AT390679B - Method and arrangement for examining representative partial streams branched off from streams of material - Google Patents
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Description
Nr. 390 679No. 390 679
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung von aus Stoffströmen, z. B. Suspensionen, Lösungen, Emulsionen od. dgl., abgezweigten repräsentativen Teilströmen, insbesondere mittels Röntgenfluoreszenzanalyse.The invention relates to a method for the investigation of material flows, for. B. suspensions, solutions, emulsions or the like. Branch representative partial streams, in particular by means of X-ray fluorescence analysis.
Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Untersuchung eines aus einem Stoffstrom in einen Zwischenbehälter abgezweigten Teilstromes, wobei der Zwischenbehälter mit einer niveaumäßig unterhalb desselben gelegenen Meßzelle, insbesondere Röntgenfluoreszenzmeßzelle, verbunden ist, in die der Teilstrom durch Schwerkraft geleitet ist, und an die Meßzelle eine Leitung anschließt, an deren Ende der untersuchte Teilstrom im wesentlichen druddos durch eine Ausströmöffnung ausströmt.The invention further relates to an arrangement for examining a partial flow branched from a material flow into an intermediate container, the intermediate container being connected to a measuring cell located below it, in particular an X-ray fluorescence measuring cell, into which the partial flow is guided by gravity, and a line to the measuring cell connects, at the end of which the sub-stream examined flows out essentially druddos through an outflow opening.
Es besteht vielfach die Notwendigkeit, Stoffströme auf ihre Zusammensetzung zu untersuchen. Insbesondere Röntgenfluoreszenzmeßapparaturen werden vielfach zur Überwachung verschiedenster Produkt- bzw. Stoffströme auf ihre elementare Zusammensetzung hin eingesetzt. Ein typisches Anwendungsgebiet betrifft die Aufbereitung von Erzen, wo diese fein gemahlen in wässeriger Suspension vorliegen, denen bei der Flotation Schäummittel zugesetzt werden bzw. die künstlich mit Luftblasen versehen werden, so daß deren Untersuchung schwierig und aufwendig wird.There is often a need to examine the composition of material flows. X-ray fluorescence measuring devices in particular are often used to monitor the most diverse product and material flows for their elementary composition. A typical area of application relates to the processing of ores, where they are finely ground in aqueous suspension, to which foaming agents are added during flotation or which are artificially provided with air bubbles, so that their examination is difficult and expensive.
Ein wesentlicher Punkt bei der kontinuierlichen Messung der Zusammensetzung bzw. Elementkonzentration von Stoffströmen ist die Entnahme und Führung des Probestromes bzw. abgezweigten Teilstromes, an den im wesentlichen die folgenden Anforderungen gestellt werden:An essential point in the continuous measurement of the composition or element concentration of material flows is the removal and management of the sample flow or branched partial flow, which are essentially subject to the following requirements:
Der Teilstrom muß repräsentativ für den Stoffstrom sein, d. h. er muß im Mittel die gleiche physikalische und chemische Zusammensetzung aufweisen, der Teilstrom muß den Untersuchungsort bzw. die Meßzelle frei von Gasblasen durchsetzen, da sonst Verfälschungen der Messung auftreten können, der Teilstrom muß die Meßzelle mit nur geringer, gleichbleibender Druckdifferenz gegen die Atmosphäre durchlaufen, da sonst Beschädigungen der notwendigerweise dünnen Meßzellenfenster auftreten, diese geringe Druckdifferenz zur Umgebung muß auch in Störfällen gewährleistet sein, z. B. wenn es im Stoffstrom zu Druckschwankungen kommt, der Teilstrom muß die Meßzelle in einer Art und Weise durchströmen, daß sichergestellt ist, daß seine Oberfläche repräsentativ für den gesamten Teilstrom istThe partial flow must be representative of the material flow, i. H. on average, it must have the same physical and chemical composition, the partial flow must penetrate the examination site or the measuring cell free of gas bubbles, otherwise the measurement can be falsified, the partial flow must pass through the measuring cell with only a small, constant pressure difference against the atmosphere, since otherwise damage to the necessarily thin measuring cell window occurs, this small pressure difference to the environment must also be ensured in the event of faults, e.g. B. if there are pressure fluctuations in the material flow, the partial flow must flow through the measuring cell in a manner that ensures that its surface is representative of the entire partial flow
Bekannte Anordnungen zur Untersuchung von aus Stoffströmen abgezweigten Teilströmen weisen eine Reihe von Nachteilen auf, die daraus resultieren, daß einige der gestellten Anforderungen zum Teil widersprüchlich sind. So bedingt die zur Erzielung eines repräsentativen Teilstromes erforderliche Probenentnahme, daß ein Teilstrom entnommen werden muß, der unter Umständen nicht zur Gänze von der darauffolgenden Meßapparatur verarbeitet bzw. durch diese durchgesetzt werden kann. Dies hat eine Aufteilung des Teilstromes zur Folge, die üblicherweise durch ein Überlaufgefäß erfolgt. Hier kann es jedoch zu unkontrollierbaren Veränderungen des Teilstromes durch ungleiche Aufteilung kommen, da in dem Überströmgefäß Sedimentation oder der umgekehrte Effekt, das Aufsteigen, insbesondere von an Luftbläschen hängenden Erzteilchen stattfinden kann. Ein weiterer Nachteil besteht in der oft ungenügenden Entlüftung des Teilstromes, so daß Luftblasen an den Untersuchungsort bzw. in die Meßzelle gelangen und somit die Messung verfälschen. Weiters werden in herkömmlichen Systemen Pumpen eingesetzt, um den Teilstrom abzuzweigen, wodurch dessen für den Stoffstrom repräsentative Zusammensetzung beeinflußt wird.Known arrangements for examining partial streams branched off from material streams have a number of disadvantages which result from the fact that some of the requirements imposed are partly contradictory. Thus, the sampling required to achieve a representative partial flow means that a partial flow must be taken which, under certain circumstances, cannot be processed entirely by the subsequent measuring apparatus or can be enforced by it. This results in a division of the partial flow, which usually takes place through an overflow vessel. Here, however, there can be uncontrollable changes in the partial flow due to uneven division, since sedimentation or the reverse effect, in particular, of ore particles attached to air bubbles, can take place in the overflow vessel. Another disadvantage is the often inadequate ventilation of the partial flow, so that air bubbles reach the examination site or the measuring cell and thus falsify the measurement. Furthermore, pumps are used in conventional systems to branch off the partial flow, which influences its composition, which is representative of the material flow.
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Anordnungen und Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu erstellen, bei denen nach einem allfälligen Druckabbau immer eine repräsentative Menge des abgezweigten Teilstromes durch die Meßzelle bzw. den Untersuchungsort geleitet wird, ohne Einsatz von Pumpen und Störung der Untersuchung durch Luftblasen.The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the known arrangements and methods and to create a method and an arrangement of the type mentioned, in which, after any pressure reduction, a representative amount of the branched partial flow is always passed through the measuring cell or the examination site , without the use of pumps and interference from the examination due to air bubbles
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Menge des vorzugsweise isokinetisch abgezweigten Teilstromes durch Veränderung bzw. Einstellung des Höhenunterschiedes zwischen dem Niveau des Stoffstromes und dem Niveau des Flüssigkeitsspiegels des nach dem Abzweigen einer Pufferspeicherung unterzogenen Teilstromes auf einen Wert eingeregelt wird, der dem Wert der Menge entspricht, die aus dem aufgestauten bzw. gespeicherten Teilstrom zum Untersuchungsort, insbesondere für Röntgenfluoreszenzanalyse, abströmt, daß die gesamte Menge des aufgestauten bzw. gespeicherten Teilstromes einem niveaumäßig unterhalb des gespeicherten Teilstromes gelegenen Untersuchungsort durch die Schwerkraft zugeführt wird und daß zur Einstellung des Druckes am Untersuchungsort, vorzugsweise eines geringen insbesondere konstanten Überdruckes, der Durchflußwiderstand für den Teilstrom zwischen dem Untersuchungsort und einer niveaumäßig unterhalb des Untersuchungsortes gelegenen Ausströmstelle des Teilstromes, an welcher Ausströmstelle der Teilstrom im wesentlichen drucklos ausströmt, eingeregelt bzw. verändert wird.According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the amount of the preferably isokinetically branched partial flow is adjusted to a value by changing or adjusting the height difference between the level of the material flow and the level of the liquid level of the partial flow subjected to a buffer storage after branching is, which corresponds to the value of the amount that flows out of the pent-up or stored partial flow to the examination site, in particular for X-ray fluorescence analysis, that the entire amount of the pent-up or stored partial flow is fed by gravity to an examination location located below the stored partial flow and that to adjust the pressure at the examination site, preferably a low, in particular constant, excess pressure, the flow resistance for the partial flow between the examination site and a level is maintained b of the examination site located outflow point of the partial flow, at which outflow point the partial flow flows out essentially without pressure, is regulated or changed.
Durch die Veränderung des Höhenunterschiedes zwischen dem Niveau des Stoffstromes und dem Niveau des Flüssigkeitsspiegels des gepufferten Teilstromes wird es möglich, die Menge des aus dem Stoffstrom abgezweigten Teilstromes ohne Pumpen einzuregeln. Werden z. B. das Niveau des Stoffstromes und das des gepufferten Teilstromes höhenmäßig angenähert, so sinkt die Menge des aus dem Stoffstrom abgezogenen Teilstromes. Liegt das Niveau des Teilstromes höher, kann sogar ein im Stoffstrom herrschender Druck abgebaut werden. Gleichzeitig bestimmt die Lage des Niveaus des Teilstromes auch den Durchsatz des Teilstromes zum Untersuchungsort, der im wesentlichen gleich eingeregelt wird, wie die dem gepufferten Teilstrom aus dem Stoffstrom zugeführte Menge. Ferner ist Repräsentativität des Teilstromes dadurch gegeben, daß die gesamte Menge des abgezweigten und gepufferten Teilstromes dem Untersuchungsort durch Schwerkraft zugeführt wird. Es kommt zu keinen Verlusten von Teilen des abgezweigten Teilstromes, so daß der gesamte Teilstrom -2-By changing the height difference between the level of the material flow and the level of the liquid level of the buffered partial flow, it becomes possible to regulate the amount of the partial flow branched off from the material flow without pumps. Are z. B. the level of the material flow and that of the buffered partial flow approximated in height, the amount of the partial flow withdrawn from the material flow decreases. If the level of the partial flow is higher, a pressure prevailing in the material flow can even be reduced. At the same time, the position of the level of the partial flow also determines the throughput of the partial flow to the examination site, which is regulated essentially the same as the quantity supplied to the buffered partial flow from the material flow. Furthermore, the partial flow is representative in that the entire amount of the branched and buffered partial flow is fed to the examination site by gravity. There are no losses of parts of the branched partial flow, so that the entire partial flow -2-
Nr. 390 679 untersucht wird. Letztlich wird durch die Möglichkeit der Einregelung des Druckes im Teilstrom am Untersuchungsort durch Änderung des Durchflußwiderstandes des Teilstromes stromabwärts des Untersuchungsortes die Verwendung von großen dünnen und gegebenenfalls flexiblen Meßzellenfenstem möglich.No. 390 679 is examined. Ultimately, the possibility of regulating the pressure in the partial flow at the examination site by changing the flow resistance of the partial flow downstream of the examination site enables the use of large thin and possibly flexible measuring cell windows.
Zur Einregelung des Druckes im Teilstrom am Untersuchungsort ist vorgesehen, daß durch Veränderung des Strömungswiderstandes des vom Untersuchungsort abströmenden Teilstromes der Druck am Untersuchungsort eingeregelt wird.To regulate the pressure in the partial flow at the examination location, it is provided that the pressure at the examination location is adjusted by changing the flow resistance of the partial flow flowing from the examination location.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die zum Untersuchungsort abströmende Menge des gespeicherten Teilstromes durch Einstellung des Niveauunterschiedes und/oder des Strömungswiderstandes zwischen dem Flüssigkeitsspiegel des gespeicherten Teilstromes und dem Niveau des Untersuchungsortes eingeregelt wird. Durch diese Regelungsmöglichkeit wird die Menge des den Untersuchungsort durchströmenden Teilstromes eingestellt.According to the invention it can be provided that the quantity of the stored partial flow flowing out to the examination site is adjusted by adjusting the level difference and / or the flow resistance between the liquid level of the stored partial flow and the level of the examination site. With this control option, the amount of the partial flow flowing through the examination site is set.
Bevorzugt ist es, wenn erfindungsgemäß der Druck des Stoffstromes durch Druckausgleich des gespeicherten Teilstromes mit der Umgebung abgebaut wird.It is preferred if, according to the invention, the pressure of the material flow is reduced by equalizing the pressure of the stored partial flow with the surroundings.
Um zu vermeiden, daß die Messung störende Luftblasen dem Untersuchungsort zuführt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Entlüftung des gespeicherten Teilstromes die mittlere Sinkgeschwindigkeit des Teilstromes im gepufferten Bereich auf einen Wert eingeregelt wird, der kleiner ist als die Aufstiegsgeschwindigkeit von im Teilstrom enthaltenen, die Untersuchung beeinflussenden Luftblasen.In order to prevent the measurement from supplying disturbing air bubbles to the examination site, it is provided according to the invention that, in order to vent the stored partial flow, the mean sink rate of the partial flow in the buffered area is adjusted to a value which is lower than the ascent rate of the examination contained in the partial flow influencing air bubbles.
Eine erfindungsgemäße Anordnung der eingangs genannten Art zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter in den der im wesentlichen isokinetisch aus dem Stoffstrom abgezweigte Teilstrom eingeleitet ist, in seiner Höhenlage in bezug auf das Niveau des Stoffstromes zur Einregelung sowohl der Menge des aus dem Stoffstrom abgezweigten Teilstromes als auch der aus dem Zwischenbehälter zur Meßzelle, insbesondere Röntgenfluoreszenzmeßzelle abfließenden Menge einstellbar ist wobei die gesamte in den Zwischenbehälter abgezweigte Menge des Teilstromes zur Meßzelle geführt ist. Diese erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine genaue Einstellung der aus dem Stoffstrom abgezweigten Menge des Teilstromes sowie eine genaue Einregelung des durch die Meßzelle geführten Teilstromes, der der Menge nach dem gesamten abgezweigten Teilstrom entspricht. Damit ergibt sich ein genaues Meßverfahren unter den selben Bedingungen, wie sie im Stoffstrom vorliegen.An arrangement according to the invention of the type mentioned at the outset for carrying out the method according to the invention is characterized in that the intermediate container is introduced into the substream which is essentially isokinetically branched off from the material flow, in its altitude with respect to the level of the material flow for regulating both the amount of the partial flow branched off as well as the amount flowing out of the intermediate container to the measuring cell, in particular X-ray fluorescence measuring cell, can be set, the entire amount of the partial stream branching off into the intermediate container being led to the measuring cell. This arrangement according to the invention permits precise adjustment of the quantity of the partial flow diverted from the material flow and precise regulation of the partial flow led through the measuring cell, which corresponds to the quantity of the total diverted partial flow. This results in an exact measuring procedure under the same conditions as they exist in the material flow.
Zum Druckabbau im Zwischenbehälter insbesondere bei plötzlich auftretenden Druckstößen im Stoffstrom ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zwischenbehälter oberhalb der Zuleitungsöffnung des Teilstromes eine gegebenenfalls verschließbare Druckausgleichsöffitung aufweist.For pressure reduction in the intermediate container, in particular in the event of sudden pressure surges in the material flow, it is provided according to the invention that the intermediate container has a pressure compensation opening which can be closed, if appropriate, above the feed opening of the partial flow.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Teilstrom aus dem Zwischenbehälter in an sich bekannter Weise über einen an sich bekannten Saugheber, dessen Saugrohr vorzugsweise bis in den Bodenbereich des Zwischenbehälters geführt ist, der Meßzelle zugeführt ist. Damit kann die Anordnung außer Betrieb gesetzt werden, wenn der Durchfluß des Stoffstromes eine gewisse Mindestgrenze unterschreitet.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the partial flow from the intermediate container is fed to the measuring cell in a manner known per se via a suction lifter known per se, the suction tube of which is preferably led into the bottom region of the intermediate container. The arrangement can thus be put out of operation if the flow of the material flow falls below a certain minimum limit.
Zur Erhöhung der Verweilzeit des Teilstromes im Zwischenbehälter ist vorgesehen, daß die vom Stoffstrom in den Zwischenbehälter führende Leitung tangential in den Zwischenbehälter einmündet. Damit erhalten die Luftblasen mehr Zeit aus dem Teilstrom aufzusteigen und zu entweichen.To increase the dwell time of the partial flow in the intermediate container, it is provided that the line leading from the material flow into the intermediate container opens tangentially into the intermediate container. This gives the air bubbles more time to rise and escape from the partial flow.
Es liegt im Rahmen der erfindungsgemäßen Anordnung, daß zur Einstellung des Strömungswiderstandes des auf die Meßzelle folgenden Leitungssystems Einrichtungen zur Einstellung des Durchflußwiderstandes, z. B. Drosseln vorgesehen sind. Zwischen der Meßzelle und der Ausströmstelle können für diesen Zweck auch Meß-bzw. Untersuchungseinrichtungen, wie z. B. Dichtemeßsonden, Probenentnahmevorrichtungen insbesondere für Kalibrierzwecke, Durchflußmengenmesser oder dgl. vorgesehen sein.It is within the scope of the arrangement according to the invention that for adjusting the flow resistance of the line system following the measuring cell, devices for adjusting the flow resistance, e.g. B. chokes are provided. For this purpose, measurement or. Examination facilities, such as B. density probes, sampling devices, in particular for calibration purposes, flow meters or the like.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß der Leitungsquerschnitt zwischen dem zur Meßzelle gerichteten Ende der Leitung und der Meßzelle bei zunehmender Querschnittsfläche stetig in einen langgestreckten, schmalen Querschnitt, vorzugsweise in eine Rechtecksform, übergeführt ist und in der Meßzellenableitung wieder auf die ursprüngliche Querschnittsform zurückgeführt istAccording to the invention, it can be provided that the line cross section between the end of the line directed towards the measuring cell and the measuring cell is continuously converted into an elongated, narrow cross section, preferably into a rectangular shape, as the cross-sectional area increases, and is returned to the original cross-sectional shape in the measuring cell derivation
Durch diese Strömungsführung bleibt im wesentlichen die Isokinetik des abgezweigten Teilstromes erhalten und es wird eine über den gesamten Teilstrom repräsentative Zusammensetzung über eine große Fläche gemessen. Insbesondere in diesem Fall ist es erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn die Meßzelle eine flexible, bei Einstellung eines Überdruckes in der Meßzelle gegen einen Meßkopf anpreßbare Fenstermembran aufweist. Durch Einstellung eines Überdruckes kann das Fenster der Meßzelle gegen den Meßkopf angedrückt werden, so daß definierte Meßgeometrie vorliegt. Es ist zur Einstellung des Überdruckes in der Meßzelle auch möglich, daß der Strömungswiderstand des auf die Meßzelle folgenden Leitungssystems veränderbar ist und hier insbesondere erhöht werden kann, z. B. durch die erwähnte Veränderung der Leitungslänge und/oder Einbauten von Meß- und Untersuchungseinrichtungen, Durchflußregeleinrichtungen, Drosseln oder dgl.This flow control essentially maintains the isokinetics of the branched partial stream and a composition that is representative of the entire partial stream is measured over a large area. In this case in particular, it is expedient according to the invention if the measuring cell has a flexible window membrane which can be pressed against a measuring head when an overpressure is set in the measuring cell. By setting an overpressure, the window of the measuring cell can be pressed against the measuring head, so that a defined measuring geometry is available. To set the overpressure in the measuring cell, it is also possible that the flow resistance of the line system following the measuring cell can be changed and in particular can be increased here, e.g. B. by the aforementioned change in line length and / or built-in measuring and inspection devices, flow control devices, throttles or the like.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing:
Fig. 1 und 2 zeigen verschieden justierte erfindungsgemäße Anordnungen, Fig. 3 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 4 eine Meßzelle schematisch in Schrägansicht und Fig. 5 eine Meßzelle und einen Meßkopf.1 and 2 show differently adjusted arrangements according to the invention, FIG. 3 shows an embodiment of an arrangement according to the invention, FIG. 4 shows a measuring cell schematically in an oblique view, and FIG. 5 shows a measuring cell and a measuring head.
In Fig. 1 ist ein Stoffstrom (2) in einer Leitung (14) geführt. Aus dem Stoffstrom (2) wird mittels eines Abzweigrohres (15), das zur im wesentlichen isokinetischen Abzweigung eines Teilstromes (3) eine -3-In Fig. 1, a material flow (2) is guided in a line (14). The material flow (2) is converted into a -3- by means of a branch pipe (15) which is used for the essentially isokinetic branching of a partial flow (3).
Nr. 390 679 langgestreckte geschlitzte Öffnung aufweisen kann, ein Teilstrom abgezweigt. Über eine Leitung (16), z. B. einen Schlauch, wird der abgezweigte Teilstrom (3) in einen Zwischenbehälter (1) eingeleitet und dort gepuffert bzw. mit einem bestimmten Niveau (17) aufgestaut gehalten. Dieses Niveau (17) kann unterhalb oder oberhalb des Niveaus (18) des Stoffstromes (2) in der Leitung (14) eingestellt werden. Entsprechend Fig. 1 liegt das Niveau (17) des aufgestauten Teilstromes (3) um die Höhe (hj) unterhalb des Niveaus (18) des Stoffstromes (2) . Dadurch ergibt sich in diesem Fall eine gewisse Saugwirkung, mit der der Teilstrom (3) aus dem Stoffstrom (2) abgezweigt wird.No. 390 679 may have an elongated slotted opening, a branch being branched off. Via a line (16), for. B. a hose, the branched partial stream (3) is introduced into an intermediate container (1) and buffered there or kept pent-up at a certain level (17). This level (17) can be set below or above the level (18) of the material flow (2) in the line (14). According to FIG. 1, the level (17) of the pent-up partial stream (3) is below the level (18) of the material stream (2) by the height (hj). In this case, this results in a certain suction effect with which the partial flow (3) is branched off from the material flow (2).
An den Zwischenbehälter (1) schließt eine Leitung (7) an, die eine Drossel (8) enthält und zur Meßzelle (4) führt, von der eine Leitung (5) über eine Drossel (19) an eine Ausströmöffnung (13) führt, aus der der durch die Meßzelle (4) geführte Teilstrom (3) drucklos bzw. frei ausströmt. Die Menge des vom Zwischenbehälter (1) durch die Meßzelle (4) fließenden Teilstromes (3) kann prinzipiell mit den Drosseln (8) bzw. (19) eingestellt werden. In erster Linie wird die Durchflußmenge des Teilstromes (3) durch die Meßzelle (4), jedoch durch die Höhe (I12) zwischen dem Niveau (17) des aufgestauten Teilstromes (3) und dem Niveau der Ausströmstelle (13) bestimmt.Connected to the intermediate container (1) is a line (7) which contains a throttle (8) and leads to the measuring cell (4), from which a line (5) leads via a throttle (19) to an outflow opening (13), from which the partial flow (3) passed through the measuring cell (4) flows unpressurized or free. The amount of the partial flow (3) flowing from the intermediate container (1) through the measuring cell (4) can in principle be set with the restrictors (8) or (19). The flow of the partial flow (3) through the measuring cell (4) is primarily determined, however, by the height (I12) between the level (17) of the pent-up partial flow (3) and the level of the outflow point (13).
Die Drossel (19), mit der der Strömungswiderstand der Leitung (5) veränderbar ist, bewirkt bei Verkleinerung des Durchflußquerschnittes einen Druckanstieg in der Meßzelle (4), da der Druck in der Meßzelle (4) durch den Durchflußwiderstand der Leitung (5) zwischen der Meßzelle (4) und der Ausströmstelle (13) bestimmt wird.The throttle (19), with which the flow resistance of the line (5) can be changed, causes a pressure increase in the measuring cell (4) when the flow cross section is reduced, since the pressure in the measuring cell (4) between the flow resistance of the line (5) the measuring cell (4) and the outflow point (13) is determined.
Da die Durchflußgeschwindigkeit des Teilstromes (3) durch die Leitungen (5) und (7) durch den Strömungswiderstand in diesen Leitungen und den in der Meßzelle (4) bestimmt wird, kann durch Wahl eines entsprechenden Durchflußwiderstandes in den Leitungen (5) und (7) und Einstellung des Niveauunterschiedes (hj) zwischen dem Niveau (18) des Stoffstromes (2) und dem Niveau (17) des aufgestauten Teilstromes (3) enreicht werden, daß die aus dem Stoffstrom (2) abgezogene Menge des Teilstromes (3) gleich ist der aus dem Zwischenbehälter (1) zur Meßzelle (4) hin abfließenden Menge des Teilstromes (3). Gleichzeitig kann durch Wahl des Durchflußwiderstandes in der Leitung (5), d. h. durch Einstellung der Drossel (19), der Druck in der Meßzelle (4) derart eingeregelt werden, daß der Druck in der Meßzelle (4) die dünne Fenstermembran (21) nicht zerstören kann.Since the flow rate of the partial flow (3) through the lines (5) and (7) is determined by the flow resistance in these lines and that in the measuring cell (4), a suitable flow resistance in the lines (5) and (7 ) and setting the level difference (hj) between the level (18) of the material flow (2) and the level (17) of the pent-up partial flow (3) are achieved so that the amount of the partial flow (3) drawn off from the material flow (2) is the same is the amount of partial flow (3) flowing out of the intermediate container (1) to the measuring cell (4). At the same time, by choosing the flow resistance in line (5), d. H. by adjusting the throttle (19), the pressure in the measuring cell (4) can be adjusted in such a way that the pressure in the measuring cell (4) cannot destroy the thin window membrane (21).
Der abgezweigte Teilstrom (3) fließt durch die gesamte Meßstrecke im freien Fall ohne zusätzlichen Pumpaufwand und wird nach seinem freien bzw. drucklosen Ausströmen an der Ausströmstelle (13) auf geeignete Weise wieder in den Stoffstrom (2) zurückgeführt.The branched-off partial flow (3) flows through the entire measuring section in free fall without additional pumping effort and, after its free or unpressurized outflow at the outflow point (13), is returned to the material flow (2) in a suitable manner.
Der Zwischenbehälter (1) ist oben mit einer Druckausgleichsöffnung (6) versehen, die eine Öffnung in der Oberfläche des Zwischenbehälters (1) sein kann oder vom Ende einer Rohrleitung (26) gebildet sein kann, die in einer gewissen Länge vorzugsweise bis über das Niveau (18) des Stoffstromes (2) nach oben geführt sein kann. Die Öffnung (6) dient zum Ausgleich von allfälligen Druckschwankungen des aus dem Stoffstrom (2) abgezweigten Teilstromes (3), zur Entlüftung des aufgestauten Teilstromes (3) und allenfalls auch zur Einstellung eines besonders hoch gelegenen Niveaus (17) des Flüssigkeitsspiegels des gepufferten Teilstromes (3) . Die Öffnung (6) gewährleistet auch, daß die Meßzelle (4) höchstens mit dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule des Teilstromes (3) mit dem Niveau (17) beaufschlagt werden kann, der durch die Höhe (H) gegeben ist.The intermediate container (1) is provided at the top with a pressure compensation opening (6), which can be an opening in the surface of the intermediate container (1) or can be formed by the end of a pipeline (26), which is preferably of a certain length up to the level (18) of the material flow (2) can be guided upwards. The opening (6) is used to compensate for any pressure fluctuations in the partial flow (3) branched off from the material flow (2), to vent the pent-up partial flow (3) and, if necessary, also to set a particularly high level (17) of the liquid level of the buffered partial flow (3). The opening (6) also ensures that the measuring cell (4) can be loaded with the hydrostatic pressure of the liquid column of the partial flow (3) at the level (17), which is given by the height (H).
Zur besseren Entlüftung wird die Sinkgeschwindigkeit des Teilstromes (3) im Zwischenbehälter (1) derart eingeregelt, daß diese langsamer erfolgt als das Aufsteigen von im aufgestauten Teilstrom (3) enthaltenen, die Messung noch beeinflussenden Luftblasen.For better ventilation, the rate of descent of the partial flow (3) in the intermediate container (1) is adjusted in such a way that this takes place more slowly than the ascent of air bubbles contained in the pent-up partial flow (3) which still influence the measurement.
Der Zwischenbehälter (1) wird vorteilhafterweise tangential mit dem abgezweigten Teilstrom (3) angeströmt, wodurch sich eine Zirkularströmung einstellt, die langsam nach unten gerichtet ist; dies und eine entsprechende Dimensionierung des Zwischenbehälters (1) ermöglicht die Sinkgeschwindigkeit des Teilstromes (3) zu beeinflussen.The intermediate container (1) is advantageously flowed tangentially with the branched partial flow (3), which results in a circular flow which is directed slowly downwards; this and a corresponding dimensioning of the intermediate container (1) enables the sinking speed of the partial flow (3) to be influenced.
Das Problem einer Darbietung einer repräsentativen Oberfläche des Teilstromes (3) in der Meßzelle (4) eines Meßgerätes insbesondere Röntgenfluoreszenzanalysegerätes wird dadurch gelöst, daß der abgezweigte Teilstrom (3) den Zwischenbehälter (1) gut durchmischt verläßt, keiner weiteren wesentlichen Beeinträchtigung bzw. Vermischung oder gar einer Abtrennung eines Teiles unterworfen wird und Beeinträchtigungen der Führung des Teilstromes durch abrupte Querschnittsänderungen vermieden werden. Ferner besitzt die Meßzelle (4) (Fig. 4,5) ein großes Fenster (22), so daß einem Meßkopf (20) eine möglichst große Meßfläche bzw. Probenfläche geboten wird. Das Fenster ist im wesentlichen etwa kreisförmig ausgebildet und besitzt eine gegebenenfalls elastisch bzw. flexibel ausgebildete Fenstermembran, die durch den im Inneren der Meßzelle (4) aufgebauten Druck an den Meßkopf (20) elastisch anlegbar ist, wie in Fig. 5 dargestellt ist.The problem of presenting a representative surface of the partial flow (3) in the measuring cell (4) of a measuring device, in particular an X-ray fluorescence analysis device, is solved in that the branched partial flow (3) leaves the intermediate container (1) well mixed, no further significant impairment or mixing or is even subjected to a separation of a part and impairments in the guidance of the partial flow due to abrupt changes in cross-section are avoided. Furthermore, the measuring cell (4) (Fig. 4.5) has a large window (22), so that a measuring head (20) has the largest possible measuring area or sample area. The window is essentially circular and has an optionally elastic or flexible window membrane which can be applied elastically to the measuring head (20) by the pressure built up inside the measuring cell (4), as shown in FIG. 5.
Um abrupte Querschnittsänderungen in den Leitungen zur Meßzelle (4) zu vermeiden, ist, wie Fig. 4 zeigt, vorgesehen, daß die Meßzellenzuleitung (9) und die Meßzellenableitung (26) den Querschnitt der Leitungen (5) und (7) stetig verändernde Wandabschnitte (23) aufweisen. Der im wesentlichen kreisförmige Querschnitt (24) der Leitungen (7) bzw. (5) wird mit den Wandelementen (23) in einen rechteckigen schmalen Querschnitt (25) der Meßzelle (4) übergeführt, so daß eine dünne Meßzelle (4) gebildet wird, deren Fläche, die das Fenster (22) enthält, daher ziemlich groß ist. Wesentlich dabei ist es, daß die von den Wandabschnitten (23) gebildeten -4-In order to avoid abrupt changes in cross-section in the lines to the measuring cell (4), it is provided, as shown in FIG. 4, that the measuring-cell feed line (9) and the measuring-cell lead (26) continuously change the cross-section of the lines (5) and (7) wall sections (23). The essentially circular cross-section (24) of the lines (7) and (5) is converted with the wall elements (23) into a rectangular, narrow cross-section (25) of the measuring cell (4), so that a thin measuring cell (4) is formed , the area of which the window (22) contains is therefore quite large. It is essential that the -4- formed by the wall sections (23)
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT0423983A AT390679B (en) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | Method and arrangement for examining representative partial streams branched off from streams of material |
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AT0423983A AT390679B (en) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | Method and arrangement for examining representative partial streams branched off from streams of material |
Publications (2)
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ATA423983A ATA423983A (en) | 1989-11-15 |
AT390679B true AT390679B (en) | 1990-06-11 |
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ID=3561452
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DE2214458B2 (en) * | 1971-03-26 | 1977-10-06 | AGA AB, Lidingo (Schweden) | DEVICE FOR SELF-ACTING TREATMENT OF PRE-DETERMINED QUANTITIES OF LIQUID FROM A CONTAINER |
-
1983
- 1983-12-05 AT AT0423983A patent/AT390679B/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2214458B2 (en) * | 1971-03-26 | 1977-10-06 | AGA AB, Lidingo (Schweden) | DEVICE FOR SELF-ACTING TREATMENT OF PRE-DETERMINED QUANTITIES OF LIQUID FROM A CONTAINER |
Also Published As
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ATA423983A (en) | 1989-11-15 |
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