CH648122A5

CH648122A5 - Sedimentation balance

Info

Publication number: CH648122A5
Application number: CH5270/80A
Authority: CH
Inventors: Jiri Konupek; Jiri Baburek
Original assignee: Vyzk Ustav Keramiky
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1985-02-28

Abstract

The sedimentation balance serves for determining the grain size of granulated materials in the form of a suspension or sludge. The balance has a double-casing sedimentation tank (2) provided in the lower part with a magnetic agitator (9) and on the upper part with a cover (19). Furthermore, a damping vessel (12) with damping fluid, a balance beam (15) and compensating device (21) are provided, there being suspended on the end of one arm of the balance beam (15) a hanger (17) extending continuously through a central orifice in the cover (19) and, at a distance therefrom, another hanger (18). The end of the second arm of the balance beam (15) is coupled to the compensating device (21), the last-mentioned hanger (18) carrying a damping pan (14) serving as a balancing weight. The first-mentioned hanger (17) of the balance beam (15) carries an immersion body (1) of constant cross-section partially projecting above the level (20) of the suspension or sludge. The sedimentation balance has high accuracy in the determination of the grain size of granulated materials and eliminates all sources of the faults which occur in sedimentation balances provided with a sedimentation pan. <IMAGE>

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **. ** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

PATENTANSPRÜCHE Sedimentationswaage zum Bestimmen der Korngrösse von granulierten Materialien in Suspensions- oder Schlammform, bestehend aus einem im Unterteil mit einem magnetischen Rührer und am Oberteil mit einem Deckel versehenen Doppelmantel-Sedimentationsbecken, ferner aus einem Dämpfungsgefäss mit Dämpfungsflüssigkeit, einem Waagebalken und einem Kompensiergerät, wobei am Ende des einen Armes des Waagebalkens ein durch eine zentrale Öffnung im Deckel durchgehendes Gehänge und in einer Entfernung davon ein anderes Gehänge aufgehängt sind, während das Ende des zweiten Armes des Waagebalkens mit dem Kompensiergerät gekoppelt ist, und wobei das letztgenannte Gehänge eine als Auswuchtgewicht dienende Dämpfungsschale trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das erstgenannte Gehänge (17) des Waagebalkens (15) einen teilweise über den Suspensions- bzw.Schlammspiegel (20) herausragenden Tauchkörper (1) von konstantem Querschnitt trägt. PATENT CLAIMS Sedimentation scale for determining the grain size of granulated materials in suspension or sludge form, consisting of a double-walled sedimentation basin with a magnetic stirrer in the lower part and a lid on the upper part, also from a damping vessel with damping liquid, a balance beam and a compensating device, at the end one arm of the balance beam is suspended through a central opening in the lid and at a distance from it another suspension is suspended, while the end of the second arm of the balance beam is coupled to the compensating device, and the latter suspension carries a damping shell serving as a balancing weight , characterized in that the first-mentioned hanger (17) of the balance beam (15) carries a submersible body (1) of constant cross-section which partially protrudes above the suspension or sludge level (20).

Die Erfindung betrifft eine Sedimentationswaage zum Bestimmen der Korngrösse von granulierten Materialien in Suspensions- oder Schlammform, die sich insbesondere für die keramische Industrie eignet. The invention relates to a sedimentation balance for determining the grain size of granulated materials in suspension or sludge form, which is particularly suitable for the ceramic industry.

Eine herkömmliche Sedimentationswaage zum Bestimmen der Korngrösse von granulierten Materialien weist eine im Verlauf des Messvorganges in Suspension oder Schlamm eingetauchte Schale. Durch Wirkung der Gravitation sedimentieren dispergierte Partikel auf die Schale, und ihr Gewicht wird in Schrittintervallen unmittelbar festgestellt und registriert. Die in einen Sedimentationsbecken von im wesentlichen grösserem Durchmesser eingetauchte Schale befindet sich manchmal im Verlauf der Messung in einem dichteren Medium als die ursprüngliche homogenisierte Suspension am Anfang des Messvorgangs, da die Sedimentation lokale Schwankungen aufweisen kann. Eine solche Erscheinung wirkt sich insbesondere bei extra feinen Suspensionen, wo ein anomaler Konzentrationsgradient entstehen kann, aus. A conventional sedimentation scale for determining the grain size of granulated materials has a bowl immersed in suspension or sludge in the course of the measurement process. Due to the effect of gravity, dispersed particles sediment on the shell, and their weight is immediately determined and registered in step intervals. The bowl immersed in a sedimentation basin of substantially larger diameter is sometimes in a denser medium than the original homogenized suspension at the beginning of the measurement process during the measurement, since the sedimentation can show local fluctuations. Such a phenomenon has an effect in particular in the case of extra-fine suspensions, where an abnormal concentration gradient can arise.

Da die Schale in weitem Masse als ein Schwimmer wirkt, kommt es in solchen Fällen nicht selten zur absurden Registrierung von Sedimentgewichtsabnahme im Verlauf der Messung. Bei Verwendung eines Sedimentationsbeckens von einem unerheblich grösseren Durchmesser als der der Schale ist es ausserordentlich schwierig, die Schale in die mit dem Bekken gleichachsige Lage einzustellen und somit das Anhaften der Schale an der Sedimentationsbeckenwand und damit wiederum erhebliche Verzerrung der Messergebnisse zu vermeiden. Eine gewisse Verzerrung wird auch dadurch verursacht, dass sich Sedimente von unterschiedlicher Korngrösse am Schalenumfang unter einem spezifischem Winkel ablagern; ein solcher Winkel ist nicht zuverlässig ermittelbar, da er nicht nur von der Korngrösse, sondern auch -gestalt abhängt.Die oben angeführten Erscheinungen stellen bei den existierenden Vorrichtungen dieser Art eine Quelle von beträchtlichen Ungenauigkeiten dar und verzerren stark die Ergebnisse von Korngrössenanalyse. Since the bowl acts as a float to a large extent, it is not uncommon in such cases for the absurd registration of sediment weight loss to occur in the course of the measurement. When using a sedimentation basin with an insignificantly larger diameter than that of the bowl, it is extremely difficult to adjust the bowl to the position coaxial with the tank and thus to prevent the bowl from adhering to the wall of the sedimentation bowl and thus, again, to significantly distort the measurement results. A certain distortion is also caused by the fact that sediments of different grain sizes are deposited on the bowl circumference at a specific angle; such an angle cannot be reliably determined since it depends not only on the grain size but also on the shape. The phenomena mentioned above represent a source of considerable inaccuracies in the existing devices of this type and greatly distort the results of grain size analysis.

Die vorliegende Erfindung soll die vorerwähnten Nachteile des Standes der Technik eliminieren, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sedimentationswaage zum Bestimmen der Korngrösse von granulierten Materialien in Suspensionsoder Schlammform zu schaffen. Eine solche Vorrichtung besteht aus einem im Unterteil mit einem magnetischen Rührer und am Oberteil mit einem Deckel versehenen Doppel-Mantel-Sedimentationsbecken, ferner aus einem Dämpfungsgefäss mit Dämpfungsflüssigkeit, einem Waagebalken und einem Kompensiergerät, wobei am Ende des einen Armes des Waagebalkens ein durch eine zentrale Öffnung im Deckel durchgehendes Gehänge und in einer Entfernung davon ein anderes Gehänge aufgehängt sind, während das Ende des zweiten Armes des Waagebalkens mit dem Kompensiergerät gekoppelt ist, und wobei das letztgenannte Gehänge eine als Auswuchtgewicht dienende Dämpfungsschale trägt. The present invention is intended to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and is based on the object of creating a sedimentation balance for determining the grain size of granulated materials in the form of suspensions or sludge. Such a device consists of a double-shell sedimentation basin provided with a magnetic stirrer in the lower part and a lid on the upper part, furthermore from a damping vessel with damping liquid, a balance beam and a compensating device, one at the end of one arm of the balance beam by a central one Suspended hanger opening in the cover and another hanger are suspended at a distance from it, while the end of the second arm of the balance beam is coupled to the compensating device, and the latter hanger carries a damping shell serving as a balancing weight.

Diese Aufgabe wird so gelöst, dass das erstgenannte Gehänge des Waagebalkens einen teilweise über den Suspensions- bzw. Schlammspiegel herausragenden Tauchkörper von konstantem Querschnitt trägt. This object is achieved in such a way that the first-mentioned hanger of the balance beam carries a submersible body of constant cross-section which partially protrudes above the suspension or mud level.

Die erfindungsgemässe Sedimentationswaage weist eme hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Korngrösse von granulierten Materialien auf und beseitigt alle bei den mit einer Sedimentationsschale versehenen Sedimentationswaagen auftretenden Fehler. Die Dimensionen des Sedimentationsbeckens sowie des Tauchkörpers können nach Bedarf in weitem Bereich schwanken. Anstelle der Gravitationskraft, durch die das Sediment auf die Sedimentationsschale der Sedimentationswaage einwirkt, beruht die erfindungsgemässe Waage auf dem Archimedischen Prinzip, wonach ein in Flüssigkeit getauchter Körper einen Auftrieb erleidet.Unter Verwendung eines Tauchkörpers beruht die sukzessive Bestimmung von Sedimentmenge in Gewichtsprozenten auf dem Messen der Entfernung zwischen zwei, einerseits dem Reinwasser, andererseits dem Anfang der Sedimentation von vollkommen homogenisierter Suspension entsprechenden Registrierzeichen. Ein solcher Tauchkörper ist vorzugsweise bei allen herkömmlichen Sedimentationswaagentypen anwendbar. Durch Ersetzen der Sedimentationsschale durch den Tauchkörper kann man eine sehr genaue Messung des Sediments erzielen, die von der Kapazität des Sedimentationsbekkens und von anderen die Messwerte verzerrenden Einflüssen unabhängig ist. The sedimentation balance according to the invention has a high degree of accuracy in determining the grain size of granulated materials and eliminates all errors which occur in the sedimentation balance provided with a sedimentation bowl. The dimensions of the sedimentation basin and the immersion body can vary widely as required. Instead of the gravitational force through which the sediment acts on the sedimentation bowl of the sedimentation balance, the balance according to the invention is based on the Archimedes principle, according to which a body immersed in liquid suffers a buoyancy. Using a submersible body, the successive determination of the amount of sediment in weight percentages is based on measuring the Distance between two registration marks corresponding on the one hand to the pure water and on the other hand to the beginning of sedimentation of completely homogenized suspension. Such an immersion body can preferably be used with all conventional sedimentation balance types. By replacing the sedimentation bowl with the immersion body, a very precise measurement of the sediment can be achieved, which is independent of the capacity of the sedimentation basin and of other influences that distort the measured values.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Waage soll fernerhin anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert werden. A preferred embodiment of the scales according to the invention will also be explained in more detail with reference to the attached schematic drawing.

Wie der Zeichnung entnehmbar, besteht die dargestellte Sedimentationswaage zum Bestimmen der Korngrösse von suspendierten Materialien aus einem Doppelmantel-Sedimentationsbecken 2. Der Raum zwischen dem äusseren und dem inneren Mantel des Sedimentationsbeckens 2 ist mit einer Temperaturregelungsflüssigkeit 3 ausgefüllt; diese wird dem Raum durch einen im Oberteil des äusseren Mantels des Sedimentationsbeckens 2 untergebrachten Einlass 4 zugeliefert und aus diesem durch einen im Unterteil des Sedimentationsbeckens 2 vorgesehenen Auslass 5 abgelassen. In diesem Raum zwischen dem äusseren und dem inneren Mantel ist auch ein Kontrollthermometer 6 angeordnet. In der Mitte des Bodens des Sedimentationsbeckens 2 befindet sich ein magnetischer Rührer 9, der von einem magnetischen Rührwerk 10 mit mit Elektromotor 11 angetrieben ist.Das Sedimentationsbek- ken 2 ist von oben mit einem Deckel 19 versehen, in dessen Mitte eine Öffnung vorgesehen ist. Diese ist für ein Gehänge 17 in Form eines Torsionsfadens bestimmt, dessen eines Ende zu einem Waagebalken 15 befestigt ist und das zweite Ende einen zylindrischen teilweise in die zu messende Suspension getauchten Tauchkörper 1 aus Glas trägt; dieser Tauchkörper weist einen konstanten Querschnitt auf. Die Tauchtiefe des Tauchkörpers 1 ist an demselben mit einem Strich bezeichnet. As can be seen from the drawing, the sedimentation balance shown for determining the grain size of suspended materials consists of a double-walled sedimentation basin 2. The space between the outer and the inner wall of the sedimentation basin 2 is filled with a temperature control liquid 3; this is supplied to the room through an inlet 4 accommodated in the upper part of the outer casing of the sedimentation basin 2 and drained from this through an outlet 5 provided in the lower part of the sedimentation basin 2. A control thermometer 6 is also arranged in this space between the outer and the inner jacket. In the middle of the bottom of the sedimentation basin 2 there is a magnetic stirrer 9 which is driven by a magnetic stirrer 10 with an electric motor 11. The sedimentation basin 2 is provided from above with a cover 19, in the middle of which an opening is provided. This is intended for a hanger 17 in the form of a torsion thread, one end of which is attached to a balance beam 15 and the second end carries a cylindrical glass immersion body 1 partially immersed in the suspension to be measured; this immersion body has a constant cross section. The depth of immersion of the immersion body 1 is indicated on the same with a line.

Der Tauchkörper 1 wirkt auf den Waagebalken 15 mit einer variablen, der durchschnittlichen, im Volumen vom Spiegel 20 der Suspension an bis zum Boden bzw. Tauchtiefe des Tauchkörpers 1 gemessenen Suspensionskonzentration und somit zugleich der in einem Zeitabschnitt aus diesem Volumen unter das Niveau des Tauchkörpers 1 sedimentierten Menge von Festkörperphase proportionalen Kraft ein. The immersion body 1 acts on the balance beam 15 with a variable, the average suspension concentration measured in the volume from the level 20 of the suspension to the bottom or depth of the immersion body 1 and thus at the same time that in a period of time from this volume below the level of the immersion body 1 sedimented amount of solid phase proportional force.

Der Waagebalken 15 ist ferner mit einem anderen Gehänge 18 zum Auswuchten eines Gewichtes versehen, dessen Ende eine in ein Dämpfungsgefäss 12 mit Dämpfungsflüssigkeit The balance beam 15 is further provided with another hanger 18 for balancing a weight, the end of which is in a damping vessel 12 with damping liquid

13, vorzugsweise Wasser oder einer anderen Flüssigkeit von etwa gleicher Viskosität, dauernd getauchte Dämpfungsschale 14 trägt. Diese dient einerseits zum Balancieren des Tauchkörpers 1, andererseits als Dämpfungsmittel der Sedimentationswaage. Das zweite Ende des auf einer Schneide 16 sitzenden Waagebalken 15 ist mit einem zum Kompensieren einer Kraft F bestimmten Kompensiergerät 21 gekoppelt. Die erfindungsgemässe Sedimentationswaage kompensiert automatisch die sich am Gehänge 17 mit dem Tauchkörper 1 auswirkenden Kraftschwankungen so, dass infolge Verdrehung des Torsionsfadens die gleichen, jedoch gegensinnigen Kräfte entstehen. Da das Kompensiergerät 21 zum Kompensieren der Kraft F - samt Schreiber - schrittweise arbeitet, würde diese Kraft ohne Dämpfungsmittel zum Schwingen gebracht. 13, preferably water or another liquid of approximately the same viscosity, permanently submerged damping shell 14 carries. This serves on the one hand for balancing the immersion body 1 and on the other hand as a damping means of the sedimentation balance. The second end of the balance beam 15 seated on a cutting edge 16 is coupled to a compensating device 21 intended for compensating a force F. The sedimentation balance according to the invention automatically compensates for the force fluctuations which act on the hanger 17 with the immersion body 1 in such a way that the same, but opposite, forces arise as a result of twisting the torsion thread. Since the compensating device 21 works step by step to compensate for the force F - including the recorder - this force would be made to vibrate without damping means.

Am Waagebalken 15 der Sedimentationswaage ist ein Spiegel befestigt, der einen Lichtstrahl aus einer Lichtquelle (Glühlampe) auf eine Photozelle genau dann reflektiert, wenn der Waagebalken 15 sich in der waagerechten Lage befindet. A mirror is attached to the balance beam 15 of the sedimentation balance, which reflects a light beam from a light source (incandescent lamp) onto a photocell precisely when the balance beam 15 is in the horizontal position.

Wegen Sedimentation der Suspension sinkt der Auftrieb, der auf den Tauchkörper 1 einwirkt, kontinuierlich. Die Gesamtkraft F, die auf das Gehänge 17 einwirkt, steigt kontinuierlich an, der Waagebalken 15 verschwenkt sich aus der waagerechten Lage. Bei einem gewissen Ausschlag, der einem Kraftanstieg AF am Gehänge 17 entspricht, der durch ein Vergrössern Am = 2 mg des Gewichtes des Tauchkörpers verursacht wird, reflektiert der Spiegel am Waagebalken 15 den Lichtstrahl ausserhalb der Photozelle. Due to sedimentation of the suspension, the buoyancy that acts on the immersion body 1 decreases continuously. The total force F, which acts on the hanger 17, increases continuously, the balance beam 15 swings out of the horizontal position. With a certain deflection, which corresponds to an increase in force AF on the hanger 17, which is caused by an increase in Am = 2 mg of the weight of the immersion body, the mirror on the balance beam 15 reflects the light beam outside the photocell.

Eine Abwesenheit des Lichtstrahles an der Photozelle führt zu einem Impuls für einen Kompensationseingriff, der den Waagebalken 15 zurück in die waagerechte Lage bringt. An absence of the light beam at the photocell leads to an impulse for a compensation intervention, which brings the balance beam 15 back into the horizontal position.

Der Kompensationseingriff wird durch eine Kompensationsanordnung ausgeführt, deren Hauptbestandteile sind: eine Photozelle, ein Verstärker, ein Schrittmotor, ein Torsionsfaden. Die erwähnten Bestandteile sind in der Abbildung nicht dargestellt. Wesentlich ist deren Ergebnis. The compensation intervention is carried out by a compensation arrangement, the main components of which are: a photocell, an amplifier, a stepper motor, a torsion thread. The components mentioned are not shown in the figure. The result is essential.

Der aus der Photozelle ausgesandte Impuls wird im Verstärker verstärkt und verursacht ein Verdrehen des Schrittmotors um einen Schritt. Der Schrittmotor verdreht den Torsionsfaden um einen gewissen Winkel. Der Torsionsfaden ist mit dem Waagebalken 15 derart verbunden, dass dessen Verdrehen am Gehänge 17 einen Kraftrückgang - AF erzeugt, wobei der Kraftanstieg in entgegengesetzter Richtung wirkt. The pulse emitted from the photocell is amplified in the amplifier and causes the stepper motor to rotate by one step. The stepper motor turns the torsion thread by a certain angle. The torsion thread is connected to the balance beam 15 in such a way that its rotation on the hanger 17 produces a decrease in force - AF, the increase in force acting in the opposite direction.

Durch jeden Kompensationsschritt wird gleichfalls das Schreibzeug des Schreibgerätes um 0,8 mm nach rechts verschoben. With each compensation step, the writing instrument of the writing instrument is also shifted to the right by 0.8 mm.

Damit ist ein Kompensationseingriff beendet, der Sedimentationsvorgang und dessen Messung werden weitergeführt. This concludes a compensation intervention and the sedimentation process and its measurement are continued.

Das Aufzeichnen der Sedimentationskurve auf der erfindungsgemässen Sedimentationswaage wird so durchgeführt, dass in das Sedimentationsbecken 2 mit dem magnetischen Rührer 9 zunächst eine reine Dispergierflüssigkeit - dh eine festkörperarme Suspension 7 - eingegossen wird; diese wird nachträglich mit einer konzentrierten Suspension - dh einer festkörperreichen Suspension 8 - unterschichtet. In der ersten Phase ist der Tauchkörper 1 bloss in der reinen Dispergierflüssigkeit getaucht. The recording of the sedimentation curve on the sedimentation scales according to the invention is carried out in such a way that a pure dispersion liquid - ie a low solids suspension 7 - is first poured into the sedimentation basin 2 with the magnetic stirrer; this is subsequently sub-layered with a concentrated suspension - ie a suspension 8 rich in solids. In the first phase, the immersion body 1 is merely immersed in the pure dispersing liquid.

In das Sedimentationsbecken 2 wird der magnetische Rührer 9 gelagert und etwa 350 ml destilliertes Wasser einge gossen. Das Sedimentationsbecken 2 wird auf das Rührwerk 10 gelagert. An das Ende des Gehänge 18 wird dann die Dämpfungsschale 14 befestigt und ins Dämpfungsgefäss 12 mit der Dämpfungsflüssigkeit eingetaucht. Der Tauchkörper 1 wird an das Gehänge 17 aufgehängt. Darauf wird 18 g eines Pulvermusters, dessen Korngrösse zu bestimmen ist, abgewo gen. Dem Muster wird nachher 0,6 Gew.-% von Natriumhe xametaphosphat als Dispergiermittel zugesetzt und nach der Zugabe von 40 ml destilliertem Wasser die konzentrierte Sus pension, dh bereicherte Suspension 8, unter starker Rührung zubereitet. Diese wird in eine Injektionsspritze, versehen mit einer 150 mm langen Nadel von vorzugsweise 2,5 mm Innen durchmesser, eingesaugt.Die Nadel wird bis zum Boden des Sedimentationsbeckens 2 eingeführt und ihr Inhalt allmählich in den Raum unter dem Tauchkörper 1 herausgepresst. Der Spiegel der Suspension 20 im Sedimentationsbecken 2 wird so eingestellt, dass der Tauchkörper 1 bis zur Tiefe H reicht; die Tieflinie ist am Körper mit einem Strich bezeichnet. Dann wird das Sedimentationsbecken 2 mit dem Deckel 19 abge deckt. Die Sedimentationswaage wird entarretiert und so aus gewuchtet, dass sich der Stift des Schreibers am Rand des Re gistrierpapiers befindet. Nachher wird der Vorschub des Re gistrierpapiers angelassen, die Waage arretiert und nach In gangsetzen des magnetischen Rührers 9 wird die Suspension im Sedimentationsbecken 2 vollkommen homogenisiert.Der magnetische Rührer 9 wird dann abgestellt, die Waage entar retiert und nach der Beruhigung des Spiegels in Gleichge wichtslage mittels des Schreibstiftes gebracht. In the sedimentation basin 2 the magnetic Stirrer 9 stored and poured about 350 ml of distilled water. The sedimentation basin 2 is on the agitator 10 stored. At the end of the hanger 18 is then the Damping shell 14 attached and immersed in the damping vessel 12 with the damping liquid. The diving body 1 is hung on the hanger 17. Then 18 g of one Powder pattern, the grain size of which is to be weighed. The sample is subsequently added with 0.6% by weight of sodium hexametaphosphate as a dispersant and after Add 40 ml of distilled water to the concentrated suspension, ie enriched suspension 8, with vigorous stirring. This is sucked into an injection syringe equipped with a 150 mm long needle, preferably 2.5 mm inside diameter. The needle is pushed to the bottom of the Sedimentation basin 2 introduced and its contents gradually pressed out into the space under the immersion body 1. The The level of the suspension 20 in the sedimentation basin 2 is adjusted so that the immersion body 1 reaches the depth H; the The low line is marked on the body with a line. Then the sedimentation basin 2 is covered with the cover 19. The sedimentation balance is unlocked and balanced so that the pen of the writer is on the edge of the registration paper. Afterwards the feed of the registration paper is started, the scales are locked and after the magnetic stirrer 9 is started, the suspension in the sedimentation basin 2 is completely homogenized brought by means of the pen.

In jedem Augenblick entspricht den Kraftverhältnissen am Tauchkörper 1 eine gewisse Lage des Schreibzeuges. Das ist eine Bedingung für das Aufzeichnen der Sedimentationskurve. So wie die Waage über die Kompensationsanordnung auf den Vorschub des Schreibgerätes wirkt, wirkt auch der Vorschub des Schreibgerätes zurück auf die Waage. Beide Anordnungen sind mechanisch gekoppelt. Jeder Kompensa tionsschrittgleicht den Kraftanstieg am Gehänge 17 aus, der einem Erhöhen des Gewichtes um 2 mg entspricht. Gleichzeitig wird das Schreibzeug um 0,8 mm nach rechts verschoben. At any moment, the force relationships on the immersion body 1 correspond to a certain position of the writing instrument. This is a condition for recording the sedimentation curve. Just as the balance acts on the feed of the writing instrument via the compensation arrangement, the feed of the writing instrument also affects the balance. Both arrangements are mechanically coupled. Each compensation step compensates for the increase in force on the hanger 17, which corresponds to an increase in weight by 2 mg. At the same time, the writing instrument is shifted to the right by 0.8 mm.

Das Eintragpapier windet sich durch ein Uhrwerk ab. Nach Schritten von 2 mg, bzw. 0,8 mm wird so fortlaufend die Sedimentationskurve eingetragen. The entry paper winds through a clockwork. After steps of 2 mg or 0.8 mm, the sedimentation curve is continuously entered.

Die Kompensationsanordnung ist fähig, die Waage in jedem Augenblick der Sedimentation in die Gleichgewichtslage einzustellen, gleichfalls zu Beginn der Sedimentation. Dieses Einstellen dauert desto länger, je mehr die Waage von der Gleichgewichtslage entfernt ist. Im Verlauf der Sedimentation können zwei Gleichgewichtslagen voneinander maximal um 2 mg entfernt sein, oder durch die Lage des Schreibzeuges ausgedrückt maximal um 0,8 mm. Zum Wahrnehmen dieses Intervalles ist eine relativ kurze Zeit erforderlich und deshalb ist die Kompensationsanordnung fähig, den Sedimentationsvorgang genau zu verfolgen. Damit dasselbe auch zu Beginn gelte, wird die Anfangslage des Schreibzeuges von Hand in den Beginn der Sedimentationskurve eingestellt. The compensation arrangement is able to set the balance in the equilibrium position at any moment during the sedimentation, also at the beginning of the sedimentation. This adjustment takes longer, the more the balance is removed from the equilibrium position. In the course of the sedimentation, two equilibrium positions can be separated by a maximum of 2 mg, or expressed by the position of the writing instrument by a maximum of 0.8 mm. A relatively short time is required to perceive this interval and therefore the compensation arrangement is able to closely follow the sedimentation process. To ensure that the same applies at the beginning, the initial position of the writing instrument is set by hand in the beginning of the sedimentation curve.

Es wird der Schrittmotor der Waage eingeschaltet, so dass die Sedimentationskurve weiterhin automatisch registriert wird. Zum Berechnen der direkt in Prozent gegebenen Sedi mentmenge wird die Entfernung zwischen den Zeichen auf dem Registrierpapier massgebend. Diese Zeichen entsprechen einerseits dem Reinwasser, andererseits dem Anfang der Sedi mentation der homogenisierten Suspension. The scale's stepper motor is switched on, so that the sedimentation curve continues to be registered automatically. The distance between the characters on the registration paper is decisive for calculating the amount of sediment given directly in percent. These symbols correspond on the one hand to the pure water, on the other hand to the beginning of sedimentation of the homogenized suspension.

Claims

PATENT CLAIMS Sedimentation scale for determining the grain size of granulated materials in suspension or sludge form, consisting of a double-walled sedimentation basin with a magnetic stirrer in the lower part and a lid on the upper part, also from a damping vessel with damping liquid, a balance beam and a compensating device, at the end one arm of the balance beam is suspended through a central opening in the lid and at a distance from it another suspension is suspended, while the end of the second arm of the balance beam is coupled to the compensating device, and the latter suspension carries a damping shell serving as a balancing weight , characterized in that the first-mentioned hanger (17) of the balance beam (15) carries a submersible body (1) of constant cross-section which partially protrudes above the suspension or sludge level (20).

The invention relates to a sedimentation balance for determining the grain size of granulated materials in suspension or sludge form, which is particularly suitable for the ceramic industry.

A conventional sedimentation scale for determining the grain size of granulated materials has a bowl immersed in suspension or sludge in the course of the measurement process. Due to the effect of gravity, dispersed particles sediment on the shell, and their weight is immediately determined and registered in step intervals. The bowl immersed in a sedimentation basin of substantially larger diameter is sometimes in a denser medium than the original homogenized suspension at the beginning of the measurement process during the measurement, since the sedimentation can show local fluctuations. Such a phenomenon has an effect in particular in the case of extra-fine suspensions, where an abnormal concentration gradient can arise.

Since the bowl acts as a float to a large extent, it is not uncommon in such cases for the absurd registration of sediment weight loss to occur in the course of the measurement. When using a sedimentation basin with an insignificantly larger diameter than that of the bowl, it is extremely difficult to adjust the bowl to the position coaxial with the tank and thus to prevent the bowl from adhering to the wall of the sedimentation bowl and thus, again, to significantly distort the measurement results. A certain distortion is also caused by the fact that sediments of different grain sizes are deposited on the bowl circumference at a specific angle; such an angle cannot be reliably determined since it depends not only on the grain size but also on the shape. The phenomena mentioned above represent a source of considerable inaccuracies in the existing devices of this type and greatly distort the results of grain size analysis.

The present invention is intended to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and is based on the object of creating a sedimentation balance for determining the grain size of granulated materials in the form of suspensions or sludge. Such a device consists of a double-shell sedimentation basin provided with a magnetic stirrer in the lower part and a lid on the upper part, furthermore from a damping vessel with damping liquid, a balance beam and a compensating device, one at the end of one arm of the balance beam by a central one Suspended hanger opening in the cover and another hanger are suspended at a distance from it, while the end of the second arm of the balance beam is coupled to the compensating device, and the latter hanger carries a damping shell serving as a balancing weight.

This object is achieved in such a way that the first-mentioned hanger of the balance beam carries a submersible body of constant cross-section which partially protrudes above the suspension or mud level.

The sedimentation balance according to the invention has a high degree of accuracy in determining the grain size of granulated materials and eliminates all errors which occur in the sedimentation balance provided with a sedimentation bowl. The dimensions of the sedimentation basin and the immersion body can vary widely as required. Instead of the gravitational force through which the sediment acts on the sedimentation bowl of the sedimentation balance, the balance according to the invention is based on the Archimedes principle, according to which a body immersed in liquid suffers a buoyancy. Using a submersible body, the successive determination of the amount of sediment in weight percentages is based on measuring the Distance between two registration marks corresponding on the one hand to the pure water and on the other hand to the beginning of sedimentation of completely homogenized suspension. Such an immersion body can preferably be used with all conventional sedimentation balance types. By replacing the sedimentation bowl with the immersion body, a very precise measurement of the sediment can be achieved, which is independent of the capacity of the sedimentation basin and of other influences that distort the measured values.

A preferred embodiment of the scales according to the invention will also be explained in more detail with reference to the attached schematic drawing.

As can be seen in the drawing, the sedimentation scale shown for determining the grain size of suspended materials consists of a double-walled sedimentation basin

2. The space between the outer and the inner jacket of the sedimentation basin 2 is filled with a temperature control liquid 3; this is supplied to the room through an inlet 4 accommodated in the upper part of the outer casing of the sedimentation basin 2 and drained from this through an outlet 5 provided in the lower part of the sedimentation basin 2. A control thermometer 6 is also arranged in this space between the outer and the inner jacket. In the middle of the bottom of the sedimentation basin 2 there is a magnetic stirrer 9 which is driven by a magnetic stirrer 10 with an electric motor 11. The sedimentation basin 2 is provided from above with a cover 19, in the middle of which an opening is provided. This is intended for a hanger 17 in the form of a torsion thread, one end of which is attached to a balance beam 15 and the second end carries a cylindrical glass immersion body 1 partially immersed in the suspension to be measured; this immersion body has a constant cross section. The depth of immersion of the immersion body 1 is indicated on the same with a line.

The immersion body 1 acts on the balance beam 15 with a variable, the average suspension concentration measured in the volume from the level 20 of the suspension to the bottom or depth of the immersion body 1 and thus at the same time that in a period of time from this volume below the level of the immersion body 1 sedimented amount of solid phase proportional force.

The balance beam 15 is further provided with another hanger 18 for balancing a weight, the end of which is in a damping vessel 12 with damping liquid

** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.