DE10246638C1

DE10246638C1 - Device for testing foam-forming and foam-decomposition of foamable liquids, uses mixing tube immersed in a measuring vessel, and a foam sensor having a sensor support plate with flat distributed sensor needles

Info

Publication number: DE10246638C1
Application number: DE2002146638
Authority: DE
Inventors: Uwe Jung
Original assignee: Sita Messtechnik GmbH
Current assignee: Sita Messtechnik GmbH
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2022-10-08

Abstract

Device for testing foam-forming and foam-decomposition of foamable liquids comprises a mixing tube (3) immersed in a measuring vessel (1), and a foam sensor having a sensor support plate (5) with a number of flat distributed sensor needles. A water jet pump (10) is arranged above the level of the sample in the measuring vessel. The sample feed and optionally the addition of defoaming agent can be automatically controlled in a circulating cycle. An Independent claim is also included for a process for testing the foam-forming and foam-decomposition of foamable liquids using the above device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Testen des Schaumbildungs- und -zerfallverhaltens schäumbarer Flüssigkeiten durch Messen ihrer Schaumvolumina, mit einem temperierbaren Messgefäß innerhalb eines Probenumwälzkreises, enthaltend eine von mindestens einem Auslass im Messgefäß abgehende Umwälzleitung, eine Umwälzpumpe und ein dünnes, langes, in das Messgefäß des Umwälzkreises tauchendes Misch rohr, ferner mit einer Probeneinfüllvorrichtung, einer in Umwälzrichtung vor dem Mischrohr angeordneten Wasserstrahl pumpe, einer hinter dem Auslass oder der Umwälzpumpe ange schlossenen ventilgesteuerten Probenauslassleitung, einen an einen ventilgesteuerten Zulauf für Reinigungsflüssigkeit an geschlossenen Reinigungssprühring für das Messgefäß und einen im Messgefäß höhenverstellbaren Schaumsensor.The invention relates to an apparatus and a method for Testing the foam formation and disintegration behavior of foamable Liquids by measuring their foam volumes, with a temperature-controlled measuring vessel within a sample circulation circuit, containing one of at least one outlet in the measuring vessel outgoing circulation line, a circulation pump and a thin, long mixture immersed in the measuring vessel of the circulation circuit tube, further with a sample filling device, one in Circulation direction in front of the mixing pipe arranged water jet pump, one behind the outlet or the circulation pump connected a valve-controlled sample outlet line a valve-controlled inlet for cleaning liquid closed cleaning spray ring for the measuring vessel and one Height-adjustable foam sensor in the measuring vessel.

Dem Testen des Schaumvermögens von Flüssigkeiten kommt so wohl in der Verfahrenstechnik als auch in der Produktentwick lung große Bedeutung zu, um Aussagen über die Wirkung ent schäumender Substanzen oder über die Qualität oder Restquali tät einer schäumenden Flüssigkeit treffen zu können, wie Färb- und Reinigungslösungen, Flüssigkeiten im Zusammenhang mit der Behandlung oder Zubereitung von Naturprodukten, wie Kartoffeln oder Zuckerrüben, aber auch der Herstellung von Gebrauchsgütern, wie z. B. Papier, Emulsionen, Spülmittel oder Körperpflegemittel.This is how testing the foaming power of liquids comes about probably in process engineering as well as in product development of great importance in order to make statements about the effect foaming substances or about quality or residual quality of a foaming liquid, like Coloring and cleaning solutions, liquids related with the treatment or preparation of natural products such as Potatoes or sugar beets, but also the production of Household goods, such as B. paper, emulsions, detergent or personal care products.

Aus der DE 40 36 344 C2 ist eine Vorrichtung und ein Verfah ren der gattungsgemäßen Art bekannt. Der Schaum einer Flüs sigkeit wird dabei durch Umwälzen einer Probe durch eine Ka pillare mit Hilfe einer externen Umwälzpumpe erzeugt, wobei beim Aufprallen eines dünnen Probenstrahls auf eine in einem Gefäß installierte Prallplatte die Probe intensiv verwirbelt und damit zusätzlich vermischt wird. Mit einer auf dem Schaum gelagerten Höhensensorplatte und deren Höhenlagenfeststellung wird die Schaumhöhe detektiert, wobei das Gewicht der Höhen sensorplatte mit einem geregelten elektrischen Antriebsmotor kompensiert wird, damit nur ein der Festigkeit des Schaums angepasstes Restgewicht der Höhensensorplatte wirksam ist. Zur kontinuierlichen Messung der Höhenlage der Höhensensor platte dient ein inkrementaler Winkelgeber auf der Welle des elektrischen Antriebsmotors, der die Wirkposition der das Tragseil für die Höhensensorplatte aufwickelnden Seilfüh rungsscheibe auf der Antriebswelle bestimmt. Ein angeschlos sener Rechner kann die Schaumzerfallsphase automatisch auf zeichnen. Neben dem hohen Messaufwand ist als entscheidender Nachteil dieser Messapparatur zu nennen, dass die Höhensen sorplatte einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Schaum oberfläche ausübt, indem mehr oder weniger Schaumbläschen zerstört werden, wodurch ein Schaum weitaus schneller zer fällt, als ohne mechanische Beeinträchtigung durch die Höhen sensorplatte. Als weiterer großer Nachteil erweist sich die Reinigung des Messgefäßes infolge der durch den Gefäßboden geführten Kapillare als extrem schwierig. Auch bei der Auto matisierung des Messablaufes lässt die Vorrichtung Wünsche offen.DE 40 36 344 C2 describes a device and a method ren of the generic type known. The foam of a river liquid is obtained by circulating a sample through a Ka pillare generated with the help of an external circulation pump, whereby when hitting a thin sample beam on one in one Baffle plate installed vigorously swirled the sample and mixed with it. With one on the foam stored height sensor plate and its altitude detection the foam height is detected, the weight of the heights sensor plate with a regulated electric drive motor is compensated so that only one of the strength of the foam adjusted residual weight of the height sensor plate is effective. For the continuous measurement of the altitude of the altitude sensor an incremental encoder on the shaft of the plate electric drive motor, the effective position of that Carrying rope for the rope guide winding the height sensor plate washer on the drive shaft. A connected The calculator can automatically open the foam disintegration phase to draw. In addition to the high measuring effort is as crucial Disadvantage of this measuring device to call that the Höhensen sorplatte a not inconsiderable influence on the foam surface exerts by more or less foam bubbles can be destroyed, causing a foam to decompose much faster falls than without mechanical interference from the heights sensor plate. Another major disadvantage is that Cleaning the measuring vessel as a result of through the bottom of the vessel guided capillary as extremely difficult. Even with the car Automating the measuring process leaves the device desires open.

Es ist an dieser Stelle festzuhalten, dass Schaum keineswegs eine ebene Oberfläche ausbildet, sondern insbesondere an den Rändern eines Gefäßes beträchtlich vom übrigen Schaumniveau abweichen kann und auch sonst über seine Oberfläche verteilt sich stark uneben verhält.It should be noted at this point that foam is by no means forms a flat surface, but especially on the The edges of a vessel are considerably different from the remaining foam level can deviate and otherwise distributed over its surface behaves very uneven.

Aus der DE 199 49 922 C1 ist es zur exakten Messung von Schaumvolumina bekannt, eine Vielzahl flächig über einer Schaumoberfläche verteilter nadelartiger Sensoren bezüglich der Schaumoberfläche definiert abzusenken, anzuheben oder festzustellen und jede Kontaktierung oder Dekontaktierung eines Sensors mit der Schaumoberfläche für sich getrennt zu erfassen und auszuwerten. Über die Konditionierung der Pro benflüssigkeit, die Schaumerzeugung, das Reinigen der Messap paratur nach Ablassen einer schäumenden Flüssigkeitsprobe von Resten dieser Probe an den Wandungen der Testapparatur und am Messkopf und den vollständigen Arbeitsablauf einer Messung fehlen nähere Angaben. Auch stößt der Einsatz der Vorrichtung beim Testen geringschäumender Flüssigkeiten oder schnell zer fallender Schäume auf Grenzen.From DE 199 49 922 C1 it is for the exact measurement of Foam volumes known, a large area over a Foam surface of distributed needle-like sensors with respect lower, raise or lower the foam surface determine and any contacting or decontacting a sensor with the foam surface separately record and evaluate. About conditioning the pro liquid, the foam generation, the cleaning of the Messap after draining a foaming liquid sample from Remains of this sample on the walls of the test apparatus and on Measuring head and the complete workflow of a measurement further details are missing. The use of the device also bumps when testing low-foaming liquids or quickly dissolving falling foams on borders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Testen des Schaumbildungs- und -zer fallverhalten von Flüssigkeiten der gattungsgemäßen Art hin sichtlich des Funktions- und Handhabungsaufwandes sowie der Messgenauigkeit deutlich zu verbessern. Insbesondere soll ein vollautomatischer Testablauf einschließlich des Befüllens eines Messgefäßes mit Messflüssigkeit, Temperierens der Mess flüssigkeit, Konditionierens, Schaumbildens, ggf. Entschäum erdosierens, Messens, Entleerens und Reinigens möglich wer den. Außerdem soll die Vorrichtung für das Testen sowohl ge ringschäumender Flüssigkeiten bzw. schnell zerfallender Schäume als auch von langsam zerfallenden Schäumen geeignet sein.The invention has for its object a device and a method of testing foaming and zeroing falling behavior of liquids of the generic type visibly the functional and handling effort as well as the To improve measurement accuracy significantly. In particular, a fully automatic test process including filling a measuring vessel with measuring liquid, tempering the measuring liquid, conditioning, foaming, defoaming if necessary metering, measuring, emptying and cleaning possible the. In addition, the device for testing both ge ring foaming liquids or rapidly disintegrating Foams as well as slowly disintegrating foams his.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 7 angege benen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Aus prägungen geben die abhängigen Ansprüche an.The object is indicated by the in claims 1 and 7 characteristics resolved. Advantageous configurations and off Embossments indicate the dependent claims.

Die Erfindung und ihre Vorteile sollen anhand eines Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention and its advantages are based on an embodiment tion example are explained in more detail. In the associated Show drawing:

Fig. 1 schematisch eine Gesamtanordnung der Apparatur und Fig. 1 shows schematically an overall arrangement of the apparatus and

Fig. 2 eine Einrichtung zur Konditionierung und Schaumerzeu gung als Einzelheit und Fig. 2 shows a device for conditioning and foam generation as a detail and

Fig. 3 einen Schaumsensor mit Entschäumerdosierer als Ein zelheit. Fig. 3 is a foam sensor with defoamer as a single unit.

In Fig. 1 ist einem doppelwandigen, vorzugsweise zylindri schen Messgefäß 1 ein geregelter Thermostat 2 zugeordnet, so dass eine im Messgefäß 1 befindliche Flüssigkeitsprobe von beispielsweise 0,3 l mittels eines Wärmetauschermediums, vor zugsweise Wasser, auf einen gewünschten Temperaturwert von beispielsweise 20°C automatisch temperiert wird. Ein Misch rohr 3, beispielsweise von 350 mm Länge und einer lichten Weite von 10 mm, taucht, von oben kommend, bis knapp oberhalb des Gefäßbodens in das Messgefäß 1. Dabei durchdringt das Mischrohr 3 eine in Fig. 1 nicht dargestellte Prallplatte 14, welche an dem Mischrohr 3 befestigt ist, sowie einen fest installierten Reinigungssprühring 4 und eine höhenverstellba re Sensorträgerplatte 5, deren Aufbau und Funktion noch zu beschreiben sind. Diese Anordnung des Mischrohres 3 erlaubt eine sehr einfache Entnahme des Messgefäßes 1, beispielsweise zum Zwecke einer gründlichen Reinigung oder eines Austauschs.In Fig. 1, a double-walled, preferably cylindri's measuring vessel 1 is assigned a controlled thermostat 2 , so that a liquid sample in the measuring vessel 1 of, for example, 0.3 l by means of a heat exchange medium, preferably water, to a desired temperature value of, for example, 20 ° C. is automatically tempered. A mixing tube 3 , for example 350 mm in length and a clear width of 10 mm, dips into the measuring vessel 1 coming from above to just above the bottom of the vessel. The mixing tube 3 penetrates a baffle plate 14 , not shown in FIG. 1, which is attached to the mixing tube 3 , as well as a permanently installed cleaning spray ring 4 and a height-adjustable sensor carrier plate 5 , the structure and function of which are still to be described. This arrangement of the mixing tube 3 allows the measuring vessel 1 to be removed very easily, for example for the purpose of thorough cleaning or replacement.

Am Boden des Messgefäßes 1 befindet sich ein Auslass 6. Von diesem führt eine Auslassleitung zur Saugseite einer Umwälz pumpe 7. An die Druckseite der Umwälzpumpe 7 ist ein elektro magnetisch gesteuertes Mehrwegeventil 8 angeschlossen. Ein erster Weg führt ventilgesteuert in einen Sammelbehälter 9 für Proben. Ebenso kann dieser Weg zu einer Abwasserkanalisa tion führen oder zurück in Badflüssigkeit.An outlet 6 is located at the bottom of the measuring vessel 1 . From this leads an outlet line to the suction side of a circulating pump 7 . An electro-magnetically controlled multi-way valve 8 is connected to the pressure side of the circulation pump 7 . A first way is valve-controlled in a collecting container 9 for samples. This route can also lead to a sewage system or back into bath liquid.

Ein zweiter Weg führt zum Einlassstutzen des Mischrohres 3. Auf diesem Wege lässt sich eine Probe mit hohem Druck von beispielsweise 5.10⁵ Pa umwälzen. Das Umwälzen dient dem Konditionieren der Probe. In der Konditionierungsphase werden die Probenbestandteile definiert und intensiv gemischt und im Umlauf auf eine gleichmäßige und definierte Messtemperatur gebracht. Hoher Druck und damit eine schnelle Durchströmung im Probenkreislauf verbessern außerdem die Durchmischung und beeinflussen die Schaumeigenschaften sowie das Schaumverhal ten einer Probe. A second route leads to the inlet connection of the mixing tube 3 . In this way, a sample can be circulated at high pressure, for example 5.10 ⁵ Pa. The circulation is used to condition the sample. In the conditioning phase, the sample components are defined and mixed intensively and brought to a uniform and defined measuring temperature in circulation. High pressure and thus a fast flow in the sample circuit also improve the mixing and influence the foam properties and the foam behavior of a sample.

Oberhalb des Mischrohres 3 und damit oberhalb des Probenni veaus ist außerdem eine ventilgesteuerte Wasserstrahlpumpe 10 in den Probenkreislauf eingebunden. Sie dient in einem weite ren Modus der geregelten Zufuhr von Schäumgas, im Beispiel Raumluft, die von der Wasserstrahlpumpe nach dem Venturiprin zip angesaugt und damit in den Probenkreislauf eingetragen wird. Die Luft wird unter definierten Bedingungen im Misch rohr 3 mit der Probe durchmischt, wobei wie beim Konditionie ren die Stömungsgeschwindigkeit der Probe, die Rohrweite und Rohrlänge wesentliche Messparameter darstellen. Durch die Anordnung oberhalb des Probenspiegels kann keine Probe bei abgeschalteter Umwälzpumpe 7 aus dem Ansaugstutzen der Was serstrahlpumpe 10 laufen und die Pumpe oder Umgebung verun reinigen.Above the mixing tube 3 and thus veaus above the Probenni a valve controlled water-jet pump 10 is also integrated into the sample loop. In a further mode, it is used for the controlled supply of foaming gas, in the example room air, which is sucked in by the water jet pump after the Venturiprin zip and thus entered into the sample circuit. The air is mixed with the sample under defined conditions in the mixing tube 3 , the flow velocity of the sample, the tube width and tube length being essential measurement parameters, as with conditioning. Due to the arrangement above the sample level, no sample can run with the circulating pump 7 switched off from the intake port of the water jet pump 10 and clean the pump or the environment.

Weitere Probe wird dem Messgefäß 1 bzw. dem Umwälzkreislauf über eine Probenleitung und das Mehrwegeventil 8 aus einem Vorratsbehälter 11 (Offline-Messung) oder direkt aus einer Prozessflüssigkeit (Online-Messung) gesteuert zugeführt. Da mit sind die Voraussetzungen für eine vollautomatisierte Schaummessung geschaffen.Additional sample is fed to the measuring vessel 1 or the circulation circuit via a sample line and the multi-way valve 8 from a storage container 11 (offline measurement) or directly from a process liquid (online measurement). This creates the prerequisites for fully automated foam measurement.

Der fest installierte Reinigungssprühring 4 ist über ein steuerbares Magnetventil an eine Quelle für Spülflüssigkeit angeschlossen. Dies kann ein Vorratsbehälter 12 für Spülflüs sigkeit sein, oder sofern wie im Beispiel gewöhnliches Lei tungswasser als Spülflüssigkeit dient, ein Wasseranschluss. Im Reinigungssprühring 4 sind düsenartige Öffnungen in Rich tung der Gefäßinnenwand des Messgefäßes 1 und des Mischrohres 3 vorgesehen. Beim Reinigen sprüht durch diese Öffnungen Spülflüssigkeit und spült am Gefäßrand anhaftende Schaumreste einer vorhergehenden Messung gründlich ab. Bei eingeschalte ter Umwälzpumpe werden zusätzlich die Rohrleitungen und Ven tile gründlich gespült. Die Spülflüssigkeit wird anschließend programmgesteuert durch den Gefäßauslass 6 und das Mehrwege ventil 8 in den Sammelbehälter 9, in ein Bad oder in die Ka nalisation entleert. The permanently installed cleaning spray ring 4 is connected to a source of rinsing liquid via a controllable solenoid valve. This can be a reservoir 12 for rinsing liquid, or if, as in the example, ordinary tap water serves as rinsing liquid, a water connection. In the cleaning spray ring 4 , nozzle-like openings are provided in the direction of the vessel inner wall of the measuring vessel 1 and the mixing tube 3 . When cleaning, rinsing liquid sprays through these openings and thoroughly rinses off any foam residue from a previous measurement that adheres to the edge of the vessel. When the circulation pump is switched on, the pipes and valves are also thoroughly rinsed. The washing liquid is then emptied in a program-controlled manner through the vessel outlet 6 and the multi-way valve 8 into the collecting container 9 , into a bath or into the sewage system.

Die Sensorträgerplatte 5 trägt eine Vielzahl nach unten ge richteter, gleichlanger Sensornadeln 13. Die Sensornadeln 13 sind im Beispiel gegeneinander elektrisch isolierte Elektro den. Beim programmgesteuerten Absenken bzw. Anheben der Sen sorträgerplatte 5 kontaktieren oder dekontaktieren die Sen sornadeln 13 mit der Schaumoberfläche, wobei jede einzelne Sensornadel 13 den Schaumkontakt oder Kontaktverlust an eine Auswerteeinrichtung (Mikrocomputer) meldet. Jede einzelne Sensornadel 13 schließt getrennt einen Stromkreis über den Schaum zu einer im Messgefäß 1 oder auch an der Sensorträger platte 5 angeordneten nicht dargestellten Gegenelektrode. Es versteht sich, dass mehrere Sensornadeln 13 jeweils auch zu einer Gruppen verschaltet sein können. Die Sensorträgerplatte 5 kann in einem weiteren Modus auch festgestellt werden, wo bei dann zum Beispiel eine Schaumbildungsgeschwindigkeit oder eine Schaumzerfallsgeschwindigkeit gemessen werden kann. Mit den Sensornadeln 13 lässt sich das Oberflächenprofil eines Schaums einwandfrei erfassen und daraus bedarfsweise das ex akte Schaumvolumen oder ein Mittelwert der Schaumhöhe einer Probe errechnen.The sensor carrier plate 5 carries a plurality of downward ge, the same length sensor needles 13th In the example, the sensor needles 13 are electrically insulated from one another. When program-controlled lowering or raising the sensor support plate 5, contact or decontact the sensor needles 13 with the foam surface, each individual sensor needle 13 reporting the foam contact or loss of contact to an evaluation device (microcomputer). Each individual sensor needle 13 separately closes a circuit via the foam to a counter electrode (not shown) arranged in the measuring vessel 1 or on the sensor carrier plate 5 . It goes without saying that a plurality of sensor needles 13 can also be connected to form a group. The sensor carrier plate 5 can also be determined in a further mode, where a foam formation rate or a foam disintegration rate can then be measured. With the sensor needles 13 , the surface profile of a foam can be detected perfectly and, if necessary, the exact foam volume or an average of the foam height of a sample can be calculated from this.

Die im Beispiel beschriebene Sensorträgerplatte 5 mit Sensor nadeln 13 setzt selbstverständlich eine galvanisch leitende Probe und damit galvanisch leitenden Schaum voraus. Sollten Schäume zu messen sein, die keine oder eine nur sehr schlech te elektrische Leitfähigkeit besitzen, beispielsweise Öl schäume, sind entsprechend andere Sensornadeln einzusetzen, beispielsweise Ultraschallsensoren oder Lichtsensoren.The sensor carrier plate 5 with sensor needles 13 described in the example naturally requires a galvanically conductive sample and thus galvanically conductive foam. If foams are to be measured that have no or only very poor electrical conductivity, for example oil foams, other sensor needles should be used accordingly, for example ultrasonic sensors or light sensors.

In Fig. 2 ist als Einzelheit und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Bodenbereich eines Messgefäßes 1 schema tisch dargestellt. Danach durchdringt das Mischrohr 3 zusätz lich eine bodennahe Prallplatte 14. Die Prallplatte 14 und ein einen definierten Verwirbelungsbereich schaffender Um lenkring 15 am Gefäßboden bewirken ein definiertes Umlenken des Proben- bzw. Gas/Proben-Strahls und damit eine noch in tensivere Durchmischung, die auch die Porigkeit des Schaums beeinflusst und einen relativ ebenen Probenspiegel während der Schaumerzeugung bewirkt, welcher ein kontinuierliches Messen der Schaumhöhe ermöglicht. Der Umlenkring 15 ist ge schlitzt, damit Probe restlos aus dem Messgefäß 1 durch den Auslass 6 läuft.In Fig. 2, as a detail and in a further embodiment of the invention, the bottom region of a measuring vessel 1 is shown schematically. Then the mixing tube 3 also penetrates a baffle plate 14 near the ground. The baffle plate 14 and a defined swirling area around the steering ring 15 on the bottom of the vessel cause a defined deflection of the sample or gas / sample jet and thus an even more intensive mixing, which also influences the porosity of the foam and a relatively flat sample level during the Foam generation, which enables a continuous measurement of the foam height. The deflection ring 15 is slotted so that the sample runs completely out of the measuring vessel 1 through the outlet 6 .

In Fig. 3 ist eine Teilansicht der Messvorrichtung von der Seite mit Einzelheiten des Schaumsensors schematisch darge stellt und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ergänzt um eine Vorrichtung zu einer besonders vorteilhaften Entschäu merdosierung.In Fig. 3 is a partial view of the measuring device from the side with details of the foam sensor is schematically Darge and supplemented in a further embodiment of the invention by a device for a particularly advantageous defoamer dosage.

An einem Stativarm 16 ist oberhalb der höhenverstellbaren Sensorträgerplatte 5 ein Träger 17 für einen Mikrotaster 18 befestigt. Die Sensorträgerplatte 5 trägt die nach unten ge richteten Sensornadeln 13, einen nach unten gerichteten Tem peraturfühler 19 zur Meldung der aktuellen Probentemperatur, gegebenenfalls eine oder mehrere Gegenelektroden und einen Anschlag 20. Der Anschlag 20 schützt die Sensornadeln 13 ge gen Beschädigung zum Beispiel beim unachtsamen Heraufziehen des Mischrohres 3 mit Prallplatte 14 oder beim Herunterfahren der Sensorträgerplatte 5 mit dem Senk-/Hebemechanismus 21 auf die Prallplatte 14 im Messgefäß.A support 17 for a microswitch 18 is attached to a stand arm 16 above the height-adjustable sensor support plate 5 . The sensor carrier plate 5 carries the downward-facing sensor needles 13 , a downward temperature sensor 19 for reporting the current sample temperature, optionally one or more counter electrodes and a stop 20 . The stop 20 protects the sensor needles 13 against damage, for example when the mixing tube 3 is inadvertently pulled up with the baffle plate 14 or when the sensor carrier plate 5 is shut down with the lowering / lifting mechanism 21 onto the baffle plate 14 in the measuring vessel.

Außerdem trägt die Sensorträgerplatte 5 eine Zylinder-Kolben einheit nach Art einer Spritze. Der Zylinder 23 nimmt einen Entschäumer bzw. ein Entschäumerkonzentrat auf. Soll ein Ent schäumungsvorgang gesteuert werden, fährt die Sensorträger platte 5 programmgesteuert nach oben gegen den Mikrotaster 18. Der Kolben 22 schlägt am Schaltelement des Mikrotasters 18 an, betätigt den oder die Kontakte im Mikrotaster 18 zu Steuerzwecken und wird im weiteren, sich an einem Widerlager, zum Beispiel am Gehäuse oder Betätigungselement des Mikrotas ters 18 abstützend, in den Zylinder 23 gefahren, wodurch kon trolliert eine festlegbare Menge Entschäumer durch die Sen sorträgerplatte 5 hindurch in die Probe im hier nicht darge stellten unterhalb der Sensorträgerplatte 5 befindlichen Messgefäß 1 abgegeben wird. Nach einer weiteren Ausprägung ist die Zylinder-Kolbeneinheit unter Verwendung von Adapter ringen im Adapter 24 gegen andere Größen und somit andere Dosiermengen austauschbar.In addition, the sensor carrier plate 5 carries a cylinder-piston unit in the manner of a syringe. The cylinder 23 receives a defoamer or a defoamer concentrate. If a defoaming process is to be controlled, the sensor carrier plate 5 moves program-controlled upwards against the microswitch 18 . The piston 22 strikes the switching element of the micro pushbutton 18 , actuates the contact or contacts in the micro pushbutton 18 for control purposes and is further moved, supported on an abutment, for example on the housing or actuating element of the micro pushbutton 18 , into the cylinder 23 , thereby controls a definable amount of defoamer through the sensor carrier plate 5 through into the sample in the not shown Darge below the sensor carrier plate 5 located measuring vessel 1 is dispensed. According to a further embodiment, the cylinder-piston unit can be exchanged for other sizes and thus other metered quantities using adapter rings in the adapter 24 .

Auf die beschriebene Weise wird mit einfachsten Mitteln ein vollautomatisches Entschäumerdosieren möglich. Im Konditio nierungsmodus, also Umwälzbetrieb mit abgeschalteter Wasser strahlpumpe, wird der Entschäumer mit Probe durchmischt und nach dem Verschäumen bei eingeschalteter Wasserstrahlpumpe der Entschäumungseffekt mit dem Schaumsensor gemessen. Aus dem Mengenverhältnis von Entschäumer zu Probe kann beispiels weise die einem zur Schaumbildung neigenden technischen Bades aktuell zuzugebende Entschäumermenge gegen Überschäumen er rechnet und diese Menge ohne aufwändiges Probieren online exakt zudosiert werden. Damit wird Zeit gespart und einer Überdosierung mit teurem Entschäumer vorgebeugt. Auch kann auf diese Weise ein Entschäumer im Vergleich zu einer bekann ten Probe qualitativ getestet werden.In the manner described is a simple means fully automatic defoamer dosing possible. In the condition nation mode, i.e. circulation mode with water switched off jet pump, the defoamer is mixed with sample and after foaming with the water jet pump switched on the defoaming effect measured with the foam sensor. Out the quantitative ratio of defoamer to sample can, for example as the technical bath tending to foam Defoamer quantity to be added to prevent foaming calculates and this amount online without extensive trial and error be dosed exactly. This saves time and one Overdosing prevented with an expensive defoamer. Can too in this way a defoamer compared to one th sample can be tested qualitatively.

Alternativ kann Entschäumer während der Verschäumung der Pro be eingebracht werden, um seine Wirksamkeit zu ermitteln.Alternatively, defoamer can be used during the foaming of the Pro be introduced to determine its effectiveness.

Im folgenden soll ein vollautomatischer Messzyklus knapp be schrieben werden. Es soll davon ausgegangen werden, dass das Schäumungsvermögen einer schäumbaren Flüssigkeitsprobe fest zustellen ist. Angenommen wird eine Offline-Messung mit einem Laborgerät entsprechend Fig. 1. Der gesamte Stand wird elekt ronisch gesteuert. Dies erfordert neben den beschriebenen Pumpen 7, 10 zum Umwälzen bzw. Lufteintrag und den Magnetven tilen zum Stellen und Regeln von Volumenströmen in den Lei tungen eine nicht näher ausgeführte Steuer- und Regelelektro nik, Ein- und Ausgabegeräte, einen Mikrorechner, Stellmotoren u. a. dem Fachmann bekannte Komponenten.In the following, a fully automatic measuring cycle will be briefly described. It should be assumed that the foaming power of a foamable liquid sample can be determined. An offline measurement with a laboratory device according to FIG. 1 is assumed . The entire stand is electronically controlled. In addition to the pumps 7 , 10 described for circulating or introducing air and the solenoid valves for setting and regulating volume flows in the lines, a control and regulating electronics system, input and output devices, a microcomputer, servomotors and the like, which are not described in detail, are required known components.

In einem Einlassmodus wird zunächst die Sensorplatte 5 auf die richtige Höhe eingestellt und Probe aus dem Probenvor ratsbehälter 11, gesteuert durch das elektromagnetische Mehr wegeventil 8, in den Umwälzkreis eingelassen. Da der Proben vorratsbehälter 11 oberhalb des Messgefäßes 3 angeordnet ist, fließt die Probe durch Schwerkraft ab. Ist im Messgefäß 1 ein vorbestimmtes Probenniveau erreicht, wird dies mit Hilfe der Sensornadeln 13 erkannt und die Steuerung schaltet auf den Konditionierungsmodus um. Hierzu schaltet das Mehrwegeventil 8 auf Umwälzstellung. Sodann wird die Umwälzpumpe 7 einge schaltet. Die Luftzufuhr der Wasserstrahlpumpe 10 bleibt ab geschaltet. Die vom Benutzer festgelegte Umwälzdauer kann mehrere Minuten dauern, aber auch im Stundenbereich liegen. Während des Umwälzens wird zugleich die Probe im vom Thermos tat 2 erwärmten Messgefäß 1 temperiert. Nach hinreichender Konditionierung der Probe schaltet das Programm in den Ver schäumungsmodus. Hierzu wird die Wasserstrahlpumpe 10 ventil gesteuert in Betrieb genommen. Gegebenenfalls wird die Um wälzpumpe 7 auf einen anderen Förderparameter umgeschaltet. Auf dem Flüssigkeitsspiegel der Probe bildet sich allmählich Schaum aus, verursacht durch den Lufteintrag, das Umwälzen des Luft-Probe-Gemischs durch das Mischrohr 3 und dem Auf prallvorgang im Bereich der Prallplatte 14. Nach einem vorge gebenem Zeitablauf beginnt automatisch die Schaumvolumenmes sung. Mit dem programmgesteuerten Senk- und Hebemechanismus 21 der Vorrichtung werden die Sensornadeln 13 in den entstan denen Schaum getaucht. Das Volumen des entstandenen Schaums wird berechnet und die Sensornadeln 13 werden aus dem Schaum gezogen. Dieser Vorgang wiederholt sich programmgesteuert bis zum Erreichen einer festgelegten Schaumhöhe oder zum Ablauf einer bestimmten Zeit.In an inlet mode, the sensor plate 5 is first set to the correct height and the sample from the sample storage container 11 , controlled by the electromagnetic multi-way valve 8 , is let into the circulation circuit. Since the sample storage container 11 is arranged above the measuring vessel 3 , the sample flows away by gravity. If a predetermined sample level is reached in the measuring vessel 1 , this is recognized with the aid of the sensor needles 13 and the control switches over to the conditioning mode. For this purpose, the multi-way valve 8 switches to the circulating position. Then the circulation pump 7 is turned on. The air supply to the water jet pump 10 remains switched off. The circulation time set by the user can take several minutes, but can also be in the hour range. During the circulation, the sample is tempered in the measuring vessel 1 heated by the thermostat 2 . After the sample has been adequately conditioned, the program switches to foaming mode. For this purpose, the water jet pump 10 valve is started up in a controlled manner. If necessary, the order of the circulating pump 7 is switched to another delivery parameter. Foam gradually forms on the liquid level of the sample, caused by the air entry, the circulation of the air-sample mixture through the mixing tube 3 and the impact process in the region of the baffle plate 14 . The foam volume measurement starts automatically after a specified period of time. With the program-controlled lowering and lifting mechanism 21 of the device, the sensor needles 13 are immersed in the foam which arises. The volume of the foam formed is calculated and the sensor needles 13 are pulled out of the foam. This process is repeated in a program-controlled manner until a defined foam height is reached or a certain time has elapsed.

Alternativ kann die Sensorträgerplatte 5 auf eine bestimmte Höhe eingestellt werden. Bei steigendem Schaum detektieren die Sensornadeln 13 nach und nach Schaumberührung und melden diese einem Mikrorechner der elektronischen Steuerung.Alternatively, the sensor carrier plate 5 can be set to a certain height. When the foam rises, the sensor needles 13 gradually detect foam contact and report this to a microcomputer of the electronic control.

Der Mikrorechner kann ein genaues Bild der gesamten Schaum oberfläche erstellen und ggf. einen Mittelwert für das Schaumniveau errechnen. Erreicht die Schaumkrone die Sensor nadeln 13 nicht oder nicht in genügender Anzahl, fährt der Sensorträgerkopf 5 programmgesteuert einen Schritt weiter nach unten und misst erneut die Schaumkontaktierung an allen Sensornadeln 13. Dieser Vorgang kann sich mehrfach wiederho len.The microcomputer can create an exact picture of the entire foam surface and, if necessary, calculate an average for the foam level. If the foam crown does not reach the sensor needles 13 or does not reach them in sufficient number, the sensor carrier head 5 moves one step further down under program control and measures the foam contact on all sensor needles 13 again . This process can be repeated several times.

Nach Beenden des Messens der maximalen Schaumhöhe schaltet das Programm die Pumpen 7, 10 ab und das Mehrwegeventil 8 auf Auslass. Die Probe läuft durch den Auslass 6 aus dem Messge fäß 1 in den Sammelbehälter 9 oder aber in die Kanalisation ab. Auch das Leitungssystem entwässert sich auf diese Weise.After the measurement of the maximum foam height has ended, the program switches off the pumps 7 , 10 and the multi-way valve 8 to outlet. The sample runs through the outlet 6 from the measuring vessel 1 into the collecting container 9 or into the sewage system. The pipe system also drains in this way.

Anschließend schaltet das Programm den Spülmodus ein. Das Magnetventil für den Wasservorratsbehälter 12 oder Leitungs wasseranschluss öffnet und durch die Düsen des Reinigungs sprührings 4 sprüht Wasser auf den Rand des Messgefäßes 1 und das Mischrohr 3. Dadurch wird der beim Ablassen der Probe am Gefäßrand und am Mischrohr 3 noch anhaftende Schaumrest abge spült. Die Spülflüssigkeit fließt durch den Auslass 6 ab. In kurzen Intervallen kann das Ablaufventil 8 geschlossen und die Umwälzpumpe 7 eingeschaltet werden, um die Rohrleitungen und Ventile mit der Reinigungsflüssigkeit zu spülen. Um die Sensornadeln 13 gleichfalls von Schaumresten zu befreien, läuft programmgesteuert bei geschlossenem Mehrwegeventil 8 Spülwasser vom Wasservorratsbehälter 12 in das Messgefäß 1. Die Sensorträgerplatte 5 wird automatisch soweit abgesenkt, dass die Sensornadeln 13 vom Spülwasser umspült sind. An schließend wird das Spülwasser durch den Auslass 6 und das Mehrwegeventil 8 abgelassen und die Sensorträgerplatte 5 wie der hochgefahren. Der Messvorgang ist beendet.The program then switches on the rinsing mode. The solenoid valve for the water reservoir 12 or tap water connection opens and water sprays through the nozzles of the cleaning spray ring 4 onto the edge of the measuring vessel 1 and the mixing tube 3 . As a result, the foam residue still adhering when the sample is discharged from the edge of the vessel and the mixing tube 3 is rinsed off. The rinsing liquid flows out through the outlet 6 . The drain valve 8 can be closed at short intervals and the circulation pump 7 can be switched on in order to rinse the pipes and valves with the cleaning liquid. In order to also free the sensor needles 13 from foam residues, program-controlled rinsing water runs from the water storage container 12 into the measuring vessel 1 when the multiway valve 8 is closed. The sensor carrier plate 5 is automatically lowered so far that the flushing water flows around the sensor needles 13 . At closing, the rinse water is drained through the outlet 6 and the multi-way valve 8 and the sensor carrier plate 5 is raised like that. The measuring process is finished.

Alle Messparameter, wie Umwälzdauer, Umwälzgeschwindig keit/Umwälzdruck, Probentemperatur, Probenmenge, Lufteintrag, Konditionierparameter, Schaumerzeugungsdauer, ggf. Entschäu merqualität und -quantität u. a. müssen reproduzierbar sein und für Vergleichsmessungen gespeichert werden. All measurement parameters, such as circulation time, circulation speed speed / circulation pressure, sample temperature, sample amount, air intake, Conditioning parameters, foam generation time, defoaming if necessary mer quality and quantity u. a. must be reproducible and saved for comparison measurements.

Auf analoge Weise können programmgesteuert eine Anzahl weite rer Messvorgänge zur Schaumbildung und des Schaumzerfalls vorgenommen werden. So lassen sich beispielsweise langsam zerfallende Schäume im Schaumzerfallsverhalten ohne stetiges Umwälzen der Probe messen, es lässt sich unter Zudosieren von Entschäumer das Verhalten eines Entschäumers bezüglich einer Probe messen oder die Menge einer einem Bad zuzudosierenden Entschäumermenge errechnen. Es lassen sich sowohl Schäume statisch als auch dynamisch (Aufbau- und/oder Zerfallsge schwindigkeit) messen und es kann ein Online-Messbetrieb ein geführt werden, wobei anstelle des Vorratsbehälters für Probe die auszumessende Prozessflüssigkeit direkt einem Bad o. ä. entnommen wird. Ferner kann die Wirksamkeit von verschiedenen Entschäumern bei identischen Testparametern verglichen oder deren Wirksamkeit über einen längeren Zeitraum ermittelt wer den.In an analog manner, a number can be program-controlled Measuring processes for foam formation and foam disintegration be made. For example, it can be slow disintegrating foams in foam disintegration behavior without constant Measure the circulation of the sample, it can be added by adding Defoamer's behavior regarding a defoamer Measure the sample or the amount to be added to a bath Calculate defoamer quantity. Both foams static as well as dynamic (structure and / or decay speed) and there can be an online measurement operation out, instead of the storage container for sample the process liquid to be measured directly in a bath or similar is removed. Furthermore, the effectiveness of various Defoamers compared with identical test parameters or whose effectiveness is determined over a longer period of time the.

Allen Messungen gemeinsam ist der Vorteil, dass sie aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung vollautomatisierbar sind. All measurements have the advantage that they are due to the device according to the invention can be fully automated.

reference numeral

11

Messgefäß
measuring Cup

22

Thermostat
thermostat

33

Mischrohr
mixing tube

44

Reinigungssprühring
Reinigungssprühring

55

Sensorträgerplatte
Sensor support plate

66

Gefäßauslass
vessel outlet

77

Umwälzpumpe
circulating pump

88th

Mehrwegeventil
Multi-way valve

99

Sammelbehälter
Clippings

1010

Wasserstrahlpumpe
Water jet pump

1111

Vorratsbehälter für Probe
Storage container for sample

1212

Vorratsbehälter für Reinigungsflüssigkeit
Storage container for cleaning liquid

1313

Sensornadel
probe needle

1414

Prallplatte
flapper

1515

Umlenkring
deflector

1616

Stativ
tripod

1717

Träger
carrier

1818

Mikrotaster
microprobe

1919

Temperaturfühler
temperature sensor

2020

Anschlag
attack

2121

Senk-/Hebemechanismus für Trägerplatte Lowering / lifting mechanism for carrier plate

55

2222

Kolben
piston

2323

Zylinder
cylinder

2424

Adapter
adapter

Claims

1. Device for testing the foam formation and decay behavior of foamable liquids by measuring their foam volumes, with a temperature-controlled measuring vessel within a sample circulation circuit, containing a circulation line coming from at least one outlet in the measurement vessel, a circulation pump and a mixing tube immersed in the measurement vessel of the circulation circuit , further with a sample filling device, a water jet pump arranged in the circulation direction upstream of the mixing tube, a valve-controlled sample outlet line connected behind the outlet or the circulation pump, a cleaning spray ring for the measuring vessel connected to a valve-controlled inlet for cleaning fluid and a foam sensor that is height-adjustable in the measuring vessel, characterized in that the mixing tube ( 3 ) is immersed into the measuring vessel ( 1 ) from above, so that the foam sensor has a sensor carrier plate ( 5 ) with a large number of distributed, separately reporting sensors r needles ( 13 ) has that the water jet pump ( 10 ) is arranged above the level of the sample in the measuring vessel ( 1 ) and that the sample feed and optionally a defoamer addition into the circulation circuit can be controlled automatically.

2. Device according to claim 1, characterized in that the circulating circuit in the case of an offline laboratory version receives a sample from a storage container ( 11 ) and in the case of an online process control from a process bath, and control electronics with appropriate hardware and software perform a fully automatic measurement process allowed in offline or online mode.

3. Apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that the defoamer is added to the circulation circuit from a reservoir ( 23 ) carried by the sensor carrier plate ( 5 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the reservoir forms a cylinder ( 23 ) of a syringe-like piston-cylinder device ( 22 , 23 ), adapters ( 24 ) allowing a change of piston-cylinder devices ( 22 , 23 ) of different sizes ,

5. The device according to claim 4, characterized in that the piston ( 22 ) of the piston-cylinder device ( 22 , 23 ) when the sensor carrier plate ( 5 ) is raised against an abutment (microswitch 18 ) and defoamer from which the sensor carrier plate ( 5 ) passing through controlled cylinder ( 23 ) in the measuring vessel ( 1 ).

6. The device according to claim 1, characterized in that the mixing tube (3) in the measuring vessel (1) close to the ground, a baffle plate (14) penetrates approximately centrally, wherein the baffle plate (14) together with the bottom of the measuring vessel (1) and the Deflection ring ( 15 ) arranged at the bottom of the measuring vessel ( 1 ) forms a swirl zone.

7. Procedure for testing foam formation and disintegration behavior of foamable liquids by measuring their Foam volumes, especially with a device after min least one of the preceding claims, wherein a fully auto matical test sequence the steps of filling a measurement vessel with sample liquid, tempering the sample liquid speed, conditioning the sample liquid, foaming the Sample liquid, introduction of defoamer liquid, sta table and / or dynamic measurement of the foam volume or its height a liquid sample and clean the messap parature includes, and where the user individual program can deselect steps.

8. The method according to claim 7, characterized in that when a sensor carrier plate ( 5 ) for a foam sensor (sensor needles 13 ) is started up, the controlled output of defoamer is caused by sensors (micro pushbuttons, light barrier).

9. The method according to claim 7 or 8, characterized, that with an online process control from a current Quantity ratio of sample liquid and defoamer in Circulation circuit of the device the dosing amount for a process bad is determined automatically and added to the process bath.

10. The method according to claim 9, characterized in that the sample liquid in the offline laboratory operation of a measuring vessel ( 1 ) from a storage container ( 11 ) for sample and in the online process control mode, the measuring vessel ( 1 ) is fed directly from the process bath, with control electronics controls a fully automatic measurement process with the appropriate hardware and software.