DE1278146B

DE1278146B - Device for spinning samples

Info

Publication number: DE1278146B
Application number: DES83637A
Authority: DE
Inventors: Colin Slater
Original assignee: Carves Simon Ltd
Current assignee: Carves Simon Ltd
Priority date: 1962-02-21
Filing date: 1963-02-06
Publication date: 1968-09-19

Description

Vorrichtung zum Schleudern von Proben Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleudern von Proben und zum Entnehmen von Probenteilen aus einer unter dem Einfluß einheitliche Stärke des Zentrifugalfeldes stehenden Zone des Rotors, der als flacher zylindrischer Behälter ausgebildet ist.Apparatus for spinning samples The invention relates to a Device for spinning samples and removing sample parts from a zone of the rotor under the influence of uniform strength of the centrifugal field, which is designed as a flat cylindrical container.

Ein wesentliches Problem beim Zentrifugieren von Proben besteht in der Möglichkeit der Prüfung der aaszentrifugierten Probenteile. Bei bekannten Zentrifugen ist entweder ein kompliziertes Abziehen der einzelnen aaszentrifugierten Phasen erforderlich, um zu dem zu prüfenden Probenteil zu gelangen, oder die Proben müssen durch optische Mittel durch entsprechende durchsichtige Teile des Zentrifugenbehälters geprüft werden. Eine Probenentnahme in einzelnen Zeitintervallen bei laufender Zentrifuge ist nicht möglich.A major problem when centrifuging samples is the possibility of testing the centrifuged sample parts. In known centrifuges is either a complicated removal of the individual centrifuged phases required to get to the sample part to be tested, or the samples must by optical means through corresponding transparent parts of the centrifuge container being checked. Sampling at individual time intervals while the centrifuge is running can not.

Eine andere bekannte Einrichtung verwendet bereits das Prinzip der Ausschälung bestimmter zentrifugierter Probenteile. Die ist insbesondere bei Schlammzentrifugen der Fall. Durch das Einführen eines Schälrohres in die Proben erfolgt ständig eine Durchwirbelung und damit eine Störung der Probenverteilung in der Zentrifugenkammer.Another known device already uses the principle of Exfoliation of certain centrifuged sample parts. This is especially true with sludge centrifuges the case. By inserting a peeling tube into the samples, there is always a Turbulence and thus a disruption of the sample distribution in the centrifuge chamber.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige Vorrichtung zum Schleudern von Proben und Entnehmen von Probenteilen zu schaffen, bei der während der Trennung der Phasen in vorbestimmten Zeitintervallen ohne Störung des Trennungsvorganges in der Zentrifugenkammer Proben entnommen werden können.It is the object of the invention to provide such To create a device for spinning samples and removing sample parts, during the separation of the phases at predetermined time intervals without interference samples can be taken during the separation process in the centrifuge chamber.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß eine koaxial zur Drehachse des Behälters verlaufende Probenleitung, die bis zu der Stelle geführt ist, an welcher mehrere Leitungen aufeinandertreffen, welche von dieser auf der Drehachse liegenden Stelle aus unter der Oberfläche des Behälterbodens radial nach außen je bis unter eine auf einem zum Durchstoßpunkt der Drehachse durch die Oberseite des Behälterbodens konzentrischen Kreise liegenden, der Radialleitung zugeordneten Probenentnahmestelle verlaufen, von der eine abwärts gerichtete Leitung bis in die zugeordnete Radialleitung geführt ist.According to the invention this is achieved in that a coaxial to The axis of rotation of the container running sample line, which led up to the point is at which several lines meet, which of this on the Rotation axis lying point from below the surface of the container bottom radially outside each to under one on one to the point of penetration of the axis of rotation through the top of the container bottom lying concentric circles, assigned to the radial line Sampling point run from which a downward line to the assigned radial line is guided.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird also an einer bestimmten Stelle des Behälterbodens entlang einer kreisförmigen Linie ein Teil der gerade an dieser Stelle befindlichen Phase abgezogen, so daß durch die Änderung der Zusammensetzung an dieser Stelle Rückschlüsse auf die Zusammensetzung gezogen werden können. Ohne daß irgendwelche mechanischen Teile in die Probe eintauchen müssen, verläuft der Trennungsvorgang im Behälter ohne Störung. Vorzugsweise sind die Radialleitungen diametral durch den Boden des Behälters gebohrt und die Verbindungsleitungen rechtwinklig zur Bodenoberseite bis in die Radialleitungen gebohrt, wobei die jenseits der Auftreffstelle der Verbindungsleitungen auf die Radialleitungen befindlichen äußeren Enden der Radialleitungen durch Stopfen verschlossen sind.This arrangement according to the invention is therefore at a specific Place the bottom of the container along a circular line part of the straight line Phase located at this point withdrawn, so that by changing the composition At this point, conclusions can be drawn about the composition. Without that any mechanical parts have to be immersed in the sample Separation process in the container without interference. Preferably the lines are radial Drilled diametrically through the bottom of the container and the connecting lines at right angles drilled to the top of the floor into the radial ducts, with those beyond the point of impact of the connecting lines on the radial lines located outer ends of the Radial lines are closed by plugs.

Durch diese Anordnung ist eine sehr einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Dabei kann die Probenleitung durch einen Nabenzapfen gebohrt sein und ein nichtdrehender Saugnippel gegen das obere Ende des Nabenzapfens in Anlage gehalten werden, derart, daß über einen auf den Saugnippel gezogenen Saugschlauch eine Saugwirkung auf die Probenleitung ausübbar ist. Vorzugsweise liegen die Probenentnahmestellen auf einem Kreis, der etwa in dreiviertel des Radialabstandes der Umfangswand des Behälters verläuft.This arrangement makes it very easy to manufacture the inventive Device possible. The sample line can be drilled through a hub pin and a non-rotating teat against the top of the hub journal in System are held in such a way that a suction hose pulled onto the teat a suction effect can be exerted on the sample line. The sampling points are preferably located on a circle that is approximately three quarters of the radial distance from the circumferential wall of the Container runs.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt entlang der Linie 1-1 in F i g. 2 durch die zerlegte Vorrichtung und F i g. 2 eine Teildraufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 1.The invention is illustrated below with reference to the drawings using an exemplary embodiment explained in more detail. It shows F i g. 1 is a vertical section along line 1-1 in F i g. 2 through the disassembled device and FIG. 2 is a partial plan view of the Device according to FIG. 1.

Der Behälter besteht aus einem ebenen, kreisförmigen, dicken Boden 11 und einer von dessen Außenumfang verlaufenden zylinderförmigen Wand 12 nach oben. Im Boden 11 sitzt koaxial in einer Nabe 14 eine Antriebswelle 13, welche die Welle eines nicht dargestellten Elektromotors sein kann.The container consists of a flat, circular, thick base 11 and a cylindrical wall 12 extending upwards from its outer circumference. In the bottom 11 sits coaxially in a hub 14 a Drive shaft 13, which can be the shaft of an electric motor, not shown.

Die Wand 12 ist im Vergleich zum Durchmesser des Behälters niedrig. Die Wand 12 und der Boden 11 haben ferner eine verhältnismäßig große Trägheitsmasse, um eine gleichförmige und konstante Drehbewegung zu erhalten.The wall 12 is low compared to the diameter of the container. The wall 12 and the bottom 11 also have a relatively large inertial mass, in order to obtain a uniform and constant rotary motion.

Die Nabe 14 hat einen Ringflansch 15, auf dessen Oberseite der Boden 11 des Behälters aufsitzt. Eine zylinderförmige Verlängerung 16 mit großem Durchmesser der Nabe 14 sitzt in einer Bohrung 17 des Bodens 11 und endet bündig mit der Fläche des Bodens, während ein Zapfen 18 mit Gewinde 19 mit kleinerem Durchmesser von der Verlängerung 16 bis über den oberen Rand der Wand 12 nach oben ragt.The hub 14 has an annular flange 15, on the top of which the bottom 11 of the container rests. A cylindrical extension 16 with a large diameter of the hub 14 sits in a bore 17 of the base 11 and ends flush with the surface of the base, while a pin 18 with thread 19 with a smaller diameter extends from the extension 16 to over the upper edge of the wall 12 protrudes above.

Die Verlängerung 16 wird in der Öffnung 17 durch eine elastische Dichtscheibe 20 und eine auf dem Zapfen 18 aufgebrachte Muffe 21 gehalten.The extension 16 is held in the opening 17 by an elastic sealing washer 20 and a sleeve 21 attached to the pin 18 .

Die obere freie Kante der Wand 12 hat eine Ringnut, in der ein Dichtring 22 liegt.The upper free edge of the wall 12 has an annular groove in which a sealing ring 22 lies.

Ein aus einer Scheibe 23 mit einem nach unten gerichteten Axialflansch 24 bestehender Deckel ist auf den Dichtring 22 aufsetzbar. Der Deckel weist eine Mittelöffnung 25 auf, durch welche der Zapfen 18 mit seinem Gewinde 19 ragt. Außerdem weist der Deckel eine Luftöffnung 29, eine Füllöffnung 26 mit Gewindestopfen 27 auf, dessen Gewicht auf den Massenausgleich abgestimmt ist.A cover consisting of a disk 23 with a downwardly directed axial flange 24 can be placed on the sealing ring 22 . The cover has a central opening 25 through which the pin 18 with its thread 19 protrudes. In addition, the cover has an air opening 29, a filling opening 26 with threaded plug 27, the weight of which is matched to the mass balance.

Der Deckel 23 wird durch eine Mutter 30 gehalten, die auf das Gewinde 19 des Zapfens 18 aufgeschraubt Ist. The cover 23 is held by a nut 30 which is screwed onto the thread 19 of the pin 18 .

Eine Probenleitung 31 erstreckt sich vertikal koaxial durch den Zapfen 18 nach unten, bis etwa zur Hälfte in die Verlängerung 16. Weitere abwärts gerichtete Leitungen 32 erstrecken sich bis auf gleiche Tiefe von der Oberfläche des Bodens 11 auf einem gemeinsamen konzentrischen Kreis mit einem Radius von ungefähr dreiviertel des Radius des Behälters koaxial zum Boden11. Entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen sind der Radius des Leitungskreises und der Durchmesser der Leitungen 32 variabel.A sample line 31 extends vertically coaxially down through the pin 18 to about halfway into the extension 16. Further downward lines 32 extend to the same depth from the surface of the base 11 on a common concentric circle with a radius of approximately three quarters of the radius of the container coaxial with the bottom11. The radius of the line circle and the diameter of the lines 32 are variable according to the respective operating conditions.

Die Leitung 31 im Zapfen 18 ist mit jeder der Leitungen 32 im Boden 11 durch eine radiale Leitung 33 im Boden 11 verbunden. Alle Leitungen 33 münden in etwa mittlerer Höhe in das untere Ende der Leitung 31. Die Leitungen 33 verlaufen vorzugsweise diametral, so daß eine gerade Leitung 33 zwei diametral gegenüberliegende Leitungen 32 mit der vertikalen Leitung 31 verbindet. Zur Herstellung verlaufen die Leitungen 33 bis zum Außenumfang des Behälters und sind am Außenende durch einen Stöpsel 34 verschlossen. Dieser Stöpsel 34 kann eine Verlängerung 35 aufweisen, welche den Außenteil der zugeordneten Leitung 33 bis zur Verbindungsstelle mit der Leitung 32 abschließt.The line 31 in the pin 18 is connected to each of the lines 32 in the floor 11 by a radial line 33 in the floor 11. All of the lines 33 open into the lower end of the line 31 at approximately mid-height. The lines 33 preferably run diametrically, so that a straight line 33 connects two diametrically opposite lines 32 to the vertical line 31. For production, the lines 33 run to the outer circumference of the container and are closed at the outer end by a plug 34 . This plug 34 can have an extension 35 which closes the outer part of the associated line 33 up to the connection point with the line 32.

Am oberen Ende der vertikalen Leitung 31 im Zapfen 18 ist ein Langnippel 36 durch eine Stopfbuchsenmutter 37 gegen den Zapfen 18 drehbar angebracht. Die Mutter 37 ist auf einen Gewindeabschnitt 38 am oberen Ende des Zapfens mit kleinerem Durchmesser aufschraubbar. An den Saugnippel 36 kann ein Schlauch angeschlossen werden, der mit einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung in Verbindung steht.At the upper end of the vertical line 31 in the pin 18, a long nipple 36 is rotatably mounted against the pin 18 through a gland nut 37. The nut 37 can be screwed onto a threaded section 38 at the upper end of the pin with a smaller diameter. A hose, which is connected to a suction device (not shown), can be connected to the teat 36.

Der Saugnippel 36 ist in der Regel ortsfest gehalten, während sich der Behälter dreht, so daß Probeteilchen entnommen werden können, ohne daß die Drehung des Behälters unterbrochen wird. Für eine Probennahme wird der Behälter mit einer flüssigen Suspension bekannter Konzentration eines zu analysierenden Pulvers gefüllt. Der Behälter wird dann mit einer konstanten Geschwindigkeit für die erforderliche Zeitdauer gedreht. Die Pulverteilchen sammeln sich an der Außenseite des Behälters. Es wird dann mittels der an das Anschlußstück 36 angeschlossenen Ansaugeinrichtung eine Probe der Suspension durch die vertikalen Leitungen 32 im Boden 11 in die radialen Leitungen 33 und die Leitung 31 abgezogen. Bei diesem Vorgang dreht sich noch der Behälter weiter. Sobald die Saugkraft unterbrochen wird, werden durch die Zentrifugalkraft Probenteile aus den Leitungen 33 in dem Behälter zurückgeführt, so daß kein Rest einer früheren Probe in den Leitungen 33 zurückbleibt.The teat 36 is typically held stationary while the container rotates so that sample particles can be removed without interrupting the rotation of the container. To take a sample, the container is filled with a liquid suspension of known concentration of a powder to be analyzed. The container is then rotated at a constant speed for the required amount of time. The powder particles collect on the outside of the container. A sample of the suspension is then drawn off through the vertical lines 32 in the base 11 into the radial lines 33 and the line 31 by means of the suction device connected to the connection piece 36. During this process, the container continues to rotate. As soon as the suction force is interrupted, sample parts from the lines 33 are returned to the container by the centrifugal force, so that no remainder of an earlier sample remains in the lines 33.

Der Behälter dreht sich kontinuierlich, und in bestimmten Zeitintervallen werden weitere Proben aus dem Behälter abgezogen. Die Konzentration der Feststoffe in jeder folgenden Probe wird durch bekannte Verfahren festgestellt und als Fraktion der ursprünglichen Konzentration ausgedrückt.The container rotates continuously and at certain time intervals further samples are withdrawn from the container. The concentration of the solids in each subsequent sample is determined by known methods and as a fraction the original concentration expressed.

Es können dann aus den gemessenen, fraktionierten Konzentrationen in Abhängigkeit von den Zeitintervallen zwischen aufeinanderfolgenden Proben, der Drehgeschwindigkeit des Behälters, dem Innenradius des Behälters, dem Radius des Kreises, der Leitungen 32, der Viskosität und der Dichte der Suspensionsflüssigkeit, der Dichte der Feststoffteilchen u. dgl. die Teilchengrößen-Verteilung des Pulvers errechnet werden.It can then be made from the measured, fractionated concentrations depending on the time intervals between successive samples, the Rotation speed of the container, the inner radius of the container, the radius of the Circle, the lines 32, the viscosity and the density of the suspension liquid, the density of the solid particles and the like, the particle size distribution of the powder can be calculated.

Claims

Claims: 1. Device for spinning samples and for removing sample parts from a zone of the rotor which is under the influence of uniform strength of the Zentrsfugalfeldes, which is designed as a flat cylindrical container, characterized by a sample line running coaxially to the axis of rotation of the container (12) ( 31), which is led up to the point at which several lines (33) meet, which from this point lying on the axis of rotation under .the surface of the container bottom (11) radially outwards each to under one on one to the penetration point of the The axis of rotation extends through the top of the container bottom (11) in concentric circles, the radial line (33) associated sample extraction point, from which a downward line (32) is led into the associated radial line (33).

2. Device according to Claim 1, characterized in that the radial lines (33) diametrically through the bottom (11) of the container (12) are drilled and the connecting lines (32) are drilled at right angles to the top of the floor into the radial lines (33), wherein the one beyond the point of impact of the connecting lines (32) on the radial lines (33) located outer ends of the radial lines closed by plugs (34, 35) are.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sample line (31) is drilled through a hub pin (18) and that a non-rotating teat (36) held in contact with the upper end of the hub journal (18) is, in such a way that a suction hose pulled onto the teat (36) is a Suction can be exerted on the sample line (31).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sampling points lie on a circle that is approximately three quarters of the radial distance from the circumferential wall (12) of the container runs. Publications considered: German patent specification No. 660156; French patent specification No. 413 288.