DE1457269A1 - Vorrichtung zum Feststellen von Verunreinigungen - Google Patents

Vorrichtung zum Feststellen von Verunreinigungen

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DE1457269A1 DE19641457269 DE1457269A DE1457269A1 DE 1457269 A1 DE1457269 A1 DE 1457269A1 DE 19641457269 DE19641457269 DE 19641457269 DE 1457269 A DE1457269 A DE 1457269A DE 1457269 A1 DE1457269 A1 DE 1457269A1
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Description

-ing. Leinweber
Dipi.inD.Zimmermann .,
Münchon2, Rosental 7 I.Apni 1364
Tel. 297989
Bowser Inc., Cookeville, Tennessee/USA Vorrichtung zum Feststellen von Verunreinigungen
Die Erfindung bezieht eich auf eine Vorrichtung zum Feststellen und Messen von Verunreinigungen durch Steigerung des Dispereionsgrades solcher Verunreinigungen im Brennstoff oder einer anderen zu überwachenden Flüssigkeit·
ϋβ sind schon eine Anzahl von Anzeige- und Messgeräten zum überwachen der in einem flüssigen Medium vorhandenen Verunreinigungsmenge vorgeschlagen worden. Mn Anwendungsgebiet solcher Meß- und Anzeigevorrichtungen ergibt sich bei Brennstoffen, die sur Versorgung von Flugzeugmotoren verwendet werden. Da es von erheblicher Bedeutung ist, daß die Brennstoffe so weit wie möglich von Wasser und ande-
.Cr ei. rmn Verunreinigungen gehalten werden» ist es notwendig, ein verlässliches und zureichendes Mess- und Anzeigesyste» vorzusehen, das ständig genaue Informationen über den Zustand des Brennstoffes zu der Zeit liefert, wenn dieser nach dem Flugzeug gefördert wird.
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Eine solche Messvorrichtung, die sich bei Feststellung und Anzeige eines weiten Bereiches von Verunreinigungen, einschliesslich Verunreinigungen in flüssiger Phase» sehr bewährt hat, ist ausführlich in der UÖ-Patentanmeldung Nr, 213 3*38, «lit Anraeldetag vom 30. Juli 1962 und dem Titel "Gerät und Verfahren zum Anzeigen von Verunreinigungen in Flüssigkeiten* beschrieben. Diese Anmeldung basiert auf dem Prinzip ' der Messung der Menge von reflektiertem Licht, das eine fotozelle von dispergierten Verunreinigungen innerhalb des Brennstoffes oder einer anderen zu messenden Flüssigkeit erhält, und zwar ist die fotozelle, mit Ausnahme solchen reflektierten Lichtes, gegenüber allem anderen Licht völlig abgeschirmt. Eine besondere Eigenart dieser Messvorrichtung besteht darin, dass sie hoch empfindlich ist, präzise geeicht werden kann und im Falle einer fehlerhaften Funktion dies die Bedienungsperson schnell erkennen lässt, so daß die notwendigen Einstellungen schnell und leicht ausgeführt werden können. Bas Prinzip dieser Vorrichtung, die mitunter als "TOTAMITüH" bezeichnet wird, besteht darin, daß die Verunreinigungen wirklich weitgehend gleichförmig im ganzen Brennstoff oder der anderen Flüssigkeit, deren Verunreinigungsgrad gemessen werden soll, verteilt sein müssen. Wenn keine im wesentlichen vollständige Dispersion erzielt ist, so liefert der "TOTAMIiOR11 keine verlässliche Anzeige des Verunreinigungegrades.
Demgemäes besteht ein Hauptzweck der Erfindung darin, ein« verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die mit geringstem
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Leietungsverbrauoh eine praktisch vollständige und gleichmäesige Dispersion von in einer flüssigkeit enthaltenen Verunreinigungen herbeiführt, damit eine mehr verlässliche Betriebsweise eines Verunreinigung β-Aneeige- und Messgerätes erhalten wird.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Verunreinigunge-Dispersionevorrichtung, die sich leicht mit einem Strömungssystem für solches Strömungsmittel kombinieren lässt und sieh dazu eignet, die Verunreinigungen innerhalb der gesamten Strömung dieses zu prüfenden Mittels su verteilen oder zu dispergieren· Die erfindungage— aäss ersielten Prüfergebnisse sind direkter und verlässlicher, da das gesamte Strömungsmittel und nicht lediglich ein· Probe von diesem geprüft wird·
Bin weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, auf Grund einer feinen Dispersion der Verunreinigungen, ein gleichförmiges Ansprechen des Prüfgerätes auf solche Verunreinigungen eu erreichen, wobei das Gerät so geeicht ist, daß es ein« exakte Auswertung des Reinheitsgrades der Flüssigkeit liefert· Durch Vermeiden grob verteilter Verunreinigungen, die sich weniger anzeigen lassen, wird daher eine gleichförmig feine Dispersion eingeführt, die einen höheren Hess- oder Ablesewert ergibt, und zwar einen Ablesewert, der der Verunreinigung tatsächlich direkt proportional ist·
Ferner besteht ein Zweck der Erfindung in der ScLaffung
einer Dispersionsvorriohtung, die einen konstanten Dieperaions-
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grad unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit herbeiführt, wodurch die last- und Messvorrichtung einen verlässlichen ideeswert des Verunreinigungegrades unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit liefern kann.
Dies wird erfindungsgemäss bei einer Vorrichtung zum Dispergieren von Verunreinigungen in einem Strömungsmittel zur Aufbereitung für die nachfolgende Prüfung dieses Strömungsmittels auf Verunreinigungen dadurch erreicht, dass diese Vorrichtung eine erste Strömungsmittelleitung mit einer Mehrzahl darin vorgesehener Öffnungen aufweist, ferner einen aui den Strömungsmitteldruck in der ersten Leitung ansprechenden Bauteil, der in Abhängigkeit dieses Ströaungsmitteldruckes im Sinne Abdecken oder Freilegen dieser Öffnungen bewegbar ist und dadurch einen im wesentlichen konstanten Druckabfall für die Strömung des Strömungsnittels durch die Leitung ergibt, und dass Mittel zum Vorspannen des auf den Strömungsmitteldruck ansprechenden Bauteiles in einer Richtung zum Abdecken dieser Öffnungen und schliesslich eine zweite Leitung vorgesehen sind, die eine Verlängerung der ersten Leitung zum Weiterführen des vorher durch die Öffnungen hindurchgeführten Strömungsmittels bildet·
EIa besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Zerteiler keinen Motor oder einen, anderen mechanischen Antrieb erfordert, sondern statt dessen einfaoh in das Strömungs-Verteilungseyetem eingefügt werden kann,
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden .Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung an Hand der Zeichnung.
zeigen ifigur 1 die Kombination des erfindungsgemässen Zerteilers mit einem Ströiaungsverteilungssystem und einem messgerät in einem btromungsdiagramm^
£igur 2 einen rergrösserten Schnitt eines erfindungsgemäsfl ausgebildeten Zerteilers, losgelöst vom übrigen Seil des Systems, wobei die Richtungen der einzelnen Strömungen eingezeichnet sind, und
figur 3 ein Diagramm, aus deia sich ergibt, dass die Testvorrichtung durch die erfindungsgemäss erzeugte gleichförmige Dispersion der Verunreinigungen durch eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der geprüften flüssigkeit relatlT unbeeinflusst bleibt·
flach Figur 1 der Zeichnungen ist ein allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichneter Zerteiler in Beihenschluss in eine Zuführleitung 12 eingeschaltet, so dass der gesamte Brennstoff (oder ein anderes gemessenes Strömungsmittel) durch den Zerteiler lü in der Leitung 12 hindurch und von dort über eine Leitung 14 nach einer Verunreinigungs-Xast— und ^.lesevorrichtung 16 flieset, die über Leiter 18, 20 mit einem Verstärker 22 elektrisch verbunden ist, der ein geeignetes ^lesegerät 24 aufweist.
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Der 'frübungsverstärker 22 ist durch einen, Leiter 26 mit einer Batterie 30 verbunden, der einen Druckschalter 32 aufweist, der ein Öffnen und Sehlieseen von Kontakten steuert, die den Leiter 26 mit dem Leiter 40 verbinden. Sobald das Ventil 35 gedrückt bzw. geöffnet ist, legt der Druckschalter 32 den Verstärker 22 und die Vorrichtung 16 an Spannung, Ein Sichtzeichen in der Vorrichtung 16 wird mittels der Leitung 13 zugeführttn Stroms eingeschaltet oder beleuchtet» und das Potoaellensignal wird dem Verstärker 22 über Leitung 20 zugeführt. SoJLang der .Brennstoff, der durch das Gerät strömt, rein bleibt, hält ein ßelaie innerhalb des Verstärkers 22 das Ventil 46 durch Erregen dessen Spule 55 über Leiter geöffnet.
Wenn Verunreinigungen im Brennstoff erscheinen, schaltet das Relais iiii Verstärker 22 die Leitung 28 und das Solenoid 44 ab, wodurch das Votil 46 geschlossen wird» Das Ventil 46 ist ein Dreiwegeventil, und wenn es abgeschaltet ist, steht die Leitung 43 mit der Leitung 49 in Verbindung« Dies hat zur Folge, daß ein unter d^r Membran herrschender Druck, der das Äbechlussventil 50 offenhält, zur Atmosphäre hin entspannt wird und das Ventil 50 die Brenn stoff strömung abschliesst.
Um eine Brennetofförderung zu ermöglichen, müssen zwei Bedingungen erfüllt seint Zunächst muss das Sicherheite-Kinsehaltventil 35 (dead man valve) geöffnet seinι hierdurch wird durch Schliessen der Kontakte 42 die Vorrichtung 16 in
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Betrieb gesetzt · Bas Ventil 46 muss geöffnet sein, damit der Druck aua dem Tank 34 über die Leitungen 36 und 48 ait dem Ventil 50 in Verbindung kommt und somit das Ventil 46 öffnen kann·
Ein Schliessen des Ventile 35 von Hand oder ein automatisches Schliessen des Magnetventile 49 hat ein Anhalten der Brennstoffströmung durch das System zur folge«
Der Zerteiler und die Vorrichtung 16 Bind zwischen dem Messgerät 62 und der Schlauchtrommel 64 angeordnet, so dass das Instrument den Brennstoff» anstatt dessen Heinheitegrad Tor dem Separator 56 zu überwachen, so überwacht, wie er weitergefördert wird·
Das Prinzip, nach dem die Vorrichtung 16 arbeitet, besteht darin, dass der Verunreinigungegrad direkt in Beziehung gesetzt wird zu der Verunreinigungsmenge, die von einer fotozelle abgetastet wird, die im übrigen gegen alles andere Lieht abgeschirmt ist; der Grad des ertasteten Lichtes ist eine funktion der Anzahl der dispergieren Partikel. Demgeaaee let es, da ein grosser zusammengesetzter Verunreinigungsteil einen niedrigeren Messwert ergeben würde als der selbe Verunreinigungsteil in der Form einer Mehrzahl kleinerer Teilchen, zum Erzielen einer verlässlichen Messung der Verunreinigung notwendig, grob zerteilte Verunreinigungen in eine feine Diapereion umzuwandeln, die gleichförmig über die ganze Strömung verteilt ist, und dadurch einen Verunreinigungs-Ableae- oder Mess-
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wert «u schaffen, der über einen weiten Bereich τοη Strömungsgeschwindigkeiten für die gemessene Flüssigkeit hin« weg den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Auf diese Weise wird der Verunreinigungegrad, der durch die Vorrichtung 16 aufgezeichnet wird, in Bezug gesetzt zur absoluten Verunreinigungemenge und ist unbeeinflusst von der Crrösse oder der anfänglichen Verteilung der Verunreinigungen und ebenfalls unbeeinflusst durch die Strömungsbewegung des Strömungsmittels·
Um eine Umwandlung der Verunreinigungen in geeignete Grösee und Verteilung herbeizuführen, nimmt der Zerteiler die gesamte Strömung aus der Leitung 12 auf und führt die erforderliche Dispersion durch, beror die Strömung zur Leitung 14 hin ausgelassen wird. Per Zerteiler Iu erfordert keine äussere Antriebsleistung und führt seine notwendige
bar
Funktion mit nur vernachlässig/ grossest Kraftbedarf aus. Es tritt nämlich nur ein kleiner Druckabfall entlang dem Zerteiler 10 auf, wodurch eine Zerteilerwirkung im wesentlichen gleichförtaig über einen weiten Bereich Ton Strömungsgesehwindlgkelten in der Leitung 12 erhalten wird.
Die Leitung 12 (Figur 2) hat eine Mehrzahl toa Öffnungen 70, welche das Strömungsmittel aus der Leitung 12, wie durch Pfeile 72 angedeutet, in radialen dichtungen in einen ringförmigen Baum 74 flieesen lassen, der durch eine Buchse 76 gebildet wird, die die Leitung 12 umgibt und integral mit der Leitung 14 verbunden ist. Innerhalb des Endes der Leitung sitzt ein auf Strömungsmittel druck ansprechender Kolben 78,
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BAD ORIQiNAL
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der durch, eine !Feder 80 in einer RLchtung entgegen dem Druck vorgespannt ißt, den die durch Pfeile 82 bezeichnete Strömung in der Leitung 12 ausübt, so daß der Kolben 78 sich normalerweise in einer iüchtung zum Abdecken der öffnungen 70 bewegt j da aber die Stirnfläche 84 des Kolbens dem Druck in der Leitung 12 ausgesetzt ist, wird dadurch der Kolben nach links entgegen dem Widerstand der feder 80 in einer tfrösse vorgespannt, die proportional zur Geschwindigkeit äer Brennstoff strömung in der Leitung 12 ist.
Auf diese weise wird der Kolben 78 bei niedriger iitrözaungsgesehwindigkfeit nach rechts und bei hoher Strömungsgeschwindigkeit nach links von der in Figur 2 gezeigten stellung zum !Freilegen zusätzlicher Offnungen 70 bewegt, wodurch sich ein '.iinimum an Druckabfall für das Strömungsmittel beim Durchtritt aus der Leitung 12 zur Leitung 14 ergibt·
Verunreinigungen in der fbrm suspendierter freier «mssertropfen werden beim Durchtritt durch die öffnungen 70 auf irrund der Anzahl und der Anordnung der Öffnungen in i'röpfchen gleichförmiger (irösse unterteilt und im wesentlichen ^leichmäseig über die ganze LeItUn1; 14 verteilt, so dass der (Jrad des divergierten Lichtes beim Ankommen der Verunreinigungen on der Vorrichtung Xb in direkte Uesiebung 2ura ürad der Verunreinigung gebracht ist und solche Faktoren wie Verunreinigungegrööse und Verteilung nicht zu einer falschen Ahleeung oder ^eeeung durch das Instrument 16 führen· Stattdessen wird die Messung zum Grad der Verunreinigung un-
■■■■■■ ' "' ■ ' '■■■■··■ ■'■ ■ '-ίο- '
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BAD OFUGSNAL
abhängig von der Art der Verschmutzung, deren Cirösse und anfängliche Verteilung in eine exakte Beziehung gesetzt ist· Überdies bleibt die vom Instrument gelieferte Anzeige in Bejsug auf die Reinheit der flüssigkeit ohne fiüeksicht auf die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes oder einer anderen durch das Instrument durchgeführten Flüssigkeit gleich·
I'igur 3, die drei unterschiedliche Verunreinigungepegel zei^t, lässt erkennen, wie die Verselmiutssuiigtf-'Jiastvorriuhtuttfc, durch die utroiiun^sgesciiWindigkeit relativ unbeeinflusst ict, d.h. beim sulben Verunreinitsunoögr&d ergibt sich nur eine vernachlüsuigbare Jind-rung der Verunreinigungsmessung durch Verhindern der ütröuungügeschv/indigkeit. Dies bedeutet» dass solche Parameter, wie otröittungsgesoliwindigkeit, trosse der Verunreinigungateilchen und Verteilung, nicht zu einer falschen Instrumentenanzeige iia Hinblick auf aen Reinheitsgrad führen·
Überdies wird die gesamte iieage Plüasigkeit wie Brennutoff und dergl· durch das ϊastinstrument hindurchgeführt, und dadurch v/erclen ungenaue ^ossungeii vermieden, die sieh mitunter bei deij Versuch ergeben, repräsentative Seiliaengen dea Uromistoffes ala Probe ssu aatxiclaaen und zu prüfen; dieses Verfahren führt zwangsläufig zu Fehlbeurteilungen, da dio Probe nicht immer wirklich der übrigen geförderten -Flüssigkeit entspricht·
Im Betrieb wird die Vorrichtung lü zwischen Leituogsteilstücke 12 und 14 im ütrömungsweg vor dem Eintritt des
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Strömungsmittele in das Instruaent 16 eingekuppelt, so dase die gesamte Strömung einenge dee Strömmgsmittels zunächst durch, den Zerteiler hindurchgeführt und die Verunreinigungeteile in eine gleichförmige Dispersion überführt und gleichmässig über die gesamte Flüssigkeit verteilt werden. Hierzu wird die Strömung aus einer Längsbahn in eine Hadialbahn durch eine Mehrzahl Ton öffnungen abgelenkt, woraufhin die i'eilatrömungen im ringförmigen 4aum 74 gemischt v/erden. Me Strömung wird in einem üanal 14 zusammengeführt. Ba die Anzahl αer unbedeckten Öffnungen 70, die den radialen Strömungsweg schaffen, direkt proportional ist dem Druck in der I«eitung 12, ergibt sich ein konstanter Druckabfall entlang der Vorrichtung Io unabhängig Ton der Strömungsgeschwindigkeit· Bs sind keine kraftangetriebenen Dispersionsmittel erforderlich, und zwar wird die Vorrichtung 10 durch den Druck betrieben und liefert automatisch einen geeigneten DiBpersionseffekt, wodurch das Instruaent 16 in die Lage versetzt wird, die Yerunreinißung genau und kontinuierlich aufzuzeichnen.
In jeder anderen Hinsicht ist die Betriebsweise des Instrumentes 16 genau so, wie sie in der vorerwähnten amerikanischen Patentanmeldung 213 388 beschrieben 1st* Die Arbeitsweise der i/iesBvorrichtung 16 wird unterstützt durch die Vorrichtung 10, die die Verunreinigungen in einen besser feststellbaren und gleichförmigeren Zustand für Messung und Aufzeichnung überführt. Der beschriebene Zerteiler verbraucht Behr wenig Leistung, kann auf einfache und wirtschaftlich« ".'eise angeschloesen werden und steigert Genauigkeit und üieh-
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BAD
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fähigkeit des Instrumentes 16» Strömungsmittel können er~ findungsgemäss genauer überwacht werden, und man kann Korrekturen vornehmen, "bevor der Verunreinigungspegel zu unliebsamen Ergebnissen führt·
Die gesamte Einrichtung kann auf einem Wagen untergebracht und die Trommel 90 an einen nicht gezeigten Hydran ten angeschlossen werden, woraufhin man das Aggregat in der beschriebenen Weise zur PiJrderung von Brennstoff nach einem Flugzeug oder einem anderen Fahrzeug durch die Leitung 64 in jietrieb nehmen kann, bis die Vorrichtung einen YeninreinigungBSUstand des Brennstoffes feststellt und dann den Betrieb beendet·
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Claims (1)

  1. A5 ' · 145726?
    Patentanspruch·
    1J Vorrichtung zum Dispergieren oder Zerteilen von Verunreinigungen in einem Strömungsmittel, bo dass sich das Strömungsmittel auf Verunreinigungeteile hin überprüfen läset» dadurch gekennaeiohnet, daß eine erste ütröiaungsmittelleitung ait einer Mehrzahl in ihr angebrachter Öffnungen vorgesehen ist, dass ein auf Strömungsmitteldruck entsprechender Bauteil vorgesehen ist, άοτ durch den Strömungsmitteldruck in der ersten Leitung beeinflusst wird und zum Abdecken oder freilegen der öffnungen in dieser zwecke Einstellung eines im wesentlichen konstanten Druckabfalles für die Strömung durch diese Leitung bewegbar ist» dass Mittel zum Vorspannen des auf den Strömungsmitteldruck ansprechenden Bauteiles in einer Richtung im Sinne eines Abdeckers der öffnungen und dass echliesslich eine zweite Leitung vorgesehen ist» die eine Verlängerung der ersten Leitung bildet und das Strömungsmittel weiterleitet, nachdem dieses durch die Öffnungen hindurchgetreten ist«
    2· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine lesevorrichtung sum Aufnehmen der Strömung im Anschluss an dmTen Durchtritt durch die Offnungen und sich dabei ergebender praktisch völliger Dispersion U9r Verunreinigungen in der Strömung·~
    3. Vorriehtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , das« die Mittel «um Vorspannen des auf den Strömungsmitteldruck ansprechenden Bauteils ein elastisch naehgiebigea Clement umfassen·
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