DE1503400C3

DE1503400C3 - Steuervorrichtung für ein Gerät zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen

Info

Publication number: DE1503400C3
Application number: DE1503400A
Authority: DE
Inventors: Kenneth D. Fort Lauderdale Cooley; Walter R. Hialeah Hogg
Original assignee: Coulter Electronics Inc
Current assignee: Coulter Electronics Inc
Priority date: 1964-11-16
Filing date: 1965-10-28
Publication date: 1976-01-08
Also published as: GB1083755A; US3289916A; DE1503400B2; DE1503400A1

Description

welche durch die schwingende Bewegung des Zylinders bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens geöffnet und geschlossen werden. Diese Anordnung ist üblich und an sich bekannt. Die Leitung 24, welche mit der Auslaßöffnung im Steuerblock verbunden ist, ist zu einem geschlossenen Flüssigkeitssystem weitergeführt, beispielsweise zu dem beschriebenen und in F i g. 3 dargestellten System, und enthält das von Hand bedienbare Ventil 47.

F i g. 2 ist, soweit beschrieben, der F i g. 1 identisch, so daß die gleichen Bezugsziffern zur Kennzeichnung gleicher Bauelemente verwendet worden sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein kleines Metallrohrstück 26 am Zylinder an einem Teil desselben befestigt, der vom Hub des Kolbens 18 frei bleibt. Dieser Teil des Zylinders wird als Zylinderverdichtungsraum bezeichnet. Eine Leitung 28 aus Kunststoff, Gummi oder aus einem gummiartigen Material führt von dem Rohr 26 zu einer Quetschklemme 30, die hinsichtlich ihrer Anordnung ^. auf der Leitung 28 verstellt werden kann. Da der ' Zylinderverdichtungsraum durch das Rohr 26 und die Länge der Leitung bzw. des Schlauches 28 erweitert ist, und da die Klemme zu irgendeiner Stelle über die Länge des Schlauches 28 bewegt werden kann, kann das Gesamt- bzw. wirksame Volumen der Pumpe verändert werden, wodurch das Vakuum bzw. der Druck, das bzw. der über die Leitung 24 ausgeübt wird, verändert werden kann.

Dieses Verhalten ergibt sich aus dem Umstand, daß während einer adiabatischen Ausdehnung oder Verdichtung eines Gases in der Pumpe das Produkt aus Druck und Volumen potenziert mit einer Konstanten eine Konstante ist. Mit anderen Worten:

40

wobei P₁ und P₂ die Drücke vor und nach der Aus-' dehnung sind; V_t und F.„ die Volumina vor und nach der Ausdehnung sind und K eine Konstante ist,. die etwa 1,3 bei Gaspumpen ist. Daher ist es,

wenn ², nämlich das Verdichtungsverhältnis, ge-"1

regelt wird, möglich, das Druckverhältnis _a ^l zwischen

"1

der Einlaß- und der Auslaßöffnung der Pumpe zu regeln.

Die Anordnung ist aus den Zeichnungen ersichtlich. Die Länge der Leitung 28 kann entweder aus einem steifen oder aus einem biegsamen Material hergestellt werden. Selbst wenn eine Länge der Leitung 28 während der Hübe des Kolbens zusammengedrückt wird, läßt sie trotzdem eine Regelung oder Verstellung des erzeugten Vakuums zu. Wenn die Leitung ausreichend steif ist, so daß sie nicht zusammengedrückt wird, vergrößert sie den Verdichtungsraum des Zylinders, so daß sich der Mechanismus in einer voraussagbaren Weise entsprechend den Gasausdehnungsgesetzen verhält. Die Klemme 30 ist mit einer Flügelschraube versehen, um die erforderliche Verstellung vornehmen zu können.

Die Anordnung nach F i g. 2 weicht von der in Fig. 1 dargestellten nur hinsichtlich der Erweiterung des Zylinderverdichtungsraumes ab. Das Rohr 26, das mit dem Zylinder 20 verbunden ist, ist über eine Leitung 40 zu einem metallischen Behälter 32 geführt, dessen Volumen mittels eines geeigneten Schraubstopfens 34 eingestellt werden kann. Eine druckdichte Rohrschäftung ist an der Stelle 38 vorgesehen, an welcher das Rohr 26 in die Leitung 40 eingeführt ist. Da der Zylinder 20 während des Betriebs der Vorrichtung hin- und herschwingt, wird die Relativbewegung zwischen der Leitung 40 und dem Rohr 26 dadurch aufgenommen, daß die Leitung 40 so angeordnet wird, daß sie gleichachsig zum Schwingungsmittclpunkt des Zylinders 20 ist. Die Schwingungsachse des Zylinders 20 ist durch die gebrochene Linie 36 angegeben.

Die Pumpe 50 nach F i g. 4 weist einen elektromagnetischen Motor 52 vom Vibratortyp auf, der einen Anker 54 entgegen der Belastung einer Feder 56 antreibt, weiche an einem Rahmen 58 befestigt ist. Der Motor 52 wird von einer Wechselspannungsquelle über elektrische Leitungen 12 gespeist. Das freie Ende des Ankers 54 ist bei 60 an einem Balg 62 befestigt. Der Balg 62 arbeitet in ein Pumpengehäuse 64. In der Einlaßleitung 24 und in der Auslaßleitung 66 befinden sich Rückschlagventile, wie bei 68 dargestellt, damit der Balg 62 beim Ausdehnungshub gefüllt werden und beim Verdichtungshub durch den Auslaß fördern kann, wodurch eine Pumpwirkung und dadurch ein Vakuum in der Leitung 24 entsteht.

Die Regelung des Druckes wird durch eine Leitung 26 erreicht, weiche mit dem Pumpengehäuse 64 zwischen den Rückschlagventilen 68 in Verbindung steht und zu einem äußeren Gefäß 32 von veränderlichem Volumen führt. Die Leitung 40 kann biegsam sein und erstreckt sich zu dem mit einem verstellbaren Stopfen 34 versehenen Gefäß 32.

Die Stellung der Quecksilbersäule 24 kann, nachdem das Ventil 47 geöffnet worden ist, das während des Betriebs der Coulter-Vorrichtung offen bleibt, durch die Anordnung der Quetschklemme 30 oder durch den Betrag eingestellt werden, mit dem der Stopfen 34 in den Behälter 32 eingeschraubt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ι ■■ - . ■ ■■ ,---ι- j. - verbundenen äußeren Behälter, dessen Volumen von Patentansprüche: Hand in seiner Größe verstellbar ist. Die Erfindung bietet hierdurch den Vorteil, daß

1. Steuervorrichtung für ein Gerät zum Analy- bei Einjustierung der Steuervorrichtung des Gerätes sieren von in einer Flüssigkeit suspendierten 5 auf einfachste Weise die Saugwirkung der Vakuum-Teilchen mit einem quecksilbergefüllten U-Rohr, pumpe so abgestimmt wird, daß zur Vorbereitung in dem das Meßvolumen definierende Start- und des Meßvorganges die Quecksilbersäule im U-Rohr Stop-Elektroden angeordnet sind, und einer über die optimale Lage einnimmt. An sich ist es bei ein Ventil daran angeschlossenen Vakuum- Arbeitsmaschinen, z. B. Pumpen, Verdichtern u. dgl, pumpe, gekennzeichnet durch die Ver- io bekannt, den Schadraum der Größe nach von Hand Wendung einer Vakuumpumpe (10,50) mit einem- einstellbar zu gestalten. Hierdurch wurde die Pumpbaulich vbm.Pumpenräufn unabhängigen, aber ] .-leistung ,verändert Obwohl dies seit langer Zeit bemit diesem verbundenen äußeren Behälter (28; kannt ist, wurde eine solche Maßnahme bisher nicht 32), dessen Volumen von Hand in seiner Größe für Teilchenanalysiergeräte angewendet.
verstellbar ist. - . 15 Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sich aus den Unteransprüchen.

zeichnet, daß der äußere Behälter ein längsver- Die Erfindung wird an Hand der Beschreibung

stellbarer Schlauch (28) ist. , von drei beispielsweisen Ausführungsformen näher

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn- erläutert. Es zeigen

zeichnet, daß der äußere Behälter ein hohler, mit 20 Fig. 1 und 2 schematische Gesamtansichten von

einem einschraubbaren Stopfen (34) versehener Ausführungsformen,

Zylinder (32) ist. F i g. 3 eine schematische Ansicht eines Teilchenanalysiergerätes, '

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht eines Ausfüh-

25 rungsbeispiels mit einer Balgpumpe.

F i g. 3 zeigt ein Teilchenanalysiergerät. Das Manometer 11 wird durch ein Kapillarrohr gebildet,

Die Erfindung betrifft'eine Steuervorrichtung für. . das eine Meßzone 13 von genauem Volumen aufein Gerät zum Analysieren von in einer Flüssigkeit _; weist, weiche zwischen einer Startelektrode 15 und suspendierten Teilchen mit einem quecksilbergefüll- 30 einer Stoppelektrodc 17 begrenzt wird. Die Elekten U-Rohr, in dem das Meßvolumen definierende troden arbeiten über geeignete Schaltungen 19 und Start- und Stop-Elektroden angeordnet sind, und 21 zum Starten oder Stoppen der Zähler eines hereiner über ein Ventil daran angeschlossenen Va- kÖmmlichen Gerätes 23. Das Gerät 23 besitzt Verkuumpumpe. - stärker, Impulsformer, Darstellungsvorrichtungen, Eine derartige Steuervorrichtung für ein Gerät 35 Zähler u. dgl. Die dritte oder Masseelektrode ist bei zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendier- 25 gezeigt und hat Kontakt mit einer Quecksilberten Teilchen ist aus der US-PS 28 69078 bekannt. säule 27.

Ein solches Gerät ist in der Fachwelt als »Coulter- . Das eine Ende 29 des Manometers 11 ist zur Zähler« bekannt. Wird zur Einleitung des Analysier- Außenluft offen, während das andere Ende des Vorganges das Ventil geöffnet, so wirkt das von der 40 Manometers 11 mit dem geschlossenen Flüssigkeits-Vakuumpumpe erzeugte Vakuum einmal auf die system 31 durch das erste Gefäß 33 verbunden ist, Meßröhre des Gerätes und zum anderen auf die welches in ein zweites Gefäß 35 eingetaucht ist. Für Quecksilberfüllung im U-Rohr. Es besteht nun die das erste Gefäß ist die Bezeichnung Coulter-Loch-Gefahr, daß die Quecksilbersäule im U-Rohr nicht röhre üblich. Die Probensuspension 37 tritt durch weit genug hochgesaugt wird, so daß die Start-Stop- 45 ein Loch 39 in das erste Gefäß 33 ein, so daß Signale Elektroden von der Quecksilbersäule nicht frei- über Elektroden 41 und 43 erzeugt werden, welch gegeben werden. Eine exakte Steuerung des Meß- letztere mit dem Detektor 23 in herkömmlicher Vorganges ist dann nicht möglich. Andererseits be- Weise gekoppelt sind. In der Leitung oberhalb der steht die Gefahr, daß die Quecksilbersäule zu weit Meßzone 13 befindet sich ein Reservoir 45. Ein hochgesaugt wird, so daß beim Umstellen auf die 50 Ventil 47 verbindet das geschlossene Flüssigkeitseigentliche Meßphase zu lange Zeit vergeht, bis der system im Coulter-Gerät über die Leitung 24 mit der Start für die eigentliche Meßphase gegeben werden Vakuumpumpe 10.

kann. Zudem kann es vorkommen, daß Quecksilber- Durch das Öffnen des Ventils 47 wird die Säule teilchen in den Meßraum des Meßrohres gesaugt 27 von der Elektrode 17 nach rechts aus der Meßwerden, was Fehler bei der Messung verur- 55 zone 13 herausbewegt, wie in Fig. 3 gezeigt. Wenn sacht. . das Ventil 47 geschlossen wird, kann das Queck-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei silber wieder nach links zurückkehren, wobei die einer Steuervorrichtung für ein Gerät zum Analy- Meßzone gefüllt wird, die Flüssigkeit 37 durch das sieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teil- Loch 39 gezogen wird und die Zähler 23 während chen der beschriebenen Art dafür zu sorgen, daß 60 der Bewegung des Quecksilbers gestartet und geeine optimale Zuordnung von Quecksilbersäule im stoppt werden.

U-Rohr und Start-Stop-EIektroden erfolgt und zu- Bei der in F i g. 1 dargestellten Anordnung wird

gleich sicher vermieden wird, daß Teile der Queck- die Pumpe 10 von einer geeigneten Stromquelle aus

silbersäule in den Meßraum des Meßrohres des über Leitungen 12 gespeist. Die Pumpe 10 ist mit

Gerätes übertreten. 65 einer Welle 14 versehen, weiche einen Exzenter 16

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Ver- antreibt, der einen Kolben 18 innerhalb eines Zylin-

wendung einer Vakuumpumpe mit einem baulich ders 20 an einem Lagerblock 22 hin- und herbewegt,

vom Pumpenraum unabhängigen, aber mit diesem Der Block 22 ist :nit Steueröffnungen versehen,