DE2004530C3 - Vorrichtung zur Bestimmung des Volumens der Feststoffmasse von körnigen Feststoffen durch Tauchwägung - Google Patents

Description

55

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung des Volumens der Feststoffmasse von körnigen Feststoffen durch Tauchwägung. bei der die Feststoffe und die Meßflüssigkeit zur Beseitigung störender Luft in geschlossenen Gefäßen unter Vakuum gesetzt werden, die über absperrbare öffnungen bzw. Anschlüsse miteinander verbindbar sind.

Eine aus dem DT-Gbm I 927 294 bekannte Vorrichtung dieser Art besitzt einen oben offenen Probenbehälter, der, vermittels eines Drahtes an den Waagebalken einer Waage angehängt, in ein Gefäß eintaucht, das an eine Vakuumpumpe anschließbar ist. An dieses Gefäß ist ein Meßflüssigkeitsgefäß mit einer absperrbaren Ausflußleitung anschüeßbar, das ebenfalls mit einer Vakuumpumpe verbindbar ist.

Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt innerhalb des genannten Gefäßes die Evakuierung der trockenen, im offenen Probenbehälter befindlichen Probe, an schließend das Überfluten d<;r Probe mii im Meßflüssigkeitsgefäß evakuierter Meßflussigkeit durch Einlassen letzterer in das den Probenbehälter enthaltende Gefäß in solcher Menge, daß der offene Probenbehälter überflutet wird, und schließlich die Tauchwägung der Probe mit ihrem Probenbehälter in der in das Gefäß eingelassenen Meßflussigkeit.

Diese Ausgestaltung und Arbeitsweise der bekannten Vorrichtung erfordert, daß auch die Waage in einem evakuierten Behälter angeordnet werden muß, der über den Durchlaß für den Probenbehälter bzw. den Aufhängedraht für diesen mit dem Gefäß in Verbindung steht.

Insgesamt ergibt sich somit ein sehr komplizierter Aufbau der Gesamtvorrichtung mit komplizierten Bedienungseinrichtungen, die von außen betätigbar sein müssen. Ein solcher Aufwand ist nur dann wirtschaftlich tragbar, wenn die Abmessungen der Vorrichtung klein gehalten werden. Die Vorrichtung ist deshalb auf die Untersuchung kleiner Probemengen von nur etwa 0,5 cm³ beschränkt.

Der offene Probenbehälter der bekannten Vorrichtung erfordert, daß die Proben keine feinstkörnigen Bestandteile enthalten, die beim Überfluten des Probenbehälters mit Meßflussigkeit in Schwebe gehen und aus dem Probenbehälter herausgespült werden können, so daß sie in unkontrollierbarer Menge der Tauchwägung entzogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tauchwägevorrichtung vorzuschlagen, die es erlaubt, von großen, repräsentativen Probemengen von mehre ren kg Gewicht, insbesondere von Bodenproben oder mineralischen Zuschlagstoffen (Sande. Kiese usw.) insbesondere für Zement- und Asphaltbeton ohne vorherige Zerkleinerung, also in ihrer natürlichen Kornzusammensetzung und mit ihrem natürlichen Gehalt an feinsten Kornbestandteilen (Ton, Lehm, Schluff) das Volumen ihrer Feststoffmasse genau zu bestimmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der der Tauchwägung zu unter/ichende, mit der Probe und der Meßflüssigkeit füMbaie Probenbehälter vakuumdicht verschließbar und mit absperrbaren Öffnungen bzw. Anschlüssen zum Einfüllen der Probe, zum F.vakuieren und zum Einlassen der Meßflussigkeit ausgeslutiet ist und daß das Meßflüssigkeitsgefäß unmittelbar an den Probenbehälter anschließbar im.

Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor richtung erlaubt es, beliebig große Probenmengen unmittelbar im geschlossenen Probenbehälter durch Evakuieren desselben zu entlüften, die vorher im Meßflüssigkeitsgefäß durch Evakuieren entlüftete Meßflüssigkeit unter Vakuum unmittelbar in den Probenbehälter einzulassen, so daß sie die entlüftete Probe überflutet, und den Probenbehälter anschließend wieder zu öffnen, um das Proben-Meßflüssigkeitsgemisch im Probenbehälter durch intensives Umrühren von trotz der Vakuumbehandlung möglicherweise noch in der Probe haftenden Luftbläschen zu befreien, dabei ist es ausgeschlossen, daß feinstkörnige Probenbestandteile aus dem Probenbehälter herausgespült weiden. Die Vorrichtung zeichnet sich deshalb durch hohe Meßgenauigkeit aus.

Die Tauchwägung des gefüllten Probenbehälters kann ohne weiteres vermittels einer Präzisionswaage in einem offenen, mit einer Wägeflüssigkeit (z. B. Wasser) gefüllten Gefäß vollzogen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich gegenüber der bekannten durch große Unempfindlichkeit und Einfachheit aus. Sie ist deshalb oh re weiteres auf Baustellen einsatzfähig.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Meßflüssigkeitsgefäß _Jo mit seinem Boden vakuumdicht auf die Einfüllrffnung des Probenbehälters aufsetzbar ist, in seinem Deckel eine Evakvierungsleitung und in seinem Boden einen durch ein Ventil absperrbaren Meßnüssigkeitsabfluß besitzt und mit einer den Boden durchsetzenden Evakuierungsleitunj« für den Probenbehälter ausgestattet ist. Dabei kann die Anordnung dieser Evakuierungsleitung vorteilhafterweise entweder so getroffen sein, daß sie im oberen Teil des Meßflüssigkeitsgefäßes, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels endet. Sie kann aber auch druckdicht aus dem Meßflüssigkeitsgefäß herausgeführt sein. Im ersten Fall läßt sich der Probenbehälter unter dasselbe Vakuum setzen wie das Meßflüssigkeitsgefäß. Der zweite Fall erla-ibt die unterschiedliche Evakuierung des Probenbehälters und des Meßflüssigkeilsf efäßes. Hierzu sind nach einem weiteren bevorzugten Ausgestaltungsmerkmal die beiden Evakuierungsleitungen für den Probenbehälter und das Meßflüssigkeitsgefäß vermittels eines Dreiwegeventils an eine Vakuumpumpe anschließbar.

Der Probenbehälter ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch einen besonderen Dekkel verschließbar, der zur Durchführung der Tauchwägung an Stelle des Meßflüssigkeitsgefäßes auf die Einfüllöffnung des Probenbehälters aufsetzbar ist, eine mit der Spitze nach oben weisende Hohlkegelform besitzt und an seiner Spitze mit einer vorzugsweise als Kapillare ausgebildeten Entlüftungsbohrung ausgestattet ist. Der Deckel und das Meßflüssigkeitsgefäß sind vorteilhafterweise mit gleichen Gewinden auf den Probenbehalter aufschraubbar und auf diese Weise leicht und schnell gegeneinander austauschbar.

Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tauchwagevorrichtung erlaubt es, den Probenbehälter zur Aufnahme grobkörniger Proben mit einer beliebig weiten Einfüllöffnung zu versehen und durch Einschrauben des Deckels in die Einfüllöffnung des b; /um Rand mit Meßflüssigkeit gefüllten Probenbehälter jegliche Luft aus letzterem zu verdrängen. Zudem wird durch die Kapillare im Deckel jegliches Herausschwemmen von feinstkörnigen Probenbestandteilen aus dem Probenbehälter während des Eintauchens desselben in die Wägflüssigkeit vermieden. Damit wird die Voraussetzung für eine genaue Tauchwägung beliebig großer Mengen körniger Feststoffe von beliebig breiter Kornzusamniensetzung insbesondere von Naturstoffen geschaffen, die mehr oder weniger große Beimengungen feinstkörniger Stoffe z. B. Ton, Lehm und Schluff enthalten.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläuter, auf der ein Ausführungsbeispiel der Tauchwägevorrichtung dargestellt ist. Von den Abbildungen der Zeichnung zeigt

F i g. 1 das Meßflüssigkeitsgefäß im Querschnitt,

F i g. 2 den Probenbehälter im Querschnitt,

F i g. 3 den Deckel zum Probenbehälter im Querschnitt,

F i g. 4 eine Darstellung des Vorganges einer Tauch- Ψ-

wagung.

Die Von ichtung besteht aus F i g. 1 bis 3 aus einem in F i g. 2 dargestellten Probenbehälter 1 von vorzugsweise zylindrischer, oben offener Form, mit einem Einschraubgewinde 2 am oberen Ende, einem in F i g. 1 dargestellten Meßflüssigkeitsgefäß 3 mit einem zum Einschraubgewinde 2 passenden Gewinde 4 am Bodenende und einem in F i g. 3 dargestellten Deckel 5 mit einem ebenfalls zum Einschraubgewinde 2 passenden Gewinde 6 am Umfang.

Das Meßflüssigkeitsgefäß 3 ist so groß bemessen, daß die in ihm enthaltene Flüssigkeit ausreicht, die im Probenbehälter 1 befindliche Feststoffprobe vollkommen zu überschichten. Es besitzt eine durch einen Schraubstopfen 7 verschließbare Füllöffnung und eine Evakuierungsleitung 8 in seinem Deckel, einen durch ein Absperrventil 9 verschließbaren Abfluß 10 in seinem Boden und eine weitere Evakuierungsleitung 11, die seinen Deckel und seinen Boden durchsetzt. Die beiden Evakuierungsleitungen 8, 11 sind vermittels eines Dreiwegeventils 12 wahlweise an eine Vakuumleitung 13 einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumpumpe anschließbar.

Der Deckel 5 hat die Form eines flachen Hohlkegels. Er besitzt eine Entlüftungsbohrung 14, vorzugsweise eine Kapillare an seiner Spitze und ösen 15 zum Anhängen des mit dem Deckel verschlossenen Probenbehälters 1 an den Waagebalken einer Waage zum Durchführen der Tauchwägung.

Bei der Durchführung einer Tauchwägung werden die zu prüfenden Feststoffe trocken in den Probenbehälter 1 gefüllt und gewogen. Sodann wird das gefüllte Meßflüssigkeitsgefäß 3 auf den Probenbehälter aufgeschraubt und mit dem Dreiwegeventil 12 an die Vakuumleitung 13 angeschlossen. Hierdurch wird die Meßflüssigkeit unter Einwirkung des Vakuums entlüftet. Durch Umschalten des Dreiwegeventils wird nunmehr auch der Probenbehälter 1 unter Vakuum gesetzt, um die in ihm befindliche trockene Feststoffprobe zu entlüften. Sodann wird durch öffnen des Absperrventils 9 so viel entlüftete Meßflüssigkeit unter Vakuum in den Probenbehälter 1 abgelassen, daß die Probe reichlich mit Meßflüssigkeit überdeckt ist.

Nach Aufheben des Vakuums in beiden Behältern wird das Meßflüssigkeitsgefäß 3 vom Probenbehälter 1 abgeschraubt und das Gemisch im Probenbehälter intensiv durchgerührt, um jegliche Luftresle aus demselben auszutreiben. Anschließend wird der Probenbehälter 1 randvoll mit entlüfteter Meßflüssigkeit ausgefüllt und durch Aufsetzen und Niederschrauben des Deckels 5 wieder verschlossen. Hierbei entweicht die im Dekkelraum eingeschlossene Luft durch die Kapillare 14 in der Spitze des Deckels 5, so daß der Probenbehälter 1 einschließlich seiner Kapillare 14 vollkommen mit Meßflüssigkeit gefüllt ist. Der so vorbereitete Probenbehälter 1 wird, wie in F i g. 4 dargestellt, mit Inhalt und Deckel 5 an einem dünnen Faden an dem Waagebalken 16 aufgehängt und, in Wasser oder Meßflüssigkeit eingetaucht, gewogen. Das gesuchte Volumen der Feststoffprobe läßt sich in bekannter Weise aus der Differenz der beiden durch die beschriebene Trocken- und Naßwägung ermittelten Gewichte nach dem Archimedes-Prinzip errechnen, wobei selbstverständlich die Wichte der Meßflüssigkeit und das Gewicht des in die Meßflüssigkeit eingetauchten Probenbehälters 1 mit Deckel 5 zu berücksichtigen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Vorrichtung zur Bestimmung des Volumens der Feststoffmasse von körnigen Feststoffen durch Tauchwägung, bei der die Feststoffe und die Meßflüssigkeit zur Beseitigung störender Luft in geschlossenen Gefäßen unter Vakuum gesetzt werden, die über absperrbare Öffnungen bzw. Anschlüsse miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der der Tauchwägung zu unterziehende, mit der Probe und der Meßflüssigkeit füllbare Probenbehälter (11 vakuumdicht verschließbar und mit absperrbaren öffnungen bzw. Anschlüssen zum Einfüllen der Probe, zum Evakuieren und zum Einlassen der Meßflussigkeit ausgestattet ist und daß das Meßflüssigkeitsgefäß (3) unmittelbar an den Probenbehälter (1) anschließbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Meßflüssigkeitsgefäß (3) mit seinem Boden vakuumdicht auf die Einfüllöffnung des Probenbehälters (1) aufsetzbar ist, in seinem Deckel eine Evakuierungsleitung (8) und in seinem Boden einen durch ein Ventil (9) absperrbaren Meßflüssigkeitsabfluß (10) besitzt und mit einer den Boden durchsetzenden Evakuierungsleitung (11) für den Probenbehälter (1) ausgestattet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Boden des Meßflüssigkeitsgefäßes (3) durchsetzende Evakuierungsleitung (J 1) im oberen Teil des Meßflüssigkeitsgefäßes (3) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels endet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungsleitungen (8, 11) für das Meßflüssigkeitsgefäß (3) und für den Probenbehälter (1) vermittels eines Dreiwegcventils (12) ein zein an eine Vakuumpumpe anschließbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenbehälter (1) zur Durchführung der Tauchwägung durch einen Deckel (5) verschließbar ist, der an Stelle des Meßflüssigkeitsgefäßes (3) auf die Einfüllöffnung des Probenbehälters (1) aufsetzbar ist. eine mit der Spitze nach oben weisende Hohlkegelform besitzt und an seiner Spitze mit einer vorzugsweise als Kapillare ausgebildeten Entlüftungsbohrung (14) ausgestattet ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) und das Meßflüssigkeitsgefäß (3) mit gleichen Gewinden auf den Probenbehälter (1) aufschraubbar sind.