DE2019206C3 - Gerat zur fortlaufenden Bestimmung der zeitlichen Änderung der Konzen trationsverteilung in einer Suspension - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.

Hin derartiges Gerät läßt sich z. B. zur Bestimmung einer für die Korngrößenverteilung eines Staubes charakteristischen Meßgröße verwenden. Die Eigenschaften von Stäuben und deren Produkte werden wesentlich v:>n der Korngrößenverteilung der Staubteilchen bestimmt. Besonderes Interesse gilt dem Feinstkornbereich. So liegen im Bereich unterhalb von 5 μΓη Korngröße unter anderem die Farbstoffpigmente und die gesundheitsgefährdenden Stäube.

Sedimentationsanalysen lassen sich durch Anwendung der Fliehkraft gegenüber Analysen durch Anwendung der Schwerkraft erheblich beschleunigen. Dies ist besonders wesentlich für den Bereich von Korngrößen unterhalb von 1 um, wo die Sinkgeschwindigkeiten klein werden. Gegenüber einer Sedimentation im Schwerefeld wird durch das Zentrifugieren nicht nur ein Zeitgewinn und ein größerer Abstand von den thermomolekularen Schwankungen erreicht, sondern auch die Meßempfindlichkeit gesteigert.

Bei einem bekannten Gerät der eingangs genannten Art (deutsche Patentschrift 1 183 282) sind auf einer Drehscheibe zwei Sedimentationsgefäße so angeordnet, daß sich ihre Mittellinien auf einem gemeinsamen Durchmesser und ihre Bödrn außen befinden. In beiden Gefäßen befinden sich Säulen der gleichen Sedimentationsflüssigkeit. In verschiedenen radialen Abständen von der Drehachse sind in den Sedimentationsgefäßen Fallteller angeordnet. Man kan:i nun mit dem der Drehachse näherliegenden Teller durch Kraftmessung feststellen, wieviel Staub bis zu jedem Zeitpunkt der Messung in eine gedachte, zwischen den Tellern liegende Schicht hineingekommen ist, und mit dem anderen Teller, wieviel Staub aus der gleichen Schicht ausgefallen ist. Die Differenz beider Werte gibt an, um wieviel Staub die gedachte Schicht während der Sedimentation bis zu jedem Zeitpunkt: der Messung verarmt. Man erhält hier durch die Kraftmessung ein direktes Maß der Konzentrationsänderung der Sedimentationsflüssigkeit und kann daraus die Korngrößenverteilung des suspendierten Stau bes auf bekannte Weise errechnen.

Ein solches Gerät eignet sich zu einer kontinuierlichen Bestimmung der Korngrößenverteilung durch laufende Aufzeichnung der gemessenen Kraftwerte, die dann zeichnerisch oder rechnerisch ausgewertet werden können. Darüber hinaus wird in der gemesse-

non Kraft von einem absoluten Meßwert ausizetunnen, im Gegensatz zu anderen vorhekannten Meßvertahren, die z. B. photumetrisch oder mit Röntgen- oder radioaktiven Sirahlen arbeiten und die eine voranuehende Eichung erforderlich machen, wobei die Eichung noch dazu vom Stoff und der Korngrößenverteilung selbst abhängig sein kann.

Das eingangs genannte Gerat hat aber den Nachteil, daß Fallplalten in die Sedimentationsgefäße eingebaut werden müssen, was zu in der Literatur bekannten Störungen im Sedimentationsablauf und damit zu Ungenauigkeiten der Messung führt, sofern nicht ein kompliziertes Spezialgefaß verwendet wird. Außer den Fallplatten müssen weitere empfindliche Teile des Meßwertaufnehmers .m Fliehkraftfeld ausgesetzt werden, nämlich ei η υ drehbar aufgehängte Stange und ein pneumatisches System aus Düsen und Prallplatte. F.s ergeben sich daher merkliche Anfangsstörungen, die den Meßbereich nach größeren Teilchendurchmessern hin begrenzen, denn den hierbei verhältnismäßig geringen Fallzeiten gegenüber fällt die Dauer der Anfangsstörung ins Gewicht. Damit ergibt sich eine Lücke zwischen Teilchengröße, die im Fliehkraftfeld gemessen werden können, und solchen, die innerhalb annehmbarer Zeiten noch im Schwerkraftfeld gemessen werden können.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die Vorteile des bekannten Fliehkraftgerätes erhalten bleiben, also die Gewinnung eines absoluten Meßwertes, eine schnelle Korngrößenbestimmung und eine laufende Registrierung. Es sollen aber die Nachteile vermieden werden, die sich durch Verwendung von Fallplatten und Verwendung bewegter Teile im Fliehkraftfeld ergeben. Ferner soll das Gerät in einem Korngrößenbereich von 10 um bis unter 1 um arbeiten können, so daß einerseits Messungen an sehr feinen Teilchen ausgeführt werden können, andererseits aber der Anschluß an das Gebiet der Schwerkraftmessungen hergestellt werden kann.

Dies wird bei dem eingangs genannten Gerät erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Die Ausdrücke »achsfern« und »achsnah« beziehen sich jeweils auf die Abstände eines Punktes des Sedimentationsgef.äßes von der Drehachse des Zentrifugenläufers.

An Stelle einer Kraft bei dem vorbekannten Gerät wird bei Anwendung der Erfindung ein Druck gemessen. Zu Versuchsbt ginn wird die Höhe des Drukkes beeinflußt durch die suspendierten Teilchen, die zur Dichte beitragen. Während der Sedimentation sinkt der Druck, bis er nach vollständiger Aussedimentierung einen konstanten niedrigsten Wert annimmt.

Die Theorie zeigt, daß es überhaupt erst durch Verwendung eines Druckes als Meßgröße möglich wird, mit verhältnismäßig kurzen Zentrifugenläufern zu arbeiten. Das Verhältnis der radialen Länge des Sedimentationsraumes zur Läuferlänge kann verhältnismäßig groß werden, z. B. 0,25. Trotzdem kann bei der mathematischen Auswertung mit einer Näherungslösung gearbeitet werden, wobei die Abweichungen von der exakten Lösung vernachlässigbar klein bleiben. Es ist also nicht mehr erforderlich, ausgesprochene Langarmzeivtrifugen zu verwenden.

Die interessierende Meßgröße ist die Änderung des Druckes an der achsfernen Öffnung des Sedimentationsraumes. Da der Druck dort wegen des Zentrifuealfeldes einen sehr hohen Wert annimmt, ist die Druckänderung im Verhältnis zu diesem Wert sehr klein, so daß eine Absolutmessung ausreichender Genauigkeit an dieser Stelle auf Schwierigkeiten stößt. Dadurch, daß nun erfindungsgemäß an der achsfeinen ÖlTnung eine Verbindungsleitung ansetzt, die zur Achse des Zentrifugenläufers führt, wird der Absolutdruck, soweit er eine Folge des Zentrifugalfeldes ist, auf Null oder einen sehr kleinen Wert herabgesetzt. Gegenüber diesem Restwert ist nun die

ίο Druckänderung, die beim Aussedimentieren infolge

der Dichteänderung auftritt, eine gut meßbare Größe.

Die andere VerbinJungsleitung, die von der Achse

des Zentrifugenläufers zur achsnahen Öffnung des

Sedimentationsgefäßes führt, sorgt dafür, daß auf

diese ÖlTnung im Zentrifugalfeld stets eine Flüssigkeitssäule gleichbleibender Länge einwirkt. Eine Absolutmessung des Druckes kann also nicht durch Flüssigkeitsspiegel schwankender Höhe zwischen Sedimerrtationsgefaii und Läuferachse gefälscht werden.

Das Gerät nach der Ertndung hat den weiteren Vorteil, daß seine Reinigung unkritisch ist. Die Verbindungsleitungen können von der Läuferachse her durchgespült werden. Feststoffe, die sich am achsf rnen Ende des Sedimentationsgefäßes ansetzen, brauchen im Gegensatz zu Stoffen, die sich auf Sedimentationstellern absetzen, nicht mit peinlicher Sorg.-ίalt entfernt zu werden.

Ls ist verschiedentlich bekanntgeworden, zur Be-

Stimmung der Konzentrationsverteifung in einer Suspension eine Druckmessung heranzuziehen (USA.-Patentschriften 2 163 000 und 2436 083, W. Batel: Korngrößenmeßtechnik, Springer-Verlag, 1960, S. 81 und 93, und British Journal of Applied Physics, 5 [IV54], Supplement Nr. 3, S. 21 bis 23). Keine dieser zum Teil sehr alten Veröffentlichungen legt jedoch den Gedanken nahe, eine Druckmessung auch in einem Zentrifugalfeld durchzuführen.

Eine stets gleichbleibende radiale Flüssigkeitssäule

läßt sich mit besonders guter Genauigkeit durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 2 erzielen. Durch das Ausgleichsgefäß wiro dafür gesorgt, daß die nicht an das Druckmeßgerät angeschlossene Verbindungsleitung stets bis zur Läuferachse mit Flüssigkeit gefüllt bleibt.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 3 läßt sich statt einer Absolutmessung eine Druckdifferenzmessung durchführen, die meßtechnisch leichter zu handhaben ist als eine Absolutmessung und unabhängig macht von Nullpur.ktverschiebungen.

Der Sedimentationsraum und das Vergleichsrohr stellen kommunizierende Röhren dar, die an der achsfernen öffnung miteinander verbunden sind. Die Suspension, die sich nur im Sedimentationsraum, nicht aber im Vergleichsrohr befindet, hat eine höhere Dichte als die reine Sedimentationsflüssigkeit. An der achsfernen öffnung muß nun zwangJäufig im Sedimentationsraum und dem Vergleichsrohr gleicher Druck herrschen. In Richtung auf die Drehachse des Zentrifugenläufers hin fällt der Druck in beiden ab, und zwar \.r\ Sedimentationsgefäß stärker als im Vergleichsrohr, da die Suspension auf Grund ihrer höheren Dichte einen größeren Druckgradienten hervorruft als die reine Sedimentationsflüssigkeit. So entsteht eine Druckdifferenz zwischen der achsnahen Öffnung des Sedimentationsgefäßes und einer Stelle von gleichem radialem Abstand (von der Drehachse)

des Vcrglcichsrohrcs. Diese Druckdifferenz ist allein vom FeststoiTantei! im Gefäß abhangig. Während der Sedimentation sinkt diese Druckdifferenz und wird zu Null, wenn alle Teilchen im Gefäß ausscdimcntiert sind.

Die von dem DruckdilTcrenzmeßgerät gemessene Druckdifferenz läßt sich fortlaufend registrieren. Aus dem Druckvcrlauf in Beziehung zur Sinkgeschwindigkeit lassen sich der äquivalente Durchmesser und die zugehörige Rückstandssummc berechnen. Der Druck kann zu diesem Zweck als Funktion der Zeit aufgezeichnet werden, und daraus kann rechnerisch oder zeichnerisch die Rückstandskennlinic ermittelt werden.

Die Gefahr, daß aus dem Sedimentationsgefäß Teilchen in die Vcrbindungslcitungen eintreten, läßt sich durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 ausschließen.

Winkclbcschleunigungcn des Rotors würden ohne besondere Maßnahmen zur Folge haben, daß die Suspension im Meßgefäß und die Flüssigkeit in den Verbindungsleitungen einen Impuls in UmfangsrichUmi! erhalten und dadurch die Druckmessungen verfälschen. Dies wird in Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 verhindert. Unter »wirksamen Radien« sollen hier jeweils Radien von der Drehachse des Läufers an bis zu den in Frage kommenden tangcntialen Weglängen oder Weglängenstücken verstiiniion werden.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch / kann man ein Druckmeßgerät mit einem elektrischen Ausgang verwenden. Dieses kann dann entweder am Läufer selbst angeordnet werden (Anspruch 8). wobei die elektrischen Meßwerte durch das Läufcrlager nach außen geführt werden, oder man kann das Druckmeßgerät außerhalb des Läufers ortsfest anordnen (Anspruch 9), wobei man die Verbindungslcitung oder -leitungen dann durch einen oder mehreren sogenannte hydraulische Schleifringe im Läufcrlager führt.

Durch die Druckdifferenzmessung läßt sich gegenüber einer Absolutmessung des Druckes die Empfindlichkeit der Anordnung steigern. Diese kann durch ein Druckdifferenzmeßgerät nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 nutzbar gemacht werden. Ein derartiges Differenzdruckmeßgerät läßt sich auch dann anweden. wenn nur sehr kleine Volumenverschiebungen auftreten, die im Interesse einer möglichst wenig gefälschten Messung wünschenswert sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die jedoch nur eine Ausführungsform zeigt.

F i g. 1 ist ein lotrechter Schnitt durch einen Teil des I.äufcrs und seine Lagerung und zeigt schematisch die sich anschließende Schaltungsanordnung;

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf den Läuferteil nach F i g. 1 und zeigt eine abgewandelte Lagerung des Sedimentationsgefäßes.

An einer Grundplatte 2 ist eine Nabe 4 befestigt, in der durch nicht dargestellte Lager eine Antriebswelle 6 gelagert ist, an deren oberem Ende die Läufcrplattc 8 drehfest angebracht ist. An dem einen äußeren Ende der Läufcrplattc 8 ist das zylindrisch ausgebildete Sedimentationsgefäß 10 so angebracht, daß seine Längsachse in einer Radialebcnc des Läufers liegt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Sedimcniaiionspeiüß in einer Ausnehmung Ka des Läufers iinlirrpcbnuhi Is hat zwei Achsstummel 11.

tieren gemeinsame geometrische Achse sich zwischen dem Schwerpunkt des Sedimentationsgefäßes und der Läuferdrehachsc 12 befindet. Die Achsstummcl 11 sind in Lagerbuchsen 13 gelagert, die am Läufer 8 befestigt sind. Diese Lagerung ermöglicht leichtes Füllen und Entleeren des Sedimentationsgefäßes und das läuferparallclc Einstellen des Gefäßes zu Versuchsbeginn.

Auf die schwenkbare Anordnung des Scdimcntationsgefäßes in Aehsslummeln 11 kann dann verzichtet werden, wenn die Zentrifugenachse 12 vor Versuchsbeginn oder über den ganzen Versuch waagerecht gelegt wird. Dann kann das Sedimentationsgefäß bei nach oben zeigendem Läuferarm 8 gefüllt werden.

An den radial äußeren Enden des Sedimentationsgefäßes ist ein abnehmbarer Boden 14 vorgesehen. Zu einer eventuell erforderlichen Nachdispergierung der Suspension vor Versuchsbeginn und zur erneuten Dispcrgicrung des Sedimentes für einen weiteren Versuch ist ein Rührer 15 vorgesehen, dessen Betätigungsstange durch die radial innere Wand des Sedimentatiopsgefäßcs 10 hindurchragt.

Da* Sedimentationsgefäß hat eine radial innere

as öffnung 16 und eine radial äußere öffnung 18. Beide sind verhältnismäßig klein. Die Öffnung 18 sitzt ein Stück innerhalb des radial äußeren Endes des Sedimentationsraumes 19. so daß die Teilchen radial außerhalb der öffnung 18 ausscdirncrstierer. können Zu einem weiteren Schutz gegen Messungsfälschungcn sind außerhalb der beiden Öffnungen 16 und 18 Zwischenkammern 20 und 22 vorgesehen, die jeweils wieder einen Raumteil radial außerhalb der öffnungen 16 und 18 zum Ausscdimentieren etwa dort eingedrungener Teilchen haben. An den radial inneren Wänden der Zwischenkammern setzen Vcrbindungsleitungcn 27 und 28 an. Wird das Druckmeßgerät nicht unmittelbar an der achsfernen öffnung 18 angebracht, so kann man allein die Leitung 27 zu einem Meßgerät führen, das den Absolutdruck mißt, während die Leitung 28 nahe der Drehachse 12 offen endet. Sie wird dann dort nach oben umgebogen, so daß bei ruhendem Läufer keine Flüssigkeit dort austreten kann. Zweckmäßiger werden aber beide Leitungen zu einem Druckdifiercnzmeßgcrät geführt, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Das Vergleichsrohr erstreckt sich über die radiale Höhe /i und wird gebildet durch ein Stück der Zwischenkammer 22 und ein Stück der Verbindungsleitung 27.

Durch jede der Zwischenkammern führt eine Schraube 29 hindurch, deren inneres Ende ein Ventil zum Versch'ießen der Öffnungen 16 und 18 darstellt.

Beide Verbindungsleitungen sind bei 30 über Kreuz geführt, und zwar quer zu einer der Drehachse 12 enthaltenden Ebene und verlaufen anschließend etwa radial gegen die Drehachse 12. Die beiden sich kreuzenden Leitungsstücke müssen gemeinsam die Stoßwirkung kompensieren, die auf die Sedimentationsflüssigkeit innerhalb des Sedimentationsgefäßes bei einer Änderung der Winkelgeschwindigkeit ausgeübt wird. Würde z. B. die Scdimentationsfliissigkeit im Raum 19 an den öffnungen 16 und 18 jeweils einen Impuls in Richtung der Pfeile 31 und 32 erhalten, so würde ohne weitere Maßnahmen auf das Dnickdifteren/mcßßeräl ein Stoß übertragen, der von diesem als Druckänderung angezeigt würde. Dies wird aber da-

durch vermieden, daß die Flüssigkeit in den sicli kreuzenden Leitungsstücken hei 30 Impulse gleicher Grotte erhält. Durch die Leiumgsführung wirken diese Impulse in den Leitungsstücken bei 30 aber den Impulsen im Sedimentationsraum 19 entgegen. Zu einer g':■· auen Kompensation ist erforderlich, daß die Summe der Impulse in den Leitungen der Summe der Impulse im Sedimentationsgefäß die Waage hält. Auf Flüssigkeiten angewandt, bedeutet dies, daß siwh die Summen der Produkte aus tangentialcn Weglängenstücken und zugehörigen wirksamen Radien, also Abständen zur Drehachse 12. die Waage halten.

Die Vcrbindungsleitungcn sind in die Welle 6 hineingeführt. Die eine Vcrbindungsleitung tührt seitlich zu einer Ringkammer 3i. die andere zu einer Ringkammer 34. Die Ringkammern sind durch Ringdichtungen 36 gegeneinander und gegen die Außenseiten der Welle und Nabe abgedichtet. Sie bilden sogenannte »hydraulische Schleifringe.

Aus den Ringkammern führen weitere Stücke 37 und 38 der Verbindungsleitungcn zu zwei Kammern 40 und 41 eines Druckdifferenz-Meßgerätes 43. Beide Kammern sind durch eine gewellte Membran 45 voneinander getrennt. Die Mitte der Membran ist fest mit dem Anker 47 eines Differentialtransformators 49 verbunden. Das Ausgangssignal des Differentialtransformators wird einem Gleichrichter 51 zugeführt, üer eine der Druckdifferenz entsprechende Gleichspannung abgibt. Diese wird in einem Verstärker 53 verstärkt und einem Schreiber 55 zugeführt. Unter dem Einfluß des Signals wird ein Schreibstift an einem Läufer 57 längs einer Stange 59 verschoben. Unter dem Schreibstift wird eine Papierbahn 61 in Richtung eines Pfeiles 62 gleichförmig fortbewegt. Es ergibt sich hierbei eine Sedmientationskurve 64. Längs der waagerechten Achse 66 werden die Druckdifferenzen aufgetragen und längs der lotrechten Achse 68 die Zeiten.

Gemessen wird die Druckdifferenz über eine Höhe /1. die sich daraus ergibt, daß eine Flüssigkeitssäule innerhalb des Sedimentationsgefäßes die Suspension enthält und damit spezifisch schwerer ist als eine cleichlange Flüssigkeitssäule in der Verbindungslcitung 27 und der Kammer 22 außerhalb des Sedimentationsgefäßes. Eine Durchrechnung zeigt, daß dann, wenn das Verhältnis von /1: R kleiner ist als 0.25, die Auswertung nach einer einfachen Näherungslösung zulässig ist, da die Abweichungen von der exakten Lösung dann vernachlässigbar klein werden.

Wird statt einer Druckdifferenz ein absoluter Druck gemessen, so benötigt man nur eine der Ringkammern 33, 34. an die sich das Druckmeßgerät anschließt. Auch in diesem Falle können die Werte in entsprechender Weise aufgezeichnet werden, wie es oben beschrieben wurde.

An eine der ortsfesten Verbindungsleitungen, hier die Leitung 37, ist durch eine Leitung 69 ein Ausgleichsgefäß 70 angeschlossen, in dem sich der Flüssigkeitsspiegel oberhalb aller sonstigen Flüssigkeitsräume des Gerätes befindet. Die Leitung 69 ist außerhalb der Bahn des Läufers 8 verlegt.

Der Läufer 8 läßt sich durch einen Elektromotor in abgestuften Drehzahlen antreiben. Ferner kann ein Drehzahlregler vorgesehen sein. Durch nicht dargestellte Mittel wird dafür gesorgt, daß Reibungswärme aus der Nabe abgeführt wird. Durch einen Thermostaten kann die Temperatur der Flüssigkeit im Sedimentationsgefäß und im Leitungssystem konstant gehalten werden.

Die Anordnung des Sedimentationsgel'äües in der Ausnehmung 8« nach Fig. 2 ist zweckmäßiger uK die Anordnung nach F 1 g. I. denn bei der Anordnung nach F i g. 2 werden unerwünschte Biegemomenie vermieden, die sonst von dem Scdimenlationsgefäß unter dem Linfhiß der Fliehkraft auf den l.äuleraiin und seine Lagerung ausgeübt werden. Außerdem wird hierdurch ein Verschwenken desSedimentation-·- gefäßes in eine ant rechte L.ige ermöglicht, in der e·- bcc|iicni gefüllt werden kann.

Will man flexible Vcrbindungsleitungen vermeiden, da sie den Fliehkraitbcanspruchungcn unter Umstanden nicht standhalten, so können die leitungen durch die Achsstummel 11 zu hydraulischen Schlei· ringen in den Lagerbuchsen 13 geführt werden, w dann die Leitungen 27 und 28 ansetzen. In diesem Falle gilt als Vergleichsrohr der Teil der Flüssigkeitverbindung, der sich, ausgehend von der Öffnung 18. durch die Zwischenkammer 12, ein kurzes Stück Verbindungsrohr zum Achsstummcl II. einen hydraulischen Schleifring und ein Stück der sich ansetzenden Verbindungsleitung 27 über die Höhe /1 erstreckt.

Zu Beginn werden die Vcrhindungslcitungcn. die Kammern 33 um! 34 und das Druckdifferenz-Meßgerät 43 mit reiner Sedimentationsflüssigkeit gefüllt. was durch nicht dargestellte F.ntlüftungsvorrichtuncen erleichtert wird. Das schwenkbar angebrachte Sedimentationsgefäß 10 wird mit der zu untersuchenden Suspension gefüllt. Der Boden 14 ist so ausgebildet, daß beim Verschließen Luft und überschüssige Suspension entweichen. Falls erforderlich, wird die Suspension mit Hilfe des Rührers 15 nachdispergiert. Dann werden die zunächst geschlossenen Ventilschrauben 25 und 29 geöffnet. Der Antriebsclektromotor wird eingeschaltet, und der Sedimentationsablauf wird automatisch von dem Schreiber 55 aufgezeichnet. Aus der sich ergebenden Sedimentationskurve erhält man auf bekannte Weise die Rückstandssummenkurve.

Der rechts in Fig. 1 und 2 abgebrochen dargestellte Läuferarm trägt eine Ausgleichsmasse, um die sich sonst ergebende Unwucht zu beseitigen.

F i g. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform, bei der das Differenzdruck-Meßgerät außerhalb des Läufers ortsfest angeordnet ist. Zu diesem Zweck sind allerdings die hydraulischen Schleifringe erforderlich. Statt dessen kann ein Druckmeßgerät oder das Differenzdruck-Meßgerät zusammen mit seinem Differential-Transformator am Läufer selbst angeordnet sein, vorzugsweise im Gebiet seiner Drehachse 12. Das elektrische Ausgangssignal des Transformators wird dann in bekannter Weise entweder über Schleifringe oder induktiv mit Hilfe von Spulen nach außen abgegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 309 647/340

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Geriit zur fortlaufenden Bestimmung der zeillichen Änderung der Konzentrationsverteilung in einer Suspension, mit einem zur Aufnahme der Suspension dienenden Sedimentationsgefäß, das an dem Läufer einer Zentrifuge angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sedimentationsgefäß (10) an oder nahe dem achsfernen und achsnahen linde seines Sedimentationsraumes (19) je eine Öffnung (18; 16) hat, von denen je eine Verbindungsleitunii (22. 27; 20, 28) zur Achse (12) des Zentrifugenläufers geführt ist, und daß an die mit der achsfernen Öffnung verbundene Verbindungsleitung (22, 27) ein Druckmeßgerät (43) angeschlossen ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da" eine der Verbindungsleitungen mit einem FlüssigKcitsausgleichsgefäß (70) in Verbindung steht, dessen Flüssigkeitsspiegel höher liegt als der Sedimentationsraum (19) und die Verbindungsleitungen (22, 27; 20, 28).

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der an der achsfernen Öffnung· 18) ansetzenden Verbindungsleitung(22, 27), die mit reiner Sedimentationstlüssigkeit gefüllt ist, ein Stück (/?), das außerhalb des Sedimentaiionsraumes (19) bis zu einer Stelle verläuft, die mit der aci.,nahen Öffnung (16) gleichen Achsabstand hat, als Verglcichsrc'T dient und daß an die Enden der Verbindi-ngslcitunoen (22, 27; 20, 28) ein Differenzdruckmeßgerü (43) angeschlossen ist.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der öffnungen (16, 18) von einer Zwischenkammer (20. 22) umgeben ist, an deren achsnahe Seite sich der verbleibende Teil der zugehörigen Verbindungsleitung (28, 27) anschließt.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der Wirkung von Winkelbeschleunigungen des Läufers (8) auf die Sedimentationsflüssigkeit die Verbindungsleitungen (22, 27; 20, 28) am Läufer (8) tangentiale Richtungskomponenlen haben und daß die Summe der Produkte aus diesen tangentialen Komponenten und den zugehörigen wirksamen Radien der Verbindungsleitungen (22, 27; 20, 28) gleich der Summe der Produkte aus tangentialen Weglängen innerhalb des Sedimentationsgef:ißes (10 und gegebenenfalls der Zwischenkammern 20, 22) und den zugehörigen Radien ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (22, 27; 20, 28) über Kreuz geführt sind.

7. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät (43) einen elektrischen Ausgang hat.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät (43) am Zentrifugenläufcr (8) nahe seiner Drehachse (12) befestigt ist und daß eine Vorrichtung zur Obertragung der elektrischen Ausgangswerte an einen ortsfesten Ausgangsanschluß vorgesehen ist (nicht dareestellt).

9. Gerät nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät (43) außerhalb des Zentrifugenläufers (8) ortsfest angeordnet ist und daß zum Anschluß ortsfester Verbindungsleitungen (37, 38) an mindestens eine (27) der am Läufer (8) angebrachten Verbindur.gslcitungen (27, 28) (je) eine Ringkammer (33, 34) (hydraulischer Schleifring) innerhalb der Läuferlagerung (4, 6) vorgesehen ist (Fig. 1).

10. Gerät nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckmebgerät (43) zwei durch eine gewellte Membran (45) voneinander getrennte Kammer (40, 41) hat. deren Mitte mit dem Anker (47) eines Diflerentialtransformators (49) verbunden ist.