DE2249554A1 - Fluidschalter - Google Patents

Fluidschalter

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DE2249554A1
DE2249554A1 DE2249554A DE2249554A DE2249554A1 DE 2249554 A1 DE2249554 A1 DE 2249554A1 DE 2249554 A DE2249554 A DE 2249554A DE 2249554 A DE2249554 A DE 2249554A DE 2249554 A1 DE2249554 A1 DE 2249554A1
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Description

(Priorität: 21. Oktober 1971, USA, Nr. 191 215)
Die Erfindung betrifft eine hier als Fluidsehalter bezeichnete Einrichtung zur Steuerung der·Strömung- einer Flüssigkeit aus einem Behälter, d.h» zum Ein--und Ausschalten der Strömung, und zum Mischen der Flüssigkeit, während ihre Strömung aus dem Behälter unterbrochen ist. Insbesondere bezieht sieh die Erfindung auf einen Fluidschalter zur Verwendung bei der Flararaenphotometrie, der jedoch auch bei der Teilchenzählung, bei Viskositätsmessungenund dgl» verwendet werden kann.
Bei chemischen oder physikalischen Messungen an Flüssigkeitsgemischen oder Flüssigkeit^- Feststoff- Suspensionsgemiseneß muß oft eine vollständige Dispersion, der Phasen dfs Gemischs .erreicht worden, bevor dieses einer Messeinrichtung oder einer weiteren Verarbeifcungseinricheung zugeführt wird. Beispielsweise bei der F.laai~
BAD OHiGiNAL
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menphotometrie soll eine Flüssigkeit vor ihrer Zerstäubung sorgfältig gemischt und darauf das Aerosolgemisch in eine Flamme gerichtet werden.
Diese Schwierigkeit der unvollständigen Vermischung einer Lösung tritt beispielsweise bei der Analyse des mensch* liehen Blutserums mittels Flammenphotometrie auf, bei der das Blutserum in einer Lösung aus Lithiumkarbonat verdünnt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fluidschalter zur Steuerung der Strömung einer Flüssigkeit aus einem Behälter zu schaffen. Vorzugsweise soll der Fluidschalter vor der Einschaltung der Strömung, also wenn der Schalter geschlossen ist, die Flüssigkeit sorgfältig vermischen.
Der erfindungsgemäße Fluidschalter enthält einen Behälter mit einem Einlaß und einem Auslaß. Er zeichnet sich aus durch eine Leitung, die in den Behälter verläuft und sich in der Nähe des Auslasses in den Behälter öffnet, wodurch zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms aus 'dem Behälter durch den Auslaß an dem Auslaß ein Gasstrom gelenkt oder gerichtet wird.
Anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen, als
Aerosolgenerator verwendeten Fluidschalters; und Fig. 2 einen Teilschnitt des unteren Teils des Fluidscnalters dor Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab.
Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Fluidschalter 10 enthält einen insgesamt etwa trichterförmigen Behälter 12 mit einer Großen Mündung oder einem großen Einlaß 14 an der Oberseite und einem kleineren
U' 9 8 1 7 / · f.) ? 3
BAD ORIGINAL
■ - 3 -
Auslaß 16 an der Unterseite des trichterförmigen Behälters 12. Im Mittelabschnitt 18 verjüngt sich der Behälter zum Auslaß 16. An den Auslaß 16 des Behälters 12' ist ein Speiserohr 20 angeschlossen, das einen Teil eines Aerosolgenerators 21 "bildet. Das Auslaßende 22 des Speiserohrs 20 befindet sich in der Nähe des Auslaßendes 24- eines Aerosol-Luft-Zuführrohrs 26. - ·
Der den Schalter 10 enthaltende Aerosolgenerator 21 eignet sich insbesondere für ein Flammenphotometriesystem. Das Aerosol, das durch die unter hohem Druck aus dem Ende 2(\- des Aerosol-Luft-Zuführrohrs austretende Luft gebildet wird, die den Flüssigkeitsstrom aus dem Ende 22 des Speiserohrs 20 schneidet, kann auf herkömmliche Weise einer Flamme zugeführt werden, in der es gezündet wird. Die Farbe der Flamme des brennenden Aerosols kann zur Bestimmung der Zusammensetzung der Flüssigkeit oder der ^teilchen im Flüssigkeitsgemisch im Behälter 12 analysiert werden.
Der Schalt- und Mischmechanismus des Fluidschal-' ters 10 umfaßt eine Leitung JO, die im Behälter nach unten verläuft und an ihrem unteren Ende offen ist. Hierdurch ergibt sich eine Düse 32 in der Nähe des Auslasses 16 des Behälters 12. Das obere Ende 34 der Leitung 30 ■ ist über eine Verlängerung 36 mit einem Ventil 38 verbunden, über das eine Druckluftquelle an die Leitung 30 angeschlossen werden kann.
Vorzugsweise liegt, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, die Leitung 30 koaxial zum Spei serohr 20, so daß die aus der Düse 32 austretende Luft ebenfalls koaxial zum Auslaß 16 des Behälters 12 ist. Auf diese Weise leert oder hemmt der Luftstrom aus der Düse 32 besser das Fluid, das .sonst durch das Speiserohr 20 fließen würde.
3 0 9.8 1.7/ 103 3
Im Betrieb des Fluidschalters 10 wird zunächst das ^ Ventil 38 betätigt und so die Leitung 30 mit der Luftdruck^· quelle verbunden. Hierdurch wird am Auslaß 16 des Behälters 12 ein Luftstrom in und durch das Speiserohr 20 gerichtet. Darauf wird ein unvollständig gemischtes Gemisch aus Flüssigkeiten, beispielsweise menschlichem Blutserum, das in einer Lösung aus Lithiumkarbonat verdünnt ist, in den Behälter 12 eingeführt. Die Luft strömt durch das Rohr 20 und hindert die Flüssigkeit daran, durch das Rohr 20 zu strömen. Unter diesen Umständen ist der Fluidschalter geschlossen, so daß keine Flüssigkeit aus dem Behälter 12 ausströmen kann. Eine weitere Druckluftquelle ist an das Aerosol-Zuführrohr 26 angeschlossen. Hiermit ist der durch die Rohre 20 und 26 gebildete Aerosolgenerator betriebsbereit.
Vorzugsweise ist das Volumen der durch die Düse strömenden Luft größer als das der Luft, das· notwendig ist, um den Flüssigkeitsstrom durch das Rohr 20 zu verhindern. Es entsteht hier also ein Luftüberschuss, der in Form von Blasen 40 (Fig. 1, 2) durch die Flüssigkeit aufsteigt. Dieser Blasenstrom durch die Flüssigkeit erzeugt eine Turbulenz in der Flüssigkeit und bewirkt deren Vermischung.
Nach einem bestimmten Zeitintervall wird das. Ventil 38 geschlossen und damit der Luftstrom durch die Leitung 30 und die Düse 32 unterbrochen. Nun gelangt die vermischte Flüssigkeit unter dem Einfluß der Schwerkraft und des Ansaugeffekts der aus dem Luftzuführrohr 26 am Auslaßende 22 des Speiserohrs 20 strömenden Luft in das Aerosolgenerator-Speiserohr 20. Die Flüssigkeit wird zerstäubt und zur Erregung der Element-Emmissionsspektren in die Flamme gerichtet.
Wenn das Ventil 38 wieder eingeschaltet wird,
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strömt wieder Luft durch die Leitung 30 und es wird ein Luftstrahl aus der Düse 32 auf den Auslaß 16 gerichtet. Dieser Luftstrom verhindert wiederum, daß die Flüssigkeit durch das Aerosolspeiserohr 20 strömt, so daß der Fluidstrom aus dem Behälter 12 unterbrochen oder abgeschaltet wird, "
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines
für ein Flammenphotometer bestimmten Fluidschalters hat der Behälter 12 einen Durchmesser von etwa 2 cm (3/4· inch)
•χ
und ein Fassungsvermögen von etwa 7 cm . Die Eohre 26
und 20 sowie die Leitung 30 haben kapillare Irmenabmessungen, d.h. einen Innendurchmesser von etwa 0,5 nun
(0,020 inch). Die anderen Abmessungen können angenähert aus den Zeichnungen entnommen werden,"
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt nicht nur als Schalter und Mischeinrichtung, sondern hat auch insofern eine Reinigungsfunktion, als die auf und durch
das Speiserohr 20 gerichtete Luft zur Reinigung des
Rohres von flüssigen Materialien dient und dasselbe für die Flüssigkeitsströmung freihält, wenn der Luftstrom
unterbrochen wird·
Ansprüche
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Claims (9)

  1. DA/G - 10039 Ansprüche
    Fluidschalter mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Behälter, g e k e η η ζ e ic h net durch eine in den Behälter (12) verlaufende Leitung (30), die an einer Stelle innerhalb des Behälters in der Nähe des Auslasses (16) geöffnet ist, so daß am Auslaß (16) ein Gasstrom zur Steuerung des Flüssigkeitsstrom aus dem Behälter (12) durch den Auslaß (16) gesteuert wird.
  2. 2. Fluidschalter nach Ansp'-v.eh 1t dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (30) in einer angrenzend an den Auslaß (16) angeordneten Diise (32) mündet·
  3. 3. Fluidschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz eichnet, daß in der Leitung (30) ein Ventil (38) zur Steuerung der Gasströmung angeordnet ist·
  4. 4. Fluidschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (16) am Boden des Behälters '(12) angeordnet ist, und, daß die Leitung (30) so .aufgebaut und angeordnet ist, daß sie eine Gasmenge abgibt, die
    309817/1033
    großer ist als diejenige, die notwendig ist um die Strömung der Flüssigkeit durch den Auslaß (16) zu verhindern, so daß überschüssiges Gas in Form von Blasen durch die Flüssigkeit im Behälter.(12) aufsteigen kann, so daß eine Turbulenz entsteht und die Flüssigkeit gemischt wird.
  5. 5. Fluidschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß der angrenzend an den Auslaß (Ί6) liegende Teil (32) der Leitung (30) koaxial zum Auslaß (16) angeordnet ist.
  6. 6. Fluidschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (16) ein Aerosolspeiserohr (20) umfaßt,
    . das einen Teil des Aerosolgenerators (21) bildet.
  7. 7· Fluidschalter nach einem der vorstehenden An-Sprüche, dadurch g e k e nn ζ e i chne t, daß der Behälter (12) trichterförmig ist und zum Auslaß (16) konvergiert. ι
  8. 8. Fluidschalter nach Anspruch 7» dadurch gekennz eichnet, daß der Auslaß (16)
    ein Rohr (20) am unteren Ende des trichterförmigen Behälters umfaßt.
    3 0 9 8 17/1033
  9. 9. Fluidschalter nach Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, daß mit diesem ein
    Aerosol generator (21) kombiniert ist, der sich insbesondere zur Verwendung in einem Flamiienphotoraetrie~ system eignet und der ein Flüssigkeiits-ßpeiserohr (20) und ein Aeronol-Luft-Zuführrohr (24) enthält, das angrenzend an das Ende des Speiseröhre (20) mündet und dazu dient, einen Luftstrom in einen Flüssigkeitsstrom aus dem Spoiserohr (20) zu richten, daß der Behälter (12) trichterförmig ist und sein Auslaß (16) an dessen unterem Ende mit dem Speiserohr (20) verbunden ist, und daß die Leitung (JO) so
    steuerbar ist, daß dem ßpeiserohr (20) eine Gasmenge zugeführt wird, die ausreicht, die Flüssigkeitsströmung durch das Speiserohr (20) zu verhindern, während das Gas aus der Leitung ($0) strömt, wobei das Volumen des aus der Leitung strömenden
    Gases größer ist als die Gasmenge, die dazu
    notwendig ist, den Flüssigkeitsstrom durch das Speiserohr (20) zu verhindern, so daß ein Gasüborschuß entstellt, der in Form von Blasen durch die Flüssigkeit aufsteigt, Turbulenzen erzeugt und die FJUiizdgkeit in Behälter (12.) mischt, wenn der Gasstrom den F-lün.'d {ü'oi ti;strpm■ nun dom Behälter (12) " verhindern..'
    3« 9 0.17/1(133 BAD Ofl,G)NAi
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