DE2421256B2 - Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Untersuchung "on in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, mit einer Meßöffnung, die von der Suspension unter der Wirkung einer, unter über- oder Unterdruck stehenden Gassäule durchströmt wird.

Als Stand der Technik ist bereits eine derartige Einrichtung bekannt, welche so ausgebildet ist, daß eine öffnung eines Entnahmeteils ein federbeaufschlagtes Verschlußglied aufweist, so daß nur Flüssigkeit austreten, aber kein Gas oder keine Flüssigkeit eintreten kann (US-PS 35 77 162).

Diese bekannte Einrichtung erfordert sehr sorgfältig aufeinander abgestimmte Teile, um eine einwandfreie Funktionsfähigkeit zu erhalten. Hierdurch ergibt sich zwangsläufig ein erhöhter Kostenaufwand.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein System zur Drucküberwachung in einer Untersuchungseinrichtung für kleine Teilchen (US-PS 35 49 994). In einem mit der Meßöffnung versehenen Gefäß herrscht ein Unterdruck, wodurch Flüssigkeit aus einem größeren in das kleinere Gefäß eingesaugt wird. Zur Erzielung dieses Unterdrucks ist das kleinere Gefäß mit einer Vakuumquelle verbunden. Zur Überwachung dient ein Manometer-System. Um diese Überwachung sehr genau durchführen zu können, weist das Manometer-System eine Vergrößerungseinrichtung auf. Da aber diese Vergrößerungseinrichtung sehr empfindlich reagiert, kommt es nachteiligerweise zu regellosen Meniskusschwankungen der leichteren Flüssigkeit. Damit wird die Überwachung erschwert.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei Umschalten von Vakuum auf Druck ein plötzlicher Druckstoß das im Manometer vorhandene Quecksilber herausdrücken kann.

Weiterhin ist ein U-förmiges Manometer-System bekannt, welches eine Engstelle aufweist (US-PS 21 18 229). Diese Engstelle besitzt eine Prallplatte und ein Ausgleichsrohr. Das Ausgleichsrohr steht nicht mit der Außenluft in Verbindung, sondern führt zu dem System zurück. Damit liegt wiederum eine kompliziert aufgebaute Einrichtung vor.

Weiterhin ist ein Manometer zur Blutdruckmessung bekannt, wobei auf der Eingangsseite ein mit einem Stopfen versehenes Teil angeordnet ist, welches den unerwünschten Austritt von Quecksilber verhindern soll.

Stand der Technik ist außerdem ein Manometer, wobei ein Schenkel in einen Sammelbehälter ragt (US-PS 31 22 924).

in Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ausgehend von der eingangs genannten Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen eine einwandfrei arbeitende Überwachung der Druckverhältnisse zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein mit Quecksilber gefülltes U-Rohr, dessen einer Schenkel mit der Gassäule in Verbindung steht und dessen anderer Schenkel im Bereich des Quecksilber-Niveaus einen Abschnitt mit größerem Querschnitt und darüber einen, eine leichtere Flüssigkeit aufnehmenden Abschnitt mit reduziertem Querschnitt aufweist, der über einen Strömungswiderstand mit der Umgebung in Verbindung steht und im Bereich des Niveaus der leichteren Flüssigkeit eine Druckanzeigesektion besitzt

->5 Flierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das mit Quecksilber gefüiite U-Rohr eine Doppelfunktion ausübt, nämlich zur Überwachung im Sinne einer Messung und zur Dämpfung von Schwingungen in der Gassäule dient

in In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Strömungswiderstand eine Blende sein, wobei die öffnung dieser Blende einen Durchmesser von etwa 0,15 mm aufweisen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der

H Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Einrichtung zur Untersuchung von Li einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, wobei alle Elemente schematisch dargestellt sind;

Fig.2 einen Schnitt durch einen Strömungswiderstand, welcher am Ende des zweiten Schenkels des U-Rohres liegt.
Im Ausführungsbeispiel nach F i g. I ist ein U-Rohr 10 an eine Teilchenuntersuchungseinrichtung angeschlossen, die in Fig. 1 nur teilweise dargestellt ist. Der Teil 12 wird als Coulter-Meßanordnung bezeichnet. Diese Meßanordnung 12 enthält ein erstes Gefäß 14 mit einer darin befindlichen Elektrode 16 und ein zweites, kleineres Gefäß 18, das zum Teil in das erste Gefäß 14 pintaucht. Das zweite Gefäß besitzt ebenfalls eine Elektrode 20. Die Wand des zweiten Gefäßes ist mit einer kleinen Meßöffnung 24 versehen.

Das zweite Gefäß 18 steht oben über eine Vakuumleitung 26 und einem Steuerventil mit einer Vakuumquelle in Verbindung. Das Ventil läßt sich auch an eine Druckleitung 30 anschließen. An einer Stelle unmittelbar über dem zweiten Gefäß steht eine Überlaufleitung 32 mit der Vakiiumleilung in Verbin-

f>o dung und führt über ein Rückschlagventil 34 zu einem Behälter 36, der als Vorrat für Flüssigkeit dient, die durch Unterdruck in die Vakuumleitung gesaugt werden kann.

Gemäß dem sogenannten Coiilter-Prinzip wird eine

bi kleine Teilchen enthaltende Menge durch die Meßöffnung 24 aus dem ersten Gefäß 14 in das zweite Gefäß 18 gesaugt, indem man in letzterem einen Unterdruck erzeugt. Die durch die Meßöffnung 24 gehenden

Teilchen werden elektrisch durch die Elektroden 16 und 20 erfaßt, d.h. jedes Teilchen erzeugt bei seinem Durchgang durch die Meßöffnung 24 ein Signal. Man bezeichnet diese Signale als Teilchenimpulse. Diese werden durch eine (nicht gezeigte) an die Elektroden angeschlossene, elektronische Schaltung analysiert.

Das U-Rohr 10 umfaßt eine Leitung mit Glasrohrabschnitten und ,'lexiblen Plastikschlauchabschnitten und liegt mit einem ersten Ende 41 an der Vakuumleitung 26. Das U-Rohr 10 dient zur Überwachung des Unterdrucks im zweiten Gefäß 18, so daß eine Bedienungsperson der Untersuchungseinrichtung für Teilchen sich vom gleichförmigen Unterdruck im zweiten Gefäß 18 vergewissern kann. Bei der Messung von Teilchen kann man so die Menge der durch die Meßöffnung 24 gesaugten Probe exakt ermitteln. Das zweite Ende 42 der Rohranordnung ist zu der Umgebungsluft offen. Die Anordnung enthält einen U-förmigen, ein Manometer bildenden Abschnitt 10, der praktisch senkrecht steht Der Abschnitt iö umfaßt einen ersten Schenkel 46 und einen zweiten Schenkel 48, über einen gekrümmten Abschnitt 50 verbunden. Der erste Schenkel 46 steht mit dem Rohrende 41 in Verbindung.

Zwischen dem Rohrkrümmer 50 und dem oberen Ende 54 besitzt der zweite Schenkel 48 einen Abschnitt 52 mit erweitertem oder vergrößertem Durchmesser. Die Rohrsckiion 56 über der Sektion 52 mit erweitertem Durchmesser bildet die Druckanzeigesektion.

Das U-Rohr ist so mit Quecksilber gefüllt, daß ein Quecksilbermeniskus 57 im zweiten Schenkel 48 im erweiterten Abschnitt 52 steht. Ein Quecksilbermeniskus 58 im ersten Schenkel 46 steht etwa in der gleichen Höhe wie der Quecksilbermeniskus 57 im zweiten Schenkel. Der Quecksilbermeniskus 57 im zweiten Schenkel 48 liegt nur geringfügig unter dem Quecksilberspiegel 58 im ersten Schenkel 46, da sich im zweiten Schenkel 48 eine leichte Flüssigkeit befindet, das den übrigen Teil des erweiterten Abschnittes 52 und die Anzeigesektion 56 ausfüllt.

Wenn auf den Quecksilbermeniskus 58 im ersten Schenkel 46 ein Über- oder Unterdruck wi,-kt, wird die vertikale Meniskushöhe geändert und der Quecksilbermeniskus 57 im zweiten Schenkel 48 ändert sich entsprechend. Der Durchmesser des Rohres im Anzeigeabschnitt 56 ist erheblich kleiner als der Durchmesser des Rohrabschnittes 52 mit erweitertem Durchmesser. Infolgedessen führt eine Meniskushöhenänderung im erweiterten Rohrabschnitt zu einer erheblich größeren Höhenänderung des Meniskus <i9 der leichten Flüssigkeit in der Anzeigesektion 56. Auf diese Weise erzeugen geringe Meniskushöhenänderungen 57,58 eine relativ große Veränderung des Meniskus 59 der leichteren Flüssigkeit, was sich einfach beobachten und überwachen läßt.

Das U-Rohr 10 enthält ferner einen Strömungswiderstand oder eine Engstelle 60, angeschlossen an das zweite Ende 42 des Rohres. Die Engstelle 60 ist im

ι» wesentlichen ein Durchlaß mit reduziertem Durchmesser und dient zum Abdrosseln eines Austritts van Flüssigkeit aus dem zweiten Ende 42 des Rohres. Die Engstelle 60 ist im Ausführungsbeispiel ein Strömungsbegrenzer. Ein solcher Strömungsbegrenzer umfaßt

ι "· gemäß F i g. 2 zwei Fittings 61 und 62 zur Verbindung der Engstelle 60 mit dem Ende 42 der Rohranordnung. Zwischen den Fittings 61, 62 befindet sich ein Sieb 64 und ein Einsatz 66 mit einer Saphirblende 68 von hoher Präzision. Der Blendendurchmesser ;it erheblich kleiner

a) als der Durchmesser der Rohranordnung.

In einer Ausführungsform des U-Rohres 10 wurde ein Strömungsbegrenzer mit einer Blendenöffnung 58 mit einem Durchmesser von 0,15 mm verwendet Durch Verwendung dieses Begrenzers in der Engstelle 6i0

r> ergibt sich, daß Quecksilber mit seiner hohen Dichte nicht durch die kleine Blendenöffnung von 0,15 mm fließt, auch wenn ein Druck von 1,75 kg/cm² aus der Leitung 30 über das Ventil 28 auf den Quecksilbermeniskus 58 im ersten Schenkel 46 ausgeübt wird. In der

in Praxis beträgt der Druck, der zufällig auf d:is Manometersystem 10 wirken kann, in der Regd 0.J5 kg/cm². Dadurch bietet eine Begrenzung mit 0,15 mm eine fünffache Sicherheit gegen den Austritt von Quecksilber aus dem System der Teilchenuntersu-

r. chungseinrichtung. Dadurch hält die Engstelle 60 nicht nur das Verschütten von Flüssigkeit auf einem Minimum, sondern verhindert vor allem einen Austritt von Quecksilber und die damit verbundene Vergiftungigefahr.

in L)ie Engsteiie 60 dämpft außerdem die Bewegung des Meniskus 59 der leichten Flüssigkeit, so daß dieser Meniskus nur noch ganz minimal überschießt, was eine genauere Überwachung von Druckänderungen der Flüssigkeit in der Unterdruckleitung 26 gestattet.

r. Wenn das System der Teilchenuntersuchungseinrichtung bewegt und dabei versehentlich umgedreht wird, verhindert die Engstelle 60 einen Austritt von Quecksilber.

Hierzu L Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, mit einer Meßöffnung, die von der Suspension unter der Wirkung einer, unter Über- oder Unterdruck stehenden Gassäule durchströmt wird, gekennzeichnet durch ein mit Quecksilber gefülltes U-Rohr (10), dessen einer Schenkel (46) mit der Gassäule in Verbindung steht, und dessen anderer Schenkel (48) im Bereich des Quecksilber-Niveaus (57) einen Abschnitt (52) mit größerem Querschnitt und darüber einen, eine leichtere Flüssigkeit aufnehmenden Abschnitt mit reduziertem Querschnitt aufweist, der über einen Strömungswiderstand (60) mit der Umgebung in Verbindung steht und im Bereich des Niveaus (59) der leichteren Flüssigkeit eine Druckanzeigesektion (56) besitzt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand (60) eine Blende (68) ist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Blende (68) einen Durchmesser von etwa 0,15 mm aufweist