DE2421256C3 - Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen - Google Patents
Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten TeilchenInfo
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
- G01L7/18—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements using liquid as the pressure-sensitive medium, e.g. liquid-column gauges
Description
20
25
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten i<
> Teilchen, mit einer Meßöffnung, die von der Suspension unter der Wirkung einer, unter Übe-- oder Unterdruck
stehenden Gassäule durchströmt wird.
Als Stand der Technik ist berel-'s eine derartige
Einrichtung bekannt welche so ausgebildet ist daß eine is 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 ·ιο 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 so 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 rea- ■>■>
giert, 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 e>o
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 μ
ein Ausgleichsrohr. Das Ausgleichsrohr steht nicht mit di:r 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 3122 924).
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
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das mit Quecksilber gefüllte U-Rohr eine Doppelfunktion
ausübt nämlich zur Überwachung im Sinne einer Messung und zur Dämpfung von Schwingungen in der
Gassäule dient.
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 Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig.l einen vertikalen Schnitt durch eine Einrichtung
zur Untersuchung von in 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. 1 ist ein U-Rohr 10 an eine Teilcnenuntersuchungseinrichtung 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 eintaucht. 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 Vakuumleitung in Verbindung
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 Coulter-Prinzip wird eine 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 Meßöffnune 24 sehenden
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 ein»: Leitung mit Glasrohrabschnitten
und flexiblen Plastikschlauchabschnittun 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 !0 umfaßt einen ersten Schenke! 46 und einen zweiten Schenkel 48, über einen gekämmten
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 Rohrsektion 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
Anzeigesekti jn 56 ausfüllt
Wenn auf den Quecksilbermeniskus 58 im ersten Schenkel 46 ein Über- oder Unterdruck wirkt, wird die
vertikale Meniskushöhe geändert und der Quecksilbermeniskus 57 im zweiten Schenkel 48 ändert sich
entsprechend. Der Durchmesser des Rohres im Anzeigeabsdinitt 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 59
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
ίο wesentlichen ein Durchlaß mit reduziertem Durchmesser
und dient zum Abdrosseln eines Austritts von Flüssigkeit aus dem zweiten Ende 42 des Rohres. Die
Engstelle 60 ist im Ausführungsbeispiel ein Strömungsbegrenzer. Ein solcher Strömungsbegrenzer umfaßt
gemäß F i g. 2 zwei Fittings 61 und 62 zur Verbindung der Engstelle 60 mit dem Ende 42 de* Rohranordnung.
Zwischen den Fittings 61, 62 befindet sich ein Sieb 64 und ein Einsatz 66 mit einer Saphirblende 68 von hoher
Präzision. Der Blendendurchmesser h' erheblich kleiner
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 60
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 Quscksilbermeniskus
58 im ersten Schenkel 46 ausgeübt wird. In der Praxis beträgt der Druck, der zufällig auf das
Manometersystem 10 wirken kann, in der Regel 035 kg/cm2. Dadurch bietet eine Begrenzung mit
0,15 mm eine fünffache Sicherheit gegen den Austritt von Quecksilber aus dem System der Teilchenuntersuchungseinrichtung.
Dadurch hält die Engstelle 60 nicht nur das Verschütten von Flüssigkeit auf einem
Minimum, sondern verhindert vor allem einen Atistritt von Quecksilber und die damit verbundene Vergiftungsgefahr.
Die Engstelle 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 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
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
ι ο
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