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EINRICHTUNG ZUR BILDUNG EINES EINES FLÜSSIGKEITSSTROMES, DER TEIL-
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CHEN IN SOLLGRÖBE ENTHÄlt Die Erfindung betrifft die Meßtechnik,
insbesondere Einrichtungen zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in
Sollgröße enthält, die zur eichung von Geräten zum Registrieren der Fremdteilchen-Kornzusammensetzung
in Flüssigkeiten, z. B. in Maschinen-Kraftstoffen und Ölen bestimmt sind.
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In diesem Meßtechnikbereich ist weitgehend eine Einrichtung zur Bildung
eines Flüssigkeitsstromes bekannt, der Teilchen in Sollgröße enthält, die zur Eichung
von Geräten zum Registrieren der Fremdteilchen-Kornzusammensetzung in Flüssigkeiten
bestimmt ist, und die eine Kammer enthält, die als vertikaler kegelförmiger Trichter
ausgeführt ist, der eine Einlauföffnung und einen Auslaufkanal aufweist, welcher
zur
Verbindung mit dem Einlauf des zur Eichung vorgesehenen Gerätes
bestimmt ist und der mit einem Mittel zum Pumpen (reiben) von reiner Flüssigkeit
durch den Trichter versehen Beschicken ist, und einen Kanal zum v der Rammer mit
Eichteilchen aufweist.
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Eine solche Einrichtung ermöglicht es jedoch iiur' Sie Eichung unter
Benutzung von monodispersen Eichteilchen auszuführen, d.h. mit Teilchen von gleicher
und«vorher bekannvier Größe. In der Praxis des Einsatzes von Geräten zum Registrieren
der Fremdteilchen-Kornzusammensetzung (Schmutzteilchen-Kornzusammensetzung) in Flüssigkeiten
ist die Registrierung der Teilchen in einen weiten Größenbereich erforderlich Deshalb
ist zur eichung dieser Geräte ein Satz von monodispersen Sichteilchen erforderlich.
In jeder Mustermenge dieses Satzes müssen die Teilchen von gleicher Größe sein,
Mustermengen die Anzahl der verschiedener Größe aber soll mindestens der Anzahl
der Bereiche des zur Eichung bestimmten Gerätes entsprechen. An den Geräten zum
Registrieren der Schmutteilchen in Kraftstoffen und Ölen sind z. B. fünf und mehrere
Bereiche vorhanden. Deshalb sind mindestens fünf l-luster mengen verschiedener Größe
erforderlich und in jeder sollen Teilchen einer gleichen GröBe sein, die z. B. der
Durchschnittsgröße des entsprechenden Größenbereiches gleich ist.
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Außerdem ist zur Ermittlung des Einflusses des
des
I9aterials der Schmutzteilchen auf die anzeigen der Geräte zum Registrieren der
Fremdteilchen-Kornzusammensetzung en in Elüssigkeit erforderlich, Eichteilchen aus
verschiedenen Stoffen, die den Schmutztcilchenstoffen entsprechen, anzufertigen.
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Die Anfertigung eines solchen Muster satzes stellt eine komplizierte
Auf gabe dar. Zur Zeit ist kein einziger voll ständiger Satz monodisperser Muster
bekannt, der es ermög licht eine richtige Eichkurve aufzustellen, welche die Abhängigkeit
des Nutzsignalwertes vom Durchmesser der registrierten Teilchen angibt.
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Es ist auch zu vermerken, daß die Eichung von Geräten mittels monodisperser
Eichteilchen einen groBen Arbeitsaufwand erfordert, da zunächst eine reine Flüssigkeit
solange durch die Eicheinrichtung und das zur Eichung bcstimmte Gerät zu pumpen
ist, bis Nullwertanzeigen am Gerät erhalten werden. Danach sind in den Trichter
Eichteilchen einer ersten Größe einzuführen, sorgfältig zu vermischen und gemeinsam
mit der Flüssigkeit durch das zur Eichung bestimmte Gerät zu treiben. InLdem ein
Nutzsignalwert von den Sichteilchen der erstes Größe registriert wirds kann nur
ein Punkt der Eichkurve erhalten werden. Weiter ist das ganze System von Teilchen
der ersten Größe- durch Pumpen reiner Flüssigkeit zu spülen und nach Wiedererreichung
von Nullwertanzeigen an dem zur Eichung bestimmten Gerät die Hichteilchen der zweiten
Größe
in den Trichter einzuführen u. s. f.
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Es ist viel einfacher polydisperse Eichteilchen anzufertigen, die
ein Gemisch von Teilchen aller Größe darstellen. Jedoch ist die Ausnutzung der erwähnten
Eichteilchen in der bekannten Eicheinrichtung unmöglich, da es unist möglich zu
ermitteln, welcher Teilchengröße das eine oder andere Gerätesignal entspricht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bildung
eines Flüssigkeitsstromes zu entwickeln, der Teilchen in Sollgröße enthält und die
zur Eichung von Geräten zum Registrieren der Schmutzteilchen-Korazusammensetzung
in Flüssigkeiten bestimmt ist und es ermöglicht, zur Eichung der erwähnten Geräte
polydisperse Teilchen mengen zu benutzen sowie alle E v g iichteilchen zum Erhalten
einer Nutsinformation zu verwenden.
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Die gestellte Aufgabe wird gelöst ausgehend von einer Einrichtung
zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in Sollgröße enthält und die
zur Eichung von Geräten zum Registrieren der Fremdteilchen-Kornzusammensetzung in
Flüssigkeiten bestimmt ist, die eine Kammer enthält, welche eine Einlauf öffnung
und einen Auslaufkanal aufweist, der zur Verbindung mit dem Eingang des zur Eichung
bestimmvorrichtung ten Gerätes vorgesehen ist, die mit einer zum Pumpen einer Flüssigkeit
durch die Kammer selbst versehen ist und Einbringen einen Kanal zum von Eichteilchen
in die Kammer auf
weist, Erfindungsemäß ist mindestens der Kammerabschnitt
in der Nähe des Auslaufkanals als horizontal orientiert er durchsichtiger Zylinder
ausgeführt und in ihm gleichachsig ein durchsichtiger Kanal angeordnet, bei dem
das eine Ende sich verjüngend bis zu einem Durchmesser ausgeführt ist, der mit n
dem maximalen Eichteilchen Durchmesser kommGsurabel (tergleichwobei bar) ist über
diesem Ende außerhalb der Kammer ein Gerät zur Kontrolle der Teilchengröße angeordnet
wird, das andere Ende aber Pom Kammerraum getrennt ist und mit dem Kanal zum bringen
der Eichteilchen in Verbindung steht, der mit einer Gruppe zum regelbaren reversiven
(umkehrbaren) Pumpen der Flüssigkeit mit Eichteilchen durch den Verladekanal selbst
und den durchsichtigen Kanal versehen ist.
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die Um Verluste von Eichteilchen für Nutzinformation im Inneren der
Einrichtung selbst zu vermeiden ist der Bintrag kanal nicht tiefer als das Niveau
der unteren Innenwand des durchsichtigen Kanals anzuordnen.
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Die Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen
in Sollgröße enthält und die zur Eichung von Geräten zum Registrieren der FremdteilchenKornzusammensetzung
in Flüssigkeiten bestimmt ist, ermöglicht es, die Genauigkeit und Leistung bei der
Eichung der erwähnten Geräte durch Benutzung polydisperser leilchenmuster zu er
höhen, die Gemische kugelförmiger Teilchen mit verschiedenen Durchmessern darstellen.
Solche Gemische sind erheblich einfacher
als monodisperse vorzubereiten.
Die große Genauigkeit der Eichung von Geräten wird dadurch gewährleistet, daß im
polzdispersen Gemisch ein vollständiger Satz von Teilchen aller Größen vorhanden
ist, der den gesamten Größenbereich des zur eichung bestimmten Gerätes umfaßt. In
diesem Falle kann beim aufstellen der Eichkurve eine große Anzahl von Punkten dieser
Kurve erhalten werden, wodurch ihre Genauigkeit erhöht wird.
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Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung zur Bildung
eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in Sollgröße enthält, Verluste von Eichteilchen
für Nutzinformation in Inneren der Einrichtung selbst zu vermeiden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines husführungsbeispiels
und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in SollgröBe enthält.
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Hig. 2 SinzelheitA in Fig. 1, in vergrößertem Maßstab dargestellt.
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Fig. 3 Vergrößerte Draufsicht des sich verjüngenden Endes des durchsichtigen
Kanals, das im Mikroskop-Sehfeld liegt.
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iig. 4 Beispiel einer Eichkurve.
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Die in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Einrichtung zur
Bildung
eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in Sollgröße enthält und die zur Eichung
von Geräten zum liegistrieren der Fremdteilchen-kornzusammensetzung in Blüssigkeiten
bestimmt ist, hat eine Kammer 1, deren Abschnitt 2 in der Nähe des Auslaufkanals
3 (als Linie gezeigt ) als horizontal orientierter durchsichtiger Zylinder ausgeführt
und in dem gleichachsig ein durchsichtigerKanal 4 angeordnet ist. Das Winde 5 des
Kanals 4 ist sich verjüngend bis zu einem Durchmesser ausgeführt der mit dem maximalen
Durchmesser der Eichteilchen 6 (Fig. 2 und 3) vergleichbar ist.
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Über dem Ende 5 außerhalb der Kammer 1 sitzt das Gerät 8 7 zur Kontrolle
der Größe der Teilchen 6, das andere Ende aber (Fig. 1) des Kanales 4 ist vom Hohlraum
9 der Kammer 1 isoliert und steht in Verbindung mit dem Kanal 10 zum Eintragen der
Eichteilchen 6. Der Kanal 10 ist mit der Gruppe 11 zum regelbaren umkehrbaren Pumpen
der Flüssigkeit mit Eichteilchen 6 durch den Kanal 10 selbst und durch den durchsichtigen
Kanal 4 versehen.
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Um Verluste von Eichteilchen 6 für Nutainformation im Inneren der
Einrichtung zu vermeiden, sitzt der Boden des Eintragkanales 10 auf dem niveau der
Innenwand 12 (Fig. 2) des durchsichtizen Kanales 4. Der Kanal 10 ist mit einem !
inbringen fen 13 (Pig. 1) zum v der Teilchen 6 versehen.
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Die Baugruppe 11 zum regelbaren umkehrbaren Pumpen der Einbring Flüssigkeit
durch den (kanal 10 und durchsichtigen
Kanl 4 dient zum Verdrängen
der Flüssigkeit mit Eichteilchen 6 aus dem Kanal 4 durch das sich verjüngende Ende
5 in den Abschnitt 2 der Kammer 1.
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Dazu hat die Baugruppe 11 einen Kolben 14, der durch einen Handhebel
15 betätigt wird, bei dessen Drehung der Richtung Kolben in die eine oder andere
verschoben wird.
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Zum Vergrößern der Bildschärfe des Endes 5 des Kanales 4 im Sehfeld
des ein Mikroskop darstellenden Gerätes 7, der eine Meßskale 16 (Fig. 3) aufweist,
ist in der Kammer 1 (Fig. 1) um den Abschnitt 2 eine Aushöhlung 17 ausgeführt, die
unten durch eine durchsichtige Platte 18 abgeschaossen und die mit einer Flüssigkeit
gefüllt wird, deren Brechungsexponent demjenigen des Werkstoffes des Abschnittes
2 nahe ist.Der Kanal 3 führt zum Eingang des Gebers 19 des zur Eichung bestimmten
Gerätes 20 der Ausgang des Gebers 19 zu einem Flüssigkeitsdurchsatzregler 21. Der
Geber 19 ist elektrisch mit der anzeigeeinheit 22 verbwzden.
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ßinro Vorrichtung 23 zum Pumpen reiner Flüssigkeit durch die Kammer
1 hat einen Flüssigkeitsbehälter 24, eine Einheit 25, die eine Reiniger-Pumpe darstellt,
welche als dünnschichte Zentrifuge mit Druckscheibe, Luftbläsen-Abschei der 26 und
Dämpfer 27 der Flüssigkeitspulsationen ausgebildet ist. Als Luftbläen-Abscheider
26 ist ein Hydrozyklon verwendet. Die Dämpfer 27 der Flüssigkeitsdurchsatzpulsationen
sind
Kleinbehälter mit Ein- bzw.
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Auslauföffnungen unterhalb des Flüssigkeitsspiezels. oberhalb dessen
ein Luftkissen vorhanden ist, welches die erwähnten fulsationen dampft. Die Hähne
28 und 29 dienen zur Regelung des Flüssigkeits durchsatzes. Die Vorrichtung 23 ist
mit der Kammer 1 durch eine Einlauföffnung 30 verbunden, deren Achse senkrecht zur
Achse des Abschnittes 2 liegt.
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Der Betrieb der Einrichtung zur Bildung eines Blüssigkeitsstromes,
der Teilchen in Sollgröße enthält, verläuft in folgender Weise.
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Das ganzc hydraulische System der Einrichtung wird mit Vorrichtung
hilfe der 23 mit reiner Flüssigkeit gefüllt. Der Sto@-fen 13 wird entfernt und in
den Kanal 10 eine portion polydisperser Eichteilchen 6 gegeben, die auf den Boden
des Kanales 10 sinken; danach fließt die Teilchenmasse im Kanal 4 auseinander und
nimmt die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein. Der Stopfen 13 wird wieder so aufgesetzt,
daß unter ihm keine Luftbläschen bleiben, die Pulsationen des Flussigkeitsducchsatzes
bei Zuleitung der Flüssigkeit aus der Gruppe 11 in den Kanal 4 verursachen.
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Solche Pulsationen erschweren die Messung der Größen der Teilchen
6 im Ende 5 des Kanals 4.
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Danach wird durch den Abschnitt 2 ununterbrochen solange reine Flüssigkeit
gepumpt (Richtung des Flüssigkeitsstromes ist durch Pfeile angegeben), bis sich
an der Anzeigeeinheit 22 Nullwertanzeigen eingestellt haben. Als Anzeigeeinheit
kann
ein Oszillograf oder Digital-Impulsspannungsmesser benutzt werden. Durch Drehung
des Handhebels 15 wird der Eolben nach links verschoben und verdrängt die Flüssigkeit
aus den Kanälen 10 und 4 durch das verjüngte Ende 5 in den Abschnitt 2 der Kammer
1. Die Flüssigkeit nimmt die Eichteilchen 6, die auf dem Boden des verjüngten Xndes
5 nacheinander in einer Linie rollen, mit und sie gelangen in das Sehfeld des Mikroskops
(Gerät 7). In diesem Zeitpunkt unterbricht man die Drehung des Handhebcls 15, der
Kolben steht still und die Teilchen 6 stehen ebenfalls still im Inneren des Endes
5. Durch die Skale 16 des Gerätes 7 (Fig. 3) wird der Durchmesser des ersten Teilchens
gemessen.
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Danach erfolgt eine kleine weitere Drehung des Handhebels, durch die
der Kolben 14 gerade so weit nach links de.': verschoben a das gemessene erste Teilchen
6 durch die Flüssigkeit aus dem Ende 5 in den Abschnitt 2 gestoßen wird, wo es vom
Strom der reinen Flüssigkeit mitgenommen und durch den Kanal 3 dem Geber 19 zugeführt
wird. Das zweite Teilchen bleibt im Inneren des Endes 5 zurück. Beim Lauf des ersten
Teilchens durch den Geber 19 erzeugt dieser ein Signal, das durch die Anzeigeeinheit
22 registriert wird. Danach wird das zweite Teilchen gemessen und in den Flüssigkeitsstrom
gestoßen u. s. f. Die Ergebnisse werden in ein Diagramm (Fig.
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4? eingetragen, das die Abhängigkeit des Nutzaignaiwertes vom Teilchendurchmesser
darstellt (ichkurve) und in dem auf
der Ordinatenachse die Impulsspannung
in Volt, auf der Abszissenachse aber die Teilchendurchmesser in m aufgetragen werden.
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Die Baugruppe 11 (Fig. 1, 2, 3) ermöglicht in einem bestimmten SiS,
eine Auswahl der zum Kurvenaufbau erforderlichen Größen der Teilchen 6 aus der Masse
der im Kanal 4 vorhandenen Teilchen auszuführen. Diese Auswahl erfolgt durch abwechselnde
Bewegung des Kolbens 14 nach rechts und links mit verschiedenen Geschwindigkeiten,
Bei der Bewegung des Kolbens nach rechts wird reine Flüssigkeit aus dem Abschnitt
2 durch das sunde 5 in den Kanal 4 eingesaugt und nimmt Teilchen mit, wobei das
Ende 5 von Teilchen 6 frei wird. Danach bei der Bewegung des Kolbens 14 nach links
werden dem Ende 5 andere Teilchen 6 zugeführt.
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Entsprechen ihre Größen den erforderlichen, so werden diese Teilchen
gemessen und in den A-bschnitt 2 abgeleitet uO s. f.
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Die auf diese Weise aufgestellte Eichkurve wird zum abstimmen der
Bereiche des Gerätes zum Rbgistrieren der Fremdteilchen-Kornzusammensetzung in Flüssigkeiten
benutzt.
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Die Teilchen laufen gemeinsam mit den Flussigkeitsstrom durch den
Geber 19, Dtirchsatzregler 21 und gelangen in den Behälter 24, von dem aus sie zusammen
mit der Flüssigkeit durch die Pumpe der Einheit 25 eingesaugt und durch den Xeiniger
dieser Einheit zurückgehalten werden, weiter lauft in die Kammer 1 nur reine Flüssigkeit.
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Die Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen
in Sollgröße enthält, ermöglicht nicht nur das oben beschriebene Einführen von gemisenen
Einzel-Eich teilchen 6 in den Strom reiner Flüssigkeit, sondern auch das Gruppeneinführen
der erwähnten Teilchen. Durch den Durchsatzregler 21 wird der Flüssigkeitsstrom
vollständig unterbrochen.
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Aus dem Ende 5 des Kanals 4 werden gemessene Teilchen in Sollanzahl
(die Daten werden vermerkt) in den Abschnitt 2 geleitet. Diese Teilchen sinken nach
dem Auslauf aus dem Ende 5 des Kanals 4 infolge des Fehlens eines Stromes reiner
Flüssigkeit auf den Boden des Abschnittes 2 nieder. Nach Öffnung des Durchsatzreglers
21 werden die Teilchen 6 vom Flüssigkeitsstrc;m mitgenommen und durch diesen in
den Geber 19 zugeführt und weiter dem Behälter 24. Der Geber führt die Signale der
snzeigeeinheit 22 zu, für die in diesem Falle ein Anzeigegerät mit Indikatoren zu
montieren ist, die die Größe und An zahl der mit dem Flüssigkeitsstrom durchgelaufenen
Teilchen registrieren. Die Angaben des Gerätes werden mit den vermerkten Daten (Anzahl
und -größen der Teilchen) verglichen, wodurch der Fehler des Gerätes zum Registrieren
der Eremdteilchen-Kornzusammensetzung in Flüssigkeiten in bezug auf Anzahl und Größe
der Teilchen festgestellt werden kann.
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Der Durchsatz regler 21 wird am Ausgang des Gebers 19 montiert, um
das Eindringen von durch die Reibteile des Reglers 21 gebildeten Fremd teilchen
in den Geber 19 zu vermeiden.
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Die Binrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen
in Sollgröße enthält, ist in der Hauptsache zum Eichen von Geräten mittels feater
Eichteilchen bestimmt, deren Dichte größer als die Flüssigkeitsdichte ist. Nach
dem inbringen in den Kanal 10 fließt die Masse der Teilchen im Kanal 4 auseinander,
so Wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die maximale Fullung des Kanals 4 mit Eichteilchen
6 ist erreicht, wenn die freie horizontale Oberfläche der Masse der Teilchen eine
Tangente zur unteren Wand des verjüngten Endes 5 bildet. Bringt man eine Deilchenportion
größer als die erwähnte Menge ein, so läuft die überflüssige Masse in den Abschnitt
2 und wird für den nützlichen Gebrauch verloren, sein.
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Eine übermäßige rgröaerung des Durchmessers des Kanals 4, um eine
größere Menge pro Beschickung mit Teilchen zu erhalten, ist nicht zweckmäßig, da
in diesem Falle zum Befördern der Teilchen durch die Gruppe 11 eine große Geschwindigkeit
des Flüssigkeilslaufes erzeugt werden muß, bei der die Teilchen im verjüngten Ende
5 unsichtbar werden.
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Eine Portion eingebrachter Teilchen ermöglicht es, mehrere Dutzend
von Eichkurven aufzustellen.