DE2837177C2

DE2837177C2 - Einrichtung zur Eichung von Geräten zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2837177C2
Application number: DE19782837177
Authority: DE
Inventors: Viktor Alekseevi&ccaron; Berber; Vladimir Georgievi&ccaron; Cholin; Boris Michailovi&ccaron; Saratov Gali&scaron;nikov; Chafiz Machmudovi&ccaron; Murtazin; Evgenij Sergeevi&ccaron; Pervu&scaron;in
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE2837177A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Eichung von Geräten zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist aus dem SU-ES 4 94 662 bekannt.

Die Geräte zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten, um deren Eichung es vorliegend geht, dienen gewöhnlich zur Registrierung von Fremdteilchen in Kraftstoffen oder im Schmieröl von Maschinen und Motoren.

Die bekannte Einrichtung ermöglicht nur eine Eichung unter Benutzung von monodispersen Eichteilchen, d. h. Teilchen von gleicher und vorher bekannter Größe. Da in der Praxis die Geräte zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen jedoch Fremdteilchen in einen weiten Größenbereich zu registrieren haben, ist zur Eichung dieser Geräte ein Satz von monodispersen Eichteilchen erforderlich. In jeder Mustermenge dieses Satzes müssen die Teilchen von gleicher Größe sein, die Anzahl der Mustermengen verschiedener Größe aber soll mindestens der Anzahl der Bereiche des zu eichenden Gerätes entsprechen. Geräte zum Registrieren der Schmutzteilchen in Kraftstoffen und Ölen haben z. B. fünf und mehr Meßbereiche. Deshalb sind mindestens fünf Mustermengen verschiedener Größe erforderlich und in jeder sollen Teilchen gleicher Größe sein, die z. B. der Durchschnittsgröße des entsprechenden Meßbereiches gleich ist.

Außerdem ist zur Ermittlung des Einflusses des Materials der Fremdteilchen auf die Anzeigen der Geräte zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten erforderlich, Eichteilchen aus verschiedenen Stoffen, die den Fremdteilchenstoffen entsprechen, vorrätig zu halten.

Die Anfertigung eines solchen Mustersatzes stellt eine komplizierte Aufgabe dar. Zur Zeit ist kein einziger vollständiger Satz monodisperser Muster bekannt, der es ermöglicht, eine richtige Eichkurve aufzustellen, weiche die Abhängigkeit des Nutzsignalwertes eines zu eichenden Gerätes vom Durchmesser der registrierten Teilchen angibt.

Hinzu kommt, daß die Eichung der Geräte mittels monodisperser Eichteüchen einen großen Arbeitsaufwand erfordert, da zunächst eine reine Flüssigkeit solan-

l¹; ge durch die Eicheinrichtung und das zu eichende Gerät zu pumpen ist, bis das Gerät Nullwerte anzeigt. Danach sind Eichteüchen einer ersten Größe einzuführen, sorgfältig zu vermischen und gemeinsam mit der Flüssigkeit durch das zu eichende Gerät zu treiben. Dann wird der Nutzsignalwert von den Eichteüchen der ersten Größe registriert und es wird ein Punkt der Eichkurve erhalten. Danach muß das ganze System von den Eichteüchen der ersten Größe durch Pumpen reiner Flüssigkeit gespült werden, bis das Gerät wieder Nullwerte anzeigt, worauf dann das Meßverfahren mit Eichteüchen der zweiten Größe durchgeführt werden kann. Der Aufwand wiederholt sich für jede Größenklasse der Eichteüchen.

Es ist viel einfacher, polydisperse Eichteüchen anzu-

jo fertigen, die ein Gemisch von verschieden großen Teilchen darstellen. Jedoch kann mit solchen Eichteüchen in der bekannten Eicheinrichtung nicht gearbeitet werden, da es unmöglich ist zu ermitteln, welcher Teilchengröße das eine oder andere Gerätesignal entspricht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Eichung von Geräten zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten zu schaffen, die es ermöglicht, zur Eichung der Geräte polydisperse Teilchenmengen zu benutzen sowie alle eingetragenen Eichteüchen zur Gewinnung einer Nutzinformation zu verwenden.

Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von der gattungsgemäß vorausgesetzten Einrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Die zweckmäßige Weiterbildung gemäß Patentanspruch 2 gewährleistet insbesondere, daß keine Verluste von Eichteüchen für die Nutzinformation im Inneren der Einrichtung selbst auftreten.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Eichung von Geräten zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten gewährleistet eine hohe Genauigkeit und Leistung bei der Eichung der erwähnten Geräte unter Benutzung polydisperser Teilchcnmuster, die Gemische kugelförmiger Teilchen mit verschiedenen Durchmessern darstellen. Die Vorbereitung solcher Gemische ist erhblich einfacher als die von monodispersen Mustermengen. Die große Genauigkeit der Eichung der Geräte wird dadurch gewährleistet, daß im polydispersen Gemisch ein vollständiger Satz von Teilchen aller Größen vorhanden ist, der den gesamten Größenbercich des zu eichenden Gerätes umfaßt. Es kann deshalb beim Aufstellen der Eichkurve eine große Anzahl von Punkten dieser Kurve erhalten werden, wodurch ihre Genauigkeit erhöht wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä-Hcn Hinrichtung,

Fig. 2 Einzelheit Λ in Fig. 1, in vergrößertem Maßstab dargestellt,

F i g. 3 vergrößerte Draufsicht des sich verjüngenden Endes des durchsichtigen Kanals, das im Mikroskop-Sehfeld liegt,

F i «. 4 Beispiel einer Eichkurve.
Die" in Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Eichteilchen enthält und die zur Eichung von Geräten zum Registrieren der Fremdteilchen-Kornzusammensetzung in Flüssigkeiten 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 durchsichtiger Kanal 4 angeordnet ist. Das Ende 5 des Kanals 4 ist sich verjüngend bis zu einem Durchmesser ausgeführt, der mit dem maximalen Durchmesser der Eichteilchen 6 (F i g. 2 und 3) vergleichbar ist.

Über dem Ende 5 außerhalb der Kammer 1 sitzt das Gerät 7 zur Bestimmung der Größe der Teilchen 6, das andere Ende8aber(Fig. 1)des Kanales4ist 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.

Um Verluste von Eichteilchen 6 für Nutzinformation im Inneren der Einrichtung zu vermeiden, sitzt der Boden des Einbringkanales 10 auf dem Niveau der Innenwand 12 (Fi g. 2) des durchsichtigen Kanales 4. Der Kanal 10 ist mit einem Stopfen 13 (Fi g. 1) zum Einbringen der Teilchen 6 versehen.

Die Baugruppe 11 zum regelbaren umkehrbaren Pumpen der Flüssigkeit durch den Einbringkanal 10 und durchsichtigen Kanal 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.

Dazu hat die Baugruppe 11 einen Kolben 14, der durch einen Handhebel 15 betätigt wird, bei dessen Drehung der Kolben in die eine oder andere Richtung verschoben wird.

Zum Vergrößern der Bildschärfe des Endes 5 des Kanales 4 im Sehfeld des ein Mikroskop darstellenden Gerätes 7, der eine Meßskale 16 (F i g. 3) aufweist, ist in der Kammer 1 (Fig. 1) um den Abschnitt 2 eine Aushöhlung 17 ausgeführt, die unten durch eine durchsichtige Platte 18 abgeschlossen und die mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, deren Brechungsindex demjenigen des Werkstoffes des Abschnittes 2 nahe ist. Der Kanal 3 führt zum Eingang des Gebers 19 des zur Eichung bestimmten Gerätes 20 und der Ausgang des Gebers 19 zu einem Flüssigkeitsdurchsatzregler 21. Der Geber 19 ist elektrisch mit der Anzeigeeinheit 22 verbunden.

Eine Vorrichtung 23 zum Pumpen reiner Flüssigkeil durch die Kammer 1 hat einen Flüssigkeitsbehälter 24, eine Einheit 25, die eine Reiniger-Pumpe darstellt, welche als dünnschichtige Zentrifuge mit Druckscheibe, Luftblasen-Abscheider 26 und Dämpfer 27 der Flüssigkeitspulsationen ausgebildet ist. Als Luftbläschen-Abscheidcr 26 ist ein Hydrozyklon verwendet. Die Dämpfer 27 der Flüssigkeitsdurchsatzpulsationen sind Kleinbehälter mit Ein- bzw. Auslauföffnungen unterhalb des Hüssigkeitsspiegels, oberhalb dessen ein Luftkissen vorhanden ist, welches die erwähnten Pulsationen dämpft. Die Hahne 28 und 29 dienen zur Regelung des Flüssigkeiisdiin hsat/es. Die Vorrichtung 23 ist mit der Kammer f durch eine Kinlauföffnung 30 verbunden, deren Achse senkrocht zur Achse des Abschnittes 2 liegt.

Der Betrieb der Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes. der Fichtcilehcn enthält, verläuft in folgender Weise.

Das ganze hydraulische System der Einrichtung wird mit Hilfe der Vorrichtung 23 mit reiner Flüssigkeit gefüllt. Der Stopfen 13 wird entfernt und in den Kanal 10 eine Portion polydisperser Eichteilchen 6 gegeben, die auf den Roden des Kanals 10 sinken. Danach fließt die Tciieheninasse im Kanal 4 auseinander und nimmt die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein. Der Stopfen 13 wird wie-

i) der so aufgesetzt, daß unter ihm keine Luftbläschen bleiben, die Pulsationcn des Flüssigkeitsdurchsatzes bei Zuleitung der Flüssigkeit aus der Gruppe 11 in den Kanal 4 verursachen. Solche Pulsationen erschweren die Messung der Größen der Teilchen 6 im Ende 5 des Kanals 4.

Danach wird durch den Abschnitt 2 ununterbrochen solange reine Flüssigkeit gepumpt (Richtung des Flüssigkeitsstromes ist durch Pfeile angegeben), bis sich an der Anzeigeeinheit 22 Nullwcrtanzeigen eingestellt habcn. Als Anzeigeeinheit kann ein Oszillograf oder Digital-lmpulsspannungsmesser benutzt werden. Durch Drehung des Handhebels 15 wird der Kolben 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 Endes 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 Handhebels 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. Danach erfolgt eine kleine weitere Drehung des Handhebels, durch die der Kolben 14 gerade so weit nach links verschoben wird, daß 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.4) eingetragen, das die Abhängigkeit des Nutzsignalwertes vom Teilchendurchmesscr darstellt (Eichkurve) und in dem auf der Ordinatenachsc die Impulsspannung in Volt, auf der Abszissenachse aber die Teilchendurchmesser in μίτι aufgetragen werden.

Die Baugruppe 11 (Fig. 1, 2, 3) ermöglicht in einem bestimmten Maß, 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 Ende 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. Entsprechen ihre Größen den erforderlichen, so werden

■ie «.

diese Teilchen gemessen und in den Abschnitt 2 abgeleitet u. s. f.

Die auf diese Weise aufgestellte Eichkurve wird zum Abstimmen der Bereiche des Gerätes zum Registrieren der Fremdteilchen-Kornzusammcnsetzung in Flüssig- ^r> keiten benutzt.

Die Teilchen kufen gemeinsam mit dem Flüssigkeitsstrom durch den Geber 19 und den Durchsatzregler 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 Reiniger dieser Einheit zurückgehalten werden, weiter läuft in die Kammer 1 nur reine Flüssigkeit.

Die Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in Sollgröße enthält, ermöglicht nicht π nur das oben beschriebene Einführen von gemessenen Einzel-Eichteilchen 6 in den Strom reiner Flüssigkeit, sondern auch das Gruppeneinführen der erwähnten Teilchen. Durch den Durchsalzregler 21 wird der Flüssigkeitsstrom vollständig unterborchen. 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 %verden die Teilchen 6 vom Flüssigkeitsstrom mitgenommen und durch diesen in den Geber 19 zugeführt und weiter dem Behälter 24. Der Geber führt die Signale der Anzeigeeinheit 22 zu, für die in diesem Falle ein Anzeigegerät mit Indi- jo katoren zu montieren ist, die die Größe und Anzahl der mit dem Flüssigkeitsstrom durchgelaufenden 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 Frenidteilchen-Kornzusammensetzung in Flüssigkeiten in bezug auf Anzahl und Größe der Teilchen festgestellt werden kann.

Der Durchsatzregler 21 wird am Ausgang des Gebers 19 montiert, um das Eindringen von durch die Reibteile des Reglers 21 gebildeten Fremdteilchen in den Geber 19 zu vermeiden.

Die Einrichtung zur Bildung eines Flüssigkeitsstromes, der Teilchen in Sollgröße enthält, ist in der Hauptsache zum Eichen von Geräten mittels fester Eichteilchen bestimmt, deren Dichte größer als die Flüssigkeitsdichte ist. Nach dem Einbringen in den Kanal 10 fließt die Masse der Teilchen im Kanal 4 auseinander, so wie es in Fig.2 dargestellt ist. Die maximale Füllung des Kanals 4 mit Eichteilchen 6 ist erreicht, wenn die freie so horizontale Oberfläche der Masse der Teilchen eine Tangente zur unteren Wand des verjüngten Endes 5 bildet. Bringt man eine Teilchenportion größer als die erwähnte Menge ein. so läuft die überflüssige Masse in den Abschnitt 2 und wird für den nützlichen Gebrauch π verloren sein.

Eine übermäßige Vergrößerung des Durchmessers des Kanals 4. um eine größere Megne 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 Flüssigkeitslaufes erzeugt werden muß. bei der die Teilchen im verjüngten Ende 5 unsichtbar werden.

Eine Protion eingebrachter Teilchen ermöglicht es, mehrere Dutzend von Eichkurven aufzustellen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Eichung von Geräten zum Bestimmen der Korngrößenverteilung von Fremdteilchen in Flüssigkeiten mit einer Kammer, weiche eine Einlauföffnung und einen Auslaufkanal aufweist, der zur Verbindung mit dem Eingang des zu eichenden Gerätes vorgesehen ist mit einer Vorrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit durch die Kammer und mit einem Kanal zum Einbringen von Eichteilchen in die Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Abschnitt (2) der Kammer (1) in der Nähe des Auslaufkanals (3) als horizontal orientierter durchsichtiger Zylinder ausgeführt und in ihm gleichachsig ein durchsichtiger Kanal (4) angeordnet ist. dessen eines Ende (5) sich verjüngend bis zu einem Durchmesser ausgeführt ist, der mit dem maximalen Durchmesser der Eichteilchen (6) vergleichbar ist,

daß über diesem Ende (5) außerhalb der Kammer (1) ein optisches Gerät (7) zur Bestimmung der Größe der einzelnen Eichteilchen (6) angeordnet ist, daß das andere Ende (8) vom Raum der Kammer (1) getrennt ist und mit dem Kanal (10) zum Einbringen der Eichteilchen (6) in Verbindung steht, der mit einer Einrichtung (11) zum regelbaren umkehrbaren Pumpen der Flüssigkeit mit Eichteilchen (6) durch den Kanal (10) zum Einbringen der Eichteilchen und den durchsichtigen Kanal (4) versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (10) zum Einbringen der Eichteilchen nicht tiefer als das Niveau der unteren Innenwand des durchsichtigen Kanals (4) reicht.