DE3305963A1

DE3305963A1 - Stromschluessel

Info

Publication number: DE3305963A1
Application number: DE19833305963
Authority: DE
Inventors: Horst Günter 4019 Monheim Hüllen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE3305963C2

Description

S t r o m s c h l ü s s e l
Die Erfindung betrifft einen Stromschlüssel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Stromschlüssel werden vorzugsweise für Bezugselektroden verwendet, die etwa bei der Messung von Ionenkonzentrationen einer Lösung eingesetzt werden. Die Flüssigkeitsverbindung, die durch den Stranschlüssel geschaffen wird, läßt sich etwa vorteilhaft in einer Kombinations-PH-Elektrode anwenden. Bei derartigen Stromschlüsseln ist es wünschenswert, die Flüssigkeits-Flüssigkeits-Potentialdifferenz zwischen der Flüssigkeitsverbirdung und der Lösung, d.h. dem Meßgut, so klein wie iröqlich zu halten, während gleichzeitig die Leckströmung einer internen Flüssigkeit des Stromschiüsseis so vernachlässigbar wie möglich ist.
Bei derartigen Stromschlüsseln ist es bekannt, dessen Innenraum van Außenraum und damit van Meßgut mittels eines Diaphragmas aus Ton, gesintertem Porzellan, Asbestfäden o.dgl. zu trennen. Derartige Diaphragmen haben jedoch den Nachteil, daß sie nur eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen, die dazu führt, daß sie bei der üblichen Ultraschallreinigutg zerstört werden können. Auch hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der Leckage lassen diese Diaphragmen zu wünschen übrig, ebenso wie hinsichtlich der Beständigkeit gegen aggressive MeRmedien, starke Säure bzw. Laugen.
Außerdem ist es aus der DE-OS 26 oS 149 bekannt, die Flüssigkeitsverbindung über einen Körper aus Polytetrafluaräthylen o.dgl. herzustellen, der mit einer hydrophilen Oberflächenschicht versehen ist. Die Erzeugung der letzteren ist mit Aufwand verbunden und nur bei größeren Körpern anbringbar, während andererseits jedoch derartige Elektroden möglichst klein gehalten werden sollten. Auch die Reproduzierbarkeit der Leckage ist mangelhaft.
Ferner ist es aus der DE-OS 21 41 841 bekannt, ein einseitig geschlossenes Rohr aus Polytetraf luoräthylen zu verwenden, das ionendurchlässig gemacht wurde, indem darin Salze o.dgl. eingelagert werden. Dies erfordert eine sehr aufwendige Herstellung, Ferner ist es aus der CA-PS 869 684 bekannt, ein endseitig mit einer kleinen öffnung versehenes Rnhr durch einen Glaskörper zu verschliessen, dessen Glaszusammensetzung anders als diejenige des Rohrs ist, so daß beim Abkühlen der eingesetzte Glaskörper zerspringt, aber noch zusammenhält und sanit Kapillare ausbildet. Reproduzierbarkeit als auch mechanische Festigkeit lassen hierbei sehr zu wünschen Fig abgesehen davon, daß die Herstellung ebenfalls sehr aufwendig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stranschlüssel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der ohne großen aufwand in einfacher Weise herstellbar, mechanisch fest ist und eine große Peproduzierbarkeit der Leckage der Flüssigkeitsverbindung ermöglicht.
Diese Auf gabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Hierbei werden die Eigenschaften des Kaltfließens des Stopfenmaterials ausgenutzt, um auf diese Weise eine leckage zu erzeugen, die sich zimmer einstellt, auch wenn der Stopfen anfangs sehr fest eingepreßt wurde. Diese Leckage ist überraschenderweise auch gut reproduzierbar, so daß sich dementsprechend genaue Meßergebnisse erzielen lassen. Als Material kommen vorzugsweise Fluorkohlenwasserstoffkunststoffe in dicht gesinterter Farm, etwa Polytetrafluoräthylen, infrage, obwohl auch Polyäthylen oder -propylen verwendbar sind. Diese Materialien sind außerdem inert gegen alle in der Praxis verwerdeten Meßmedien sowie säurefest. Die mechanische Festigkeit ist sehr gut, so daß sich ohne weiteres Druckdifferenzen aufnehmen oder Ultraschallreinigungen vornehmen lassen. Abgesehen davon läßt sich der Stopfen leicht auswechseln.
Probleme hinsichtlich Abrasion bestehen nicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Strornchiüssels im Schnitt.
Fig. 2 bis 4 zeigen weiteren Ausführungsformen eines StronschlUsseIs.
Der in Fig. 1 dargestellte Stromschlüssel umfaßt ein Robr lo aus Glas cder Kunststoff, dessen Innenraum 11 etwa mit KCl-Lösung gefüllt ist. Im Innenraum 11 befindet sich eine Bezugselektrode 12 etwa in Form eines Silberdrahtes mit einer AgCl-Beschichtung. In die Wendung des Rohrs 10 ist eine zylindrische Bohrung 13 gebohrt, in die ein Stopfen 14 aus kalt fliessendem Material wie dicht gesintertem Polytetrafluoräthylen eingesetzt ist.
Die Bohrung 13 weist vzrzugsweise eine rauhe Innenfläche auf und ist mit einer nach außen gerichteten Einsenkung 15 versehen. Der eingepaßte Stopfen 14 ragt innenseitig über die Bohrung 13 hinaus. Aufgrund des Quellens des Stopfematerials nimmt der Stopfen 14 dann die Farm eines an den Enden gestauchten Zylinders an, wodurch seine mechanische Verankerung in der Wandung des Rohrs lo erhöht wird. Zwischen der zylindrischen Außenfläche des Stopfens 14 und der Wandung der Bohrung 13 bildet sich aufgrund des Kaltfließens des Stopfenmaterials dann eine gut definierte Leckage zur Ausbildung der Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Elektrolyten im Inneraum 11 und dem Meßgut im Außenraum aus, obwohl der Stopfen 14 fest in die Bohrung 13 eingepaßt wurde. Das Quellen des Stopfenmaterials beeinträchtigt diese Leckage nicht. Die Leckage ist außerdem, wie erwünscht, sehr gering, so daß nur eine sehr geringe Diffusion Uber die Flüssigkeitsverbindung stattfinden kann.
Die Herstellung ist denkbar einfach, trotzdem die mechanische Verbindung des Stopfens 14 genügend groß, um sowohl Drücke aufnehmen zu können, als auch mechanische Reinigungen mittels Ultraschall zu ermöglichen. Die Reproduzierbarkeit derartiger Flüssigkeitsverbindungen hat sich als außerordentlich gut herausgestellt.
Der Stopfen 14 ist vorzugsweise konisch ausgebildet, wodurch sein Einsetzen und Verankern erleichtert wird. Er kann auch leicht unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs entfernt und ersetzt wenden. Wenn der Stopfen 14 daher aus irgendwelchen Gründen funktionsuntüchtig geworden sein sollte, läßt sich eine damit versehene Kombinations-pH-Elektrode o.dgl. ohne weiteres schnell wieder instandsetzen.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2 ist das Ende eines Rohrs 10 eines Stromschlüssels mit Innengewinde 16 versehen und der Stopfen 14 in dieses Ende eingepaßt. Eine äußere Schulter 14a stützt sich am stirnseitigen Ende des rohrs 1o ab. Aufgrund des Kaltfließens des Stopfenmaterials ergibt sich eine definierte Leckage entlang des Gewindes 16 und zwischen der Schulter 14a und dem stirnseitigen Ende des Rohrs lo.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist das Ende eines Rohrs 10 eines Stm mschlüssels innen mit einer nach außen gerichteten konischen Erweiterung 17 versehen, benachbart zu der eine Nut 18 in Form einer Eindrehung o.dql. an der Innenseite des Rohrs lo angebracht ist. Der eingesetzte Stopfen 14 führt aufgrund des Kaltfließens zu einer Leckage entlang der Innenwand und dem stirnseitigen Ende des Rchrs 10, während die Nut 18, in die sich der Stopfen 14 ausdehnt, wie bei der Ausführungsform der Fig. 2 das Innern gewinde 16 zur Verankerung des Stopfens 14 dient.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der Stopfen 14 im Innenraum 11 durch einen Ring 19 etwa aus dem gleichen Material wie der Stopfen 14 selbst geführt, wobei der Stopfen 14 am freien Ende konisch erweitert ist und sich dort an einer entsprechenden Gegenfläche des Rings 19 abstützt und so druckknopfartig gehalten wird. Auch hier ergibt sich eine definierte Leckage aufgrund der Kaltfließeigenschaften des Stopfenmaterials.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Stromschlüssel in Form einer Flüssigkeitsverbindung, insbesondere für eine Bezugselektrode, etwa zur Messung der Ionenkonzentration einer Lösung, mit einer Wandung, in der eine öffnung mit einen darin befindlichen Einsatz angeordnet ist, der eine Kapillarleckage zwischen dem Innenraum des Stromschlüssels und dem Measut ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (14) aus einem Stopfen aus kalt fließendem Material besteht, der in die öffnung (13) eingepaßt ist.
2. Stromschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14) aus einem Fluorkohlenwasserstoffkunststoff besteht.
3. Stromschlüssel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14) aus dicht gesinterten Polytetrafluoräthylen besteht.
4. Stromschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,- dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (13) eine Bohrung ist.
5. Stromschlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (13) eine rauhe Cberfläche aufweist.
6. Stranschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14) var der Einfügung in die Öffnung (13) kanisch ist.
7. Stranschlüssel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (13) eine nach außen gerichtete Einsenkung (15) aufweist.
8. Stranschlüssel nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14) im eingefügten Zustand die Form eines an den Enden gestauchten Zylinders aufweist.
9. Stromschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ein an einem Ende mit einem Innengewinde (16) versehenes Rohr (1o) aufweist, in das der Stopfen (14) eingesetzt ist.
lo. Stromschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Rohr (10) aufweist, das an einem Ende innenseitig konisch nach außen erweitert ist und eine Nut (18) benachbart zur konischen Erweiterung (17) aufweist, wobei der Stopfen (14) in dieses Ende eingesetzt ist.
11. Stromschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14) im Innenraum (11) des Stromschlüssels drucknfartig gehaltert ist.