DE645431C - Absatzweise arbeitende, selbsttaetige Untersuchungs- und Anzeigevorrichtung fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine absatzweise arbeitende selbsttätige Untersuchungs- und Anzeigevorrichtung für Flüssigkeiten, bei der die Analyse durch Erzeugung farbiger Reaktionen erfolgt, insbesondere zur Anzeige von Zucker im Kondenswasser von Dampfkesseln in Zuckerfabriken, und bezweckt, die Arbeitsweise der Vorrichtung von der Entnahme der Probe bis zur Aufzeichnung des Untersuchungsergebnisses völlig selbsttätig zu gestalten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an einem durch Gewicht ausgeglichenen Waagebalken ein durch einen Heber selbst-

»5 tätig entleerbarer Analysierbehälter befestigt ist, der durch einen ihm vorgeschalteten Sammelbehälter durch Heberwirkung gefüllt wird, und daß am Waagebalken elektrische Kontakte angeordnet sind, welche nach Füllung des Analysierbehälters elektrische Stromkreise zur Betätigung der Ventile eines -oder mehrerer Reagienzieribeliälter schließen.

An sich sind selbsttätig arbeitende Vorrichtungen zum Analysieren oder Prüfen des chemischen Zustandes einer Flüssigkeit bekannt. Sofern diese sich ähnlicher Mittel wie die Erfindung bedienen, z. B. eines an einem Waagebalken kippbar befestigten Analysierbehälters nebst vorgeschaltetem Meßbehälter, beruhen sie j'edoch auf einem anderen Meßprinzip. Entweder wird durch Beimischung eines Normalreagenz eine elektrolytische Zustandsänderung hervorgerufen und deren Wert bestimmt oder die mechanische Wirkung des erzeugten Schaumes einer Flüssigkeit dazu benutzt, um die Organe des Meßsystems entsprechend zu beeinflussen.

Abgesehen von diesem grundsätzlichen Unterschied unterscheidet sich die Vorrichtung nach der Erfindung von den bekannten Geräten noch insofern, als sie in ihrer konstruktiven Ausführung viel einfacher und auch ihre Arbeitsweise bedeutend günstiger ist als die der bekannten Geräte.

So z. B. steuert gemäß der Erfindung die zu analysierende Flüssigkeit selbst mittels der an dem Waagebalken angeordneten Kontakte die Zufuhr der Reagenzien. Hierin liegt eine Eigentümlichkeit der Erfindung, die u. a. auch den sparsamsten Verbrauch der nicht immer billigen Reagenzien sichert. Sobald die zu analysierende Flüssigkeit aufhört zu laufen, wird das Arbeiten des Apparates an allen Stellen sicher unterbrochen.

Außerdem kann die Vorrichtung nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß der tropfenweise mit zu analysierender Flüssigkeit gefüllte Sammelbehälter wenigstens den dreifachen Rauminhalt des Analysierbehälters hat, um so den Analysierbehälter vor jeder Analyse gründlich reinigen zu lassen. Durch

diese Maßnahme bleibt jede Analyse durch irgendwelche etwa zurückbleibende Flüssigkeitsreste der vorhergehenden Analyse unbeeinflußt.

Weiter läßt es die Vorrichtung nach der Erfindung zu, daß der Zusatz der Reagenzien mit einer Verzögerung nach dem Reinigen und dem Probenehmen erfolgt, indem das Ausfließen der Reagenzien durch Änderung to der Länge und der Weite der Rohre geregelt wird. Auch kann eine Mischung oder Überlagerung der Reagenzien nach Belieben dadurch herbeigeführt werden, daß die Reagenzien entweder in die Mitte des Analysierbehälters oder entlang der Innenwand dieses Behälters eingeführt werden.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in Anwendung auf die Feststellung von Zucker ao in den Kondenswassern der Dampfkessel von Zuckerfabriken beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. ι einen schematischen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung, Fig. 2 eine schematische Darstellung des optischen Systems der Einrichtung, des photoelektrischen Systems und des Meldesystems, die im übrigen bekannt sind.

Die Einrichtung weist einen Kühler 1 auf mit einer Kühlschlange 2 aus Kupfer oder sonstigem geeigneten Werkstoff. Die Kühlschlange wird von kaltem Wasser oder einer sonstigen geeigneten Kühlflüssigkeit umspült. Die Kühlanlage 2 geht in eine Leitung 3 über, welche in einem mit dem Abfluß verbundenen Trichter 7 endigt. Von der Leitung 3 ist eine Rohrleitung 4 abgezweigt, welche einen Hahn 4' enthält. Die Rohr- = leitung 4 mündet in den Sammelbehälter 5 aus Glas oder sonstigem geeigneten Werkstoff, der mit einem Heber 6 versehen ist; der Heber 6 entleert in einen Behälter 8 (LTntersuchungsbehälter) aus Glas oder sonstigem geeigneten durchsichtigen Werkstoff. Dieser Behälter besitzt einen Rauminhalt, welcher ein Drittel des Rauminhaltes des Behälters 5 nicht überschreitet. Der Behälter 8 ist ebenfalls mit einem Heber 9 versehen, der in den Ausguß entleert. Der Analysierbehälter ist am Ende eines Armes eines Waagebalkens 10 befestigt, welcher mittels der Schneide 12 auf dem Lager 11 ruht. Der andere Arm 10' des Waagebalkens 10 trägt ein verschiebbares Gegengewicht 13 zum Ausgleich des Gewichtes des Behälters 8, solange dieser nicht bis zur Höhe des Knies a des Hebers 9 mit Flüssigkeit gefüllt ist. Das Ende des Armes 10' trägt in der Verlängerung seiner Längsachse eine platinierte Lamelle 14, die sich zwischen die beiden Kontaktschrauben 15, 15' mit platzierter Spitze bewegen kann; zum Stromanschluß dient eine Klemme 16. Das Lagern des Waagebalkens 10 trägt an seinen Enden je eine raube 17, 17'. Diese Schrauben dienen ^lj Anschläge für den Balken 10, um die plitude seiner Schwingbewegungen zu egrenzen und so die Berührung der Lamelle 14 mit den Kontakten 15, 15' zu regeln. Das Lagern ist an einem Ende mit einer Klemmschraube 16' versehen.

Oberhalb des Analysierbehälters 8 sind zwei Reagenzienbehälter 18, 19 aus Glas oder sonstigem geigneten Werkstoff angeordnet, welche sich mittels der Leitungen 20 und 21 in den Analysierbehälter 8 entleeren können. Die Leitung 20 weist einen Hahn 22 und die Leitung 21 einen Hahn 23 auf.

Jeder der Reagenzienbehälter 18, 19 ist mit einem Nadelventil 24 bzw. 25 versehen, deren Steuerstangen 26 bzw. 27 einen metallischen Kopf 28 bzw. 29 besitzen, welcher im Abstande von einigen Millimetern von Elektromagneten 30 und 31 endigt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich >5 4er Analysierbehälter 8 im Schnittpunkt der Strahlen des durch die Lichtquelle 32 erzeugten Lichtbündels. Diese Lichtquelle 32 ist im vorliegenden Falle eine gewöhnliche Glühbirne. Man kann jedoch auch eine andere 9« geeignete Lichtquelle verwenden. Die von dieser Lichtquelle 32 ausgesandten Lichtstrahlen werden durch die Linse 33 gesammelt, welche zwecks ausreichender Verkürzung der Brennweite mindestens 20 Dioptrien besitzt.

Infolge dieser Ausbildung wird die Belichtung der photoelektrischen Zelle 34 durch die optischen Änderungen der im Behälter 8 enthaltenen Flüssigkeiten stark beeinflußt. too

Die photoelektrische Zelle 34 ist mit einer Dreielektrodenverstärkerröhre 35 vereinigt, welche nach Belieben ein nicht dargestelltes registrierendes Millivoltmeter oder anstatt dessen ein Relais 36 steuert, welches einen Kontakt 37 betätigt, der seinerseits den Stromkreis einer elektrischen Klingel 38 steuert.

Die Einrichtung wirkt in folgender Weise: Die zu untersuchende Flüssigkeit (im vor- 110, liegenden Falle das Kondenswasser der Zuckerfabrikdampfkessel) tritt durch die öffnung?) in die Kühlschlange2 des Kühlers ι ein. Diese durch das im Kühler 1 umlaufende Kühlmittel gekühlte Flüssigkeit fließt als dünner Strahl durch die Leitung 3 zum Trichter 7 oder wird gegebenenfalls in den Kreislauf zurückgeführt. Der etwas geöffnete Hahn 4' des Rohres 4 läßt die zu untersuchende Flüssigkeit tropfenweise in den »ao Probenbehälter 5 einfließen. Wenn dieser Behälter bis zur Höhe des Knies des He-

hers 6 gefüllt ist, so entleert er sich in den BehälterS. Sobald der Behälter 8 bis zur Höhe des Knickes α des Hebers 9 gefüllt ist, beginnt der Heber 9 zu arbeiten und entleert S die Flüssigkeit mit Ausnahme des die Wandungen des Behälters 8 benetzenden Teiles und der bei Arbeitsunterbrechung des Hebers 9 zurückfließenden Flüssigkeitsspuren in den Ausguß.

Während diese Füllung und Entleerung erfolgt, bewegen sich der Behälter 8 und mit ihm der Heber 9 abwärts unter Mitnahme des Balkens 10, welcher auf diese Weise den Kontakt 14, 15 herstellt und dadurch den elektrischen Stromkreis . schließt und die Elektromagnete 30 und 31 erregt. Die Magnete heben die Ventile 24 und 25 von ihren Sitzen ab, und die in den Behältern 18 vtnd 19 enthaltenen Reagenzien (im vorliegenden Falle Alphanaphthol und Schwefelsäure) können in den Analysenbehälter 8 fließen.

Die Hähne 22 und 23 ermöglichen es, die zuzuführende Menge an Reagens ein für allemal einzustellen.

Inzwischen hat sich der Behälter 8 entleert und der Kontakt 14, 15 und damit der elektrische Stromkreis geöffnet. Folglich haben sich die Ventile 24 und 25 geschlossen, wodurch die Zufuhr der Reagenzien unterbrochen wird. In den Leitungen 20 und 21 befindet sich jedoch noch Reagens, welches infolge seiner hohen Konzentration und der geringen Neigung der Leitungen 20 und 21 langsam am Ende der Untersuchung in den Behälter 8 fließt.

Das Gesamtgewicht der Reagenzien muß so bemessen sein, daß es den Waagebalken ι ο nicht in Bewegung versetzt, wenn sich die Reagenzien in den Behälter 8 entleert haben. Dies würde nämlich eine vorzeitige Schließung des Kontaktes 14, 15 zur Folge haben.

Wenn sich die Reagenzien und die zu untersuchenden Flüssigkeiten im Behälter 8 befinden, so erfolgt die Untersuchung oder die Anzeige. Wenn im vorliegenden Falle in den Kondenswassern der Kessel Zucker vorhanden ist, so nimmt die vorher farblose Flüssigkeit eine Färbung an, welche, je nach dem Zuckergehalt, von schwachem bis zu dunklem Violett, ja selbst bis zu ausgesprochenem Schwarz gehen kann.

Inzwischen füllt sich der Behälter 5, dessen Raumgehalt wenigstens das Dreifache des Behälters 8 beträgt, von neuem. Der Heber 6 beginnt wieder zu arbeiten, und der Inhalt des Behälters 5 entleert sich in den Behälter 8, der sich seinerseits zu entleeren beginnt. Hierdurch wird die erforderliche, energische und gründliche Ausspülung des Analysenbehälters 8 bewirkt, da das \^rolumen der im Behälter 5 enthaltenen Flüssigkeit, wie bereits oben gesagt wurde, wenigstens das Dreifache des Volumens des Behälters 8 beträgt.

Sodann beginnt der oben beschriebene Vorgang von neuem, wobei die Zahl der in einer bestimmten Zeit ausgeführten Untersuchungen durch die Füllgeschwindigkeit des Behälters 5 bestimmt wird, die ihrerseits durch stärkere oder schwächere Öffnung des Hahnes 4' geregelt werden kann.

Sobald (Fig. 2) die Stärke der Färbung der im Behälter 8 befindlichen Flüssigkeit sich geändert hat, ändert sich die Belichtung der durch die Lichtquelle 32 beeinflußten photoelektrischen Zelle 34. Es werden so in der Zelle 34 photoelektrische Ströme erzeugt, welche nach Verstärkung durch die Dreielektrodenröhre 35 das Relais 36 betätigen. Dieses betätigt seinerseits ein Meldesignal 38 (Glocke, Hupe o. dgl.) oder gegebenenfalls eine Schreibvorrichtung bekannter Bauart, beispielsweise ein registrierendes Millivoltmeter. Die Regelung des Widerstandes R gestattet, das Meldesignal oder die Schreibvorrichtung nur dann in Tätigkeit zu setzen, wenn eine bestimmte Intensität der Färbung erreicht ist.

Man erkennt aus der Beschreibung, daß durch die Erfindung eine neue Untersuchungsanzeigevorrichtung für Flüssigkeiten mit Meldung oder Aufzeichnung geschaffen ist, welche völlig selbsttätig arbeitet und keine Mitwirkung einer äußeren Kraft außer dem elektrischen Stromkreise zum Steuern der Ventile der Reagenzienbehälter benötigt.

Der Übersichtlichkeit der Beschreibung wegen ist die Erfindung in Anwendung auf einen Apparat zur Bestimmung von Zucker in dem Kondenswasser von Zuckerfabrikdampfkesseln beschrieben. Diese Anwendung ist jedoch nur beispielsweise zu verstehen. Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann vielmehr zur Analyse von Flüssigkeiten jeder Art verwendet werden, deren optische Eigenschaften (Färbung oder Trübung) bei Vorhandensein von geeigneten Reagenzien einer Änderung unterliegen können, welche proportional ist mit ihrem Gehalt an einem zu bestimmenden Stoff.

Schließlich kann die Einrichtung nach der Erfindung auch mit mehreren Anzeige- oder Schreibeinrichtungen versehen werden, damit das Untersuchungsergebnis an mehreren verschiedenen Stellen gleichzeitig angezeigt oder aufgezeichnet werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Absatzweise arbeitende, selbsttätige Untersuchungs- und Anzeigevorrichtung für Flüssigkeiten, bei der die Analyse

   durch Erzeugung farbiger Reaktionen erfolgt, insbesondere zur Anzeige von Zucker im Kondenswasser von Dampfkesseln in Zuckerfabriken, dadurch gekennzeichnet, daß an einem durch Gewicht ausgeglichenen Waagebalken (io) ein durch einen Heber selbsttätig entleerbarer Analysierbehälter (8) befestigt ist, der durch einen ihm vorgeschalteten Sammelbehälter (5) mittels Hebers gefüllt wird, und daß am Waagebalken (10) elektrische Kontakte angeordnet sind, welche nach Füllung des Analysierbehälters (8) elektrische Stromkreise zur Betätigung der Ventile eines oder mehrerer Reagenzienbehälter (18,19) schließen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der tfopfenweise mit zu analysierender Flüssigkeit gefüllte Sammelbehälter (5) zwecks gründlicher Reinigung des Analysierbehälters vor jeder Analyse wenigstens den dreifachen Rauminhalt des Analysierbehälters (8) hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen