DE666996C

DE666996C - Method and device for determining the fineness of substances that can be suspended in liquids

Info

Publication number: DE666996C
Application number: DEB173121D
Authority: DE
Original assignee: SOREN BERG DIPL ING
Current assignee: SOREN BERG DIPL ING
Priority date: 1935-02-25
Filing date: 1936-02-25
Publication date: 1938-11-02

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Feinheit von in Flüssigkeiten aufschlämmbaren Stoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Feinheit von Stoffen, die sich in Flüssigkeiten aufschlämmen lassen. Derartige Untersuchungen pflegt man in der Weise vorzubereiten, daß der zu untersuchende Stoff in einer Flüssigkeit, in der Regel Wasser, aufgeschlämmt und darauf erst einige Zeit stehengel,ass:en wird, bevor mit den eigentlichen Messungen begonnen wird.Method and device for determining the fineness of liquids Suspendable Materials The invention relates to a method of determination the fineness of substances that can be suspended in liquids. Such Investigations are usually prepared in such a way that the substance to be investigated slurried in a liquid, usually water, and then only a few There is no time to eat before the actual measurements begin.

Bisher erfolgten solche Messungen zur Bestimmung der Feinheit der Stoffe gewöhnlich in der Weise, daß man entweder mittels einer Pipette einen gewissen Raumgehalt der Aufschlämmung aussaugte und dann den. Gehalt dieser abgezogenen Menge an aufgeschlämmten Stoffen, z. B. durch Eindampfen und Wiegen, bestimmte, oder aber es wurde ein Aräometer verwandt, an dessen Stiel das spez. Gewicht der Aufschlämmung abgelesen und die Konzentration somit errechnet werden konnte.So far, such measurements have been made to determine the fineness of the Substances usually in such a way that one either with a pipette a certain Sucked out bulk content of the slurry and then the. Content of this deducted amount on slurried substances, e.g. B. by evaporation and weighing, certain, or else a hydrometer was used with the spec. Weight of the slurry read off and the concentration could thus be calculated.

Während das Pipettenverfahren sehr zuverlässig, jedoch umständlich ist, -haften dem Aräometerverfahren verschiedene Mängel an, die teils von dem zwischen Stiel und Flüssigkeit stattfindenden Anhaften, teils von der Ausfällung von Teilchen des aufgeschlämmten Stoffes auf das Aräometer und schließlich von der erheblichen Ausdehnung des letzteren in` senkrechter Richtung herrühren.While the pipette procedure is very reliable, but cumbersome The hydrometer method has various defects, some of which differ from that between Stick and liquid take place, partly from the precipitation of particles of the suspended matter on the hydrometer and finally on the considerable Extension of the latter in the vertical direction.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen, und besteht darin, daß man die Tiefe; in welcher die Aufschlämmung ein bestimmtes spez. Gewicht angenommen hat, durch Messung der Tiefe bestimmt, in welcher ein Körper (Tauchwaage) des betreffenden spei. Gewichts sich, unter die Flüssigkeitsoberfläche eingetaucht, von selbst in der Aufschlämmung einstellt. Der als stiellose Tauchwaage ausgeführte Meßkörper besitzt ein spez. Gewicht, das größer als das der Aufschlämmflüssigkeit und kleiner als das der homogenen Aufschlämmung ist. Vorteilhaft enthält die Tauchwaage in an sich bei Aräometern bekannter Weise magnetischen oder magnetisierbaren Stoff, um sie mittels eines magnetischen Pols von außen bewegen zu können.. Die Tauchwaage wird dabei vorteilhaft in an sich bekannter Weise als ein Drehkörper ausgebildet, dessen Masse derart verteilt ist, daß die Tauchwaage, in eine Aufschlämmung eingetaucht und in Ruhe, sich mit senkrechter Achse einstellt.The invention aims to obviate these drawbacks and exists in being the depth; in which the slurry has a certain spec. weight has assumed, determined by measuring the depth at which a body (diving balance) of the relevant spei. Weight, submerged under the surface of the liquid, sets by itself in the slurry. The one designed as a handle-less immersion scale Measuring body has a spec. Weight greater than that of the slurry liquid and smaller than that of the homogeneous slurry. The immersion balance advantageously contains in a manner known per se in hydrometers, magnetic or magnetizable material, in order to be able to move them from the outside by means of a magnetic pole .. The immersion scale is advantageously designed in a manner known per se as a rotating body, the mass of which is distributed in such a way that the immersion balance is immersed in a slurry and at rest, adjusts itself with a vertical axis.

Zur Untersuchung eines Stoffes ist eine Serie von Tauchwaagen verschiedenen spez. Gewichts erforderlich.A series of diving scales is different for examining a substance spec. Weight required.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geht man in der Weise vor, daß man nach Verlauf einer gewissen Zeit eine Tauchwaage gerade unter die Oberfläche der Aufschlämmung, und zwar .in der Nähe der Behälterwand, um sie beobachten zu können, eintaucht und sie dann losläßt. Sie bewegt sich alsdann langsam in die Aufschlämmung hinab, und zwar, wenn sie das Niveau .erreicht hat, wo das Gewicht der ver- drängten Aufschlämmung ihrem Eigengew@ct gleich ist (gegebenenfalls nach einigen Sch` _ i gungen), mit einer Geschwindigkeit abwd s".` die der mittleren Sinkgeschwindigkeit er größten Körner im Niveau gleich ist.When carrying out the method according to the invention, the procedure is that, after a certain time, a diving balance is dipped just below the surface of the slurry, specifically .in the vicinity of the container wall, in order to be able to observe it, and then immersed it lets go. It then moves slowly down into the slurry when it has reached the level where the weight of the urged slurry to their own weight is the same (if necessary after a few Sch` _ i gungen), with a speed down s ".` that of the mean rate of descent he largest grains in the same level.

Hat sich die Tauchwaage ihrer Gleichgewichtstellung aperiodisch genähert, so bedeutet dies, daß kein Stoff sich auf die Tauchwaage hat ausfällen können, da letztere im Gleichwicht sich durch die Aufschlämmung mit einer Geschwindigkeit hinabbewegen muß; die größer ist als die Geschwindigkeit von Teilchen oberhalb des geometrischen Schwerpunktes der Tauchwaage. In der Tat fallen verschiedene Teilchen, beispielsweise solche, die spitz oder flach sind, zu verschiedenen Zeiten mit stark schwankenden Geschwindigkeiten, und es wird daher eine Ausfällung von Teilchen stattfinden können, deren Geschwindigkeit in gewissen Augenblicken größer ist als die Mittelgeschwindigkeit der größten Körner; die Ausfällung auf die Tauchwaage ist jedoch weit geringer als die Ausfällung auf eine Schwimmwaage (Aräometer), die infolge des über die Flüssigkeitsoberfläche hinaufragenden Teils an ihr Niveau gebunden ist. Die Erkenntnis dieser besonderen Verhältnisse stellt die Grundlage der Erfindung dar und war die Veranlassung zur Dürchprüfung des Verfahrens.If the diving balance has approached its equilibrium position aperiodically, so this means that no substance has been able to precipitate on the diving balance because the latter in equilibrium moving down through the slurry at one rate got to; which is greater than the speed of particles above the geometric Center of gravity of the diving balance. In fact, different particles fall, for example those that are pointed or flat, at different times with greatly fluctuating Velocities, and therefore a precipitation of particles will be able to take place, whose speed is greater than the average speed in certain moments of the largest grains; however, the precipitation on the diving balance is far less than the precipitation on a floating level (hydrometer), which as a result of the above the liquid surface rising part is bound to their level. Realizing this particular Relationships is the basis of the invention and was the cause for Review of the procedure.

Wenn die Tauchwaage in ihrer Gleichgewichtstellung in der .Aufschlämmung zur Ruhe gekommen ist, wird der Zeitpunkt aufgezeichnet und. die Tiefe unter der Oberfläche der Aufschlämmung gemessen. Sollte die Tauchwaage während der Abwärtsbewegung die Neigung zeigen, von der Behälterwand wegzugleiten, so wird sie, wie oben erwähnt, durch einen Magneten zurückgehalten, und nach beendigter Beobachtung wird sie mittels dies Magneten an die Oberfläche heraufgezogen. Wird diese Maßnahme mit der erforderlichen Vorsicht ausgeführt, so hat sie keine merkbaren Änderungen der Niederschlags- oder Konzentrationsverhältnisse zur Folge.When the immersion balance is in its equilibrium position in the slurry has come to rest, the time is recorded and. the depth under the Measured surface of the slurry. Should the diving scale during the downward movement show the tendency to slide away from the container wall, it will, as mentioned above, held back by a magnet, and when the observation is over it is held back by means of this attracted magnets to the surface. Will this measure with the required Carefully executed so it has no noticeable changes in precipitation or Concentration relationships result.

Eine Beobachtung ergibt zusammengehörige Werte der Tiefe,- der Zeit und des spei. Gewichts. Aus dem spez. Gewicht ergibt sich die Konzentration ek als Prozent der Konzentration der ursprünglichen homogenen Aufschlämmung, wobei wo p das gemessene spez. Gewicht ist und po und pof das spei. Gewicht der homogenen Aufschlämmung bzw. des Aufschlämmittels sind. Mittels der beobachteten Tiefe und Zeit-Bestimmung läßt sich die Kantenlänge von Würfeln, deren Rauminhalt dem Rauminhalt größten Teilchen im Niveau gleich ist, auf tnd des Stokeschen Gesetzes bestimmen, wobei wo h die Kantenlänge in ,u gemessen, i die Viscosität :der Aufschlämmung, lt die Tiefe in Zentimeter, Oh und 9f das spez. Gewicht von Teilchen bzw. Flüssigkeit und t die Dauer des Stehenlassens in Minuten ist. Nach derDurchführung einer Reihe von Messungen kann man die Feinheitschärakteristik zeichnen, welche die Kurve ist, durch welche der Teil der Stoffmenge, der von kleinerer Korngröße ist als eine willkürlich gewählte Korngröße k, als Funktion von h dargestellt wird.An observation results in related values of depth, time and spei. Weight. From the spec. Weight gives the concentration ek as a percentage of the concentration of the original homogeneous slurry, where where p is the measured spec. Weight is and po and pof the spei. Weight of the homogeneous slurry or slurry agent. By means of the observed depth and time determination, the edge length of cubes, the volume of which is equal to the volume of the largest particles in the level, can be determined on the basis of Stoke's law, where where h is the edge length measured in, u, i the viscosity: of the slurry, lt the depth in centimeters, Oh and 9f the spec. Weight of particles or liquid and t is the standing time in minutes. After a series of measurements has been carried out, one can draw the fineness characteristic, which is the curve by which the part of the amount of substance which is of a smaller grain size than an arbitrarily chosen grain size k is represented as a function of h.

Für die Versuche kann, wie bereits angedeutet, eine geeignete Serie von Tauchwaagen, beispielsweise aus Glas (wegen der thermischen Nachwirkung gegebenenfalls aus Thermometerglas), mit darin enthaltenem Eisen als magnetisierbarem Material und mit Ballast aus Quecksilber oder Schrot zur Anwendung gelangen, wobei die Masse derart verteilt ist, daß die Tauchwaagen, in eine Aufschlämmung eingetaucht, sich mit senkrechter Achse einstellen. Die Mitte der Tauchwaagen kann im Hinblick auf die Tiefenmessung durch eine rundlaufende Linie gezeichnet sein, oder das Zeichnen der Mitte der Tauchwaagen kann beispielsweise mittels des eingelegten magnetisierbaren Materials erfolgen.As already indicated, a suitable series can be used for the experiments of immersion scales, for example made of glass (possibly due to the thermal aftereffect made of thermometer glass), with iron contained therein as a magnetizable material and with ballast of mercury or shot used, the mass is distributed in such a way that the scales, immersed in a slurry, move Adjust with a vertical axis. The center of the scales can be with regard to the depth measurement can be drawn by a circular line, or the drawing the center of the diving scales can, for example, be magnetized by means of the inserted Material.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Tauchwaage ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Schnitt durch die Tauchwaage und Abb: 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie II-II in Abb. r.An embodiment of such a diving balance is shown in the drawing illustrates, namely Fig. i shows a vertical section through the immersion balance and Fig: 2 shows a horizontal section along the line II-II in Fig. r.

r ist ein- geschlossener, als ein schlanker Drehkörper geformter Hohlkörper aus Glas, 2 eine zentral angeordnete Eisenplatte , 3 ein axial angeordneter Stift, der diese Platte trägt und selbst unten mittels Schellacks o. dgl. in der unteren Spitze des Glaskörpers i befestigt ist. 4 ist eine als Ballast dienende Quecksilberfüllung.r is a more enclosed hollow body shaped as a slender rotating body made of glass, 2 a centrally arranged iron plate, 3 an axially arranged pin, who carries this plate and even below by means of shellac o. The like. In the lower Tip of the vitreous i is attached. 4 is a ballast filled with mercury.

Es ist in der Regel erforderlich, nach jeder Messung die Temperatur zu bestimmen und wegen des Einflusses derselben auf das spez. Gewicht Berichtigungen vorzunehmen: Die Berechnungen werden erleichtert, wenn als anfängliches spei. Gewicht das spez. Gewicht des Aufschlämmittels + o,oi gewählt wird, und man kann, falls das Aufschlämmmittel Wasser ist, z. B. neun Tauchwaagen der folgenden spez. Gewichte haben: i,ooi, 1,002, 1,003, 1,00,a.... 1,009.It is usually necessary to check the temperature after each measurement to be determined and because of the influence of the same on the spec. Weight adjustments to make: The calculations are made easier if as an initial save. weight the spec. Weight of slurry + o, oi is chosen, and one can, if the slurry Water is e.g. B. nine diving scales of the following spec. Weights have: i, ooi, 1.002, 1.003, 1.00, a .... 1.009.

Um die Tiefenmessung zuverlässig zu machen, bestimmt man vorteilhaft groben Körnern in großer Tiefe und feinen Körnern. in geringer Tiefe entsprechende Punkte. Dies' läßt sich nämlich hier machen, ohne die Ge-` nauigkeit der Tiefenmessung zu verringern, weil die Neigung zur Ausfällung feiner Körner auf die Tauchwaage unter diesen Verhältnissen gering ist. Der Meßbereich bei Niederschlagen durch Gravitation reicht von etwa 0,o5 ,u bis etwa 30,u für in Wasser aufgeschlämmte 'Stoffe mit dem spez. Gewicht von etwa 2,5, und das Verfahren eignet sich besonders zur Untersuchung von Stoffen innerhalb des Korngrößenbereichs 0,o5 ,u bis 5 ,u, wobei hier als Ablagerungsgefäß eine gewöhnliche Flasche mit weitem Hals zur Anwendung gelangen kann, die etwa zu 2/3 mit der Aufschlämmung gefüllt wird. Es hat sich nämlich ergeben, daß derartige Flaschen unter diesen Verhältnissen mit genügender Annäherung zylinderförmig sind. Als Tauchwaagen können kugelförmige Körper mit einem Durchmesser bis unter 5 mm Anwendung finden.In order to make the depth measurement reliable, it is advantageous to determine coarse grains in great depth and fine grains. corresponding at shallow depths Points. This can be done here without the accuracy of the depth measurement to reduce because of the tendency for fine grains to precipitate on the immersion balance is low under these conditions. The measuring range for precipitation by gravity ranges from about 0, o5, u to about 30, u for substances suspended in water with the spec. Weight of about 2.5, and the procedure is particularly suitable for investigation of substances within the grain size range 0, o5, u to 5, u, here being used as a deposition vessel an ordinary bottle with a wide neck can be used, which is about 2/3 is filled with the slurry. It has been found that such Bottles under these conditions are cylindrical with sufficient approximation. Spherical bodies with a diameter of less than 5 mm can be used as diving scales Find application.

Innerhalb einer Serie von Tauchwaagen mag es zweckmäßig sein, den Raumgehalt der Tauchwaagen in der gleichen Reihenfolge wie das spei. Gewicht abnehmen zu lassen.Within a series of diving scales, it may be useful to use the Volume of the scales in the same order as the spei. lose weight allow.

Einer der Vorteile des Verfahrens besteht darin, daß es bei der Wahl der Beobachtungszeiten sehr große Freiheit läßt. Seine hauptsächlichsten Vorteile bestehen im übrigen darin, daß Eindampfungen und Wiegungen vermieden und die wesentlichsten Fehlerquellen des Aräometerverfahrens gleichzeitig beseitigt werden.One of the advantages of the process is that there is a choice the observation time leaves a great deal of freedom. Its main advantages consist in the fact that evaporation and weighing are avoided and the most essential Sources of error in the hydrometer process are eliminated at the same time.

Schließlich sei bemerkt, daß die Ablagerung, wenn es sich um eine Untersuchung von Stoffen großer Feinheit handelt, zweckmäßig unter Einwirkung der Schleuderkraft in Gefäßen geeigneter Form erfolgen kann. Auf Grund derartiger Messungen ist es möglich, die Feinheitscharakteristik zu ermitteln und weit feinere Stoffe als bei gewöhnlichen Niederschlägen zu untersuchen.Finally, it should be noted that the deposit, if it is a Examination of substances of great fineness, expediently under the influence of Centrifugal force can take place in vessels of suitable form. Based on such measurements it is possible to determine the fineness characteristics and much finer substances than to investigate during normal rainfall.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for determining the fineness of in liquids slurries, according to which a slurry of the substance, its fineness is to be examined, left to stand for a certain period of time or centrifuged, whereupon associated values of depth and slurry concentration are determined are characterized in that one determines the depth at which the slurry a certain spec. Weight assumed, determined by measuring the depth in which is a body (diving balance) of the relevant spec. Weight yourself, under the Submerged in the liquid surface, adjusts itself in the slurry.

2. Handle-less immersion scale for determining the grain fineness of slurries in liquids Substances according to claim i, characterized in that the spec. Weight of the diving balance larger than that of the slurry liquid and smaller than that of the homogeneous slurry is and that the diving balance contains magnetic or magnetizable material to to be able to move them from the outside by means of a magnetic field.

3. Sessile Immersion balance according to Claim 2, characterized in that it is designed as a rotating body is, the mass of which is distributed so that the immersion balance, in a slurry immersed and at rest, adjusting itself with a vertical axis.