DE666997C

DE666997C - Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes und der Zusammensetzung nach Korngroessen von in Fluessigkeiten oder Gasen schwebend enthaltenen Korngemischen

Info

Publication number: DE666997C
Application number: DEE47077D
Authority: DE
Original assignee: BERNHARD ESTERER DIPL ING
Current assignee: BERNHARD ESTERER DIPL ING
Priority date: 1935-06-18
Filing date: 1935-06-18
Publication date: 1938-11-02

Description

Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes und der Zusammensetzung nach Korngrößen von in Flüssigkeiten oder Gasen schwebend enthaltenen. Korngemischen Es sind bereits Verfahren bekannt, bei welchen zur Bestimmung des in einer Flüssigkeit oder einem Gas enthaltenen Schwebestoffes die Lichtabsorption gemessen wird, die ein Lichtstrahl von bestimmter Stärke bei seinem Durchgang durch die Flüssigkeit oder das Gas erfährt. Dieses Verfahren ist aber nur dann ausführbar, wenn die Zusammensetzung des Schwebestoffes nach Korngrößen unverändert ständig die gleiche bleibt, also nur die Menge des Schwebestoffes sich ändert, und wenn die Meßeinrichtung vorher mit Flüssigkeit oder Gas von bekanntem Gehalt dieses Schwebestoffes geeicht wurde. Da die Lichtabsorption eines derartigen Gemisches von Flüssigkeit oder Gas und Schwebestoff nicht nur vom Schwebestoffgehalt, sondern ebensosehr auch von der Koi-ngrößenzusammensetzung des Schwebestoffes abhängt, ist diese bekannte Art der Schwebestoffmessung bei Änderung der Korngrößenzusammensetzung des Schwebestoffes gegenüber dein zur Eichung verwendeten Schwebestoff nicht mehr verwendbar.
Erfindungsgemäß werden die Nachteile dieses Verfahrens dadurch beseitigt, daß die Lichtabsorption zunächst während des Durchflusses des Gemisches durch ein überlaufgefäß und dann nach Abstellen des Zulaufes während des Sedimentationsvorganges in diesem Gefäß in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird. Aus dieser Messung ist sowohl die Korngrößenzusammensetzung des Schwebestoffes feststellbar als auch der Schwebestoffgehalt, und zwar letzterer dann, wenn vorher eine Eichung der Meßeinrichtung mit Schwebestoff der gleichen Art, wenn auch von anderer Korngrößenzusammensetzung, vorausgegangen ist.
An sich ist die Messung der Lichtdurchlässigkeit zur Registrierung der Senkungsgeschwindigkeit suspendierter Teilchen schon in der Form bekannt, daß man den Trennungsstrich zwischen klarer und trüber Lösung auf bewegtes lichtempfindliches Material kopierte, derart, daß auf letzterem die Senkungskurve abgebildet wurde. Dies bekannteVerfahren setzt eine einheitlicheKorngröße der suspendierten Teilchen voraus.
Fig. z der Zeichnung zeigt schematisch eine geeignete Meßeinrichtung für die Ermittlung des in einer Flüssigkeit oder in einem Gas befindlichen Schwebestoffes und seiner Korngrößenzusammensetzung. Die von der Glühlampe c, deren Lichtstärke regulierbar ist, ausgesandten Lichtstrahlen gehen über den Kondensor f und die Blende b durch das mit parallelen Glasfenstern versehene Überlaufgefäß a von konstantem Querschnitt, durch welches die zu untersuchende, schwebestoffführende Flüssigkeit in gleichmäßiger Mischung von unten nach oben durchgeleitet' wird. Nach dem Durchgang durch das Gefäß wird der Lichtstrahl über die weitere Blende b und die Zerstreuungslinse g auf eine Photozelle n geworfen, deren j'e nach der Lichtstärke wechselnder photoelektrischer Strom an einem Galvanometer k abgelesen wird.
Jede Messung beginnt mit der Feststellu

des Galvanometerausschlages bei Durch,

der schwebestofführenden Flüssigkeit dti'^@

das überlaufgefäß. Anschließend wird rr ,,

Unterbrechen des Zulaufes die Sedimen

tionskurve, d. h. die Zunahme des Ausschlages in Abhängigkeit von der Sedimentationszeit, festgestellt. Es bist wesentlich, den kleinsten Galvanometerausschlag, d. h. die Lichtintensität des durch die gleichmäßige Mischung von Flüssigkeit und Schwebestoff hindurchgetretenen Lichtstrahles ihrer Größe nach, genau zu erhalten. Ebenso wichtig ist es, den Zeitpunkt der Abstellung des Zuflusses genau erfassen zu können. Im vorliegenden Falle können beide Größen, d, h. kleinster Ausschlag und Beginn der Absinkzeit, dadurch ganz besonders einfach und zuverlässig erhalten werder% daß die Messung des kleinsten Ausschlages noch bei Durchfluß stattfindet und die Absinkzeit vom Augenblick der Abstellung des Durchflusses ab gerechnet wird. Die Voraussetzung für jede derartige Messung ist, daß sie bei vollständig gleichmäßig durchmischter Suspension beginnt. In dem verhältnismäßig engen und langen Durchflußgefäß könnte eine gleichmäßige Durchmischung vom Einfüllen der Flüssigkeit bis zum Beginn der Messung, also ohne Ausführung eines Durchflusses, nicht aufrechterhalten werden, da sofort nach dem Einfüllen die Sedimentation einsetzt. Auch durch Schütteln oder Rühren u. dgl. wären keine für die Ausführung derartiger Messungen geeigneten Vorbedingungen zu erzielen. Bei Durchfluß aber kann die Durchmischung außerhalb des Durchflußgefäßes etwa in einem mittels Schlauch angeschlossenen Zuflußbehälter in zweckmäßiger Weise vorgenommen werden, so daß das Überlaufgefäß nur von gleichmäßig durchmischter Suspension durchflossen wird.
Fig.2 zeigt das zeichnerische Verfahren zur Ermittlung des dem Schwebestoffgemisch gleichwertigen mittleren 'Korndurchmessers dg. Kurve I ist die Sedimentationskurve, bei der der Logarithmus des Galv anometerausschlages (log a) abhängig von der Zeit nach dem Unterbrechen der Zuströmung zum Durchflußgefäß dargestellt ist. Da einem bestimmten Korndurchmesser immer die gleiche Fallzeit vom oberen Rand des Durchflußgefäßes bis zum Lichtstrahl entspricht (bei unveränderter Fallhöhe), so kann die Kurve I ohne weiteres in die Kurve II umgezeichnet werden, in welcher die Korndurchmesser abhängig vom Ausschlag log a des Galvanometers angegeben sind. Die mittlere Höhe der Fläche, die von der Kurve II, der Achse des Ausschlages und der Ordinate des größten Durchmessers eingeschlossen ist, gibt .den gleichwertigen mittleren Korndurchmesser d,. an. Aus dem während des Durchiusses ermittelten kleinsten Galvanometerausschlag und dem mittleren Korndurchmesser ist durch Vergleich mit einer einmalig festgelegten Eichkurve der Schwebestoffgehalt ermittelbar, und. zwar gemäß Fig. 3.
Die Gerade L stellt die Eichgerade dar, die mit Schwebestoff von mittlerem gleichwertigem Korndurchmesser dgl bestimmt wurde. Es ist dabei abhängig vom Logarithmus des Galvanometerausschlages der zugehörige, bekannte Schwebestoffgehalt k aufgetragen. Für den zu untersuchenden Schwebestoff von unbekannter Kornzusammensetzung wird als mittlerer gleichwertiger Korndurchmesser d"= ermittelt und der Anfangsausschlag während des Durchflusses durch das Meßgefäß a2. Auf einer beliebigen Ordinate kann im Schnittpunkt mit der Eichgeraden l der gleichwertige mittlere Durchmesser d" angenommen und dadurch eine gleichmäßige Maßstabskala für die mittleren gleichwertigen Durchmesser auf dieser Ordinate festgelegt werden. Durch den Punkt d12 dieser Maßstabskala kommt die Gerade 2 für das zu untersuchende Schwebestoffgemisch zu liegen. Diese Gerade ergibt für den gemessenen Galv anometerausschlag a2 den gesuchten Schwebestoffgehalt k2.
Die Ermittlung der Kornzusammensetzung des Schwebestoffes in Form der allgemein üblichen Mischungslinie ist in Fig.2 dargestellt. Der Gang der Ermittlung ist folgender z. Auftragen der durch Beobachtung gewonnenen Sedimentationskurve t = fi (log a) = Kurve I der Fig. 2, 2. Umzeichnen dieser Kurve in d = f, (log a) = Kurve II der Fig. 2, 3. Ab--chnittweises Planimetrieren der unterhalb der Kurve II gelegenen Fläche und Auftragen der Werte d (log a) . d --- k . konst. - f 3 (log a) = Kurve III der Fig. 2, q. Auftragen der Siebcharakteristik

k - f4 (d) - Kurve IV der Fig. 2.

ki

Hierin iht k1 der größte Wert des Schwebe-.stoffgehaltes, der beim kleinsten Galvanometerausschlag auftritt.
Durch Änderung der Fallhöhe 1a (Fig. z), die entweder durch senkrechte Verschiebung des Überlaufgefäßes gegenüber dem hindurchgesandten Lichtbündel oder umgekehrt in einfacher Weise erzielbar ist, läßt sich die Fallzeit dem zu untersuchenden Schwebestoff anpassen. Von der Fallhöhe der Teilchen, also von der Einstellung der Höhe lz, hängt die Zeit ab, die für die Messung benötigt wird. Bei Vorhandensein sehr feiner Teilchen in dem suspendierten Korngemisch würde deshalb bei angewendeter großer Fallhöhe h. eine sehr lange Meßzeit entstehen. Es ist deshalb vorteilhaft, in diesem Falle die Flüssigkeitshöhe h kleiner zu wählen, weil dadurch eine außerordentliche Ersparnis an Zeit bei der Ausführung der Messung erzielt werden kann. Umgekehrt wird man bei Untersuchung gröberer Schwebestoffe die Fallhöhe h entsprechend größer wählen. Die gemäß der Erfindung ausgeführte Untersuchung der Zusammensetzung von Korngemischen ist eine sog. Schlämmanalyse, deren Vorteil gegenüber anderen Verfahren in der raschen Ausführbarkeit und in der einfachen Handhabung der Meßeinrichtung besteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: .`a xr. Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes und der Zusammensetzung nach 'Korngrößen von in Flüssigkeiten oder Gasen schwebend enthaltenen Korngemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchlässigkeit des Gemisches zunächst während des Durchflusses durch ein Überlaufgefäß und dann nach'Abstellen des Zulaufes während des Sedimentationsvorganges in diesem Gefäß in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird. z. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß derDurchfluß und das Absitzen des Schwebestoffes in einem Überlaufgefäß erfolgt, bei welchem der Abstand des überlaufrandes von dem hindurchgeschicktenLichtbündel beliebig einstellbar ist.