DE102011054208B4 - Device for sucking off a partial flow from an aerosol main flow - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Absaugen eines Teilstroms aus einem Aerosol-Hauptstrom (2), umfassend ein Verteilergefäss (7), eine Zuleitung (3) und eine Ableitung, wobei das Verteilergefäss (7) zumindest eine Probenahmesonde (4) zum Absaugen des Teilstroms oder mehrere Probenahmesonden (4) zum Absaugen mehrerer Teilströme umfasst. dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zuleitung (3) und dem Verteilergefäss (7) eine Düse (1) angeordnet ist und die Düse (1) eine Scheibe mit einer Öffnung bildet, wobei der Düsendurchmesser kleiner als die Scheibendicke ist.Device for extracting a partial flow from an aerosol main flow (2), comprising a distributor vessel (7), a supply line (3) and an outlet line, the distributor vessel (7) having at least one sampling probe (4) for extracting the partial flow or a plurality of sampling probes ( 4) for sucking off several partial flows. characterized in that a nozzle (1) is arranged between the supply line (3) and the distributor vessel (7) and the nozzle (1) forms a disc with an opening, the nozzle diameter being smaller than the disc thickness.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absaugen eines Teilstroms aus einem Aerosol-Hauptstrom, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a device for sucking off a partial flow from an aerosol main flow, according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Ein Aerosolstrom weist im Allgemeinen keine einheitliche Konzentration und Partikelgrößenverteilung über seinen Querschnitt auf. In Randzonen tritt vielmehr typischerweise eine Verarmung an Partikeln auf. Dies kann durch Sedimentation auf den Rohrböden, aber auch durch Diffusion oder elektrische Kräfte unabhängig von der Richtung der Schwerebeschleunigung auf alle Innenflächen der Rohre erfolgen.An aerosol stream generally does not have a uniform concentration and particle size distribution across its cross-section. Rather, a depletion of particles typically occurs in edge zones. This can be caused by sedimentation on the tube sheets, but also by diffusion or electrical forces on all inner surfaces of the tubes, regardless of the direction of the gravitational acceleration.

Besonders bei laminarer Strömung können durch Sekundärströmungen randnahe Strömungszonen wieder zur Rohrmitte gelenkt werden und somit auch in der Rohrmitte Gebiete mit geringerer Konzentration und geänderter Partikelgrößenverteilung auftreten. In den Gebieten mit hoher Partikelkonzentration kann durch Koagulation eine Veränderung der Partikelgrößenverteilung eintreten.Particularly in the case of laminar flow, flow zones near the edges can be directed back to the center of the pipe by secondary flows, and thus areas with a lower concentration and changed particle size distribution can also occur in the center of the pipe. In the areas with a high particle concentration, a change in the particle size distribution can occur due to coagulation.

Selbst bei so genannter isokinetischer Probenahme, bei der mit einer Sonde ein Stromfaden des Aerosols mit der gleichen Strömungsgeschwindigkeit wie in der Umgebung der Sonde entnommen wird, ist nicht gewährleistet, dass dieser Stromfaden in Konzentration und Partikelgrößenverteilung für das gesamte Aerosol repräsentativ ist. Bei Entnahme von mehreren Teilströmen kann es auftreten, dass auch diese untereinander in Konzentration und Partikelgrößenverteilung nicht gleich sind.Even with so-called isokinetic sampling, in which a stream of the aerosol is sampled with a probe at the same flow rate as in the area surrounding the probe, there is no guarantee that this stream is representative of the entire aerosol in terms of concentration and particle size distribution. If several partial streams are removed, it can happen that these are not the same as each other in terms of concentration and particle size distribution.

Bei der US 7 410 063 B1 wird ein Verfahren und ein System zum Aussortieren von Partikelproben aus einem Luftstrom offenbart. Das entsprechende System umfasst einen Partikelscanner, einen Sortierer, der in pneumatischer Verbindung mit dem Partikelscanner steht und eine Kontrolleinheit für den Partikelscanner und den Sortierer. Der Partikelscanner bestimmt eine Charakteristik eines Partikels in dem Gasstrom. Die Kontrolleinheit klassifiziert den gescannten Partikel entsprechend der bestimmten Charakteristik des Partikels. Der Sortierer beinhaltet eine elektrisch gesteuerte Düse. Wird der Partikel klassifiziert als zu einer ersten Kategorie gehörend, so signalisiert die Kontrolleinheit der Düse, den Flugweg des Partikels zu verändern.In the U.S. 7,410,063 B1 a method and system for sorting out particle samples from an air flow is disclosed. The corresponding system comprises a particle scanner, a sorter which is in pneumatic connection with the particle scanner and a control unit for the particle scanner and the sorter. The particle scanner determines a characteristic of a particle in the gas flow. The control unit classifies the scanned particle according to the determined characteristic of the particle. The sorter includes an electrically controlled nozzle. If the particle is classified as belonging to a first category, the control unit signals the nozzle to change the particle's flight path.

Bei der US 2007 / 0 023 644 A1 handelt es sich um einen Druckflussreduzierer für eine Vorrichtung, die ein Aerosol fokussiert. Dabei soll ein eng fokussierter Partikelstrahl in ein Vakuum durch eine aerodynamisch fokussierte Linsenanordnung geschickt werden. Der entsprechende Druckflussreduzierer weist eine Einlassdüse auf zum Einstellen der Probenflussrate, einen druckflussreduzierten Bereich mit einem Entnehmer und Pumpanschlüsse zum Reduzieren des Drucks und Flusses, um ein Zusammenspiel mit niedrigem Druck, einer Niedrigfluss-, das Aerosol fokussierenden Vorrichtung zu erreichen, und eine Entspannkammer zum Verlangsamen oder Stoppen der Aerosolpartikel. Auf diese Art und Weise entkoppelt der Druckflussreduzierer den Druck von dem Fluss und ermöglicht Aerosolprobenentnahmen bei atmosphärischem Druck und einer Rate von höher als einem Liter pro Minute.US 2007/0 023 644 A1 relates to a pressure flow reducer for a device that focuses an aerosol. A narrowly focused particle beam is to be sent into a vacuum through an aerodynamically focused lens arrangement. The corresponding pressure flow reducer has an inlet nozzle for adjusting the sample flow rate, a pressure flow reduced area with a sampler and pumping ports for reducing the pressure and flow to achieve low pressure interaction, a low flow aerosol focusing device, and a depressurization chamber for deceleration or stopping the aerosol particles. In this way, the pressure flow reducer decouples pressure from flow and allows aerosol sampling at atmospheric pressure and at a rate greater than one liter per minute.

Aus der DE 600 055 18 T2 ist ein Teilchennachweissystem und eine damit verbundene Methoden bekannt. Derartige Systeme weisen ein Luftflusssystem auf, das einem genauen volumetrischen Luftfluss von Partikeln zu einem Partikelsensor liefert. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zum Steuern einer volumetrischen Flussrate für einen Teilchensensor in der Umgebungsatmosphäre, das folgende Schritte umfasst:

  • - Ziehen von Umgebungsluft in den Teilchensensor;
  • - Bestimmen des atmosphärischen Druckes; und
  • - Bestimmen einer Luftflussrate durch den Teilchensensor,
wobei die volumetrische Flussrate als Funktion der Luftflussrate und des atmosphärischen Drucks bestimmt wird.From the DE 600 055 18 T2 a particle detection system and associated methods are known. Such systems include an airflow system that provides an accurate volumetric airflow of particles to a particle sensor. This is a method for controlling a volumetric flow rate for a particle sensor in the ambient atmosphere, comprising the following steps:
  • - drawing ambient air into the particle sensor;
  • - Determining the atmospheric pressure; and
  • - determining an air flow rate through the particle sensor,
where the volumetric flow rate is determined as a function of air flow rate and atmospheric pressure.

Die US 3 901 798 A zeigt einen Aerosolprobenentnehmer, der in der Luft vorhandene Partikel konzentriert und klassifiziert. Dabei durchströmt der Luftstrom eine Vielzahl von Öffnungen, nach denen die Fraktionierung des Luftstromes erfolgt. Etwa 80% bis 90% des Luftstroms wird umgelenkt und gelangt durch weitere Öffnungen in eine Ringkammer 32. 10% bis 20% des Volumens passiert andere Öffnungen und gelangt in eine Sammelkammer. Dabei ist der Druckgradient zwischen den ersten Öffnungen 27 zu den anderen Öffnungen und der Ringkammer wesentlich, während der Druckgradient zwischen den ersten Öffnungen und den weiteren Öffnungen gering ist. Hierdurch erfolgt im Wesentlichen eine Fraktionierung. Der Teilluftstrom aus der Ringkammer wird dann durch einen Austrag ausgetragen. Die Probefraktionen werden gesammelt in einem Probensammler und analysiert.The U.S. 3,901,798 A shows an aerosol sampler that concentrates and classifies particles present in the air. The air stream flows through a large number of openings, after which the air stream is fractionated. About 80% to 90% of the air flow is diverted and enters an annular chamber 32 through other openings. 10% to 20% of the volume passes through other openings and enters a collection chamber. The pressure gradient between the first openings 27 to the other openings and the annular chamber is significant, while the pressure gradient between the first openings and the further openings is low. This essentially results in a fractionation. The partial air flow from the annular chamber is then discharged through a discharge. The sample fractions are collected in a sample collector and analyzed.

In der DE 199 08 948 A1 wird eine Einrichtung zur Entnahme und Analyse von Gasproben entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei fliesst der Gasprobestrom durch ein Entnahmerohr und durch einen Zuflusskanal in einen Umlaufkanal und mischt sich hier mit dem überhitzten Umlaufstrom. In der Figur ist ein gekrümmtes Entnahmerohr gezeigt, das den Gasprobestrom aufnimmt.In the DE 199 08 948 A1 a device for taking and analyzing gas samples according to the present invention is described. The gas sample stream flows through a sampling tube and through an inflow channel into a Circulation channel and mixes here with the superheated circulation flow. In the figure, a curved sampling tube is shown which receives the gas sample flow.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine zuverlässige Möglichkeit zum Ableiten von Teilströmen aus einem Aerosolstrom zu schaffen, bei welcher die Teilströme untereinander möglichst gleich und repräsentativ für das Aerosol des Hauptstromes sind. Hierbei soll es auch möglich sein, dass die Teilströme in ihrer Summe wesentlich geringer als der Aerosol-Hauptstrom sind, dessen Überschuss abgeleitet wird.The object of the invention is to provide a reliable way of deriving partial flows from an aerosol flow, in which the partial flows are as similar as possible to one another and are representative of the aerosol of the main flow. It should also be possible here for the sum of the partial flows to be significantly lower than the main aerosol flow, the excess of which is discharged.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen der Zuleitung und dem Verteilergefäss eine Düse angeordnet ist und die Düse eine Scheibe mit einer Öffnung bildet, wobei der Düsendurchmesser kleiner als die Scheibendicke ist.According to the invention, this object is achieved in that a nozzle is arranged between the supply line and the distributor vessel and the nozzle forms a disk with an opening, the nozzle diameter being smaller than the disk thickness.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass sich nach einem Durchleiten des Aerosols durch eine solche Düse Inhomogenitäten des durch die Zuleitung anströmenden Aerosols auflösen lassen.Surprisingly, it has been shown that after the aerosol has been passed through such a nozzle, inhomogeneities in the aerosol flowing through the feed line can be resolved.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung betrifft bevorzugt eine Vorrichtung für eine Kultur- /Expositionsvorrichtung.The device according to the invention preferably relates to a device for a culture/exposure device.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Absaugen eines Teilstroms aus einem Aerosol-Hauptstrom, umfassend ein Verteilergefäss, eine Zuleitung und eine Ableitung, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zuleitung und dem Verteilergefäss eine Düse angeordnet ist. Eine solche Düse hat den Vorteil, dass ein durch die Zuleitung anströmender Aerosol-Hauptstrom homogenisiert wird, so dass eine genaue oder präzise oder weitestgehend unverfälschte Probenahme aus dem Aerosol-Hauptstrom in einem typischerweise der Düse nachgeordneten Verteilergefäss ermöglicht wird.An advantageous device for sucking off a partial flow from an aerosol main flow, comprising a distribution vessel, a feed line and a discharge line, is characterized in that a nozzle is arranged between the feed line and the distribution vessel. Such a nozzle has the advantage that a main aerosol flow flowing through the feed line is homogenized, so that an exact or precise or largely unfalsified sampling from the main aerosol flow is made possible in a distribution vessel typically arranged downstream of the nozzle.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist das Verteilergefäss im Wesentlichen zylinderförmig oder im Wesentlichen kegelförmig. Bei typischen Ausführungsformen weist das Verteilergefäss eine andere geometrische Form, insbesondere eine Mischform aus Zylinderform und Kegelform, auf.In advantageous embodiments, the distributor vessel is essentially cylindrical or essentially conical. In typical embodiments, the distribution vessel has a different geometric shape, in particular a mixed shape of a cylinder and a cone.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Düse geeignet ist, den Aerosol-Hauptstrom zum Verteilergefäss hin aufzuweiten. Auf diese Weise werden Inhomogenitäten im Aerosol-Hauptstrom besonders gut aufgelöst.It is particularly advantageous if the nozzle is suitable for widening the main aerosol flow towards the distributor vessel. In this way, inhomogeneities in the main aerosol flow are resolved particularly well.

Die Scheibe hat vorzugsweise eine Dicke von 0,1 mm bis 2 mm. Der Einlauf und Auslauf der Düse kann scharfkantig oder gerundet oder anders ausgeformt sein. Grundsätzlich können aber auch eine Kegelform oder eine andere Form in Betracht kommen. Hier ist auf die Bedürfnisse des jeweiligen Nutzers, der jeweiligen Apparatur oder anderer Rahmenbedingungen abzustellen, deren Auswahl dem Fachmann frei überlassen bleibt. Anstelle einer Düse können auch mehrere parallele Düsen umfasstt sein. Diese Düsen können dabei auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen.The disk preferably has a thickness of 0.1 mm to 2 mm. The inlet and outlet of the nozzle can be sharp-edged or rounded or shaped differently. In principle, however, a cone shape or another shape can also be considered. The focus here is on the needs of the respective user, the respective apparatus or other framework conditions, the selection of which is left to the specialist. Instead of one nozzle, several parallel nozzles can also be included. These nozzles can also have different diameters.

Die Öffnung der Scheibe ist bevorzugt im Wesentlichen kreisförmig. Die Öffnung hat vorteilhafterweise einen Durchmesser von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt von 1,2 mm bis 1,6 mm, vorzugsweise 1,3 mm bis 1,5 mm. Besonders bevorzugt wird die Öffnung von 1,4 mm. Die Öffnung kann in anderen Ausführungsbeispielen auch elliptisch oder eckig ausgebildet sein.The opening of the disk is preferably substantially circular. The opening advantageously has a diameter of 0.1 mm to 2 mm, preferably 1.2 mm to 1.6 mm, preferably 1.3 mm to 1.5 mm. The opening of 1.4 mm is particularly preferred. In other exemplary embodiments, the opening can also be embodied as elliptical or angular.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verteilergefäss zumindest eine Probenahmesonde zum Absaugen des Teilstroms oder mehrere Probenahmesonden zum Absaugen.In an advantageous embodiment, the distribution vessel comprises at least one sampling probe for sucking off the partial flow or several sampling probes for sucking off.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen ragt die Probenahmesonde zumindest teilweise in das Verteilergefäss hinein. Bei anderen Ausführungsformen schliesst die Probenahmesonde glatt mit einer Innenwand des Verteilergefässes ab bzw. ragt nicht in das Verteilergefäss hinein.In advantageous embodiments, the sampling probe protrudes at least partially into the distribution vessel. In other embodiments, the sampling probe is flush with an inner wall of the distribution vessel or does not protrude into the distribution vessel.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Probenahmesonde geeignet ist, den Teilstrom isokinetisch abzusaugen. Für repräsentative Proben ist isokinetische Probenahme vorteilhaft. Bei typischen Ausführungsformen werden die Teilströme nicht isokinetisch abgesaugt. Auch bei nicht isokinetischen Probenahmen weisen die Teilströme untereinander annähernd gleiche Konzentrationen und Partikelgrößenverteilungen auf. Bei typischen Ausfühurngsformen schliesst sich an die Probenahmesonde ein gekrümmtes Rohrstück an, in welchem Partikelverluste auftreten können. Dieses Rohrstück schließt typischerweise an ein Analysengerät an. Bei gleicher Bauart mehrerer so gekrümmter Rohrstücke werden mehreren solcher Analysengeräte, die an mehreren erfindungsgemässen Probenahmesonden angeschlossen sind, gleichartige Aerosolproben zugeleitet. In analoger Weise brauchen die Probenahmesonden dann auch nicht isokinetisch zu sein, wenn es vorwiegend darauf ankommt, dass den verschiedenen Analysengeräten annähernd gleiches Aerosol zugeleitet wird.It is particularly advantageous if the sampling probe is suitable for sucking off the partial flow isokinetically. Isokinetic sampling is advantageous for representative samples. In typical embodiments, the partial flows are not sucked off isokinetically. Even with non-isokinetic sampling, the partial flows show approximately the same concentrations and particle size distributions. In typical embodiments, the sampling probe is followed by a curved piece of pipe in which particle losses can occur. This piece of tubing typically connects to an analyzer. With the same design of several pipe sections curved in this way, similar aerosol samples are fed to several such analytical devices which are connected to several sampling probes according to the invention. In a similar way, the sampling probes do not have to be isokinetic if it is primarily important that approximately the same aerosol is fed to the various analysis devices.

Bei typischen Ausführungsformen enden die Probenahmesonden als zylindrische Röhrchen in beliebigem Winkel zur Richtung des Aerosol-Hauptstroms, sofern nicht isokinetische Probenahme gefordert wird. Bei vertikal, d. h. von oben nach unten, gerichtetetem Aerosol-Hauptstrom ist es vorteilhaft, wenn die Probenahmesonden so enden, dass große Partikel infolge Trägheit und Sedimentationsgeschwindigkeit nicht in die Probenahmesonde gelangen können. Bei typischen Ausführungsformen werden Teilströme ohne hineinragende Röhrchen direkt an der Wand der Verteilkammer entnommen. Dazu enden die Probenahmesonden dann unter einem rechten Winkel zur Verteilerwand oder auch unter einem anderen Winkel.In typical embodiments, the sampling probes terminate as cylindrical tubes at any angle to the direction of the main aerosol flow, unless isokinetic sampling is required. For vertical, ie from top to bottom below, directed aerosol main flow, it is advantageous if the sampling probes end in such a way that large particles cannot get into the sampling probe due to inertia and sedimentation speed. In typical embodiments, partial flows are taken directly from the wall of the distribution chamber without protruding tubes. For this purpose, the sampling probes then end at a right angle to the distributor wall or also at a different angle.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform schliessen eine Längsachse der Zuleitung und eine Längsachse der Ableitung einen Winkel von 0 bis 180 Grad ein..In a particularly advantageous embodiment, a longitudinal axis of the supply line and a longitudinal axis of the discharge line enclose an angle of 0 to 180 degrees.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung kommt typischerweise in einer Kultur- / Expositionsvorrichtung der in der WO 2010/ 040 473 A2 gezeigten Art zur Anwendung. Die Offenbarung der WO 2010/ 040 473 A2 ausdrücklich Teil der Offenbarung dieser Erfindung sein.A device according to the invention is typically used in a culture/exposure device of the type shown in WO 2010/040 473 A2. The disclosure of WO 2010/040 473 A2 expressly be part of the disclosure of this invention.

Figurenlistecharacter list

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Zeichnungen näher beschrieben, wobei die Figuren folgendes zeigen:

  • 1: Gerades Rohr mit Düse und gekrümmten Probenahmesonden,
  • 2: Gerades Rohr mit Düse mit schräg abgeschnittenen und schräg gestellten Probenahmesonden,
  • 3: Gerades Rohr mit Düse mit Probenahmesonden, die Aerosol schräg entgegen der Richtung der Hauptströmung absaugen,
  • 4: Gerades Rohr mit Düse mit Absaugung von Teilströmen unmittelbar an der Innenwand,
  • 5: Probenahme aus erweitertem Querschnitt des Aerosol-Hauptstromes,
  • 6: Probenahme aus großem Verteilergefäß mit Düse in engem Einlassröhrchen,
  • 7: Kegelförmiges Verteilergefäß mit Absaugung von drei Teilströmen unmittelbar an der Innenwand und
  • 8: Probenahme aus einem Gefäß, in dem der Aerosol-Hauptstrom konzentrisch um den einströmenden Aerosolstrom abgeleitet wird.
The invention is described in more detail below with the aid of drawings, the figures showing the following:
  • 1 : Straight tube with nozzle and curved sampling probes,
  • 2 : Straight tube with nozzle with truncated and canted sampling probes,
  • 3 : Straight tube with nozzle with sampling probes that suck aerosol obliquely against the direction of the main flow,
  • 4 : Straight pipe with nozzle with suction of partial flows directly on the inner wall,
  • 5 : Sampling from the extended cross-section of the main aerosol flow,
  • 6 : Sampling from a large distribution vessel with a nozzle in a narrow inlet tube,
  • 7 : Cone-shaped distribution vessel with suction of three partial flows directly on the inner wall and
  • 8th : Sampling from a vessel in which the main aerosol stream is diverted concentrically around the inflowing aerosol stream.

Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred embodiments

1 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Absaugen eines Teilstroms aus einem Aerosol-Hauptstrom 2, umfassend ein Verteilergefäss 7, eine Zuleitung 3, eine Düse 1 und zwei Probenahmesonden 4 mit jeweils einem Krümmungsbereich 6. Die nicht dargestellten Teilströme werden durch die Probenahmensonden 4 aus dem durch die Düse 1 homogen im Verteilergefäss 7 verteilten Aerosol-Hauptstrom 2 abgesaugt. Der verbleibende Überschuss 5 wird in der selben Richtung wie der einströmende Aerosol-Hauptstrom 2 durch einen Auslass 9 aus dem Verteilergefäss 7 abgeleitet. Wie in 1 dargestellt, können mit Probenahmesonden 4 also mehrere, hier z. B. zwei, Teilströme entnommen werden, während der verbleibende Aerosol-Hauptstrom 2 als Überschuss 5 abgeleitet wird. 1 shows a device according to the invention for sucking off a partial flow from an aerosol main flow 2, comprising a distribution vessel 7, a supply line 3, a nozzle 1 and two sampling probes 4, each with a curved area 6. The partial flows, not shown, are drawn through the sampling probes 4 from the Nozzle 1 homogeneously distributed in the distribution vessel 7 aerosol main stream 2 sucked. The remaining excess 5 is discharged from the distributor vessel 7 through an outlet 9 in the same direction as the inflowing main aerosol stream 2 . As in 1 shown, with sampling probes 4 so several, here z. B. two, partial streams are removed, while the remaining aerosol main stream 2 is derived as excess 5.

2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie 1, jedoch sind die Probenahmesonden 4 hier schräg abgeschnitten. 3 zeigt ebenfalls eine ähnliche Ausführungsform wie 1, jedoch saugen die Probenahmesonden 4 hier Aerosol schräg entgegen der Richtung der Hauptströmung ab und sind nach unten gerichtet. Bei vertikaler, von oben nach unten gerichteter Hauptströmung bzw. Aerosol-Hauptstrom 2 kann es vorteilhaft sein, wenn die Probenahmesonden 4 so enden, dass große Partikel aufgrund von Trägheit und Sedimentationsgeschwindigkeit nicht in die Probenahmesonden 4 gelangen können (2 und 3). 2 shows a similar embodiment as 1 , but the sampling probes 4 are cut off at an angle here. 3 also shows an embodiment similar to FIG 1 , but here the sampling probes 4 suck off aerosol at an angle opposite to the direction of the main flow and are directed downwards. In the case of a vertical main flow or aerosol main flow 2 directed from top to bottom, it can be advantageous if the sampling probes 4 end in such a way that large particles cannot get into the sampling probes 4 due to inertia and sedimentation speed ( 2 and 3 ).

Teilströme können, wie in 4 gezeigt, auch ohne hineinragende Probenahmesonden 4 direkt an der Wand des Verteilergefässes 7 entnommen werden. Eine solche Probenahme kann unter einem rechten Winkel zur Verteilerwand bzw. Innenwand des Verteilergefässes 7, aber auch unter einem anderen Winkel erfolgen.Partial flows can, as in 4 shown, can also be taken without protruding sampling probes 4 directly on the wall of the distribution vessel 7. Such sampling can take place at a right angle to the distribution wall or inner wall of the distribution vessel 7, but also at a different angle.

Der aus der Düse 1 austretende Strahl kann das gesamte Verteilergefäss 7 ausfüllen (1 bis 4) oder nur einen zentralen Strahl in einem größeren Verteilergefäß 7 bilden. 5 visualisiert letzteren Fall und zeigt eine Probenahme aus erweitertem Querschnitt des Aerosol-Hauptstroms 2.The jet emerging from the nozzle 1 can fill the entire distribution vessel 7 ( 1 until 4 ) or only form a central jet in a larger tundish 7. 5 visualizes the latter case and shows sampling from an extended cross-section of the main aerosol stream 2.

Wie in 6 gezeigt, kann der Düsenaustrittsstrom auch zunächst in einer engeren Nachdüsenröhre 8 geführt werden, bevor er sich in das gesamte Verteilergefäss 7 ausbreiten kann.As in 6 shown, the nozzle outlet flow can also first be guided in a narrower after-nozzle tube 8 before it can spread out into the entire distribution vessel 7 .

Wie in 7 gezeigt, kann das Veteilergefäss 7 auch kegelförmig ausgeführt werden. Auch in diesem Fall kann die Absaugung im rechten oder einem anderen Winkel zur Kegelwand erfolgen und die Probenahmesonde 4 kann an der inneren Kegelwand enden oder in das innere des Kegels ragen. Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Aerosol-Hauptstrom 2 1000 ml/min und es erfolgen drei Probenahmen mit Volumenströmen von je 30 ml/min. Der Düsendurchmesser beträgt 1,4 mm, der Aerosol-Hauptstrom 2 tritt mit einem Kegel mit 120 Grad Winkel in die Düse 1 ein, der Düsenaustritt ist scharfkantig, der Rohrdurchmesser unmittelbar nach der Düse 1 beträgt 5 mm, der Kegelwinkel der Aufweitung zum Verteilergefäss 7 beträgt 60 Grad, der Abstand Düse 1 - Verteilergefäss 7 beträgt 27 mm, der Durchmesser des Verteilergefässes 7 30 mm und der Durchmesser des Kreises der Mitten der Probenahmebohrungen 24 mm.As in 7 shown, the distributor vessel 7 can also be made conical. In this case, too, the suction can take place at right angles or at another angle to the cone wall and the sampling probe 4 can end on the inner cone wall or protrude into the interior of the cone. At the in 7 In the exemplary embodiment shown, the main aerosol flow 2 is 1000 ml/min and three samples are taken with volume flows of 30 ml/min each. The nozzle diameter is 1.4 mm, the aerosol main flow 2 enters the nozzle 1 with a cone with an angle of 120 degrees, the nozzle exit is sharp-edged, the pipe diameter immediately after the nozzle 1 is 5 mm, the cone angle of the Widening to the distributor vessel 7 is 60 degrees, the distance nozzle 1 - distributor vessel 7 is 27 mm, the diameter of the distributor vessel 7 is 30 mm and the diameter of the circle of the centers of the sampling holes is 24 mm.

8 zeigt die Probenahme aus einem Verteilergefäss 7, wobei der Überschuss 501, 502 konzentrisch um den einströmenden Aerosol-Hauptstrom 2 abgeleitet wird. Die Absaugung des Überschusses 501, 502 des Aerosol-Hauptstroms 2 nach Entnahme der Teilströme über die Probenahmesonden 4 kann also entgegen der Richtung des Düsenaustrittsstromes erfolgen, aber auch in einem Winkel zur Düsenströmung, z. B. in einem rechten Winkel. Die Absaugung des Überschusses 501, 502 des Aerosol-Hauptstromes 2 kann auch im Wesentlichen konzentrisch zum Düsenstrom bzw. Düseneintrittstrom erfolgen. 8th shows sampling from a distributor vessel 7, with the excess 501, 502 being discharged concentrically around the inflowing main aerosol stream 2. The suction of the excess 501, 502 of the aerosol main stream 2 after removal of the partial streams via the sampling probes 4 can therefore take place counter to the direction of the nozzle outlet stream, but also at an angle to the nozzle flow, z. B. at a right angle. The excess 501, 502 of the aerosol main flow 2 can also be sucked off essentially concentrically to the nozzle flow or nozzle inlet flow.

Die Erfindung ist nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr wird der Schutzbereich durch die Ansprüche bestimmt.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown here. Rather, the scope of protection is determined by the claims.

BezugszeichenlisteReference List

11
Düsejet
22
Aerosol-Hauptstromaerosol main stream
33
Zuleitungsupply line
44
Probenahmesondesampling probe
5, 501, 5025, 501, 502
Überschussexcess
66
Krümmungsbereichcurvature area
77
Verteilergefässdistribution vessel
88th
Nachdüsenröhrepost-jet tube
99
Auslassoutlet

Claims (6)

Vorrichtung zum Absaugen eines Teilstroms aus einem Aerosol-Hauptstrom (2), umfassend ein Verteilergefäss (7), eine Zuleitung (3) und eine Ableitung, wobei das Verteilergefäss (7) zumindest eine Probenahmesonde (4) zum Absaugen des Teilstroms oder mehrere Probenahmesonden (4) zum Absaugen mehrerer Teilströme umfasst. dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Zuleitung (3) und dem Verteilergefäss (7) eine Düse (1) angeordnet ist und die Düse (1) eine Scheibe mit einer Öffnung bildet, wobei der Düsendurchmesser kleiner als die Scheibendicke ist.Device for extracting a partial flow from an aerosol main flow (2), comprising a distributor vessel (7), a supply line (3) and an outlet line, the distributor vessel (7) having at least one sampling probe (4) for extracting the partial flow or a plurality of sampling probes ( 4) for sucking off several partial flows. characterized in that a nozzle (1) is arranged between the supply line (3) and the distributor vessel (7) and the nozzle (1) forms a disc with an opening, the nozzle diameter being smaller than the disc thickness. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergefäss (7) zylinderförmig oder kegelförmig ist.device after claim 1 , characterized in that the distributor vessel (7) is cylindrical or conical. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (1) in der dem Verteilergefäß (7) vorgeschalteten Zuleitung verschiebbar eingeklemmt ist.device after claim 1 , characterized in that the nozzle (1) is slidably clamped in the supply line upstream of the distributor vessel (7). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenahmesonde (4) zumindest teilweise in das Verteilergefäss (7) hineinragt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sampling probe (4) projects at least partially into the distribution vessel (7). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenahmesonde (4) den Teilstrom isokinetisch absaugt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sampling probe (4) sucks off the partial flow isokinetically. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse der Zuleitung (3) und eine Längsachse der Ableitung einen Winkel zwischen 0 und 180 Grad einschliessen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a longitudinal axis of the supply line (3) and a longitudinal axis of the discharge line enclose an angle of between 0 and 180 degrees.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901798A (en) 1973-11-21 1975-08-26 Environmental Research Corp Aerosol concentrator and classifier
DE19908948A1 (en) 1999-03-02 1999-11-25 Robert Eschrich Cleaning and conditioning device for use in continuous, on-line analysis of moisture and dust bearing gaseous streams
DE60005518T2 (en) 1999-07-16 2004-07-01 Particle Measuring Systems Inc., Boulder PARTICLE DETECTION SYSTEM AND RELATED METHODS
US20070023644A1 (en) 2005-06-17 2007-02-01 The Regents Of The University Of California Pressure-flow reducer for aerosol focusing devices
US7410063B1 (en) 1999-08-09 2008-08-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and system for sorting particles sampled from air

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012504427A (en) 2008-10-06 2012-02-23 モール，ウルリヒ Cultivation / exposure device for cell and / or bacteria culture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901798A (en) 1973-11-21 1975-08-26 Environmental Research Corp Aerosol concentrator and classifier
DE19908948A1 (en) 1999-03-02 1999-11-25 Robert Eschrich Cleaning and conditioning device for use in continuous, on-line analysis of moisture and dust bearing gaseous streams
DE60005518T2 (en) 1999-07-16 2004-07-01 Particle Measuring Systems Inc., Boulder PARTICLE DETECTION SYSTEM AND RELATED METHODS
US7410063B1 (en) 1999-08-09 2008-08-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and system for sorting particles sampled from air
US20070023644A1 (en) 2005-06-17 2007-02-01 The Regents Of The University Of California Pressure-flow reducer for aerosol focusing devices

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