DE2026149A1 - Spectrograph for recording the distribution of the rate of descent of aerosol particles - Google Patents

Description

Spektrograph zur Aufnahme der Verteilung der Cj inkeschwindigkeit von Aerosol-Iartikeln Die Erfindung bezieht sich auf einen Spektrographen zur Aufiiahme der Verteilung der Sinkgeschwindigkeit von Aerosol-Partikeln, insbesondere auf eine Ausführungart, die mit einet Rotor ausgestattet ist, der mit hoher Drehzahl umlüutt, kreisförmig gestaltet ist und aus einem Material besteht, bei dem das 'Verhältnis Festigkeit zu Dichte einen hohen ert annimmt. In die obere Stirnfläche der Rotorscheibe ist ein Kanal eingefräst, der rechteckigen Querschnitt und konstante Einfrästiefe aufweist und spir&lförmig gestaltet ist. Der kanal ist durch eine Deckplatte abgeschlossen. Im Bereich des Mifangs des Kanals ist eine Einlassöffnung, die zum Einlassen des Aerosols dienen soll, angeordnet. außer dem ist mindestens eine Auslaßöffnung vorhanden. Spectrograph for recording the distribution of the Cj in speed of aerosol articles The invention relates to a spectrograph for recording the distribution of the rate of descent of aerosol particles, especially on a Version equipped with a rotor that circulates at high speed, is circular in shape and consists of a material in which the 'ratio Strength to density assumes a high value. In the upper face of the rotor disk a channel is milled, the rectangular cross-section and constant milling depth has and is designed spir & l-shaped. The channel is through a cover plate closed. In the area of the mifang of the canal is an inlet opening that leads to the Let in the aerosol to serve, arranged. besides that there is at least one outlet opening available.

Die Wirkungsweise dieses bekannten Spektrographen (DAS 1 123 495 vom 2.1962) ist folgende : In die Einlaßöffnung, und zwar was wesentlich ist, über ihren vollen Querschnitt, wird ein Aerosol eingelassen. Durch ein Absauggebläse werden die Partikel durch den Kanal bewegt.The mode of operation of this well-known spectrograph (DAS 1 123 495 of 2.1962) is as follows: Into the inlet opening, and what is essential, above its full cross-section, an aerosol is let in. Be by an exhaust fan the particles moved through the channel.

Darüber erfahren sie infolge der Rotation des Rotors durch die Zentrifugalkraft eine auf die Außenwand des Kanals gerichtete Bewegung. Die schwereren Partikel, die unter entsprechend stärkerer Zentrifugalkraft stehen, werden früher auf die Außenwand des Kanals abgelenkt als die leichteren.They learn about this as a result of the rotation of the rotor by centrifugal force a movement directed towards the outer wall of the channel. The heavier particles which are under correspondingly stronger centrifugal force, are earlier on the Outer wall of the channel deflected than the lighter ones.

Daher entsteht auf der Außenwand eine Beaufschlagung mit den Aerosol-Partikeln, die eine den Sinkgeschwindigkeiten der Partikel entsprechende Verteilung ergibt.Therefore, the aerosol particles are exposed to the outer wall, which gives a distribution corresponding to the sinking speed of the particles.

Ein solcher Spektrograph würde einwandfrei arbeiten, wenn sich auf jedem Teilbereich der Außenwand nur Partikel bestimmter einheitlicher Sinkgeschwindigkeit niederschlagen würden. Dies ist jedoch bei dem bekannten Spektrographen nicht der all;der Grund dafür ist der folgende Gemäß Fig. ia, in der der spiralförmige Kanal als Langskanal dargestellt ist, in dem man sich die Zentrifugalkraft durch die Schwerkraft ersetzt denken kann, wird das Aerosol an der Einlaßstelle 1 in voller Eanalbreite b eingelassen. Die Partikel bewegen sich auf die Wand 2 zu.Such a spectrograph would work flawlessly if on each part of the outer wall only particles of a certain uniform rate of descent would knock down. However, this is not the case with the known spectrograph all; the reason for this is as follows, according to Fig. ia, in which the spiral channel is shown as a long channel, in which one can see the centrifugal force by gravity can think of replaced, the aerosol at the inlet point 1 is in full channel width b. The particles move towards the wall 2.

Partikel mit größerer Sinkgeschwindigkeit treffen die .Mand beispielsweise im Bereich =, solche kleinerer Sinkgeschwindigkeit im Bereich 4. infolgedessen liegen nicht getrennte Bereiche für die verschiedenen Sinkgeschwindigkeiten vor. Die Verteilung der so entstehenden Blachenkonzentration ist (s.Fig. 1,b) kumulativ. ur durch Differentiation dieser Kurve kann das Spektrum der Partikelgrößen gewonnen werden. Da mit derart geringen i'lächenkonzentrationen gearbeitet wird, daß die statischen Schwankungen in ihr eine Rolle spielen, sind bei großer Breite der Verteilung der Teilchengröße die Ergebnisse der Differentiation einer solchen Kurve sehr unsicher. Von der E-<zielbarkeit eines sauberen Verteilungsspektrums kann somit nicht die Rede sein.Particles with a higher sinking speed hit the .Mand, for example in the area =, those lower sink rates are in the area 4. as a result not separate areas for the different sink rates. The distribution the resulting sheet concentration is cumulative (see Fig. 1, b). ur through differentiation The spectrum of particle sizes can be obtained from this curve. Since with such low surface concentrations work that the static fluctuations play a role in it are with a large width of the distribution of the particle size the results of the differentiation of such a curve are very uncertain. About the e- <targetability There can therefore be no question of a clean distribution spectrum.

Diesem prinzipiellen Mangel will die Erfindung abhelfen.The invention aims to remedy this fundamental deficiency.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der Kanal so gefräst ist, daß er an einer Stelle außerhalb der Drehachse des Rotors beginnt und bevorzvgt innerhalb derersten Windung die Drehachse innerseitig tangiert; ferner dadurch, daß außer der Einlaßöffnung für das Aerosol eine davon getrennte Einlaß öffnung für ein partikelfreies Trägergas vorgesehen ist, wobei die Einlaßöffnung für das Trägergas am Kanalanfang und exzentrisch zur Rotorachse und die Einlaßöffnung für das Aerosol als schmaler Schlitz, die volle Höhe des Kanals erfassend, an derjenigen Stelle angeordnet ist, e Alì der der Kanal die Drehachse tangiert.This is achieved in that according to the invention the channel is milled in this way is that it begins at a point outside the axis of rotation of the rotor and is preferred within the first turn the axis of rotation is tangent on the inside; further by that apart from the inlet opening for the aerosol, an inlet opening separate therefrom is provided for a particle-free carrier gas, the inlet opening for the Carrier gas at the beginning of the channel and eccentric to the rotor axis and the inlet opening for the aerosol as a narrow slit that sensing the full height of the canal, is arranged at the point where the channel is tangent to the axis of rotation.

Der durch diese Maßnahme nach der Erfindung erreichbare Vorteil ist folgendermaßen zu erklären In Fig. 2, die wiederum eine Längsabrollung des spiralförmigei Kanals darstellt, befindet sich der Einlaßschlitz 5 an der "oberen" Kante des Kanals. Die ilm verlassenden Partikel hoher Sinkgeschwindigkeit gelangen etwa an die Stelle 6, die niedrigerer Sinkgeschwindigkeit an die Stelle 7. Lli diesen Stellen finden sich ausschließlich Teilchen einer bestimmten Sinkgeschwindigkeit. The advantage that can be achieved by this measure according to the invention is to be explained as follows in Fig. 2, which in turn shows a longitudinal unrolling of the spiral-shaped egg Channel represents, the inlet slot 5 is at the "upper" edge of the channel. The particles leaving it at high sinking speed arrive approximately at the point 6, the lower rate of descent at point 7. You will find these points only particles with a certain sinking speed.

Die so entstandene Verteilung der Flächenkonzentration stellt unmittelbar, von einem empirisch zu ermittelnden Flächenfaktor abgesehen, das gesuchte Spektrum der Sinkgeschwindigkeit dar. Fig. 3 stellt den von Deckel befreiten Rotor 10 dar. In den Rotor-Teller ist die Spirale 11 eingefräst. Sie beginnt an der Stelle 12 in der Nähe der IViitte der Scheibe mit der Einlaßöffnung für das Trägergas. Die Einlaßöffnung für das Aerosol befindet sich an der Stelle 13. DieseEinlaßstelle ist auf der Drehachse des Rotors lokalisiert, damit die Aerosol-Partikel ohne Beschleunigung in das Kanal-Innere eintreten. 14 stellt den 'Laminator" dar, der die erforderliche Laminarströmung im Kanal sicherstellt. The resulting distribution of the surface concentration immediately apart from an area factor to be determined empirically, the searched spectrum the rate of descent. FIG. 3 shows the rotor 10 removed from the cover. The spiral 11 is milled into the rotor plate. It starts at position 12 near the center of the disk with the inlet opening for the carrier gas. the Inlet port for the aerosol is at position 13. This inlet point is localized on the axis of rotation of the rotor so that the aerosol particles do not accelerate enter the interior of the canal. 14 represents the 'laminator' which has the required Ensures laminar flow in the channel.

Die Folie 15 zum Auffangen der Partikel ist entlang der Außenwand gelegt. The film 15 for collecting the particles is along the outer wall placed.

Um die Möglichkeit zu haben, bestimmte Sorten der Partikel abfangen und einer speziellen Untersuchung zugänglich machen zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, die Außenwand des Kanals mit Spalten oder Öffnungen zu versehen und hinter diesen Abgangkammern anzuordnen. To be able to intercept certain types of particles and to be able to make a special investigation accessible, sees the invention continue to provide the outer wall of the channel with gaps or openings and to be arranged behind these waste chambers.

Bei Spektrograyhen, die nach der Erfindung ausgebildet sind, ist es vorgesehen, die enge der Aerosole klein im Vergleich zu der gleichzeitig eingespeisten Menge des Trägergases zu halten. Als Trägergas können außer iiuft beliebige andere Gase verwendet erden.In the case of spectrographs designed according to the invention, it is provided the tightness of the aerosols small compared to the simultaneously injected Keep the amount of carrier gas. Any other carrier gas can be used as the carrier gas Ground gases used.

Bei einer Ausführung hatte die Rotorscheibe einen Durch messer von 300 mm, der Kanal eine Höhe von 35 mm und eine Breite von 20 bis 10 mm.In one embodiment, the rotor disk had a diameter of 300 mm, the channel a height of 35 mm and a width of 20 to 10 mm.

Claims (6)

Satentansprüche Satent claims C Spektrograph zur Aufnahme der Verteilung der Sinkgeschwindiglfeit von Aerosolpartikeln, ausgestattet mit einem mit hoher Drehzahl umlaufenden, kreisförmig gestalteten Rotor aus einem Material mit hohem Festigkeits-Dichte-Verhältnis, der einen zu der oberen Stirnfläche offenen, spiralförmigen Kanal rechteckigen Quersclrnitts und konstanter Einfrästiefe aufweist, der mit einer Deckplatte abgeschlossen ist, im Bereich des Anfangs des Kanals eine Eingangsöffnung zum Einlassen des Aerosols und mindestens eine Ausgangsöffnung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Kanal so gefräst ist, daß er an einer Stelle außerhalb der Drehachse des Rotors beginnt und bevorzugt innerhalb der ersten Windung die Drehachse innerseitig tangiert, daß ferner außer d'er Einlaßöffnung für das Aerosol eine davon getrennte Einlaßöffnung für ein partikelfreies Trägergas am Kanalanfang und exzentrisch zur Rotorachse und die Einlaßöffnung für das Aerosol als schmaler Schlitz, die volle Höhe des Kanals erfassend, an derjenigen Stelle angeordnet ist, an der der Kanal die Drehachse tangiert.C Spectrograph for recording the distribution of the rate of descent of aerosol particles, equipped with a rotating at high speed, circular designed rotor made of a material with a high strength-density ratio, the a spiral-shaped channel of rectangular cross-section open to the upper end face and has a constant milling depth, which is closed with a cover plate, in the area of the beginning of the channel an inlet opening for admitting the aerosol and has at least one exit opening, d a d u r c h e k e n n z e i c n e t that the channel is milled so that it is at a point outside the axis of rotation of the rotor begins, and preferably within the first turn, the axis of rotation on the inside affects the fact that, besides the inlet opening for the aerosol, one is separate from it Inlet opening for a particle-free carrier gas at the beginning of the channel and eccentric to Rotor axis and the inlet opening for the aerosol as a narrow slot, the full one Detecting the height of the channel, is arranged at that point at which the channel the axis of rotation is tangent. 2. Spektrograph nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e ii n z e i c h n e t daß zwischen die Einlaßöffnungen für das Trägergas bzw.2. Spectrograph according to claim 1, d a d u r c h g e k e ii n z e i c h n e t that between the inlet openings for the carrier gas or das Aerosol ein in erosolprüfgeraten bekannter "Laminatort" eingefügt ist. the aerosol is inserted into a "laminate location" known in erosol testers is. 3. Spektrograph nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c ii n e t daß die Einführung des Aerosols derart erfolgt, daß die Menge desselben klein im Vergleich zu der gleichzeitig eingespeisten Trägergasmenge ist.3. Spectrograph according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c ii n e t that the introduction of the aerosol takes place in such a way that the amount thereof is small compared to the amount of carrier gas fed in at the same time. 4. Spektrograph nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß Folien von der Breite der Kanalhöhe und etwa der Länge des Kanals vorgesehen sind, die auf die Außenwand - des Kanals legbar sind, der am Boden eine Rille zum Halten der Folie aufweist.4. Spectrograph according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that foils of the width of the channel height and approximately the length of the channel are provided are that can be placed on the outer wall - of the channel, which has a groove on the bottom for Has holding the slide. 5. Spektrograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand des Kanals Spalte bzw. Öffnungen angebracht sind, hinter denen Kammern zum Abfangen der dort anfallenden Partikel angeordnet sind.5. Spectrograph according to claim 1, characterized in that on the Outer wall of the channel column or openings are attached, behind which chambers are arranged to intercept the particles occurring there. 6. Spektrograph nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Rotors etwa 300 mm, die Höhe des Kanals etwa 35 mm, die Breite des Kanals etwa 20 bis 10 mm beträgt.6. Spectrograph according to claim 1, characterized in that the diameter of the rotor about 300 mm, the height of the channel about 35 mm, the width of the channel about Is 20 to 10 mm. LeerseiteBlank page