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Vorrichtung zur Anzeige von Gasen.
Die Feststellung und Anzeige der Beimengung brennbarer, explosib ! er oder giftiger Gase zur atmosphärischen Luft begegnet, wenn diese Beimengungen in geringen Mengen vorhanden sind, ziemliehen Schwierigkeiten ; ein Teil der zu diesem Zweck verwendeten Einrichtungen wird von Gasen, die spezifisch schwerer als Luft sind, nicht beeinflusst, und sie zeigen daher diese nicht an ; andere wieder beruhen auf katalytischer Wirkung und bringen dadurch bei explosiblen Gasen eine wesentliche Gefährdung mit sich.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine einfache Vorrichtung, die leichte und schwere Gase ohne Unterschied auch bei Vorhandensein in sehr geringen Mengen anzeigt, gänzlich ungefährlich ist und ohne grosse Kosten hergestellt werden kann. Diese Vorrichtung beruht auf der verschiedenen Diffusionsgeschwindigkeit von Gasen verschiedenen spezifischen Gewichts, die bewirkt, dass bei Ungleichheit der Beschaffenheit des Gases innerhalb und ausserhalb eines porösen Gefässes in dessen Innenraum ein Über- oder Unterdruck auftritt.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die auf der beschriebenen Erscheinung beruhen und lediglich aus einem Gefäss mit poröser Wandung bestehen, dessen Innenraum mit der äusseren Luft durch ein U-förmiges
Rohr verbunden ist, das Quecksilber enthält und durch Verschieben des Quecksilbers bei auftretenden Druckschwankungen einen Kontakt schliesst bzw. öffnet. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, dass ihre Empfindlichkeit nicht den Anforderungen genügt, die für die Anzeige gewisser Gase gestellt werden müssen, bei denen die sichere Anzeige schon bei einer Beimengung von weniger als 1% zur Aussenjuft des Raumes gefordert werden muss, um Gefahr zu vermeiden. Auch muss diese Anzeige möglichst rasch erfolgen, denn die Drucksteigerung, z.
B. infolge rascheren Eindiffundierens des leichteren giftigen
Gases und langsameren Ausdiffundierens der Luft im Innern des Gefässes tritt nur ganz kurzzeitig auf, u. zw. um so kurzzeitiger, je grösser die Porosität der Gefässwandung ist.
Gemäss der Erfindung wird, um eine höhere Drucksteigerung und damit eine sichere Anzeige zu erzielen, ein zweites poröses Gefäss in das erste eingeschlossen, und das im Innenraum des ersten Gefässes während des Diffusionsvorganges unter einem Über-oder Unterdruck stehende Gasgemisch auf dieses zweite Gefäss zur Einwirkung gebracht, dessen Wandung auf der andern Seite zunächst unter Einwirkung unvermischten Gases steht, also z. B. mit Luft unter Atmosphärendruck gefüllt ist ; dadurch entsteht in diesem zweiten Gefäss ein grösserer Über-oder Unterdruck als in einem einzelnen Gefäss.
Zu demselben Zweck kann auch in das zweite poröse Gefäss ein drittes oder eine Reihe weiterer poröser Gefässe eingeschlossen werden und die Druckänderung in diesem bzw. im letzten Gefäss der Reihe zur Anzeige dienen.
Für die sichere Wirkung und empfindliche Anzeige kleiner Gasmengen, ist es wesentlich, dass die porösen Gefässe mit horizontaler Achse ineinander angeordnet sind und die Anzeige des Druckes durch ein aus dem inneren Gefäss nach aussen geführtes Rohr erfolgt, in dem eine unter der Druckwirkung verschiebbare leitende Flüssigkeit nach Massgabe ihrer Stellung Kontakte geöffnet oder geschlossen hält.
Für die Herstellbarkeit solcher Anzeigevorrichtungen ist es auch wichtig, dass bei der gegenseitigen Abdichtung der beiden Gefässe gegeneinander und gegen die Aussenluft keine Undichtheiten entstehen, dies erreicht man am besten dadurch, dass die ineinander angeordneten zylindrischen porösen Gefässe auf der Seite der Druckanzeigevorrichtung eine gemeinsame undurchlässige Bodenfläche besitzen, wodurch die Herausführung der Zuleitung zur Druckanzeigevorrichtung aus dem inneren Gefäss, ohne die Sicherheit der Funktion beeinträchtigende Abdichtung, erfolgen kann.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Fig. 1 zeigt den Apparat im Aufriss zum Teil im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse mit dem Apparat von der Seite gesehen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein verschlossenes Gefäss, dessen Wandung 1 zum Teil aus einem porösen Diaphragma, z. B. aus Ton besteht, oder das zur Gänze aus einem Diaphragma geeigneter Form, z. B. einem Zylinder, gebildet wird. Dieses Gefäss ist mittels irgendwelcher Befestigungsmittel, wie etwa herumgelegte Bänder 2, 3 auf einer Grundplatte 4 von beliebigem Material befestigt, wobei weiche elastische Unterlagen 5 aus Kork od. dgl. zum Schutze des Gefässes zwischengelegt werden. Die Bänder werden mittels der Schrauben und Muttern 7 und 8 gespannt. Das allseitig geschlossene zylindrische Gefäss mit poröser Wandung, in das ein zweites Gefäss l'ebenfalls mit poröser Wandung eingeschlossen ist, trägt an der einen kreisförmigen Grundfläche ein eingesetztes Rohr 9, das fest gegen die Wand abge- dichtet eingesetzt ist.
Das Rohr kann aus Glas und der anliegende Teil der Wand aus vollkommen dichtem oder durch eine Lackschicht undurchdringlich gemachtem Material bestehen. Das U-förmige
Glasrohr ist zum Teil mit einer leitenden Flüssigkeit 10, etwa Quecksilber, gefüllt. Zwei Kontaktdrähte 11 und 12, zweckmässig aus Platin, sind in die Wand des Rohres eingesetzt und durch die Drähte 13, 14 mit den Klemmen 15, 16 am Gehäuse 17, das eine Art Dach bildet und an der Unterseite offen bleibt, verbunden. Die Grundplatte 4 kann durch Einstellschrauben so eingestellt werden, dass das Quecksilber in der Röhre 9 den einen Kontaktdraht 12 bedeckt und sich in geringer Entfernung vom andern Kontaktdraht 11 befindet.
Die Klemmen M,. 16 sind mit einer Stromquelle, etwa einer Batterie 20, verbunden.
Um Funkenbildung bei langsamem Öffnen oder Schliessen des Quecksilberkontaktes zu vermeiden, wird die Quecksilberoberfläche mit einer dünnflüssigen, leicht beweglichen isolierenden Flüssigkeit, z. B.
Öl, Petroleum od. dgl. zur Verhinderung einer Oxydation der Oberfläche bedeckt. In Serie mit der Batterie liegt eine Glocke 21 oder eine Signallampe.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wenn die Beschaffenheit der Luft des Raumes, wo der Apparat aufgestellt ist, dieselbe ist, wie die der innerhalb des Diaphragmas 1 eingeschlossenen Luftmenge, so ist zwischen den Wänden des inneren und des äusseren Gefässes der Druck derselbe wie der der Aussenluft. Wenn hingegen auch nur eine kleine Beimengung eines Gases, das leichter ist als Luft und innerhalb des Diaphragmas nicht enthalten ist, als Verunreinigung der Atmosphäre auftritt, so diffundiert dieses Gas durch das Diaphragma, u. zw. um so rascher, je poröser dasselbe ist, ausserdem um so rascher, je leichter das Gas im Vergleich zur Luft ist. Anderseits diffundiert Luft aus dem Diaphragma 1 hinaus, jedoch entsprechend ihrem grösseren spezifischen Gewicht mit geringerer Geschwindigkeit.
Während der Zeit, in der sich dasselbe Mischungsverhältnis im Zwischenraum der Diaphragmen 1 und l'herstellt, tritt dort für eine gewisse Zeit ein Überdruck auf, während dabei das Gemisch bereits eine gewisse Beimengung des fremden Gases enthält. Aus diesem unter einem Überdruck stehenden Gemisch diffundiert nun das fremde Gas durch die poröse Wand l'in das innere Gefäss, während das Diffundieren der Luft aus diesem in den Zwischenraum wegen des dort bereits vorhandenen Überdruckes erschwert ist, abgesehen davon, dass es an sich langsamer erfolgt. Im inneren Gefäss tritt daher vorübergehend ein bedeutend grösserer Überdruck auf als im Zwischenraum und drückt das Quecksilber in der Röhre 9 nach aussen, und der Stromkreis zwischen den Kontakten 11 und 12 wird geschlossen.
Es ist klar, dass bei Gasen, die schwerer sind als Luft, der Innendruck im Zwischenraum sinkt, so dass sich ein Unterdruck einstellt, und gleichzeitig das fremde schwerere Gas eindringt ; aus dem inneren Gefäss diffundiert Luft nach, und es entsteht dort vermehrter Unterdruck, der das Quecksilber nach innen treibt und einen entsprechend angebrachten Kontakt, der sich dann im ändern Schenkel des Rohres befinden muss, schliessen lässt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Anzeige von brennbaren, explosiblen oder giftigen Gasen, beruhend auf der Verschiedenheit der Diffusionsgeschwindigkeit der Gase von verschiedener Dichte, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere ineinander angeordnete Diffusionsgefässe verwendet werden.