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Einrichtung zur fortlaufenden Gasuntersuchung mit Hilfe der Bestimmung des Unterschiedes der Wärmeleitfähigkeit des zu untersuchenden strömenden Gases und eines Vergleichsgases.
Bei den bekannten Einrichtungen zur Gasuntersuehung mit Hilfe der Bestimmung des Unterschiedes der Wärmeleitfähigkeit des zu untersuchenden strömenden Gases und eines Vergleichsgases bot es bisher Schwierigkeiten, die für die Messung notwendige gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit des zu untersuchenden Gases und des Vergleiehsgases sowie bei Anwendung von Zusatzgasen auch ein gleichbleibendes Mischungsverhältnis zu erreichen und auirechtzuerhalten. Die Erfindung bezieht sich auf einfache, aber betriebssicher wirkende Mittel zur Lösung dieser Aufgabe.
Gemäss der Erfindung wird zum Gleichhalten der Strömungsgeschwindigkeit des zu untersuchenden Gases in der Messkammer ausser der zur Messkammer fehrenden Gasentnahmeleitung mindestens eine vollständig nach aussen geschlossene Umgehungsleitung parallel zur Messkammer angeordnet. Die Umgehungsleitung enthält einen den Gasdurchtritt regelnden Flüssigkeitsbehälter. Dabei ist zwischen den Abzweigstellen dieser Umgehungsleitung eine Drosselvorrichtung in die Gasleitung eingeschaltet. Nach einer besonderen Ausführung- form der erfindungsgemässen Einrichtung zweigt die Umgehungsleitung von einem an die Entnahmeleitung angeschlossenen U-Rohr ab, das teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Die durch die Umgehungsleitung strömende veränderliche Gasmenge verursacht in ihrer Wirkung auf die Flüssigkeit einen gleichbleibenden Druckunterschied zwischen den Verzweigungspunkten der Leitung. Die Flüssigkeit schliesst eine Öffnung für den Eintritt des Gases in die Umgehungsleitung mehr oder weniger. wobei die Drosselvorrichtung zwischen die Anschlussstellen des U-Rohres eingeschaltet ist. Lässt man in bekannter Weise das zu untersuchende Gas durch eine Messkammer und das Vergleichsgas durch eine andere Messkammer
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arbeitende Regelvorrichtung zum Gleichhalten seiner Strömungsgeschwindigkeit vorzusehen. \111 einfachsten wird die Regelvorrichtung für das zu untersuchende Gas mit jener für das Vergleiehsgas zusammengebaut.
Die Zeichnung zeigt fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In Fig. 1 ist die einfachste Ausgestaltung der Gasuntersuehungseinrichtung gemäss der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. mit Druckausgleich für den Strom eines zu untersuchenden Gases ohne Anwendung eines Zusatzgases. Das eine Ende 1 einer Gasentnahmeleitung 2 führt unter Vorschaltullg eines Filters z. B. in einen Rauchgaskanal. An das andere Ende. 3 der Leitung 2 ist in an sich bekannter
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digkeit des Gases in der Leitung 2 auf die Messung zu vermeiden, ist im Sinne der Erfindung vor der Messkammer 11 beliebiger Bauart eine Drosselvorrichtung 4 angeordnet. ferner durch die Leitungen 5 und 6 eine Umgehungsleitung für das zu untersuchende Gas vorgesehen.
Die offenen Enden der Leitungen 5 und 6 endigen in einem teilweise mit Flüssigkeit 7 gefüllten Behälter 8, wobei nur das Rohr 5 in die Flüssigkeit eintaucht. Bei dem kleinstmöglichen Lruck in der Entnahmestelle 1 wird die Saugpumpe so eingestellt, dass stets etwas Gas durch die Umgehungsleitung fliesst. Infolgedessen ist der Druckunterschied zwischen den Abzweigstellen 9 und 10 der Umgehungsleitung gleich der Druckhöhe der vom Gas zu überwindenden Flüssigkeitssäule im Behälter 8. Steigt der Druck bei J, so fliesst mehr Gas durch die
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jetzt noch nur durch die Höhe der zu überwindenden Flüssigkeitssäule im Behälter 8 bedingt ist.
Infolgedessen bleibt die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Messkammer 11 auch bei wechselndem Druck der Entnahmestelle gleich. Die ganze Einrichtung ist aus demselben Grunde auch unabhängig von der Saugwirkung der Pumpe, wenn nur die Bedingung erfüllt ist. dass immer etwas Gas durch die Umgehungs- leitung fliesst.
Nach Fig. 2, die sich ebenfalls auf den einfachsten Fall der Regelung des Stromes eines zu untersuchenden Gases ohne Anwendung eines Zusatzgases bezieht, ist in die Rohrleitung 31, durch welche das Prüfgas durch die Messkammer. 32 hindurch abgesaugt wird, eine Drossel Vorrichtung 53 eingebaut. zu deren beiden Seiten die Schenkel eines U-Rohres 34 angeschlossen sind ; der vor der Drosselvorrielhtung angeschlossene Schenkel besteht aus einem geschlitzten Rohr 35, dessen unteres offenes Ende teilweise in die Sperrflüssigkeit 36 eintaucht. Das Rohr. 35 ist von einem Rohr 37 mit grösserem Querschnitt umgeben, welches mittels einer Leitung 38 an die Absaugleitung 31 hinter der Messkammer 32 angeschlossen ist.
Durch die Formgebung des Schlitzes im Rohr 35 ? lässt sich erreichen, dass sich die Sperrfliissigkeit- 6 bei auftretenden Schwankungen des Druckes an der Entnahmestelle bzw. der Saugwirkung der Pumpe so verschiebt, dass sie einen solchen Teil des Schlitzes im Rohr Ja abdeckt oder freigibt, dass die durch die Messkammer strömende Gasmenge trotz der Änderung des Druckunterschiedes praktisch gleichbleibt.
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flüssigkeit 36 einen grösseren Teil des Schlitzes im Rohr 35 ab, so dass dadurch wieder die durch die Mess- kammer 32 hindurehtretende Gasmenge praktisch gleichbleibt.
Handelt es sich um Einrichtungen, bei welchen nicht nur das zu untersuchende Gas durch eine Messkammer, sondern auch das Vergleichsgas durch eine andere Messkammer strömt, so kann man die Einrichtungen nach Fig. l und 2 sinngemäss auch für das Vergleichsgas anwenden, derart, dass auch für das Vergleichsgas eine nach Art eines Fliissigkeitsmanometers arbeitende Regelvorriehtung zum Gleichhalten seiner Strömungsgeschwindigkeit vorgesehen ist. In diesem Falle kann die Regelvorriehtung für das zu untersuchende Gas, die in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, mit jener für das Vergleichsgas zusammengebaut sein.
In Fig. 3,4 und 5 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Fall der Gasuntersuchung mit Hilfe eines Zusatzgases dargestellt. Fig. 3 und 5 beziehen sieh auf den Fall eines gleichbleibenden Zu-
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Bei den Verfahren mit Zusatzgas handelt es sich in der Praxis zumeist um die mittelbare Sauer- stoffbestimmung, wobei in bekannter Weise Wasserstoff dem zu untersuchenden Gasgemiseh zugefii't und zunächst die Leitfähigkeit dieses Gemisches festgestellt wird. Nach dem Durchgang durch einen Ofen, in dem sich Wasserstoff und Sauerstoff vereinigen, tritt das Gemisch in eine zweite Messkammer. wo wieder die Leitfähigkeit des nun wasserstoffarmen Gasgemisches bestimmt wird.
Der Vergleich beider Leitfähigkeiten ergibt dann die gesuchte Menge Sauerstoff.
Nach Fig. 3 tritt das Gasgemisch, dessen Sauerstoffgehalt bestimmt werden soll, bei 1 in die Leitung 2 und gelangt nach Durchtritt durch eine Drosselvorrichtung 4 und einen Kühler 13 in die Mess- kammer 11. Von dieser kommt es nach Durchtritt durch eine Verbrennungskammer 14 mittels einer Rohrleitung 15 nochmals in den Kühler 13 und darauf in eine zweite, gleichartige Messkammer @ 16 und schliesslich durch eine Leitung 17, an welche eine Saugpumpe angeschlossen ist, ins Freie. Vor dem Eintritt in den Kühler 18 wird dem zu prüfenden Gasgemisch ein brennbares Gas, insbesondere Wasserstoff, beigemischt, der bei 18 durch eine Leitung 19 eintritt.
Um die Strömungsgeschwindigkeit des Gases gleiehzuhalten, ist an die Rohrleitungen 2 und 1'1 eine Regelvorrichtung 12 entsprechend der nach Fig. 1 angeschlossen.
Wird Wasserstoff als brennbares Gas mittels der Rohrleitungen 19 bei 26 zugeführt, u. zw. aus einer elektrolytischen Anlage, welche unter gleichbleibenden Betriebsverhältnissen Wasserstoff entwickelt, so strömt stets die gleiche bekannte Menge Wasserstoff in der Zeiteinheit zu, und aus dem Unterschied der in den Einrichtungen 11 und 16 gefundenen Werte für die Wärmeleitfähigkeit kann man die Menge des Sauerstoffes bestimmen.
Fig. 4 zeigt eine Abänderung der eben beschriebenen Einrichtung bei Verwendung eines ungleichmässigen Zusatzgasstromes, z. B. von Wasserstoff, aus einer Flasche. Hiebei wird auch der Zusatzgas- strom durch das Rohr 20 in den Druckausgleiehsbehälter 8 geleitet, und es kommt eine zweite Drossel-
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von 11 und 16 eine unerwünschte Drosselwirkung ausüben. Um eine Verfälschung des Endergebnisse durch gegenseitige Beeinflussung der Gasströme bei Druekänderungen zu verhindern, ist es daher notwendig, die Drosselvorrichtungen so zu bemessen, dass sie wesentlich wirksamer sind als die als Drosselvorrichtungen wirkenden Messkammern.
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In Fig. 5 ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit zwei Nbenschlüssen dargestellt. Bei 1 tritt das zu untersuchende Gas, bei 18 das Zusatzgas ein. Im Nebenschluss 9-22 der Gashauptleitung liegt das Druckausgleichsgefäss 8. Nach dem Durchgang durch die Drosselvorrichtung 4 teilt sich die Hauptleitung bei 23 in zwei Stränge, deren einer über die Drosselvorrichtung 24 zur Austrittsleitung 3 führt, die an eine Pumpe angeschlossen ist, während der andere über die Drosselvorrichtung 25 bei 26 mit der Zuführungsleitung für das Zusatzgas sich vereinigt und dann über die Messkammern 11 und 16, den Ofen 14 usw. ebenfalls nach 3, also zur Pumpe, führt.
Zwischen den Punkten 9 und 22 muss stets der gleiche Druckunterschied bestehen, und durch die Bemessung der Drosselvorrichtungen 4 und 24 kann für jeden Punkt der zwischenliegenden Leitung ein beliebiger gleichbleibender Druckunterschied gegenüber dem Punkt 22 erreicht werden. Insbesondere für den Verzweigungspunkt 23 der Prüfgashauptleitung ist es bei richtiger Bemessung der Drosselvorrichtung 25 leicht, bei grossem Druckunterschied zwischen 9 und 22 eine solche Strömungsgeschwindigkeit in der Prüfgasleitung zu erzielen, dass das gewünschte, gleichbleibende Mischungsverhältnis zwischen Prüfgas und Zusatzgas auch bei Verwendung grösserer Querschnitte der Drosselvorrichtungen erreicht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur fortlaufenden Gasuntersuchung mit Hilfe der Bestimmung des Unterschiedes der Wärmeleitfähigkeit des zu untersuchenden strömenden Gases und eines Vergleiehsgases, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gleichhalten der Strömungsgeschwindigkeit des zu untersuchenden Gases in der Messkammer ausser der zur Messkammer führenden Gasentnahmeleitung mindestens eine vollständig nach aussen geschlossene Umgehungsleitung parallel zur Messkammer angeordnet ist, welche einen den Gasdurchtritt regelnden Flüssigkeitsbehälter enthält, wobei zwischen den Abzweigstellen dieser Umgehungs- leitung eine Drosselvorrichtung in die Gasleitung in Reihe mit der Messkammer eingeschaltet ist.