<Desc/Clms Page number 1>
Gas-Dosier-und Eichvorrichtung für kleine Gasmengen
Die Dosierung von Gasmengen ist in der Vakuum-Messtechnik, in der Massenspektroskopie und allgemein bei chemisch-physikalischen Untersuchungen von Gasreaktionen von Bedeutung. Sie kann durchgeführt werden durch Einstellung eines bestimmten Stromes des zu dosierenden Gases mit Hilfe von Drosselvorrichtungen, z. B. Nadelventilen, unter Berücksichtigung der Stromflusszeit. Solche bekannte Vorrichtungen haben den Nachteil, dass das pro Zeiteinheit durchströmende Gasvolumen in komplizierter Weise von der geometrischen Form der Drosselvorrichtung und ausserdem noch vom Druck zu beiden Seiten derselben abhängt. Auf diesem Prinzip beruhende Messgeräte sind daher für Absolutmessungen von Gasmengen, insbesondere für Eichzwecke, nicht gut geeignet.
Ausserdem gibt es noch als Dosierungsvorrichtung ausgebildete Hähne, bei welchen eine im Hahnkücken untergebrachte Messkammer zuerst mit der Gasquelle und dann durch Drehen mit der Abführung- leitung verbunden wird. Ein solches drehbares Hahnkücken benötigt aber Gleit- oder Schmiermittel, welche unvermeidlich den Nachteil haben, dass fremde Stoffe in den Gasstrom eingebracht werden, dass das Messgas in ihnen oft löslich ist und dass ausserdem bei längerer Benutzung das Volumen der Messkammer durch Ablagerung von Schmiermittel und Abriebprodukten verändert wird. Der Abrieb führt ausserdem zu Undichtigkeit. Dies alles hat eine Unsicherheit in der Dosierung besonders kleiner Gasmengen zur Folge.
Die Erfindung hat eine Gas-Dosier-und Eichvorrichtung zum Gegenstand, deren Arbeitsweise auf dem Prinzip beruht, dass das zu messende Gas bei gegebenem Druck zuerst in einen Messraum konstanten Volumens über eine erste Leitung eingeführt und alsdann nach Absperren der Zuführungsleitung durch ein Ventil über eine zweite Leitung an den Verbraucher abgeführt wird. Geeignete Messgeräte auf diesem Prinzip, die insbesondere auch für sehr kleine Gasmengen und für Eichzwecke geeignet wären, standen bisher nicht zur Verfügung.
Die erfindungsgemässe Gas-Dosier-und Eichvorrichtung für kleine Gasmengen, insbesondere unter 100 mm3, mit einem Messraum konstanten Volumens und Leitungen und ausschliesslich magnetisch durch die Wand ihrer Ventilgehäuse hindurch betätigbaren Ventilen zum abwechselbaren Zu- und Abführen des zu messenden Gases zum bzw. vom Messraum, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Messraum als. Bohrung in einer Trennwand zwischen zwei aneinander anliegenden, mit einer Gaszuführungs-bzw.-abführungs- leitung verbundenen Ventilkammern ausgebildet ist, wobei in jeder Ventilkammer je ein eine Stirnseite der Bohrung verschliessender bzw. eröffnende, in Richtung der Bohrungsachse magnetisch bewegbarer Ventilkörper angeordnet ist.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung.
1 bedeutet die Gaszuführungsleitung, 2 eine erste Ventilkammer, 3 eine zweite Ventilkammer und 4 die Gasabführungsleitung. Zwischen den beiden Ventilkammern ist eine Trennwand 5 vorgesehen, welche den als Bohrung in dieser Trennwand ausgebildeten Messraum 6 aufweist. Dieser Messraum wird an seinen Stirnseiten durch die beiden Endflächen 7'und 8'der Dichtungen 7-8 der Ventilkörper 9 und 10 begrenzt, und sein Volumen beträgt vorzugsweise weniger als 100 mm3. Der Messraum ist geometrisch sehr genau definiert und kann leicht absolut bestimmt werden, mit besonderer Präzision dann,
<Desc/Clms Page number 2>
wenn die Dichtungsflächen an den Ventilkörpern und an der Zwischenwand 5 an den Stirnseiten der Bohrung 6 nicht mit elastischen Dichtungen versehen, sondern als blanke Metallflächen ausgebildet sind.
Die Ventilkörper 9 und 10 sind durch die Federn 11 und. 12 geführt und stellen beispielsweise die Anker von Elektromagneten dar, deren Wicklungen 13 und 14 aussen an den Ventilkammern 2 und 3 angebracht sind. Damit können die Ventile auf einfachste Weise elektrisch betätigt werden, wobei es zur genauen Einhaltung der Schaltfolge und-zeiten zweckmässig ist, für die Ventilbetätigung einen elektro mechanischen Taktgeber zu verwenden, der z. B. als Nockenwelle einer Schaltvorrichtung 15 ausgebildet sein kann, welche mit den Magnetwicklungen 13 und 14 über die elektrischen Leitungen 16 und 17 verbunden ist.
Weiter ist ein Zählwerk 18 zur automatischen Zählung der Ventilbetätigungen vorgesehen.
Die beschriebene Vorrichtung wird folgendermassen verwendet : Sie wird in die Leitung, durch welche ein Gas in dosierter Menge hindurchgeführt werden soll, eingeschaltet. Voraussetzung für eine genaue Messung ist, dass die Anordnung die Beseitigung fremder Gase, z. B. der atmosphärischen Luft, vor Beginn einer Messung oder Eichung aus dem Messsystem ermöglicht, was z. 3. durch angeschlossene Vakuumpumpen geschehen kann. Alsdann wird der Ventilkörper 10 geschlossen, 9 geöffnet und durch die Leitung 1 über die Kammer 2 und die Bohrung 9'Messgas in den Messraum 6 eingeführt.
Darauf wird der Ventilkörper 9 geschlossen, 10 geöffnet, und aus dem Messraum strömt sodann eine Gasmenge über die Ventilkammer 3 und die Bohrung 10'in die Leitung 4 ab, welche durch das Volumen 6 und durch den gegebenen Druckunterschied zwischen Gaszuführungs- und -abführungsseite genau bestimmt ist. Durch gezählte Wiederholung des beschriebenen Schöpfvorganges kann eine genau dosierte Gasmenge aus der Leitung 1 in die Leitung 4 übergeführt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gas-Dosier-und Eichvorrichtung für kleine Gasmengen, insbesondere unter 100 mm3, mit einem Messraum konstanten Volumens und Leitungen und ausschliesslich magnetisch durch die Wand ihrer Ventilgehäuse hindurch betätigbaren Ventilen zum abwechselnden Zu- und Abführen des zu messenden Gases zum bzw. vom Messraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Messraum (6) als Bohrung in einer Trennwand (5) zwischen zwei aneinander anliegenden, mit einer Gaszuführungs-bzw.-abführungsleitung (1,4) verbundenen Ventilkammern (2, 3) ausgebildet ist, wobei in jeder Ventilkammer (2, 3) je ein eine Stirnseite der Bohrung verschliessender bzw. eröffnende, in Richtung der Bohrungsachse magnetisch bewegbarer Ventilkörper (9,10) angeordnet ist.