Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Quecksilbersehaltern und anderen eine Flüssigkeit enthaltenden Apparaten. Flüssigkeitsschalter, insbesondere Queck silberschalter, besitzen gewöhnlich ein luft dicht abgeschlossenes Gefäss, innerhalb dessen sich die Flüssigkeit im Vakuum oder in einer den Lichtbogen unterdrückenden Atmosphäre befindet. Bekanntlich üben Wasserdampf, Sauerstoff und andere Verunreinigungen, die in dem Gefäss infolge seiner Berührung mit der Luft während der Herstellung vorhanden sein mögen, ausserordentlich schädlichen Ein fluss aus, und es wurde daher auf ihre Be seitigung grosse Sorgfalt gelegt.
Bisher wurde gewöhnlich in der Weise verfahren, dass das Gefäss an ein Entlüftungssystem angeschmol- zen wurde und sich während der Entlüftung in einem Ofen befand. Durch die vereinigte Wirkung des Vakuums und der Erhitzung der Gefässwände wurden aus diesen die okkludierten Gase, Wasserdampf und andere Verunreinigungen ausgetrieben. Dann wurde Wasserstoff in das Gefäss eingeführt, um es auszuspülen, und das Gefäss von neuem ent- lüftet. Dies wurde mehrere Male wiederholt, wobei die Erhitzung während dieser Vor gänge fortgesetzt wurde.
Dann wurde Queck- silber von einer andern Stelle des Vakuum systems aus in das Gefäss eingeführt. wäh- rend das Vakuum aufrechterhalten wurde. Hierauf wurde das Gefäss wieder erhitzt, und zwar bis zum Siedepunkt des Quecksilbers. gewünschtenfalls eine _ Gasfüllung, wie zum Beispiel Wasserstoff, eingelassen und das Gefäss abgeschmolzen. Dieses Verfahren war zeitraubend und ergab nur eine geringe Gleichförmigkeit des Produktes.
Es wurde nun gefunden, dass die ur sprüngliche Wärmebehandlung nebst Ent lüftung und Ausspülung ausgeführt werden kann während das Gefäss mit einem ersten Entlüftungssystem verbunden ist, das ar einer selbsttätig wirkenden Maschine vor gesehen sein mag, die die richt;ge Reihen folge der Operationen ergibt, und dass da: Gefäss dann auf Raumtemperatur oder noch niedriger abgekühlt und mit Stickktoff von Atmosphärendruck gefüllt werden kann, be vor es von der Maschine abgenommen wird.
Dann kann die richtige Menge Quecksilber eingeführt werden, wobei dieses ein gleiches Volumen Stickstoff verdrängt. Hierauf kann der Schalter auf ein zweites Entlüftungs system gesetzt werden, das vorzugsweise wie der in einer selbsttätig wirkenden Pump maschine besteht, die die abschliessenden Teilschritte, wie Erhitzen, Entlüften, Spülen und Füllen mit dem gewünschten Gas aus führt, worauf das Gefäss wie bisher abge schmolzen wird.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass, wenn das Ansatzrohr, durch welches der Schalter entlüftet wird, genügend ver engt ist, die Diffusion der atmosphärischen Luft in dem innerhalb des Gefässes befind lichen Stickstoff selbst beim Verstreichen mehrerer Stunden vernachlässigbar gering ist, infolge des Umstandes, dass' das spezifi sche Gewicht von Stickstoff nur sehr wenig grösser ist als dasjenige von Luft. Es ist daher nunmehr sehr gut möglich, jeden ein zelnen Schalter vor dem Zuschmelzen des Gefässes auszuproben, um sicherzustellen, dass die richtige Menge Quecksilber eingefüllt ist.
Hierdurch werden manche Mängel beseitigt, die sich sonst bei der Sehlussprüfung heraue- stellen. Ausserdem wird grosse Einheitlich keit des Produktes erzielt, da jeder Schalter genau so wie jeder andere behandelt wird.
Bei der Herstellung eines Quecksilber schalters gemäss der bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung wird ein mit An satzrohr versehenes Schaltergefäss auf eine selbsttätige Pumpmaschine aufgesetzt. Diese Maschine hat 'einen absatzweise umlaufenden, wassergekühlten Kopf, der eine grössere An zahl geölter Gummiröhrchen zur gasdichten Verbindung mit den Ansatzrohren der Schaltergefässe besitzt. Beim Umlauf des Kopfes werden die Gefässe in einen Ofen ge bracht, wo sie genügend erhitzt werden, um alle okkludierten Gase und Wasserdampf auszutreiben.
Durch den Umlauf des Kopfes wird das Gefäss ferner mit einer Reihe von Bohrungen verbunden, durch welche die Ge fässe in abwechselnder Folge mit Vorvakuum, Feinvakuum und einem Spülgas, zum Bei spiel Wasserstoff, verbunden werden, und diese Entlüftung und Ausspülung wird meh rere Male wiederholt. Jedes Gefäss wird, wenn es sich der Stelle nähert, an der es von der Maschine abgenommen wird, durch ein Luft gebläse bis auf Raumtemperatur oder noch tiefer gekühlt, und bei der letzten Bohrung wird das entlüftete Gefäss mit Stickstoff bei Atmosphärendruck gefüllt.
Infolge der klei nen Öffnung im Ansatzrohr und infolge des Umstandes, dass Stickstoff nur eine wenig grössere spezifische Dichte als Luft hat, findet keine merkliche Diffusion von Luft in den Stickstoff hinein statt; das Gefäss kann daher nun vom Entlüftungssystem ohne schädliche Einwirkung entfernt werden. Dann lässt man Quecksilber, welches, um uner wünschte Verunreinigungen zu beseitigen, im Vakuum destilliert und in Wasserstoff atmosphäre aufbewahrt worden ist, in geeig neter Menge in das Schaltergefäss ein, wobei ein gleiches Volumen Stickstoff verdrängt wird.
Sodann wird der Schalter geprüft, um sicherzustellen, dass er innerhalb der zuläs sigen Grenzen arbeitet, um den Stromkreis zu öffnen oder zu schliessen, eine Prüfung, die bei den bisherigen Entlüftungsverfahren nicht möglich war. Nun wird das Schalter gefäss' auf eine zweite selbsttätig wirkende Pumpmaschine gebracht, die ähnlich der er sten .eingerichtet ist. Mit Rücksicht auf die Anwesenheit von Quecksilber muss das Ge fäss natürlich unterhalb des wassergekühlten Kopfes dieser Maschine aufgehängt werden.
Die Erhitzungsdauer ist herbei kürzer als auf der ersten Pumpmaschine und die Ofen temperatur derart, dass das Quecksilber nicht aus dem Schaltergefäss destilliert. Beim Um lauf des Kopfes der zweiten Maschine wird das Gefäss in abwechselnder Folge mit Vor vakuum, Zwischenvakuum und Endvakuum verbunden, um eine hohe Luftleere zu er zielen. Dann wird es vorzugsweise mit Was serstoff ausgespült und die Entlüftung und Ausspülung einigemal wiederholt. Wenn es sich der Stelle nähert, wo es von der Ma schine abgenommen werden soll, wird es wie der auf Raumtemperatur abgekühlt und Wasserstoff oder ein anderes, den Lichtbogen unterdrückendes Gas in das entlüftete Ge fäss bei einem Druck eingelassen, welcher etwas unter Atmosphärendruck liegt.
Hierzu dient beispielsweise ein Gasbehälter, der ständig einen Druck aufrecht erhält, der wenige cm, zum Beispiel 21/2 cm, unter Atmo sphärendruck liegt: Das Gefäss wird dann in der üblichen Weise abgeschmolzen und von der Maschine abgenommen. Die letzte Gas füllung kann unter Umständen fortgelassen werden.
Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Aus führungsform der zur Ausführung des Ver fahrens dienenden Einrichtung.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die erste Pumpmaschine, auf .welcher die Schalter gefässe entlüftet, ausgespült und mit Stick stoff gefüllt werden; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf dieselbe Maschine, wobei jedoch einzelne Teile ent fernt und das rotierende Ventil teilweise ab gebrochen ist, um die Rohrverbindungen zu zeigen; Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf das um laufende Ventil der Maschine in grösserem Massstab; Fig. 5 ist .ein Querschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4;
Fig. 6 zeigt eine Ansicht des zum Destil lieren und Aufbewahren des Quecksilbers dienenden Apparates; Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die zweite Pumpmaschine, auf welcher die Schalter gefässe entlüftet, ausgespült, mit dem Licht bogen unterdrückenden Gas gefüllt und ab geschmolzen werden, unter Fortlassung ein zelner Teile; Fig. 8 ist eine schematische Ansicht der Rohrverbindungen; Fig. 9 zeigt das zum Abschmelzen die nende Gebläse auf der zweiten Maschine und Fig. 10 das fertige Schaltergefäss.
Die Grundplatte 1 der in Fig. 1 bis 5 dargestellten ersten Pumpmaschine trägt auf einer geeigneten Gleitfläche ein Genfer Ge triebe 2 und dieses seinerseits ein Speichen rad 3, das an seinem äussern Rand die hohlen Bogensegmente 4 trägt.
Von einem auf dem Speichenrad 3 zentral angeordneten Behäl ter 5 fliesst durch ein Rohr 6 Kühlwasser zu einem der Segmente 4, dann durch die Rohre 7 von .einem Segment zum nächsten und kehrt schliesslich durch ein Rohr 8 zu einem achsialen Punkt zurück, von wo aus es abgelassen ,wird. Das Zuflussrohr zum Be hälter 5 ist mit 9 bezeichnet.
Ein Motor 11 treibt über ein Reduzier getriebe 13 und Schnurla.uf 14 eine Schnecke 12 an, letztere das Schneckenrad 15. das auf gleicher Achse mit dem absatzweise wirkenden Getrieberad 16 sitzt, welches auf einem Segment gezahnt ist und ein Getrieberad 17 abwechselnd antreibt und sperrt. Dieses trägt einen Kurbel zapfen 18, der seinerseits das Genfer Ge triebe 2 abwechselnd antreibt und sperrt. Hierdurch wird der ständige Umlauf des Motors 11 in eine ruckweise Umdrehung der Bogensegmente 4 entgegen dem Uhrzeigersinn umgewandelt.
Auf der Grundplatte 1 ist, konzentrisch mit dem Genfer Getriebe 2 und eine zentrale Öffnung des letzteren durchsetzend, eine kreisförmige Platte 20 vorgesehen, die als feststehender Teil des umlaufenden Ventils dient und auf welcher die den beweglichen Teil des umlaufenden Ventils bildende, ähn liche Platte 21 ruht. Auf der letzteren ruht wiederum eine Brille 22, welche vom Genfer Getriebe 2 durch die Bolzen 23 mitgenommen wird und ihrerserits die umlaufende Ventil platte 21 mittelst der Zapfen 24 mitnimmt, so dass auch letztere mit dem Genfer Getriebe umläuft. Eine Hülse 25 sichert die konzen trische Lage der beiden Platten 20 und 21.
Die Platte 20 besitzt eine grössere Anzahl Bohrungen 2.6, die voneinander den gleichen Winkelabstand haben wie die Ruhestellungen des Genfer Getriebes 2. Die Platte 21 hat entsprechende Bohrungen 27, deren jede in jeder Ruhestellung mit einer Bohrung 26 zur Deckung kommt. Eine Reihe von Ölrillen \<B>2</B>8 dient zur Dichtung zwischen den Ventil platten 20 und 21.
Eine Reihe von "Öffnungen 30 mit dem selben Winkelabstand wie die Bohrungen 26 des umlaufenden Ventils durchsetzt die hoh len Segmente 4. Jede dieser Öffnungen 3(1 enthält eng eingepasst ein kurzes, dickwandi ges Rohrstück 31 aus Gummi, dessen beide Enden etwas elastisch zusammengezogen sind, zum Beispiel durch eine Gummischnur 32, um das Heraustreiben der in die Rohrstücke 31 einzuführenden Glasröhren zu verhüten. Dasselbe kann auch durch ein in die Mitte des Rohrstückes 31 eingefügtes kurzes Röhr chen von gleichem Durchmesser wie die ein zuführenden Glasröhrchen erreicht werden.
Die obere Öffnung jedes Rohrstückes 31 dient dazu, das Ansatzrohr 33 (Fig. 10) eines zu entlüftenden Schaltergefässes 34 aufzu nehmen; dieses Ansatzrohr -wird zwecks luft dichter Verbindung eingefettet. Das untere Ende jedes Rohrstückes 31 ist durch ein Röhr 35 mit einer Bohrung 27 der umlaufen den Ventilplatte 21 verbunden, und zwar auf einanderfolgende Rohrstücke 31 mit aufein- anderfolgenden Bohrungen 27. Auf diese Weise wird beim Umlauf des Genfer Ge triebes 2 jedes Gefäss 34 aufeinanderfolgend mit jeder der Bohrungen 26 verbunden.
Nunmehr sollen die Verbindungen dieser Bohrungen 26 beschrieben werden. Die bei den Bohrungen 26; die durch das umlaufende Ventil mit denjenigen Rohren 35 verbunden sein würden, welche in den in Fig. 2 mit -t bezeichneten Stellungen endigen, fehlen. Geht man von h'er im entgegengesetzten Uhrzeiger sinn weiter, so sind die be;den ersten Boh rungen 26, und jede folgende dritte Bohrung durch ein 1Jehrfach-T-Stück 37 und ein Rohr 38 mit einer passend angetriebenen Vakuum pumpe 39 verbunden, die genügend 'gross sein muss, um das ganze angeschlossene System während der Ruhepause des Genfer Getriebes 2 im wesentlichen zu entlüften.
Die dritte Bohrung 26 und jede weitere dritte Bohrung ist durch ein Hehrfach-T-Stück 41 und ein Rohr 42 mit einer zweiten Vakuumpumpe 43 verbunden, die so entworfen ist. dass sie das durch die erste Pumpe in den Schalter- gefässen 34 erzeugte Vakuum aufrecht erhält und verbessert. Die vierte Bohrung 26 und jede folgende dritte Bohiung, ausgenommen die letzte Bohrung, ist durch ein Mehrfach T-Stück 45 und ein Rohr 46 mit einem nicht dargestellten Wasserstoffbehälter bei unge fähr Atmosphärendruck verbunden.
Die letzte Bohrung 26 ist durch ein Rohr 48 mit einem Stickstoffbehälter bei Atmosphä rendruck verbunden.
Ein bogenförmig ausgebildeter Ofen 50, dessen Krümmung derjenigen der Segmente 4 entspricht, ist so angeordnet, dass sein Boden nahe der obern Wand der Segmente -t liegt, und erstreckt sich von einem Punkt zwischen der ersten und zweiten auf die Leerstellungen A folgenden Ruhestellungen entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn auf un gefähr 170 . Dieser Ofen 50 wird durch Flammen, die aus den mit Düsen versehenen Rohren 51 austreten, auf ungefähr 500 C erhitzt. Den Rohren 51 wird an jedem Ende durch die Rohre 52 ein Gemisch von Gas und Luft zugeführt. An der Decke des Ofens ist eine Abzugsöffnung 53 vorgesehen, um die Zirkulation der Gase zu gestatten.
Jedes Ende des Ofens 50 hat eine geeignete Öffnung für den Ein- bezw. Austritt der von den Segmenten 4 getragenen Schaltergefässe 34. und ein durchgehender Schlitz am Boden des Ofens gestattet den Durchtritt der Ansatz rohre 33.
Oberhalb der Öffnungen 30 erstreckt sich vom Ende des Ofens 50 bis zur Stellung @l eine. Luftleitung 55 mit. Öffnungen an der Unterseite über jeder Ruhestellung der Öff nungen 30, wodurch ein Luftstrom gegen die von den Segmenten 4 zugeführten Schalter körper 34 gerichtet wird, um sie zu küh len. Der Luftleitung 55 wird Luft durch einen 1iühler 56 zugeführt, in welchem die Luft durch befeuchtetes Gewebe streicht.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Queck- silberapparat trägt ein Ständer 60 eine Quecksilberblase 61 und eine hiermit verbun- Jene Kühlschlange 62. Unterhalb der letz teren befindet sich der Behälter 63. Eine Vakuumpumpe 64 ist mit einem zwischen der Kühlschlange 62 und dem Behälter 63 liegenden Punkt über ein Saugrohr 65 und die Leitung 66 verbunden. Die letztere ist so angeschlossen, dass sie das aus der Kühl schlange herunter fallende Quecksilber nicht auffängt.
Mit der Leitung 66 ist ein Queck- silbermanometer <B>6=i</B> mit eingeschmolzenen Kontakten verbunden, die so angeordnet sind, da-Q sie durch das Quecksilber geschlossen werden, wenn das Vakuum unter einen be stimmten Wert sinkt. In den Kontaktkreis sind eine Alarmglocke 68 und eine Batterie 69 eingeschaltet, so dass bei versagendem Va kuum ein Warnungszeichen ertönt und der Bedienungsmann die Quecksilberblase 61 ausser Betrieb setzen kann. Dieser fliesst Quecksilber ständig aus einem Behälter 70 zu, aus dem das Quecksilber durch den Baro meterdruck durch das Rohr 71 bis in die Blase 61 gehoben wird.
In Reihe mit einer Zuleitung 73 zum elektrischen Erhitzer der Blase 61 liegt ein Quecksilberschalter 72, der durch einen Schwimmer 74 im Behälter 70 gesteuert wird, und zwar wird, wenn der Quecksilberzufluss im Behälter 70 unter einen bestimmten Betrag sinkt, der Schalter 72 geöffnet und dadurch die Blase 61 ausser Betrieb gesetzt. Der Kühlschlange 62 fliesst Kühlwasser durch eine Leitung 75 zu und dann durch eine Leitung 76 ab.
Der Sammelbehälter 63, in welchem das destillierte Quecksilber angesammelt wird, ist durch ein Barometerrohr 77 mit dem obern Ende eines Sammelbehälters 78 verbunden. Das Überströmen des Quecksilbers zu diesem Sammelbehälter 78 wird normal durch den Druck der in diesem Behälter vorhandenen Wasserstoffatmosphäre verhindert. Der Was serstoff wird durch den Sperrhahn 79 und Leitung 80 zugeführt. Die Vakuumpumpe 64 ist gleichfalls mit dem obern Ende des Sam- melbehälters 78 verbunden, und zwar durch die Leitung 81 und den Sperrhahn 82, der normal geschlossen ist.
Um das Quecksilber vom Behälter 63 zum Behälter 78 zu schaf- fen, ist es notwendig, den Sperrhahn 79 zu schliessen und den Sperrhahn 82 zu öffnen, worauf das Quecksilber infolge der Schwer kraft nach der Kammer 78 fliesst. Wenn so eine genügende Menge hinübergeflossen ist, werden die Sperrhähne wieder in die nor male Stellung gebracht. Ein Sperrhahn 83, ein Rohr 84 und eine hohle Nadel 85 dienen dazu, Quecksilber aus dem Sammelbehälter 78 in das Schaltergefäss 34 einzuführen. Die Nadel _85 reicht dabei bis jenseits der Ein- sohnürung des Ansatzrohres 33.
In der Nähe des Quecksilber-Destillier- apparates ist ein zweiter selbsttätiger Pump und Spülapparat angeordnet, welcher dem jenigen der Fig. 1 bis 5 in mancher Be ziehung ähnlich ist, aber einige Abweichun gen aufweist, wie aus den Fig. 7 bis 9 er sichtlich ist. In diesem zweiten Apparat ist die Grundplatte mit 90 bezeichnet, das um laufende Speichenrad mit 91. Es ist in ähn- lich-er Weise gelagert und absatzweise an getrieben wie das Speichenrad 3 der ersten Pumpmaschine; diese Teile bedürfen daher keiner näheren Beschreibung.
An Seinem Aussenrande trägt das Speichenrad 3 die hoh len, bogenförmigen Segmente 92, die den Segmenten 4 ähnlich sind. Den Segmenten 92 wird Kühlwasser durch ein Rohr 93 zuge führt, und zwar fliesst dieses zunächst zu einem auf dem Speichenrad 91 ruhenden offe nen Tank 94, von dort durch das Rohr 95 zu einem der Segmente 92 und dann der Reihe nach durch die andern Segmente, dann durch das Rohr 96 zu einer achs'alen Stelle und schliesslich von dort nach einem Abfluss- rohr. Ferner ist auf der zweiten Maschine ein umlaufendes Ventil ähnlich -wie bei der ersten Maschine vorgesehen,
und die Bohrun gen der beweglichen Ventilplatte sind mit den Rohren 97 verbunden, die ihrerseits die Verbindung mit den obern Enden von Gummirohrstücken ähnlich den Cxumm;rohr- stücken 31 der Fig. 3 herstellen. Die CTlimml- rohrstiieke erstrecken sich durch die Seg mente 92 abwärts. Die untern Enden der Gümmirohrstücke nehmen die Ansatzrohre der Schaltergefässe 34 auf.
Die Anordnung ist also sehr ähnlich derjenigen der ersten Maschine; ein wesentlicher Unterschied ist nur, dass die Schaltergefässe 34 hier unter halb der Segmente 92 aufgehängt sind, wäh rend sie in der ersten Maschine oberhalb der Segmente 4 getragen werden.
Nunmehr sollen die Verbindungen der Bohrungen in der feststehenden Ventilplatte beschrieben werden. Diejenige Bohrung, wel che mit jenem Rohr 97 in Verbindung steht, welches beim Umlauf des Ventils in die in Fig. 8 mit B bezeichnete Stellung gelangt, in welcher das Schaltergefäss abgesehmolzeit wird, ist eine Leerbohrung, indem sie am Ventil abgeschlossen wird, und dasselbe gilt auch von den drei in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung folgenden Boh rungen.
Die nächste Bohrung und jede vierte folgende Bohrung ist durch das Mehrfach- T-Stück 100 und ein Rohr 101 mit einer Vakuumpumpe 102 verbunden, die so bemes sen ist, dass sie das gesamte angeschlossene System während der Ruhepause der Segmente 92 im wesentlichen entlüftet. Die nächst folgende und jede vierte weitere Bohrung ist durch das Mehrfach-T-Stück 103 und das Rohr 104 mit einer Vakuumpumpe 105 ver bunden, die genügend Kapazität hat, um das Vakuum aufrecht zu erhalten und zu ver bessern.
Die nächstfolgende und jede vierte weitere Bohrung ist durch .ein Mehrfach-T- Stück 106 und ein Rohr 107 mit einer dritten Vakuumpumpe 108 verbunden, die dazu dient, das Vakuum in dem vorher entlüfteten System aufrecht zu erhalten. Die restlichen Bohrungen, ausgenommen die letzte vor der Stellung B, sind durch ein Mehrfach-T-Stück 109 -und ein Rohr 110 mit e;nem Wasserstoff behälter verbunden. Die letzte Bohrung ist durch .ein Rohr 111 und ein besonderes Zw'schensystem mit dem Wasserstoffbehäl ter verbunden.
Der Wasserstoff strömt durch einen Erhitzer 112, wo er zwecks Be seitigung von Sauerstoff über glühendes Kup fer streicht, dann durch einen mechanischen Reinigungsapparat 113 und Ventil 114 zu dem Rohr 111. Von diesem führt en Zweig rohr zu einer Kammer 115, deren offener Boden durch Quecksilber 116. abgeschlossen ist. Die glockenförmige Kammer 115 ist durch ein über Rollen geführtes Seil 117 mit einem Gegengewicht 118 verbunden. Letz teres ist so gewählt, dass es das Gewicht der Kammer 115 genau ausgleicht, wenn der Wasserstoffdruck in der Kammer einige cm Hg, zum Beispiel 21/2 cm, geringer als Atmosphärendruck ist.
Der Steuerarm des Ventils 114 ist mit dem Seil 117 derart ver bunden, dass durch die Bewegung des Ka bels bei abnehmendem Druck in der Kam mer 115 das Ventil 114 geöffnet und hier durch der Druck in der Kammer erhöht wird bis wieder Gleichgewicht hergestellt ist, wo durch das Seil 117 sich in seine normale Lage zurückbewegt und das Ventil 11.1 schliesst. Auf diese Weise wird jedem Schaltergefäss 34 unmittelbar vor dem Ab schmelzen Wasserstoff in sehr reinem Zu stand und bei dem gewünschten Druck zu geführt.
Auf der Grundplatte 90 ruht unterhalb der Segmente 92 ein Ofen 121 in solcher Lage, dass er jedes Schaltergefäss 34 ein schliesst, während es mit jeder der drei Va kuumpmpen 102, 105, 108 zum zweitenmal verbunden wird. Ein Schlitz 122 in der obern Ofenwand gestattet den Ansatzrohren 33 freien Durchtritt. Der Ofen 121 wird durch Flammen erhitzt, die aus Düsen eines Rohres 123 austreten, dem durch die Leitung 124 ein Gemisch von Gas und Luft zuge führt wird. Der Ofen wird auf einer Tem peratur gehalten, die gerade ausreicht, um die Temperatur der Schaltergefässe 34 gerade unterhalb jene zu bringen, bei welcher Quecksilber destilliert.
Ein Rohr 126 liefert Druckluft zu den Strahlgebläsen 125 und -127. Die Düsen<B>125</B> richten einen kühlenden Luftstrom gegen die Ansatzrohre 33 in jeder Ruhestellung inner halb des Ofens 121 und schützen dadurch die Gummirohrstücke, .in welche die Ansatzrohre 33 eingesetzt sind, gegen die Ofenhitze. Die Düsen 12.7 richten einen kühlenden Luft strom gegen die Schaltergefässe 34 in jeder Ruhestellung, von einer bald hinter dem Ofen liegenden angefangen bis nahe zur Ab schmelzstellung B. Hierdurch werden die Schaltergefässe 34 genügend gekühlt, so dass sie sich auf Raumtemperatur befinden, wenn sie die schliessliche Wasserstoffüllung erhalten.
Unter der Absehmelzstellung B ist auf der Grundplatte 90 eine Platte 128 (Fig. 9) befestigt, die ein Bolzen 129 lose durchsetzt., der sich in der Verlängerung des Ansatz rohres 33 des abzuschmelzenden Schalter gefässes 34 befindet. Der Bolzen 129 trägt die Abschmelzbrenner 130, deren Flammen von entgegengesetzten Seiten gegen das Ansatzrohr 33 etwas oberhalb des Schalter gefässes 34 konvergieren. Den Brennern 130 wird Gas und Sauerstoff über die Regulier ventile 131 und 132 in richtigem Verhältnis zugeführt.
Eine den Bolzen 129 umgebende Druckfeder 134 legt sich einerseits gegen die Platte 128 und anderseits gegen eine Schul ter des Bolzens 129 und hält dadurch die Brenner 130 in .ihrer Höchstlage. Ein Hand hebel 133, . der mit einem Ende auf der Unterseite der Platte-128 aufruht und an einem zwischenliegenden Punkt mit dem un tern Ende des Bolzens 129 verbunden ist, er möglicht, die Brenner 130 um einen Winkel von ungefähr 90 zu drehen und sie in dem durch die Zusammendrückbarkeit der Feder 134 gegebenen Masse zu senken.
Beim Betrieb der beschriebenen Einrich tung wird die erste Pump- und Spülmaschine in Betrieb gesetzt, indem alle Flammen an gezündet und die Motoren in Gang gebracht werden. Jedes der Rohrstücke 31 wird ent weder durch ein Schaltergefäss oder durch ein geschlossenes Röhrchen abgeschlossen. Jedes Schaltergefäss oder Röhrchen wird von den Rohrstücken 31 abgenommen, wenn es eine der Stellungen A erreicht, und daselbst das Einsatzrohr eines Schaltergefässes 34 ein gesetzt. Bei Umlauf der Maschine wird das Gefäss 34 2n die erste Pumpstellung ge bracht, welche unmittelbar vor dem Ofen 50 liegt.
Jede Undichtheit des Gefässes 34, -die die Erreichung des Vakuums unmöglich macht, wird durch ein finit dem Mehrfaeh- T-Stück 37 verbundenes Manometer ange zeigt, und es kann das betreffende Schalter gefäss unmittelbar gegen ein neues ausge tauscht werden. Die nächste absatzweise Be wegung des Genfer Getriebes ? bringt das Schaltergefäss 34 in den Ofen 50, dessen Tem peratur genügend hoch ist, um alle in den Glaswänden des Gefässes okhludierten Gase herauszutreiben.
Dann wird es in aufeiii- anderfolgenden Schritten mit dem Mehrfaeli- T-Stück 41 zwecks weiterer Entlüftung und mit dem Mehrfach-T-Stück 45 zwecks Spü lung mit Wasserstoff verbunden und hierauf in zyklischer Reihenfolge mit den genannten Mehrfach-T-Stücken 37, 41 und 45, und auf diese Weise wiederholt entlüftet und aus gespült.
Nach Durchlaufen ungefähr einer halben Runde tritt das Gefäss aus dem Ofen 50 heraus und wird durch die Kühlluftstrahlen aus dem Rohr 55 b's auf Raumtemperatur abgekühlt. während es schrittweise die letzte Ruhestellung A erreicht. In dieser letzten Stellung wird es durch das umlaufende Ventil mit dem Stek- stoffbehälter verbunden und mit Stielistoff bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur gefüllt. In der nächsten Ruhestellung wird das Schaltergefäss 34 von der Maschine ab genommen und ein anderes Schaltergefäss an seine Stelle eingesetzt.
Während dieser Be handlung des Gefässes 34 sind in die folgen den Rohrstücke 31 der Reihe nach jeweilig beim Erreichen einer der Stellungen A an dere Schaltergefässe 34 eingesetzt worden, von denen jedes den beschriebenen Zyklus von Operationen durchläuft.
Das mit Stickstoff gefüllte Schaltergefäss 34 ward dann in gewünschtem Masse mit Quecksilber<B>36</B> gefüllt, indem die hohle Na del 85 durch die Einsehnürung des Ansatz rohres 33 eingeführt und das Ventil 33 ge öffnet wird. Da das Quecksilber im Vakuum destilliert und in einer Wasserstoffatmo- sphäre aufbewahrt und unmittelbar in das Schaltergefäss eingeführt wird, so ist, keiner lei Verunreinigung des letzteren durch Sauer stoff, Wasser, Dampf odr-r ähnl'chc @ehäd- liehe Stoffe möglich.
Da ferner der Stick stoff annähernd dieselbe Dichte wie die atmo sphärische Luft hat, diffundiert letztere nicht in merklichem Masse durch die Einschnürung des Ansatzrohres 33 nach dem Gefässinnern, und es wird letzteres während des Zeit raumes, während dessen es mit der offenen Luft in Verbindung steht, frei von schäd lichen Verunreinigungen gehalten. Gewünsch- tenfalls kann das Schaltergefäss 34 in die sem Stande der Herstellung besichtigt und geprüft werden, um sicherzustellen, dass der richtige Betrag Quecksilber eingeführt ist, um die richtige Wirkungsweise zu gewähr leisten.
Nun wird die zweite Pump- und Spül maschine in Betrieb genommen, werden alle ihre Flammen angezündet und ihre Motoren in Gang gesetzt. Jede der Bohrungen wird entweder durch einen Schalterkörper oder durch den zugeschmolzenen Rohrstumpf eines abgeschmolzenen Schaltergefässes abgeschlos sen. Der von der Abschmelzstelle B kom mende Rohrstumpf wird auf einer der drei folgenden Ruhestellungen beseitigt und ein neues, mit Quecksilber gefülltes Schalter gefäss 34 an seine Stelle gesetzt.
Dieses wird beim Umlauf der Maschine zunächst mit dem Mehrfach-T-Stück 100 verbunden, wo es sorgfältig ausgepumpt wird, und dann der Reihe nach mit den Mehrfach-T-Stücken 103 und 106, wo das Vakuum aufrechterhalten bezw. verbessert wird. Der nächste Schritt verbindet das Schaltergefäss mit dem Mehr- fach-T-Stück 109, wodurch es mit Wasser stoff ausgespült wird. Der weitere Umlauf der Maschine bewirkt, dass diese Operationen zyklisch wiederholt werden, bis die letzte Stellung vor der Abschmelzstelle B erreicht ist.
Auf dieser wird das Schaltergefäss mit der Leitung 111 verbunden und erhält hier durch eine Wasserstoffüllung bei einem Druck, welcher einige cm, zum Beispiel 2i/2 cm, unter Atmosphärendruck liegt. Wäh rend des zweiten der beschriebenen Zyklen befindet sich das Schaltergefäss' 34 innerhalb des Ofens 121, in welchem es so hoch erhitzt wird, als ohne Destillation des Quecksilbers zulässig ist, um jede Spur von okkludierten Gasen oder Wasserdämpfen herauszutreiben.
Nach dem Austritt aus dem Ofen wird das Schaltergefäss durch Luft. aus den Düsen 127 gekühlt, so dass es sich auf Raumtemperatuz befindet, wenn es die schliessliche 'Wasser stoffüllung erhält. Dann wird das Ansatz rohr 33 nahe dem Schaltergefäss 34 abge schmolzen, indem die Brenner 130 durch den Handgriff 133 in die hierfür geeignete Lag- gebracht werden, und das -abgeschmolzene Schaltergefäss abgenommen. Während des Be triebes ist mit jeder der Röhren 9 7 ein Schaltergefäss 34 verbunden, und jedes der letzteren macht der Reihe nach dieselben Teil operationen durch.
Nach Abnahme jedes Schaltergefässes wird der zugehörige Rohr stumpf 33 aus der Maschine herausgezogen und an seine Stelle ein neues Schaltergefäss 34 gesetzt, welches nun in der früher be schriebenen Weise behandelt wird.
In manchen Fällen kann es wünschens wert sein, zur Unterdrückung des Licht bogens in den Quecksilberschaltern ein Ga,, wie Ammoniak, zu benutzen, insbesondere Ammoniumanhydrid. Dank der Dichte dieses Gases ist es möglich, es an Stelle der Stick stoffüllung zu benutzen, und es kann in diesem Falle das Schaltergefäss unmittelbar nach Einführung des Quecksilbers abge schmolzen werden, in welchem Falle das Pumpen und Ausspülen auf der zweiten Ma schine fortfallen.
Anstatt sämtliche Teilschritte maschinell durchzuführen, ist es auch möglich, dass eiii Teil dieser Teilschritte von Hand vorge nommen wird, um den Erfordernissen beson derer Herstellungsbedingungen zu entspre chen. Das gesamte Verfahren kann ausser bei Quecksilberschaltern auch bei ähnlichen Ap paraten mit Vorteil benutzt werden, bei wel- cben eine Flüssigkeit in ein Gefäss eingeführt werden muss, aus welchem Sauerstoff, 'Was serdampf oder andere unerwünschte Ver unreinigungen beseitigt sein und nicht wieder Zutritt haben sollen.
Auch können, statt Stickstoff oder Ammoniakgas andere Gase von ungefähr gleicher Dichte benutzt werden, um das Gefäss während der Zeit zu füllen, während deren es mit der atmosphärischen Luft in Verbindung ist, und ebenso sind mannigfaltige andere Abänderungen in den einzelnen Verfahrensschritten und in dem be nutzten Aparat möglich.
PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung von Queck silberschaltern und andern, eine Flüssigkeit enthaltenden Apparaten, dadurch gekenn zeichnet, dass die entlüfteten und von Ver unreinigungen befreiten Gefässe mit einem Gase, dessen Dichte ungefähr gleich der jenigen der atmosphärischen Luft ist, auf Atmosphärendruck gefüllt und mit der äussern Atmosphäre in Verbindung gebracht werden, worauf die Füllflüssigkeit in die Gefässe unter Verdrängung eines Teils des Füllgases eingeführt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Füllgas Stickstoff benutzt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass als Füllgas ein den Lichtbogen unterdrückendes Gas benutzt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Gefässe nach Einfüllung der Füllflüssigkeit noch mals entlüftet und ausgespült und dann abermals mit einem den Lichtbogen unter drückenden Gas gefüllt werden.
Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch ge kennzeichnet, dass als lichtbogenunter- drückendes Gas Axnmoniakgas benutzt wird.
Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Fällflüssigkeit vor Einfüllung in das Gefäss gereinigt wird. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gefässe nach Ein füllung des Füllgases und der Füllflüssig keit zugeschmolzen werden.
Method and device for the production of mercury holders and other apparatus containing a liquid. Liquid switches, especially mercury switches, usually have an airtight vessel inside which the liquid is in a vacuum or in an atmosphere that suppresses the arc. It is well known that water vapor, oxygen and other impurities that may be present in the vessel as a result of its contact with the air during manufacture are extremely detrimental, and great care has therefore been taken to eliminate them.
Up to now the usual procedure was that the vessel was melted to a ventilation system and was in an oven during the ventilation. Due to the combined effect of the vacuum and the heating of the vessel walls, the occluded gases, water vapor and other impurities were expelled from them. Hydrogen was then introduced into the vessel to rinse it out and the vessel vented again. This was repeated several times with heating continued throughout these operations.
Then mercury was introduced into the vessel from another point in the vacuum system. while the vacuum was maintained. The vessel was then heated again to the boiling point of the mercury. if desired, a gas filling, such as hydrogen, is introduced and the vessel is melted. This procedure was time consuming and gave poor product uniformity.
It has now been found that the original heat treatment, along with venting and rinsing, can be carried out while the vessel is connected to a first venting system that may be provided by an automatically operating machine that results in the correct sequence of operations, and that there: the vessel can then be cooled to room temperature or even lower and filled with nitrogen at atmospheric pressure before it is removed from the machine.
Then the correct amount of mercury can be introduced, displacing an equal volume of nitrogen. The switch can then be set to a second venting system, which preferably consists of an automatically operating pumping machine, which carries out the final sub-steps, such as heating, venting, rinsing and filling with the desired gas, whereupon the vessel is removed as before is melted.
It has been shown that if the tube through which the switch is vented is narrowed enough, the diffusion of the atmospheric air in the nitrogen inside the vessel is negligibly small, even after several hours have passed, due to the fact that the specific gravity of nitrogen is only very little greater than that of air. It is therefore now very possible to try out each individual switch before melting the vessel shut to ensure that the correct amount of mercury has been filled.
In this way, some deficiencies are eliminated that would otherwise arise during the closing test. In addition, a high degree of uniformity of the product is achieved, as every switch is treated exactly like every other.
In the manufacture of a mercury switch according to the preferred embodiment of the invention, a switch vessel provided with an attachment tube is placed on an automatic pumping machine. This machine has a water-cooled head that rotates intermittently and has a large number of oiled rubber tubes for gas-tight connection with the connection tubes of the switch vessels. As the head rotates, the vessels are placed in an oven, where they are heated sufficiently to expel all occluded gases and water vapor.
As the head rotates, the vessel is also connected to a series of bores through which the vessels are connected in alternating sequence with fore-vacuum, medium vacuum and a flushing gas, for example hydrogen, and this venting and flushing is repeated several times . As each vessel approaches the point at which it is removed from the machine, an air blower cools it down to room temperature or even lower, and during the last drilling, the vented vessel is filled with nitrogen at atmospheric pressure.
As a result of the small opening in the extension tube and as a result of the fact that nitrogen only has a slightly greater specific density than air, there is no noticeable diffusion of air into the nitrogen; the vessel can therefore now be removed from the ventilation system without any harmful effects. Then you let mercury, which, in order to remove unwanted impurities, has been distilled in a vacuum and stored in a hydrogen atmosphere, in a suitable amount in the switch vessel, an equal volume of nitrogen being displaced.
The switch is then tested to ensure that it is working within the permissible limits to open or close the circuit, a test that was not possible with previous venting procedures. Now the switch is put on a second automatic pumping machine, which is similar to the one he most is furnished. Of course, considering the presence of mercury, the vessel must be hung below the water-cooled head of this machine.
The heating time is shorter than on the first pump machine and the furnace temperature is such that the mercury does not distill from the switch vessel. When running around the head of the second machine, the vessel is connected in alternating sequence with pre-vacuum, intermediate vacuum and final vacuum in order to achieve a high level of evacuation. Then it is preferably rinsed out with hydrogen and the venting and rinsing repeated several times. When it approaches the point where it is to be removed from the machine, it is cooled to room temperature and hydrogen or another gas that suppresses the arc is let into the vented vessel at a pressure that is slightly below atmospheric pressure.
A gas container is used for this, for example, which constantly maintains a pressure that is a few cm, for example 21/2 cm, below atmospheric pressure: The vessel is then melted in the usual way and removed from the machine. The last gas filling can be omitted under certain circumstances.
The drawing shows a preferred embodiment of the device used to carry out the process.
Fig. 1 is a plan view of the first pumping machine, on .which the switch vessels are vented, rinsed and filled with stick material; Fig. 2 is a plan view of the same machine, but with individual parts ent removed and the rotary valve is partially broken off to show the pipe connections; Figure 3 is a cross-sectional view taken on line 3-3 of Figure 2; Fig. 4 shows the plan view of the valve running around the machine on a larger scale; Fig. 5 is a cross-sectional view taken on line 5-5 of Fig. 4;
Fig. 6 is a view of the apparatus used for distilling and storing the mercury; Fig. 7 is a plan view of the second pumping machine on which the switch vessels are vented, flushed, filled with the arc-suppressing gas and melted, omitting individual parts; Figure 8 is a schematic view of the pipe connections; FIG. 9 shows the blower on the second machine for melting and FIG. 10 shows the finished switch vessel.
The base plate 1 of the first pump machine shown in Fig. 1 to 5 carries a Geneva Ge gear 2 on a suitable sliding surface and this in turn a spoke wheel 3, which carries the hollow arc segments 4 on its outer edge.
From a container 5 centrally located on the spoked wheel 3, cooling water flows through a pipe 6 to one of the segments 4, then through the pipes 7 from one segment to the next and finally returns through a pipe 8 to an axial point from where it is drained. The inlet pipe to the loading container 5 is denoted by 9.
A motor 11 drives a worm 12 via a reduction gear 13 and Schnurla.uf 14, the latter the worm wheel 15, which sits on the same axis as the gear wheel 16, which is toothed on a segment and drives and locks a gear wheel 17 alternately . This carries a crank pin 18, which in turn drives the Geneva Ge gear 2 alternately and locks. As a result, the constant rotation of the motor 11 is converted into a jerky rotation of the arc segments 4 counterclockwise.
On the base plate 1, concentric with the Geneva transmission 2 and penetrating a central opening of the latter, a circular plate 20 is provided, which serves as a fixed part of the revolving valve and on which the similar plate 21 forming the movable part of the revolving valve rests. On the latter, in turn, rests a pair of glasses 22, which is carried along by the Geneva gear 2 through the bolts 23 and in turn takes the rotating valve plate 21 with it by means of the pin 24 so that the latter also rotates with the Geneva gear. A sleeve 25 secures the concentric position of the two plates 20 and 21.
The plate 20 has a larger number of bores 2.6, which are angularly spaced the same from one another as the rest positions of the Geneva gearbox 2. The plate 21 has corresponding bores 27, each of which is congruent with a bore 26 in each rest position. A series of oil grooves \ <B> 2 </B> 8 serves to seal between the valve plates 20 and 21.
A series of "openings 30 at the same angular distance as the bores 26 of the revolving valve penetrates the Hohl len segments 4. Each of these openings 3 (1 contains a tightly fitted short, thick-walled tube piece 31 made of rubber, the two ends of which are somewhat elastically drawn together , for example by a rubber cord 32, in order to prevent the expulsion of the glass tubes to be inserted into the tube sections 31. The same can also be achieved by inserting a short tube in the center of the tube section 31 of the same diameter as the glass tube to be fed in.
The upper opening of each pipe section 31 serves to take the extension pipe 33 (Fig. 10) of a switch vessel 34 to be vented; this extension pipe is greased for the purpose of airtight connection. The lower end of each pipe section 31 is connected by a tube 35 to a bore 27 of the circumferential valve plate 21, namely on successive pipe sections 31 with successive holes 27. In this way, when the Geneva gear unit 2 rotates, each vessel 34 is consecutive connected to each of the bores 26.
The connections between these bores 26 will now be described. The at the holes 26; which would be connected by the revolving valve to those tubes 35 which end in the positions denoted by -t in FIG. 2 are missing. If one proceeds from here in the counterclockwise direction, the first bores 26 and each subsequent third bore are connected by a multiple T-piece 37 and a pipe 38 to a suitably driven vacuum pump 39 which must be large enough to ventilate the entire connected system during the rest of the Geneva transmission 2 substantially.
The third bore 26 and every further third bore are connected by a multiple tee 41 and a pipe 42 to a second vacuum pump 43 which is so designed. that it maintains and improves the vacuum generated in the switch housings 34 by the first pump. The fourth hole 26 and every following third hole, except for the last hole, is connected by a multiple T-piece 45 and a pipe 46 with a hydrogen tank, not shown, at approximately atmospheric pressure.
The last bore 26 is connected by a pipe 48 to a nitrogen tank at atmospheric pressure.
An arcuate oven 50, the curvature of which corresponds to that of the segments 4, is arranged so that its bottom is close to the upper wall of the segments -t, and extends from a point between the first and second rest positions following the vacant positions A opposite to that Clockwise to about 170. This furnace 50 is heated to about 500 ° C. by flames emerging from the nozzled tubes 51. The tubes 51 are supplied with a mixture of gas and air through tubes 52 at each end. A vent 53 is provided on the ceiling of the furnace to allow the gases to circulate.
Each end of the oven 50 has a suitable opening for the Einbezw. The exit of the switch vessels 34 carried by the segments 4 and a continuous slot on the bottom of the furnace allows the extension tubes 33 to pass through.
Above the openings 30 extends from the end of the furnace 50 to the position @l one. Air line 55 with. Openings on the bottom above each rest position of the Publ openings 30, whereby a flow of air against the supplied by the segments 4 switch body 34 is directed to them to küh len. The air line 55 is supplied with air through a cooler 56 in which the air sweeps through moistened tissue.
In the mercury apparatus shown in FIG. 6, a stand 60 carries a mercury bladder 61 and a cooling coil 62 connected to it. The container 63 is located below the latter. A vacuum pump 64 is connected between the cooling coil 62 and the container 63 connected point via a suction pipe 65 and the line 66. The latter is connected in such a way that it does not catch the mercury falling from the cooling coil.
A mercury manometer with fused contacts is connected to the line 66, which are arranged in such a way that they are closed by the mercury when the vacuum drops below a certain value. An alarm bell 68 and a battery 69 are connected to the contact circuit, so that if the vacuum fails, a warning signal sounds and the operator can put the mercury bladder 61 out of operation. This constantly flows in mercury from a container 70, from which the mercury is lifted by the barometer pressure through the tube 71 into the bladder 61.
In series with a supply line 73 to the electrical heater of the bladder 61 is a mercury switch 72, which is controlled by a float 74 in the container 70, namely, when the mercury flow in the container 70 falls below a certain amount, the switch 72 is opened and thereby the bladder 61 put out of operation. Cooling water flows into the cooling coil 62 through a line 75 and then out through a line 76.
The collecting tank 63 in which the distilled mercury is collected is connected to the upper end of a collecting tank 78 through a barometer tube 77. The overflow of the mercury to this collecting container 78 is normally prevented by the pressure of the hydrogen atmosphere present in this container. The hydrogen is fed through the stopcock 79 and line 80. The vacuum pump 64 is also connected to the upper end of the collecting container 78 through the line 81 and the stopcock 82 which is normally closed.
In order to move the mercury from the container 63 to the container 78, it is necessary to close the stopcock 79 and open the stopcock 82, whereupon the mercury flows to the chamber 78 as a result of gravity. When such a sufficient amount has flowed over, the stopcocks are returned to the normal position. A stopcock 83, a tube 84 and a hollow needle 85 serve to introduce mercury from the collecting container 78 into the switch vessel 34. The needle 85 extends beyond the constriction of the extension tube 33.
In the vicinity of the mercury distillation apparatus, a second automatic pump and rinsing apparatus is arranged, which is similar to that of FIGS. 1 to 5 in some respects, but has some deviations, as can be seen from FIGS. 7 to 9 is. In this second apparatus, the base plate is designated with 90, the rotating spoked wheel with 91. It is supported in a similar manner and driven stepwise as the spoked wheel 3 of the first pump machine; these parts therefore do not require any further description.
On its outer edge, the spoked wheel 3 carries the hollow, arcuate segments 92 which are similar to the segments 4. The segments 92 are supplied with cooling water through a pipe 93, and this first flows to an open tank 94 resting on the spoke wheel 91, from there through the pipe 95 to one of the segments 92 and then in sequence through the other segments. then through the pipe 96 to an axial point and finally from there to a drainage pipe. Furthermore, a revolving valve is provided on the second machine similar to the one on the first machine,
and the bores of the movable valve plate are connected to the tubes 97, which in turn establish the connection with the upper ends of rubber tube pieces similar to the rubber tube pieces 31 of FIG. The CTlimml-Rohrstiieke extend through the segments 92 downwards. The lower ends of the rubber tube pieces receive the connecting tubes of the switch vessels 34.
The arrangement is therefore very similar to that of the first machine; the only significant difference is that the switch receptacles 34 are suspended below the segments 92, while they are worn above the segments 4 in the first machine.
The connections between the bores in the fixed valve plate will now be described. That hole, wel che with that pipe 97 in connection, which reaches the position designated in Fig. 8 with B when the valve rotates, in which the switch vessel is removed, is an empty hole in that it is closed on the valve, and the same also applies to the three bores following in the opposite clockwise direction.
The next bore and every fourth subsequent bore is connected by the multiple T-piece 100 and a pipe 101 to a vacuum pump 102 which is dimensioned such that it essentially ventilates the entire connected system during the rest period of the segments 92. The next following and every fourth further bore is ver through the multiple T-piece 103 and the pipe 104 with a vacuum pump 105 connected, which has enough capacity to maintain the vacuum and improve ver.
The next following and every fourth further bore is connected by a multiple T-piece 106 and a pipe 107 to a third vacuum pump 108, which is used to maintain the vacuum in the previously vented system. The remaining bores, with the exception of the last one before position B, are connected to a hydrogen container by a multiple T-piece 109 and a pipe 110. The last hole is connected to the hydrogen tank by a pipe 111 and a special intermediate system.
The hydrogen flows through a heater 112, where it passes over glowing copper to remove oxygen, then through a mechanical cleaning apparatus 113 and valve 114 to the pipe 111. From this a branch pipe leads to a chamber 115, the open bottom of which Mercury 116th is complete. The bell-shaped chamber 115 is connected to a counterweight 118 by a rope 117 guided over pulleys. The latter is chosen so that it exactly balances the weight of the chamber 115 when the hydrogen pressure in the chamber is a few cm Hg, for example 21/2 cm, less than atmospheric pressure.
The control arm of the valve 114 is connected to the cable 117 in such a way that the valve 114 is opened by the movement of the cable when the pressure in the chamber 115 decreases and the pressure in the chamber is increased here until equilibrium is restored where by the rope 117 moves back into its normal position and the valve 11.1 closes. In this way, each switch vessel 34 is in a very pure state immediately before the hydrogen melts and is supplied at the desired pressure.
A furnace 121 rests on the base plate 90 below the segments 92 in such a position that it encloses each switch vessel 34 while it is connected to each of the three pumps 102, 105, 108 for the second time. A slot 122 in the upper furnace wall allows the extension tubes 33 to pass freely. The furnace 121 is heated by flames emerging from nozzles of a tube 123 to which a mixture of gas and air is supplied through line 124. The furnace is held at a temperature just sufficient to bring the temperature of the switch vessels 34 just below that at which mercury distills.
A pipe 126 supplies compressed air to the jet blowers 125 and 127. The nozzles 125 direct a cooling air stream against the extension tubes 33 in every rest position within the furnace 121 and thereby protect the rubber tube pieces into which the extension tubes 33 are inserted from the furnace heat. The nozzles 12.7 direct a cooling air stream against the switch vessels 34 in every rest position, from a position soon behind the furnace to close to the melting position B. As a result, the switch vessels 34 are sufficiently cooled so that they are at room temperature when they are finally obtained hydrogen filling.
Under the Absehmelzstellung B, a plate 128 (Fig. 9) is attached to the base plate 90, which loosely penetrates a bolt 129. The vessel 34 is in the extension of the approach tube 33 of the switch to be melted. The bolt 129 carries the burners 130, the flames of which converge from opposite sides against the extension tube 33 slightly above the switch vessel 34. The burners 130 gas and oxygen through the regulating valves 131 and 132 is supplied in the correct ratio.
A compression spring 134 surrounding the bolt 129 rests on the one hand against the plate 128 and on the other hand against a shoulder of the bolt 129 and thereby holds the burner 130 in its highest position. A hand lever 133,. which rests with one end on the underside of the plate-128 and is connected at an intermediate point to the lower end of the bolt 129, it enables the burners 130 to be rotated through an angle of approximately 90 and they are in the area due to the compressibility of the Spring 134 to lower given mass.
When operating the device described Einrich the first pump and dishwasher is put into operation by igniting all the flames and the motors are started. Each of the pipe sections 31 is closed ent neither by a switch vessel or by a closed tube. Each switch vessel or tube is removed from the pipe sections 31 when it reaches one of the positions A, and there the insert tube of a switch vessel 34 is set. As the machine rotates, the vessel 34 2n is brought to the first pumping position, which is located directly in front of the furnace 50.
Any leakage in the vessel 34, which makes it impossible to achieve the vacuum, is indicated by a manometer connected to the multiple T-piece 37, and the relevant switch vessel can be exchanged immediately for a new one. The next intermittent movement of the Geneva transmission? brings the switch vessel 34 into the furnace 50, the temperature of which is high enough to drive out all the gases occluded in the glass walls of the vessel.
Then it is connected in successive steps with the multiple T-piece 41 for the purpose of further venting and with the multiple T-piece 45 for the purpose of flushing with hydrogen and then in cyclic order with the multiple T-pieces 37, 41 mentioned and 45, and in this way repeatedly vented and flushed out.
After passing through approximately half a lap, the vessel emerges from the oven 50 and is cooled to room temperature by the cooling air jets from the pipe 55b's. while it gradually reaches the last rest position A. In this last position, it is connected to the chemical container by the revolving valve and filled with chemical substance at atmospheric pressure and room temperature. In the next rest position, the switch vessel 34 is removed from the machine and another switch vessel is used in its place.
During this Be treatment of the vessel 34 are in the follow the pipe pieces 31 in sequence, respectively when reaching one of the positions A on other switch vessels 34 have been used, each of which goes through the cycle of operations described.
The nitrogen-filled switch vessel 34 was then filled to the desired extent with mercury 36 by inserting the hollow needle 85 through the opening in the neck tube 33 and opening the valve 33. Since the mercury is distilled in a vacuum and stored in a hydrogen atmosphere and introduced directly into the switch vessel, no contamination of the latter by oxygen, water, steam or similar substances is possible.
Furthermore, since the stick material has approximately the same density as the atmo spherical air, the latter does not diffuse to a noticeable extent through the constriction of the neck tube 33 to the inside of the vessel, and it becomes the latter during the period during which it is in communication with the open air , kept free of harmful impurities. If desired, the switch vessel 34 can be inspected and checked in this state of manufacture in order to ensure that the correct amount of mercury has been introduced in order to ensure the correct mode of operation.
Now the second pump and dishwasher is put into operation, all of its flames are lit and their motors are started. Each of the holes is completed either by a switch body or by the fused pipe stump of a fused switch vessel. The pipe stump coming from the melting point B is removed in one of the three following rest positions and a new switch vessel 34 filled with mercury is put in its place.
As the machine rotates, this is first connected to the multiple T-piece 100, where it is carefully pumped out, and then in sequence with the multiple T-pieces 103 and 106, where the vacuum is maintained or. is improved. The next step connects the switch vessel with the multiple T-piece 109, whereby it is flushed out with hydrogen. The further rotation of the machine causes these operations to be repeated cyclically until the last position before the melting point B is reached.
On this, the switch vessel is connected to the line 111 and is maintained here by a hydrogen filling at a pressure which is a few cm, for example 2i / 2 cm, below atmospheric pressure. During the second of the cycles described, the switch vessel '34 is inside the oven 121, in which it is heated as high as is permitted without distillation of the mercury in order to drive out any trace of occluded gases or water vapors.
After exiting the furnace, the switch compartment is filled with air. cooled from the nozzles 127 so that it is at room temperature when it receives the final 'hydrogen filling. Then the extension pipe 33 is melted away near the switch vessel 34 by bringing the burners 130 into the position suitable for this by means of the handle 133, and removing the melted switch vessel. During operation, a switch vessel 34 is connected to each of the tubes 9 7, and each of the latter makes the same partial operations in sequence.
After removing each switch vessel, the associated tube is butt 33 pulled out of the machine and in its place a new switch vessel 34 is set, which is now treated in the manner described earlier be.
In some cases it may be desirable to use a gas such as ammonia, particularly ammonium anhydride, to suppress the arc in the mercury switches. Thanks to the density of this gas, it is possible to use it in place of the stick material filling, and in this case the switch vessel can be melted immediately after the introduction of the mercury, in which case the pumping and flushing on the second machine are omitted.
Instead of performing all the sub-steps automatically, it is also possible that some of these sub-steps are carried out by hand in order to meet the requirements of special manufacturing conditions. In addition to mercury switches, the entire process can also be used to advantage with similar devices in which a liquid has to be introduced into a vessel from which oxygen, water vapor or other undesirable impurities should be removed and should not have access again .
Also, instead of nitrogen or ammonia gas, other gases of approximately the same density can be used to fill the vessel during the time during which it is in contact with the atmospheric air, and numerous other modifications are also possible in the individual process steps and in the be used apparatus possible.
PATENT CLAIM I: A process for the production of mercury switches and other apparatus containing a liquid, characterized in that the vented and impurities-free vessels are filled to atmospheric pressure with a gas whose density is approximately equal to that of the atmospheric air the external atmosphere, whereupon the filling liquid is introduced into the vessels while displacing part of the filling gas. SUBClaims: 1. The method according to claim I, characterized in that nitrogen is used as the filling gas.
2. The method according to claim I, characterized in that a gas suppressing the arc is used as the filling gas.
3. The method according to claim I, characterized in that the vessels are vented and rinsed again after filling the filling liquid and then again filled with a gas that suppresses the arc.
Method according to patent claim 1 and dependent claims 2 and 3, characterized in that monia gas is used as the arc-suppressing gas.
Method according to claim 1 and dependent claims 2 and 3, characterized in that the precipitating liquid is cleaned before it is poured into the vessel. A method according to claim 1 and dependent claims 2, 3 and 5, characterized in that the vessels are melted shut after filling the filling gas and the filling liquid.