DE1003974B - Vorrichtung zur fortlaufenden Probeentnahme von Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur fortlaufenden Probeentnahme von Gasen in einer im wesentlichen konstanten Menge je Zeiteinheit und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Zuführen von Gasen zu einem Analyseapparat, wie z. B. einem Gasabsorptionsapparat.

Beim Saugen einer geringen Menge Gas durch enge Düsen, ζ. Β. zum Zuführen einer erwünschten Menge Gas je Zeiteinheit zu einem schon vorgeschlagenen Absorptionsapparat, lagern sich oft Spuren von Verunreinigungen in der Einlaßöffnung ab. Auch wenn das Gas gereinigt ist, können Verunreinigungen hinterher ausgefällt werden, z. B. bei Rauchgasen durch Sublimierung von Schwefel. Ein anderer Nachteil ist, daß Veränderungen in dem Durchtrittsquerschnitt der Einlaßöffnung auf Grund von Schwankungen in der Temperatur des Gases oder der umgebenden Atmosphäre nicht den Veränderungen im Volumen des Gases entsprechen, so daß auch hierdurch kleine Abweichungen bezüglich der zugeführten Gasmenge entstehen.

Vorrichtungen zur Probeentnähme von Gasen, die aus zwei gegeneinander anliegenden Körpern bestehen, von welchen einer unverdrehbar ist, wogegen der andere umlaufen kann, wobei durch die beiden Körper geführte Kanäle für den Gasdurchfluß miteinander in Verbindung gebracht werden, sind bereits bekannt. Ferner sind Viskositätsmesser bekannt, bei welchen der Durchfluß eines Mediums durch ein Ventil durch Bimetallfedern in Abhängigkeit von der Temperatur reguliert wird. Die eingangs geschilderten Nachteile einer Verstopfung des Durchflußventils bei Vorrichtungen der in Frage kommenden Art werden aber bei keiner der bekannten Vorrichtungen vermieden.

Die Probeentnahmevorrichtung nach der Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile zu beseitigen. Die Vorrichtung enthält zwei Körper, die aneinander angreifende Flächen aufweisen. Einer der Körper kann rotieren, während der andere gegen Rotation gesichert ist. Beide Körper sind mit Kanälen für das zu prüfende Gas versehen, die gegeneinander in den sich berührenden Flächen münden. Auf Grund der Rotation des einen Körpers wird der Gasstrom durch die Kanäle intermittierend, da die Kanäle nur während eines Teils jeder Umdrehung miteinander in Verbindung stehen. Dadurch ist es möglich, den Kanälen einen so großen Durchmesser zu geben, daß keine Gefahr einer Verstopfung besteht, und trotzdem eine erwünschte geringe Zufuhr von Gas aufrechtzuerhalten. Ferner ist erfindungsgemäß mindestens einer der Körper verschiebbar, um die Kanäle während der Rotation mehr oder weniger in Verbindung zu bringen, und zum Ausgleich der von den Temperaturwechseln verursachten Änderungen des Gasvolumens

Vorrichtung zur fortlaufenden
Probeentnahme von Gasen

Anmelder:
Karl Torsten Källe, Säffle (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Boshart, Patentanwalt,
Stuttgart-N, Am Kräherwald 93

Karl Torsten Källe, Säffle (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

sind temperaturempfindliche Mittel vorgesehen, durch welche einer der Körper im Verhältnis zum anderen bewegt und dadurch Änderungen des Durchlasses zwischen den Kanälen bewirkt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Organe aus zwei zylindrischen Elementen, von denen, eins in dem anderen gelagert ist.

Die Anordnung nach der Erfindung ist im folgenden näher beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnung, welche in schematischer Form zwei Ausführungsbeispiele zeigt.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite, möglicherweise vorzuziehende Ausführungsform.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 hat der innere der konzentrischen Körper die Form einer Hülse 3, deren eines Ende auf die Welle 4 eines Elektromotors 5 aufgesetzt und an der Welle mittels eines durchgehenden Bolzens 6 od. dgl. befestigt ist. Die Hülse 3 wird mit enger Passung von einer äußeren Hülse 7 umgeben, die von einer im folgenden beschriebenen Anordnung getragen wird. Die Hülsen sind zweckmäßig aus einem Material hergestellt, das aus einer Mischung von Graphit und synthetischen Harzen (Kunststoffen) besteht. Dieses Material ist äußerst haltbar, selbstschmierend und widerstandsfähig gegen Chemikalien und besitzt außerdem gute wärmeleitende Eigenschaften. Ein Kanal 8 geht radial durch die Wand der inneren Hülse 3 von der zentralen Bohrung 9 aus, und ein entsprechender Kanal 10 geht radial durch die Wand der äußeren Hülse 7 und mündet in einen eingeschraubten An-

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schlußstutzen 11, der mit einem biegsamen Schlauch verursachte Änderung der Durchströmungsfläche der 12 aus Gummi od. dgl. gekuppelt ist. Volumenänderung des durchströmenden Gases zufolge Zwei an dem unteren Ende der äußeren Hülse 7 derselben. Temperaturvariation genau entspricht, wesdiametral gegenüberliegend befestigte Platten oder halb die Düse also eine konstante Gewichtsmenge Gas Zungen 13 aus Bimetall sind radial nach außen ge- 5 unabhängig von der Temperatur hervorlassen wird, richtet und stützen sich mit ihren freien Außenenden Gemäß Fig. 3 enthält die Anordnung auch einen gegen das Ende eines unten angebrachten horizontalen inneren rotierenden Körper 19 und eine umgebende Ringes 14. Eine solche Bimetallplatte besteht, wie feste Hülse 20. Letztere ist durch ein rohrförmiges bekannt, aus miteinander vereinigten Schichten aus Element 21 getragen, das an der Motorkappe 22 um zwei Metallen oder Legierungen mit verschiedenen io die Motorwelle 23 angebracht ist. Der untere Teil des Wärmeausdehnungskoeffizienten und wird folglich in Rohres 21 ist an der Außenseite mit Gewinde verAbhängigkeit von ihrer Temperatur gebogen. Eine sehen, um das Aufschrauben eines Verstellringes 24 solche Kombination von Metallen kann beispielsweise zu ermöglichen. Der obere Teil des Rohres hat zwei aus Invar und Eisen bestehen. diametral gegenüberliegende axiale Schlitze 25. Zwei Der Stützring 14 ist auf einen Ring 15 aufge- 15 Bimetallstreifen 26 sind diametral gegenüberliegend schraubt, der an der Motorkappe um die Welle 4 be- an der Unterseite einer horizontalen Scheibe 27 befestigt ist. Der innere, feste Ring 15 hat zwei auf- festigt, die unter der Hülse 20 angebracht ist. Diese rechte Gabeln 16, die um je eine der beiden Bimetall- Streifen ragen durch die Führungsschlitze 25 hinaus platten 13 greifen, wodurch die Hülse 7 gegen Ro- und stützen sich mit ihren äußeren Enden auf den tation gesichert ist, aber in axialer Richtung ver- 20 Ring 24, um die Scheibe 27 zu tragen, schoben werden kann. Der innere Rotationskörper 19 ist auf der Scheibe Eine Leitung 17 führt von einer Gasquelle über 27 drehbar abgestützt und in der Hülse 20 gelagert, eine nicht gezeigte Pumpe und endigt in einem senk- Er hat zwei axiale Bohrungen 28 und 29, und zwar recht nach unten gebogenen Teil, der in die zentrale eine an jedem Ende. Eine Scheibe 30 mit einer zen-Bohrung 9 der Hülse 3 eingeführt ist, um diese Boh- 25 tralen, viereckigen öffnung ist in das untere Ende des rung mit dem betreffenden Gas zu füllen. Nur ein Teil Körpers 19 eingesetzt. Eine vierkantige Welle 31 ist des von der Leitung 17 kommenden Gases braucht am Ende der Motorwelle 23 befestigt und gleitbar demnach durch die Kanäle 8,10 sowie die Leitung 12 durch die viereckige Öffnung der Scheibe 30 emweiterbefördert zu werden, während der Rest frei ent- gesetzt. Der Körper 19 wird also durch die Welle 31 weichen darf. Diese Anordnung hat den Zweck, eine 30 zum Umlauf gebracht, wenn der Motor arbeitet, kann große Durchströmungsgeschwindigkeit durch die Lei- aber von den Bimetallstreifen 26 in axialer Richtung tung 17 zu ermöglichen, obwohl dieselbe einen ziem- verschoben werden. Vorzugsweise sind beide Körper lieh großen Durchmesser hat, damit eine Verstopfung 19 und 20 sowie die Scheibe 27 aus dem oben angedurch Verunreinigungen im Gas vermieden wird. gebenen Material gefertigt, das aus einer Mischung Wenn nämlich die Probeentnahmevorrichtung nach 35 von Graphit und Kunststoffen besteht, der Erfindung zur fortlaufenden Zufuhr von gerin- Die Hülse 20 hat einen Einlaß 32, der über eine geren Gasmengen zu einem Analyseapparat ange- Pumpe mit einer Gasquelle zu verbinden ist. Dieser wendet werden soll, ist es von Bedeutung, daß die Einlaß mündet in einem ringförmigen Raum 33, der Strömungsgeschwindigkeit so groß ist, daß ein- einen Teil des Körpers 19 umgibt. Eine Anzahl durch tretende Variationen in der Zusammensetzung des 40 die Wand des Körpers 19 tretender radialer Kanäle Gases schnell festgestellt werden können. 34 verbinden den Raum 33 mit der Bohrung 28. Ein Die durch die Probeentnahmevorrichtung strömende weiterer radialer Kanal 35 durch das Organ 19 wirkt Gasmenge kann durch Drehung des Ringes 14 einge- bei der Rotation mit einem Kanal 36 durch die Hülse stellt werden, derart, daß die Hülse 7 gehoben oder 20 zusammen; der letztere Kanal 36 hat einen Auslaßgesenkt wird, wobei die Kanäle 8, 10 mehr oder 45 stutzen 37, der mit einem Gasanalyseapparat od. dgl. weniger sich gegenüberzustehen kommen. Die Kanäle zu verbinden ist, durch welchen Gas gesaugt wird, können zweckmäßig rechtwinkligen! Querschnitt haben, Schließlich hat die Hülse 20 eine Kappe 38, welche so daß die Änderungen des D'urchströmungsquer- das obere Ende des Körpers 19 umgibt. Diese Kappe schnittes direkt proportional zu dem Drehungswinkel ist mit einer Auslaßöffnung 39 für Gas versehen, des Ringes 14 werden. Um die Einstellung zu erleich- 50 Auch bei dieser Ausführungsform wird also ein tern, kann der Ring 14 auf der Außenseite (bei 18) Überschuß an Gas in die Probeentnahmevorrichtung kordiert und mit einem Index versehen sein, der auf gepumpt, und zwar aus demselben Grund, wie oben eine gradierte Skala an der Außenseite des inneren angegeben. Natürlich ist die Bohrung 28 effektiv mit Ringes 15 zeigt. Änderungen der Umlaufgeschwindig- Gas gefüllt, so daß keine Luft in den Kanal 35 einkeit des Motors innerhalb mäßiger Grenzen haben 55 dringen kann, aber außerdem wird der Raum außerkeine Einwirkung auf die Menge des durchströmenden halb des Körpers 19, d. h. innerhalb der Kappe 38, Gases. mit Gas gefüllt, und dies bedeutet, daß keine Luft in Die beiden Bimetallplatten 13, welche die Hülse 7 einen etwaigen Spielraum zwischen der Hülse 20 und tragen, sind derart angeordnet, daß ihre Außenenden dem Körper 19 eindringen kann, nach unten gebogen werden, um die Hülse 7 zu heben, 60 In Fig. 3 sind die Bimetallstreifen 26 gerade darwenn die Temperatur der Hülse oder der Umgebung gestellt, und der Kanal 35 befindet sich auf einem erhöht wird. Wenn der Kanal 10 sich in einer Aus- etwas höheren Niveau als der Kanal 36, so daß der gangslage bei niedriger Temperatur auf einem etwas Durchgang zwischen den beiden Kanälen gedrosselt niedrigeren Niveau als der Kanal 8 befindet, wie in ist. In diesem Falle sind die Streifen 26 so ange-Fig. 1 gezeigt, ergibt sich, daß die Durchströmungs- 65 ordnet, daß sie nach unten gebogen werden, d. h., daß fläche bei erhöhter Temperatur vergrößert wird. die Scheibe 27 gesenkt wird, wenn die Temperatur Durch die Wahl einer zweckmäßigen Kombination erhöht wird, so daß der Durchlaß zwischen den von Metallen in den Platten 13 sowie durch Abstim- Kanälen erweitert wird.

mung des Durchmessers des Stützringes 14 kann man Die beschriebene Anordnung kann in verschiedener

es so regeln, daß die durch Temperaturschwankungen 70 Art im Rahmen der Erfindung geändert werden. Zum

Beispiel ist es möglich, den äußeren Körper umlaufen zu lassen, während der innere gegen Rotation verriegelt ist, und einer oder beide können mit mehreren Kanälen versehen sein. Weiterhin können die beiden Körper als parallele Scheiben mit sich berührenden Flächen geformt sein, indem eine der Scheiben drehbar ist und die eine von Bimetallplatten gestützt wird, um in Abhängigkit von der Temperatur verschoben zu werden.

Claims (6)

PATENTANSPKOCHE: IO

1. Vorrichtung zur fortlaufenden Probeentnahme von Gasen, bestehend aus zwei aneinanderliegenden Körpern (3,7) mit durchgehenden Kanälen, die in den Kontaktflächen der beiden Körper münden, wobei der eine Körper (3) drehbar angeordnet ist, während der andere gegen Drehung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Durchflußquerschnittes zwischen den Kanälen (8,10) der eine Körper (7) außerdem im Verhältnis zum anderen verschiebbar angeordnet ist und daß zur Kompensierung der von den Temperaturwechseln verursachten Änderungen des Gasvolumens an sich bekannte temperaturempfmdliche Mittel vorgesehen sind, durch welche der verschiebbare Körper bewegt und dadurch die entsprechende Einstellung der Durchflußfläche bewirkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Körper (7) durch eine oder mehrere Bimetallplatten (13) von einer Stütze getragen wird, wobei diese Platten in bekannter Weise in Abhängigkeit von- der Temperatur gebogen werden und den Körper bewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper aus einem inneren Zylinder (3) und einer äußeren umgebenden Hülse (7) bestehen und daß der eine Körper (7) in axialer Richtung verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Körper (7) durch Bimetallplatten (13) von einer in axialer Richtung verstellbaren Stütze (14) getragen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (19) drehbar und durch eine in axialer Richtung gleitbare Verbindung mit einer Antriebswelle (23) verbunden ist und daß der Zylinder von einer die Welle umgebenden Stützplatte (27) getragen wird, die mit radial hinausragenden Bimetallplatten (26) versehen ist, deren Außenenden sich gegen einen auf der umgebenden Hülse (21) angebrachten, von Hand einstellbaren Ring (24) stützen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen- 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Zuführung eines Überschusses an Gas zu einem Zwischenraum, der um die Einlaßöffnung des Kanals des umlaufenden Körpers ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 690 024;
USA.-Patentschrift Nr. 2 333 934.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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