DE1007526B - Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis explosibler Gasgemische - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis explosibler GasgemischeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche bestimmt sind, die Bildung
explosibler Gasgemische nachzuweisen, bevor die untere Grenze der Explosionsfähigkeit derartiger Gemische
erreicht wird. Sie besitzt ein besonderes Interesse für die Überwachung des guten Arbeitens elektrolytischer
Zellen.
Bekanntlich kann sich in elektrolytischen Zellen mit Quecksilberkathode zufällig Wasserstoff an der
Kathodenoberfläche durch örtliche Zersetzung des Alkaliamalgams bilden. Die Wasserstoffbildung ruft
nicht nur eine Erniedrigung der elektrolytischen Ausbeute hervor, sondern außerdem kann die Mischung
dieses Gases mit dem an den Anoden freigesetzten Gas rasch explosiv werden. Es ist daher wichtig, über
Mittel zu verfügen, welche die Feststellung eines derartigen anomalen Arbeitens erlauben.
Die Erfindung beruht auf bekannten Grundsätzen. Man weiß, daß man eine Druckänderung durch Reaktion
zwischen zwei Gasen unter dem Einfluß von Strahlungen hervorrufen und diese Druckänderung
auf eine Manometereinrichtung einwirken lassen kann, welche ihrerseits auf eine Warneinrichtung einwirkt.
Warneinrichtungen sind bekannt, welche in die zu überwachende Sphäre gebracht werden. Einige beruhen
auf der Diffusion von Gasen durch eine poröse Wand; diese Diffusion ist verhältnismäßig langsam
und der Warnapparat funktioniert erst dann, wenn die Gefahr schon besteht. Andere verwenden chemische
Reaktionsmittel, welche von Zeit zu Zeit ersetzt werden müssen. Noch andere benutzen Strahlungseinwirkungen
und/oder sind mit mechanischen sich bewegenden Teilen versehen, deren Regelung empfindlich ist
und die eine aufmerksame Unterhaltung erfordern. Zu diesen Nachteilen kommt noch hinzu, daß diese
Vorrichtungen nicht benutzt werden können, wenn es sich darum handelt, die Gegenwart von Wasserstoff
in fast reinem Chlor festzustellen.
Es gibt auch Einrichtungen, welche nicht in die zu beobachtende Sphäre gebracht werden, sondern in
welche man das zu überwachende Gas einführt. Eine solche bekannte Einrichtung, bestimmt zum Überwachen
von verbrennbaren Gasen mit dem Ziel, die zufällige Bildung von explosiblen Mischungen festzustellen,
besteht darin, in kontinuierlicher Weise eine Probe des Gases zu nehmen, welche man durch den
Apparat gehen läßt und an der Luft am Ausgang des Apparats verbrennt, wobei die Flamme den Zweck
hat, die in dem Untersuchungsapparat eingeschlossene explosible Mischung zu entzünden. Diese Einrichtung
ist nur im Falle verbrennbarer Gase von Wert.
Die Erfindung betrifft demgegenüber zunächst ein Verfahren zum Nachweis explosibler Gasgemische
Verfahren und Vorrichtung
zum Nachweis explosibler Gasgemische
zum Nachweis explosibler Gasgemische
Anmelder:
Solvay & Cie., Brüssel
Solvay & Cie., Brüssel
Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32
Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 6. Februar ,1952
Belgien vom 6. Februar ,1952
Charles Deprez, Uccle, Brüssel,
und M. Nestor Daras, Ixelles, Brüssel (Belgien),
sind als Erfinder genannt worden
durch die systematische Verbindung der Bestandteile des Gemisches.
Diese Verbindung der Bestandteile des Gemisches, welche eine Druckschwankung hervorruft, welche
ihrerseits auf eine manometrische Einrichtung übertragen wird, bewirkt das Schließen eines elektrischen
Stromkreises zum Betätigen eines Melderelais, sobald die Druckschwankung einen gegebenen Wert erreicht.
Die neue Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens enthält keine Nachteile der bekannten Einrichtungen.
Sie funktioniert in geschlossenem Behälter, bedarf keiner chemischen Reaktionsmittel, enthält
keinen beweglichen mechanischen Teil, benötigt keine Unterhaltung und reinigt sich automatisch. Sie
kann in jedem Fall benutzt werden, gleichgültig, ob das zu beobachtende Gas verbrennbar oder nicht verbrennbar
in der Luft ist. Sie ist einstellbar und erlaubt die Entdeckung von Unregelmäßigkeiten lange
bevor diese eine Explosionsgefahr darstellen.
Das neue Verfahren zum Nachweisen der Bildung explosibler Gasgemische vor Erreichen der unteren
Explosionsgrenze, bei dem eine chemische Verbindung des Gemisches erzeugt und die sich dadurch ergebende
Druckveränderung an einem Meßgerät angezeigt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß in regelmäßigen
Abständen eine Probe des zu überwachenden Gasgemisches entnommen wird, an dieser Probe die
chemische Verbindung erzeugt wird und die dabei auftretende Druckänderung auf ein Manometergerät
einwirkt, in welchem, sobald diese Druckänderung einen gewünschten Betrag erreicht, eine Elektrolytlösung
zwei Graphitelektroden berührt und dadurch
im 507/367
Tauchkolben 3 fallen. Diese Veränderung wird durch entsprechende Änderung der Eintauchhöhe von Rohr 2
zur Wirkung haben, daß die Gasspeisemenge praktisch konstant bleibt.
Die Verbindung wird beispielsweise durch die aktinische Wirkung einer Glühlampe 30 zustande gebracht,
welche durch unterbrochenes Schließen eines im Netz 32 liegenden Unterbrechers 31 gesteuert wird. Die
gleichzeitige Temperaturerhöhung ruft eine Druckvergrößerung hervor, welche das Gas durch das mit
Rohr 11 der Kontakteinrichtung verbundene Rohr 5 fortdrückt. Während 2 oder 3 Sekunden geht das Gas
durch die Elektrodenkammer 12 und entweicht durch die Flüssigkeit in Kammer 13, von wo es durch Rohr
ein elektrischer, den Anzeiger steuernder Stromkreis geschlossen wird.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung
kommt die Verbindung der Gase in einem als Reaktionsgefäß bezeichneten Raum zustande, vorzugsweise unter der Einwirkung aktinischer Strahlen, und
die so hervorgerufene Druckänderung läßt eine Salzlösung in ein Rohr mit Elektroden eintreten. In dieser
Weise schließt die Flüssigkeit einen elektrischen
Stromkreis und bringt ein Warnrelais in Gang. Das
zu beobachtende Gas wird in das Reaktionsgefäß
durch ein Rohr von geringem Querschnitt eingeführt,
welches einen Druckverlust bedingt, der zum Zweck
hat, die zu rasche Beseitigung der durch die Verbindung der Gase in dem Reaktionsgefäß hervorgerufene 15 14 austritt. Druckänderung zu vermeiden. Die bei dem Verfahren Sobald sich die Temperatur verringert, erniedrigt
kommt die Verbindung der Gase in einem als Reaktionsgefäß bezeichneten Raum zustande, vorzugsweise unter der Einwirkung aktinischer Strahlen, und
die so hervorgerufene Druckänderung läßt eine Salzlösung in ein Rohr mit Elektroden eintreten. In dieser
Weise schließt die Flüssigkeit einen elektrischen
Stromkreis und bringt ein Warnrelais in Gang. Das
zu beobachtende Gas wird in das Reaktionsgefäß
durch ein Rohr von geringem Querschnitt eingeführt,
welches einen Druckverlust bedingt, der zum Zweck
hat, die zu rasche Beseitigung der durch die Verbindung der Gase in dem Reaktionsgefäß hervorgerufene 15 14 austritt. Druckänderung zu vermeiden. Die bei dem Verfahren Sobald sich die Temperatur verringert, erniedrigt
verwendete Änderung kann eine Vergrößerung oder sich der Druck, die Flüssigkeit der Kammer 13 steigt
eine Verringerung des Drucks sein. in die Elektrodenkammer 12, gelangt an eine Elektrode
Während der Dauer der Einführung in das Re- 15 und schließt so einen elektrischen Stromkreis mit
aktionsgefäß von einer Menge des dem Versuch zu 20 einer Elektrode 16. Die zwei Elektroden sind zu diesem
unterwerfenden Gemisches bleibt das Reaktionsgefäß Zweck mit einer Stromquelle 34, welche eine elektrovom
Licht abgeschlossen. Es wird dann dem aktini- lytische Zelle sein kann, aus welcher das zu beobachschen
Einfluß der Lampe während zwei oder drei tende Gas vorher entnommen wird, über ein Relais 33
Sekunden unterworfen. Die Verbindung bildet sich; verbunden, welches einen Warnstromkreis 35 steuert,
dann wird die Lampe ausgelöscht oder abgedeckt, die 25 Die Flüssigkeit der Kontakteinrichtung, z. B. Wasser,
Verbindungsprodukte werden evakuiert und eine neue in welchem gegebenenfalls ein Elektrolyt gelöst sein
Menge frischen Gasgemisches ersetzt das evakuierte kann, z. B. Natriumchlorid, wird durch einen hydrau-Gas.
Von Zeit zu Zeit unterwirft man so das Re- lischen Verschluß 17 gespeist, dringt in die Kammer
aktionsgefäß der Einwirkung von Lichtstrahlen wäh- 13 ein, steigt in die Kammer 12, geht zurück und
rend einiger Sekunden. Der Wechsel dieser Behänd- 30 fließt durch das Überlaufrohr 18 ab, welches mit
lungen kann durch jedes bekannte mechanische oder dem U-Rohr des Reaktionsgefäßes verbunden ist.
hydraulische Mittel bestimmt werden. Die gesamte Operation geht in 4 bis 5 Sekunden vor
Das Verfahren gibt nur regelmäßige und konstante sich.
Ergebnisse, wenn die in das Reaktionsgefäß ein- Nach einer anderen in Fig. 2 dargestellten Austretende
Gasmenge praktisch konstant ist. Zu diesem 35 führungsform der Erfindung macht man Gebrauch
Zweck umfaßt das Verfahren gleichfalls vor oder in von dem im Reaktionsgefäß durch die Betätigung der
\rerbindung mit dem Reaktionsgefäß die Verwendung Kontakteinrichtung erzeugten Druck. In diesem Fall
eines Mittels, um diese Menge zu regeln. erzeugt der plötzlich eintretende Druck des Reaktions-
Die Zeichnung stellt in schematischer Weise eine gefäßes durch Leitung 5 von diesem auf Rohr 24 der
Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der 40 Kontakteinrichtung übertragen, eine Druckerhöhung
Erfindung dar. in der Kammer 23. Die Flüssigkeit wird dadurch zum
Teil in die Elektrodenkammer 22 zurückgeführt, und, wie bei der vorhergehenden Einrichtung, stellt den
elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden 25 und 45 26 her. Das Gas entweicht durch ein Rohr von geringem
Querschnitt 29 in die Ausgangsleitung 21. Der Druckverlust in Rohr 29 hat zum Zweck, sich dem
raschen Gasabströmen zu widersetzen und hält in der Kammer 23 während der erforderlichen Zeit einen
den Ausführungsform der Erfindung (Fig. Ϊ) tritt das 5o ausreichenden Überdruck aufrecht, um Flüssigkeit in
Gas in die Vorrichtung durch Rohr 1, von welchem die Kammer 22 zurückzudrücken. In gleicher Weise
ein Rohr 2 mit geringem Querschnitt und mit starkem wie bei der vorhergehenden Einrichtung gelangt die
Druckverlust abgezweigt~ist. Das Gasgemisch geht Flüssigkeit in den Apparat durch einen hydraulischen
dann durch die Flüssigkeit eines Tauchkolbens 3 zum Verschluß 27 und ergießt sich durch Überfallrohr 28
Reaktionsgefäß 4, wo die Verbindung stattfindet. Die 55 gegen den hydraulischen Verschluß 9 des Reaktions-Reaktionsgase
verlassen das Reaktionsgefäß durch gefäßes.
Rohr 5. Zu dem Zweck, die Gaszufuhr am Eingang
des Reaktionsgefäßes gleichförmig zu machen, ist
Rohr 1 mit einem Behälter 6 von großem Querschnitt
verbunden, welcher mit dem Tauchkolben 3 und Über- 60 15 oder 25 und der Höhe des Überfalls 18 oder 28. Die lauf 7 und dem hydraulischen Verschluß 8 den Druck- Lage dieser Elektrode ist in der Höhe einstellbar, regler bei der Speisung darstellt. Die Flüssigkeit,
welche den hydraulischen Verschluß 8 speist, tritt
durch ein U-Rohr 9 im Boden des Reaktionsgefäßes 4
ein, von wo sie durch einen Überlauf abgeht und durch 65
den Tauchkolben 3 in den Behälter 6 herunterfließt,
von wo sie gleichfalls durch einen Überlauf in den
hydraulischen Verschluß 8 gelangt.
Rohr 5. Zu dem Zweck, die Gaszufuhr am Eingang
des Reaktionsgefäßes gleichförmig zu machen, ist
Rohr 1 mit einem Behälter 6 von großem Querschnitt
verbunden, welcher mit dem Tauchkolben 3 und Über- 60 15 oder 25 und der Höhe des Überfalls 18 oder 28. Die lauf 7 und dem hydraulischen Verschluß 8 den Druck- Lage dieser Elektrode ist in der Höhe einstellbar, regler bei der Speisung darstellt. Die Flüssigkeit,
welche den hydraulischen Verschluß 8 speist, tritt
durch ein U-Rohr 9 im Boden des Reaktionsgefäßes 4
ein, von wo sie durch einen Überlauf abgeht und durch 65
den Tauchkolben 3 in den Behälter 6 herunterfließt,
von wo sie gleichfalls durch einen Überlauf in den
hydraulischen Verschluß 8 gelangt.
Wenn aus einem beliebigen Grund der Druck in der
Fig. 1 zeigt das Reaktionsgefäß und seine Speiseeinrichtung in Verbindung mit einer durch eine
Druckverringerung im Reaktionsgefäß betätigten Kontakteinrichtung, während
Fig. 2 eine gleiche Anordnung mit einer durch Druckerhöhung in dem Reaktionsgefäß betätigten
Kontakteinrichtung wiedergibt.
Gemäß der ersten bei Druckverringerung arbeiten-
Bei den zwei dargestellten Ausführungsformen ist die Empfindlichkeit der Einrichtung eine Funktion des
Abstandes zwischen dem unteren Rand der Elektrode
Man entdeckt so in Gegenwart von Chlor einen Wasserstoffgehalt, welcher weniger als 2% vom
Volumen des Gemisches sein kann.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, keinen sich bewegenden Teil zu besitzen und sich
in einem vollkommen reinen Zustand zu erhalten. Infolgedessen benötigt sie keinerlei Unterhaltung. Sie
ist nicht nur bei elektrolytischen Zellen anwendbar,
Leitung 1 fällt, wird auch die Flüssigkeitshöhe im 70 sondern gleichfalls in allgemeiner Art in allen Fällen,
wo sich Gasgemische bilden können, von welchen gewisse Bestandteile miteinander zu reagieren vermögen.
Claims (9)
1. Verfahren zum Nachweis der Bildung explosibler
Gasgemische vor Erreichen der unteren Explosionsgrenze, bei dem eine chemische Verbindung
des Gemisches erzeugt und die sich dadurch ergebende Druckänderung an einem Meßgerät angezeigt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß in regelmäßigen Abständen eine Probe des zu überwachenden
Gemisches entnommen wird, an dieser Probe die chemische Verbindung erzeugt wird und die
dabei auftretende Druckänderung auf ein Manometergerät einwirkt, in welchem, sobald diese
Druckänderung einen gewünschten Betrag erreicht, eine Elektrolytlösung zwei Graphitelektroden berührt
und dadurch ein elektrischer, den Anzeiger steuernder Stromkreis geschlosssen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung
durch die Höhe einer der Elektroden über dem Niveau der Leitflüssigkeit geregelt wird, welche
sich zwischen zwei Operationen einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 bei seiner Anwendung auf eine elektrolytische Zelle, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrische Energie von der Zelle selbst entnommen wird.
4. Vorrichtung zur Ausführung des A^erfahrens
nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Reaktionsgefäß,
in welchem die Verbindung der Gase stattfindet, aus einem Gasmengenregler und aus einer hydraulisch
wirkenden Kontakteinrichtung besteht, welche unter der Einwirkung eines einen gegebenen
Wert überschreitenden Drucks einen elektrischen Stromkreis mit einem Warnrelais schließt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß (4) mit zwei
hydraulischen Verschlüssen versehen ist, von welchen der erste aus einem U-Rohr (9) besteht,
welches zum Speisen dieses Reaktionsgefäßes (4) mit Elektrolytlösung dient, während der zweite
aus einem Überlaufrohr (5J besteht, welches in die in einer Kammer (6) enthaltene Elektrolytlösung
eintaucht, welche in Verbindung mit dem Gaseintritt (1) ist, wobei die als Eintrittsregler
dienende Kammer mit einem in einen Wasserverschluß (8) eintauchenden Überlaufrohr (7) versehen
ist, wobei der Eintritt des Gases in das Reaktionsgefäß durch ein Rohr (2) von kleinem
Querschnitt und unter Druckverlust erfolgt, welches Rohr in die Elektrolytlösung des Überlaufrohres
(3) des Reaktionsbehälters (4) eintaucht, und wobei die Eintauchhöhe des Rohres (2)
selbsttätig durch den Druck des Gases in der Kammer (6) des Eintrittsreglers bestimmt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung eine
senkrechte mit zwei Elektroden versehene Kammer (12 oder 22) darstellt, welche in die in eine zweite
Kammer (13 oder 23) strömende Flüssigkeit eintaucht, und die beiden Kammern einen hydraulischen
Verschluß bilden, wobei die Maximalhöhe der Flüssigkeit in der zweiten Kammer (13 oder
23) durch den Überfall bestimmt wird, während die Flüssigkeitshöhe in der Elektrodenkammer (12
oder 22) von dem Unterschied zwischen den in den beiden Kammern herrschenden Drücken abhängt.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenkammer
(12) mit dem Reaktionsgefäß durch Rohr (11) verbunden ist, während die andere Kammer
(13) unmittelbar in Verbindung mit dem Gasausgang (14) ist, wobei die Flüssigkeit den Kontakt
mit den Elektroden herstellt, wenn sich eine ausreichende Druckerniedrigung in dem Reaktionsgefäß (4) einstellt.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenkammer
(22) mit dem Gasausgang (21) verbunden ist, während die andere Kammer (23) in unmittelbarer
Verbindung mit dem Reaktionsgefäß durch Rohr (24) ist und überdies mit dem Gasausgang
(21) durch ein Rohr (29) geringen Querschnitts und unter Druckverlust verbunden ist, wobei die
Flüssigkeit den Kontakt mit den Elektroden herstellt, wenn sich ein ausreichender Überdruck in
dem Reaktionsgefäß einstellt.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Flüssigkeitsströmung
besitzt, welche, durch einen hydraulischen Verschluß (17 oder 27) in die Kammer mit
dem Überlaufrohr der Kontakteinrichtung eintretend, wo sie einen hydraulischen Verschluß mit
der Elektrodenkammer bildet, durch das Überlaufrohr (18 oder 28) austritt, durch einen neuen
hydraulischen Verschluß (9) in das Reaktionsgefäß eindringt und dieses Gefäß durch ein Überlaufrohr
(3) verläßt, um in die Gaseintrittsregelkammer einzutreten, woraus sie ebenfalls durch
ein Überlaufrohr (7) austritt, um die Einrichtung durch einen hydraulischen Verschluß (8) zu verlassen.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 825 907, 393 617,
687, 297 327, 463 401, 506 796, 109114.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 709 90W367 4.57'
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE307672X | 1952-02-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1007526B true DE1007526B (de) | 1957-05-02 |
Family
ID=3867505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DES31560A Pending DE1007526B (de) | 1952-02-06 | 1952-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis explosibler Gasgemische |
Country Status (6)
| Country | Link |
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| BE (1) | BE509023A (de) |
| CH (1) | CH307672A (de) |
| DE (1) | DE1007526B (de) |
| FR (1) | FR1069940A (de) |
| NL (2) | NL175083B (de) |
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