DE138405C - - Google Patents

Description

fffCTFTES

PATENTAMT.

KLASSE 42/.

ausgeführten Gasanalyse.

Der in Vorliegendem beschriebene Apparat gehört zu der Kategorie der Gasabsorptionsapparate, bei welchem durch ein Absorptionsmittel _■ dem zu analysirenden Gasgemisch eine Gasart entzogen und die dadurch entstehende Verminderung des Gasvolumens gemessen bezw. registirt wird, und zwar werden bei ihm die Gasanalysen sowie die Aufzeichnung der Ergebnisse selbstthätig ausgeführt. Eine diesem Zweck dienende sehr complicirte Einrichtung ist durch die Patentschrift 100362 bekannt geworden , bei welcher durch eine Anzahl von Hebeln die nöthigen Bewegungen eingeleitet bezw. übertragen werden. Infolge der grofsen Anzahl von Mechanismen als Hebel, Zahnräder u. s. w. können bei dem Apparat dieser Patentschrift Ungenauigkeiten eintreten, die nur durch langsames Arbeiten, also durch wesentliche Zeitverluste, aufgehoben werden können. Diese Mängel sind bei dem vorliegenden Apparat beseitigt. Bei demselben leitet ein Hebel die sämtntlichen Functionen, nämlich das Abfangen eines gewissen zu analysirenden Gasquantums, die Absorption und das Messen bezw. Registriren nach der Absorption.

In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des neuen Apparates im Schnitte dargestellt. '

An dem zur Aufnahme des zu untersuchenden Gasgemisches dienenden, dicht abgeschlossenen ■ Gasbehälters 1 befindet sich der zur Aufnahme der Absorptionsflüssigkeit 4^a dienende Behälter 2 mit dem Füllschlauch 8, der ein Füllgefäfs 7 mit Stopfen η^α erhält. Beide Behälter 1 und 2 können mittelst Spindel 5 und daran befindlichem ventilartigen Sperrverschlufs 3, der auch den aus gewölbten Tellern gebildeten Absorptionskörper 4 trägt, gegen einander abgesperrt werden.

Beim Ausziehen der Spindel 5 aus der dieselbe abdichtenden Stopfbüchse $^α wird wie bei der in der Patentschrift 93848 beschriebenen Vorrichtung der Sperrverschlufs 3 geöffnet und damit auch der mit der Absorptionsflüssigkeit 4^α benetzte Absorptionskörper 4 in den Gasraum 1 gehoben, wobei das Bestimmungsgas aus dem im Behälter 1 eingeschlossenen Gasgemisch durch chemische Verbindung mit der Absorptionsflüssigkeit /\.^a absorbirt, d. h. ausgeschieden wird.

Auf dem gasdichten Deckel des Behälters 1 befinden sich die Stutzen bezw. Schläuche i^a und i^b für den Ein- und Austritt des Gasgemisches. Dieselben communiciren mit den Röhren e² bezw. e⁴ der seitwärts vom Gasbehälter ι angeordneten Gasabsperrvorrichtung EE. Stutzen bezw. Schlauch \^b communicirt aufserdem noch mit dem Gefäfs i und dem Luftfohry¹. Ersteres ist zur Verhinderung des Eintritts von Gas in letzteres mit Watte gefüllt.

Die Gasröhren e¹ und e* sind je von einem Gasraum e¹ bezw. e³ umgeben. In den ersteren e¹

mündet das Gaszuleitungsrohr bezw. Schlauch £"' ein, von dem Gasraum e³ hingegen zweigt das Gasableitungsrohr bezw. Schlauch E'² ab. Das nur in Pfeilrichtung I durch Stutzen E^a eintretende Gasgemisch wird in dem mit Watte gefüllten Filter W von Staub, Rufs u. s. w. gereinigt.

Das Oeffhen und Schliefsen der beiden Gasröhren e² und eⁱ, sowie des Luftrohres f¹ erfolgt bei der Gasabsperrvorrichtung nach Fig. ι hydraulisch, bei derjenigen nach Fig. 2 durch Kautschukventile 63, 65 und 67.

Bei Fig. 1 gehen die Gasräume e¹ und e³, sowie der mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Luftraum y in Flüssigkeitsbehälter EE bezw. F über, in welche die Gasröhren e² und e⁴ und das Luftrohr^/¹ ausmünden. Diese drei Flüssigkeitsbehälter E E und F communiciren durch ein gemeinsames Rohr sowohl unter sich selbst als auch durch einen Schlauch D mit einem Behälter B, der die Sperrflüssigkeit C (Quecksilber) enthält, so dafs, wenn der Behälter B gehoben wird, die Flüssigkeit C die Gasröhren e² e⁴ sowie das Luftrohr F¹ absperrt, umgekehrt aber beim Senken des Behälters B die Mündungen dieser Röhren frei werden.

Die Mündung des Gasrohres e⁴ liegt etwas höher als diejenige des Rohres e² und etwas tiefer als diejenige des Luftrohres f^l, so dafs die Röhren nach einander geschlossen werden, und zwar Rohr e² zuerst. Bei Fig. 2 hingegen werden die Gasräume e¹ und e³ sowie der Luftraum f von Kautschukstulpen 62, 64 und 66 umfafst, die auch die Kautschukventile 63, 65 und 67 aufnehmen. Die drei elastischen Kautschukstulpen schliefsen mithin die Gasräume e¹ e^s und den Luftraum f gegen die Aufsenluft dicht ab und gestatten dabei ein leichtes Heben und Senken bezw. Schliefsen und Oeffnen der in Führungen 71 beweglichen Ventile 63, 65 und 67. Damit auch bei geschlossenen Gasröhren e² und e⁴, also während des Absorptionsvorganges, durch Schlauch E¹ Gas gefördert werden kann, communicirt der Gasraum e¹ noch durch einen Schlauch E³ mit einem Flüssigkeitsbehälter G, Schlauch E³ befindet sich auf einem den Verschlufs des Behälters G durchdringenden Gasrohr, das bis zur Tiefe h in die Sperrflüssigkeit C¹ (Paraffinöl) eintaucht, so dafs bei geschlossenen Gasröhren e² und e⁴ der Gasdruck in E^s die Flüssigkeitssäule h überwindet und die in Blasen g durch die Sperrflüssigkeit C¹ gedrückten Gase durch Rohr oder Schlauch I?⁴ entweichen können, bei offenen Gasröhren e² und e⁴ aber die Sperrflüssigkeit C¹ den Gasaustritt durch Eⁱ verhindert. Derselbe erfolgt mithin bei der Füllung des Gasbehälters mit einem frischen Gasgemisch stets durch die Abtheilung III und während des Absorptionsvorganges stets durch die Abtheilung II.

Unter der Gasabsperrvorrichtung befindet sich das durch Stutzen g^a und Schlauch f² mit dem Luftrohr f\ mithin auch durch Gefäfs i und Schlauch 1* mit dem Gasbehälter 1 communicirende Mefsrohr 9. Dasselbe hat eine Scala 10 mit im Verhältnifs zum Gasraum 1 volumprocentischer Eintheilung und communicirt durch ein Rohr 13 mit dem Behälter 11, der mitsammt dem Mafsrohr 9 bis zum Nullstrich der Scala 10 mit der Sperr- bezw. Mefsflüssigkeit 12 (Paraffinöl) gefüllt ist.

In letzterer befindet sich der Schwimmer 14; derselhe hängt mittels Stange I4^a an dem um Bolzen ι 5 ^a schwingenden zweiarmigen Hebel 1 5, der andererseits mittels Stange 16 ^a den Registrirstift 16 trägt. 16 ^b ist ein Ausrücker für letzteren.

Auf dem Consol 20 ist das Uhrwerk 19 befestigt, dessen Trommel 18 in 24 Stunden eine Umdrehung ausführt und den verhältnifsmäfsig zu der Scala 10 eingetheilten Registrirpapierstreifen 17 trägt.

Zur zwangläufigen Steuerung des ganzen Apparates dient der Steuerhebel A, der um Bolzen a¹ schwingend durch eine am Arm α⁴ angreifende Kraft, z. B. durch ein Seil s, mechanisch auf- und abbewegt wird und am Arm Q.³ eine Schleife a'² besitzt, in welcher sich lose der Bolzen 6^b zweier hinter einander liegender Zugstangen 6 befindet, die mittels Bolzen 6^a mit der Spindel 5 verbunden und je mit einem Gewicht 6^C zu dem Zwecke beschwert sind, dafs beim Sinken des Steuerhebels A die Spindel 5 sowie Ventil 3 und Absorptionskörper 4 von selbst sinken.

Zwischen den beiden Zugstangen 6 und deren Gewichten 6^C verbleibt ein Raum, der die freie Bewegung der Schleife a² zwischen diesen Theilen beim Niedergang des Steuerhebels A um den Winkel a¹ gestattet.

Der Steuerhebel A trägt bei der Ausführung nach Fig. 1 mittels Bolzen b^l die Zugstange b'² und , diese das in der Führung b³ bewegliche, den Flüssigkeitsbehälter B tragende Gleitstück Z>⁴, so dafs der letztere, den Bewegungen des Steuerhebels A folgend, gehoben und gesenkt wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 erhält der Steuerhebel A einen Arm α⁵, an welchem die Schubstangen 74 und 80 angreifen, von denen die erstere 74 eine Rolle 75 und eine Zugstange 77, die letztere 80 eine Rolle 81 und eine Zugstange 83 trägt. Die Zugstange 77 trägt ferner mittels gemeinsamer Schiene 72 die Stangen 68 und 69 der Gasabsperrventile 63 und 65 und die Zugstange 83 mittels Hebels 73 die Stange 70 für das Luftabsperrventil 67.

Unter der Rolle 75 befindet sich die Steuerbacke 76, unter der Rolle 81 die Steuerbacke 82, so dafs beim Anhub des Steuerhebels A die beiden Rollen 75 und 81, auf den Leitcurven

der Backen 76 und 82 aufsteigend, den Schlufs der Ventile 63, 65 und 67 sowie umgekehrt beim Sinken des Steuerhebels A deren Wiederöffnen bewirken.

Ein Gegengewicht a⁶ kann den Steuerhebel A ausbalanciren.

Die Ausführung der hydraulischen Gasabsperrung nach Fig. 1 kommt bei ruhig hängenden Apparaten, diejenige nach Fig. 2 mit Ventilen hingegen bei solchen Apparaten in Anwendung, welche Erschütterungen und Schwingungen ausgesetzt sind.

In Fig. 2 ist noch ein Luftfilter /⁸ für solche Apparate vorgesehen, welche in sehr staubiger Luft arbeiten. Die in Pfeilrichtung IV in das Wattefilter /³ eintretende Luft wird in demselben gereinigt und gelangt hiernach durch Schlauch /⁴ in den Luftraum /.

Die gezeichnete Lage der einzelnen Theile des Apparates zu einander stellt denselben in dem Zeitpunkt dar, in welchem die Gasabsorption stattfinden soll, nachdem vorher, während des Anhubes des Steuerhebels A um den Winkel α¹, der Gasbehälter 1 mit einem frischen Gasgemisch gefüllt worden ist.

Der Apparat nach Fig. 1 arbeitet nun wie folgt:

Kurz vor beendigtem Hub des Steuerhebels A um den Winkel α¹ hat die durch Stange b'² mitgehobene Flüssigkeit C die Mündungen der Gasröhren e² und e⁴ sowie des Luftrohres f^l bereits abgeschlossen und dadurch das Gasgemisch im Gasbehälter 1 abgesperrt. Bei dem nun weiter erfolgenden Hub des Steuerhebels A fafst jetzt die Schleife d¹ den Bolzen 6 * und zieht mittels Zugstangen 6 die Spindel 5 aus ihrer Stopfbüchse 5 ^a. Der Hebel A hebt mithin hierbei den Sperrverschlufs 3 mitsammt dem Absorptionskörper 4 in den Gasbehälter 1 und es beginnt nun sofort die bis dahin vermöge des Sperrverschlusses 3 verhinderte Absorption des Bestimmungsgases aus dem im Gasbehälter 1 eingeschlossenen Gas, weil letzteres jetzt mit der die Oberflächen des Absorptionskörpers 4 benetzenden Absorptionsflüssigkeit 4" unmittelbar in Berührung kommt und das Bestimmungsgas mit letzterer eine chemische Verbindung eingeht, also absorbirt bezw. ausgeschieden wird.

Durch diese Absorption, welche bei dem Hub des Steuerhebels A um den Winkel α², d. h. bei bis zum Deckel des Gasbehälters 1 gehobenem Sperrverschlufs 3 vollendet ist, entsteht nun eine Verdünnung des eingeschlossenen Gasgemisches, die sich gleichzeitig durch Schlauch 1*, Gefäfs i, Rohr/' und Schlauch/² auch auf das Innere des Meisrohres 9 erstreckt, so dafs in demselben eine Flüssigkeitssäule aufgesaugt wird, die der Gasverdünnung im Behälter ι das Gleichgewicht hält. Hierbei sinkt entsprechend die Sperrflüssigkeit 12 in deren Behälter 11, so dafs auch der Schwimmer 14 sinkt und der dadurch gehobene Registrirstift 16 auf dem Papierstreifen 17 eine verticale Linie aufgezeichnet, die in ihrer Höhe proportional der Höhe der im Mafsrohr 9 aufgesaugten . Flüssigkeitssäule, also proportional der durch die Absorption erzeugten Gasverdünnung ist.

Enthielt z. B. das vor der Absorption im Gasbehätter eingeschlossene Gasgemisch zwölf Volumprocente einer gewissen durch den Apparat zu bestimmenden Gasart, so ist nach vollendeter Absorption der letzteren die Flüssigkeitssäule im Mefsrohr 9 bis zum zwölften Theilstrich der Scala 10 aufgestiegen und der Registrirstift bis zum zwölften Theilstrich des Papierstreifens 17 gehoben worden. Die Analyse ist jetzt beendet und deren Ergebnifs, das auch an der Scala 10 abgelesen werden kann, selbstthätig registrirt worden.

Während der Gasanalyse, also während des Absorptionsvorganges, wird zu dem Zwecke, dafs. zur Zeit eines jeden Absorptionsvorganges in dem Gasbehälter 1 sich dasselbe Gasgemisch wie zu derselben Zeit in der Gasquelle befindet, dem Apparat ebenfalls durch Stutzen E^a Gas zugeleitet. Dasselbe nimmt hierbei seinen Weg durch Filter W und Schlauch E³ zum Flüssigkeitsbehälter G und entweicht aus letzterem durch Schlauch Eⁱ in, Pfeilrichtung II in die Atmosphäre, und zwar so lange, bis sich der Steuerhebel wieder um den Winkel α² gesenkt hat und der Sperrverschlufs 3 vermöge der Gewichte 6^e wieder auf seinen Sitz im Gasbehälter zurückgekehrt und dieser wieder gegen die Absorptionsflüssigkeit \^a abgesperrt ist. Bis dahin hält auch die wieder mitgesunkene Sperrflüssigkeit C die Gasröhren e'² und e⁴, sowie das Luftrohr f^l noch geschlossen.

Erst bei dem weiteren Sinken des Steuerhebels A unter den Winkel α² öffnet die entsprechende mitsinkende Sperrflüssigkeit C zunächst das mit seiner Mündung am höchsten liegende Luftrohr/¹, es tritt jetzt Luft aus dem Rohr / durch Rohr f¹ und Schlauch /² in das Mefsrohr 9, so dafs sich in letzterem Druckausgleich gegen die Atmosphäre einstellt, infolge dessen die Sperrflüssigkeit 12 wieder auf den Nullstrich der Scala 10 einspielt und der dadurch wieder steigende Schwimmer 14 den Registrirstift 16 wieder auf den Nullstrich des Papierstreifens 17 zurückführt. Gleichzeitig tritt auch Luft aus dem Raum/ durch Rohr/¹, Gefäfs i und Rohr i^b in den Gasbehälter 1, so dafs auch in diesem Druckausgleich gegen die Atmosphäre stattfindet.

Senkt sich nun der Steuerhebel A, mithin auch die Sperrflüssigkeit C noch etwas mehr, dann werden auch die Mündungen der Gasröhren e² und eⁱ wieder frei und es nehmen jetzt infolge des Widerstandes der das Tauch-

Claims (4)

rohr ΕΆ versperrenden Flüssigkeit C1 die dem Apparat durch Stutzen Ea weiter zugeleiteten Gase ihren Weg nicht mehr durch den Flüssigkeitsbehälter G, sondern gelangen durch Schlauch E1 in den Gasraum e1, aus diesem durch Rohr E2 und Schlauch ia in den Gasbehälter i, aus letzterem ferner durch Schlauch i* und Rohr e4 in den Gasraum e3 und aus diesem schliefslich durch Schlauch E2 in Pfeilrichtung III in die Atmosphäre. Es wird nun hierbei zunächst der von der letzten Gasanalyse im Behälter ι zurückgebliebene Gasrest ausgetrieben und sodann der Behälter ι mit einem frischen Gasgemisch für die neue Analyse angefüllt, und zwar so lange, bis die Gasröhren e2 und e4 durch die von dem wieder angehobenen Steuerhebel A mitgehobene Sperrflüssigkeit C wieder abgesperrt werden und sodann im Behältar ι ein Gasgemisch eingeschlossen ist, das unter atmosphärischem Druck steht, da sich der Gasdruck im Behälter ι durch Schlauch \b, Gefäfs i und Luftrohr fl gegen die Atmosphäre ausgegleicht, weil letzteres später als die Gasröhren e2 und e4 geschlossen wird. Hiernach wiederholt sich der Absorptionsvorgang und das Registriren in der vorbeschriebenen Weise. Die Einrichtungen und Funktionen des Apparates nach Fig. 2 sind im Allgemeinen ganz dieselben wie bei dem Apparat nach Fig. 1. Der erstere unterscheidet sich von letzterem nur dadurch, dafs die Gasröhren e2 und e4 und das Luftrohry1, anstatt hydraulisch, durch Ventile 63, 65 und 67 abgesperrt werden, und zwar in denselben Zeiträumen wie beim Apparat nach Fig. 1. Beim Anheben des Steuerhebels A steigen die durch die Schubstangen 74 und 80 angetriebenen Rollen 75 bezw. 81 auf die Leitbacken 76 bezw. .82, so dafs die Stangen 77 bezw. 83 die drei Ventile schliefsen und umgekehrt beim Niedergang des Steuerhebels A, mithin auch der Rollen 75 bezw. 81, die Ventile wieder geöffnet werden. Die Leitbacken 76 und 82 sind so angeordnet und so gestaltet, dafs das Luftventil 67 erst nach Schlufs der Gasventile 63 und 65 geschlossen und umgekehrt früher als"letztere geöffnet wird, und zwar z~u den für den Absorptionsvorgang erforderlichen Zeiten. Die Gaswege sind bei den Apparaten nach Fig. ι und 2 die gleichen. Je nach Art der Absorptionsflüssigkeit 4" kann der Apparat verschiedene Gasarten in einem Gasgemisch bestimmen, z. B. den volumprocentischen Kohlensäuregehalt der Feuerungsgase oder der Saturationsgase in Zuckerfabriken, wenn die Absorptionsflüssigkeit 4" Kalilauge ist. Ebenfalls kann derselbe freien Sauerstoff oder Kohlenoxyd bestimmen, wenn im ersteren Falle Pyrogallat, im zweiten Falle Kupferchlorid als Absorptionsflüssigkeit verwendet wird. Der Apparat hat den Vortheil, dafs daran weder Hähne noch gequetschte Schläuche vorhanden sind. Pate nt-A ν Sprüche:

1. Vorrichtung zum Anzeigen und Aufzeichnen des Ergebnisses einer durch Absorption ausgeführten Gasanalyse nach Patent 100362, dadurch gekennzeichnet, dafs alle Mechanismen zum Zuführen des Gasgemisches, zum Schliefsen der Zuleitung und der Ableitung des ein gewisses Quantum des zu analysirenden Gasgemisches aufnehmenden Raumes, sowie der Luftleitung, und zum Einheben des Absorptionsmittels in den Gasbehälter an einem einzigen Steuer- bezw. Antriebshebel (A) aufgehängt sind.

2. Eine Ausführungsform des Hebelmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der Steuerhebel (A) eine Schleife (a?) besitzt, in welcher sich das Angriffsglied (6 ^b) für den Hub des Absorptionsmittels (4) so lange frei bewegen kann, als der Steuerhebel^,) bei offenen Gas- und Luftleitungen einen bestimmten Hub um einen bestimmten Winkel (a¹) ausführt.

3. Eine Ausführungsform des unter 1 beanspruchten Hebelmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dafs an dem Steuerhebel (A) ein dessen Bewegungen folgender Flüssigkeitsbehälter^,) aufgehängt ist, der durch einen Schlauch mit einer neben dem Gasbehälter (i) befindlichen Gas- und Luftabsperrvorrichtung cömmunicirt, weiche aus drei unter sich communicirenden, Gas bezw. Luft leitenden Einzelkammern besteht, nämlich aus den Speise- und Absperrungsbehältern (E und E) und aus dem Absperrungsbehälter (F) der Aufsenluft und des Mefsrohres, an welchen Kammern die Absperrohre (e²· eⁱ und f¹) so angeordnet sind, dafs das Oeffnen und Schliefsen der Gas- und Luftwege durch Heben und Senken der Sperrflüssigkeit erfolgt.

4. In Verbindung mit der unter 1 gekennzeichneten Hebelconstruction die Ventile (63, 64 und 67), welche bei dem Ausschlag des Hebels in der Reihenfolge geschlossen werden , dafs zuerst Ventil (63), sodann Ventil (64) und endlich Ventil (67) zum Schliefsen gebracht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.