DE1598785C3 - Batterie oder Akkumulator gespeiste Saugpumpe zur Gasanalyse - Google Patents

Description

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ßerst unwirtschaftlichen Betriebsweise führt und die und zwar ehe sie die Pumpe 1 erreicht. Dieser Luft-Betriebsdauer des Gerätes wesentlich herabsetzen nebenstrom erlaubt die Zuführung einer ausreichenkann, den Gasmenge, nämlich einer Mischung des unter-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, suchten Gases mit Luft, zum Einlaß der Pumpe, und

eine Batterie- oder akkumulatorgespeiste Saug- 5 zwar unabhängig von den benötigten Gasmengen für

pumpe zu schaffen, deren Stromentnahme aus der die Analyse, so daß die Pumpe ständig mit minimaler

Batterie gering und im wesentlichen konstant bleibt. Stromentnahme an einer Batterie od. dgl. arbeitet.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs Diese beiden Ventile 4 und 5 sind zu einem Ventil

bezeichneten Saugpumpe, erfindungsgemäß dadurch zusammengefaßt und werden im folgenden als Dros-

gelöst, daß zwischen Drosselventil und Saugpumpe io selventil 29 bezeichnet.

ein Lufteinlaß mit einstellbarer Öffnung und zwi- Die Erfindung betrifft nicht die Ausbildung der

sehen Analysevorrichtung und Drosselventil ein Gas- zur Analyse verwendeten Analysevorrichtung 2, so

strömungsmesser angeordnet ist. daß hier jede beliebige Analysevorrichtung verwen-

Auf diese Weise ist es möglich, dem von der det werden kann. Sämtliche Bauteile des Gerätes Pumpe geförderten Gas in Abhängigkeit von den zu 15 sind in einem kleinen rechteckigen Gehäuse 7 unterfördernden Mengen des zu untersuchenden Gases so gebracht, das an seiner einen Seite einen Haken 8 viel eines beliebigen anderen Gases, beispielsweise zum Einhängen an einem Gürtel einer Bedienungs-Luft, beizumischen, daß der Pumpenmotor nicht person od. dgl. aufweisen kann. Eine abnehmbare übermäßig belastet wird und infolgedessen die Batte- Stirnwand 10 ist mittels in den Ecken angeordneten" rie eine lange Lebensdauer aufweist; dabei wird je- 20 Schrauben 9 am Gehäuse befestigt. Innerhalb des doch lediglich das zu untersuchende Gas durch die Gehäuses ist eine Batterie oder ein Akkumulator 11 Analysevorrichtung gezogen und nur die Pumpe mit vorgesehen, und zwar handelt es sich bei dem dargedem beizumischenden Fremdgas versorgt. Auf diese stelleten Ausführungsbeispiel um einen aufladbaren Weise ist es weiterhin möglich, auch äußerst kleine Akkumulator.

Gasmengen pro Zeiteinheit zu fördern und zu analy- 25 Das Schaltdiagramm der F i g. 6 zeigt, daß der Ak-

sieren. kumulator mit HiKe einer Leitung 15 an den einen

Die Erfindung betrifft gleichzeitig noch ein Dros- Pol eines Pumpenmotors 16 angeschlossen ist, der an selventil für Saugpumpen der eingangs erwähnten einem Träger 17 (F i g. 5) montiert ist. Dieser Träger Art, mit einem einen ersten und einen zweiten Einlaß befindet sich auf der einen Seite der Pumpe 1, die sowie einen Auslaß aufweisenden Ventilgehäuse, das 30 von einem weiteren Träger 18 getragen wird, der an eine Ventilkammer umschließt, in der ein mit dem der Innenseite des Gehäuses befestigt ist. Der andere ersten Einlaß zusammenwirkender Ventilschaft längs Pol des Akkumulators ist mittels einer Leitung 19 an verschiebbar angeordnet ist. Dieses Drosselventil ist einen Schalter 20 angeschlossen, der wiederum mit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfe einer Leitung 21 am anderen Pol des Pumpen-Ventilschaft einen mit dem zweiten Einlaß sowie mit 35 motors liegt. Der Schalter ist an der Innenseite des der Ventilkammer kommunizierenden Lufteinlaß Gehäuses befestigt und kann von außen an der der aufweist. abnehmbaren Stirnwand 10 gegenüberliegenden Seite

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin- betätigt werden (F i g. 4). Diejenige Anschlußklemme

dung sind Gegenstand der Unteransprüche und in des Schalters, die mit dem Akkumulator verbunden

diesen niedergelegt. Im folgenden werden Aufbau 40 ist, steht über eine Leitung 22 mit einer Kontakthülse

und Wirkungsweise zweier Ausführungsbeispiele der 23 in Verbindung, die an der festen Stirnwand des

Erfindung an Hand der Figuren im einzelnen näher Gehäuses über dem Schalter befestigt ist. Außerdem

erläutert. Dabei zeigt ist sie elektrisch mit der Leitung 15 verbunden.

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gas- Wenn der Schalter 20 geschlossen wird (Fig.6), so

Stromverlaufes, 45 betreibt der Akkumulator den Pumpenmotor über

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Pumpe, die Leitungen 15,19 und 21.

F i g. 3 eine Seitenansicht der Pumpe, Ein Kontaktstift eines nicht dargestellten elektri-

F i g. 4 eine Ansicht einer Stirnseite der Pumpe, sehen Ladegerätes kann in die Kontakthülse einge-

F i g. 5 eine Seitenansicht auf die Pumpe nach Ent- steckt werden, wobei dann der Akkumulator über die

fernen der Rückwand, 50 Leitungen 15, 22 und 19 bei offenem Schalter 20 ge-

F i g. 6 einen Schaltplan, laden wird. Falls der Schalter geschlossen ist, kann

F i g. 7 einen Längsschnitt durch eine erste Aus- die Pumpe, wenn sie als ortsfestes Gerät benutzt

führungsform eines Drosselventils in vergrößertem wird, auch durch Akkumulator und Ladegerät

Maßstab und gleichzeitig betrieben werden. Bei dieser Betriebs-

F i g. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus- 55 weise liefert das elektrische Ladegerät den größten

führungsform eines Drosselventils in vergrößertem Teil der elektrischen Leistung für den Pumpenmotor.

Maßstab. Dieser treibt über einen in F i g. 5 dargestellten

Wie die Fig. 1 zeigt, saugt eine Pumpe 1, die im Exzenter 25 einen Kurbelarm 26, der die Membran

Ausführungsbeispiel eine Membranpumpe ist, eine der Pumpe 1 betätigt, an. Die Auslaßöffnungen der

Gasprobe durch eine geeignete Analysevorrichtung 2 60 Pumpe sind mit einem Nippel 27 versehen, der mit

und dann durch einen Strömungsmesser 3, der die einer Öffnung im Boden des Gehäuses fluchtet. Der

pro Zeiteinheit hindurchgesaugte Gasmenge anzeigt. Einlaßkanal der Pumpe ist über ein Rohr 28 mit dem

Diese Gasmenge wird durch ein Ventil 4 gesteuert, Auslaß des Drosselventils 29 verbunden, dessen Ein-

das in der Leitung zwischen dem Strömungsmesser laß an den Auslaß des Strömungsmessers 3 ange-

und der Pumpe liegt. Außerdem ist ein Stellventil 5, 65 schlossen ist. Um den Strömungsmesser so anzubrin-

das als Nebenstromventil ausgebildet ist, dazu vorge- gen, daß er von außen sichtbar ist, ist eine Kante des sehen, atmosphärische Luft der Gasprobe beizumi- Gehäuses nach innen abgebogen und bildet so eine

sehen, nachdem sie am Stellventil angekommen ist, Einbuchtung 32, wie dies die F i g. 2 und 4 zeigen, in

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der eine Strömungsmeßröhre 33 in vertikaler Lage 47 endet, die über dem konischen Ende des Ventilbefestigt ist. Das untere Ende der Strömungsmeß- schaftes angeordnet ist. Der Einlaß 46 wird bezüglich röhre 33 ist in einer einstellbaren Fassung montiert, seines Durchlaßvermögens von einem zweiten Hohldie von der Bodenwand der Einbuchtung gehalten schaft 48 beeinflußt, der in den Ventilschaft eingewird. Das obere Ende der Strömungsmeßröhre ist in 5 schraubt ist und ein konisches unteres Endteilstück der oberen Wand der Einbuchtung montiert. Die hat, das mit einem Ventilsitz 49 des Ventilschaftes Strömungsmeßröhre ist kalibriert und enthält einen über der Querbohrung 47 zusammenwirkt. Der Schwimmer 34, der, wenn ein Gas die Röhre durch- Hohlschaft hat einen Lufteinlaß 50, der sich von dem fließt, vom Gasstrom nach oben getragen wird. Die oberen Ende des Hohlschaftes nach unten erstreckt Höhe des Schwimmers in der Strömungsmeßröhre io und mit Querbohrungen in das Innere des Ventilzeigt die pro Zeiteinheit hindurchfließende Gas- schaftes über dem Ventilsitz 49 mündet,
menge an. Der unten liegende Einlaß der Strömungs- Wenn der Hohlschaft 48 in Richtung auf seinen

meßröhre ist mittels eines Rohres 35 innerhalb des Ventilsitz 49 nach unten geschraubt wird, so kann Gehäuses mit einem Nippel 36 verbunden, der fest keine atmosphärische Luft mehr in das Ventil einoben im Gehäuse montiert ist. Das obere Ende dieses 15 dringen, wohingegen eine Aufwärtsbewegung des Nippels ist dazu vorgesehen, mit Hilfe eines geeigne- Hohlschaftes eine Vermischung des analysierten Gaten Schlauches mit der Analysevorrichtung 2 verbun- ses mit atmosphärischer Luft in der Ventilkammer den zu werden, durch die die Gasprobe von der zur Folge hat. Das Verhältnis von atmosphärischer Pumpe hindurchgezogen werden soll. Luft zu analysiertem Gas hängt von der relativen

Das Drosselventil 29 ist fest oben im Gehäuse 20 Lage der beiden Ventilglieder bezüglich ihrer Ventilmontiert, und sein unterer Einlaß für das untersuchte sitze ab.

Gas ist direkt mit dem oberen Ende der Strömungs- Bei der Inbetriebnahme der Pumpe wird zunächst

meßröhre verbunden. Wie die F i g. 7 zeigt, läuft ein der Einlaß 40 durch Herabdrehen des Ventilschaftes Einlaß 40 einer ersten Ausführungsform des Drossel- 44 geschlossen, worauf der Nebenluftstrom durch ventils in den unteren Teil einer Ventilkammer 41 25 Herausschrauben des Hohlschaftes 48 freigegeben aus, die im Ventilgehäuse 42 angeordnet ist; an einer wird. Dann wird das die Zufuhr des zu analysieren-Seite des Ventilgehäuses ist ein Auslaß 43 vorgese- den Gases drosselnde, aus Ventilschaft 44 und Venhen, der durch das Rohr 28 mit dem Pumpeneinlaß tilkammer 41 bestehende Teilventil geöffnet, indem verbunden ist. Zur Steuerung der Gasprobedurch- der Ventilschaft nach oben aus dem Ventilgehäuse flußmenge pro Zeiteinheit wird der Querschnitt des 30 herausgeschraubt wird, bis die gewünschte DurchEinlasses 40 mit Hilfe eines einstellbaren Drosselor- flußmenge pro Zeiteinheit am Strömungsmesser abgans gesteuert, das von außen oben am Gehäuse be- gelesen wird. Beim Durchströmen der Analysevortätigt werden kann. Vorzugsweise ist dieses Drossel- richtung und des Strömungsmessers ist somit das zu organ als vertikal angeordneter Ventilschaft 44 aus- analysierende Gas frei von atmosphärischer Luft, jegebildet, der in eine Gewindebohrung des Ventilge- 35 doch tritt in die Pumpe ein Gemisch aus dem analyhäuses eingeschraubt ist, die mit dem Einlaß fluchtet. sierten Gas und der im Nebenstrom beigemischten Dieser Ventilschaft erstreckt sich nach unten durch Luft ein, wobei das Volumen dieses Gasgemisches die Ventilkammer 41 hindurch bis zu einem Ventil- beträchtlich größer als dasjenige des den Strömungssitz am oberen Ende des Einlasses. Durch Drehen messer durchfließenden Gases ist. Falls der Schwundes Ventilschaftes kann dieser bezüglich seiner verti- 40 mer im Strömungsmesser trotz weit geöffneten Venkaien Lage verschoben werden, wodurch der Quer- tilschaftes nicht so weit gehoben wird, wie dies erschnitt des Einlasses und damit die Gasdurchfluß- wünscht ist, so kann das für die zugemischte Luft menge pro Zeiteinheit durch das Drosselventil 29 vorgesehene Teilventil langsam geschlossen werden, und damit durch den Strömungsmesser und die der bis der Schwimmer die gewünschte Lage einnimmt. Analyse dienende Meßzelle verändert werden. Beim 45 Auf jeden Fall arbeitet die Pumpe bei einer vorgege-Einstellen des Ventilschaftes 44 kann die pro Zeit- benen Analyse stets mit einer minimalen Stromenteinheit hindurchfließende Gasmenge am Strömungs- nähme, wobei zu beachten ist, daß die spezielle Einmesser abgelesen werden. stellung des für die beizumischende Luft vorgesehe-

Würde der Ventileinlaß 40 durch den Ventilschaft nen Teilventils jeweils nur für einen ganz bestimmverkleinert und nur das untersuchte Gas der Pumpe 50 ten Gastest gültig ist.

zugeführt werden, so hätte die Pumpe schwer zu ar- Wie die Fig. 8 zeigt, kann an Stelle eines Ventils

beiten, was eine erhebliche Stromentnahme am Ak- mit zwei unabhängig voneinander bewegbaren Venkumulator und infolgedessen eine Verkürzung seiner tilgliedern ein Drosselventil 29 mit Ventilgehäuse 51 Betriebszeit zur Folge hätte. Um dies zu vermeiden, mit einem einzigen Ventilschaft 52 verwendet werwird der Pumpe stets so viel Gas zugeführt, wie dies 55 den, dessen Ventilschaft ebenfalls eingeschraubt ist. deren Fördervermögen entspricht, und zwar unab- Er hat ein konisches unteres Endteilstück, das mit hängig von der für die Analyse benötigten Gas- einem Ventilsitz am unteren Einlaß 53 zusammenmenge. Infolgedessen wird zusätzlich eine variable wirkt. Ferner hat der Ventilschaft einen Lufteinlaß Luftmenge zwischen der Auslaßseite des Ventilschaf- 54, der sich vom oberen Ende des Ventilschaftes tes 44 und dem Pumpeneinlaß dem System züge- 60 nach unten erstreckt und mit wenigstens einer Querführt. Ein solcher Luftnebenstrom kompensiert die bohrung 55 am unteren Ende des Ventilschaftes in Beschränkung des Durchflusses an analysiertem Gas. eine Ventilkammer 56 mündet, sofern der Ventil-Wie bei den dargestellten Ausführungsbeispielen schaft eine untere Stellung einnimmt. Infolgedessen wird die Zufuhr von Luft innerhalb des Drosselven- ist der Durchlaß für die Nebenstromluft durch den tils 29 vorgenommen. Zu diesem Zweck hat der Ven- 65 hohlen Ventilschaft weit geöffnet, wenn der Einlaß tilschaft 44 eine axiale, innere Einlaßbohrung 46, die für das analysierte Gas geschlossen ist. Wird der Vensich von seinem oberen Ende nach unten erstreckt tilschaft zum öffnen des Einlasses für das analy- und in die Ventilkammer 41 mit einer Querbohrung sierte Gas gedreht, so wird die Querbohrung 55 im

Ventilschaft angehoben und die Durchlaßöffnung von der Wand des Ventilgehäuses über der Ventilkammer 56 beschränkt, so daß der Luftstrom durch den Ventilschaft hindurch nach unten reduziert wird.

strömt, um so weniger Luft wird dem Gas zugemischt und umgekehrt. Dieses zuletzt beschriebene Drosselventil ist einfach in seinem Aufbau und in seiner Wirkungsweise, jedoch gestattet es keine so

Je mehr analysiertes Gas also das Ventil durch- 5 gute Feineinstellung wie das zuerst beschriebene.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (11)

1 2 12. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Patentansprüche: der Auslaß (43) senkrecht zum ersten (40, 53) und zweiten Einlaß (50, 54) in die Ventilkammer 5 (41; 56) mündet.

1. Batterie- oder akkumulatorgespeiste Saugpumpe zur Gasanalyse, die mit einem in
einer Verbindungslcitung zwischen einer Analysevorrichtung und der Saugpumpe liegenden

Drosselventil zusammenwirkt, dadurch ge-io

kennzeichnet, daß zwischen Drosselventil

(4, 5 bzw. 29) und Saugpumpe (1) ein Lufteinlaß

(50; 54) mit einstellbarer Öffnung und zwischen Die Erfindung betrifft eine Batterie- oder akku-

Analysevorrichtung' (2) und Drosselventil (4, 5 mulatorgespeiste Saugpumpe zur Gasanalyse, die

bzw. 29) ein Gasströmungsmesser (3) angeordnet 15 mit einem in einer Verbindungsleitung zwischen

ist. ' einer Analysevorrichtung und der Saugpumpe Iiegen-

2. Saugpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- den Drosselventil zusammenwirkt,
kennzeichnet, daß das Drosselventil (29) den Aus dem deutschen Patent 962475 ist ein Gerät Lufteinlaß (50; 54) enthält. zum Aufspüren von Gasen und zur Messung ihrer

3. Saugpumpe nach Anspruch 1 oder 2, da- 20 Konzentration bekannt, bei welchem hoch empfinddurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmesser liehe Spürröhrchen, in denen als Reagenz wirkende als Strömungsmeßröhre (33) ausgebildet ist, de- Chemikalien angeordnet sind, zur Konzentrationsren Auslaßöffnung mit dem Drosselventil (29) messung verwendet werden. Allerdings versagen verbunden ist. diese hochempfindlichen Meßanordnungen bei Kon-

4. Drossejventil für Saugpumpen nach einem 25 zentrationen von einigen Volumprozenten, so daß oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, mit einem der bekannten Anordnung die Aufgabe zugrunde einen ersten und einen zweiten Einlaß sowie liegt, eine Verdünnungseinrichtung zu schaffen, die einen Auslaß aufweisenden Ventilgehäuse, das vor das Prüfröhrchen gesetzt werden kann und die es eine Ventilkammer umschließt, in der ein mit ermöglicht, das zu messende Gas in seiner Konzendem ersten Einlaß zusammenwirkender Ventil- 30 tration durch das Zumischen anderer Gasmengen so schaft längsverschiebbar angeordnet ist, dadurch zu verdünnen, daß ein Einsatz der Prüfröhrchen gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (44; 52) möglich wird. Zu diesem Zweck wird eine, beispielseinen mit dem zweiten Einlaß (50; 54) sowie mit weise von Hand betätigte Pumpe verwendet, auf deder Ventilkammer (41; 56) kommunizierenden ren Ansaugstutzen ein Prüfröhrchen aufgesetzt ist. Lufteinlaß (50, 46; 54) aufweist. 35 Das andere Ende des Röhrchens ist mit einer misch-

5. Ventil nach - Anspruch 4, dadurch gekenn- ventilartigen Anordnung, bestehend aus einer Leizeichnet, daß der Lufteinlaß (50, 46; 54) an einer tungsgabelung, deren Enden jeweils kapillare Durchstelle (49; 55) drosselbar ist. - lasse aufweisen, verbunden. Die Durchlässe sind so

6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge- bemessen, daß nur eine geringe Menge des zu meskennzeichnet, daß der Ventilschaft (44; 52) zum 40 senden Gases, jedoch größere Mengen an Reinluft Drosseln des ersten Einlasses (40; 53) ein koni- angesaugt werden können. Diese vermengen sich mit sches, geschlossenes Endteilstück hat. dem Gasanteil und werden insgesamt durch das Prüf-

7. Ventil nach einem oder mehreren der An- röhrchen gezogen.

Sprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Demgegenüber beruht vorliegende Erfindung auf

Ventilschaft (44; 52) in das Ventilgehäuse (42; 45 einer anderen Grundlage. Bei Gasanalysen ist es all-51) eingeschraubt ist. gemein üblich, eine Saugpumpe zum Hindurchziehen

8. Ventil nach einem oder mehreren der An- einer Gasprobe durch eine Analysevorrichtung zu sprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der benutzen. Dabei wird häufig ein Strömungsmesser in Ventilschaft (44; 52) eine mit dem Lufteinlaß die Leitung zwischen der Analysevorrichtung und (50, 46; 54) kommunizierende Querbohrung (47; 5° der Pumpe geschaltet; auch kann in der Leitung ein 55) hat, die in die Ventilkammer (41; 56) mün- Regulierventil für die Durchflußrate der Gasprobe det. vorgesehen sein. Bei tragbaren Gasanalysegeräten,

9. Ventil nach einem oder mehreren der An- und bei einem solchen handelt es sich im vorliegensprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fall, wird die Pumpe mit Hilfe einer Batterie den Lufteinlaß (46) ein Hohlschaft (48) einge- 55 oder eines wiederaufladbaren Akkumulators angeschraubt ist, über den der zweite Einlaß (50) mit trieben, so daß die Stromentnahme aus der Batterie dem Lufteinlaß (46) kommuniziert. von wesentlicher Bedeutung für die Betriebsdauer

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekenn- des Gerätes ist, bis die Batterie ausgewechselt oder zeichnet, daß der Hohlschaft (48) ein konisches, der Akkumulator wieder aufgeladen werden muß. mit einem Ventilsitz (49) im Lufteinlaß (46) zu- 60 Beschränkt man die pro Zeiteinheit durchfließende sammenwirkendes geschlossenes Endteilstück Gasprobenmenge, was bei einigen Analyseverfahren aufweist. unvermeidlich ist, so bewirkt dies unmittelbar eine

11. Ventil nach einem oder mehreren der An- erhöhte Belastung der Pumpe, da die Pumpe bei Sprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung mit konstanter Spannung bemüht ist, Querbohrung (55) beim Herausschrauben des 65 ihre normale Pumpenleistung aufrechtzuerhalten. Ventilschaftes (52) zum öffnen des ersten Einlas- Da sie jedoch gegen einen erhöhten Strömungswiderses (53) von einer Kante des Ventilgehäuses (51) stand ankämpfen muß, "steigt in diesem Falle der stetig zunehmend drosselbar ist. Stromverbrauch der Pumpe steil an, was zu einer äu-