DE18910C - Verfahren und Apparat zum Füllen und Entleeren galvanischer Elemente - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der auf beiliegender Zeichnung dargestellte Füll- und Entleerungsapparat kann sowohl bei galvanischen Elementen, die mit einer Flüssigkeit, als auch bei solchen, die mit zwei Flüssigkeiten arbeiten, zur Verwendung kommen.

Es sind bezüglich der Dichtigkeit der in den Elementen durch chemische Zersetzung sich bildenden Flüssigkeiten drei verschiedene Fälle zu unterscheiden:

1. Die aus der chemischen Zersetzung sich bildende Flüssigkeit ist weniger dicht als die Zersetzungsflüssigkeit.

2. Die aus dieser Zersetzung sich bildende Flüssigkeit ist dichter als die unzersetzte.

3. Beide Flüssigkeiten sind fast von der gleichen Dichtigkeit.

-■ Erster Fall. Einen für diesen Fall dienenden Apparat stellt Fig. 2 dar. Derselbe setzt sich folgendermafsen zusammen:

In einem Kasten A mit zwei Oeffnungen a und b im Deckel B befindet sich das zu unterhaltende Element. Sollten die verschiedenen Theile des letzteren nicht sämmtlich in demselben Kasten angeordnet sein, so läfst man die verschiedenen Gefäfse C" C² C³ des Elementes unter einander communiciren, und zwar durch Rohrstücke d, die an Rohransätze der Gefäfswände sich anschliefsen. Wenn indessen die verschiedenen Theile des Elementes in einem einzigen Gefäfs Aufnahme finden, so kann man den Behälter A entbehren, nur mufs man in diesem Fall den Deckel des Elementengefäfses in ähnlicher Weise mit Löchern a und b versehen, wie dies bei dem Deckel B des Kastens A bereits angegeben wurde. In allen Fällen, in welchen die Gefäfse der Elemente bezw. des Kastens A aus einem durchsichtigen Material nicht bestehen sollten, kann man mit den betreffenden Gefäfsen bezw. Kästen einen Niveauanzeiger D oben und unten communiciren lassen, nach welchem man stets den Stand der Flüssigkeit in den Gefäfsen controliren kann. Die mit einem Röhrchen versehene Oeffnung b des Kastens A communicirt mit der äufseren Atmosphäre.

Ein Behälter -Z? ist mit zwei Oeffnungen ef versehen, die durch Stöpsel verschlossen werden können, welche zwei zum Durchstecken von Röhren dienende Bohrungen besitzen.

Wenn dieser höher als' der Kasten A angeordnete Behälter E nicht aus durchsichtigem Material besteht, wird er ebenfalls mit einem Niveauanzeiger F versehen.

Die obere Oeffnung eines Behälters G, der tiefer als der Kasten A angeordnet wird, ist ebenfalls durch einen Stöpsel g verschliefsbar, durch dessen beide Bohrungen Röhren in den Behälter einmünden. Dieser Behälter G dient zur Aufnahme der Zersetzungs- bezw. der zersetzten Flüssigkeit.

Eine Luftpumpe oder ein Blasebalg H, den man nach Belieben mit der Hand oder durch Maschinenkraft betreiben kann, z. B. auch durch eine dynamo- oder magnetelektrische Maschine, in welche das betreffende Element selbst den elektrischen Strom einleitet, ist mit zwei Oeffnungen 0 o^l versehen, in welche Röhren hh^x einmünden. Die Oeffnung 0 kann aber auch mit einem Ventil versehen werden, das sich schliefst, wenn die Pumpe oder der Blasebalg ansaugt und sich öffnet, um die comprimirte Luft durchzulassen, während die Oeffnung ö¹

in diesem Fall mit einem Saugventil versehen wird, das dann umgekehrt functionirt.

Mehr oder weniger tief in eins der Gefäfse der Elemente, z. B. in das Gefäfs C² durch die Deckelöffnung a, kann eine Röhre / eingesteckt werden. Diese theilweise aus biegsamem Material bestehende Röhre ist mit einem Hahn r¹ versehen und communicirt mit dem Behälter E, indem sie durch eines der beiden Löcher des in den Boden des Behälters eingebrachten Stöpsels hindurchführt.

Eine aus zwei unbiegsamen Theilen ij bestehende Röhre, deren Theile durch ein biegsames Zwischenstück k unter einander verbunden sind, führt mit ihrem Theil z, der mit einem Absperrhahn r² versehen ist, in den Behälter E durch die eine Oeffnung / ein, welche von einem durchbohrten Stöpsel verschlossen gehalten wird.

Diese Röhre endigt im Innern des Behälters in zwei Zweige. Der eine Zweig / führt fast bis an die Decke des Behälters, während der andere Zweig m zurückgebogen ist und in ein Sieb endigt. Auf dem nach abwärts gerichteten Siebboden liegt eine Kugel von solchem specifischen Gewicht, dafs sie in der frisch eingefüllten Zersetzungsflüssigkeit schwimmen kann, aber nicht in der durch die chemische Wirkung des Elementes bereits zersetzten Flüssigkeit. Diese kleine Kugel verschliefst, indem sie sich über den Siebboden erhebt, die Mündung des Zweiges m.

Der andere Theil / der Röhre führt durch den Stöpsel g des Behälters G bis nahe an den Boden des letzteren.

Die mit einem Hahn r^% versehene Röhre J führt durch eine Bohrung des Stöpsels in der Oeffnung e und reicht nur eben in den Behälter E hinein.

Diese Röhre dient dazu, den Behälter mit einem Gefäfs K¹ in Verbindung zu bringen oder mit einer Reihe von Gefäfsen K¹ K² K³. . ., worin Zersetzungsflüssigkeit enthalten ist. Ein jedes dieser Gefäfse ist mit einem Stöpsel verschlossen, der zwei Bohrungen zum Einstecken von Röhren enthält. Sie communiciren mit einander durch Heber L, von denen ein jeder durch einen Hahn r⁴ abgesperrt werden kann. Diese Heber werden aus drei durch Gummimuffen unter einander verbundenen Theilen gebildet.

Die Röhre J reicht fast bis an den Boden des ersten Gefäfses K¹ und der Verbindungsheber fast bis auf den Boden des zweiten Gefäfses K². Würden drei, vier oder mehr Gefäfse vorhanden sein, so würde der nur sehr wenig in das zweite Gefäfs K"¹ mit seinem einen Ende eintauchende Heber, mit seinem anderen Ende bis nahe an den Boden des dritten Gefäfses K¹ reichen u. s. f.

Der Theil η einer aus drei durch Gummi* muffen mit einander verbundenen Theilen zusammengesetzten Röhre nfi q tritt durch den Stöpsel des letzten Gefäfses. (in diesem Fall j^²) und taucht nur sehr wenig -darin ein. Der Theil / ist mit einem Hahn r^h versehen; der Theil q reicht nur wenig in eines der letzten in Anwendung kommenden Gefäfse M₁ M₂M_Z .. ., welche mit dem vorerwähnten Behälter G auf gleicher Höhe angeordnet sind.

Diese Gefäfse sind zur Aufnahme der in den Elementen zersetzten Flüssigkeiten bestimmt. Auch sie können durch Stöpsel verschlossen werden, welche zwei Bohrungen enthalten, und stehen durch Heber JV mit einander in Verbindung, welche durch Hähne r^e absperrbar sind. Diese aus drei Theilen bestehenden Heber reichen nur sehr wenig in die betreffenden Gefäfse ein. Das letzte der Gefäfse (in diesem Fall M₂) ist mit dem Behälter G durch einen Heber P verbunden, der durch einen Hahn r^% verschlossen werden kann. Dieser Heber ist in gleicher Weise aus drei durch Gummimuffen mit einander verbundenen Theilen zusammengesetzt und reicht nur eben in M₂ und G hinein.

Die Röhre Q, die nur eben in den Behälter E einmündet und mit einem Absperrhahn r^s versehen ist, communicirt durch einen Gummischlauch mit der vorgenannten Röhre h. Wenn diese Röhre mit einem Ventil versehen wird, so kann man auch den Hahn r^s fortfallen lassen.

Die Füllung der galvanischen Elemente mittelst des vorbeschriebenen Apparats bewirkt man in der folgenden Weise:

Nachdem die Gefäfse K^x K². . . mit frischer Zersetzungsflüssigkeit gefüllt und die Röhre η mit der Luft in Communication, gebracht worden,' wobei die Röhre /eben in das Gefäfs des Elementes hineinragt, stellt man, nachdem zuvor noch die Hähne r^A r³ r^s geöffnet, hingegen die Hähne r^x und r² geschlossen wurden, die Hähne RR¹ so ein, dafs die Pumpe oder der sonstige Saug- und Druckapparat aus dem Behälter E Luft absaugen kann. Infolge der dadurch bewirkten Luftverdünnung tritt dann die Flüssigkeit aus den Gefäfsen K^x K². . . nach dem Behälter E über.

Nun schliefst man den Hahn r^% und öffnet Hahn r¹, während Hahn r² immer noch geschlossen erhalten wird, und stellt sodann die Hähne RR¹ so ein, dafs eine Compression der Luft in dem Behälter E eintritt. Dadurch fliefst dann neue Zersetzungsflüssigkeit aus E in das Gefäfs des Elementes über. Sollte in E nicht genug Flüssigkeit zur Füllung des Gefäfses vorhanden sein, so wiederholt man die beschriebenen Operationen so lange, bis vollständige Füllung erfolgt ist. . ..· .. .. ■ :

Ist das Gefäfs des Elementes vollständig gefüllt und steht in dem Behälter E die Flüssigkeit über dem zurückgebogenen Theil m, so dafs jederzeit die zersetzte Flüssigkeit durch neue Erregungsfliissigkeit ersetzt werden kann; unterbricht man dann die Communication zwischen der Röhre Q und dem Blasebalg dadurch-, dafs man den Hahn R passend einstellt, wobei aber Hahn r^l geöffnet bleibt, und öffnet ferner r² r³ r⁴ r⁵ r⁶ r⁷, so tritt zersetzte Flüssigkeit aus C² nach E über, während neue Erregungsflüssigkeit aus £ nach C² geht, da der Voraussetzung nach das specifische Gewicht der letzteren Flüssigkeit gröfser als dasjenige der ersteren ist. Wenn die Flüssigkeitsmenge, welche die in dem Sieb m enthaltene kleine Kugel umspült, eine so geringe Dichtigkeit zeigt, dafs die kleine Kugel darin nicht mehr schwimmend erhalten wird, so öffnet sich die Röhre j, und ein Theil der Flüssigkeit tritt aus E nach GM₂M₁ über, indem sie aus diesen letzteren Gefäfsen die Luft nach dem Gefäfs K² überdrückt. Durch die infolge dessen stattfindende Compression der Flüssigkeit in den Gefäfsen K² K¹ tritt dieselbe zum Theil nach E in der Art über, dafs die zersetzte Flüssigkeit in E durch ein gleiches Volumen neuer Erregungsflüssigkeit ersetzt wird.

Wenn nun eins der Gefäfse K, beispielsweise K₂, vollständig entleert ist, so schliefst man die Hähne r^l und r⁵ und ersetzt das leere Gefäfs durch ein gefülltes. In gleicher Weise, kann man auch mehrere leere Gefäfse K durch gefüllte ersetzen.

Wenn eines der Gefäfse M, beispielsweise M², gefüllt ist, so schliefst man die Hähne r^s und r⁷ und ersetzt das volle Gefäfs durchwein leeres. In der gleichen Weise kann man mehrere gefüllte Gefäfse M durch leere ersetzen.

Zur Entleerung des Elementengefäfses schliefst man die Hähne r³ r², und während die Röhre / bis an den Boden des Elementengefäfses hinabgeschoben und der Hahn r^l geöffnet ist, setzt man den Blasebalg H in Thätigkeit, nachdem man die Hähne RR¹ zuvor so eingestellt hat, dafs Luft aus dem Behälter E angesaugt wird, infolge dessen dann die Flüssigkeit aus dem Gefäfs des Elementes nach E aufsteigt. Wenn der Behälter E grofs genug ist, um die Flüssigkeit des Elementes vollständig aufzunehmen, so schliefst man nach erfolgter Entleerung den Hahn r¹. Ist dies nicht der Fall, so läfst man, nachdem zuvor der Hahn r^l geschlossen worden, die Röhre J eintauchen, die in diesem Fall Länge genug haben mufs, um bis auf den Boden des Behälters E hinabzureichen.

Man comprimirt dann die Luft in diesem Behälter und, nachdem man dann den Hahn r² geschlossen, den Hahn r^% dagegen geöffnet hat, tritt die Flüssigkeit aus E in leere Gefäfse über, welche in die Reihe der Gefäfse K eingestellt worden sind. Man setzt diese Operation so lange fort, bis das Gefäfs des Elementes vollständig entleert worden ist.

Zweiter Fall. Angenommen, die neue Zer_: Setzungsflüssigkeit habe ein geringeres specifisches Gewicht als die bereits zersetzte Flüssigkeit.

In diesem Fall sind die Gefäfse C₁ C₂ C₃ im Kasten A unter einander in Communication, und zwar durch Röhren d d, welche über dem Boden in die Gefäfse einmünden, wie in Fig: 3 dargestellt. .

Der tiefer als der Kasten A angeordnete Behälter E, Fig. 3, ist mit zwei Stöpsellöchern e und / versehen. Das erste e dieser Löcher besitzt drei Durchbohrungen. Durch die eine dieser Bohrungen führt die mit einem Hahn r^l verschliefsbare Röhre i, welche mehr oder minder tief in den Behälter E hmabreichen kann und mit einem der Gefäfse der Elemente dicht über dessen Boden Communication herstellt; beispielsweise mit dem Gefäfs C₂.

Durch eine andere Stöpselbohrung führt die Röhre Q, die mit dem Blasebalg oder der Luftpumpe, wie die Röhre Q in Fig. 2, communicirt.

Endlich tritt durch die dritte Stöpselöffnung eine Röhre J, die durch einen Hahn r³ verschliefsbar ist und mit einer Anzahl von Gefäfsen K¹K²... communicirt, welche die Zersetzungsflüssigkeit enthalten. Diese Gefäfse K stehen, wie in Fig. 2, unter einander in Communication.

Die Oeffhung / wird durch einen Stöpsel verschlossen, der nur eine Bohrung trägt, durch welche die Röhre j kl hindurchtritt. Der Theil / dieser Röhre ist mit einem Hahn r² versehen und krümmt sich im Innern des Behälters E ab, wobei er sich zugleich in zwei Zweige theilt, von denen der eine bis nahe an die Decke des Behälters E hinaufragt, während der andere. Zweig in einem Sieb m endet.

Unterhalb des durchlochten Siebbodens befindet sich wieder eine kleine Kugel, die in der zersetzten Flüssigkeit schwimmen kann, aber nicht in der noch nicht zersetzten Flüssigkeit, indem der Annahme gemäfs das specifische. Gewicht der letzteren kleiner als das der ersteren Flüssigkeit ist. Der Theil / der Röhre taucht bis nahe auf den Boden des Gefäfses G hinab, welches mit den Gefäfsen M² M¹, wie die Gefäfse M¹ M² mit dem Gefäfs G in Fig. 2, durch Rohrstücke communicirt. Die Röhren 71p q verbinden diese Gefäfse M und K mit einander, ebenso wie dies in Fig. 2 bei den entsprechenden Gefäfsen M und K der Fall ist.

Das Füllen des Gefäfses geschieht wie im ersten Fall.

Das Functioniren des Elementes ist ebenfalls mit dem ersten Fall übereinstimmend. Die neue Zersetzungsflüssigkeit steigt in dem Gefäfs des Elementes hoch, und die zersetzte

Flüssigkeit tritt aus demselben nach dem Behälter E über. Wenn die zersetzte Flüssigkeit, von der die kleine Kugel umgeben ist, Dichtigkeit genug hat, dafs die Kugel darin schwimmend erhalten wird, so tritt ein Theil dieser Flüssigkeit aus E in die Gefäfse M über und wird durch ein gleiches Volumen neuer Erregungsflüssigkeit aus den Gefäfsen K ersetzt.

Die Entleerung des Elementengefäfses bewirkt man wie in dem ersten Fall.

Dritter Fall. Wenn endlich die neue Zersetzungsflüssigkeit und die zersetzte Flüssigkeit gleiche Dichtigkeit besitzen, so bedient man sich der in Fig. ι dargestellten Einrichtung. In diesem Fall wird das Element in einen Kasten A eingestellt, wie in Fig. 2 angegeben ist. Dieser Kasten communicirt durch eine Röhre I, welche mittelst eines Absperrhahnes r¹ verschlossen werden kann, mit einer Reihe von Gefäfsen .S¹ .S² S³, welche unter einander durch mit Hähnen r² r³ versehene Heber P¹ P² communiciren.

Das letzte dieser Gefäfse (in vorliegendem Fall .S³) ist mit dem Blasebalg oder der Pumpe durch eine Röhre Q in Verbindung, welche der in Fig. 2 enthaltenen Röhre Q entspricht.

Die Gefäfse S¹S²S³ enthalten die frische Zersetzungsflüssigkeit.

Zum Füllen des Elementengefäfses comprimirt man nach bewirkter Oeffnung sämmtlicher Hähne die Luft in S³.

Dann schliefst man den die Communication mit der Saug- und Druckvorrichtung, dem Blasebalg oder der Pumpe herstellenden Hahn und öffnet sämmtliche übrigen.

Dadurch vermischt sich dann die Flüssigkeit in dem Elementengefäfs mit derjenigen in den Gefäfsen S¹S²S³ durch Diffusion,

Man stellt zur Entleerung des Gefäfses die Hähne des Blasebalgs oder der Pumpe derart ein, dafs durch die Thätigkeit dieser Organe in S³ eine Luftverdünnung hervorgerufen wird. Die Flüssigkeit in dem Elementengefäfs steigt alsdann nach den Gefäfsen ,S¹ S² S³ infolge des Luftüberdruckes über. Hat die Entleerung stattgefunden, so schliefst man den Hahn r¹.

Galvanische Elemente, welche mit zwei Flüssigkeiten arbeiten, kann man in der Weise füllen bezw. entleeren, dafs man einen der vorbeschriebenen Apparate mit einer der Flüssigkeiten in Verbindung setzt; in diesem Fall communiciren die diese Flüssigkeit enthaltenden Gefäfse mit einander. Mit der anderen Flüssigkeit bringt man dann den anderen Apparat in Verbindung, und communiciren dann ebenfalls die die betreffende Flüssigkeit enthaltenden Gefäfse unter einander.

Zur Ableitung der in dem Element sich entwickelnden Gase dient eine Röhre S, die, durch den Deckel B eintretend, die Verbindung mit einem Desinfectionsapparate herstellt, Fig. 2.

Dieser Desinfectidnsapparat besteht aus einem eine oder mehrere Abtheilungen enthaltenden Behälter T, welcher eine poröse Masse enthält, die von Säuren nicht angegriffen wird, wie z. B. Koks, Holzkohle, Backofenasche, Bimsstein und andere poröse Silicate.

An dem unteren Theil des Behälters T ist ein Niveauanzeiger P₁ angebracht; ' in den Behälter münden sechs Röhren ein, zwei Röhren X und 5 in seinen Boden und in dessen Nähe, und vier Röhren tyzy¹ an dem oberen Theil des Behälters.

Die Röhre S tritt durch die Oeffnung q_x in den Behälter ein. Die durch einen Hahn /-⁹ absperrbare Röhre X führt durch den Boden des Behälters. An diese Röhre schliefst man eine Verbindungsröhre U an, die man mit einem der Gefäfse C des Elementes verbindet.

An den oberen Rohransatz / schliefst sich eine Röhre Y an, durch welche die Communication des Behälters T mit dem Blasebalg oder der Luftpumpe H hergestellt wird, indem diese Röhre mit einem Rohrstück h" dieser Theile verbunden wird, das durch einen Hahn R" verschlossen werden kann.

Ueber dem Behälter T ist ein Behälter V angeordnet. Dieser Behälter V ist einerseits in Communication mit dem Behälter T, zunächst durch eine Röhre y, die bis nahe an die Decke von V reicht und weiter durch eine gekrümmte Röhre ζ von grofsem Durchmesser, die unten in einen Trichter mit siebartigem Boden sich erweitert. . :

Der Behälter V ist andererseits durch eine fast capillare Röhre y¹ in Communication mit einem Wasserreservoir Z. ■.·■.;■■

Dieser Desinfectionsapparat functionirt wie folgt:

Erhält man den Hahn r⁹ geschlossen, und öffnet man die Hähne R" R\ so dafs durch die Thätigkeit der Luftpumpe oder des Blasebalgs ein Absaugen von Luft aus dem Behälter T und infolge davon aus dem Kasten A stattfindet, so tritt durch die Oeffnung b Luft in den Kasten A ein, drängt die darin angesammelten Gase hinaus und durchstreicht im Verein mit diesen die porösen, feuchten Massen in dem Desinfectionsbehälter T. In diesem Behälter werden dann das Chlor, die Salzsäure und andere, im Wasser lösliche Substanzen absorbirt; die Stickstoffoxydgase verbinden sich zu Salpetersäure, welche zurückbleibt.

Während dieses Vorganges steigt Wasser in der Röhre y^x in die Höhe und füllt allmälig den oberen Behälter V an. Ehe dieser aber ganz gefüllt ist, ergiefst sich das Wasser durch das gekrümmte Rohr ζ und benetzt in feinen Strahlen die poröse Masse im Behälter T. Wenn man an dem Niveauanzeiger Jt₁ bemerkt, dafs die Flüssigkeit an dem Boden des Behälters T in zu grofser Menge sich ansammelt,

so läfst man sie durch die Röhre X ab, von wo aus sie in das Element zurückfliefst.

Statt dafs man diesen Desinfector mit einer Pumpe oder einem Blasebalg durch die Röhre Y in Verbindung setzt, kann man durch eine solche Röhre auch die Verbindung mit einem kräftig ziehenden Schornstein bewirken.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Das Verfahren der Füllung und Entleerung . galvanischer Elementengefäfse C_x C₂ C₃ für den Fall ungleicher Dichtigkeiten der Zersetzungs- und zersetzten Flüssigkeiten, darin bestehend, dafs man die unter einander communicirenden Elementengefäfse durch Röhren mit Behältern E E in Verbindung bringt, in welche neue Zersetzungsflüssigkeit aus Gefäfsen X¹ ÜT² durch Absaugen von Luft eingeführt werden kann, wobei die aus den Elementen kommende, specifisch leichtere oder schwerere zersetzte Flüssigkeit automatisch die Oeffnung eines Kugelventils m in den Behältern EE und die Abführung derselben nach Gefäfsen G M³M¹. . . bewirkt, so dafs durch die Vermittelung des Behälters E eine der Wegnahme von zersetzter Flüssigkeit aus den Elementengefäfsen entsprechende Ersetzung durch neue Zersetzungsflüssigkeit stattfindet.

2. Ein Apparat zur Füllung und Entleerung

galvanischer Elemente, nach Fig. 2 und 3, und für den Fall ungleicher Dichtigkeiten der Zersetzungs- und zersetzten Flüssigkeit, bestehend aus einem Behälter E, der einerseits durch eine mit einem Ventil m versehene Röhre mit Gefäfsen GM²M¹ zur Aufnahme der zersetzten Flüssigkeit und andererseits durch Röhren mit den Elementengefäfsen communicirt, in Verbindung mit einer Vorrichtung H zum Comprimiren oder Verdünnen der in dem Behälter E eingeschlossenen Luft und mit einem Behälter T zur Desinficirung der in den Elementengefäfsen durch die chemische Zersetzung sich bildenden Gase.
3. Das Verfahren der Füllung und Entleerung galvanischer Elemente für den Fall gleicher Dichtigkeiten der Zersetzungs- und zersetzten Flüssigkeiten, darin bestehend, dafs man die die Zersetzungsflüssigkeit enthaltenden Gefäfse S_x S₂ S₃, Fig. 1, einerseits durch die Röhre / mit den Elementengefäfsen und andererseits durch eine Röhre Q mit einer Vorrichtung zum Absaugen und Comprimiren von Luft in Verbindung bringt, um durch Compression der Luft in S₁ S₂ S₃ neue' Flüssigkeit nach den Elementengefäfsen und umgekehrt durch Absaugen dieser Luft die zersetzte Flüssigkeit aus den Elementengefäfsen nach den Gefäfsen S₁ S₃ S₃ überführen zu können.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.