DE1933047A1 - Tragbares Geraet zum Foerdern von gasfoermigen Stoffen durch Pruefroehrchen - Google Patents

Description

• 2'2rarbares Gerät zum Fördern von gasförmigen Stoffen durch Prüfröhrchen" Die Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Gerät zum Fördern von gasförmigen Stoffen durch Prüfröhrchen, bestehend aus einem Gehäuse, einer Batterie, einem Elektromotor, einer Membranpumpe, die von dem Elektromotor angetrieben wird, und einer Fassung oder zwei als Aufnahme für die Prüfröhrchen, die über (eine) Leitungen) mit der Pumpe verbunden ist (sind).
• Ein solches Gerät ist durch das Gebrauchsmuster 1 964 476 bekanntgeworden. Dieses ist quaderförmig ausgebildet und wird mittels eines Schultergurts getragen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches dem Benutzer einen möglichst groBen Komfort bietet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse zylinderförmig ausgebildet ist und einen kreisförmigen oder mehreckigen, z .3. neuneckigen, regelmäßigen Querschnitt besitzt, daß das eine Ende des Zylinders als Stecker ausgebildet ist, daß sich im Gehäuse an den Stecker eine aufladbare zylinderförmige Batterie, deren Durchmesser etwas kleiner als der 13urohmesser des Zylinders ist, und im Anschluß an die Batterie eine Einheit anschließt, die den Motor, die Pumpe und die Elektronik zur Steuerung des Motors aufweist, und daß dae dem Stecker gegenüberliegende Ende-als Frontplatte ausgebildet ist, die die Fassung(en) und einen Bedienungsknopf oder mehrere trägt.
• Dieses Gerät zeichnet sich durch seine kompakte raumsparende Bauweise aus. (Die Zylinderform ist bedingt durch den kreisförmigen Querschnitt der handelsüblichen Batterien und des Steckers.) Hinzu kommt, daß das Gerät bequem und einfach zu bedienen ist. Zum Wiederaufladen der Batterie braucht lediglich das gesamte Gerät mit seinem steckerseitigen Ende in eine Steckdose gesteckt zu werden; die zur Benutzung des Geräts erforaerlichen Elemente (Bsdienungsknopf, Fassung für die Prüfröhrchen) befinden sich an gut zugänglicher und gut sichtbarer Stelle, nämlich an dem dem Stecker gegenüberliegenden Ende.
• Eine zweckmäßige Ausbildung des erfindungsgemäßen Geräte besteht darin, daß die Motorwelle an ihrer freiligenden Stirnseite einen exzentrisch angeordneten Zapfen trägt, der passend in einem Loch eines Stößels sitzt, der senkrecht zur Achse des Motors angeordnet und mit der Membran der Pumpe verbunden ist.
• Diese Verbindung ist besonders einfach und raumsparend. Das Besondere dieser Ausbildung besteht darin, daß die Membran der Membranpumpe zugleich als Gelenk dient und die Kippbewegung des Stößels aufnimmt. Diese Ausbildung kann überall dort Anwendung finden, wo eine Membranpumpe von einem Elektromotor angetrieben wird.
• Es ist zweckmäßig, wenn die Motorwelle senkrecht zur Achse des Gehäuses angeordnet ist und die Elektronik auf einer Trägerplatte oder zwei untergebracht ist, die mit einer Aussparung ferse hen ist (sind), in der der Motor angeordnet ist.
• Im Hinblick auf eine raumsparende Ausbildung des Geräts wird weiter vorgeschlagen, daß sich im Stecker ein Ladetransformator befindet.
• Zweckmäßigerweise sind die Batterie, der Ladetransformator und gegebenenfalls die Schutzwiderstände in Kunstharz od.dgl. eingegossen, so daß ein Explosionsschutz gegeben ist.
• Es dient schließlich auch der Erhöhung des Komforts für den Benutzer des Geräts, denn rfindungsgeniäß ein Bedienungsknopf vorgesehen ist, mit dem einerseits der Motor der Pumpe in Gang gesetzt und andererseits c%e Zeit, innerhalb welcher die Pumpe arbeiten soll, eingestellt werden kann, und wenn ein Schaltkreis vorgesehen ist, der den Motor nach Ablauf der eingestellten Zeit abschaltet, denn auf diese Weise wird die Benutzung des Geräts besonders einfach. Diese Maßnahme ist jedoch nicht notwendig an die Ausbildung des Geräts gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 gekoppelt.
• Zweckmäßigerweise ist der Bedienungsknopf als Dreh- und Druckknopf ausgebildet, derart, daß durch Drehen die Zeit gewählt und durch Druck der Motor eingeschaltet wird.
• Der Schaltkreis weist einen Taktgeber und eine Zählschaltung auf, wobei nach Einschalten des Geräts in bestimmten Zeitabständen, zum Beispiel in Abständen von 25 sec, der Taktgeber an die Zählschaltung Impulse und diese an jeden ihrer Ausgänge Impu-lse liefert, wobei der Impuls, der an dem mittels des Zeitwählschalters ausgewählten Ausgang entsteht, das Gerät abschaltet.
• Der Taktgeber besteht aus einem RC-Glied und einem parallel zum Kondensator liegenden Unijunctiontransistor.
• Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht schließlich auch darin, daß parallel zu dem Kondensator ein Transistor liegt der durch Impulse, die in Abständen der Impulse des Taktgebers aufeinanderfolgen, kurzzeitig geöffnet wird und eine praktisch völlige Entladung des Kondensators bewirkt. Dieser Vorschlag trägt der Tatsache Rechnung, daß sich der Kondensator über den Unijunctiontransistor nicht voll entlädt, weil letzterer bei einer relativ hohen Spannung wieder sperrt In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Darin zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gerät gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Schaltplan für den elektrischen Teil des Geräts.
• Das in Fig. 1 dargestellte Gerät besteht im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäuse 5, einer Gummikappe 6, einer Steckerkappe 7 einem Stecker 8 mit Steckerstiften 9 und Kappenverriegelung 10, einem Ladetransformator 11, einer wieder aufladbaren Batterie 12 (fünf Knopfzellen; Kapazität insgesamt 1000 mAh, Gesamtspannungr 6 Volt), Schutzwiderständen 13, einem Motor 14, einer Membranpumpe 15, zwei Trägerplatinen 16 für die Elektronik, zwei Fassungen 17 aus Gummi als Aufnahmen für die Prüfröhrchen, einem Einlaßschlauch 18 zwischen einer Fassung und der Pumpe 15, einem Auslaßschlauch i9 zwischen der anderen Fassung und der Pumpe, einem Staubabscheider 20, einem Schauinstrument 21 zur Anzeige des Lade zustandes der Batterie und einem Betriebsschalter 22, der durch Drehung auf verschiedene Zeiten eingestellt werden kann, innerhalb welcher die Pumpe in Betrieb ist, und der, wenn er auf Druck belastet wird, das Gerät einschaltet. Das Gerät schaltet sich nach Ablauf der eingestellten Zeit automatisch wieder ab. Die Gunikappe 6 weist einen neuneckigen Bereich 23 auf, der das Rollen des Geräts verhindert.
• An der Welle 24 des Motors 14 sitzt exzentrisch ein Zapfen 25 der passend in einem Loch eines an der Membran der Pumpe 15 befestigten Stößels sitzt. Dreht sich die Welle 24 des Motors 14 so bewegt sich die Membran der Pumpe 15 hin und her. Der Ladetransformator 11, die Batterie 12 und die Schutzwiderstände 13 sind in Kunstharz vergossen. Auf diese Weise ist das Gerät explosionsgesichert. Der über der Linie 27 angeordnete Teil kann zum Beispiel zum Zwecke der Raparatur nach oben aus dem Gehäuse herausgezogen werden, wobei erelektrisch mit der Batterie verbunden bleibt.
• Die Schaltung ist in Figur 2 dargestellt. Sie besteht aus einer Einheit 30, die einen Ladeteil 31 und einen Stabilisator 32 für die Motorspannung aufweist, aus einem Batterieblock 33 und einem Zeitgeber 34, der einen Binäruntersetzer 35 und eine Dekodiermatrix 36 aufweist. Rechts oben in der Figur 2 sind der Motor 14, die Pumpe 15, die Leitungen und die Prüfröhrchenaufnahmen angedeutet.
• Im folgenden werden nur die wesentlichen Teile der erfindunsgemäßen Schaltung beschrieben.
• Wird der Druckschalter 37 (das ist der Schalter 22 in deJ Fig.l) geschlossen, dann wird die Basis des Transistors 38 positiv und der Transistor 38 gelangt vom nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand. Zugleich fließt von der Dekodiermatrix 36 durch den Zeitwählschalter 79 (dieser ist ebenfalls identisch mit dem Schalter 22 der Fig.l) und den Widerstand 40 ein Strom zur Basis des Transistors 41, der auf diese Weise leitend wird. Das hat zur Folge, daß der Transistor 38 auch nach Loslassen des Druckschalters 37 leitend bleibt.
• Solange wie der Transistor 38 sich im Leitzustand befindet, ist auch der Transistor 42 und damit der Transistor 43 geöffnet. Ist der Transistor 43 geöffnet, wird der Motor 14 mit Strom versorgt.
• Der Stromfluß von der Dekodiermatrix 36 uE3 Transistor 41 wird dann unterbrochen, wenn die eingestellte Zeit (diese entspricht der Stellung des Zeitwählschalters 39, der die verschiedenen Ausgänge 44 der Dekodiermatrix 36 mit der Leitung 65 verbinden kann) abgelaufenist. Das hat zur Folge, daß der Transistor 41 und damit auch der Transistor 38 in den Sperrzustand gesteuert werden.
• Wird der Druckknopf 37 gedrückt und damit der Transistor 38 geschlossen, beginnt der Zeitgeber zu arbeiten. Letzterer besteht im wesentlichen aus einem RC-Glied 45, 46 und einem Unijunctionstransistor 47. Der Kondensator 46 lädt sich innerhalb einer bestimmten Zeit (z.B. 25 sec) bis zur Emitter;peak spannung des Unijunctiontransistors 47 auf. Dann kann sich der Kondensator 46 über den Unijunctiontransistor 47 und d'n Widerstand 48 entladen. Ist eine bestimmte untere Spannung erreicht, so schließt der Unijunctiontransistor 47 wieder, und der Zyklus beginnt von neuem. Die bei der Entladung des Kondensators 46 entstehenden Impulse steuern über die Leitung 49 den Binäruntersetzer 35.
• Der Binäruntersetzer 35 besteht im wesentlichen aus vier hintereinandergeschalteten Flip-Flops 50. Alle Flip-Flops werden bei Einschalten des Geräts über einen Kondensator 51 und eine Resetleitung 52 auf null gesetzt. Die Impulse, die durch die Leitung 49 ankommen, gelangen auf die Basis eines Transistors 53.
• Bei jedem Impuls gerät der Transistor 53 kurzzeitig in den Leitzustand und schaltet insofern das erste Flip-Flop 50. Dieses schaltet bei jedem zweiten Impuls das zweite Flip-Flop 50 u.s.f. Die an den Ausgängen der Flip-Flops 50 anstehenden Impulse werden der Dekodiermatrix 36 zugeleitet. An deren Ausgängen 44 liegen die Schaltspannungen für den Transistor 41 in ;1gender Form an: Der Ausgang 44 ganz links führt während der Zeit t Strom, die zwischen dem Einschalten des Geräts und dem ersten Impuls des Taktgebers liegt. Dann wird dieser Ausgang atromic -, und das Gerät schaltet sich, wenn der Schalter 39 mit diesem Ausgang verbunden ist, infolgedessen ab. Der rechts danebenliegende Ausgang 44 führt während der Zeit 2t Strom u.s.f.
• Der Transistor 54 wird bei jedem Impuls des Taktgebers kurzzeitig leitend, was zur Folge hat, daß sich der Kondensator 46 praktisch bis auf null entlädt. (Der Unijunctiontransistor 47 sperrt bereits bei einer gewissen relativ hohen Spannung. Wäre der Entladungsweg über den Transistor 54 nicht vorhanden, dann würde die Zeit, die zwischen dem Einschalten des Geräts und dem ersten Impuls liegt, größer sein als die Zeit zwischen den übrigen Impulsen. Das wird durch Vorsehen des Entladungsweges über den Transistor 54 verhindert.) In der Schaltung sind Maßnahmen vorgesehen, die eine Abschaltung des Geräts bei Batterieunterspannung bewirken. Hat die Batterie ihre Sollspannung, dann ist der Transistor 55 leitend und die Diode 56 ist gesperrt. Sinkt die Spannung der Batterie unter ihre Sollspannung, dann sinkt die Spannung an der Basis des Transistors 55 unter einen bestimmten Wert, und der Transistor 55 gelangt in seinen Sperrzustand. Das hat zur Folge, daß sich die Diode 56 öffnet. Der von der Dekodiermatrix 36 kommende und zum Transistor 41 fließende Strom fließt infolgedessen teilweise über die Diode 56. Durch einen Rückkopplungsvorgang gelangt der Transistor 41 und damit der Transistor 38 in den Sperrzustand.
• Selbstverständlich kann anstelle der Unterspannungsabschaltungselemente oder auch zusätzlich zu diesen ein Instrument vorgesehen sein, welches die Batteriespannung anzeigt.
• Die Spannung für den Motor 14 ist stabilisiert. Diese Stabilisierung erzielt man durch einen an sich bekannten Regelverstärker, im wesentlichen bestehend aus den Transistoren 42,43,60 und einem Sollwertpotentiometer 62. Die Motorlauf zeit wird vom Zeitgeber über die-Spannung an einer Zenerdiodo 61 gesteuert.
• Diese Spannung versorgt einen Transistor 60, so daß der Regel verstärker nur arbeiten kann, wenn die Spannung vorhanden ist.
• Ist diese Spannung null, dann sind die Transistoren 42 und'43 gesperrt. Durch sie fließen nur vernachlässigbar kleine Restströme. Die Motorspannung wird also über die erwähnte stabilisierte Spannung vom Zeitgeber aus gesteuert. Die Versorgung des Transistors 60 über die durch die Zenerdiode 61 vorstabilisierte Spannung bewirkt außerdem eine Verbesserung des Stabilisierungsfaktors um mehr als das Fünffache. Schwankt die Batteriespannung zwischen 5,5 und 7,5 Volt, so ändert sich die Motorversorgungsspannung nur um 0,3%. Auch bei Laständerungen bleibt die Versorgungsspannung des Motors annähernd konstant. Schließlich wirkt sich auch eine Temperaturänderung nur unbedeutend auf die Motorversorgungsspannung aus, da die Schaltung durch einen sla-Widerstand temperaturkompensiert ist. Durch das Potentiometer 62 (Sollwertgeber) kann die Motorspannung in bestimmten Grenzen eingestellt und damit die Förderleistung (Strömung) der Pumpe geregelt werden.
• Die beschriebene Schaltung des Zeitgebers kann auch als Programmierschaltung für beliebige Zwecke verwendet werden. Beispielsweise sind Einrichtungen bekannt, die in Gebäuden fest installiert sind und mit denen nacheinander die Luft in verschiedenen Räumen geprüft werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltung könnte dazu dienen, die verschiedenen Aggregate (Pumpen, Anzeigeinstrumente usw0) nach einem bestimmten Programm ein- bzw. absuschalten.

Claims (21)

Patentansprüche:

1) Tragbares Gerät zum Fördern von gasförmigen Stoffen durch Prüfröhrchen, bestehend aus einem Gehäuse, einer Batterie, einem Elektromotor, einer Membranpumpe, die von dem Elektromotor angetrieben wird, und einer Fassung oder zwei als Aufnahme(n) für die Prüfröhrchen, die über (eine) Leitung(en) mit der Pumpe verbunden ist (sind), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse ( zylinderförmig ausgebildet ist und einen kreisförmigen oder mehreckigen, z.B. neuneokigen, regelmäßigen Querschnitt besitzt, daß das eine Ende des Zylinders als Stecker (8) ausgebildet ist, daß sich im Gehäuse an den Stecker (8) eine aufladbare zylinderförmige Batterie (12), deren Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des Zylinders () ist, und im Anschluß an die Batterie (12) eine Einheit anschließt, die den Motor (14), die Pumpe (15) und die Elektronik zur Steuerung des Motors (14) aufweist, und daß das dem Stecker (8) gegenüberliegende Ende als Frontplatte ausgebildet ist, die die Fassung(en) (17) und einen Bedienungsknopf (22) oder mehrere trägt.

2. Gerät mit einer Membranpumpe und einem Elektromotor, insbesondere nach k prach 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die Motonwelle (24) an ihrer freiliegenden Stirnseite einen exzentrisch angeordneten Zapfen (25) trägt, der passend in einem Loch eines Stößels (26) sitzt, der senkvr?Ght zur Achse des Motors (14) angeordnet und mit dem Membran der Pumpe (15) verbunden ist.

3) Gerät nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Motorwelle (24) senkrecht zur Achse des Gehäuses (5) angeordnet ist.

4) Gerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Elektronik auf einer Trägerplatte oder zwei (16) untergebracht ist, die mit einer Aussparung versehen ist (sind), in der der Motor (14) angeordnet ist.

5) Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß sich im Stecker (8) ein Ladetransformator (-11) befindet.

6) Gerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß Schutzwiderstände (13) für die Batterie (12) auf der dem Stecker (8) abgewandten Seite der Batterie (12) angeordnet sind.

7) iTe t nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die Batterie (12) aus mehreren, insbesondere fünf Nickel-Cadmium-Zellen, besteht.

8) Gerät nach Anspruch 5 bis 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Batterie (12), der Ladetransformator (11) und gegebenenfalls die Schutzwiderstände(13) in Kunstharz od.dgl. eingegossen sind.

9) Gerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Aufnahme(n) (17) für die Prüfröhrchen aus elastischem Material, insbesondere Gummi, besteht (bestehen).

10) Tragbares Gerät zum Fördern von gasförmigen Stoffen durch Prüfröhrchen, bestehend aus einem Gehäuse, einer Batterie, einem Elektromotor, einer Membranpumpe, die von dem Elektromotor angetrieben wird, und einer Fassung oder zwei als Aufnahme(n) für die Prüfröhrchen, die über (eine) Leitung(en) mit der Pumpe verbunden ist (sind), insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1' bis 9 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Bedienungsknopf (22) vorgesehen ist, mit dem einerseits die Zeit, innerhalb welcher die Pumpe (15) arbeiten soll, eingestellt und andererseits der Motor (14) der Pumpe (15) in Gang gesetzt werden kann, und daß ein Schaltkreis vorgesehen ist, der den Motor (14) nach Ablauf der eingestellten Zeit abschaltet.

11) Gerät nach Anspruch 10, dadurch g i k e n n t e i c n e t , daß der Bedienungsknopf (22) als Dreh-Druckknopf ausgebildet ist derart, daß durch Drehen die Zeit gewählt und durch Druck über einen Mikroschalter der Motor (14) eingeschaltet wird.

12) Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schaltkreis einen Taktgeber und eine Untersetzungsschaltung aufweist, daß nach Einschalten des Geräts in bestimmten Zeitabständen, z.B. in Abständen von 25 sec, der Taktgeber an die Untersetzungs schaltung Impulse und diese an jeden ihrer Ausgänge (44) einen Impuls liefert und daß der Impuls, der an dem mittels des Zeitwählschalter (39) ausgewählten Ausgang entsteht, das Gerät abschaltet.

13) Gerät nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß der Taktgeber aus einem RC-Glied (45,46) und einem parallel zum Kondensator (46) liegenden Unijunctiontransistor (47) besteht.

14) Gerät nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Untersetzungsschaltung aus mehreren Flip-Flop-Schaltungen (50) und einer Dekodiermatrix (36) besteht.

15) Gerät nach Anspruch 13,. dadurch g e k e n n z e i c hn e t s daß parallel zudem Kondensator (46) ein Transistor (54) liegt, der durch Impulse, die in Abständen der Impulse des Taktgebers aufeinanderfolgen, insbesondere durch Impulse des ersten Flip-Flops (50)} kurzzeitig geöffnet wird und eine praktisch völlige Entladung des-Kondensators (46) bewirkt.

16) Gerät nach Anspruch 10 bis 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß Schaltelemente (55,56) zur Abschaltung des Geräts zeitzbei Batterie-Unterspannung vorgesehen sind.

17) Gerät nach Anspruch 1 bis 16, dadurch g e k e n n -z e i c h n t , daß die Xotorspannung stabilisiert ist.

18) Gerät nach Anspruch 1 bis 17, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Motorspannung einstellbar ist.

19) Gerät nach Anspruch 1 bis 18, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Abschaltung des gesamten Geräts durch Siliziumschalttransistoren erfolgt.

20) Gerät nach Anspruch 1 bis 19, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Steuerung der aaotorlaufzeit über eine im Zeitgeber erzeugte vorstabilisierte Hilfsspannung erfolgt.

21) Anwendung der in einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 20 bzw. in der Figurenbeschreibung definierten Schaltung als Programmgeber.

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