DE20999C - Neuerungen an Quecksilber - Luft1 pumpen - Google Patents

Description

KÄIS EKTTCFfES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. April 1882 ab.

Die gegenwärtigen Neuerungen beziehen sich auf Quecksilber-Luftpumpen von der Construction der. Sprengel'schen und Geifsler'schen Pumpen, welche die periodische Wiederkehr des Quecksilbers von einem Niveau zum anderen erfordern. Dieselben sind in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen an einer Pumpe vom Sprengel-Typus veranschaulicht. A bezeichnet die Quecksilberfallröhre, welche nach Mafsgabe der Erfindung von geringerer Höhe als die barometrische Säule ausgeführt werden kann. Dieselbe ist mittelst eines dichtschliefsenden Stöpsels aus Kautschuk oder anderem geeigneten Material in die äufsere Röhre B eingedichtet, welche durch eine Röhre c mit dem oberen Reservoir C und durch Röhren b d mit dem unteren Reservoir D in Verbindung steht. Das obere Reservoir C communicirt mittelst eines Hahnes c¹ und einer biegsamen oder anderen Röhre c² mit einer gewöhnlichen Luftpumpe, einem Aspirator oder anderenExhaustionsapparat, wird aber, sobald hierdurch eine hinreichende oder partielle Luftverdünnung geschaffen ist, durch Schliefsen des Hahnes c¹ nach der Röhre c² hin abgeschlossen. Anstatt des Hahnes kann auch ein Ventil angewendet werden.

Das untere Reservoir D, welches aus Glas, Eisen oder anderem, vom Quecksilber nicht angreifbaren Material besteht, bildet in der Figur beispielsweise eine kugelförmige Kammer, die sich aus zwei Halbkugeln zusammensetzt und von einer Feder e getragen wird. Letztere ist adjustirbar an dem einen Arm eines Hebels befestigt, dessen Drehpunkt c^l sich an einem geeignet placirten Ständer oder anderen Gestell befindet. Das Innere des Reservoirs D ist durch ein Diaphragma E aus Kautschuk oder sonstigem schmiegsamen Material in zwei Abtheilungen d^l d? getheilt, und F ist ein Ventil von konischer oder anderer geeigneter Gestalt, welches in die Oeffhung f luftdicht eingeschliffen ist und so lange geschlossen bleibt, als das Reservoir D leer oder doch noch nicht schwer genug ist, der Feder e entgegenzuwirken.

Hat sich aber eine gewisse Menge des gefallenen Quecksilbers darin angesammelt, so geht der Behälter D, indem er sich in dem Gelenk G dreht, nieder und öffnet das Ventil F für die Communication mit der äufseren Atmosphäre.

Der Grad der Empfindlichkeit der Feder e läfst sich mittelst der Mutter e^l reguliren. Das Ventil F seinerseits ist an dem Arm c^s des um c^l drehbaren Hebels aufgehängt und wird, je nachdem das Reservoir D steigt oder fällt, selbsttätig geschlossen oder geöffnet. Das Gelenk bei G kann eine beliebige Einrichtung haben, vorausgesetzt, dafs es die Bewegungen des Reservoirs gestattet, ohne dessen Communication mit dem Hauptkörper des Apparates zu verhindern.

Vom Boden des Reservoirs D führt eine mit Absperrhahn h oder Ventil versehene Röhre H nach einer anderen gewöhnlichen Luftpumpe, einem Exhaustor oder dergleichen, und ein Hahn / in der Röhre d dient zur Absperrung des Reservoirs D von dem Haupttheil des Apparates.

An die Röhre d schliefst sich die gekrümmte Röhre K und an diese wieder die engere

Röhre J an, welche im Innern der Röhre L₁ die am oberen Ende das Reservoir C trägt, hinaufgeht und somit eine directe Communication zwischen D und C ermöglicht.

Das untere Ende der Röhre L steht mit dem oberen Theil des Inneren der zusammengesetzten Fallröhre A durch eine Röhre / in Verbindung, durch welche das Quecksilber der Pumpe zugeführt wird, α ist die Saugröhre, welche mit dem oberen Theil der Fallröhre A zusammenhängt und an ihrem freien Ende den luftleer zu machenden Behälter a¹ trägt.

Das Ventil b^l am unteren Ende der Röhre b öffnet sich nach der Seite des Reservoirs D, um dem gefallenen Quecksilber zu der gehörigen Zeit den Eintritt in dieses Reservoir, nicht aber den Austritt aus demselben zu gestatten. Das Ventil k am oberen Ende der gekrümmten Röhre K öffnet sich nach der entgegengesetzten Richtung, damit das gesammelte Quecksilber nach der mit dem Reservoir C communicirenden Röhre J steigen, jedoch nicht wieder daraus zurückfliefsen kann.

Angenommen nun, dafs eine ausreichende Menge Quecksilber in das untere Reservoir D eingeführt worden ist, so geht dieses nieder und bewirkt dadurch das Oeffnen des Ventiles F. Hierauf saugt die sich an die Röhre <r³ anschliefsende Luftpumpe, welche mittelst einer Maschine oder eines anderen Motors in beständiger Bewegung erhalten wird, die ■ Luft aus dem oberen Reservoir C, der Röhre B, dem zu evacuirenden Behälter a¹ und ihren Communicationsröhren theilweise heraus. Oeffnet man dann den Hahn /, so verursacht der Druck der durch Ventil F eindringenden atmosphärischen Luft, dafs das Diaphragma E sich nach der Richtung des Pfeiles F.¹ bläht und das Quecksilber durch die Röhren d und, K und aufwärts durch die Röhren J in das Reservoir C treibt, von wo es durch die Röhren L und / nach der Fallröhre A gelangt und darin in derselben Weise zur Wirkung kommt wie in den Quecksilber-Luftpumpen gewöhnlicher Construction.

Mit dem Grade, nach welchem das Quecksilber so auf automatischem AVege auf ein höheres Niveau gebracht wird, nimmt auch das Gewicht des Reservoirs D ab, bis schliefslich die Feder e das Uebergewicht erlangt und die Schliefsung des Ventiles F gegen weiteres Einströmen atmosphärischer Luft herbeiführt. Ist dies geschehen und das Reservoir D vom Quecksilber leer, so wird der Hahn h geöffnet, so dafs die an die Röhre H sich anschliefsende Luftpumpe die Abtheilung d² hinter dem Diaphragma E leer saugt. Infolge dessen bläht sich letzteres zu der in punktirter Linie E² angegebenen Position aus, und nun fliefst das Quecksilber aus dem unteren Theil der Röhre B durch die Röhre b, Ventil b² und Röhre d nach dem unteren Reservoir D zurück. Dies aber hat ein neuerliches Niedergehen von D bezw. Oeffnen von Ventil F zur Folge, und hiermit beginnt das beschriebene Spiel von vorn, und erfolgt so lange selbstthätig, als die Pumpe oder Pumpen in den erforderlichen Zwischenräumen mit dem oberen und unteren Reservoir in Verbindung gesetzt werden.

Der Querschnitt des Ventiles F sollte dem Gewicht des unteren Reservoirs D, wenn dasselbe die maximale Quecksilbermenge enthält, proportional sein. Die Höhe des Apparates oder der Lage des. oberen Reservoirs C sollte die Grenze der Barometersäule nicht überschreiten, während der Boden der Röhre B über das Niveau des unteren Reservoirs D zu verlegen ist.

Uebrigens kann man die intermittirende Wirkung des Ventiles F für Zulassung des Druckes der atmosphärischen Luft auf das Diaphragma E auch mittelst eines Elektromagneten, dessen Leitung, wenn das Quecksilber in D eine gewisse Höhe erreicht hat, geschlossen würde, herbeiführen lassen. Ebenso können die übrigen Details durch andere äquivalente Theile, wie z. B. durch die Feder e und ein Gegengewicht, ersetzt werden.

Insbesondere aber empfiehlt sich die in Fig. 2 in der Seitenansicht und in Fig. 3 in der Vorderansicht dargestellte Modification, bei welcher das Ventil für die Einführung der Luft sich in einer in das Reservoir D mündenden Röhre befindet und durch eine von der Feder e gesonderte Stange beeinflufst wird. Aufserdem ist das Diaphragma E durch einen Schlauch E^z ersetzt, obgleich hier auch ein Diaphragma angewendet werden könnte. Diese modificirte Anordnung läfst sich für jede Quecksilberpumpe benutzen; indessen ist sie besonders für ein System von Pumpen, welche durch Röhren oder Kanäle mit der Luftzuführung und der Exhaustionspumpe, einem Aspirator oder dergleichen communiciren, geeignet, und Fig. 2 zeigt, wie ein solches System in zweckentsprechender Weise aus einer beliebigen Anzahl Pumpen gebildet werden kann. In Fällen, wo nur eins der Reservoire D dazu benutzt wird, um die Ventile für den Ein- und Austritt der Luft von einer Anzahl Reservoire D der zu einem System vereinigten Quecksilberpumpen zu bethätigen, kann die mit diesem einen Reservoir communicirende Quecksilbersäule eine unabhängige und mit einem oberen Reservoir C² versehen sein, welches mit der den übrigen Reservoiren C² gemeinschaftlichen Exhaustionsröhre communicirt, oder aber diese Quecksilbersäule kann einer der im System befindlichen Pumpen angehören.

Was nun die specielle Construction in Fig. 2 und 3 anbetrifft, so ist ersichtlich, dafs das Reservoir D mit seinem Gelenk bei m in dem

Ständer M des Gestelles gelagert ist und sich innerhalb gewisser Grenzen um seinen Drehpunkt bewegen kann, ohne die Communication des in ihm befindlichen Schlauches E^s mit der Röhre Z² zu verhindern. Die nach der Luftpumpe führende Röhre ist mit p bezeichnet und mit Zweigröhren p" versehen, welche in jedes der Reservoire D des Systemes münden. q ist das die Passage durch p öffnende und schliefsende Ventil. Dasselbe erhält seine Bewegungen von dem bei q² drehbaren Hebel q¹, an dessen äufseres Ende die Stange q³ angreift. Diese hat in der Traverse H des Gestelles Führung und ist mit einem adjustirbaren Anschlag q* versehen. Im Innern der Röhre/", welche einerseits mit der Atmosphäre, andererseits, mit einer mit dem Innern des Reservoirs in Verbindung stehenden Röhre F² communicirt, ist ein Ventil F angeordnet, dessen Stange /² ebenfalls in der Traverse R des Gestelles geführt wird und einen adjustirbaren Anschlag f³ trägt. Auf dem Zapfen ί ist ein mit Gegengewicht i² beschwerter Balancier S drehbar, - der an jedem Ende mit einem Stift i¹ versehen ist. Der eine der Stifte s¹ ist in der Bahn des Anschlages q^l, der andere in derjenigen von /³ belegen, t ist eine Stange, welche das Reservoir D erfafst und mit seinem oberen geschlitzten Ende einen Stift r des einen Armes des Balanciere .S umschliefst.

Wenn nun unter der Wirkung der Luftpumpe die Luft aus dem Reservoir D ausgesaugt wird und das Quecksilber in den Schlauch E³ einströmt, so erhält das Reservoir Uebergewicht und zieht bei seinem Niedergang vermittelst der Stange t den Balancier 5 nieder, bis das Gegengewicht i² überkippt. Hierdurch kommt der eine Stift s¹ mit der Unterseite des Anschlages f³ in Berührung und hebt die Stange/² ,und' damit das Ventil F hoch, so dafs Luft in das Reservoir einströmt, welche das Quecksilber aus dem Schlauch E³ und wieder hinauftreibt, ähnlich wie bei Fig. i. Gleichzeitig drückt der andere Stift s^l auf den Anschlag q^l, so dafs die Stange q³ niedergeht und durch Vermittelung des Hebels q¹ das Ventil q und damit die Communication mit der Saugpumpe absperrt. Geht dagegen das Reservoir wieder in die Höhe, so kippt das Gegengewicht s² unter dem Einfiufs der Stange t nach der entgegengesetzten Seite und bewirkt dadurch das Schliefsen des Lufteinlafsventiles F und Oeffhen des Ventiles q, so dafs nun von neuem durch die Röhre p die Luft aus dem Reservoir gesaugt wird und das Spiel von vorn beginnt.

Es ist in Fig. 2 das bewegliche Reservoir, welches den Lufteintritt und Luftaustritt für die sämmtlichen anderen Reservoire D regulirt, beispielsweise mit einer eigenen, unabhängigen Quecksilbersäule in der Röhre Z², versehen.

Die Röhre Z² mündet in das obere Reservoir C², dessen Zweigröhre Cⁱ nach der allen oberen Reservoiren der Quecksilberpumpen des Systemes gemeinschaftlichen oberen Exhaustionsröhre C³ führt. Hinter dem beweglichen Reservoir ist in der Fig. 2 das untere Reservoir D der zunächst folgenden Pumpe des Systemes angegeben. Dasselbe ist, wie die übrigen, unbeweglich und communicirt durch eine Röhre/² mit der allen Quecksilberpumpen gemeinschaftlichen unteren Exhaustionsröhre F². Im übrigen aber ist das System nicht weiter dargestellt, da dessen Construction nach dem bereits Gesagten auch ohne vollständige Zeichnung verständlich ist.

Es ist wünschenswerth, dafs, während das Steigen des Quecksilbers von den unteren nach den oberen Reservoiren der Pumpen langsam vor sich geht, die Rückkehr desselben nach den unteren Reservoiren so schnell als möglich erfolge. Um dies zu bewirken, ist zwischen jedem unteren Reservoir und seiner eigentlichen Pumpe in die Röhre d ein kleines Rohrstück u eingesetzt (Fig. 2, links), welches ein kleines Loch u² enthält und als Ventil wirkt. Strömt nun das Quecksilber aus D heraus, so prefst es das Ventil u gegen den Sitz ν, so dafs es nur durch die kleine Oeffnung u² passiren und infolge dessen nur sehr langsam nach C steigen kann. Kommt aber das Quecksilber zurück, so öffnet es das Ventil u und strömt nun an den Seiten desselben vorbei, unbeengt mit grofser Schnelligkeit nach D.

Die Röhre Z² ist bei /² mit einem Hahn oder Ventil versehen, mittelst welchen das Steigen und Fallen des darin enthaltenen Quecksilbers regulirt und gleichzeitig mit demjenigen des Quecksilbers in den verschiedenen Pumpen des Systemes gemacht werden kann. Aehnliche Hähne mögen auch in den übrigen, dieser Röhre entsprechenden Röhren des Systemes angebracht werden.

Das Diaphragma oder der Schlauch in dem Reservoir D läfst sich völlig vermeiden, da man die atmosphärische Luft auch direct auf das darin befindliche Quecksilber wirken lassen kann. In diesem Falle aber ist die Mündung der Röhre d bezw. Z² so tief zu legen, dafs sie stets von Quecksilber bedeckt ist.

Endlich sei noch erwähnt, dafs, obgleich in vorstehendem einzig; die atmosphärische Luft für den auf das Diaphragma oder den Schlauch bezw. das Quecksilber auszuübenden Druck in Betracht gezogen worden ist, auch mit der ähnlichen Wirkung andere Gase oder Flüssigkeiten zu demselben Zweck verwerthet werden können.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bei Quecksilber-Luftpumpen die Benutzung des automatischen, selbstregulirenden Förder-

   apparates, in welchem nach der Nutzwirkung in der eigentlichen Pumpe und nach Exhaurirung der darüber befindlichen Luft das Quecksilber von seinem niedrigen auf das höher belegene Niveau gehoben wird, und zwar unter dem Einflufs von direct oder durch Vermittelung eines im unteren Reservoir befindlichen Diaphragmas oder Schlauches wirkenden atmosphärischen oder anderen flüssigen Druckes, dessen Eintreten und Aufhören durch ein Ventil controlirt wird, welches sich nach Mafsgabe der Zu- oder Abnahme des Gewichtes bezw. der dadurch bedingten Bewegungen des unteren Reservoirs oder eines zu dem Zweck besonders angeordneten Reservoirs öffnet oder schliefst oder aber durch Elektricität oder andere passende Mittel bethätigt wird, während die Rückkehr des Quecksilbers in das besagte Reservoir durch Aussaugen des Druck gebenden Mediums aus demselben erfolgt, möge es nun in unmittelbarer Verbindung mit einer einzelnen Pumpe oder mit einem System von Pumpen benutzt werden.

   Bei Quecksilber-Luftpumpen die Combination einer oder mehrerer Fallröhren von geringerer Höhe als die Barometersäule mit dem unter i. beanspruchten automatischen Förderapparat, wobei die Fallröhre oder Fallröhren mit einem Rohr oder Gefäfs in Communication stehen bezw. umgeben sind, welches mit Hülfe einer gewöhnlichen Luftpumpe oder äquivalenten Vorrichtung mehr oder weniger luftleer gemacht werden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.