DE224372C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

, - M 224372 KLASSE 74b. GRUPPE

ARNOLD PHILIP und LOUIS JOHN STEELE in PORTSMOUTH, Engl.

Vorrichtung zum Anzeigen des Vorhandenseins entzündbarer Gase mittels eines katalytischen Körpers.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Juni 1909 ab.

Es sind bereits eine Reihe von Vorrichtungen zum Anzeigen entzündbarer Gase angegeben worden, und die Wirkungsweise einer beträchtlichen Anzahl dieser Vorrichtungen beruht darauf, daß der entzündbare Bestandteil der Gase an der Oberfläche eines katalytischen Materials, wie z. B. Platin, verbrennt. Diese katalytischen Materialien wirken nun am besten, wenn sie auf eine ziemlich hohe Temperatur

ίο erhitzt werden. Die Verbrennung der entzündbaren Gase erhöht natürlich ihrerseits die Temperatur, und diese Temperaturerhöhung wird durch den Detektor angezeigt. Es ist nun wichtig, die Temperatur des Detektors nicht über eine gewisse Grenze steigen zu lassen. Es können nämlich durch zu hohe Temperaturen gewisse Teile des Detektors nicht nur Schaden nehmen, sondern das katalytische Material, falls es in Form eines stromführenden Drahtes

0. dgl. zur Anwendung kommt, kann sogar schmelzen, was ein Ausbessern des Detektors erforderlich macht.

Gemäß der Erfindung wird deshalb dafür Sorge getragen, daß eine Überhitzung des Detektors verhindert wird. Die erforderliche Abkühlung kann in verschiedener Weise erzielt werden. Im allgemeinen genügt es, den Zufluß des zu prüfenden Gasgemisches abzuschneiden, so daß es nicht länger zu .der katalytischen Substanz gelangen kann. Falls diese Maßnahme aber nicht genügt, so kann ein Strom von Luft oder anderem indifferenten Gas, d. h. einem von entzündbaren Bestandteilen freien Gas, über das katalytische Material geschickt oder geblasen werden, um dessen Abkühlung zu unterstützen. Unter Umständen reicht es auch aus, wenn man das eintretende entzündbare Gas mit einem genügend großen Zusatz von indifferentem Gas mischt, statt seinen Zutritt vollständig abzuschneiden. Wird die katalytische Substanz durch einen elektrischen Strom erhitzt, so reicht die bloße Abschaltung des Stromes jedoch nicht aus. Ist nämlich das katalytische Material erst erhitzt, so wird durch die Verbrennung des entzündbaren Gases auf seiner Oberfläche die frühere Temperatur aufrecht erhalten; ja es besteht sogar die Gefahr, daß diese Temperatur noch weiter steigt. Für eine schnelle Abkühlung kann es infolgedessen vorteilhaft sein, sowohl den Strom zu unterbrechen als auch außerdem die Kühlung durch die eine oder beide der bereits beschriebenen Arten herbeizuführen. Die Ventile, welche den Zutritt des Gasgemisches regeln, lassen sich in irgendeiner Weise steuern, welche von der Temperatur der katalytischen Substanz oder benachbarter Teile des Detektors abhängt. Eine derartige Einrichtung hat bei gewissen Formen des Detektors noch einen weiteren Vorteil als den, daß sie dessen Störung verhindert. Ein Detektor, der selbsttätig wieder in Wirkung tritt, zeigt nämlich, nachdem er sich selbsttätig abgekühlt hat, nicht sofort, sondern erst nach einer gewissen Zeit von neuem an. Dieses periodische Ansprechen des Detektors ist natürlich leichter wahrzunehmen, als wenn er dauernd anzeigte,

und infolgedessen wird die Aufmerksamkeit eher auf das Arbeiten des Detektors gelenkt.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsformen der neuen Vorrichtung dargestellt.
Vor den eigentlichen Detektor, der aus dem Rohr 29 und der katalytisch wirkenden Substanz, z. B. dem aus Platin oder Palladium hergestellten Draht 30, besteht, ist das den Gegenstand der Erfindung bildende Ventil geschaltet.

Dieses wird bei der ersten Ausführungsform, die Fig. 1 in senkrechtem Längsschnitt und Fig. 2 in einem Querschnitt nach Linie V-V in Fig. ι darstellt, durch den Teller 16 und die eiserne Ventilstange 13 gebildet. Letztere stellt den Kern eines Solenoids dar, dessen Wicklung 19 auf ein Rohr aufgesetzt ist. An letzteres ist das Rohr 10 angeschlossen, durch welches das zu untersuchende Gas unter natürlichem oder durch eine Pumpe erhöhtem Druck eintritt, um dann durch das Rohr 28 in das Detektorrohr 29 zu gelangen, aus welchem es durch den Stutzen 31 ins Freie entweicht. Das Solenoid 19 wird in bekannter oder besonderer Weise, wie z. B. in Fig. 5 dargestellt ist, rein elektrisch oder auch teilweise mechanisch derart geregelt, daß es erregt wird, wenn sich der Draht 30 unter der Wirkung des ihn umspülenden Gases erhitzt. Es zieht dann die Ventilstange 13 mit dem Teller 16 an und sperrt somit den weiteren Zutritt des entzündbaren Gases zu dem Detektorrohr 29 ab. Kühlt sich der Draht 30 nun ab, so wird das Solenoid 19 wieder ausgeschaltet, der Teller 16 senkt sich, und das Gas kann von neuem in das Rohr 29 einströmen.

Wie Fig. ι weiter zeigt, läßt sich das Ventil 16 auch als Wechselventil ausbilden und liegt dann in der Ruhelage auf der Mündung des Stutzens 17, durch den Luft oder ein indifferentes Gas in das Rohr 28 eintreten und damit zu dem Draht 30 gelangen kann. Je nach der Schaltung des Solenoids kann man die Vorrichtung so wirken lassen, daß es entsprechend der Stärke des die Wicklung 19 durchfließenden Stromes den Ventilteller 16 mehr oder weniger hebt, wodurch also zu dem Draht 30 ein Gemisch von entzündbarem Gas mit mehr oder weniger Luft oder indifferentem Gas strömt, oder man kann die Einrichtung so treffen, daß bei jeder Erregung des Solenoids das entzündbare Gas vollkommen abgesperrt und der Draht 30 nur von Luft oder indifferentem Gas umspült wird.

Falls der natürliche, durch die Wärmewirkung des Drahtes 30 hervorgerufene Zug in dem Strom der Luft oder des indifferenten Gases keine hinreichend schnelle Abkühlung der katalytischen Substanz zur Folge hat, läßt sich, wie die Fig. 1 und 2 gleichfalls veranschaulichen, die Vorrichtung ferner in folgender Weise weiterbilden. Oberhalb des Solenoids 19 wird ein hohles Kegelventil 11 angeordnet, durch dessen Querarm 14 das obere, etwas abgesetzte Ende der Stange 13 hindurchgeht, und über welchem dieses einen Kopf 15 trägt. Infolgedessen nimmt die Ventilstange 13 beim Emporgehen auch das Kegelventil 11 mit, das dann die Mündung eines andererseits in einem Mundstück 33 endenden Zweigrohres 12 freigibt. Das Mundstück 33 liegt innerhalb eines anderen Mundstückes 32 eines Rohres 18, das an den Stutzen 31 des Detektorrohres 29 angesetzt zu denken ist.

Ist das Solenoid 19 erregt, so strömt das zweckmäßig unter Druck zugeführte entzündbare Gas von dem Rohre 10 aus durch das Kegelventil 11, das Rohr 12 und das Mundstück 33 ins Freie, während die Luft oder das indifferente Gas durch den Stutzen 17, das Rohr 28, das Detektorrohr 29, das Rohr 18 und das Mundstück 32 gleichfalls ins Freie gelangt. Die beiden ineinandersteckenden Mundstücke 33 und 32 wirken nun wie ein Ejektor, so daß auch die Luft oder das indifferente Gas eine erhebliche Strömungsgeschwindigkeit erhält und den Draht 30 stark abkühlt.

Bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 3) ist das Ventil als eine um 22 drehbare Winkelklappe 21 ausgebildet, die wieder von dem Solenoid 19 mittels einer eisernen, auf einer Rolle 23 gelagerten Stange 20 bewegt wird. Das das entzündbare Gas zuführende Rohr 10 mündet hier unmittelbar in eine unter dem Detektorrohr 29 liegende Kammer, und an diese ist auch der Stutzen 17 zum Einlaß von Luft oder einem anderen indifferenten Gas angeschlossen. Die Wirkungsweise ergibt sich ohne weiteres aus dem oben bei Fig. 1 und 2 Gesagten.

Verwendet man, wie es bisher angenommen wurde, als katalytische Substanz einen stromdurchflossenen elektrischen Leiter, so ist es zweckmäßig, dessen Stromkreis zu unterbrechen, wenn das Solenoid erregt wird, was sich in verschiedener Weise, z. B. durch Verbinden von Kontakten mit dem Solenoidkern, erreichen läßt.

Bei der dritten Ausführungsform (Fig. 4) dient endlich zum Steuern des Ventils 27, das abwechselnd das Rohr 10 für das entzündbare Gas und den Stutzen 17 für die Luft oder das indifferente Gas absperrt, ein Thermostat 24, der in der Nähe der katalytischen Substanz angeordnet ist. Er ist durch eine Stange 25 mit einem um 26' drehbaren Doppelhebel 26 verbunden, an dessen anderem Ende das Ventil 27 aufgehängt ist.

In Fig. 5 ist das Schaltungsschema einer An-Zeigevorrichtung dargestellt, bei welcher durch Erhitzung des Detektors auf eine gewisse Temperatur die Wicklung 19 des Solenoids gemäß den ersten beiden Ausführungsformen einge- ' schaltet wird.

Der Detektor enthält hier zwei ,Drähte 30, 36, die vollständig gleiche Beschaffenheit haben

und parallel geschaltet sind. Der eine Draht 30, der die eigentliche Anzeigevorrichtung bildet, wird von den zu untersuchenden Gasen umströmt, die durch die Rohrleitung 37, 10 und 28 in das Gehäuse 34 eintreten. Das in diese Rohrleitung eingeschaltete Ventilgehäuse 38 ist hier nur schematisch dargestellt. Der zweite Draht 36 befindet sich in einem allseitig dicht geschlossenen Rohr 35, welches.von den zu unter-' suchenden Gasen nicht durchströmt, sondern nur umspült wird. Die Anordnung der beiden Drähte 30, 36 hat den Zweck, die Einwirkung der Temperatur der Umgebung auf das Anzeigen zu verhüten. Durch diese Anordnung wird also mit anderen Worten bewirkt, daß im normalen Zustand der Widerstand der beiden Drähte 30 und 36 genau gleich ist. Die Drähte liegen in Reihe mit je einer Prüfvorrichtung 1, z. B. einer Glühlampe oder einem Stromanzeiger, sowie mit einem Schalter 2, damit man jeden Draht einzeln prüfen kann. Die Leitungen sind ferner über die beiden Wicklungen 3 eines Differentialrelais geführt. Der Anker 4 des letzteren nimmt für gewöhnlich die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung ein und schließt damit die Wicklung 19 des Solenoids sowie eine zweckmäßig rote Lampe 7 kurz. In der anderen Stellung des Ankers 4 wird dagegen eine andere, zweckmäßig weiße Lampe 8 kurzgeschlossen.

Die übrigen Verbindungen und der Anschluß an irgendein Leitungsnetz 39 ergeben sich ohne weiteres aus der Zeichnung.

Sind die Schalter 2 und 9 geschlossen, und enthalten die durch das Rohr 37 zugeführten Gase keine brennbaren Bestandteile, so ist der Strom in den beiden Wicklungen 3 des Differentialrelais offenbar gleich stark, und der Anker 4 liegt an dem Kontaktstück 5 an. Infolgedessen erhält die weiße Lampe 8 Strom auf dem Wege 39, 5, 4, 8, 9, 39. Treten nun durch das Rohr 37 brennbare Gase ein, so entzünden sie sich an dem Draht 30, der ja katalytisch wirkt, so daß dessen Temperatür und damit auch sein innerer Widerstand erheblich steigt. Infolgedessen erhält die links gezeichnete Relaiswicklung 3 weniger Strom als die rechts gezeichnete, und der Anker 4 legt sich gegen den Kontakt 6. Nun erhält die rote Lampe 7 und die Solenoidwicklung 19 Strom auf dem Wege 39, 7, 19, 4, 6, 9, 39. Durch das Aufleuchten der roten Lampe 7 wird also die Anwesenheit von brennbaren Gasen angezeigt und gleichzeitig die Wicklung 19 des Solenoids erregt, so daß das den Gegenstand der Erfindung bildende Ventil in Tätigkeit kommt.

Die soeben beschriebene Schaltung bildet nur ein Ausführungsbeispiel.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Anzeigen des Vorhandenseins entzündbarer Gase mittels eines katalytischen Körpers, bei welcher das dem letzteren zuströmende Gas beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur durch ein Ventil abgesperrt wird, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß sich das Ventil beim Fallen der Temperatur wieder selbsttätig öffnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil beim Absperren des entzündbaren Gases reine Luft oder ein indifferentes Gas in Mischung mit dem entzündbaren Gas oder an dessen Stelle zu dem Detektor gelangen läßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei weleher der katalytische Körper auf elektrischem Wege erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Ventils ein Elektromagnet oder Solenoid dient, dessen Erregung von der Temperatur des katalytischen Körpers abhängt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit dem Ventil verbundene Luftstrahlpumpe, die von dem Strom des entzündbaren Gases gespeist wird und die Geschwindigkeit erhöht, mit der reine Luft oder indifferentes Gas das den katalytischen Körper umgebende Gehäuse durchströmt. . .

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei weleher der katalytische Körper auf elektrischem Wege erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ansprechen des Ventils auch der elektrische Strom unterbrochen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Ventils ein Thermostat dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.