DE229040C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 229040 -KLASSE 21 e. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. August 1909 ab.

Die Erfindung betrifft diejenige Art elektrolytischer Vorrichtungen, die für Meßinstrumente, Zeit- und andere Schalter und ähnliche Apparate geeignet ist, und bei denen ein durch eine elektrolytische Zelle gesandter elektrischer Strom die elektrolytische Zersetzung einer Flüssigkeit, z. B. von angesäuertem Wasser oder eines Alkalis und die Entwicklung von Gasen, z. B. Sauerstoff und Wasserstoff, bewirkt, die zur Bewegung eines Körpers, z. B. einer Quecksilbersäule, dienen, welche nach Durchgang einer bestimmten Elektrizitätsmenge durch die Vorrichtung eine geeignete Arbeit verrichtet, z. B. einen elektrischen Strom schließt, um einen Elektromagneten zur Bewegung einer Registriervorrichtung oder eines Schalters oder eine Zündvorrichtung zur Entzündung und Wiedervereinigung der Gase zwecks Neubildung des zersetzten Elektrolyten in Tätigkeit zu setzen, wobei die verschiedenen Vorgänge von Zeit zu Zeit wiederholt werden, solange wie die elektrolytische Vorrichtung im Gebrauch ist.

Bei den elektrolytischen Vorrichtungen der

oben erwähnten Art, wie sie bisher gebaut waren, wurde die Entzündung und Wieder-, Vereinigung der entwickelten Gase entweder durch einen in der elektrolytischen Zelle angeordneten und zu den erforderlichen Zejt-

punkten auf einen geeigneten Grad durch den Durchgang eines elektrischen Stromes erhitzten Leiter oder durch einen elektrischen Funken bewirkt, der zwischen metallischen Funkenkontakten erzeugt wurde, die zu den erforderlichen Zeitpunkten durch elektromagnetische Vorrichtungen auseinanderbewegt wurden.

Durch die Erfindung wird bezweckt, die Entzündung der entwickelten Gase in einer einfacheren, sichereren und vorteilhafteren Art zu bewirken als bisher.

Zu diesem Zweck werden die in der elektro-Iytischen Zelle der erwähnten elektrolytischen Vorrichtung entwickelten Gase durch einen elektrischen Funken entzündet, der zwischen der Oberfläche des Elektrolyten und einer Polspitze erzeugt wird, die zweckmäßig mit der negativen Speiseleitung in Verbindung und derart angeordnet ist, daß der Spiegel des Elektrolyten unter ihr äußerstes freies Ende sinken kann, um die Bildung eines Funkens zwischen diesen Teilen zu gestatten. Die Anordnung kann vorteilhaft so getroffen werden, daß, wenn das bestimmte Gasvolumen infolge des Durchganges einer bestimmten Elektrizitätsmenge durch die Zelle entwickelt worden ist, die sich ergebende Bewegung der Quecksilbersäule oder des anderen Körpers eine elektro-

nipiar

magnetische Vorrichtung, welche dieselbe sein kann, die für den Antrieb der Registrier- oder anderen Vorrichtung gebraucht wird, veranlaßt, einen elektrischen Stromkreis durch den Elektrolyten und die negative Polspitze zu schließen, um ersteren rascher zu zersetzen und Gase zu entwickeln, die rasch den Spiegel des Elektrolyten hinabdrücken, bis er unter das negative Polende fällt und die Bildung eines

ίο Funkens zwischen sich selbst und dem Pol bewirkt, um die Gase zu entzünden und wieder zu vereinigen und dem Quecksilber und den anderen Teilen zu gestatten, in ihre gewöhnliche Lage zurückzukehren.

Der durch den Elektrolyten und das Polende führende Stromkreis kann vorteilhaft durch die Spule einer Induktionsvorrichtung gehen, so daß bei der Unterbrechung des Stromes und der hierdurch hervorgerufenen Erzeugung des Funkens der letztere durch die Induktionswirkung der Spule verstärkt wird.

Das negative oder Funkenpolende kann zweckmäßig von der negativen Elektrode der elektrolytischen Zelle gebildet werden; nötig ist dies aber nicht.

In den schematischen Zeichnungen zeigt Fig. ι die elektrolytische Vorrichtung der erwähnten Art, welche die Erfindung enthält. Fig. 2 und 3 zeigen abgeänderte Ausführungsformen, die zum Gebrauch als Elektrizitätsmesser geeignet sind.

Die in Fig. ι dargestellte elektrolytische Vorrichtung enthält ein gebogenes Glasrohr mit zwei Schenkeln a, a¹, die oben geschlossen sind.

Der Schenkel α hat einen Teil a², der geeignet ist, die mit den Elektroden b, b¹ versehene und mit dem Elektrolyten d gefüllte elektrolytische Zelle zu bilden; der Schenkel a¹ bildet eine Kontaktkammer a³, die mit einem Kontakt h versehen ist. Beide Schenkel haben verengte Teile α⁴, α⁵, welche eine Quecksilbersäule f im unteren Teil des Rohres abgrenzen, und von denen einer, beispielsweise α⁴, einen Teil des Elektrolyten enthält, um einen hohen Widerstand zwischen dem Quecksilber f und den Elektroden b, b¹ zu bilden. Der Teil des Rohres, welcher das Quecksilber f enthält, ist mit Metallringen e, e¹ z. B. aus Platin, welche stets flüssigkeitsdicht in Berührung mit dem Quecksilber stehen, und mit einem Kontakt g zur Verbindung mit dem negativen Pol einer Stromquelle oder der negativen Elektrode b¹ versehen, so daß das Quecksilber stets negativ elektrisch ist, wodurch Oxydation verhindert wird, k und k¹ sind eine positive bzw. eine negative Speiseleitung, an welche die elektrolytische Vorrichtung beim Gebrauch angeschlossen ist.

In der dargestellten elektrolytischen Vorrichtung ist eine der Elektroden, z. B. b¹, auch als Polende oder Polspitze verwendbar, indem zwischen derselben und der Oberfläche des Elektrolyten d der Zündfunke gemäß der Erfindung erzeugt wird. Diese Elektrode b¹ ist mit der negativen Hauptleitung k¹ verbunden und vertikal über der positiven Elektrode b angeordnet, die mit der positiven Hauptleitung k durch eine Spule m von hohem Widerstand verbunden ist. Dieser Nebenschlußstromkreis zwischen den Hauptleitungen k, k¹ ist der erste Stromkreis. Der negative Kontakt g reicht in eine Erweiterung a^e, die stets Quecksilber f enthält und von der Kontaktkammer a³ durch die Einschnürung a⁶ getrennt ist. Die Kontaktkammer enthält einen Schwimmer h¹, der einen Kontakt h² trägt, welcher, wenn er von dem Quecksilber gehoben wird, einen zweiten Stromkreis zwischen den Hauptleitungen k, k¹ durch den festen Kontakt h und die Windung eines Elektromagneten i schließt, g¹ ist ein zweiter negativer Kontakt, der mit dem Kontakt g verbunden ist und sich in die Kontaktkammer a^s erstreckt, um eine zweite Verbindung mit dem Quecksilber zu bilden, wenn es in diese Kammer eintritt. Der Magnetanker i¹ schließt, wenn er angezogen wird, durch einen Schalterarm η und einen festen Kontakt q einen direkten Strom zwischen der Hauptleitung k und der positiven Elektrode b durch eine Induktionsvorrichtung, die aus einer Spule 0 und einem Eisenkern p besteht; die Verbindung dieses Stromkreises mit dem Hauptstromkreis erfolgt an einem Punkt q¹ zwischen der Zelle a² und dem Widerstand m.

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist und die bestimmte Gasmenge in der elektrolytischen Zelle «² infolge des Durchganges einer gegebenen Elektrizitätsmenge zwischen den Elektroden b, b¹ durch den ersten Nebenschlußstromkreis entwickelt worden ist, so wird infolge der entstehenden Bewegung der Quecksilbersäule f der Stromkreis des Magneten i durch die Kontakte g, h², h geschlossen. Der Anker i¹ veranlaßt infolgedessen den Hebel η den Stromkreis zwischen b, b¹ durch die Induktionsvorrichtung 0, p zu schließen, so daß der Widerstand m in den Nebenschluß gelegt und die Zersetzung des Elektrolyten d in der Zelle a² beschleunigt wird, wodurch die entwickelten Gase den Spiegel des Elektrolyten rasch hinabdrücken, bis er unter die negative Elektrode δ¹ fällt und den Stromkreis der Induktionsvorrichtung 0, p unterbricht. Ein elektrischer Funke wird hierbei zwischen der Oberfläche des Elektrolyten d und der Elektrode b¹ erzeugt, so daß die Gase entzündet und wieder vereinigt werden und die Quecksilbersäule f in ihre Anfangslage zurückkehren kann; der Funke wird durch die Induktionswirkung der Spule 0 mit Eisenkern p verstärkt. Der Stromkreis, des

Magneten i wird hierdurch unterbrochen, und der Anker i¹ mit dem Hebel η kehrt in seine gewöhnliche Lage zurück und öffnet den Stromkreis der Induktionsvorrichtung o, p beim Kontakt q. Die Wirkungsweise der elektrolytischen Vorrichtung beginnt dann wieder von neuem. In Fällen, wo z, B. der Widerstand des ersten Nebenschlußstromkreises zwischen den Hauptleitungen k, k¹ nicht hoch genug ist, kann es

ίο nötig sein, daß die elektromagnetische Vorrichtung diesen Stromkreis öffnet, wenn sie den Stromkreis der Induktionsvorrichtung o, p schließt. Zu diesem Zweck kann der Hauptstromkreis der Zelle gewöhnlich .durch einen Schalter r geschlossen sein, der durch den Hebel η der elektromagnetischen Vorrichtung i beherrscht wird, so daß der Hebel, wenn er sich bewegt, um den Strom durch die Induktionsvorrichtung 0, p zu schließen, den Hauptstrom beim Schalter r öffnet.

Die Elektrode b¹ kann sich vorteilhaft durch die Spitze der Zelle a² erstrecken und bis zu der erforderlichen Tiefe abwärts geführt werden. Sie kann zweckmäßig mit einem geeigneten Nichtleiter «⁷, z. B. Glas, soweit wie möglich bekleidet werden, um einen langen Stromübergang im Innern der Zelle zwischen dem Elektrolyten d und dem unteren Ende der Elektrode b¹ zu gestatten, welches in seinem freien Endteil zweckmäßig in eine Spitze ausläuft. Die Schärfe dieser Spitze ist abhängig von der Höhe des gebrauchten Stromes; je geringer der Strom ist, um so schärfer soll die Spitze und um so größer die Induktion der Vorrichtung 0, p in dem Funkenstromkreis im Augenblick der Zündung sein. Die wirksamen Teile der Elektroden b, b¹ bestehen zweckmäßig aus von Platindrähten getragenem Nickel, wobei die Platindrähte durch die Wandung der Zelle führen.

Elektrolytische Vorrichtungen, wie sie in Fig. ι dargestellt sind, können für verschiedene Zwecke verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung dieser Art, die für registrierende Elektrizitäts-Meßinstrumente geeignet ist. In diesem Falle ist ein einstellbarer hoher Widerstand m¹ in Serie mit der elektro-Iytischen Zelle a² und dem Hauptwiderstand m in den ersten Nebenschlußstromkreis geschaltet, welcher an einem Ende mit der Speiseleitung k und am anderen Ende mit einem Ende t¹ des gewöhnlichen Hauptwiderstandes t und. der anderen Speiseleitung k¹ an der Dynamoseite dieses Widerstandes verbunden ist. Ein geringer Widerstand u und eine zweite elektrolytische oder Absorptionszelle w mit Elektroden x, x¹ sind parallel zueinander und zu der elektrolytischen Zelle a² und dem Widerstand m¹ in einem zweiten Nebenschlußstromkreis geschaltet, der bei u¹ an den Widerstand m anschließt und mit dem anderen Ende t² des Hauptwiderstandes t auf der Lampenseite ν desselben verbunden ist. In diesem Falle treibt der Hebel η die Registriervorrichtung j des Meßinstrumentes durch eine Stange n¹ jedesmal an, wenn der Magnet i erregt wird. Der Stromkreis, der die Induktionsvorrichtung 0, p einschließt, ist mit dem Hauptstromkreis der Zelle α² an einem Punkt q¹ zwischen dieser Zelle und dem Widerstand m¹ verbunden, so daß dieser Stromkreis, wenn er geschlossen wird, beide Widerstände m und m¹ kurzschließt, die gleichzeitig auch durch den Schalter r ausgeschaltet werden können.

In Fig. 3 ist die elektrolytische Zelle a² mit den Hauptleitungen k, k¹ durch einen ersten Nebenschlußstromkreis verbunden, der die Widerstände m, m¹ einschließt, und ein anderer Stromkreis ist zwischen die Hauptleitungen k, k¹ geschaltet, der die rasche Entwicklung und Entzündung der Gase in der Zelle a² mit Hilfe der Kontakte g, g¹, der Quecksilbersäule f, der Kontakte A², A und der Windungen des Elektromagneten i verursacht, wenn das Quecksilber den Schwimmer h¹ anhebt und die Kontakte h², h zusammenführt.

Der Hauptwiderstand t kann in der negativen Hauptleitung k¹ (Fig. 2) oder in der positiven Hauptleitung k (Fig. 3) zweckmäßig, aber in der ersteren angeordnet sein.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrolytische Vorrichtung für Registrierung, Schaltung oder ähnliche Zwecke, bei welcher die infolge Elektrolyse in der einen Hälfte eines Rohres entwickelten Gase durch Verschiebung eines beweglichen Kolbens in der anderen Rohrhälfte die Registrierung, Schaltung oder einen ähnlichen Arbeitsvorgang veranlassen und dann durch Entzündung mittels elektrischen Funkens wieder in den Elektrolyten zurückverwandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Funke zwischen der Oberfläche des Elektrolyten (d) und einem in der Elektrolytzelle (a²) befindlichen Polende (b^x) erzeugt wird, wenn ein über diese Teile fließender elektrischer Strom beim Niederdrücken des Elektrolyten durch die entwickelten Gase unter das Polende unterbrochen wird.

2. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Induktionsvorrichtung (0, p) in den Zün- · dungsstromkreis des Elektrolyten und des Funkenpolendes eingeschaltet wird, zwecks Verstärkung des Zündungsfunkens durch Induktionswirkung.

3. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der Zündungsstrom über das Funkenpolende (b¹) und den Elektrolyten (d) erst kurz vor dem Augenblick der Zündung, und zwar durch die Bewegung des Kolbens (f) geschlossen wird, zwecks rascher Abwicklung des Zündungsvorgangs infolge Beschleunigung der Gasentwicklung.

4. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkenpolende (b¹) mit dem negativen Pol einer Elektrizitätsquelle verbunden ist.

5. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkenpolende (b¹) sich in vertikaler Richtung durch einen inneren Ansatz oder eine Verlängerung (a'') der Wandung der elektrolytischen Zelle (a²) erstreckt und nur einen kleinen Teil oder eine Spitze innerhalb der Zelle frei läßt.

6. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkenpolende (b¹) derart angeordnet ist, daß es auch die negative Elektrode der elektrolytischen Zelle bildet.

7. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verschiebung des Kolbens kurz vor dem Augenblick der Zündung zum elektrolytischen Zersetzungsstromkreis eine elektromagnetische Vorrichtung (i) in den Nebenschluß gelegt wird, welches in den gleichzeitig als Zündungsstrom dienenden Zersetzungsstrom die Induktionsvorrichtung (0, p) einschaltet und bei Vorhandensein eines Vorschaltwiderstandes (m) im Zer-Setzungsstromkreis gleichzeitig zwecks Stromverstärkung für die Zündung diesen kurzschließt oder abschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.