DE238398C

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Publication number: DE238398C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42/. GRUPPE

CARL A. HÄRTUNG in BERLIN.

Einrichtung zur Gasanalyse. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Dezember 1908 ab.

Es sind in letzter Zeit eine Reihe von: automatischen gasanalytischen Verfahren bekannt geworden, bei denen jedoch fast ausschließlich ein fallender und steigender Flüssigkeitsspiegel zur Betätigung des ganzen Systems, der Verschlüsse usw. verwandt wurde. Hierbei muß irgendein mechanischer Antrieb zunächst umgesetzt werden in das Steigen und Fallen eines Flüssigkeitsspiegels, was umständlich erscheint

ίο gegenüber einem direkten Weg. Einen solchen schlägt das vorliegende Verfahren ein, indem es zum Abfangen und zur Förderung eines Gasvolumens zum Betätigen der Verschlüsse eine drehende Bewegung benutzt, die sowieso bei jedem anders konstruierten Apparat zum Antrieb des Registrierstreifens vorhanden sein muß. Zunächst wird hierdurch ein besonderer Antriebsmechanismus erspart, da ein Uhrwerk für das Verfahren ausreicht. Weiter wird eine außerordentlich konstruktive Einfachheit erzielt, die eine höhere Betriebssicherheit und leichtere Wartung als bei allen bisherigen Verfahren gewährleistet.

Das Verfahren benutzt ein Schöpfrad, welches sich in einem gaserfüllten Raum mit einer Gasprobe anfüllt, dann dieselbe in eine Sperrflüssigkeit entleert, von wo sie durch den gewonnenen Auftrieb durch die Absorptionsräume empor steigt und in Gefäße mit leicht bewegliehen expandierenden Wänden gelangt, welch letztere eine Registrierung des Analysenresultates herbeiführen. Die Wahl eines Schöpfrades ermöglicht es, mit geringer Sperrflüssigkeitsmenge auszukommen, was wegen des hohen

•35 Preises der letzteren wichtig ist. Die Benutzung des Auftriebes in einer Sperrflüssigkeit zum Weitertransport der zu analysierenden Gase gestattet einfachste· Konstruktion der Gas wege und die Verwendung genügend weiter Querschnitte, was für die zuverlässige Arbeitsweise von hohem Wert ist. Da nun jedoch das Schöpfrad die Gasproben aus einem Raum entnimmt, der praktisch nicht leicht unter stets gleichbleibendem Druck gehalten werden kann, da ; diesem Raum naturgemäß immer neue Gasmengen zugeführt werden müssen, so war es nötig, das Verfahren so auszubilden, daß diese Druckschwankungen beim volumetrischen Messen keine Fehler in die Analyse bringen. iEs läßt sich das auf verschiedenen Wegen erreichen; zwei Möglichkeiten sind in den nachstehend geschilderten Ausführungsformen näher. gekennzeichnet.

In Fig. ι und 2 der Zeichnung stellt α eine drehbar angeordnete, in eine Sperrflüssigkeit teilweise versenkte Trommel dar, die mit einer oder mehreren Kammern b ausgerüstet ist. Die Kammer b hat bei c eine öffnung; Die Trommel hat erhabene Ränder, so daß in der Mitte eine Rinne entsteht, die zur Gasführung dient, wenn die Kammer b sich durch c entleert. In die Sperrflüssigkeit, welche "das. Gefäß d erfüllt, ragt eine trichterförmige Auffangvorrichtung e hinein, die durch die Röhre f mit dem Gefäß g kommuniziert, welches feste oder flüssige Absorptionsmittel enthalten kann. Die Sperrflüssigkeit in dem Behälter d muß selbstverständlich um so viel schwerer in ihrem spezifischen Gewicht gewählt werden, daß die Absorptionsflüssigkeit aus dem Gefäß g durch Rohr f nach dem Raum d nicht ausfließen kann. Das Gefäß d trägt über dem mit Sperr-

flüssigkeit angefüllten Teil zwei Stutzen, durch welche eine stete Erneuerung des zu untersuchenden Gases über der Sperrflüssigkeit und dem Schöpfrad herbeigeführt wird, h ist das Uhrwerk, welches sowohl den Diagrammstreifen dreht, als auch den ganzen Apparat betätigt. i kennzeichnet eine Tauchglocke mit Gewicht, durch welche das Gas nach der Analyse gemessen wird. Die übrige Ausgestaltung weicht

ίο für beide Ausführungsformen etwas voneinander ab.

Bei der Fig. ι ist die ganze Registrierung von der Atmosphäre durch die Haube k abgeschlossen. An Stelle des verwendeten Flüssigkeitsverschlusses kann auch jeder andere gewählt werden; der erstere ermöglicht jedoch leichtere Zugänglichkeit. Der Raum, welcher die Registrierung enthält, kommuniziert nun durch die Rohrverbindung I mit dem gaserfüllten Raum in d, sobald der schematisch angedeutete Verschluß m sich öffnet. Durch diese Vorrichtung wird auch die Röhre n, welche den Raum über dem Absorptionsgefäß mit der Registrier- und Meßvorrichtung verbindet, verschlossen, und zwar gegenüber dem gaserfüllten Raum in el. In Fig. 3 ist dieser Verschluß noch in anderer Ausführung wiedergegeben, und zwar als doppeltes Flüssigkeitsglockenventil. Das letztere kann in dem Raum unter der Haube k angeordnet werden und bringt deshalb den Vorteil leichterer Zugänglichkeit mit sich.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist die Wirkungsweise wie folgt: Wird durch das gemeinschaftliche Uhrwerk die Trommel α gedreht, so gelangt die Kammer b, wenn sie aus der Sperrflüssigkeit austaucht, nach und nach in den gaserfüllten Raum in d und füllt sich mit dem Gase an, indem bei weiterer Drehung die Sperr-» flüssigkeit aus der Öffnung c ausfließt. Bei Weiterer Rotation wird dann die öffnung c durch die Sperrflüssigkeit verschlossen und hierdurch eine Gasprobe in b abgefangen. Da der Druck in b praktisch nicht konstant erhalten werden kann und Schwankungen unterworfen ist, so würden sich diese Schwankungen bei der Analyse unliebsam bemerkbar machen, wenn der Raum unter der Haube k, in welchem sich die Registrierung befindet, sowie die gaserfüllten toten Räume im Absorptionsgefäß g und im zweiten Meßraum nicht die gleicheri Schwankungen mitmachen würden. Zu diesem Zweck kommunizieren die genannten Räume miteinander und werden durch den Verschluß m zwangläufig in dem gleichen Moment abgeschlossen, in welchem die öffnung c der Kammer b durch die Sperrflüssigkeit bedeckt wird. Sobald die Trommel einen gewissen Stand auf ihrem Weg erreicht hat, wird in die Kammer b durch c Sperrflüssigkeit eindringen und das Gas vermöge seines Auftriebes ausströmen. Die auf der Trommel angebrachte Rinne verhütet eine Zerstreuung des Gases und geleitet dasselbe nach dem Auffangtrichter β, von wo es durch die Röhre f und dann durch die Ab-Sorptionsflüssigkeit in g hindurch nach der Rohrverbindung η und schließlich unter die Tauchglocke der Registrierung gelangt. Sobald alles Gas dort angekommen und hiermit die Analyse beendigt ist, wird der Verschluß m zwangläufig wieder geöffnet, der Gasrest kann aus der Registrierung entweichen, letztere kehrt in den Ruhezustand zurück, die kommunizierenden Räume stellen sich auf gleichen Druck wieder ein. Auf diese Weise wiederholt sich das Spiel in ununterbrochener Reihenfolge.

Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich hauptsächlich von derjenigen nach Fig. ι dadurch, daß der Registrierraum unter atmosphärischer Spannung steht, bevor er automatisch durch das einfache Flüssigkeitsglockenventil k verschlossen wird. Infolgedessen ist es nötig, dem in der Kammer b abgefangenen Gasquantum mittels besonderer Vorrichtung eine wechselnde Gasmenge, welche in ihrem Volumen vom schwankenden Unterdruck beeinflußt wird, hinzuzufügen, urn dadurch ■ bedingte Fehler zu vermeiden. Um dies zu erreichen, kommuniziert auch die Sperrflüssigkeit in d mit der Atmosphäre, und zwar durch eine' Öffnung im unteren Teil einer seitlichen Wand. Je nach dem vorhandenen Unterdruck in d wird nun der Flüssigkeitsspiegel daselbst auf und ab schwanken. Das zylindrische Gefäßchen / macht nun bei jeder Analyse einen stets gleichen begrenzten Hub, wobei es bald früher oder später, je nach dem Stände der Sperrflüssigkeit, in die letztere eintaucht und demgemäß auch bald ein größeres, bald ein kleineres Gasquantum zusätzlich dem in der Kammer b abgefangenen, in das Absorptionsgefäß g mittels der Rohrleitung m hinüberbefördert. Da m in die Absorptionsflüssigkeit eintaucht, dient letztere gleichzeitig als Flüssigkeitsventil. Es ist nun ersichtlich, daß, sobald der Druck im abgeschlossenen Raum d wächst, die Sperrflüssigkeit infolge der kommunizierenden Verbindung mit der Atmosphäre in d etwas sinken muß. Der höhere Druck bedingt aber, auf konstanten Druck reduziert, beim Abfangen in der Kammer b ein größeres Gasvolumen. Die Pumpenvorrichtung /. wird aber bei dem niedrigeren Flüssigkeitsstand in d weniger Gas nach g befördern. Es kommt also nur darauf an, die Querschnitte des Zylinders I und die kommunizierenden Querschnitte des Gefäßes d entsprechend zu dimensionieren, um eine stets vollkommene Kompensation bezüglich des durch Druckschwankungen erfolgten Fehlers zu erzielen. Im übrigen vollzieht sich die Analyse in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Zeichnung 1. Es ist jedoch noch zu be-

achten, daß die Röhre f entsprechend dem Querschnitt des Pumpenzylinders I dimensioniert werden muß, um Druckschwankungen in d während der Analyse, d. h. nachdem die Öffnungen c und k verschlossen sind, unschädlich zu machen.

Macht man bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Trommel a in ihrem Innern hohl und läßt sie mit der Atmosphäre kommunizieren, so ist es möglich, die Kammer b derart zu gestalten, daß bei schwankendem Unterdruck in d, trotzdem stets gleich, auf konstanten Druck reduzierte Gasvolumina abgefangen werden. Die Fig. 4 kennzeichnet eine diesbezügliche Konstruktion. Die Seite η der Kammer b, welche an die innere, mit der Atmosphäre kommunizierende Trommel a grenzt, trägt eine Membran 0, die vermittels Gelenken die federnde Oberwand p an η näher heranziehen oder von ihr entfernen kann. Wächst der Druck, so wird die Membran 0 in die Trommel hineingepreßt, und die federnde Wand p der Kammer b wird dadurch η genähert, wodurch das Volumen der Kammer b sich vermindert und umgekehrt. Bei dieser Ausbildung fällt natürlich die Zusatzpumpe /, m weg.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Einrichtung zur Gasanalyse, dadurch gekennzeichnet, daß eine in einer Sperrflüssigkeit rotierende, mit Meßkammern versehene Schöpftrommel, eine Becherkette

o. dgl. sowohl das zu analysierende Gas abfängt und durch den erteilten Auftrieb in das Absorptionsgefäß befördert, wie auch den Verschluß des zweiten Meßraumes zwangläufig steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trommel (a) mit einer oder mehreren Meßkammern (b) mit erhöhtem Rand bzw. vertiefter Rinne am Umfang, um hierdurch einer Zerstreuung des ausströmenden Gasquantums vorzubeugen und dasselbe in den Auffangtrichter (e) gelangen zu lassen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum, in dem die Registrierteile untergebracht sind, und der mit dem Gasentnahmeraum kommuniziert, sowie der Raum unter der Tauchglocke mittels eines Flüssigkeitssperrverschlusses (m) gleichzeitig mit der Meßkammer (b) verschlossen bzw. freigegeben Werden, zu dem Zweck, Fehler, welche durch Druckschwankungen im Gasraum (d) entstehen können, unschädlich zu machen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Registrierteile innen und außen mit der Atmosphäre kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß der unten offene Pumpenraum (I) einer kleinen Hilfspumpe mit stets gleichem Hub durch ein Rohr (m) mit dem Absorptionsgefäß (g) verbunden ist und so über dem schwankenden Spiegel der. Sperrflüssigkeit im Gasraum (d) angeordnet ist, daß er durch die Flüssigkeit verschlossen bzw. freigegeben wird, und durch die zusätzlich in das Absorptionsgefäß gedrückte Gasmenge ein Ausgleich der Druckschwankungen bewirkt wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei der die Registrierteile innen und außen mit der Atmosphäre kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß die innere, ebenfalls unter Atmosphärendruck stehende Wand (n) der Meßkammer (b) nachgiebig (bei 0) gestaltet und mit der ebenfalls nachgiebigen Außenwand (p) so verbunden ist, daß sich bei wachsendem Innendruck der Fassüngsraum der Meßkammer verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.