DE248803C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE.42f. .GRUPPE

MAX ARNDT in AACHEN.

(Pyrometern, gasanalytischen Apparaten usw.).

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Juli 1911 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Einrichtungen zum Abmessen einer bestimmten Luft- oder Gasmenge in unter Luft- oder Gasüber- oder -unterdruck wirkenden Instrumenten und Apparaten (Pyrometern, gasanalytischen Apparaten usw.), bei denen die Druckflüssigkeit einen Schwimmer steuert, der seinerseits bei durch ein Druckmittel bewirkter vollendeter Verdrängung oder Absaugung eines

ίο stets gleichen Gas- oder Luft Volumens das Druckmittel absperrt und auf diese Weise ein weiteres Wachsen oder Abnehmen des Druckes für die abgefangene Luft- oder Gasmenge unwirksam macht. Das Kennzeichen der Erfindung besteht in der Anordnung von Schwimmer und Ventil an einer bestimmten Stelle des Apparates. Es ist nämlich der Schwimmer in dem die einzupressende oder abzusaugende Luft- oder Gasmenge aufnehmenden Raum und das Ventil in dem zu diesem Raum führenden Steigrohr angeordnet.

Der Schwimmer v^a an sich kann dann gleichfalls als Ventil ausgestaltet werden, zum Zwecke, daß er, gleichwie das Ventil v^b den Flüssigkeitszu- oder -abfluß, bei Überdruck auch noch den Luftaustritt L und bei Unterdruck umgekehrt den Flüssigkeitsaustritt des Raumes A absperrt.

Fig. ι der Zeichnung zeigt schematisch die neue Einrichtung an einem Luftpyrometer folgender Zusammensetzung.

Ein durch Rohr d mit einem beliebigen Druckerzeuger verbundener Behälter D enthält Quecksilber q¹ sowie ein luftdicht eingesetztes, unten in q¹ eintauchendes, oben in eine Kammer c ausmündendes Quecksilbersteigrohr e. In die Kammer, c ist luftdicht der Luftabfangraum A eingesetzt, von welchem die zu dem der Meßtemperatur f₂ im Wärmekanal K ausgesetzten Meßraum M führende enge Luftleitung L abzweigt, die mit M durch einen im Mauerwerk K o. dgl. eingesetzten Kolben k verbunden ist. Ferner zweigt von der Kammer c ein Weg, Rohr c¹ o. dgl., nach einem Druckrohr C ab, das einen Registrierschwimmer s¹ enthält. Im Räume A befindet sich der hier z. B. als Luftventil ausgebildet dargestellte Schwimmer v^a, der mittels seiner Spindel f das Flüssigkeitsventil v^b trägt. Im Druckrohr C kann sich ein beliebiges Filter g zu dem Zwecke befinden, daß Quecksilberoxyde usw. vom Ventil v" und v^b ferngehalten werden.

Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Luftabmeßvorrichtung A, etwa zum Schütze gegen zerstörende Wirkung durch Quecksilber aus schmiedbarem Eisenguß hergestellt. Dabei trägt die Kammer c unten das Steigrohr e für das Quecksilber q¹, darüber mittels Stutzens «² den Luftabfangraum a\ und seitlich mittels Stutzens c¹ das Druckrohr C mit dem Filter g und dem Registrierschwimmer s¹. Der Luftabfangraum a¹ besitzt einen oberen Verschluß a³ und dieser eine

Verbindung α⁴ zum Anschluß der Luftleitung L. Der Stutzen a² kann eine seitliche Bohrung ο besitzen, deren obere Kante das abzumessende Luft- bzw. Quecksilbervolumen V₁ zwischen den Ebenen n² und n³ genau begrenzt. Der Schwimmer v^a ist bei dieser Ausführungsform z. B. nicht als Ventil wirkend dargestellt, läßt vielmehr zwischen seiner Oberfläche bzw. zwischen einem Teil seiner Wandung und der Abdeckung des Raumes a¹ noch einen Luft- bzw. Gasraum frei, sobald er mittels seines Auftriebes und mittels seiner Spindel f das Ventil v^b schließt.

Fig. 3 zeigt eine weitere beispielsweise Ausführungsform der Luftabmeßvorrichtung A in ihrer Herstellung aus Glas, bei welcher der Schwimmer v^a z. B. wieder als Ventil zum Abschluß des Luftrohres L ausgebildet ist, aber bei entsprechender Gestaltung des Raumesa¹, a² ebensowohl ein solcher oder ähnlicher Schwimmer wie v^a in Fig. 2 sein kann. Ferner kann der Schimmer v^a mitsamt seiner Spindel f und dem Ventil v^b aus Eisen bestehen und eine obere Führungsspindel f¹ im Rohre L besitzen.

Im Hals a¹ des Raumes a¹ kann sich wieder eine die Ebene n² begrenzende Öffnung 0 befinden; es kann aber auch schon allein der untere, sodann in die Ebene n² fallende Rand des Halses a² das abzumessende, erforderliche Luft- oder Gas- bzw. Quecksilbervolumen v¹ begrenzen. Das Druckrohr C mitsamt seinem Stutzen c¹, dem Registrierschwimmer s¹ und dem Filter g ist ähnlich dem Druckrohr C in Fig. 2, und das Steigrohr e für das Quecksilber q¹ kann in der Kammer c, z. B. mittels eines Stopfens e¹, eingesetzt sein, derart, daß, wenn das Ventil v^b das Steigrohr e absperrt, zugleich auch der Schwimmer v^a das Luft-

. leitungsrohr L absperrt.

Die bis hierhin beschriebenen Vorrichtungen nach dem neuen Verfahren wirken mithin wie folgt:

Im Ruhezustande befindet sich das Quecksilber q¹ sowohl im Behälter D (Fig. 1) als auch in dessen Steigrohr e im gleichen Niveau η¹ ; die Kammer c, der Raum A und das Druckrohr C sind dabei von Quecksilber leer und die Luft in den Innenräumen, ζ. B. die Luft in den Räumen A, L und M des Pyrometers nach Fig. 1, steht dabei unter dem äußeren atmosphärischen Luftdruck B. Beginnt jedoch ein durch Rohr d ankommender Druck, z. B. ein Luft- oder Wasserüberdruck, auf das Quecksilber q¹ in D zu wirken, so beginnt auch das Quecksilber q¹ in D zu sinken, im Rohre e aber zu steigen. Erreicht hierbei das Quecksilber q¹ zunächst die Ebene n², also die untere Grenze des Raumes A, so ist in diesem Augenblick z. B. im Pyrometer (Fig. 1) in dessen Räumen A, L und M ein deren Gesamtinnenvolumen entsprechendes Luftvolumen V_Ia unter atmosphärischem Druck B abgefangen. Mit zunehmendem Druck in B steigt jetzt das Quecksilber q¹ in A, c, c¹ und C weiter auf, wodurch das Innenvolumen V_la mehr und mehr verdichtet wird. Diesem Aufsteigen des Quecksilbers q¹ folgen nun der Schwimmer v^a in A und der Registrierschwimmer s¹ in C derart, daß letzterer dem ersteren mit zunehmender, durch die in C aufsteigende höhere Quecksilbersäule bewirkter Verdichtung von V_la voreilt. Erreicht schließlich das Quecksilber q¹ im Räume A die Ebene n³, dann ist auch der Schwimmer v^a in A so hoch mit aufgestiegen, daß er das Ventil v^b schließt. Es kann jetzt also Quecksilber q¹ nicht mehr in die Kammer c eintreten, wenn auch der Druck im Behälter D noch weiter steigt; im Druckrohr C steht nunmehr über der Ebene n³ eine Quecksilberdrucksäule H, welche dem Drucke entspricht, der zur Verdrängung des Luftvolumens v¹ aus A nach L und M erforderlich war und für eine bestimmte Differenz der Außenlufttemperatur I_x und der in M herrschenden Temperatur t₂ unter verschiedenen Barometerständen B₁, B₂. . . usw. verschieden hoch ausfällt, wie das aus dem Diagramm (Fig. 4) ersichtlich ist, in welchem beispielsweise die Schaulinien für eine Temperaturdifferenz t₂ —t_x ■= 1500⁰ C. für verschiedene BarometerständeB eingezeichnet sind, wobei die Linienlängen H_m denjenigen Höhen entsprechen, um welche das Quecksilber in C eine gleichfalls unter verschiedenen Barometerständen B verschieden ausfallende Quecksilbersäule H₀ übersteigt, welche erforderlich ist, um das Luft- bzw. Gasvolumen V₁ aus A nach L und M überzupressen, wenn die Räume A und M gleiche Temperatur haben, also t± = t_x ist, so daß die Quecksilbersäule H₀ dem Nullpunkt des Instrumentes entspricht, die Quecksilbersäule H_m hingegen als Maßstab für die Temperaturdifferenz t₂-—1₁ dient.

Aus vorstehenden Erörterungen ist nun ersichtlich, daß bei den einzelnen durch intermittierend eintretenden und wieder aufgehobenen Druck im Quecksilberbehälter D sich selbsttätig vollziehenden Meßvorgängen infolge der Wirkung des Schwimmers v_a und seines Ventiles v_b stets eine für alle Meßgrößen gleich groß ausfallende Luft- bzw. Gasmenge V₁ zwischen den Ebenen n~ und n³ in A selbsttätig bestimmt abgemessen durch eine gleich große Quecksilbermenge zum Meßzweck aus A nach L und M übergepreßt wird.

Da, wie vorerwähnt, die Quecksilbersäulen H₀ und H_1n in C für eine bestimmte Meßgröße bei verschiedenen atmosphärischen Luftdrücken B verschieden ausfallen, mithin der Registrierschwimmer s auf einem parallel geteilten Registrierstreifen 22 bei nicht vorhan-

dener barometrischer Reduktionseinrichtung, ζ. B. dem Diagramm Fig. 4 entsprechend, für eine bestimmte Temperaturdifferenz t₂ —I₁ die Aufzeichnung verschieden hoher Linien, also unrichtige Temperaturregistrierungen, vermitteln würde, ist zur Verständlichmachung der Wirkungsweise der Registrierung des Pyrometers nach Fig. 1 in dieser eine Vorrichtung zur Kompensation barometrischer Einwirkungen auf die Registrierung mit dargestellt, ohne den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu bilden.

Diese Vorrichtung besteht aus einem Quecksilber q² und einen Schwimmer s² enthaltenden Barometerrohr R, R¹, R² und aus einer durch den Schwimmer s² gesteuerten Einrichtung E zum Verstellen einer Pfanne 6 für die Schneide 17 der Registriergabel 18 des Schreibzeuges 19, 20. Die Pfanne 6 kann sich in

ao einem z. B. auf Rollen 8 und 9 in einer Geradführung 15 eines Bockes 16 beweglichen Gestell 7 befinden, an welchem einerseits mittels eines über eine Rolle 13 geleiteten Seiles 10 der Schwimmer s², andererseits mittels eines über eine Rolle 14 geleiteten Seiles 11 ein Gegengewicht 12 angreift. Der vom Schwimmer s¹ durch die Schubstange 1 gehobene Registrierhebel 2 ist um eine Achse 5 drehbar nnd läuft bei 3 in eine Gabel aus, welche beim Niedergange die Vorrichtung E frei umfaßt und etwa sägenförmig gestaltete Einschnitte o. dgl. 4 besitzen kann, um ein Verrutschen der Schneide 17 beim Anhub des Hebels 2 zu verhindern. Ein an einem über eine Rolle 24 geleiteten Seile 25 hängendes Gewicht 26 kann das Gesamtgewicht der beweglichen Registrierteile nahezu ausbalancieren. Eine Rast 23 dient dem Hebel 2 während der Meßpausen als Auflager. Die «-«-Achse der Registriertrommel 21 bzw. das Uhrwerk u kann schräg liegen, etwa parallel der Sehne des größten Ausschlagbogens des Registrierhebels 2 beim Aufzeichnen oberhalb der Nullinie, um eine möglichst proportionale Schreibfederbewegung zu erzielen.

Diese Kompensationsvorrichtung wirkt wie folgt:

Da der Raum R² luftleer ist, hält die Quecksilbersäule im Barometerrohre R dem äußeren atmosphärischen Luftdruck in bekannter Weise stets das Gleichgewicht, so daß ζ. Β. bei einem Barometerstande B₁ das Quecksilber q₂ zwischen zwei Ebenen m⁴ n⁵, bei einem niedrigen Barometerstände B₂ zwischen zwei Ebenen n⁶, n⁷ einspielt; folglich ändert sich auch die Höhenlage des Schwimmers s² mit dem atmosphärischen Luftdruck und die Pfanne 6 wird dadurch entsprechend seitlich verstellt, nimmt also bei verschiedenen Barometerständen B₁, B₂ .. . . usw. verschiedene Lagen ein. Beim Niedergang des Hebels 2, d. h. nach einer vollzogenen Registrierung, legt dieser Hebel die j Schreibzeugschneide .17 in die Pfanne 6 ein !. und sinkt sodann noch tiefer bis auf seine ' Rast 23, so daß die Schneide 17 jetzt vom Hebel 2 verlassen frei in der Pfanne 6 ruht. Ändert sich nun während einer Meßpause der Barometerstand B, dann wird die Schneide 17 mitsamt der Pfanne 6 durch den Schwimmer s² entsprechend verstellt, so daß, wenn der Schwimmer s¹ beim nächsten Meßvorgang den Hebel 2 wieder anhebt, letzterer jetzt die Schneide 17 an einer anderen Hebelstelle faßt, welche also bei höherem Barometerstande B₁ dem Hebeldrehpunkte 5 näher liegt als bei niedrigerem Barometerstande B₂. Die Schreibfeder 20 zeichnet mithin bei einem bestimmten Winkelausschlag des Hebels 2 unter verschiedenen Barometerständen verschieden hohe Linien auf dem Registrierstreifen 22 auf, derart, daß im jeweilig wirksamen Hebelverhältnis die Höhen H₀ und H_1n auf die wahre Meßgröße, ζ. B. auf die wahre Temperaturdifferenz t₂ —1₁, reduziert in Linienlängen H₀,- und H_mr registriert werden.

Die einzelnen Ausführungsformen der neuen Einrichtung sind hier nur beispielsweise dargestellt und beschrieben und können auch beliebig anders ausgeführt werden, insbesondere können deren einzelne Teile wechselseitig Ver-Wendung finden und durch äquivalente Mittel oder Teile ersetzt werden.

Ferner sind die Ausführungsformen nur für Meßvorgänge mittels Überdruckes dargestellt, da diese Vorgänge bei Verwendung von Unterdruck, also beim Absaugen eines Luft- oder Gasvolumens V₁ aus L und M in umgekehrtem Sinne stattfinden.

Für die Anwendung der neuen Einrichtung auf gasanalytische Apparate braucht man sich nur den Meßraum M durch einen Teil eines Gasuntersuchungsapparates, z. B. durch einen Gasabsorptionsraum ersetzt, zu denken und in ähnlicher Weise kann die Einrichtung auch an sonstigen periodisch unter Luft- oder Gasdruck wirkenden Instrumenten und Meßapparaten Verwendung finden.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung zum Abmessen einer bestimmten Luft- oder Gasmenge in unter Luft- oder Gasüber- oder -unterdruck wirkenden Instrumenten und Apparaten (Pyrometern, gasanalytischen Apparaten usw.) mit selbsttätigem Abschluß des Druckmittels durch einen von der Druckflüssigkeit gesteuerten und seinerseits ein Abschlußventil steuernden Schwimmer, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (v^a) in dem die einzupressende oder abzusaugende Luft- oder Gasmenge aufnehmenden Raum (A) und das Abschlußventil (v^b) . in dem

   zu diesem Raum (A) führenden Steigrohr (e) angebracht ist.
2. 2. Ausfülirungsform der Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (r^a) selbst als Ventil ausgestaltet ist, zum Zwecke, gleichzeitig mit dem Abschluß einer Leitung durch das Ventil (v^b) auch den Abschluß einer anderen Leitung (z. B. der Leitung L zu einem Meßraum M) zu bewirken.
3. 3. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines oder mehrerer Filter (g) vor dem Schwimmer (v^a) oder dem Ventil (v^b) zum Zurückhalten von Rückständen, Staub, Quecksilberoxyd usw.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.