DE346682C

DE346682C - Device for testing gases for their content of admixtures, especially mine gas

Info

Publication number: DE346682C
Application number: DE1916346682D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1916-05-05
Filing date: 1916-05-05
Publication date: 1922-01-06

Description

Vorrichtung zum Prüfen von Gasen auf ihren Gehalt an Beimengungen, insbesondere an Grubengas. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von in Ruhe befindlichen Gasen auf ihren Gehalt an Beimengungen, insbesondere an Grubengas, die auf der bekannten Erscheinung beruht, daß die Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches durch Beimengungen geändert wird.Device for testing gases for their content of impurities, especially mine gas. The invention relates to a device for testing gases at rest for their content of admixtures, in particular mine gas, which is based on the known phenomenon that the thermal conductivity of a gas mixture is changed by admixtures.

Die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art setzten umständliche Maßnahmen und Vorrichtungen voraus, was insbesondere bei Prüfurig von Grubengas zu einem, baulich umfangreichen und unhandlichen Apparat führt. Dies war bedingt durch die Schwierigkeit, innerhalb eines handlichen Apparates die beiden zu vergleichenden Gase in völligem Ruhezustand miteinander vergleichen zu können. Diese Übelstände der bisher bekannten Vorrichtungen sollen durch die neue Vorrichtung vermieden werden. Die beiden zur Aufnahme des Vergleichs- bzw. des Untersuchungsgases dienenden, die Prüforgane enthaltenden Kammern werden durch Einbau in einen gemeinsamen Metall-. klotz oder in, eine Flüssigkeit gut wärmeleitend miteinander verbunden und die Vergleichskammer durch eine Membran luftdicht gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen. Dadurch wird das Auftreten störender Temperatur- und Druckunterschiede zwischen den beiden Kammern, verhindert. Ferner kann die Verbindung der Untersuchungskammer mit einer der Gaseinfüllung dienenden Pumpe bzw. einem in die Atmosphäre mündenden Rohre (Kapillarrohr) bewirkt werden, die eine Fortpflanzung einer in der Kammer auftretenden Explosion nach außen unmöglich machen. Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens, die insbesondere für Schlagwetterprüfung verwendet werden soll. Abb. i gibt eine Draufsicht auf die Vorrichtung wieder, wobei einzelne Teile teilweise geschnitten dargestellt sind, während Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie X-X der Abb. i veranschaulicht. Abb.3 zeigt eine bei der Vorrichtung nach Abb. i und 2 zu verwendende elektrische Schaltung.The previously known devices of this type were cumbersome Measures and devices in advance, which is particularly important when inspecting mine gas leads to a structurally extensive and unwieldy apparatus. This was conditional by the difficulty of comparing the two within a handy device To be able to compare gases with one another in a completely idle state. These evils the previously known devices should be avoided by the new device. The two serving to take up the reference gas or the test gas, the Test elements containing chambers are built into a common metal. block or in, a liquid with good thermal conductivity connected to each other and the comparison chamber sealed airtight from the atmosphere by a membrane. This will the occurrence of disruptive temperature and pressure differences between the two chambers, prevented. Furthermore, the connection of the examination chamber with one of the gas filling serving pump or a tube opening into the atmosphere (capillary tube) propagation of an explosion occurring in the chamber to the outside to make impossible. The drawing shows an embodiment of a device for Execution of the new procedure, which is used in particular for firedamp testing shall be. Fig. I shows a plan view of the device again, with individual Parts are shown partially cut, while Fig. 2 shows a cross section the line X-X of Fig. i illustrates. Fig.3 shows one of the device according to Fig. I and 2 electrical circuit to be used.

Die beiden Kammern, i und 2, von denen die eine (i) zur Aufnahme des Vergleichsgases dient und die andere (2) mit dem zu untersuchenden Gas gefüllt wird, befinden sich in einem gemeinsamen Metallblock 3 und enthalten je einen Draht q. bzw. 5. Die Drähte q. und_ 5 sind von dem Metallblock 3 elektrisch isoliert und vollkommen luftdicht in die Kammern i bzw. 2 eingeführt sowie parallel zueinander angeordnet: Die Kammer i steht mit einem Raum 6 in Verbindung, der durch eine Membran 7, z. B. eine Kupferfolie, gegen außen abgeschlossen ist. Neben dem Block 3 ist eine kleine Pumpe 8 angeordnet, welche zur Ansaugung von Grubengas in die Kamm-.r 2 dient und mit dieser mittels eines Rohres g in Verbindung steht. Die Kammer 2 ist am anderen Ende mittels eines Rohres io an ein mit Natronkalk oder einem anderen Trocknungsmittel gefülltes Rohr ii angeschlossen, das am anderen Ende mit der zu prüfenden Atmosphäre kommuniziert. Der Pumpenraum 8 ist selbstverständlich größer gewählt als die Summe der Räume der Kammer 2 und der Rohre g; io und ii, da andernfalls dem zu prüfenden Gas sich Reste früheren Gasinhalts beimischen würden. Der Kolben i2 kann durch Einwirkung einer Feder 13 nach jedem Saughub selbsttätig in die Ausgangslage zurückgeführt werden. Die Rohrleitungen 9 und io sind Kapillarröhren und bestehen zweckmäßig aus Kupfer. Die Kammern i und 2" sind zylindrische Räume von etwa. 5 mm Durchmesser und sollen nicht mehr als i bis 2 ccm Inhalt haben, so daß die Prüfung mit einer minimalen Gasmenge durchgeführt werden kann und die ganze Vorrichtung sehr klein und handlich wird. Die Verwendung enger zylindrischer Räume (Rohre) ist deshalb notwendig, weil die Wärmeleitfähigkeit von Gasen mit Hilfe von elektrisch geheizten Drähten bekanntlich nur in engen Rohren genau bestimmt werden kann.The two chambers, i and 2, of which one (i) is used to hold the reference gas and the other (2) is filled with the gas to be examined, are located in a common metal block 3 and each contain a wire q. or 5. The wires q. and _ 5 are electrically insulated from the metal block 3 and inserted completely airtight into the chambers i and 2, respectively, and are arranged parallel to one another. B. a copper foil, is closed to the outside. A small pump 8 is arranged next to the block 3, which is used to suck in mine gas into the comb-.r 2 and is connected to it by means of a pipe g. The chamber 2 is connected at the other end by means of a pipe io to a pipe ii which is filled with soda lime or another drying agent and which communicates at the other end with the atmosphere to be tested. The pump space 8 is of course chosen to be larger than the sum of the spaces of the chamber 2 and the pipes g; io and ii, since otherwise remnants of the previous gas content would be mixed with the gas to be tested. The piston i2 can be automatically returned to the starting position after each suction stroke by the action of a spring 13. The pipes 9 and io are capillary tubes and are expediently made of copper. The chambers 1 and 2 ″ are cylindrical spaces of about 5 mm in diameter and should not have more than 1 to 2 ccm in volume, so that the test can be carried out with a minimal amount of gas and the entire device is very small and handy. The use Narrow cylindrical spaces (pipes) are necessary because the thermal conductivity of gases with the help of electrically heated wires can only be determined precisely in narrow pipes.

Die Drähte q. und 5 sind mit zwei, z. B. in Spulenform gewickelten Widerständen 14 und 15 und einem Galvanometer 16 in Brücke geschaltet. Das eine Ende des in der Vergleichskammer i befindlichen Drahtes q. ist an eine Klemme 17 angeschlossen, während das eine Ende des in der Untersuchungskammer 2 befindlichen Drahtes 5 mit dem Block 18 leitend verbunden ist. Die beiden anderen Enden der Drähte q. und 5 sind gemeinsam an die eine Klemme i9 des Galvanometers 16 geführt. Die elektrische Verbindung der an das Galvanometer 16 anzuschließenden Enden der Drähte q. und 5 kann auch dadurch erreicht werden, daß diese Enden unter Fortlassung ihrer isolierenden Einführung mit dem Metallblock 3 leitend verbunden werden, der dann eine Klemme zur Befestigung der Zuführungsdrähte zum Galvanometer trägt. An dem Block 18 ist der federnd bewegliche Kontaktteil 2o eines Schalters befestigt, dessen ruhender Kontaktteil 21 mit einer Klemme 22 in leitender Verbindung steht. Der federnde Kontaktteil 2o trägt einen aus Isolierstoff bestehenden Knopf, mittels dessen er gegen den ruhenden Kontaktteil 21 gedrückt werden kann. Die beiden Widerstände 14 und i<. sind mit ihrem einen Ende an die Klemme 17 bzw. an den Kontaktteil 21 angeschlossen, und ihre anderen Enden sind mit den Enden eines kurzen Widerstandsdrahtes 23 verbunden. Über den Widerstandsdraht 23 ist ein damit in leitender Berührung stehender Kontaktstift 24 in einem Schlitten 25 aus Isolierstoff verschieblich. Der Kontaktstift 24 dient in Verbindung mit dem Widerstandsdraht 23 zur genauen Einstellung der Brückenschaltung bei Erprobung der Vorrichtung vor Gebrauch. An den Kontaktstift 24 ist die zweite Klemme 26 des Galvanometers 16 angeschlossen. Die Klemmen 17 und 22 dienen zum Anschluß eines Akkumulators 27 oder einer sonstigen geeigneten Stromquelle. Die ganze Vorrichtung ist auf einer Platte 28 angeordnet und kann durch eine Dose 29 abgeschlossen sein, die gegebenenfalls gleichzeitig das Galvanometer 16 trägt.The wires q. and 5 are with two, e.g. B. wound in coil form Resistors 14 and 15 and a galvanometer 16 connected in bridge. The one End of the wire q located in the comparison chamber i. is connected to a terminal 17 connected, while one end is located in the examination chamber 2 Wire 5 is conductively connected to the block 18. The other two ends of the wires q. and 5 are jointly connected to one terminal i9 of the galvanometer 16. the electrical connection of the ends of the wires to be connected to the galvanometer 16 q. and 5 can also be achieved in that these ends omitting their insulating introduction to the metal block 3 are conductively connected, which then carries a clamp for attaching the lead wires to the galvanometer. To the Block 18 is attached to the resiliently movable contact part 2o of a switch, its resting contact part 21 is in conductive connection with a terminal 22. The springy one Contact part 2o carries a button made of insulating material, by means of which it can be pressed against the resting contact part 21. The two resistors 14 and i <. are at one end to the terminal 17 or to the contact part 21 connected, and their other ends are connected to the ends of a short resistance wire 23 connected. Via the resistance wire 23 there is a conductive contact therewith standing contact pin 24 displaceable in a slide 25 made of insulating material. The contact pin 24 is used in conjunction with the resistance wire 23 for precise Adjustment of the bridge circuit when testing the device before use. At the second terminal 26 of the galvanometer 16 is connected to the contact pin 24. The terminals 17 and 22 are used to connect an accumulator 27 or another suitable power source. The entire device is arranged on a plate 28 and can be completed by a can 29, possibly at the same time the galvanometer 16 carries.

Die Platte 28 läßt sich mit dem die Batterie aufnehmenden Behälter einer elektrischen Grubenlampe verbinden, wobei dann das Galvanometer 16 zweckmäßig oberhalb der Lampe eingebaut und die Batterie gleichzeitig für die Lampe und die Prüfvorrichtung benutzt wird. Es kann natürlich die Prüfvorrichtung ebensogut unabhängig von einer Grubenlampe mit einer Batterie und nötigenfalls mit einem zur Skalenbeleuchtung für das Galvanometer dienenden Lämpchen zu einer Einheit vereinigt werden. Auch können die Batterie und die Prüfvorrichtung getrennt angeordnet werden, indem z. B. die Batterie unter Verwendung geeigneter Verbindungsleitungen zum Umhängen und die Prüfvorrichtung zum Tragen in der Hand ausgebildet wird.The plate 28 can be with the container receiving the battery Connect an electric miner's lamp, in which case the galvanometer 16 is expedient installed above the lamp and the battery at the same time for the lamp and the Tester is used. It can of course just as well be independent of the test device from a miner's lamp with a battery and, if necessary, one to illuminate the dial for the galvanometer serving lamps are combined into one unit. Even the battery and the test device can be arranged separately by e.g. B. the battery using suitable connecting cables for hanging and the test device is designed to be carried in the hand.

Die Vorrichtung wirkt in der Weise, daß mittels der Pumpe 8 Grubengas in die Untersuchungskammer 2 eingesaugt wird, während sich in der Vergleichskammer i eine bestimmte über Tag eingefüllte Menge trockener Luft befindet. Nach Füllung der Untersuchungskammer 2 wird unter Festhalten des Pumpenkolbens i2 in der Hubendstellung der Schalter 2o, 2i durch Niederdrücken seines Knopfes von Hand geschlossen und dadurch der Draht 5 in den Stromkreis eingeschaltet, so daß nunmehr die Brückenschaltung zur Wirkung kommt und das Galvanometer 16 infolge einer durch etwa vorhandenes Grubengas verursachten Veränderung der Temperatur und damit des elektrischen Widerstandes des Drahtes 5 einen entsprechenden Ausschlag ergibt. Dabei ist das in die Kammer 2 eingefüllte Grubengas im. Augenblick der Prüfung bereits in den ruhenden Zustand übergegangen und kann daher mit dem ebenfalls im ruhenden Zustand befindlichen Vergleichsgas der Kammer i verglichen werden. Nötigenfalls läßt sich der Schalter 2o, 2i gleichzeitig als Sperrung für den am Hubende befindlichen Kolben 12 ausbilden, um die Handhabung der Vorrichtung und die Sicherung des ruhenden Zustandes des zu untersuchenden Gases bei der,Prüfung zu erleichtern. Da ferner der Pumpenraum 8 größer als die ihm vorgelagerten Räume der Kammer 2, des Rohres ii und der Verbindungsrohre 9 und io gewählt ist, so ist gleichzeitig die Gewähr gegeben, daß bei jeder Prüfuüg in der Kammer 2 stets frisches Grubengas vorhanden ist. Auch können keine die Anzeige störenden Temperaturunterschieds zwischen den Kammfern i und 2 auftreten, nachdem diese in ein und demselben Metallklotz 3 untergebracht sind. Ebenso sind auch Druckunterschiede verhindert, indem der Druck in der Vergleichskammer i durch die unter der Einwirkung der zu untersuchenden, Atmosphäre stehende Membran 7, welche bei Druckänderungen in Tätigkeit tritt, stets dem Druck in der Untersuchungskammer gleichgestellt wird. Die Parallelanordnung der stromdurchflossenen Drähte 4 und 5 bedeutet eine weitere Ausschaltung einer Störungsmöglichkeit insofern, als damit eine ungleiche Einwirkung des Vergleichs- und des Grubengases auf die zugehörigen Drähte 4 bzw. 5 verhütet wird, da die durch Erwärmung etwa hervorgerufenen Unterschiede in der Verteilung der Gase in den Kammern i bzw. 2 bei Parallelführung der Drähte 4, 5 gleichmäßig in beiden Räumen auftreten. Endlich ist auch die Fortpflanzung einer etwa in. der Untersuchungskammer auftretenden Explosion nach außen dadurch unmöglich gemacht, daß die Rohrleitungen g, io als Kapillarrohre ausgebildet sind und aus gut wärmeleitendem Metall, wie Kupfer, bestehen.The device works in such a way that by means of the pump 8 mine gas is sucked into the examination chamber 2, while in the comparison chamber i has a certain amount of dry air filled in during the day. After filling the examination chamber 2 is held in the stroke end position while holding the pump piston i2 the switch 2o, 2i closed by pressing its button by hand and thereby the wire 5 switched into the circuit, so that now the bridge circuit comes into effect and the galvanometer 16 as a result of any mine gas present caused change in temperature and thus the electrical resistance of the wire 5 results in a corresponding deflection. That’s in the chamber 2 filled mine gas in. Moment of the test already in the resting state passed over and can therefore be used with the reference gas, which is also in the dormant state the chamber i can be compared. If necessary, the switch 2o, 2i can be operated at the same time as a lock for the piston 12 located at the end of the stroke, to facilitate handling the device and the safeguarding of the quiescent state of the gas to be examined in making testing easier. Furthermore, since the pump chamber 8 is larger than the one in front of it Spaces of the chamber 2, the pipe ii and the connecting pipes 9 and io is selected, so at the same time the guarantee is given that with every test in chamber 2 always fresh mine gas is available. There can also be no temperature difference that would disturb the display occur between the chambers i and 2 after these in one and the same metal block 3 are housed. Likewise, pressure differences are also prevented by increasing the pressure in the comparison chamber i by the effects of the the atmosphere standing membrane 7, which is in action when the pressure changes occurs, is always equal to the pressure in the examination chamber. The parallel arrangement the current-carrying wires 4 and 5 means a further switching off of a Possibility of disturbance insofar as this results in an unequal effect of the comparative and the mine gas on the associated wires 4 and 5 is prevented because the through Warming caused differences in the distribution of gases in the chambers i or 2 occur evenly in both rooms when the wires 4, 5 are guided parallel. Finally, there is also the propagation of something that occurs in the examination chamber Explosion to the outside made impossible by the fact that the pipelines g, io as Capillary tubes are formed and made of a highly thermally conductive metal, such as copper.

Um den Druck in der Vergleichskammer auf den Druck der zu prüfenden Atmosphäre einzustellen, kann statt einer Membran auch in bekannter Weise eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Kapillare angewendet werden, die in die Vergleichskammer mündet. Die Druckausgleichvorrichtung kann aber auch ganz wegfallen. Es empfiehlt sich jedoch, sie immer dann vorzusehen, wenn der Apparat an Orten verwendet werden soll, die große Druckunterschiede aufweisen. Der Tompc:raturausgleich der Kammern läßt sich, wenn dieselben getrennt sind, auch dadurch erreichen, daß sie in einer Flüssigkeit angeordnet werden.To compare the pressure in the comparison chamber to the pressure of the test To set the atmosphere, instead of a membrane, in a known manner, one with capillary connected to the atmosphere are applied into the comparison chamber flows out. The pressure equalization device can also be omitted entirely. It recommends however, be sure to have them available whenever the apparatus is used in a location should, which have large pressure differences. The Tompc: temperature compensation of the chambers can, if these are separated, also be achieved by the fact that they are in one Liquid can be arranged.

Um den Ausschlag des Galvanometers zu vergrößern, kann die Prüfvorrichtung in der Weise weiter ausgebildet werden, daß statt der Widerstände 14 und 15 je ein weiterer durch das Vergleichsgas bzw. das zu untersuchende Gas beeinflußter Draht 41 bzw. 51 in der aus Abb. 3 ersichtlichen Schaltung vorgesehen wird. Der Hitzdraht 41 ist wie der Hitzdraht 4 in eine Kammer mit trockener Luft und der Hitzdraht 51 wie der Hitzdraht 5 in eine mit dem Grubengas zu füllende Kammer eingebaut. Gegebenenfalls können die Drähtepaare 4, 41 und 5, 51 je in derselben Kammtr untergebracht sein. Anstatt einer Brückenschaltung kann auch die . für die Verwendung eines Differentialgalvanometers übliche Schaltung benutgt werden.To increase the deflection of the galvanometer, the test device be further developed in such a way that instead of the resistors 14 and 15 each one Another wire influenced by the reference gas or the gas to be examined 41 or 51 is provided in the circuit shown in Fig. 3. The hot wire 41 is like the hot wire 4 in a chamber with dry air and the hot wire 51 like the hot wire 5 built into a chamber to be filled with the mine gas. Possibly the wire pairs 4, 41 and 5, 51 can each be accommodated in the same Kammtr. Instead of a bridge circuit, the. for using a differential galvanometer usual circuit must be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for testing gases for their content on admixtures, in particular mine gas, in which the admixtures caused change in the thermal conductivity of the gases to influence the test elements used and with the gas to be examined, which is at rest, one too stationary amount of gas is compared, characterized in that the two for recording the reference or test gas serving, the test elements containing chambers Good thermal conductivity due to installation in a common metal block or in a liquid are interconnected, and that the comparison chamber is airtight by a membrane is closed to the atmosphere.

2. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that for connecting the examination chamber to a gas filling pump or one that opens into the atmosphere and is filled with a desiccant Tubes capillary tubes are provided.