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Gasanalytischer Apparat. Gegenstand der Erfindung ist eine Vervollkommnung
des gasanalytischen Apparates nach Patent 348014, bei dem die Gasabfangvorrichtung
in den Absorptionsmittelbehälter eingebaut ist. Die Verbesserung besteht darin,
daß .die Gasabfangvorrichtung im wesentlichen auf der unteren inneren Seite eines
Deckels angeordnet ist, der sich auf den in ganz geringer Höhe über dem Niveau der
Absorptionsflüssigkeit liegenden Rand des Absorptionsmittelbehälters auflegt, und
auch die zur Gasänalyse erforderlichen Rohre zum Anschluß von Gas-, Wasser- und
Druckluftleitungen aufnimmt, die gemeinsam mit der Gasabfangvorrichtung in die Absorptionsflüssigkeit
eintauchen. Dadurch sind sämtliche Teile der Gasabfangvorrichtung so in den Absorptionsmittelbehälter
eingehängt, daß sie von der Absorptionsflüssigkeit umspült werden, was für eine
gleichmäßige Temperierung des Gasabfangraumes und Absorptionsraumes besonders wichtig
ist. Dabei wird der Abschluß des Absorptionsraumes und der dichte Einbau sämtlicher
Mechanismen der Gasabfangvorrichtung in einfachster Weise mittels nur einer Dichtung
bewirkt, die zudem so angeordnet ist, daß sie von der auf Dichtungen zerstörend
einwirkenden Absorptionsflüssigkeit nicht berührt wird. Auch wird dadurch der ganze
Zusammenbar des Apparates wesentlich vereinfacht und die Unterbringung sämtlicher
Teile in einem möglichst kleinen - Raume ermöglicht, indem dieselben durch den Absorptionsmittelbehälter
zugleich gegen Zerstörung geschützt werden.
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Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt Abb. i zeigt einen gasanalytischen Apparat, bei welchem
die Gasabfangvorrichtung C mit sämtlichen Rohranschlüssen auf der unteren inneren
Seite des Deckels B eines als Absorptionsmittelbehälter
dienenden
Topfes A angebracht sind. Die Gasabfangvorrichtung C besteht dabei aus einer Kammer
8, die oben eine kleine, mit einer Marke M versehene Kammern trägt und in die von
unten zwei Rohre 9 und io sowie von oben zwei Rohre 6 und 7 einmünden, von denen
das Rohr 6 die Gaszuleitung und das Rohr 7 die Gasableitung ist. Von der Kammer
ix zweigt ein Gasverdrängungsrohr 12 zum Deckel B ab, das in den Absorptionsraum
A
einmündet. In die Böden der Rohre 9 und io münden Rohre 22 und 23 ein, die
mittels eines gemeinsamen Rohres 25 mit einem bis zum Deckel B aufsteigenden Rohr
24 verbunden sind, das in einer Kammer 26 verläuft, die ein Wasserzuflußrohr 27
trägt und in die ein Heber 29-3o eingesetzt ist, dessen Schenkel 29 in dem Rohr
24 bis zu einer Ebene N1 hinabreicht. Ferner ist in den Deckel B ein Rohr 13 eingesetzt,
das bis nahe zum Boden des Topfes A in diesen hineinragt und eine Kammer 14 trägt,
welche die Anzeigevorrichtung D aufnimmt, die aus einem mit einer Skala versehenen
Glasrohr 15 besteht, aber auch durch eine Registriervorrichtung ersetzt werden kann.
Der Topf A, in welchen die Absorptionsflüssigkeit F2 durch ein Rohr 15 eingefüllt
wird, bis sie aus einem verschließbaren Überlauf 2o, dessen Überlaufmündung in das
Ruheniveau N2 der Absorptionsflüssigkeit F2 fällt, ausfließt, dient auch als Absorptionsraum,
und eine Einrichtung 2i dient zum Ablassen unbrauchbar gewordener Absorptionsflüssigkeit.
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Zur Beobachtung der inneren Vorgänge kann der Topf A eine oder mehrere
seitliche Fenster 34 besitzen, wenn die Gasabfangvorrichtung C aus Glas hergestellt
ist.
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Abb. 2 zeigt einen gleichen Apparat, mit dem Unterschied, daß die
Gasabfangvorrichtung C hier aus einem auf der unteren, inneren Seite des Deckels
B angeordneten Zylinder io besteht, in dem sich ein oben und unten offener Zylinder
9 befindet, der von einer Glocke 8 überdeckt ist. Der Zylinder io sitzt dicht in
einer Kammer 25, die auch das Wasserrohr 24 trägt und infolge der Wirkung des Hebers
29-3o mindestens bis zur Ebene N1 zwecks hydraulischen Abschlusses der Zylinder
9 und io mit Wasser Fl gefüllt ist. Das Gaseintrittsrohr 6 durchdringt den Deckel
B sowie die Decke der Glocke 8 und ragt etwas tiefer in den Zylinder 9 hinein als
die Glocke 8 in ,den Zylinder io. Ferner besitzt die Glocke 8 eine kleine Kammer
ii, von der wiederum das Gasverdrängungsrohr i2 zum Absorptionsraum A abzweigt.
Auf der Kammer 14 der nach der deutschen Patentschrift 118724 hergestellten Anzeigevorrichtung
D sitzt ein Rohr i7, das eine mit einem Gestänge i9 versehene Registrierglocke 18
aufnimmt, die über ein von der Kammer 14 aufsteigendes Rohr 15 gestürzt ist und
in eine Sperrflüssigkeit F3 eintaucht, deren Ruheniveau in eine Ebene N8 fällt.
Ein Rohr 16, das oben offen in die Atmosphäre ausmündet, ragt bis etwas unterhalb
einer Ebene N3 in die Kammer 14 hinein. Dasselbe dient zum Eingießen der Absorptionsflüssigkeit
in den Topf A.
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Bei dem in Abb. 3 dargestellten Apparat ist eine ähnliche Gasabfangvorrichtung
C wie bei Abb. z vorhanden, bei der jedoch das Gaszuleitungsrohr 6 in die Wand des
Zylinders =o eindringt und in diesem in ein T-Stück ausläuft, das oben in den Boden
des Zylinders 9 einmündet, unten aber in eine Kammer 25 hineinragt, die auch den
Zylinder io sowie zwei Rohre 31 und 33 trägt, von denen das letztere 33 gleich wie
ein Rohr 22, welches unten aus dem Zylinder io abzweigt, in die Kammer 25 hineinragt,
die zwecks hydraulischer Absperrung der Rohre 22, 23 und 33 bis zu einer Ebene Ni
mit Sperrflüssigkeit F1 gefüllt ist und eine Sonderkammer 32 besitzen kann, in die
das Rohr 33 zu dem Zweck hineinreicht, daß ein möglichst genaues Abmessen der Luftmenge
erfolgt, wenn der Apparat anstatt mit fließendem Wasser, nach dem Hauptpatent mit
Druckluft betätigt wird.
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Ein ähnlicher Apparat wie in Abb. i ist in Abb.4 dargestellt, mit
dem Unterschied, daß der im übrigen annähernd gleiche Gasabfangraum C aus einem
oben U-förmig gebogenen Rohr 8 besteht. Eine obere Ansicht des Dekkels B desselben,
mit den darauf befindlichen bereits beschriebenen Einrichtungen, ist in Abb. 5 dargestellt,
während Abb. 6 einen Querschnitt durch den Topf A desselben Apparates und dessen
am Deckel B befindlichen inneren Einsatz zeigt.
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Selbstverständlich können die Apparate auch so ausgeführt werden,
daß nur der Gasabfangraum C auf der unteren inneren Seite des Dekkels B angeordnet
ist und die übrigen Anschlüsse, Rohre usw., wie auch das Rohr 13 in den Topf A selbst
von außen einmünden.
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Im Ruhezustande steht bei allen beschriebenen Apparaten die Sperrflüssigkeit
F, im Gasabfangraume C in einem hliveau N1 und die Absorptionsflüssigkeit F2 im
Absorptionsraume A in einem Niveau N2. Dabei läßt die Sperrflüssigkeit F1 den in
Pfeilrichtung I ankommenden und in Pfeilrichtung II austretenden (oder auch umgekehrt
geleiteten) Gasen in den Pfeilrichtungen i bis 5 freien Weg durch die Kammern der
Gasabfangvorrichtung C.
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Eine Gasanalyse vollzieht sich bei den durch das aus der Leitung 28
zufließende Wasser F, betätigten Apparaten wie folgt Erreicht das Wasser in der
Gasabfangvorrichtung C die Ebene N3, so sperrt es zunächst durch Eintauchen des
Rohres 6 den weiteren Gaszutritt I ab, und durch Höhersteigen des Wassers bis zur
Ebene N4 wird in der Gasabfangvorrichtung
C bzw. in den Räumen
8, 9, zo und zr eine in ihren Volumen V, durch die Ebene N, und die Marke M begrenzte,
zur Analyse kommende Gasprobe V1 hydraulisch abgefangen, die im weiteren Verlauf
der Funktion des Apparates von dem nachdringenden Wasser F, infolge des Druckes
der zugleich in den Rohren 6, 7, 24, 27 und 29 höher aufsteigenden Wassersäulen,
durch das Rohr 12 aus dem Abfangraum C in den Absorptionsraum A verdrängt und hier
durch Absorption eines Teils der Gase durch die Absorptionsflüssigkeit F." zu einem
kleineren, durch die Ebenen N2 und N7 begrenzten Volumen V3 wird, infolgedessen
im Raume A die Absorptionsflüssigkeit F2 dem Maße der stattfindenden Gasabscrption
entsprechend sinkt, im Rohr 13 aber zur Anzeige-bzw. Registriervorrichtung D entsprechend
aufsteigt, und zwar um so höher, je weniger Gas absorbiert wird. Hat das Wasser
die Marke 111 des Gasabfangraumes C erreicht, so ist es in den Rohren 6, 7 und 27
und im Heber 29-3o bis zu einer Ebene NI3 gestiegen, wo dann die Gasanalyse beendigt
ist und deren Ergebnis an einer durch die Ebenen Na und Nb begrenzten Skala
des Rohres 15 abgelesen werden kann. Die Ebene Na wird von der aufgestiegenen,
aus dem Absorptionsraume A bis zu einer tiefsten Ebene N, verdrängten Absorptionsflüssigkeit
F, erreicht, wenn eine Gasabsorption überhaupt nicht stattgefunden hat, also das
durch die Ebenen N2 und Nfi begrenzte Gasvolumen V2 gleich V, bleibt, und die durch
die Ebene Ni, und die Marke 11I begrenzte Wassersäule Hl hält der durch die Ebenen
Na und N,; begrenzten Flüssigkeitssäule H, das Gleichgewicht. Wird schließlich
das bis dahin zugeflossene Wasser F3 bis zu seiner Ruheebene Ni ausgehebert, so
tritt auch die AbsorptionsflüssigkeitF2 in ihr Ruheniveau N2 zurück, und der Apparat
ist jetzt für eine neue Gasanalyse wieder bereit. Fließt also dem Rohr 27 durch
das Rohr 28 dauernd Wasser zu, so finden die einzelnen Analysen infolge der intermittierenden
Wirkung des Hebers 29-3o ununterbrochen nacheinander selbsttätig statt. Es können
aber auch Einzelanalysen dadurch erfolgen, daß man einfach aus einem Handgefäß so
lange Wasser in das Rohr 27 eingießt, bis der Heber --9-3o ansetzt.
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Bei dem Apparat nach Abb.3 bewirkt ein durch das Rohr 31 ankommender
Luftdruck das Sinken der Sperrflüssigkeit unter deren Ruheniveau Ni und folglich
ihr Aufsteigen im Rohre 33 sowie durch die Rohre 22 und 23 in der Gasabfangvorrichtung
C, in der sie dann wie bei den anderen Apparaten das Abfangen und Verdrängen einer
Gasprobe V, bewirkt, Sobald die Flüssigkeit Fl bis zur Marke M im Raume zi aufgestiegen
und zugleich in der Kammer 32 bis zur unteren Mündung des Rohres 33 gesunken ist,
wobei die Rohre 22 und 23 in die neben der Kammer 32 im Behälter 25 verbliebene
Flüssigkeitsmenge noch eintauchen, ist die Gasanalyse beendigt, da der jetzt noch
durch das Rohr 31 ankommende Druckluftüberschuß in einzelnen Luftblasen durch die
im Rohre 33 aufgestiegene Flüssigkeit hindurch ins Freie entweicht, so daß der Luftdruck
in der Kammer 25 nicht mehr steigen kann. Wird hiernach dieser Luftdruck aufgehoben,
so kehren auch dieSperrflüssigkeit Fr in ihr RuheniveauNl sowie die Absorptionsflüssigkeit
F, in ihr Ruheniveau 1V, zurück, und der Apparat ist dann für eine neue Analyse
wieder bereit. Man kann mit diesem Apparat eine Gasanalyse schon dadurch ausführen,
daß man einfach mit dem Munde Luft in das Rohr 31 bläst.
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Die einzelnen Teile der Apparate sind hier nur beispielsweise dargestellt
und beschrieben, sie können auch durch andere gleichwertige Mittel ersetzt werden.
Insbesondere können i die einzelnen Einrichtungen wechselseitige Verwendung finden.
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Anstatt einer Absorptionsflüssigkeit F2 können auch feste Absorptionsmittel
verwendet werden. Soll z. B. der Sauerstoffgehalt eines Gases durch mit Wasser F2
überdeckten Phosphor oder durch blankes, mit einer Hirschhornsalzlösung F2 überdecktes
Kupfer bestimmt werden, so übernimmt im ersteren Falle das Wasser, im letzteren
Falle die Hirschhornsalz-1 lösung die Wirkung derAbsorptionsflüssigkeit F2, die
z. B. Kalilauge zur Bestimmung von Kohlensäure sein kann.