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Durch steigendes und sinkendes Betriebswasser betätigte Gaspumpe mit
in dem Betriebswasserraum liegendem Gasabfangraum für gasanalytische Zwecke. _ Die
Erfindung bezweckt, das unter stets gleich ausfallendem Drucke erfolgende Abfangen
von Gasproben aus einer durch abwechselnd steigendes und sinkendes Wasser geförderten
Gasmenge derart, daß eine vorzeitige, schädliche Gasabsorption durch das Gastörderwasser
in der abzufangenden Gasprobe an sich vermieden wird. Der Abfangraum der Gasprobe
kann ebensowohl in bekannter Weise unmittelbar mit dem Absorptionsraum eines gasanalytischen
Apparates verbunden sein, als auch für sich zur Abgabe der Gasprobe an einen, einem
gasanalytischen Apparate zugehörenden besonderen Gasabfangraum dienen. In letzterem
Falle kann der Behälter des Gasförderwassers noch als Gas- bzw. Luftdruckerzeuger
derart ausgebildet sein, daß er die Bewegungen einer besonderen Gasabfangflüssigkeit,
welche in einem mit genanntem besonderen Gasabfangraum eines gasanalytischen Apparates
verbundenen Behälter enthalten ist, in bekannter Weise durch abwechselnd eintretenden
und wieder aufgehobenen Gas- bzw. Luftdruck betätigt.
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Abb. r zeigt eine bekannte, mit einem @äsabsorptionsraum C verbundene-
Gaspumpe, bei der jedoch die vorgenannte neue technische Wirkung der vorliegenden
Neuerung, d. h. die Verhinderung vorzeitiger Absorption der Gasprobe öder einer
Teilmenge derselben durch Wasser, ausbleibt.
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Diese bekannte Gaspumpe- hat folgende Zusammensetzüng : Ein geschlossener
Behälter A ist oben einerseits durch ein hydraulisches Ventil c mit einer Gaszuleitung
a, anderseits mit einer ventilfreien Gasableitung e verbunden und kommuniziert unten
durch ein Rohr h mit einem Druckerzeuger D, der aus einem mit -einem intermittierend
wirkenden Heber k, l versehenen Standrohr i besteht und einen regulierbaren Wasserzufluß
z begitzt. Im Behälter A befindet sich ein unten offener Gasabfangraum B, der mittels
eines die Decke des Behälters A durchdringenden Rohres d mit einem Gasabsorptionsraum
C verbunden ist, der eine Absorptionsflüssigkeit f 4 enthält und ein Rohr P besitzt,
das zu einer beliebigen Anzeige- bzw. Registriervorrichtung führt. Das Rohr d taucht
unten in die Absorptionsflüssigkeit f 4 ein.
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Fließt durch z dauernd Wasser in das Rohr i,
so steigt
das Wasser f1 im Behälter A und im Raume B von einer Ebene Ni bis zu einer Ebene
Na, worauf der Heber k, l ansetzt und den Behälter A wieder- bis zur Ebene N1 ent=
leeit. Diese Wasserbewegungen werden benutzt, um beim Sinken des Wasserspiegels
Gas in den Behälter A einzusaugen, da der Gasstrom I bis II durch das hydraulische
Ventil c hindurch mittels eines am Rohre e angeschlossenen Strahlapparates ein dauernder
ist, wohingegen .steigendes Wasser den. Überschuß - vorher angesaugten Gases durch
das -Rohr e ableitet, -die im Raume B abgefangene, oben , von - einer Marke--111
am Rohre d begrenzte Gasprobe aber
durch das Rohr d in die Absorptionsflüssigkeit
f 4 des Absorptionsraums C drängt.
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Infolge des Eintauchens des Rohres d in die Absorptionsflüssigkeit
f 4 bleibt der Gasabfang raumB so lange mit Wasser angefüllt, bis dieses, im Behälter
A sinkend, die untere Mündung des Raumes B freigibt, der sich sodann entleert und
dabei aus seiner Umgebung, also aus dem Behälter A, eine Gasmenge aufschluckt, die
vorher in innigster Berührung bzw. nunmehriger Mischung mit dem absorptionsfähigen
Betriebswasser gestanden und daher schon vorzeitig einen Bestandteil durch Absorption
verloren hat.
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Tritt z. B. durch das Saugventil c zu untersuchendes Rauchgas mit
einem bestimmten Kohlensäuregehalt zum Behälter A, so findet in diesem eine Kohlensäureabsorption
durch Wasser derart statt, daß die schließlich im Raume B abgefangene Gasprobe volumprozentisch
weniger Kohlensäure enthält, die Rauchgasanalyse also nicht richtig ausfallen kann
und deren Ergebnis weiterhin noch dadurch nachteilig beeinflußt wird, daß das Abfangen
der Gasprobe unter dem in der Gasableitung e herrschenden Unterdruck erfolgt, der
infolge ungleicher Saugwirkung des angeschlossenen Strahlapparates verschieden ausfällt.
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Abb. 2 zeigt nun schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden
Neuerung, die vorgenannte Nachteile der bekannten Gaspumpe nach Abb. i in überraschend
einfacher Weise wirksam beseitigt.
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Zu diesem Zwecke ist zunächst das zum Gasabfangraum Bführende und
oben umgebogene Rohr b mit einem hydraulischen Saugventil c verbunden, in dessen
nichtabsorptionsfähige Sperrflüssigkeit f2 eine Gaszuleitung a eintaucht, die mit
der Gasquelle verbunden ist. Von dem Rohre b zweigt ein besonderes Gasverdrängungsrohr
d nach einem Absorptionsraum C ab. Ferner steigt von der Decke des Wasserbehälters
A ein oben umgebogenes Rohre auf, das in eine Sperrflüssigkeit f3 eines Druckventiles
g eintaucht. Dieses Rohr e ist so hoch geführt, daß in ihm zwischen zwei Ebenen
V und VI eine Flüssigkeitssäule aufsteigen kann, wenn das Wasser f1 im Behälter
A unter eine Ebene N2 sinkt, also oberhalb des Wasserspiegels im Behälter A zunächst
eine Gasverdünnung bzw. ein Unterdruck entsteht. Demzufolge muß sich erst der Gasabfangraum
B von Wasser f1 entleeren, bevor Gas aus dem Raume B, wie gezeichnet, in einzelnen
Blasen zum oberen Teile des Behälters A aufsteigen kann. Das nunmehr stetig sinkende
Wasser f1 saugt jetzt bis zur Erreichung der Ebene N1 ununterbrochen durch das Ventil
c und den Raum B Gas an, so daß sich schließlich in diesem Raume eine Gasmenge befindet,
die einer absorbierenden Wirkung des Wassers entzogen geblieben ist, also noch die
gleiche chemische Zusammensetzung besitzt wie bei ihrem Eintritt in die Gaszuleitung
a. Beginnt hiernach das Wasser im Behälter A wieder zu steigen, so wird zunächst
alles jetzt zwischen dem Wasser f1 und den Flüssigkeiten f2 und f3 eingesperrte
Gas auf einen dem Widerstande der Sperrflüssigkeit f3 im Ventile g entsprechenden
und konstant bleibenden geringen Überdruck verdichtet, unter dem auch im Raume B
eine Gasprobe abgefangen wird, wenn das- Wasser fl die untere Mündung dieses Raumes
B erreicht. Das nunmehr in den Raum B bis zu dessen Marke M eindringende Wasser
verdrängt jetzt die abgefangene Gasprobe durch das Rohr d in die Flüssigkeit f 4
des Absorptionsraums C, wobei jedoch neuartig der Rücktritt von Gas in die Gaszuleitung
a durch das Ventil c verhindert wird. Zugleich verdrängt das im Behälter A um den
Raum B herum bis zur Ebene N, aufsteigende Wasser den Gasrest durch das Ventil g
hindurch in Richtung II ins Freie.
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Die während des Eindringens von Wasser in den Abfangraum B stattfindende
Vorabsorption durch Wasser bleibt ohne Bedeutung, da es für das richtige Ergebnis
einer Gasanalyse gleichgültig ist, wo sich die Ausscheidung des bis dahin ungeschmälert
erhaltenen absorbierbaren Gasgehaltes vollzieht, ob allein im Absorptionsraume C
oder schon zum Teil im Abfangraume B.
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Abb. 3 zeigt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform der
Neuerung insoweit, als hierbei eine Gasabgangvorrichtung nach Abb. 2 zunächst für
sich allein, als hydraulische Gaspumpe A, B wirkend, eine- Gasprobe abfängt und
diese sodann einem besonderen Gasabfangraum 5 eines an genannte Gaspumpe angeschlossenen
besonderen Gasuntersuchungsapparates zudrängt, zugleich aber auch die Bewegungen
einer Sperrflüssigkeit f s zum Abfangen einer zur Analyse kommenden Gasprobe in
einem Raume 5 betätigen kann.
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Zu diesem Zwecke ist zunächst das Volumen des Gasabfangraumes B um
ein Mehrfaches größer als das des Raumes 5. Weiterhin trägt der Wasserbehälter A
oben etwa mittels eines Stutzens i eine Kammer 2, von der ein U-förmig abwärts gebogenes
Rohr .3 abzweigt, das in den oberen Raum eines Gefäßes q. einmündet, in dem sich
eine Sperrflüssigkeit fe befindet, deren Spiegel unterhalb der Decke des Gefäßes
q. einen freien Raum beläßt. Ferner ist in die Kammer 2 ein deren Decke durchdringendes
Rohr e eingesetzt, dessen unteres Ende in den Stutzen i hineinragt und dessen oberer
umgebogener Teil in eine Sperrflüssigkeit f3 eines hydraulischen Ventiles g eintaucht.
Der kleinere Gasabfangraum 5 ist in einen Gasabsorptionsraum C eingesetzt und besitzt
ein unteres
Rohr 6,. :das sowohl den Boden des - Raumes C als auch--die
Decke-des- Gefäßes q.-durchdringt und in die Sperrflügsigkeit- fr, des letzteren
eintaucht. Beide Gasabfangräume B 'und 5 kommunizieren unter sich durch die Rohre
b und d,
von denen das.letztere von oben in den Raum 5 hineinragt und
hier -ein. seitlich nach oben- abzweigendes Rohr io besitzt. Außerdem :ist dieser
Raum _5 durch ein U-förmig gebogenes Rohr 7 mit dem- Absorptionsraum C verbünden
und besitzt schließlich ein Gasableitungsrohr 8, dessen oberer, abwärts gebogener
Teil in die Sperrflüssigkeit f 7 eines hydraulischen Ventiles 9 eintaucht, während
der untere Teil des Rohres 8 bis etwa zur Verbindungsstelle der Rohre d und io in
den Behälter 5 hineinragt. Das Rohr d erhält unten einen Flüssigkeitsverschluß ii,
in dem beim Sinken der Flüssigkeit fs stets eine kleine Menge derselben zurückbleibt.
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Zwischen den Gasleitungen b und d kann ein nicht gezeichnetes, dem
Ventile 9 -ähnliches Ventil eingeschaltet werden, um ein Zurücksaugen von Gas durch
die Gaspumpe A, B aus dem Raume 5 zu verhindern. Das im Behälter A aufsteigende
Wasser verdrängt nun- zunächst die im Raume B abgefangene-. Gasprobe durch die Rohre
d und io hindurch in den kleineren Gasabfangraum 5. Dadurch wird der darin von der
vorangegangenen Analyse zurückgebliebene Gasrest entfernt und durch ein frisches
Gasgemisch ersetzt, wobei der Gasüberschuß durch das Rohr 8 und die Sperrflüssigkeit
f 7 des Ventiles 9 hindurch in Richtung II ins Freie entweicht.
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Erst hiernach versperrt das im Stutzen i aufsteigende Wasser f 1 die
untere Mündung des Rohres e, so daß nunmehr in die Kammer 2 eindringendes Wasser
die darin um das Rohr e herum befindliche Luft verdichtet und. der entstehende Luftdruck
sich durch das Rohr d hindurch in den Raum q. fortpflanzt, in dem folglich die Sperrflüssigkeit
f6 sinkt, durch das Rohr 6 hindurch aber in entsprechender Menge im Raume 5 aufsteigt,
um darin bei Erreichung der unteren Mündung des Rohres 8 eine Gasprobe abzufangen,
die sodann von der . nachdringenden Flüssigkeit f,; durch das U-ROhr 7 hindurch
in den Absorptionsraum C verdrängt wird.
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Abb. q. stellt eine Einrichtung dar, bei der mehrere einzelne Gaspumpen
A, B, die je für sich mit einer besonderen Gasquelle und mit einem besonderen`
Gasüntersuchungsapparat verbunden sowie in einem gemeinsamen -Behälter G untergebracht
sind, in dem das Betriebswasser f,_ infolge der Wirkung des Hebers k, l abwechselnd
steigt und sinkt, um so mehrere gasanalytische Einrichtungen von einer einzigen
Wasserantriebsstelle aus betätigen zu können.
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Abb. 5 zeigt schließlich zur Veranschaulichung die Neuerung in ihrer
Wirkung bei ihrem Einbau in einen vollständigen Gasuntersuchungsappasat bzw: als
einen Bestandteil eines solchen Appa= rates,- der aus, einer mit einen -bereits-
beschriebenen Wasserantriebsvorrlchtung, D' verbündeneu Gasabfangeinrichtung A,
-B nach- Abb. 2; ferner aus einem Absorptionsaume C und aus einer Registriervorrichtung
E, F -besteht.
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Das in- die Absorptionsflüssigkeit.f4 :ein= tauchende Rohr P trägt
eine .oben verengte Kammer q, die mittels eines Kanals mit einer Kammer s verbunden
ist. Von der Kammer steigt nach oben ein enges Rohr u auf, das von einem Behälter
t umgeben ist, der bis zu einer Ebene N7 eine Sperrflüssigkeit f 5 enthält. - In
diese taucht eine Registrierglocke v, die mittels. eines Gestänges eine Schreibfeder
zv trägt ,und das Rohr u überdeckt. Die Decke der Kammer q wird von einem
Standrohre r durchdrungen, das bis zu einer Ebene III in diese hinabragt. Der Behälter
t trägt mittels eines Tellers ein Gehäuse y für ein Uhrwerk, um dessen Trommel x
ein mit einer Skala versehener Registrierstreifen gelegt ist.
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Vorn Absorptionsraum C steigt ein oben abwärts gebogenes Druckausgleichrohr
m auf, das etwas oberhalb einer Ebene N1 in das -Wasser-Standrohr i einmündet, und
ferner besitzt der, Absorptionsraum C einen verschließbaren Überlauf o zu dem Zwecke,
das Ruheniveau N4 der Absorptionsflüssigkeit f 4 einregulieren zu können, die zwischen
sich und der Decke des Absorptionsraumes einen Raum w freiläßt. -Dieser Gasuntersuchungsapparat
wirkt wie folgt: Im Ruhezustande befindet sich das Betriebswasser fr in einem Niveau
NI, die Absorptions= flüssigkeit im Niveau 1V4 und die Sperrflüssig= keit f5 der
Registrierglocke v in einem NiveauN,: Sind nun in der zu. Abb. 2 beschriebenen Weise
der Behälter A und der Abfangraum B durch vorher gesunkenes Wasser f, mit--Gas angefüllt
worden, und steigt sodann das Wasser bis zu seinem Höchstniveau N2 auf, wird also
dadurch die abgefangene Gasprobe aus dem Raume B durch das Rohr
d hindurch in den Absorptionsraum C gedrängt, so. wird der hierfür erforderliche
Verdrängungsdruck durch eine von der Marke 1V1 des Raumes B und der Ebene
N2 begrenzte, in ihrer Wirkung aber von der Eintauchtiefe des Rohres d in die Flüssig=
keif f4 beeinflußte Wasserdrucksäule Hl bewirkt, der eine jetzt auch. im Rohre a
aufgestiegene Säule der Flüssigkeit f 2 söwie eine im Räume q und in dessen Druckrohr
y aufgestiegene -Säule H2 der -Absorptionsflüssigkeit f4 das Gleichgewicht halten.
Unter dem Verdrängungsdruck Hi tritt nun die Gasprobe aus dem Raume B und aus dem
Rohre d in eint' zelnen Blasen durch die Absorptionsflüssigkeit f4 hindurch in den
Raum n. Demzufolge sinkt die Absorptionsflüssigkeit f 4 im Raume C
um
so mehr,-' z. B. bis 'zu einer Ebene N6, je größer genannter Gasrest ausfällt und
steigt --in entsprechender Menge durch das Röhr-p hindurch im Raume q auf. Dabei
verdrängt sie aüs diesem zunächst einen Teil der darin befind= lichen Luft durch
das Rohr y hindurch ins Freie. Sobald jedoch die Flüssigkeit fQ die untere Mündung
des Rohres y absperrt, wird die im oberen Teile des Raumes q um das Rohr
r herum verbliebene Luftmenge hydraulisch abgefangen, -von der nun ein Teil dadurch
dem Registrierzwecke dient, daß er von der weiter steigenden Flüssigkeit f 4 durch
die Kammer s und das Rohr u hindurch unter die Registrierglocke v gedrängt wird.
Dabei bleibt diese Glocke vorerst noch so lange in Ruhe, bis ihre Sperrflüssigkeit
fs innerhalb der Glocke bis zu einer Ebene N9 gesunken, außerhalb der Glocke aber
bis zu einer Ebene N" angestiegen ist, so daß sich eine Flüssigkeitssäule H4 einstellt,
die dem wirksamen Eigengewicht der Glocke samt deren Schreibzeug w das Gleichgewicht
hält, die Glocke v also in schwebenden Zustand versetzt, so daß diese erst hiernach
einer ihr jetzt noch von der Flüssigkeit f4 zugedrängten Luftmenge zum Registrierzwecke
ausweicht und das Aufzeichnen des Ergebnisses der Gasanalyse vermittelt. Hierbei
wird die Einstellung der Flüssigkeitsdrucksäule H4 für die Glocke v dadurch bewirkt,
daß sich zugleich mit dieser auch im Rohre r eine von den Ebenen IV und N$ begrenzte
Säule H3 der Flüssigkeit f4 einstellt, die der Säule H4 das Gleichgewicht hält.
Dem Gesamtregistrierzwecke dient also die zwischen den Ebenen III und IV aus dem
Raume q verdrängte Luftmenge, die mit der Ebene IV verschieden, -und zwar um so
größer ausfällt; je weniger Gas aus der analysierten Gasprobe absorbiert wurde.
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Die Wiederherstellung des atmosphärischen Druckes im Raume n nach
beendigter Gasanalyse ertolgt dadurch, daß das Wasser nach dem Aushebern des Standrohres
i bis zur Ebene N1 die Einmündung des Druckausgleichröhres m am Rohre
i freigibt, also den Raum n
wieder mit der Atmosphäre verbindet, worauf
auch die Absorptionsflüssigkeit f4 wieder aus dem Raume q ,in den Raum C, d. h:
in ihr Ruheniveau N4, zurückfließt und der Apparat wieder für eine neue Gasanalyse
bereitgestellt ist.