DE412409C

DE412409C - Mc Leodsches Manometer

Info

Publication number: DE412409C
Application number: DES63708D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1925-04-18

Description

Ne Leodsches Nanometer. Als Meßapparat für hohe Vakua dient gewöhnlich ein sogenanntes Mc Leodsches Manometer, das darauf beruht, daß ein bekanntes Volumen des verdünnten Gases durch erhöhten Druck auf ein kleineres Volumen zusammengepreßt wird und aus den beiden bekannten Volumina und dem bekannten höheren Druck auf den unbekannten niederen Druck geschlossen wird. Hierbei wird das Vakuum vom äußeren Luftdruck durch eine Quecksilbersäule abgeschlossen, die demnach fast die,dem Atmosphärendruck entsprechende Höhe hat. Da zur Einengung des Gasvolumens noch Hubbewegungen von 2 o bis 30 cm hinzukommen, so besitzen solche Apparate eine Höhe von über i m und sind außer-.ordentlich schwerfällig, so daß sie an manchen Apparaten, wie z. B. Gleichrichtern, nur schwer oder überhaupt nicht angebracht werden können. Dieser Mangel fällt um so mehr ins Gewicht, als er durch den Zweck der Apparate nicht gerechtfertigt ist. Es genügt, wenn die Manometer Drucke innerhalb enger Grenzen angeben, wie sie für den Betrieb der Vakuumapparate in Betracht kommen. Daß also die lange und unhandliche Quecksilbersäule anderseits den Vorteil bietet, daß man mit ihr auch höhere Drucke messen kann, kommt , für die Praxis nicht in Betracht.
Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die zur Einengung des Volumens notwendige Druckvergrößerung nicht durch Heben oder Senken einer freien Quecksilbersäule, sondern durch Bewegung eines Tauchkolbens bewirkt wird, der in die Sperrflüssigkeit, gewöhnlich Quecksilber, taucht. Der Kolben bewegt sich in einjeni die Sperrflüssigkeit enthaltenden. Zylinder, der zweckmäßig nur wenig weiter ist .als er selbst,, so daß :die Sperrflüssigkeit schon bei einer geringen Senkung des Kolbens bedeutend steigt. Er wird am einfachsten durch magnetische Kräfte bewegt und wird demnach entweder ganz aus magnetischem Material, am einfachsten Eisen, hergestellt, oder das magnetische Material befindet sich nur an seinem unteren Ende und kann. dann gleichzeitig durch sein Gewicht die Stabilität des Kolbens bei der Tauchbewegung 'sicherstellen, indem es ihn stets in vertikaler Lage hält.
Die Abbildungen zeigen Beispiele der Ausführung. i bedeutet den Zylinder, 2 den Tauchkolben, 3 ein aus Eisen oder ariderem magnetischen Material bestehendes Stück an seinem unteren Ende. Im Ruhezustande befindet sich der Kolben in der punktiert gezeichneten Lage. Die Sperrflüssigkeit erfüllt den unteren Teil der Röhre i und läßt die Zuführung zur Kugel io frei, so daß in dieser wie überhaupt in der ganzen Röhre i der Druck des zu- messenden, durch die Röhre 9 angeschlossenen Vakuums herrscht. Die abgesperrte Luft befindet sich in der Kugel i o und in dem sich anschließenden engen Meßrohr i i. Wird nun der Tauchkolben 2 nach unten bewegt, so steigt die Sperrflüssigkeit, und das in der Kugel i o befindliche Gas wird in das Meßrohr i i gepreßt. Eine Pufferfeder ,1 schützt den Tauchkolben vor zu heftigen Bewegungen und dient auch dazu, die gichtige Eintauchtiefe einzustellen, falls aus den durch die Konstruktion bedingten Gründen das Gewicht des Eisenkernes 3 zu groß gewählt sein sollte. 5 bedeutet die Spule eines Elektromagnete n, d er den unteren Teil des Gefäßes umgibt, und an dessen Stelle auch -ein permanenter Magnet treten, kann. In der Abbildung ist ein Elektromagnet 5 angenommen, der das untere Ende des Gefäßes i umgibt.
Eingestellt wird der Kolben entweder dadurch, @daß der auf ihn einwirkende Magnet bewegt wird; in der Abb. i ist beispielsweise angenommen, daß der Teller 6, auf dem er ruht, durch einen H@ebiel 8 dem Tauchkolben genähert oder von ihm entfernt werden kann.. Oder man kann bei Verwendung eines Elektromagneten diesen auch durch Änderung des Widerstandes in seinem Erregerstromkreis einstellen. Beide Einstellungsarten lassen sich auch vereinigen, beispielsweise, indem grob von Hand, fein durch Widerstandsschaltung .eingestellt wird. Auf dem Teller kann auch ein Polstück 7 angeordnet sein, das die magnetische Anziehung auf den Kern; 3 verstärkt.
Wünscht man den Fehler zu vermeiden, der durch die Kapillardepression in der Meßröhre i i entsteht, so ordnet man neben ihr eine zweite gleich weite Röhre i 2 an. Die Differenz der Ablesungen ist dann von der Kapillardepression unabhängig. Man kann die Einstellung dadurch erleichtern, daß man in dieser Röhre 12 eine becherförmige Erweiterung 13 anbringt, in deren Bereich sich die Höhe der Sperrflüssigkeit nur langsam ändert.
Die Meßröhre i i kann, da sich die praktisch in Betracht kommenden Druckgrößen innerhalb enger Grenzen bewegen., sehr kurz sein; man wird sie nicht größer machen, als für die praktischen Zwecke nötig ist.
Eine wesentlich vereinfachte Form des Manometers zeigt Abb.2. Hier befindet sich das Ausdehnungsgefäß io mitsamt der Kapillare innerhalb des Tauchkolbens 2, mit dem es durch Zusammenblasen des Glases vereinigt ist. Die Sperrflüssigkeit dringt durch Löcher 14 in den Ausdehnungskolben i o rund die Kapillare i i ein. Diese Form Metet den großen Vorteil, daß er außerhalb des Gefäßes i keinen zerbrechlichen Teil zeigt. Da idie Sperrflüssigkeit außen höher steht ,als in der Maßröhre i i, wodurch die Ablesung erschwert würde, so biegt man das Ende 15 der Maßröhre seitlich etwa um einen Winkel von 30" um und liest den Stand der Sperrflüssigkeit von oben duxch den Spiegel 16 seitlich ab. Die Maßröhre wird man zweckmäßig nicht in der Achse des Gefäßes, sondern seitlich anbringen; um für die Maßstrecke 15 eine größere Länge zu ermöglichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mc Leodsches Manometer,- gekennzeichnet durch einen in die Sperrflüssigkeit eintauchenden Kolben, durch dessen Bewegung die Höhe der Sperrflüssigkeit geregelt wird.
2. Manometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben durch magnetische Kräfte bewegt wird.
3. Manometer nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch ein Stück aus magnetischem Material am unteren Ende des Tauchkolbens, auf das die magnetischen; Kräfte einwirken. .
4. Manometer nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen Elektromagneten, der den unteren Teil des Gefäßes umgibt.
5. Manometer nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Gefäßes befindliche Magnet derart bewegbar ist, daß durch ihn ider Tauchkolben eingestellt wird.
6. Manometer nach Anspruch i und 2 und .l, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben durch Änderung des Widerstandes im Erregerkreise des Elektromagneten einstellbar ist.
7. Manometer nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet durch die Vereinigung beider Einstellungsarten. B.
Manometer nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch ein Polstück (7) aus magnetischem Material, das den magnetischen Zug der Magnetspule verstärkt. g.
Manometer nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Pufferfeder (4) für den Tauchkolben, i o.
Manometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßröhre eine ihr gleich weite Röhre nebengeschaltet ist. i i.
Manometer nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine becherförmige Erweiterung in der der Maßröhre nebengeschalteten Röhre.
12. Manometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Maßrohr nur so lang ist, als es die Messung der praktisch in Betracht kommenden Drucke erfordert.
13. Manometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Ausdehnungsgefäß und Maßröhre mit dem Tauchkolben vereinigt sind.
14. Manometer nach Anspruch i und 13, gekennzeichnet durch Öffnungen (14), durch die .die Sperrflüssigkeit (14) in den Meßkolbeneintritt.
15. Manometer nach Anspruch i und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßröhre an ihrem oberen Ende schräg seitwärts' gebogen ist.
16. Manometer nach Anspruch i und 14, gekennzeichnet durch einen Spiegel zur Ablesung des Flüssigkeitsstandes.