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Vorrichtung zur Bestimmung von Gasbestandteilen mit Hilfe eines im
Gasmeßraum beweglich untergebrachten Absorptionsmittels Es sind zur Bestimmung von
Gasbestandteilen bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen ein abgemessenes Volumen
des zu untersuchenden Gases mit einem Absorptionsmittel in Berührung gebracht und
der nach der Absorption entstehende Unterdruck, welcher das Maß für .den Prozentgehalt
des zu bestimmenden Bestandteiles bildet, mit Hilfe eines Manometers bestimmt wird.
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Die verschiedenen Apparatetypen unterscheiden sich vornehmlich nach
der Art fles Absorptionsmittels, ob flüssig oder fest, und des Manometers, ob Flüssigkeits-
oder Membrantnanometer,weiterhin nach der Art und Weise, wie das abgemessene Gasvolumen
mit dem Absorptionsmittel in Berührung gebracht wird. So wird nach einer Type rias
zu untersuchende Gas zuerst in einem Pumpenzylinder abgemessen und hierauf durch
Bewegung des Pumpenkolbens in ein getrennt angeordnetes Absorptionsgefäß übergeleitet,
bei einer anderen Type wird ein flüssiges Absorptionsmittel in den Gasmeßraum einfließen
gelassen und endlich bei einer dritten Type das Absorptionsmittel auf einen Fallkörper
aufgelegt, der im Gasmeßraum im geeigneten Momente zum Fallen und zur Einwirkung
auf (las Gas gebracht wird.
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Die Apparate der ersten Type bestehen aus drei Hauptbestandteilen,
und zwar Pumpe, Absorptionsgefäß und Flüssigkeitsmanometer, deren Verbindung ein
Mehrweghahn besorgt. Bei diesen Apparaten ergaben sich in der Praxis vielfach Störungen,
die hauptsächlich dadurch entstanden, daß durch die kleinste Unachtsamkeit bei den
Untersuchungen die Manometerflüssigkeit in das Absorptionsgefäß und in die Pumpe
gepreßt wurde, worauf dann der Apparat unbenutzbar war. Außerdem waren durch die
beweglichen Bestandteile des Apparates (Pumpe und Hahn), außerdem durch viele Abdichtungsstellen
die Möglichkeit zu Undichtheiten gegeben, wodurch die Präzision der Anzeigen litt.
Auch ,durch den Einbau der Pumpe in den Mehrweghahn konnte letzterer Nachteil nur
in geringem Maße behoben werden.
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Bei den Apparaten der zweiten Type ist der Gasmeßraum von dem Raume,
in welchem sich das Absorptionsmittel befindet, vollständig abgetrennt. Erst zum.
Zwecke der Absorption werden beide Räume miteinander verbunden und das Absorptionsmittel
zum Einfließen in den Gasmeßraum gebracht. Bei diesen Apparaten ist es erforderlich,
den Gasmeßrauan nach jeder Untersuchung von den anhaftenden Resten der Absorptionsflüssigkeit
zu reinigen, was ein schnelles Arbeiten hindert.
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Bei den Apparaten der dritten Type ist der
mit dem
Absorptionsmittel beschickte Fallkörper am Deckel des Gasmeßgefäßes befestigt und
wird durch Druck auf einen Knopf von- außen zum Fallen und zur Einwirkung auf das
Gas gebracht. Dabei kommen die Gase mit dem Absorptionsmittel nur an dessen Oberfläche
in Berührung, und. es kann die Absorption nicht rasch und gründlich vor sich gehen,
weil die Berührungsfläche nur eine sehr beschränkte ist. Auch hier muß der
Ap-
parat nach jeder Untersuchung zum Zwecke der Befestigung des Fallkörpers
geöffnet, gereinigt und das Absorptionsmittel erneuert werden, was auch bei diesem
Apparatetyp ein schnelles Arbeiten hindert.
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Alle diese Übelstände sind durch die vorliegende Erfindung teils ganz
behoben, teils auf ein Minimum reduziert, so daß der ganz aus Metall herstellbare
Apparat nicht nur ein präzises, sondern auch ein sehr rasches Arbeiten gestattet.
Der neue Apparat unterscheidet sich darin von den bekannten Anordnungen, daß im
Gasmeßraum ein gasdurchlässiger fester Absorptionskörper derart gleitbar angeordnet
-ist, daß beim Bewegen des Apparates, z. B. beim Kippen, der Absorptionskörper im
Gasmeßraum hin und her bewegt wird, so daß eine Durchspülung des Absorptionskörpers
mit dem Gasgemenge stattfindet. Der Absorptionskörper besteht gemäß der Erfindung
aus einem mit einer gasdurchlässigen Absorptionsmasse beschickten Hohlkörper, der
an seinem oberen und unteren Ende mit Öffnungen für den Gasdurchtritt versehen ist.
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In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform eines derartigen
Apparates beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i den Apparat im Längsschnitt,
Abb. 2 im Querschnitt nach der Linie A-A der Abb. i.
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Der Apparat besteht aus einem Behälter 17 aus Holz o. dgl., in .dem
sich das Meß- und Absorptionsgefäß 4 nebst den erforderlichen Hilfseinrichtungen
befindet. Das Meß- und Absorptionsgefäß besteht aus einem durch eine Schraube 16
dicht abschließbaren Hohlzylinder q. z. B. aus Messing. In dieses Gefäß q. ist ein
Absorptionskörper 7 (Fallkörper) beweglich eingesetzt. Er ist im vorliegenden Falle
zylindrisch und so bemessen, daß er den Zylinder q. unter Freilassen eines entsprechend
großen Meßraumes 3 zum Teil ausfüllt und in seiner Längsrichtung mit geringer Reibung
im Zylinder q. verschiebbar ist. Der Absorptionskörper besteht aus einem zylindrischen
Rohr, das mit dem absorbierenden Material derart beschickt ist, daß ein gasförmiger
Stoff leicht .durch die Absorptionsmasse hindurchdringen kann. Diese Masse besteht
z. B. bei Bestimmung von Kohlensäure aus gelöschtem Kalk. Soll eine Flüssigkeit
als Absorptionsmittel dienen, so läßt man sie von einem festen, porösen Körper,
wie z. B. Bimsstein in Stücken, aufsaugen. Um dem zu analysier-enden Gasgemenge
ungehinderten Zutritt zur Absorptionsmasse zu geben, muß der Körper 7 aan oberen
und unteren Ende mit Öffnungen versehen sein. Bei dem in der Zeichnung dargestellten
Fall ist am oberen Ende ein offenes Röhrchen 8 vorgesehen; das untere Ende ist durch
einen eingeschraubten Siebdeckel mit Öffnungen 9 verschlossen.
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Die Zuleitung des zu untersuchenden Gases zum Meßraum.3 wird durch
den Mehrweghahn 2 vermittelt. Bei der in ,der Abb. i veranschaulichten Stellung
des Hahnkükens steht der Meßraum 3 mit dem Kanal des Ansatzes i in freier Verbindung,
während der obere Kanal 5 des, Kükens ins Freie führt. Läßt man bei dieser Hahnstellung
das zu untersuchende Gasgemenge beim Stutzen i eintreten, so wird der Meßraum 3
von den Gasen durchspült, und diese treten dann durch den Kanal 5 ins Freie. Beim
Weiterdrehen des Hahnküken.s werden Kanal i und 5 verschlossen, und es wird gleichzeitig
der Meßraum 3 mit dem Raum 18 vor der Membran 6 verbunden (s. Abb. 2). Dieser Raum
ist allseitig geschlossen und nach außen zu von der elastischen, z. B. aus Metall
bestehenden Membran 6 begrenzt. Es wird nun der ganze Apparat ein oder- mehrere
Male gekippt. Hierdurch wird der Fallkörper 7 im Zylinder q. hin und her bewegt,
wobei die Gase mit dem Inhalt des Gefäßes 7 in innige Berührung kommen und derjenige
Bestandteil aus den Gasgemenge verschwindet, der von der Absorptionsmasse in 7 aufgenommen
wird. Es tritt infolgedessen ein Unterdruck im Meßraum 3 auf, der sich in den Raum
i8 fortsetzt und die Membran 6 um ein geringes Maß von außen nach innen durchdrückt.
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Zur Messung der Größe dieser Einbuchtung der Membran 6 dient die Stellschraube
i i, die als Mikrometerschraube ausgebildet sein kann, mit der Spitze io. Sie ist
in einem Stege i9, der z. B. aus Messing bestehen kann, gelagert und mit einer Scheibe
12 fest verbunden, die mit einer Skaleneinteilung am Umfange versehen ist. Diese
letztere ist durch das Fenster 2o in der Vorderseite des Behälters 17 sichtbar,
ebenso ein fester Zeiger 13, der auf dem Steg i9 befestigt ist. Beim Verdrehen der
Stellschraube dreht sich die Skalenscheibe 12 mit, und es kann mit Hilfe des Zeigers
13 durch das Fenster 2o die Größe der Drehung der Scheibe 12 und damit auch der
Schraube ii beobachtet werden.
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Vor Beginn der Messung steht die:Spitze io der Schraube i i eben .in
Berührung mit der Membran. Durch die Einbuchtung dieser
letzteren
infolge des Unterdruckes in 18 entsteht ein freier Raum zwischen der Schraubenspitze
io und der Membran 6. Wird nun die Schraube so lange gedreht, bis ihre Spitze wieder
mit der Membran in Berührung kommt, so gibt die Größe der Drehung ein Maß für den
Weg, um den sich die Membran von der Spitze entfernt hatte, und die Größe dieses
Weges kann durch das Fenster 2o unmittelbar abgelesen werden.
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Da die Berührung der Spitze io mit der Membran 6 nicht gut mit dem
Auge verfolgt werden kann, ist bei dem vorliegenden Apparat dafür gesorgt, daß ein
Lichtsignal den Moment der Berührung anzeigt. Dies wird dadurch erreicht, daß durch
den Kontakt von Spitze und Membran ein elektrischer Strom geschlossen wird, den
die Batterie 15 liefert und der das Glühlämpchen 1d. zum Leuchten bringt. Der Stromweg
ist in der Abb. 2 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Er geht von einem Pol
der Batterie zum Metallkörper, in dem die Membran gelagert ist, wobei zu bemerken
ist, daß dieser Weg von dem Steg i9 durch eine Isolierschicht 21 geschieden ist;
der Strom geht dann durch die Spitze io, den Steg i9, von da zur Lampe 1d. und von
dieser zurück zur Batterie, .die eine der gebräuchlichen Taschenlampenbatterien
sein kann.
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Nach Beendigung der Bestimmung wird das Hahnküken weitergedreht, so
daß eine Verbindung des Raumes 18 mit der Außenluft durch den Kanal 22 eintritt.
Der Unterdruck verschwindet, und die Membran 6 entspannt sich.
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Die Anzeige des Apparates kann statt auf die oben angegebene Art auch
durch Übertragung der Membranbewegung auf ein Zeigerwerk erfolgen.
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Wie ersichtlich, beschränken sich die Möglichkeiten der Undichtheiten
bei diesem Apparat auf die Dichtung der Füllschraube 16 und der Dichtungsflächen
des Hahnkükens.