DE528668C - Membran zum Abdichten von Druckraeumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einer nicht benetzenden Flüssigkeit, wie Quecksilber, be-, deckte Membran zum Abdichten von Druckräumen, insbesondere für Gasgeräte, wie Gasdruckregler. Poröse Membranen zur Abdichtung von Druckräumen, insbesondere für Gasgeräte, bei der in Verbindung mit einer Flüssigkeit der Kapillardruck als Dichtungsdruck wirkt, z. B. getränkte Stoff- und Leder- membranen, sind bekannt und werden u. a. bei Gasdruckreglern und Gasmessern angewendet. Man benutzt zur Tränkung eine die poröse Membran benetzende Flüssigkeit, wie z. B. Olivenöl. Diese Membranen vermögen jedoch nur gegen niedrige Drücke (bis einige Meter Wassersäule je nach Porengröße der Membran) zu dichten, weil eben als Mittel zur Erzeugung oder Aufrechterhaltung des als Dichtungsdruck wirkenden Kapillardruckes

_ao eine die poröse Membran benetzende Flüssigkeit benutzt wird, bei der die Kapillarkonstante oder Oberflächenspannung nur gering ist. Infolgedessen besitzen diese Art Membranen auch den Nachteil, daß sie bei

a₅ geringer mechanischer Verletzung durch einen Riß oder ein kleines Loch sofort gasdurchlässig werden und damit den Betrieb des Gasgerätes stören. Auch ist ein wirksamer Schutz, besonders gegen die schädlichen Gaseinwirkungen auf getränkte Membranen nach bekannt gewordenen Methoden (z. B. nach Patent 3083, 13 981, 3188 oder 6819) nicht zu erreichen gewesen. Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem sie sich zur Aufgabe stellt, eine besonders für Gasdruckregler geeignete Membran zu schaffen,

1. die gegenüber bekannten Ausführungen bei gleicher Porengröße der porösen Membran bis zu Drücken zu dichten vermag, die ein Vielfaches der bisher erreichten Dichtungsdrücke betragen;

2. die selbst bei geringen Beschädigungen der porösen Membran nicht sofort gasdurchlässig wird, und

3. die einen wirksamen Schutz der porösen Membran, besonders gegen die schädlichen Einwirkungen des Gases vorsieht, so daß im Laufe der Zeit die Dichtungswirkung nicht nachläßt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer mit einer nicht benetzenden Flüssigkeit, wie Quecksilber, bedeckten Membran zum Abdienten von Druckräumen darin, daß die Flüssigkeit die poröse Membran auf der Druckseite bedeckt. Hierbei wirkt die Kapillardepression dichtend.

Es sind bereits Geräte und Einrichtungen bekannt geworden, bei denen mit einer Flüssigkeit bedeckte Membranen eingebaut sind. Hierbei wird jedoch entweder eine die poröse Membran benetzende Flüssigkeit angewendet, wobei die Wirkung des erhöhten Dichtungsdruckes nicht erreicht wird, oder es werden nicht benetzende Flüssigkeiten,

wie Quecksilber, zusammen mit nicht porösen Membranen, wie Gummi- oder Metallmembranen, angewendet, bei denen also nicht die Kapillaradhäsion oder -depression als Dichtungsdruck wirkt und somit die Flüssigkeit, einerlei ob sie auf der Druckseite oder der dem Druck abgewendeten Seite der nicht porösen Membran angeordnet ist, jeweils einem anderen als dem Zwecke der Erfindung dient.

Als Bedeckungsflüssigkeit hat sich bei dem Erfindungsgegenstand Quecksilber als besonders geeignet erwiesen, einmal wegen seiner die Ledermembran nicht benetzenden Eigenschaft infolge der ihm eigenen großen Oberflächenspannung, zum anderen wegen seines indifferenten Verhaltens sowohl gegen das Gas als auch gegen poröse Körper, wie z.B. Ledermembranen, worauf der bei der Erfindung erreichte Schutz der Ledermembran beruht, da sie mit dem Gas nicht mehr in Berührung kommt und auch von dem Quecksilber nicht angegriffen wird. Die bei der Erfindung ferner erreichte hohe Dichtungsfähigkeit hat sich in Versuchen bestätigt, bei denen sich ergab, daß bei gleicher Porengröße der porösen Membran (was beim Versuch durch Benutzung derselben Ledermembran gewährleistet war) bei der Bedeckung mit Quecksilber infolge der Kapillardepression die 12- bis I5fachen Dichtungsdrücke gegenüber der ölgetränkten Membran, erreicht worden sind. Es konnte weiterhin durch Versuche festgestellt werden, daß geringe Beschädigungen der porösen Membran diese noch nicht unbrauchbar machen, insofern, als bei den gewöhnlich zur Anwendung kommenden Verbrauchsdrücken in Hausgasleitungen (von 60 bis 80 mm WS) noch kein Gasdurchlaß eintritt; so wurden versuchsweise in die mit Quecksilber bedeckte Ledermembran eine Anzahl Löcher mit 0,3 mm Durchmesser eingestochen und festgestellt, daß trotzdem noch ein Dichtungsdruck von 600 mm WS einwandfrei dauernd aufrechterhalten blieb.

Da die poröse Membran durch die auf der Gasseite erfolgende Bedeckung mit einer sie nicht benetzenden, also durch sie nicht hindurchdiffundierenden Flüssigkeit gegen Gaseinwirkung geschützt ist, wird es ohne weiteres möglich, die zu verwendende poröse Membran, z. B. Ledermembran, mit einer Flüssigkeit zu tränken oder sie auf der dem Gas abgekehrten Seite mit einer sie benetzenden Flüssigkeit zu überschichten, um sie auf diese Weise auch vor etwaigen Lufteinwirkungen zu schützen. Auf diese Weise wird die poröse Membran, also auf beiden Seiten, durch Flüssigkeiten vor der Berührung einerseits mit Gas, andererseits mit Luft bewahrt.

Daß durch diese Tränkung der porösen Membran gleichzeitig eine zusätzliche Steigerung des Dichtungsdruckes eintritt (da die Kapillarattraktion der Tränkflüssigkeit sich addiert zu der Kapillardepression der Bedeckungsflüssigkeit), ist ein Vorteil, aber von nicht wesentlicher Bedeutung, da, wie erwähnt, die Versuche ergeben haben, daß dieser zusätzliche Dichtungsdruck nur ein kleiner Bruchteil (¹J₁₂ bis ¹Z₁₅) des erfindungsgemäß erreichten Dichtungsdruckes ausmacht. Die Bedeckungsflüssigkeit auf der porösen Membran könnte nach dem Einbau der Membran in das Gerät, z. B. in den Druckregler, nach dessen Montage am festen Ort eingebracht werden. Es ist jedoch von praktischem Vorteil, das Gerät in der Fabrik fertig, d. h. mit der einzubringenden Bedeckungsflüssigkeit zu liefern, weshalb es zweckmäßig ist, das die Membran mit der Bedeckungsflüssigkeit aufnehmende Gehäuse so auszubilden, daß die Flüssigkeit sich nur innerhalb eines abgegrenzten, geschlossenen Raumes während des Transportes des Gerätes bewegen kann. Eine sehr zweckmäßige Vorkehrung dieser Art ist es, eine zweite, gewöhnliche Membran so anzuordnen, daß die auch diese zweite Membran nicht benetzende " Flüssigkeit zwischen beiden Membranen eingeschlossen bleibt.

Die mit der Membranausbildung erreichbaren hohen Dichtungsdrücke können dazu führen, daß die üblichen Stoff- oder Ledermembranen den erhöhten Beanspruchungen nicht mehr gewachsen sind, so daß es notwendig wird, besondere Maßnahmen zur Erhöhung der Zerreißfestigkeit der angewendeten porösen Membran zu treffen; eine derartige Maßnahme kann zweckmäßig darin bestehen, z. B. zwei oder mehrere Membranen, erforderlichenfalls unter Zwischen- oder Unterlegen eines Metall- (z.B. Stahldraht-) Gewebes, miteinander zu verbinden.

Da, wie erwähnt, sich bei den Versuchen ergeben hat, daß selbst Porengrößen von beispielsweise q,3 mm noch Dichtungsdrücke von 600 mm WS ergeben, wird es möglich, in Fällen, wo geringere Ansprüche an die Höhe des gewünschten Dichtungsdruckes gestellt werden, als poröse Membran feinmaschige Siebe aus einem gegen die Bedeckungsflüssigkeit indifferenten Stoff, also z. B. Textil- oder Stahldrahtgewebe, zu benutzen, wenn aus irgendwelchen Gründen die sehr feinporigen Ledermembranen keine Verwendung finden sollen.

Die mit der Membran nach der Erfindung erreichbaren hohen Dichtungsdrücke, ihre Unempfindlichkeit gegen kleinere mechanische Beschädigungen und die durch den Schutz vor den Gaseinwirkungen erreichte dauernde,

Claims (4)

1. 52S668

   im Laufe der Zeit nicht nachlassende Dichtungswirkung, machen die Membran in besonderem Maße geeignet, z. B. sie bei Gasdruckreglern, die in bewohnte Räume einzubauen sind, als die gegen Atmosphäre arbeitende Membran zu verwenden. Bekanntlich ist es notwendig, bei den Hausdruckreglern hinter der gegen Atmosphäre arbeitenden bisher benutzten, nur mit Öl getränkten Ledermembran besondere Sicherheitseinrichtungen vorzusehen gegen das Entweichen der kleinen Gasmengen, die im Laufe der Zeit infolge des Austrocknens der Membran durch diese hindurchtreten; derartige Sicherheitseinrichtungen können bei Anwendung der Membran nach der Erfindung erspart werden. Dasselbe trifft auch zu bei den sogenannten Nebenstromsteuerreglern, bei denen als gegen Atmosphäre arbeitende, das Nebenstromsteuerventil betätigende Membran meistens eine Metallmembran verwendet wird, die aber wegen der mit ihrer Durchbiegung wachsenden Widerstandskraft äußerst dünn als Folie ausgebildet werden muß, womit sie aber wieder der Gefahr unterliegt, im Laufe der Zeit unter den Dauerbeanspruchungen der Steuerbewegungen Risse zu bekommen, so daß sich eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung ebenfalls als notwendig erweist.

   Ersetzt man demnach Metallmembranen durch die Membran gemäß der Erfindung, so können auch hier besondere Schutzmaßnahmen erspart werden. Entsprechend der vorzugsweisen Verwendung des Erfindungsgegen-Standes bei Gasdruckreglern ist in der Zeichnung in einer Abb. 1 Anwendung, Ausbildung und Einbau der Membran innerhalb eines Druckreglers in einem Schnitt zur Darstellung gebracht. In Abb. 2 ist die Membran als in sich abgeschlossenes Gebilde ebenfalls in einem Schnitt dargestellt, in welcher Form sie zum Einbau in beliebige Gasgeräte geeignet ist.

   Bei dem Gasdruckregler in Abb. 1 wird dessen Ventil 1 von der porösen Membran, z. B. der Ledermembran 2, aus durch den Verbrauchsdruck gesteuert. Die innere Gehäusewand 4 grenzt einen Raum 5 ab, der mit dem Hinterdruckraum 6 des Reglers in Verbindung steht und in dem die die Ledermembran nicht benetzende, also nicht durch sie hindurchdiffundierende Flüssigkeit 3 auf der Druck- oder Gasseite über der Ledermembran angeordnet ist. Damit wird die abdichtende Wirkung infolge Kapillardepression als auch der Schutz der porösen Membran vor der Berührung mit Gas im Sinne der Erfindung erzielt.

   In der Abb. 2 ist dargestellt, wie die die poröse Membran 2 nicht benetzende Flüssigkeit 3 zweckmäßig durch Anordnung einer zweiten, gewöhnlichen Membran 7 unter Einspannung am Rande vermittels der Klemmringe 8 und des Zwischenringes 9 zwischen den beiden Membranen 3 und 7 eingeschlossen ist. Die Unterstützung der Membranen kann in bekannter Weise mit den Membrantellern 10 erfolgen. Vor Einschrauben der Steuerspindel 11 erfolgt die Einfüllung der Flüssigkeit 3. Der Einbau in ein beliebiges Gasgerät hat so zu erfolgen, daß der abzudichtende Raum, d. h. der Gasdruck, sich auf der Seite der Bedeckungsflüssigkeit, d. h. oberhalb der Hilfsmembran 7, befindet.

   P Λ T 1£ N T Λ N S P K Ü CIIE :

   ι. Mit einer nicht benetzenden Flüssigkeit, wie Quecksilber, bedeckte Membran zum Abdichten von Druckräumen, insbesondere für Gasgeräte, wie Gasdruckregler, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit die poröse Membran auf der Druckseite bedeckt.
2. 2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Ledermembran oder einem feinmaschigen Sieb aus einem gegen die Bedeckungsflüssigkeit indifferenten Stoff, z. B. Textil- oder Stahldrahtgewebe, besteht. S°
3. 3. Membran nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von Stoff oder Ledermembranen zur Erhöhung der Zerreißfestigkeit zwei oder mehr Membranen, erforderlichenfalls unter Zwischenlegen oder Unterlegen eines Stahldrahtgewebes, miteinander verbunden sind.
4. 4. Membran nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, gewöhnliche Membran so angeordnet ist, daß die nicht benetzende Flüssigkeit zwischen beiden Membranen eingeschlossen bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Berlin. GfcbhuCKT Ib dek REiciisbRt'c