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Vorrichtung zur Luftgüteprüfung, insbesondere zur Schlagwettermessung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftgüteprüfung durch Verbrennung und
Druckmessung, die insbesondere, aber nicht ausschließlich zur Schlagwettermessung
geeignet ist. Die Verbrennungskammer für das zu prüfende Gas wird hierbei durch
ein Organ gebildet, das gasdicht mit seinen Rändern auf eine Platte o. dgl. aufgesetzt
werden kann.
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.Vorrichtungen dieser Art, bei denen die Verbrennungskammer aus zwei
Teilen besteht, die entweder gasdicht zusammengefügt oder aber dem Zutritt der Luft
oder des zu prüfenden Gases geöffnet werden können, sind bereits bekannt. Es ist
auch bekannt, derartige Vorrichtungen so auszubilden, daß die Zündung in der Kammer
nur erfolgen kann, wenn diese geschlossen ist. Bei den bekannten Vorrichtungen wird
der Verschluß der Kammer entgegen der Wirkung einer Feder vorgenommen, die stets
bestrebt ist, die Kammer geöffnet zu halten. Dies ist natürlich für den gasdichten
Abschluß dieser Kammer von Nachteil. Außerdem erfolgt dort die Zündung in dem Augenblick,
in welchem die Verbrennungskammer abgeschlossen wird, da gerade durch die Berührung
der beiden. Teile der Kontakt hergestellt wird.
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Die Erfindung bezweckt nun, einen Apparat zu schaffen, bei dem der
Abschluß der Verbrennungskammer mit größerer Sicherheit erreicht wird und bei dem
die Zündung erst erfolgen kann, wenn die beiden Teile der Kammer mit einem gewissen
Druck gegeneinandergepreßt werden. Gemäß der Erfindung wird eine Platte o. dgl.,
auf welche der andere Teil der Verbrennungskammer gasdicht mit seinen Rändern aufgepreßt
werden kann, gegen die Wirkung einer Feder in einem Tragkörper in Richtung der Kraft
verschiebbar gemacht und die Zündvorrichtung so ausgebildet, daß erst nach einer
gewissen Verschiebung der die Verbrennungskammer bildenden Teile im Tragkörper die
Zündung erfolgen kann. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die beiden Hälften
der Kammer durch die erwähnte Feder mit Druck _gegeneinandergepreßtwerden und daß
die Zündung erst nach einer gewissen Zeit erfolgt, wenn nämlich eine Verschiebung
gegen die Kraft dieser Feder vorgenommen worden ist.
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Weiter wird nach 'der Erfindung vorgeschlagen, den einen der die Verbrennungskammer
bildenden Teile als Glocke auszubilden, die unter Zwischenschaltung einer Kugel
mit einer Schraube verbunden ist, welche in einem entsprechenden Gewinde im Tragkörper
der Vorrichtung geführt ist. Man kann so durch Verdrehen der Schraube den Druck
der Glocke auf die Platte der Verbrennungskammer erhöhen und die Verschiebung gegen
die Wirkung der erwähnten Feder erreichen,
ohne daß die Glockenränder
sich auf der Platte verdrehen.
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Durch Anordnung eines der Glockenform angepaßten Elementes innerhalb
der beweglichen Glocke, das mit letzterer nicht mechanisch verbunden ist, wird ein
geeignetes Durchrühren der Gase veranlaßt, sobald die Glocke zur Aufnahme der zu
prüfenden Gasmenge geöffnet wird.
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Zur Feststellung der Druck- bzw. Volumenänderung kann in üblicher
Weise ein bis zu einer gewissen Höhe mit Flüssigkeit angefülltes Rohr verwendet
werden, das mit seinem unteren Ende in einem Behälter eintaucht und mit seinem oberen
Ende mit der Verbrennungskammer in Verbindung steht. Um den Apparat möglichst klein
zu halten, wird dieses Meßsystem durch ein einfaches [)-Rohr ersetzt. Wegen der
geringen Aufnahmefähigkeit eines derartigen U-Rohres für Flüssigkeit besteht jedoch
diel Gefahr, daß bei der Verbrennung die Flüssigkeit aus dem Rohr herausgejagt wird,
wenn das andere Ende offen bleibt. Eine weitere Anordnung schlägt daher vor, das
eine Ende des U -Rohres unter der Auflagefläche der Glocke münden zu lassen, so
daß während der Verbrennung dieses Rohrende verschlossen ist.
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Eine andere Möglichkeit, die erwähnte Schwierigkeit zu überwinden,
besteht schließlich darin, daß man um die Glocke einen kleinen Hilfsraum vorsieht,
in welchen das sonst offene Ende des U-Rohres einmündet. Da die Glocke drehbeweglich
ist, muß dafür Sorge getragen werden, da.ß diese Verbindung unabhängig von der jeweiligen
Stellung der Glocke auf der Platte gesichert ist. Um Beeinflussungen des Meßvorganges
zu vermeiden, führt man gegebenenfalls ein Temperaturgleichgewicht in beiden Räumen
herbei, die mit den beiden Rohrenden verbunden sind.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in verschiedenen Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Abb. z einen senkrechten Schnitt durch eine Luftgüteprüfvorrichtung
zur Schlagwettermessung, Abb. a einen senkrechten Schnitt durch ein ähnliches Ausführungsbeispiel
einer Luftgüteprüfvorrichtung, Abb. 3 einen Schnitt durch eine Luftgüteprüfvorrichtung
gemäß Abb.2 um 9o° verdreht, Abb. ¢ einen Schnitt nach der Linie 4-q. der Abb. 2,
Abb.- 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Luftgüteprüfvorrichtung, gleichfalls
im senkrechten Schnitt.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. z ist a ein länglicher Behälter,
der wenigstens teilweise aus durchsichtigem Material besteht, bis zu einer gewissen
Höhe mit Flüssigkeit angefüllt und oben durch einen vorzugsweise aus porösem Stoff
bestehenden Pfropfen b abgeschlossen ist. In die Flüssigkeit dieses Behälters a
taucht ein durchsichtiges Rohr c ein, das an seinen beiden Enden offen und durch
den Pfropfen b nach außen geführt ist.
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Der ganze Behälter a mit dem Rohr c ist in einer mit Fenstern
d' ausgestatten Röhre d
eingesetzt. Auf diese Weise ist es möglich,
das Rohr c wenigstens in dem Teil, der über dem Flüssigkeitsspiegel des Behälters
a liegt, zu beobachten.
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Die Röhre d ist oben durch eine Platte c verschlossen, durch deren
Mitte das Rohr c ebenfalls hindurchgeführt ist. Die Oberfläche der Platte e vertieft
sich nach der Öffnung des Rohres c hin, derart, daß das Rohr mit der Oberfläche
der Platte abschließt. Eine ringförmige, ebene Zone f ist am Rande der Oberfläche
der Platte c vorgesehen, die vorzugsweise durch den Grund einer Ringnut gebildet
ist. Zwei Leitungen g1 und g2 sind durch die Platte c hindurchgeführt und miteinander
über der Plättee durch einen Platinglühdraht g3 verbunden.
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Die Röhre d ist mit leichter Reibung in eine zylindrische Hülse h
eingesetzt, die ebenfalls mit Fenstern hl ausgestattet ist, die den Fenstern ä'
gegenüberliegen. Zwischen den Böden d' und h2 der Röhre d und -der Hülse
h ist eine Feder i eingeschaltet. Die Hülse h ist so bemessen, daß
sie sich über die Platte e hinauserstreckt. In diesem Teil sind öffnungen h3 vorgesehen,
die der umgebenden Luft freien Zutritt gestatten. Um diesen Teil der- Hülse h ist
vorzugsweise ein verschiebbares Rohr 1a4 mit Öffnungen lzs angeordnet, durch dessen
Verdrehung die Öffnungen h3 verschlossen oder geöffnet werden können. Weiterhin
sind an dem Rohr h4 wenigstens zwei Schlauchnippel hs zur Befestigung von biegsamen
Schläuchen vorgesehen, deren öffnungen so angeordnet sind, daß sie sich mit Öffnungen
decken können, die durch die Hülse h in den oberen Raum dieser Hülse münden, wenn
der Raum von der Außenluft abgeschlossen ist.
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Das obere Ende der Hülse h ist durch eine Platte j verschlossen, die
in ihrer Mitte eine Bohrung j1 trägt. In dieser Ausbohrung ist eine teilweise mit
Gewindeversehene Stange j2 angeordnet, die über dem Gewindeteil eine Handkurbel
j3 o. dgl. trägt und unten einen glatt verlaufenden Teil j4, der so bemessen ist,
daß er frei durch die Ausbohrung j' hindurchtreten kann, und der in eine Kugel j5
ausläuft. Eine z. B. zylindrische Glocke k ist so ausgebildet, daß sie in den oberen
Raum der hülse h hineinpaßt und mit ihrem Rande
auf der ringförmigen
ebenen Zone f der Platte e aufliegen kann. Am oberen Teil dieser Glocke ist ein
kugelförmiger Raum zur Aufnahme der Kugel j5 vorgesehen, die dort durch irgendwelche
geeigneten Mittel festgehalten ist.
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Vorteilhaft ist im Innern der Glocke k mit Spiel eine umgestülpte
Wanne k1 aus dünnem Metall vorgesehen, die öffnungen k2 aufweist und sich im übrigen
der Innenform der Glocke anpaßt.
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Jede der Leitungen g1 und g2 steht mit je einem der Kontaktklötze
l in Verbindung, die an der Röhre d befestigt sind und denen gegenüber von der Hülse
h getragene nachgiebige Kontakte in derart angeordnet sind, daß sie mit den Kontaktklötzen
l in Berührung kommen, wenn die Röhre d in der Hülse 1a bis zur vollständigen
Zusammendrückung der Feder i herabgedrückt ist. Dieser Kontakt wird unterbrochen,
sobald die Feder i nach oben entspannt wird. Die Kontakte m werden mit den Klemmen
einer Stromquelle verbunden, und "der Stromkreis wird durch einen geeigneten Unterbrechern
überwacht.
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In den Abb. a, 3 und 4. ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Die bereits genannten Einzelteile sind mit den gleichen Bezugszeichen
wie in Abb. i bezeichnet.
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An der Platte e ist hier eine zylindrische Verlängerung d2 vorgesehen,
die mit leichter Reibung in dem oberen Teil der Hülse h verschiebbar ist, und in
deren Innerem sich die Glocke h frei auf und ab bewegen kann. Die Verlängerung d2
und die Hülse h sind mit Löchern d3 bzw. d4 versehen, die über der Platte e in Deckung
gebracht werden können, «renn letztere sich in erhobener Stellung befindet, so daß
die umgebende Luft Zutritt zur Glocke k findet. Die Glocke k und der verschiebbare
Teil der Vorrichtung mit der Platte e sind so angeordnet, daß, wenn z. B. durch
zufälliges Festklemmen o. dgl. der verschiebbare Teil in einer Stellung stehenbleibt,
in der die Zündung möglich ist, die Glocke k aus der Vorrichtung durch Abschrauben
des Pfropfens j nicht entfernt werden kann. Zu diesem Zweck befinden sich am oberen
Teil der Verlängerung d2 Anschläge, welche die Bewegung der Glocke k nach oben begrenzen
sollen. Die Anschläge können in kleinen Zungen d5 bestehen, die aus der Wand der
Verlängerung selbst herausgeschnitten und in ihr Inneres hineingebogen sind. Die
Enden der Zungen sind bis an die Innenwand der Hülse h zurückgebogen, derart, daß
die Zungen, wenn sie außer Eingriff mit der Hülse h kommen, zurücktreten und das
Entfernen der Glocke k gestatten (Abb. q.). ' Die elektrische Zündvorrichtung besteht
in einem Glühdraht g3, der zwischen zwei stangenförmigen Teilen g1 und g2 angeordnet
ist, die untereinander durch eine kleine Isolierplatte g4 verbunden sind und nach
Art von Kontaktstöpseln in hoble Klötze (Buchsen) g5 und gl eingedrückt werden können,
welch letztere in der Platte e derart angeordnet sind, daß die Oberfläche dieser
Platte -vollständig eben ist, um ein leichteres Polieren dieser Stützfläche für
die Glocke k zu ermöglichen. Der untere Teil der Röhre d ist durch einen Isolierpfropfen
verschlossen, durch den zwei elektrisch leitende Stangen g' und ga durchgeführt
sind, die mit den Buchsen g5 und gl leitend verbunden sind.
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Der Zürndungsunterbrecher ist im unteren Teil der Hülse lc vorgesehen
und besteht beispielsweise in einem einfachen Druckknopf n1, der zwei Lamellen x2
und n3 miteinander bzw. mit den unteren Enden der Stangen g' und g3 verbindet.
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Zwecks Verkleinerung des Apparates ist das Meßsystem mit Rohr und
Behälter nach Abb. i hier durch ein einfaches U-förmig gebogenes Manometerrohr cl
ersetzt; dessen Enden an der Oberfläche der Platte c münden, und zwar das eine in
das Innere der Glocke k und das andere in einen in die Auflagefläche dieser Glocke
eingeschnittenen ringförmigen Kanal c2. Durch diese Anordnung wird es auch möglich,
den Druck in den beiden Armen des U-Rohres jedesmal dann ins Gleichgewicht zu bringen,
wenn die Glocke k von ihrem Sitz abgehoben wird. Die Glocke k ist in diesem Fall
so ausgebildet, daß sie einen möglichst geringen Rauminhalt hat, so daß die Wanne
hl unnötig wird.
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In Abb. 5 ist eine weitere Abänderung an einem Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung vorgeschlagen. Es sind dort zwei gleiche Behälter q1 und q2
mit einer Scheidewand r im Innern der. Glocke k derart angeordnet, daß nach
dem Aufsetzen der Glocke k auf ihre ebene Sitzfläche f der Platte
e jeder dieser Behälter mit einem der Arme eines U-förmigen Druckmesserrohres
in Verbindung steht.
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Zu diesem Zweck gibt man der Scheidewand r- eine der Innenform der
Glocke k konzentrische Form, so daß der Prüfsaum q1 von dem Prüfraum q2 von allen
Seiten außer von der Seite der Platte e umgeben ist. Die Scheidewand y kann aus
dünnem Metall bestehen, um eine gute Wärmeleitung zu gewährleisten. Vorzugsweise
teilt man den Raum q2 durch Ansätze oder Wände durch die die Wärmeüberleitung vom
Raum q1 zum Raum q2 noch weiter begünstigt wird. An der Glocke k sind Durchlässe
s vorgesehen; die in der Auflagezone mit einer in die ebene Auflagefläche der Plattee
eingeschnittenen
Ringnut t verbunden sind. Diese Nut steht mit
einem der Arme des U-förmigen Meßrohres in Verbindung, während sich der andere Arm
in der Mitte der Platte e zum Prüfraum q1 öffnet.
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Durch diese Anordnung können auch solche Fehler vermieden werden,
die sich durch eine Druckänderung der Umgebungsluft zwischen dem Augenblick, in
welchem die Glocke geschlossen wird, und dem, in welchem die Zündung des Inhalts
der Glocke stattfindet, ergeben können. Die Drücke vor der Zündung sind bei dieser
Vorrichtung in dem Prüfraum q1 und q2 stets gleich; um so mehr, als der Inhalt sehr
schnell ins Temperaturgleichgewicht kommt.
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Der Luftgüteprüfer wird vorteilhaft neben dem Lampenkopf befestigt,
so daß der Schein der Lampe durch die Fenster dl und h' dringt, eine Beleuchtung
des Glasrohres bewirkt und damit die Beobachtung der Anzeigeflüssigkeit gestattet.
Die Stromquelle kann sowohl für die Lampe als auch für die Prüfvorrichtung Verwendung
finden. Um die Vorrichtung gegen den Eingriff nicht sachkundiger Personen zu schützen,
ist der Apparat nur von unten auseinandernehmbar durch Entfernung der Bodenplatte
der Hülse h, während die Platte j durch eine unlösliche Befestigung, z. B. durch
Verlöten bei v (Abb. i und 5), in der Hülse h gehalten wird. Die Bodenplatte h2
(Abb, i und 5) kann durch eine kleine Schraube FJ gegen Herausschrauben gesichert
sein, die vorteilhaft an der dem Lampenbehälter w zugewandten Seite angeordnet ist,
so daß ein Herausschrauben nur dann möglich ist, wenn der Lampenkopf zusammen mit
dem Luftgütemesser von dem Lampenbehälter getrennt ist.
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Die Handhabung und Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung ist
im folgenden für eine Ausbildung gemäß Abb. i beschrieben. Für die anderen Ausführungsbeispiele.
gemäß den Abb.2 bis 5 unterscheidet sich die Betätigung nur in geringen Einzelheiten.
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Befindet man sich in einer Schlagwetteratmosphäre, deren Gehalt an
Grubengas man festzustellen wünscht, so schraubt man die Schraube j2 hoch, derart,
daß sich vorerst die Glocke k von ihrer ebenen Sitzfläche f trennt.
Hat der Gewindeteil j2 die Bohrung j1 verlassen, so kann man durch Aufundabbewegen
der Kurbel die Glocke k durch ihre Bewegung mit dem die Vorrichtung umgebenden Gasgemisch
füllen, und zwar um so leichter, als die Wanne k1, die mit der Glocke k nicht mechanisch
verbunden ist, ein gründliches Durchrühren des in ihr enthaltenen Gasgemisches veranlaßt.
Die Schraube j2 wird jetzt wieder herabgeschraubt, so daß sich zuerst die Ränder
der Glocke k auf ihre Sitzfläche auflegen und den Luftprüfbehälter gasdicht abschließen.
Anschließend wird durch Weiterdrehen der Schraube j2 die Röhre d in der Hülse h
abwärts geschoben und druckt dadurch die Feder i zusammen. Hierbei berühren die
Kontaktlklötze l die Kontakte in. Durch Betätigung des Unterbrechers iz kann
nun die Zündung des in der Glocke k eingeschlossenen Gasgemisches erfolgen. Nach
dem Abkühlen der Vorrichtung kann man auf einer geeignet angeordneten Skala ablesen,-um
wieviel die Flüssigkeitssäule in dein Rohr c gestiegen ist, woraus man auf den Gehalt
an Grubengas schließt.
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Will man die Vorrichtung eichen, so bedient man sich vorzugsweise
einer vorher abgemessenen Mischung von Grubengas und Luft. Man schließt den oberenTeil
der Hülseh gegen die Außenluft ab, indem man die Röhre h4 so einstellt, daß die
Fenster h3 geschlossen sind. Jetzt wird durch die Schlauchnippel h6 das abgemessene
Gasgemisch unter die Glocke k geleitet und in der bereits beschriebenen Weise die
Zündung vorgenommen.