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Verfahren und Einrichtung zur Feststellung des Gasgehaltes von Flüssigkeiten
Bei der Verwendung von Flüssigkeiten in der Industrie, insbesondere von Wasser in.
Dampfanlagen, kommt es darauf an, daß die Flüssigkeiten möglichst geringe Mengen
von Gasen in Lösung enthalten. Diese Forderung ist besonders wichtig bei Dampfanlagen,
wo schon ein. Gehalt von 0,5 ccm Sauerstoff im Liter Wasser die mit dem Wasser
in Berührung kommenden Metallteile, insbesondere den Kessel, angreift. Es wird deshalb
bei den bestehenden Anlagen schon vielfach dafür Sorge getragen, daß das für die
Kesselspeisung zu verwendende Wasser nicht mit der Luft in Berührung kommt, und
es wird vielfach auch das rohe Wasser vor der Verwendung entgast. Die Feststellung
des Gasgehaltes des Wassers geschah bisher vorwiegend nach den üblichen gasanalytischen
Methoden, die nicht nur besonders ausgebildetes Personal erfordern, damit richtige
Resultate erzielt werden, sondern auch einen praktisch nicht tragbaren Zeitaufwand
nötig machen.
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Außerdem ist bereits vorgeschlagen worden, zur Ermittlung des Gasgehaltes
eine bestimmte Wassermenge in einem Kolben zum Sieden zu erhitzen und das dadurch
frei gemachte Gas zu analysieren. Diese Methode ist wegen ihrer vergleichsweise
großen Umständlichkeit für die Überwachung von Speisewasser und anderen Flüssigkeiten
im praktischen Betrieb nicht brauchbar.
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Es ist ferner bekannt, durch das zu untersuchende Wasser einen gleichmäßigen
Strom von Wasserstoff hindurchperlen zu lassen, damit der Wasserstoff an die Stelle
der im Wasser vorhandenen Gase tritt. Die sich dabei ergebende Mischung aus Wasserstoff
und den im Wasser vorher gelösten Gasen wird in zwei elektrischen Gasprüfern. hinsichtlich
ihres Wärmeleitvermögens mit reinem Wasserstoff verglichen und danach der Gasgehalt
der untersuchten Flüssigkeit bestimmt. Diese Methode ist deshalb nicht genügend
genau, weil die Gasmengen, die aus Wasser bestimmten Gasgehalts durch das bloße
Durchleiten von Wasserstoff frei gemacht werden, schwanken können.
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Die Erfindung bezweckt eine laufende selbsttätige Untersuchung von
Flüssigkeiten auf ihren Gehalt an gelösten Gasen in einfacher und zuverlässiger
Weise durchführbar zu machen, dadurch eine dauernde Überwachung zu ermöglichen und
Gewähr dafür zu bieten, daß nur solches Wasser oder andere Flüssigkeiten Verwendung
finden, deren Gasgehalt keine schädliche Einwirkung auf die Metalle hat, mit denen
die Flüssigkeit in Berührung kommt.
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Erfindungsgemäß wird dieser Zweck durch die gleichzeitige und folgerichtige
Anwendung an sich bekannter Einzelmaßnahmen erreicht.
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Es wird nämlich zunächst die Tatsache ausgenutzt, daß Flüssigkeiten
im allgemeinen bei höherer Temperatur geringere Gasmengen aufnehmen können als bei
niedriger Temperatur. Es wird dementsprechend jeweils eine bestimmte Flüssigkeitsmenge
erwärmt und das hierdurch frei gewordene Gas in einem über der Flüssigkeit vorgesehenen
Raum gesammelt.
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Aus diesem Raum wird das Gas unter Anwendung eines Spülgases in einen
Gasanalysierapparat geführt. Das Spülgas wird dabei zweckmäßig vorher durch die
erwärmte Flüssigkeit geleitet und nimmt so aus ihr die etwa noch verbliebenen Gasreste
mit.
Auf der Zeichnung ist eine für die Durchführung des beschriebenen.
Verfahrens brauchbare Vorrichtung schematisch in zwei Ausführungsformen dargestellt.
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i ist das Entgasungsgefäß, dem durch die Leitung 2 dauernd die zu
untersuchende Flüssigkeit, im Regelfall das zu untersuchende Wasser, zugeführt wird.
Dieses Wasser wird im Entgaser durch eine nicht dargestellte beliebige Heizeinrichtung
bis zum Kochen erhitzt, wobei die in ihm enthaltenen Gase frei werden und sich im
Raum 3 sammeln. q. ist die Leitung zur Abführung des entgasten Wassers, 5 ein Kühler.
7 ist der Behälter für das Spülgas, beispielsweise Wasserstoff, der durch die vom
Ventil 8 überwachte Leitung mit dem Entgaser i inVerbindung steht. ig ist die den
Raum 3 mit dem Analysierapparat io verbindende Leitung mit Ventil i i, die durch
einen Kühler g geführt ist.
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In Abb.2 ist eine Einrichtung dargestellt, durch die selbsttätig dauernd
ein bestimmtes Verhältnis zwischen der in den Entgaser geführten Prüfwassermenge
und der durch den Rau m 3 aus dem Entgaser geführten Gasmenge erreicht wird. 12
ist ebenso wie in Abb. i die Ableitung für das entgaste Wasser, die in ein Gefäß
13 führt, in dem sich ein Schwimmer 1q. bewegt. Der Schwimmer 1q ist verbunden mit
einem Quecksilberschalter 15, der ein Magnetventil ?i öffnet und schließt. Durch
dieses Magnetventil wird ein an sich bekannter Analysierapparat 16 ein- und ausgeschaltet.
18 ist ein Heber zur Entleerung des Gefäßes 13.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt Soll beispielsweise der Gehalt
des Wassers an Sauerstoff und Kohlensäure bestimmt werden, so wird eine bestimmte
Menge des Wassers in den Entgaser i eingeführt und dort, wie bereits erwähnt, durch
eine beliebige Wärmequelle auf ioo ° erhitzt. Dadurch werden die im Wasser gelösten
Gase, Sauerstoff, Kohlensäure und Stickstoff, frei und sammeln sich im Raum 3 des
Gefäßes. Aus diesem Raum werden sie von dem Gasanalysierapparat angesaugt, der gleichzeitig
bei geöffnetem Ventil 8 aus dem Spülgasbehälter 7 eine gewisse Menge neutralen Spülgases,
z. B. Wasserstoff, unter richtigem Druck durch die im Gefäß i vorhandene Wassermenge
hindurch in die Analysiervorrichtung saugt. Das Ansaugen erfolgt nach bestimmten
Zeitabschnitten.
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Es ist zweckmäßig, eine Sperre zwischen dem Wasserstoffbehälter und
dem Gassammlungsraum anzuordnen, und es wird aus diesem Grund der Wasserstoff durch
das Wasser in den Entgaser geführt, was auch noch den weiteren Vorteil hat, daß
die im Wasser vorhandenen Gase praktisch restlos beseitigt werden. Die Gasmischung
wird dann im Gasanalysierapparat nach bekannten Methoden auf Sauerstoff und Kohlensäure
untersucht.
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Der Kühler g hat den Zweck, die aus dem Entggsungsraum austretenden
Gase vollkommen von Dampf und Feuchtigkeit zu befreien. Der Kühler 5 dient dazu,
die im Entgaser gebildeten Dämpfe zu kondensieren.
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Der in Abb. i dargestellte Apparat arbeitet periodisch. ..Es ist aber
selbstverständlich, daß ebenso gut irgendeiner der bekannten kontinuierlich arbeitenden
Apparate verwendet werden könnte. Die Analyse erfolgt durch den Analysierapparat
io automatisch.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 fließt das gekühlte Abwasser in.
das Gefäß 13, bringt dadurch den Schwimmer zum Steigen und öffnet das 'Magnetventil
21 über dem Quecksilberschalter 15. Auf diese Weise wird der Gasanalysierapparat
16 eingeschaltet und saugt eine bestimmte -Menge des Gases und Spülgases aus dem
Entgaser i an. Ist das Gefäß 13 gefüllt, so kommt der Heber 18 in Tätigkeit
und entleert es. Dadurch sinkt der Schwimmer i4.. Der Quecksilberschalter 15 stellt
sich um, und das Magnetventil wird geschlossen. Das Spiel wiederholt sich, wenn
das Gefäß 13 sich wiederum füllt. Man kann demnach mit der Anordnung nach Abb. 2
die selbsttätige Zuführung einer bestimmten Menge Prüfwassers entsprechend einer
bestimmten Menge abgesaugten Gases während eines bestimmten Zeitabschnittes erreichen.