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Walther Popp in Essen Die Erfindung betrifft eine Dichtheitsprüf vorrichtung
für Ventile, insbesondere für Ventile von Gasschutzmasken, Sauerstoffatemgeräten
u.dgl., bei der der für die Prüfung erforderliche Druckunterschied durch die in
einem U-förmig gebogenen Druckmesserrohr angeordnete Flüssigkeitssäule hervorgerufen
wird. Die bekannten Prüfvorrichtungen weisen eine Pumpe auf, mittels deren die Flüssigkeitssäule
in eine Lage gedrängt wird, in der sie den zur Prüfung erforderlichen Druckunterschied
hervorruft. Ferner sind die bekannten Prüfvorrichtungen zum Messen der Zeit mit
einer Sanduhr versehen.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß das Rohr zur Erzeugung des Unterdruckes
bzw.
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Überdruckes in der mit dem zu prüfenden Ventil verbundenen Leitung
um eine senkrecht zu der Rohrebene gehende Achse drehbar ist.
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Zum Messen der Zeit kann ein in sich geschlossenes ringförmiges Rohr
angeordnet sein, das zur Regelung der infolge des Drehens des Rohres entstehenden
Fließgeschwindigkeit der in ihm befindlichen Flüssigkeit eine Verengung aufweist
und das zusammen mit dem Druckmeßrohr gedreht wird.
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Die jeweils obersten Flüssigkeitsspiegel des Druckmeßrohres und des
ZeitmeßrQhres liegen nach der Lageveränderung vorzugsweise in gleichen Ebenen, so
daß die Ventilprüfung zu jedem Zeitpunkt unmittelbar durch Vergleich der Fallgeschwindigkeiten
der Flüssigkeitsspiegel erfolgen kann.
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Auf dem Druckmeßrohr ist eine gegebenenfalls verschiebbare Skala
angeordnet, und das Zeitmeßrohr ist mit einer Sekundenteilung versehen, so daß stets
die in der Zeiteinheit angesaugte bzw. abgedrückte Gas- oder Luftmenge abgelesen
werden kann.
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Neben, unter oder über dem Druckmeßrohr kann eine verschiebbare Skala
zum Ablesen des jeweiligen Unterdruckes bzw. Überdruckes angebracht sein.
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Die Lageveränderung des Druckmeßrohres bzw. des Druckmeßrohres und
des Zeitmeßrohres wird vorzugsweise durch Standflächen des Schutzkastens bestimmt,
mit dem die Rohre fest verbunden sind.
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Das Druckmeßrohr kann U-förmig derart gebogen sein, daß der Schenkelabstand
etwa gleich der Schenkellänge ist, und das Druckmeßrohr kann derart an dem Schutzkasten
befestigt sein, daß die Schenkel stets einen halben rechten Winkel mit der Standfläche
des Schutzkastens bilden; die Schenkel des Zeitmeßrohres sind mit den Schenkeln
des Druckmeßrohres gleichlaufend angeordnet.
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Das Druckmeßrohr kann auch kreisförmig gebogen sein und an den Stellen
der unteren Flüssigkeitsspiegel Verengungen zur Vermeidung des übertrittes von Luftblasen
aufweisen.
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Ferner kann das Zeitmeßrohr halbkreisförmig ausgebildet und derart
in dem Schutzkasten
befestigt sein, daß der oberhalb der Wasserspiegel
verlaufende gerade Rohrteil mit der jeweiligen Standfläche einen Winkel von 720
bildet und in jeder der beiden möglichen Prüflagen der Vorrichtung so viel Flüssigkeit
enthält, wie in dem halbkreis förmig gebogenen Teil des Rohres fehlt.
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Die beiden offenen Enden des Druckmeßrohres münden vorzugsweise in
einen Mehrwegehahn, der in der einen Stellung eine Verbindung des einen Rohrendes
mit der Ventilanschlußleitung und die Verbindung des anderen Rohrendes mit der Außenluft
herstellt, während er in der anderen Stellung die beiden Rohrenden abschließt.
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Die Prüfvorrichtung nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß
sie einfach ausgebildet ist und daß mit ihr eine große Anzahl von Ventilen in verhältnismäßig
kurzer Zeit geprüft werden kann. Ferner kann mit der Prüfvorrichtung nach der Erfindung
die Prüfung unmittelbar zu jedem Zeitpunkt der Messung durch Vergleich der Fallgeschwindigkeiten
der Flüssigkeitsspiegel des Druckmeßrohres und des Zeitmeßrohres vorgenommen werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Abb. I ist eine Ansicht eines der beiden Ausführungsbeispiele.
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Abb. 2 stellt einen Schnitt nach der Linie II-II der Abb. I dar.
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Abb. 3 ist eine Ansicht des anderen Ausführungsbeispieles des Erfindungsgegenstandes.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. I und d 2 hat das Meßrohr
die Gestalt eines U-förmig gebogenen Rohres, dessen Schenkel I, 2 parallel zueinander
verlaufen, unten durch ein Rohr 3 miteinander verbunden sind und oben in offene
Stutzen 4,5 enden, auf welche je ein Gummischlauch 6 aufgesteckt werden kann, der
am anderen Ende mit dem Ventilanschlußstück 7 verbunden ist.
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Der Mittenabstand der beiden Schenkel 1 und 2 ist etwa so groß wie
die Schenkellänge, so daß, wenn die Schenkel zur Waagerechten unter einem Winkel
von 450 gehalten werden, die in dem Meßrohr enthaltene Flüssigkeit bei entsprechender
Füllmenge im ausgeglichenen Zustande den Stand 8, 8a einnimmt. Wird dann das Meßrohr
in seiner Ebene um go0 gedreht, so daß es an Stelle der Ecke g mit der Ecke II auf
die Spitze gestellt erscheint, so stellen sich die beiden Flüssigkeitsspiegel 8,
8a auf die Spiegel 23, 2'3a um, die einen Höhenunterschied 10 aufweisen. Dieser
Höhenunterschied erzeugt nun in dem Stutzen 4 einen entsprechenden Unterdruck und
in dem Stutzen 5 einen entsprechenden Überdruck.
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Ersterer wird dazu benutzt, um das mit dem Anschlußstück 7 in Verbindung
gebrachte Maskenventil zu prüfen. Ist das betreffende Ventil völlig dicht, so ändert
sich an dem Höhenunterschied 10 nichts, ist es undicht, so verringert sich der Höhenunterschied
mehr oder weniger schnell. Aus der Gas- oder Luftmenge, die durch das Ventil innerhalb
einer bestimmten Zeit bei einem bestimmten Unterdruck hindurchtritt, kann man bestimmte
Rückschlüsse auf die Dichtigkeit des Ventils ziehen.
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Die Schwenkung des Meßrohres von der einen in die andere Meßlage
wird nun in einfachster Weise dadurch hervorgerufen, daß das Meßrohr in einen quadratischen
Umhüllungskasten 13 SO eingesetzt wird, daß seine Schenkel mit den Seitenwänden
Winkel von 450 bilden. In der einen Meßlage wird der Kasten aufrecht auf die Seitenfläche
14 gestellt, in der zweiten Meßlage auf die Seitenfläche 15. Natürlich wäre es auch
ohne weiteres möglich, das Meßrohr drehbar in dem Kasten anzubringen und es entsprechend
in seiner Ebene zu drehen, während- der Umhüllungskasten in der Grundlage stehen
bleibt.
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Die Zeitmeßvorrichtung besteht aus einem etwa zu einem Quadrant gebogenen,
völlig geschlossenen Rohr 16, dessen beide Schenkel I7, IS parallel mit den Schenkeln
I und 2 des Meßrohres laufen. Die beiden Schenkel I7, I8 sind oben durch ein Rohr
19 verbunden, während das untere Verbindungsrohr 21 eine Engstelle 22 aufweist.
Das Zeitmeßrohr I6 ist mit einer leicht beweglichen Flüssigkeit, z. B.
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Alkohol, gefüllt, der gegenüber der Flüssigkeit des Meßrohres I, 2
eine andere Färbung gegeben ist. Z. B. ist die Flüssigkeit des Meßrohres I, 2 rot
und die Flüssigkeit des Zeitmeßrohres blau gefärbt.
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Im Ruhezustand der Vorrichtung liegen die -Flüssiglitsspiegel des
Zeitmeßrohres in gleicher Höhe mit den Flüssigkeitsspiegeln 8, 8a des Druckmeßrohres
I, 2. Wird die Vorrichtung in die zweite Meßlage gedreht (Kastenseite I5), so stimmen
die Flüssigkeitsspiegel in dem Zeitmeßrohr mit den Flüssigkeitsspiegeln I2, I2e
im Meßrohr I, 2 überein. Der Höhenunterschied 10 bewirkt, daß die Flüssigkeit im
Zeitmeßrohr durch die Engstelle 22 innerhalb einer ganz bestimmten Zeit hindurchtritt
und ein Ausgleich der beiden Flüssigkeitsspiegel bis auf die Ebene 23, 23a stattfindet.
Stellt man nach dem Ausgleich den Kasten auf die Standfläche 14 um, so stellen sich
die Flüssigkeitsspiegel 20, 20a mit dem Höhenunterschied IOa ein, welch letzterer
saugend auf den Stutzen 5 einwirkt.
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Dadurch, daß das Zeitmeßrohr mit dem Hauptmeßrohr fest verbunden
ist, findet eine selbsttätige Umstellung der Zeitmeßvorrichtung
statt
und eine selbsttätige Umstellung seiner Flüssigkeitsspiegel auf die Flüssigkeitsspiegel
des Hauptrohres zu Beginn der Messung. Dadurch, daß die beiden Schenkel I7, 18 durch
das Rohr 19 miteinander verbunden sind, kann sich der Druck in den beiden Schenkeln
jederzeit ausgleichen, so daß die Flüssigkeit durch die Engstelle 22 ohne weiteres
hindurchtreten kann. Außerdem wird auch bewirkt, daß von der Flüssigkeit nichts
verlorengehen kann.
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Bei der beschriebenen Anordnung kann der Vergleich der beiden Fallgeschwindigkeiten
der Flüssigkeiten in den Rohren 1 und I7 bzw. 2 und I8 in jedem Augenblicke für
die Ventilprüfung herangezogen werden. Fällt der Flüssigkeitsspiegel in dem Zeitmeßrohr
schneller als der Flüssigkeitsspiegel im Hauptmeßrohr, so kann man bei bestimmter
Bemessung der Engstelle 22 den Schluß daraus ziehen, daß das zu prüfende Ventil
ausreichend dicht ist, während das umgekehrte der Fall ist, wenn der Flüssigkeitsspiegel
in dem Hauptmeßrohr schneller fällt als in dem Zeitmeßrohr.
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Die Messung erfordert also nicht einen bestimmten vorgeschriebenen
längeren Zeitabschnitt, sondern sie kann augenblicklich in jedem Zeitpunkt des den
Ausgleich der Flüssigkeitsspiegel umfassenden Zeitabschnittes erfolgen, und zwar
durch die einfache Feststellung, welcher der beiden Flüssigkeitsspiegel schneller
absinkt. Dadurch wird ebenso wie durch die bequeme und sichere, Handhabung eine
wesentliche Beschleunigung der Maskenprüfung herbeigeführt. Bemerkenswert ist, daß
mit sich verringerndem Druckunterschied sowohl die in der Zeiteinheit durch die
Öffnung 22 hindurchtretende Flüssigkeitsmenge wie auch die durch das zu prüfende
Ventil in der Zeiteinheit hindurchtretende Gas- oder Luftmenge sich entsprechend
verringert, so daß der Ausgleich der Flüssigkeitsspiegel in den beiden gegenüberliegenden
Schenkelpaaren am Schlusse verhältnismäßig langsam vor sich geht. Durch entsprechende
Form der Engstelle 22 kann erreicht werden, daß die Abfallgeschwindigkeit des Flüssigkeitsspiegeis
in Abhängigkeit von dem Druckunterschied nach demselben Gesetz erfolgt : wie in
dem Hauptmeßrohr bei Prüfung einer bestimmten Ventilart.
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Benutzt man für die Messung nur den Stutzen 4, so muß man die Vorrichtung
auf die Standfläche 14 zurückstellen und abwarten, bis sich im Zeitmeßrohr die Flüssigkeitsspiegel
8, 8, wieder eingestellt haben. Im Hauptmeßrohr I, 2 würde sich der Ausgleich augenblicklich
herstellen, sobald das Anschluß stück 7 von dem Prüfventil gelöst werden würde.
Um dieses Abwarten zu vermeiden, ist auch der zweite Stutzen 5 mit einem Anschlußstück
verbunden, und die Prüfung erfolgt abwechseln, d mittels der Stutzen4 und 5. Steht
die Vorrichtung auf der Standfläche I5, so wird ein mit dem Stutzen 4 verbundenes
Ventil geprüft und gleichzeitig die Verbindung eines zweiten Ventils mit dem Stutzen
5 vorbereitet. Ist die Prüfung des erstgenannten Ventils beendet, so erfolgt die
Umstellung auf die Standfläche 14 und dabei gleichzeitig die Lösung des Prüfventils
von dem Stutzen 4 und die Vorbereitung des Anschlusses eines neuen Ventils, während
das zweite Ventil mittels des Stutzens 5 geprüft wird usw. Auch hieraus ergibt sich
eine Beschleunigung des ganzen Meßvorganges. Eine solche ist von wesentlicher Bedeutung
z. dann, wenn es sich darum handelt, eine große Anzahl von Masken oder Ventilen
in kurzer Zeit zu prüfen.
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Mit dem beschriebenen Gerät kann man nun auch in bequemer Weise die
bisher üblichen Zeit-, Mengen- und Druckunterschiedsmessungen durch Anbringung entsprechender
Skalen ausführen. Die Mengenmessung, d. h. die Messung der durch das Prüfventil
angesaugten bzw. abgedrückten Luft- oder Gasmenge, wird in einfachster Weise dadurch
bewirkt, daß die Meßrohre I und 2 je mit einer Skala 24 versehen sind, bei der die
Abstände der Skalenstriche beispielsweise I cm3 bedeuten. Um bei Beginn oder während
des Meßversuches die Skala auf einen bestimmten Flüssigkeitsspiegel einstellen zu
können, ist sie verschiebbar an dem Meßrohr angebracht, beispielsweise auf einem
Blechstreifen 25, welcher durch federnde Klammern 26 das Hauptmeßrohr umgreift.
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Die Messung der absoluten Zeit wird in einfachster Weise dadurch
bewirkt, daß auf den Schenkeln I7, I8 entsprechende Skalen 27 eingeätzt sind, deren
Strichabstände beispielsweise je I Sekunde bedeuten. Da die Durchtrittsgeschwindigkeit
mit geringer werdendem Höhenunterschied sinkt, nehmen die Abstände zwischen den
Skalenstrichen nach dem einen Ende zu ab. Um den jeweiligen Höhenunterschied der
Flüssigkeitsspiegel, also den ausgeübten Saugdruck bzw. Überdruck in mm Wassersäule
feststellen zu können, ist eine Meßplatte 28 vorgesehen, die eine Schar von geraden
Linien 29 trägt, welche mit der Standfläche 14 parallel laufen.
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Die Platte ist mittels eines Schlitzes 3I an Bolzen 32 des Umhüllungskastens
verschiebbar gemacht, so daß sie mit ihrer obersten Skalenlinie auf den oberen Flüssigkeitsstand
eingestellt werden kann. Eine zweite Linienschar läuft rechtwinklig zu der erstgenannten
Linienschar und gestattet die Messung des jeweiligen Saugdruckes bzw. Überdruckes,
wenn
die Vorrichtung auf der Standfläche 15 steht. Wie Abb. 2 erkennen läßt, ist das
Meßrohr i6 oberhalb des Hauptmeßrohres I, 2 angeordnet. Beide werden durch Drahtbügel
33 an dem Umhüllungskasten I3 gehalten. Die Meßplatte 28 ist oberhalb des Meßrohres
I, 2 beweglich angeordnet und besteht vorzugsweise aus durchsichtigem Baustoff;
sie könnte auch unterhalb des Zeitmeßrohres I6 liegen.
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Bei dem Ausführungsbeispiele nach der Abb. 3 haben Meßrohr 34 und
Zeitmeßrohr 35 eine runde Form. Sie sind in einem Umhüllungskasten von der Form
eines regelmäßigen Fünfeckes befestigt. Die Lageveränderung erfolgt durch Umstellen
des Kastens von der Standfläche 36 auf die Standfläche 36a. Hierdurch wird eine
Drehung der Meßrohre um 720 bewirkt. Die beiden Enden 37, 38 des Meßrohres 34 sind
zu einem Schalthahn 39 geführt, der mit dem auf dem Umhüllungskasten festsitzenden
Anschlußstück 41 in Verbindung steht. Der Hahn ist so beschaffen, daß er in der
einen Stellung eine Verbindung des Anschlußstückes 41 mit dem Stutzen 37 und gleichzeitig
eine Verbindung des Stutzens 38 mit der freien Luft herstellt, während er in der
anderen Stellung jeden der beiden Stutzen 37, 38 abschließt. Hierdurch wird erreicht,
daß das Meßrohr 34 gegen Flüssigkeitsverluste während des Transportes oder im Ruhezustande
gesichert wird. Damit beim Umstellen des Gerätes von der einen Standfläche 36 auf
die andere Standfläche 36a und umgekehrt keine Luftblasen von dem einen in den anderen
Schenkel gelangen können, ist das Meßrohr 34 mit Einschnürungen 42 versehen.
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Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiele nach der Abb. I tritt hier
beim Ausgleich der Flüssigkeitsspiegel ein Teil 43 der Flüssigkeit des Zeitmeßrohres
35 in das obere Verbindungsrohr44 ein. : Beim Umstellen des Gerätes auf die andere
Standfläche 36a läuft dieser Teil 43 der Flüssigkeit durch das Rohr 44 unmitteibar
in den gegenüberliegenden Schenkel 45 des Zeitmeßrohres über. Die oberen Spiegel
im Meßrohr 34 und Zeitmeßrohr 35 liegen dann in der Ebene 46, während der untere
Spiegel im Meßrohr 34 in der Ebene47 und der untere Spiegel im Zeitmeßrohr 35 etwas
höher liegt. Die Vergleichsmessung findet an den beiden jeweils oberen Flüssigkeitsspiegeln
statt. Es ist also nicht erforderlich, daß mit dem Umstellen auf die andere Standfläche
gewartet wird, bis der Flüssigkeitsstand im Zeitmeßrohr sich über die O Öffnung
22 ausgeglichen hat. Der Standfläche 36 entsprechen nach dem Umstellen auf sie die
Flüssigkeitsspiegel 48, 49 mit dem Höhenunterschied 51. Nach dem vollständigen Ausgleich
stellt sich der Flüssigkeitsspiegel 50 ein. Der Standfläche 36a entsprechen, wie
gesagt, die Flüssigkeitsspiegel 46, 47 mit dem Höhenunterschied 52. Der Ausgleich
findet hier in der Ebene 53 statt. In dem Verbindungsrohr 44, dem zweckmäßig ein
etwas größerer Durchmesser als dem übrigen Teil des Zeitmeßrohres 35 gegeben wird,
ist beim Ausgleich jeweils so viel Flüssigkeitsmenge 43 enthalten, wie dem gegenüberliegenden
Schenkel fehlt, so daß die Zeitmeßeinrichtung beim Umstellen von der einen auf die
andere Standfläche jederzeit sofort auf den größten Druckunterschied eingestellt
ist.
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Die oben beschriebene Ausbildung des Hahnes 39 läßt die Verwendung
nur des Stutzens 37 für Prüfzwecke zu, jedoch steht nichts im Wege, das Gerät entsprechend
dem Ausführungsbeispiele nach Abb. I so auszubilden, daß die beiden Stutzen 37,
38 abwechselnd für die Prüfung benutzt werden.
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Auch hier können entsprechend dem Ausführungsbeispiele nach Abb.
I die Meßrohre mit Skalen versehen sein, durch welche die Messung der Zeit in Sekunden,
die angesaugte bzw. abgedrückte Luftmenge in cms und der jeweilige Druck in mm Wassersäule
festgestellt werden kann. Das Gerät kann je nach dem Richtungssinne der Lageveränderung
sowohl für Unterdruck als auch für tSberdruckmessungen verwendet werden.