DE943679C - Vorrichtung zur Bestimmung von Kohlensaeure in Gasen - Google Patents

Description

Zur Bestimmung von Kohlensäure in Gasen ist es bekannt, eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Gasgemisches mit einer Meßbürette abzumessen und dann in eine andere Meßbürette zu drücken, die mit einer Kohlensäure bindenden Flüssigkeit als Sperrmittel gefüllt ist. Als derartige Flüssigkeit wird durchweg Alkalilauge verwendet. Nach uer Absorption der Kohlensäure wird die Volumenverminderung. bestimmt. Derartige Vorrichtungen bestehen aus mehreren Bauteilen, die wegen der verhältnismäßig großen Büretten sperrig im Aufbau sind. Ihre Bedienung erfordert ein geschultes Personal.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sie in der Bereitschaftsstellung nicht in jeder beliebigen Lage gehalten werden können, da die Kohlensäure absorbierende Flüssigkeit sonst austritt. Schließlich sind diese bekannten Vorrichtungen mit Hähnen versehen, die unter der Einwirkung der Alkalilauge bei nicht ständigem Gebrauch festfressen.

Eine andere bekannte Methode zur Bestimmung von Kohlensäure in Gasen besteht darin, daß in einem Behälter eines bestimmten Volumens ein mit Kohlensäure absorbierender Flüssigkeit getränkter, saugfähiger Stoff enthalten ist. Der Behälter wird zur Bestimmung der Kohlensäure in der umgebenden Luft geöffnet, so daß er sich mit der umgebenden Luft füllt, und dann wieder verschlossen. Nach dem Verschließen wird die Kohlensäure in dem Behälter von der Flüssigkeit absorbiert. Es stellt

sich ein Unterdruck ein, der an der Meßvorrichtung bestimmt wird.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß im Interesse der Meßgenauigkeit der Behälter verhältnismäßig groß ausgebildet sein muß, um eine genügende Luftmenge einzuschließen. Dadurch ergibt sich eine sperrige Bauform.

Es ist weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung von Volumenänderungen ίο beim Ablauf chemischer Reaktionen in Gasen bekanntgeworden, das insbesondere bei Verbrennungen für die Schlagwetterbestimmung geeignet ist. Die Vorrichtung besteht aus zwei gegeneinander drehbaren Platten, deren jede zwei Höhlungen enthält. In einer ersten Relativstellung der Platten (Explosionsstellung) decken diese Höhlungen sich gegenseitig mit ihren Randteilen, so daß die Höhlungen zwei Kammern bilden. In einer zweiten Stellung (Füllstellung) liegen die Höhlungen derart zueinander, daß sie alle vier über verhältnismäßig große Durchströmungsquerschnitte miteinander kommunizieren und sich über Leitungen mit der Umgebungsluft verbinden lassen. Dabei kann jeder Leitungsteil in der Explosionsstellung a5 an seinen beiden Enden verschlossen sein. Beispielsweise kann dabei das eine Ende durch eine der Platten, das andere Ende durch einen Ring verschlossen sein. Schließlich ist noch eine kleine Höhlung vorgesehen, die im Zuströmungswege der Luft im Innern einer der Platten angeordnet und durch eine geeignete Leitung mit einer Kammer verbunden ist. Im Innern dieser Höhlung kann eine Metallmasse, beispielsweise ein Sieb, zur Erzielung eines Wärmeaustausches vorgesehen sein. Die Höhlung steht mit der Umgebungsluft durch ein Abschlußorgan in Verbindung. Außerdem führen von der unteren Platte je zwei Bohrungen zu je einem Flüssigkeits-Manometer. Diese Flüssigkeits-Manometer stehen an ihrem unteren Ende miteinander und mit einem Pumpenraum in Verbindung. Der Kolben dieser Pumpe ist von außen einstellbar und dient zur Regulierung der Nullage. Bei dieser Bauform bereitet die Abdichtung der gegeneinander drehbaren, die Höhlungen enthaltenden Platten Schwierigkeiten. Diese Höhlungen bilden die Explosionskammer. Die Platten müssen unter dem Druck gegeneinander gedrückt werden, der sich bei der Explosion einstellt und der sich über den gesamten Querschnitt der Explosionskammer auf die beiden Platten auswirkt. Ein derartiges Gerät ist weiterhin für die Füllung mit korrodierenden Flüssigkeiten nicht verwendbar, da die korrodierende Flüssigkeit bei bestimmten Stellungen des Geräts . 55 über verhältnismäßig große Flächen .mit den die Abdichtung bewirkenden Flächen in Berührung kommt. Schließlich kann das Gerät nicht in jede beliebige Lage gebracht werden.

Schließlich ist ein Apparat zur absorbometrischen. Gasanalyse mit festen, trockenen Stoffen bekannt, bei welchem ein von den übrigen Teilen des Apparates und der Außenluft in der einen Hahnstellung abgeschlossenes Flüssigkeits-Manometer die Druckveränderung des Gases" anzeigt. Dabei zweigen von dem zur vAbmessung des Gases dienenden Pumpenzylinder zwei in den Endlagen des Pumpenkolbens freigegebene Leitungen ab. Von dem Absorptionsgefäß gehen zwei Rohre aus, die sämtlich so wie das freie Ende des vorderen Manometerschenikels und. die Gaseinitaittsleitung sowie zwei ins Freie führende Leitungen an das Gehäuse eines gemeinsamen 9-Wegehahnes in bestimmter Weise angeschlossen sind. Der Anschluß ist derart getroffen, daß bei Einstellung des Hahnkükens der Pumpenzylinder, bei von diesem und der Außenluft abgeschlossenem Manometerschenkel, mit dem Gaseintrittsrohr, dem Absorptionsgefäß und dem Austrittsrohr oder mit dem Absorptionsgefäß und dem Manometerschenkel in Verbindung gebracht werden kann. Im ersteren Fall wird die Probenahme ermöglicht. Im letzteren Fall kann durch Hinaufziehen des Pumpenkolbens das im Pumpenzylinder eingeschlossene Gasvolumen in das Absorptionsgefäß und aus letzterem ein gleich großes Gasvolumen in den Pumpenzylinder gedruckt werden. Dieses Gasvolumen wechselt beim Niederdrücken des Pumpenkolbens seinen Platz mit., dem inzwischen von seinen absorbierbaren Bestandteilen befreiten Gasvolumen. .

An dem Gesamtvolumen des Probegases wird nichts geändert, jedoch wird der Druck im Apparat verkleinert. Die Druckminderung wird durch das Manometer angezeigt. Das Gerät ist nur für die Absorption mit festen Stoffen bestimmt und für korrodierende Absorptionsflüssigkeiten nicht ge^ eignet.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Geräte zu vermeiden. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be-Stimmung von Kohlensäure in Gasen, mit der eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Gases abgemessen und mit einer Kohlensäure absorbierenden Flüssigkeit in Berührung gebracht und daraufhin die Volumenverminderung gemessen wird. Die Erfindung ist dabei gekennzeichnet durch, zwei an einer Grenzfläche aneinander liegende, gegeneinander verdrehbare urid verschiebbare und vorzugsweise zu einem Zylinder bzw. prismatischen Körper vereinigte Bauteile, die einen Hohlraum zur Auf- -110 nähme der die Kohlensäure absorbierenden Flüssigkeit, eine Meßbürette und eine Handpumpe enthalten, wobei in die Grenzfläche mündende Verbindungsleitungen derart angeordnet sind, daß in einer ersten Stellung der beiden gegeneinander verdrehbaren Bauteile die Pumpe mit einer ins Freie führenden Leitung, in einer zweiten Stellung die Meßbürette mit dem Hohlraum und dieser mit iner ins Freie führenden Leitung und in einer dritten Stellung die Pumpe, die Meßbürette und der Hohlraum miteinander verbunden sind, wobei in allen Stellungen die anderen Verbindungsleitungen •in den Grenzflächen verschlossen sind. Eine im Aufbau besonders zweckmäßige Bauform besteht darin, daß der eine der Bauteile den Hohlraum zur Aufnahme der die Kohlensäure absorbierenden

Flüssigkeit und zwei von dem Hohlraum zur Grenzfläche führende sowie eine dritte von der Grenzfläche ins Freie führende Leitung enthält, während der andere Bauteil die Meßbürette, die Handpumpe und je eine von diesen zur Grenzfläche führende Leitungen und schließlich eine dritte Leitung von der Grenzfläche ins Freie enthält, wobei die öffnungen der Leitungen in den Grenzflächen so' angeordnet sind, daß in einer ersten ίο Stellung der beiden gegeneinander verdrehbaren Bauteile die Pumpe mit der ins Freie führenden Leitung des anderen Bauteils verbunden ist, daß in einer zweiten Stellung die Meßbürette mit dem Hohlraum im anderen Bauteil und dieser wiederum mit der ins Freie führenden Leitung des ersten Bauteils verbunden ist, und daß in einer dritten Stellung die Pumpe und die Meßbürette mit dem Hohlraum im anderen Behälter verbunden sind, wobei in allen Stellungen die anderen öffnungen in den Grenzflächen verschlossen sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie handlich und einfach im· Aufbau ist und auch von ungeschultem Personal ohne weiteres bedient werden kann. Die erfindungsgemäße Vora5 richtung kann in der Bereitschaftsstellung in jeder beliebigen Lage gehalten werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Herstellung der unterschiedlichen Verbindung in die Grenzfläche der gegeneinander zu verdrehenden bzw. zu verschiebenden Bauteile gelegt. Es entfallen also Hähne bzw. Ventile. Die Grenzfläche kann dabei kegelförmig oder kugelförmig ausgebildet sein. Bei einer einfachen Bauform ist sie eben ausgebildet.

Im Interesse eines einfachen und dauernd gleichmäßig dichtenden Abschlusses werden die Bauteile unter Federkraft gegeneinandergedrückt. Eine einfache Ausführungsform besteht dann darin, daß die beiden Bauteile durch eine unter Federspannung stehende Achse miteinander verbunden sind.

Um die Wirkungsweise des Apparates beobachten und seinen Zustand jederzeit kontrollieren zu können, können die Bauteile aus durchsichtigem Kunststoff bestehen. Zweckmäßig kann dabei die Meßbürette ganz in dem Bauteil eingelassen sein. Derart wird eine sehr einfache Bauform erreicht. Im Interesse einer leichten Einstellung des Gerätes ist es zweckmäßig, das Hubvolumen der Luftpumpe verstellbar auszubilden.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsfarm der Erfindung schematisch im Schnitt dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι bis 3 Längsschnitte durch das Gerät in drei verschiedenen Stellungen;

Abb. 4 und 5 zeigen die Ansichten· der Grenzfläche; Abb. 4 zeigt die Grenzfläche des Oberteils und Abb. 5 die Grenzfläche des Unterteils, beide in

Richtung des Pfeiles A gesehen, wobei in beide die Richtungen der Schnitte der Abb. 1 bis 3 eingezeichnet sind.

Das Gerät besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die zusammen einen prismatischen oder zylindrischen Körper bilden. Die beiden Teile liegen an ihren Grenzflächen 3 und 4 einander an. Im Oberteil 1 ist eine Hülse 5 eingelassen, die durch den Stift 6 mit dem Oberteil verbunden ist. Die Hülse 5 ist an dem unteren Ende umgebogen. Der Einzug 7 bildet das Gegenlager der Feder 8, die sich am anderen Ende gegen den Schraubenkopf der Schraube 9 abstützt. Diese Schraube ist in einem Querstift 10 eingeschraubt, der den Unterteil 2 durchsetzt. Durch die unter Federdruck stehende Schraube 9, die die Verbindungsachse zwischen den Bauteilen 1 und 2 darstellt, werden diese beiden Bauteile mit ihren Grenzflächen 3 und 4 gegeneinandergedrückt, wobei die beiden Bauteile 1 und 2 gegeneinander verdreht werden können.

In dem Bauteil 1 ist die Meßbürette 11 eingelassen, deren oberer, verjüngter Teil 12 den eigentlichen Mfißteil bildet. Der Bauteil 1, der aus durchsichtigem Kunststoff besteht, trägt auf seinem Mantel die Markierung 13, die zweckmäßig in Prozenten Kohlensäure geeicht ist und sich in unmittelbarer Nähe des verjüngten Meßrohres 12 befindet.

In dem Bauteil 1 ist weiterhin die Bohrung 14 eingelassen, in der der Kolben 15 einer Handpumpe verschiebbar ist, die mit einer doppelten Manschettendichtung 16, χ6_α versehen ist. Von dieser Pumpe führt eine Bohrung 17 zur Grenzfläche 3 und endet in der Öffnung 18 (vgl. Abb. 4). Die Meßbürette 11 endet in der Bohrung 19. Schließlich ist noch im Oberteil 1, wie Abb. 2 zeigt, eine Leitung 20 eingelassen, die ins Freie führt und in der öffnung 21 der Grenzfläche 3 endet.

In dem Bauteil 2 ist ein Hohlraum 22 eingelassen, von dem (vgl. Abb. 2) zwei Leitungen 23 und 24 zur Grenzfläche 4 führen, die dort in den öffnungen 25 und 26 enden. Die Leitung 23 endet in der Nähe des Bodens des Hohlraumes 22. Schließlich ist noch in dem Bauteil 2 eine ins Freie mündende Leitung 27 eingelassen, die in der öffnung 28 in der Grenzfläche 4 mündet.

Die Bauteile 1 und 2 tragen auf ihrer Seite eine im einzelnen nicht dargestellte Rastvorrichtung 29, die die Bewegung der Bauteile gegeneinander begrenzt und in drei Stellungen einrasten läßt.

Die erste Stellung ist in Abb. 1 dargestellt. Dabei ist der Raum unter demKolben 15 über die Leitung no 17 und über die Bohrungen 18 und 28 mit der ins Freie führenden Leitung 27 verbunden. Alle übrigen öffnungen in den Grenzflächen 3 und 4 sind verschlossen. Das Gerät kann in jeder beliebigen Lage gehalten werden. In dieser Stellung kann durch Zurückziehen des Kolbens 15 eine bestimmte Menge Luft angesaugt werden. Dabei ist das Hubvolumen des Pumpenkolbens zweckmäßig einstellbar ausgebildet, so daß stets eine bestimmte Menge Luft angesaugt wird. Hierzu kann eine nicht gezeichnete, um die Kolbenstange 15 gelegte Einstellmutter dienen.

Das Gerät wird dann in die Stellung 2 gebracht, die Abb. 2 zeigt. Dabei wird die öffnung 18 verschlossen, während gleichzeitig die Verbindungen, die Abb. 2 zeigt, hergestellt werden. Diese Stellung

dient nur zu einem Ausgleich des Flüssigkeitsdruckes.

Durch Weiter drehen gelangen schließlich die Bauteile in die Stellung 3, die Abb. 3 zeigt. In dieser Stellung ist die Pumpe über die Leitung 17 mit der Leitung 24 in Verbindung, während andererseits der Hohlraum über die Leitung 23 mit der Meßbürette Ii verbunden ist. Wird nunmehr die Pumpe nach unten geschoben, dann wird die abgemessene Luftmenge durch die Verbindungsleitungen 17 und 24 in den Hohl£a.um,Ä2 gedrückt, wobei die dort befindliche Alkalilauge 30 in das Steigrohr 23 und in die Meßbürette 11 gedrückt wird. Diese Stellung zeigt Abb. 3. Die in dem zu untersuchenden Gas. enthaltene Kohlensäure wird gebunden, so daß sich das Volumen entsprechend vermindert. Die Volumenverminderung wird an der Skala 13 abgelesen. Damit ist die Kohlensäurebestimmung beendet.

Wenn das Gerät in die Stellung 2 zurückgedreht wird, läuft die Alkalilauge durch die Meßbürette 11 durch das Rohr 23 in den Hohlraum 22 zurück, so daß die eingeschlossene Luft durch das Rohr 24 und das Rohr 20 nach außen entweichen kann.

Die beiden Bauteile werden dann in die Endstellung, wie Abb. 1 zeigt, zurückgedreht, in der alle Leitungen geschlossen sind bis auf die Verbindung zwischen dem Raum der Pumpe und der Außenluft über die Leitungen 17 und 27.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Bestimmung von Kohlensäure in Gasen, mit der eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Gases abgemessen und mit einer Kohlensäure absorbierenden Flüssigkeit in Berührung gebracht und daraufhin die Volumenverminderung gemessen wird, gekennzeichnet durch zwei an einer Grenzfläche aneinanderliegende, gegeneinander verdrehbare bzw. verschiebbare und vorzugsweise zu einem Zylinder bzw. prismatischen Körper vereinigte Bauteile, die einen Hohlraum zur Aufnahme der die Kohlensäure absorbierenden Flüssigkeit, eine Meßbürette und eine Handpumpe enthalten, wobei in die Grenzfläche mündende Verbindungsleitungen derart angeordnet sind, daß in einer ersten Stellung der beiden gegeneinander verdrehbaren Bauteile die Pumpe mit einer ins Fr'eie führenden Leitung, in einer zweiten Stellung die Meßbürette mit dem Hohlraum und dieser mit einer ins Freie führenden Leitung und in einer dritten Stellung die Pumpe, die Meßbürette und der Hohlraum miteinander verbunden sind-, wobei in allen Stellungen die anderen Verbindungsleitungen in den Grenzflächen verschlossen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Bauteile den Hohlraum zur Aufnahme der die Kohlensäure absorbierenden Flüssigkeit und zwei von dem Hohlraum zur Grenzfläche führende sowie eine dritte von der Grenzfläche ins Freie führende Leitung (27) enthält, während der andere Bauteil die Meßbürette, die Handpumpe und je eine von diesen zur Grenzfläche führende Leitungen und schließlich eine dritte Leitung (20) von der Grenzfläche ins Freie enthält, wobei die öffnungen der Leitungen in den Grenzflächen so angeordnet sind, daß in einer ersten Stellung der beiden gegeneinander verdrehbaren Bauteile die Pumpe mit der ins Freie führenden Leitung des anderen Bauteils verbunden ist, daß in einer zweiten Stellung die Meßbürette mit dem Hohlraum im anderen Bauteil und dieser wiederum mit der ins Freie führenden Leitung des ersten Bauteils verbunden ist, und daß in einer dritten Stellung die Pumpe und die Meßbürette mit dem Hohlraum im anderen Behalter verbunden sind, wobei in allen Stellungen die anderen öffnungen in den Grenzflächen verschlossen sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche eben ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile unter Federkraft gegeneinandergedrückt werden.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile durch eine unter Federspannung stehende Achse miteinander verbunden sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile aus durchsichtigem Kunststoff bestehen. _
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbürette ganz in dem Bauteil eingelassen ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubvolumen der Luftpumpe verstellbar ist.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 598789, 308005.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 512 5.56