Waage mit gasdichtem Waagengehäuse
Es sind Waagen mit gasdichtem Waagengehäuse bekannt, um Wägungen im Vakuum, bei Unterdruck, bei ¯berdruck oder in einer besonderem Gasatmo- sphäre vornehmen zu können. Das gasdichte Waagengehäuse umschliesst dabes wenigstens den Waage {- balken und das lam Waagebalken au±gehängte GehÏnge, an welch letzterem der dem Probentiegel aufweiseade Probenträgcr befestigt ist.
Um die Probe unter Versuohsbadingungen zu wägen, die erheblich von denjenigen Betriebsbedingungen. abweichen, unter welchen die verschiedenen vom Waagengchäuse um schlossenen Teile der Waage noch zuverlässig arbeiten, hat man am Waagengehäuse eine meistens längliche Glocke befestigt, in welche tder Probenträger hineinragt. Um die Probe bei Temperaturen zu wÏgen, die von der normalen Zimmertemperatur stark abweichen, wird das vom Waagengefhäuse ab- gewendete und den Probentiegel umschlie¯ende Ende der Glocke in eine emtsprechemd bemessene Kühl- oder Heizvorrichtung getaucht.
Diese auch als Thermowaage bezeichnete Bauart von Waagen mit gasdichtem Waageingehäuse und einer am letzteren befiestigten Glocke haben nun erfahrungsgemϯ noch verschiedene MÏngel, welche eine breitere praktische Anwendbarkeit erschweren.
Dies trifft insbesondere dann zu, wenn von der zu wägenden Probe aggressive Gase ausgehen. Auch wenn das WaagengehÏuse dauernd leer gepumpt wird, so lässt sich doch nicht vermeiden, dass ein Teil dieser Gase mit dem Gehänge und den Waagebalken schneiden in Ber hrung kommt und dort nach einiger Zeit Zerstörungen anrichtet. In idieser Hinsicht noch ungünstiger liegen die Verhältnisse bei Wägungen, in welchen die Probe beispielsweise-bei höherer Tem- penatur und bei ¯berdruck in einer aggresivem Gasatmosphäre zu wÏgen ist.
Aber auch bei Anwendung einer nicht aggressiven Gasatmosphäre weisen die bisher üblichen Thermow. aagen noch Mängel auf, sofern die Wägung der Probe bei strömendem Gas zu erfolge hat, das im Bereich der Glocke erheblich anderen Temperaturen ausgesetzt ist als innerhalb des Waagengehäuses. Infolge der Gasströmung findet ein noch von der Strömungsgeschwindigkeat abhängi- ger WÏrmetransport statt, der hinreichend konstante Temperaturen innerhalb ides Waiaigengehäuaes prak- tisch verunmöglioht.
Die vorliegende Erfindung befa¯t sich demge mäss mit einer Waage mit gasdichtem Waagenge häuse, beispielsweise mit einer Thermowaage, die einen innerhalb des WaagengehÏuse gelagerten Waagebalken, ein am Waagebalken aufgehÏngtes Gehänge mit einem den Probentiegel aufweisenden ProbentrÏger, und eine an das WaagengehÏuse anschliessbare Glocke aufweist, in welche ! der Proben träger hineinragt. Der Zweck ider vorliegenden Erfin- idujng ist die Schaffung einer Thermowaage zu erm¯glichen, welche von den oben kurz erwÏhnten Mängeln frei ist.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, da¯ bei der erfindungsgemϯen Waage ein in die Glocke hineinragendes Rohr vorgesehen ist, welches den Probenträger umschliesst und durch welches hinjdurch der von der Glocke umschlossene Hohlraum mit dem vom Waagengehäuse. umschlos- senen Hohlraum verbunden ist, und da¯ ferner ein Gasauslass angebracht ist, der mit dem vom Rohr uad der Glocke gebildeten Ringnauim in Verbindiung steht.
Vorzugsweise ist ferner ein Gaseinlass vorgesehen, der an einem au¯erhalb der Glocke und ausserhalb des Waagengehäuses beifindlichen Ort m das Rohr m ndet. Dabei ist zweckmässig zwischen dem WaagengehÏuse und der Glocke ein Ringflansch eingefügt, der sowohl den Gaseinlass als auch den Gasauslass aufweist, und an welchem, das in die Glocke hinein- ragende Rohr lösbar befestigt ist.
Ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung unter Weglassung nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung erforderlicher Einzelheiten schematisch dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 einen Schnitt durch das Waagengehäuse mit aufgesetzter Glocke und
Fig. 2 in einem gegenüber der Fig. 1 mehrfach vergrösserten Massstab einen Schn. itt durch den auch aus Fig. 1 ersichtlichen Schutzschirm.
Das aus dem zylindrischen Doppehmantsl 3 und den Seitenwänden 4 gebildete Waagengehäuse ist gasdicht ausgeführt. Um es evakuieren und mit Gas geeigneter Zusammensetzung füllen zu können, weist es einen durch ei Ventil oder Schieber 5 verschliessbaren Anschluss 6 f r eine Saugpumpe 7 sowie einen gleichfalls durch ein Ventil oder Schieber 8 verschliessbaren Gaseinlass 9 auf. Innerhalb des vom Waagengehäuse 3 bis 4 umschlossenen Hohlraumes 10 ist auf einem im Waagengehäuse befestigten Träger 11 der Waagebalken 12 sohwenkbar gelagert.
Auf dem kürzeren und mit einer Aussenschneide versehenen Arm des Waagebalkens 12 sitzt das b gelförmige Gehänge 13. Im Bereich lotrecht oberhalib und unterhalb des Gehänges 13 ist das WaagengehÏuse 3 bis 4 noch mit zwei Anschlu¯flanschen 14 und 15 versehen, die je eine Durchtrittsöffnung 16 bzw. 17 umschliessen,'die beide in den Hohlraum 10 münden. Das Gehänge 13 weist noch Mittel auf, um, an seinem unteren Ende Zus. atzgewichte 18 anbringen zu können und ferner wahlweise an ihm einen nach oben durch die Durchtritts¯ffnung 16 hinausragenden oder einem nach unten durch die Durchtrittsöffnung 17 hinausnagenden Probenträger 19 zu befestigen.
In der Fig. 1 ist ein nach oben durch die Durchtrittsöffnung 16 hinausragender Proben- trÏger 19 veranschaulicht. An seinem vom Gehänge 13 abgewendeten Ende ist der Probenträger mit dem Probentiegel 20 versehen. ProbentrÏger 19 und Probentiegel 20 bestehen in der Regel aus einem keramischen Werkstoff, der gegenüber den in Frage kommeaden Gasen hinreichend beständig ist.
Die maistens aus Glas oder Keramik bestehende Glocke 21, in deren Hohlraum 22 der Probentiegel 20 eintaucht, ist nun in lösbarer Weise an einem Ringflansch 23 befestigt, der seinerseits wahlweise am oberen Anschlussflansch 14 oder am unteren Anschlussflansch 15 des WaagengehÏuses 3 ibis 4 anb schliessbar ist. Der jeweils nicht ben¯tigte Anschlu¯flansch am Waagengehäuse wird durch einen Deckel 24 überfangen, wie dies in der Fig. l für den unterem Anschlussflansch 15 gezaigt ist. An seinem dem Waagengehäuse zugewendeten Ende ist in der Bohrung des Ringflansches 23 ein mehrgliederiger Schutz- schirm 25 gehalten, dessen bevorzugt ; Ausführungs- form aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Darnach führt der Probenträger 19 mit hinreichendem seitlichem Bewegungsspiel frei durch diesen Schutzschirm hindurch.
Der. aus dünnem Blech gefertigte Au¯enmantel 26 des Schutzschirmes ist an seinem einen Ende nach innen zurückgebogen, so da¯ eine ringf¯rmige Rinne 27 entsteht. InnerhalbdesAusssnmantels26befin- den sich koaxial zueinander angeordnete Schirmbleche 28 in der Form von Kegelstumpfmänteln, von welchen wenigstens der der Rinne 27 benachbarte den zur ckgebogenen Innenrand des Aussenmantels 26 mit Abstand überfängt. Die Schirmbleche 28 sind vermittels einem oder mehreren dünnen Stegen 29 am Aussenmantel 26 befestigt.
Gemäss Fig. l weist der Ringflansch 23 ferner einen Gaseinlass 30 mit Ventil oder Schieber 31 auf, der auf der vom Schutzschirm 25 an erweiterten Bohming des Ringflansches 23 einmündet. In einer zur Glooke 21 hinweisenden Richtung gesehen, er weitert sich die Bohrung imRingflansch 23 nochmals so weit, bis sie nahezu gleich ist dem Innendurchmesser der am Ringflansch 23 anzuschlie¯enden Glocke 21. Dieser weiteste Teil der Bohrung im Ringflansch 23 ist nun von einem Rohr 32 mit wesent- lich geringerem Durchmesser durchsetzt, so da¯ ein Rlingraum 33 gebildet wird, der seinerseits mit einem entsprechenden vom Rohr 32 und der Glocke 21 begrenzten Ringraum 34 in Verbindung steht.
Das Rohr 32 ragt dabei so weit in die Glocke 21 hinein, dass es erst kurz vor dem Probentiegel 20 ausmündet.
Im ¯brige führt der Probenträger 19 durch das Rohr 32 hindurch und der Fussteil des letzteren ist im m Ringflansch 23 befestigt. Etwa auf halber Höhe des Ringraumes 33 ist im Ringflansch 23 ein Gasauslass 35 angebracht, an dessen Anschl, ussteil 36 üb ; licherweiae eine Kühlfalle 37 befestigt wird. Die Kühlfalle 37 kann ihrerseits mit einem durch ein Ventil oder Schieber 38 verschlie¯baren Gasauslass 39 versehen und gegebenanfalls über ein weiteres Ventil oder Schieber 40 an eine Saugpumpe 41 angeschlossen sein.
Um schliesslich eine Wägung bei einer von der normalen Zimmertemperatur stark abweichenden Temperatur der Probe vornehmen zu können, wird ber den den Probentiegel 20 umschlie ssenden Teil der Glocke 21 noch eine Kühl-oder Haizvorniohtung 42 gestülpt, die in der Fig. 1 jedoch nur scbematisch ! angedoutet ist. Weitere Teile der Waage, wie insbesondere die Träger ader Konsolen f r das Waagengehäuse 3 bis 4 sowie f r die Saugpumpen 7 und 41 sind in der Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht veranschaulicht.
Die schärfsten Anforderungen an die beschrie- bene Waage ergeben sidh dann, wenn beispielsweise die Probe in einem strömenden und aggressiven Gas bei hoher Temperatur zu wägen ist. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise wie folgt vorgegangen : Bei weggenommenem Ofen 42 und weggenommener Glocke 21 wird in den Probentiegel 20 die zu wägende Probe eingebracht. Der Schutzschirm 25 verhindert dabei, dass etwa versehentlich verschüttete Teile der Probe e in den Innenraum 10 des Waagengehäuses eindringen.
Nach Befestigung. der Glocke 2 1 am Ringflansch 23 und dem Überstülpen des Ofens 42 tuber die Glocke 21 werden bei geschlossenen Ventilen oder Schiebern 8, 31, 38 sowie bei geöffneten Ventilen oder Schiebern 5 und 40 die beiden Pumpen 7 und 41 in Betrieb. gesetzt, um das Waagengehäuse 3 bis 4 sowie die Glocke 21 vorerst zu evakuieren. Ferner kann gegebenenfalls der Ofen 42 geheizt werden, damit der Probentiegel 20 und damit auch die Probe auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Hier- auf kann der Schieber 5 geschlossen, die Pumpe 7 abgestellt und durch leichtes Offnen des Ventils oder Schiebers 8 durch den Gaseinlass 9 ein Edelgas oder ein anderes inertes Gas eingelassen werden.
Dieses durch den Gaseinlass 9 eingeführte Schutzgas durchströmt das Waagengehäuse 3 bis 4, hiernach die Durchtrittsöffnung 16 und den Schutz- schirm 25, und gelangt durch das Rohr 32 in den Innenraum der Glocke 21. Von dort wird es durch die Ringräume 34 und 33 zum Gasauslass 35 gei- saugt, um ber die Kühlfalle 37 von der Pumpe 41 abgeführt zu werden. Das aggressive Gas, welches die Probe umspülen soll, wird ber den Schieber 31 dem Gaseinlass 30 zugeführt. Von diesem aus str¯mt es zusammen mit dem Schutzgas durch das Rohr 32 hindurch in den Hohlraum 22 der Glocke 21. Das Absaugen erfolgt in der bereits angedeuteten Weise über die Ringräume 34 und 33, durch den Gas ! auslass 35 und ber die Kühlfalle 37 vermittels der Pumpe 41.
Dure, entsprechende Regelung. der beiden Schieber 8 und 31 kann nun stets erreicht werden, dass im Hohlraum 10 des Waagengehäuses 3 bis 4 ein leichter Überdruck herrscht, welcher verhindert, dass das aggressive Gas vom Gaseinlass 30 her in das Waagengehäuse 3 bis 4 leintreten kann. Bei leichtem tuber- druck wird somit das ganze WaagengehÏuse immer mit Schutzgas gef llt bleiben, so da¯ die ma¯gebenden Teile der Waage vor dem Angriff aggressiver Gase wirksam geschützt sind. Dies wird in entsprechender Weise auch dann erreicht, wenn nm Hohlraum 10 des WaagengehÏuses sowie innerhalb der Glocke 21 unter hohem Gasdruck gearbeitet werden soll.
In diesem Fall wird der Schieber 40. abgeschlossen, die Pumpe 41 stillgesetzt und der Schieber 38 entspre- chend geöffnet, wobei man durch Regelung der Schie- ber 8, 31 und 38 den benötigten Überdruck inner- halb des Waagengehäuses einstellen kann.
Herrscht innerhalb der Glocke 21 eine erheblich höhere Temperatur wie innerhalb des Waagengehäuses 3 ibis 4, dann wird der Schutzschirm 25 einen erheblichen Teil, der Wärmestrahlung reflektie- ren und damit das Gehänge 13 und den kürzeren Arm des Waagebalkens 12 vor zu starker Erwärmung schützen. LÏngs des Rohres 32 wird dann ferner ein erhebliches Temperaturgefälle auftreten, welches die Bildung von Kondensat an den kälteren Rohrteilen zur Folge haben kann. Aussen am Rohr 32 kann dieses Kondensat nur in. den Ringraum 33 abtropfen, in weichem es sich, ansammelt. Das auf der Innenseite des Rohres 32 gebildete Kondensat wind sich jedoch im Ringraum ansammeln,derdurchdenzylindri- schen Mantel des Schutzschirmes 25 und durch die angrenzende Innenseite der Bohrung im Ringflansch 23 begrenzt ist.
Sollte sich auch. auf der Innenseite des Mantels 26 odter auf den Schirmblechen 28 des Schutzschirmes 25 (Fig. 2) Kondensat bilden, so wird dasselb, in der Rinne 27 aufgefangen. Es wird auf dise Weise auch bei längerem Betrieb der Waage verhindert, dass das häufig chemisch sehr aktive Kondensat in das Waagengehäuse 3 bis 4 gelangt und dort an Teilen der Waage Zerstörungen anrichtet. Infolge der lösbaren Befestigung des Ringflansches 23 am Waiajgengehäuse 3 (bis 4 kaon, somit alle einer Ver schmutzung oder einem Verschleiss unterworfenen Toile leicht ausgebaut und gegebenfalls gepeinigt oder ersetzt werden,
während die innerhalb des des Waagengehäuses 3 bis 4 befindlichen Waagenteile geschützt sind und nur der blichen Wartung bed rfen.
PA ATENTANSPRUCH
Waage mit gasdichtem WaagengehÏuse (3 bis 4), einem innerhalb desselben gelagerten Waagebalken (12), einem am Waagebalken (12) aufgehÏngten GehÏnge (13), an welchem der mit dem Probentiegel (20) vensehene Probenträger (19) befestigt ist, sowie mit einer an das Waagengehäuse (3 bis 4) anschliess- baren Glocke (21), in welche der Probenträger (19) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Glocke (21) hineinragendes Rohr (32) vorgesehen ist, welches den Probonträger (19) umschliesst und durch welches hindurch der von der Glocke (21) umschlossene Hohlraum (22) mit dem vom WaagengehÏuse (3 bis 4)
umschlossenen Hohlraum (10) ver bunden ist, und dass ferner ssin Gasauslass (35) angebracht ist, der mit dem vom Rohr (32) und der Glocke (21) gebildeten Ringraum (34) in Verbindung steht.