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Vorrichtung zur Verteilung und gleichzeitigen Messung von Gasen und
überhitzten Dämpfen Bei der üblichen Abmessung von Gasen aus Bomben mittels des
Manometers können insbesondere bei kleinen Mengen sehr erhebliche Fehler durch die
Ungenauigkeit des Manometers, Temperaturschwankungen usw. entstehen.
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Bei Gasen mit ätzender Wirkung werden die Angaben solcher Manometer
sehr schnell illusorisch, Um diese Übelstände zu vermeiden, pflegte man bisher Glockengasometer
aus Glas oder Metall einzuschalten.
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Die Verwendung von Sperrflüssigkeiten, die häufig mit einer ölschicht
überdeckt wurden, ist deswegen nicht angebracht, weil sich die Gase häufig in beträchtlicher
Menge in den Sperrflüssigkeiten oder der Ujlschicht lösen und dadurch in den Arbeitsraum
in verunreinigtem Zustand gelangen oder der genauen Messung entzogen werden.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß für genaue Abmessungen größerer oder
auch sehr kleiner Dosen selbst von scharf ätzenden Gasen, z. B. Schwefeldioxyd,
Chlor usw., sich die nachstehend beschriebene Einrichtung bewährt hat.
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Es ist bekannt, Gase in faltbaren Behältern aufzubewahren. Der Gegenstand
der folgenden Erfindung besteht nun darin: Es wird eine Vorrichtung zur Verteilung
und gleichzeitiger volumetrischer Messung von Gasen und überhitzten Dämpfen angegeben,
die in einem elastischen Behälter von geringer Formstabilität, z. B. aus Gummi,
besteht. Der betreffende Behälter oder Balgen befindet sich in einem Gefäß, das
mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, gefüllt ist. Die Niveauänderung dieser Flüssigkeit
entspricht der Abgabe oder dem Zutritt von Gas und wird durch eine Skala angezeigt.
Im einzelnen gehen die Ausführungsformen derartiger Einrichtungen aus der nachfolgenden
Beschreibung an Hand der beiliegenden Abbildungen hervor.
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Der Balgen i (Abb. i) steht durch die Leitung a mit dem zum Füllapparat
führenden Ventil 3 in Verbindung. Ventil 4. führt zum Reaktionsgefäß. Der Balgen
i befindet sich im Gefäß 5, dessen oberer Teil 6 mit einer Skala zum Messen versehen
ist. Das Gefäß 5 wird mit Flüssigkeit (Wasser) gefüllt, deren Niveau von der Skala
abgelesen wird. Eine siebartige Vorrichtung 7 verhindert den Balgen am Aufsteigen.
Durch Zufuhr von Gas bläht sich der Balgen auf, und die dem zugeführten Gasvolumen
entsprechende Flüssigkeitsmenge wird an der Skala abgelesen. An der Skala 8 wird
der hydrostatische Druck, unter dem das Gas im Balgen steht, gemessen.
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Abb. z zeigt eine Vorrichtung, in welcher g das den Bälgen i o enthaltene
Gefäß darstellt, welches durch die Leitung i i mit dem beweglich angeordneten Meßzylinder
1z verbunden ist, der in der Höhe nach oben oder unten verschoben werden kann. Der
Balgen io ist an seinem offenen Ende gasdicht mit der Leitung 13 verbunden, welches
zum Ventil
14. (zur Bombe) und zum Ventil 15 (zum Reaktionsgefäß)
führt. Wird Ventil 16 am Gefäß 9 bei Niveaugleichheit mit dem Flüssigkeitsspiegel
im Zylinder 12 geschlossen, so kann man den Balgen io durch Heben oder Senken von
12 entleeren oder füllen.
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Die Leitung 17 steht in gasdichter Verbindung mit dem Meßzylinder
12 und führt in die Leitung 18 zum Reaktionsgefäß oder in dieses direkt.
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Abb.3 stellt ein Beispiel einer Gesamtanlage dar. Der Balgen i9 ist
hierin ein langes Kautschukrohr, an einem Ende geschlossen, am anderen durch die
Leitung 2o mit der Gasbombe 21 verbunden. Dieser Balgen i9 liegt in einem entsprechend
geformten Rohr 22, das am einen Ende die Gasleitung 2o durchläßt und nahe des anderen
Endes, welches zweckmäßig durch Neigung des Rohres etwas höher liegt, einen Ansatzstutzen
für die Verbindung mit dem Meßgefäß 23 hat. Die Skala 24. dient zur Messung des
Niveaus der Verdrängungsflüssigkeit, welche den Balgenkäfig 22 und die Zuleitung
zum Meßzylinder vollständig und letzteren, 23, teilweise füllt.
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In Abb. 3 ist der Fall dargestellt, in welchem die Reaktion unter
einem gewissen Druck vor sich gehen soll. Der Kompressor 25 stellt den beabsichtigten
Druck dar und befördert ihn einerseits durch die Leitung 2ß6 direkt in das Reaktionsgefäß
33, andererseits durch die Leitung 27 auf die Sperrflüssigkeit in Gefäß 23.
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Von der Leitung 2o zweigt eine solche 29 durch das Regulierventil
28 ab, welche durch den Blasenzähler 3o, den Strömungsmesser 31 oder einen der beiden
oder andere Meßvorrichtungen und Leitung 32 in das Reaktionsgefäß 33 führt. An die
Leitung 26 oder an das Reaktionsgefäß 33 kann ein offenes Manometer 3.4 angeschlossen
sein.
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Wirkungsweise des Apparates. Wird das Ventil 28 geschlossen, so kann
durch Öffnen des Bombenventils 35 der Balgen i9 mit Gas gefüllt werden, wodurch
das Flüssigkeitsniveau im Zylinder 23 dem Volumen entsprechend steigt, so daß die
zugeführte Gasmenge an der Niveaudifferenz abgelesen werden kann. Ist der Meßzylinder
23 im Gegensatz zu Abb.2 fest gelagert angeordnet, so steht das Gas im allgemeinen
unter dem hydrostatischen Druck, welcher auf der Skala 24. abgelesen wird. Herrscht
dagegen während des Füllens des Balgens i9 mit Gas in der Gesamtapparatur ein überdruck,
so kann die zugeführte Gasmenge durch den Anfangs- und Endzustand des hydrostatischen
Druckes auf Skala 24 und durch den im Manometer 34 gegebenen Druck unter Berücksichtigung
der Temperaturen berechnet werden. Ändert sich durch Betätigung des Kompressors
25 der Druck in der Gesamtapparatur, so wird die aus dem Balgen i9 abgegebene Gasmenge
wie vorstehend durch Ablesung der Anfangs- und Endzustände bestimmt. Wird dagegen
im Reaktionsgefäß durch die Reaktion selbst oder durch Maßnahmen von außen ein Unterdruck
oder überdruck herbeigeführt, so wird der Stand des offenen Manometers 34 im ersteren
Falle vom hydrostatischen Druck (in 24 abgelesene abgezogen, im letzteren demselben
zugeschlagen.
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An die Stelle des Kompressors 25 kann natürlich eine andere, eine
Gas liefernde Bombe o. dgl. treten, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines
in Fig.3 gekennzeichneten Systems. Durch Wiederholung derartiger Systeme zu einer
Gesamtapparatur können selbstverständlich die verschiedensten, unter verschiedenen
Drucken entnommenen Gase unter gemeinsamen Enddruck in verschiedenen Mengen der
Reaktion zugeführt werden. Ist in der Gesamtapparatur ein bestimmter Status erreicht,
so kann die Gasmenge im Balgen i 9 aus der Bombe 21 aufgefüllt werden, indem man
durch Regulierung des Hahnes 28 die Strömungsgeschwindigkeit, am Strömungsmesser
gemessen, konstant hält.
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Wird der Strömungsmesser 31 geeicht, so kann man unter Konstanthaltung
des Niveaus in 23 durch Regulierung des Hahnes 35 das Balgensystem aus dem Gasstrom
ausschalten, so daß es die Rolle eines Sicherheitsreservoirs übernimmt. In diesem
Falle wird die verbrauchte Gasmenge durch Messung der Zeit und mit Hilfe des Strömungsmessers
31 bestimmt.
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In der Abi. q. ist im Schnitt ein Beispiel eines geeigneten runden
Gummibalgens angegeben. Er zeigt die zickzackartig geformte Manteloberfläche, wie
sie bei den Balgen der Ziehharmonika und Photoapparaten z. B. bekannt sind.
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Die Abb. 5 zeigt eine Form eines solchen Balgens, welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Balgen in mehrere im Schnitt V-förmig geknickte Ringe aufgelöst ist,
welche durch ringartige Flansche gasdicht miteinander verbunden sind. Am Boden des
Balgens befindet sich noch ein Verdränger 36, welcher dazu dient, den schädlichen
Raum bei entleerten Balgen zu vermindern.