DE1167563B

DE1167563B - Einrichtung zur Steuerung des Gasdruckes und Einrichtung zur Dosierung der Absorptionsfluessigkeit an einem Geraet zur Anzeige der Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Spurengases

Info

Publication number: DE1167563B
Application number: DEB62859A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Fuhrmann
Original assignee: BRAN and LUEBBE
Current assignee: BRAN and LUEBBE
Priority date: 1961-06-10
Filing date: 1961-06-10
Publication date: 1964-04-09
Also published as: US3226200A; GB982038A

Description

Einrichtung zur Steuerung des Gasdruckes und Einrichtung zur Dosierung der Absorptionsflüssigkeit an einem Gerät zur Anzeige der Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Spurengases Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Stete rung des Gasdruckes und eine Einrichtung zur Dosierung der Absorptionsflüssigkeit an einem Gerät zur Anzeige der Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Spurengases, beruhend auf dem Messen der Absorption einer die Gasspur absorbierten Flüssigkeit.
Bei Vorrichtungen zur fortlaufenden Bestimmung von Gasbestandteilen, beispielsweise auf kolorimetrischem Wege mittels einer Indikatorflüssigkeit, ist es erforderlich, daß das Prüfgas die Gesamtapparatur bei möglichst gleichbleibendem Druck durchströmen muß. Ferner ist es erforderlich, die Zuführungsorgane für die Reaktionsflüssigkeit stets von zurückbleibenden Flüssigkeitsteilchen zu säubern, weil sonst genaue Meßergebnisse nicht erzielbar sind.
Zur Erzielung eines möglichst gleichbleibenden Druckes sind Flüssigkeitsdruckregler, sogenannte Überdruckflaschen, bekannt. In diesen ist ein in die Gaszuführungsleitung eingeschaltetes Tauchrohr vorgesehen, das in eine Ölfüllung eines zylindrischen Körpers in der Eintauchtiefe einstellbar hineinragt.
Der sich am T-förmigen Abgang der Gasleitung einstellende Druck und damit der Durchfluß des Trägergases durch den Analysator hängt vom Vordruck ab, der wiederum durch die Niveaudifferenz von der tiefsten Stelle des Eintauchrohres bis zur Oberfläche des Öls entsteht. Eine Anderung der Eintauchtiefe des Tauchrohres kann bei den bekannten Überdruckflaschen nur durch eine Höhenverstellung des Tauchrohres erfolgen, da das Niveau des in der Überdruckflasche vorhandenen Öls konstant ist.
Bei der Verwendung von ebenfalls bekannten Überdruckflaschen mit konstantem Niveaustand und festem Eintauchrohr ist die Regelung mittels eines Nadelventils erforderlich, dessen Verwendung bei auftretenden Temperaturschwankungen oft als nachteilig empfunden wird.
Ferner ist es bekannt, die dosierte Zufuhr des zu untersuchenden Gases und der Indikatorflüssigkeit mittels zweier antriebsgekoppelter Förderpumpen vorzunehmen. Derartige Fördervorrichtungen ermöglichen jedoch weder eine kontinuierliche Durchströmung des Prüfgases durch die Meßapparatur noch die Aufrechterhaltung eines konstanten Gasdruckes, da bei jedem Ansaughub der Pumpen der in den Rohrleitungen herrschende Gasdruck verringert und erst beim Druckhub wiederum vergrößert wird.
Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zur Steuerung des Gasdruckes und eine Einrichtung zur Dosierung der Absorptionsflüssigkeit an einem Gerät zur Anzeige der Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Spurengases zu schaffen, die neben einer Erhöhung der Meßgenauigkeit eine genaue Mengendosierung des Prüfgases und der Absorptionsflüssigkeit sowie die Aufrechterhaltung eines konstanten Gasdruckes in der Meßapparatur ermöglichen. Erfindungsgemäß ist hierzu die Meßbürette der Meßapparatur mit einer Zuführungsleitung für das zu prüfende Gas verbunden, in die ein aus einem Faltenbalg, Federkörper od. dgl., mit veränderbaren Volumen und einem mit diesem in Verbindung stehenden Flüs&igkeitsvorratsbehälter mit einem Tauchrohr bestehenden Feindruckregler und eine Dosiervorrichtung über eine Zweigrohrleitung für die flüssige Reaktionskomponente eingeschaltet sind, die aus einem mit entsprechenden Anschlußleitungen versehenen Hahngehäuse und einem in diesem angeordneten Küken besteht, das als Dosierkammer ausgebildete Durchbohrungen aufweist und zur Erzielung einer diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Drehbewegung mit einem Impuls gesteuerten Motor in Verbindung steht.
Der Federkörper des Feindruckreglers ist mittels eines Handrades od. dgl. auf ein veränderliches Volumen einstellbar, und ist der Antrieb so ausgebildet, daß die Volumenveränderung in feinsten Grenzen erfolgen kann.
Das in den Flüssigkeitsvorratsbehälter des Feindruckreglers in konstanter Eintauchtiefe hineinragende Tauchrohr ist bei einer bevorzugten Ausführungsform am äußeren Umfang mit sägezahnartigen Vorsprüngen besetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das kontinuierlich oder diskontinuierlich in Drehung versetzte Hahnküken der Dosiervorrichtung mit einer am Umfang des Kükens ausgebildeten, entsprechend bemessenen Ausfräsung als Dosierkammer versehen.
Mehrere mit ausgefrästen Dosierkammern versehene Dosiervorrichtungen können auch z. B. in Parallelschaltung Verwendung finden und gegebenenfalls einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine schematische Anordnung des Analysengerätes mit Dosierrotor und Gasfeindruckregler; F i g. 2 ist eine schaubildliche Wiedergabe eines Dosierrotorkükens, und Fig.3 und 4 stellen senkrechte Schnitte des Dosierrotors in verschiedenen Ebenen dar.
Das erfindungsgemäße Analysengerät umfaßt eine Zuführungsleitung 10 für das zu prüfende Gas, in die eine mit Öl gefüllte Druckflasche 11 zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes eingeschaltet ist.
Die Druckflasche 11 weist ein feststehendes Tauchrohr 12 auf, sie ist über eine starre Rohrleitung 13, die auch aus flexiblen Werkstoffen bestehen und eine beliebige Länge aufweisen kann, mit einem ebenfalls mit Öl gefüllten Federkörper 14 verbunden dessen Faltenbalg zwischen zwei festen Wänden 14 a und 14 b eingespannt ist. Das Volumen des Federkörpers 14 ist mittels eines als gerändelte Scheibe ausgebildeten Handrades 15 über einen Schneckentrieb 16 veränderbar, und gleichzeitig erfolgt damit eine Veränderung des Öiniveaus in der Druckflasche 11.
Die Oberfläche des Tauchrohres 12 ist vorteilhaft sägezahnartig ausgebildet.
Die Zuführungsleitung 10 führt über einen Hahn 17, eine Kapillare 18 und über ein Manometer 19 in eine Rohrschlange20, die in eine mit einem Überlauf 21 versehene Meßküvette 22 mündet.
Parallel zur Meßküvette 22 ist eine weitere Meßküvette 23 angeordnet, die mit zwei Rohrleitungen 25, 26 verbunden ist. Die Rohrleitung 25 mündet am Boden eines Vorratsbehälters 27. Mit 28 ist ein Magnetventil bezeichnet.
In die Rohrleitung26 ist ein Dosierrotor 30 eingeschaltet, der aus einem Gehäuse 31 und einem Küken 32 besteht, das eine Bohrung 33 aufweist. Für die Drehbewegung des Hahnkükens 32 ist ein Impuls gesteuerter Motor 34 vorgesehen. Das Gehäuse 31 des Dosierrotors 30 weist eine mit der Leitung 10 in Verbindung stehende Zuführungsleitung 35 sowie einen Anschluß der Rohrleitung36 auf, die ebenso wie die Gaszuführungsleitung 10 an die Rohrschlange 20 angeschlossen ist.
Von der Zuführungsleitung 10 zweigt eine weitere Rohrleitung 40 ab, die zum Behälter 27 führt. In die Rohrleitung 40 ist eine Absorptionskolonne 41 eingeschaltet. Zwischen dem Behälter 27 und der Absorptionskolonne41 ist in der Leitung 40 eine Abzweigleitung 42 vorgesehen, die zum Hahn 17 führt, dessen Küken mit einer T-Bohrung versehen ist.
An den Meßkammern22, 23 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) Fotozellen 44, 45 angeordnet.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 bis 4 besteht der Dosierrotor 30 aus dem Gehäuse 31 und dem Küken 32, das eine Dosierkarnmer 50 aufweist. Es können jedoch auch mehrere Kam- mern parallel oder auch versetzt zueinander auf dem Umfang des Kükens 32 angeordnet sein.
Das Gehäuse 31 ist mit einem Zulauf- und einem Ablaufstutzen 51, 52 versehen.
Das Analysengerät arbeitet nach dem optischen Farbvergleichsverfahren mittels der Fotozellen 44, 45. Der Farbton der reinen Absorptionsflüssigkeit wird verglichen mit dem Farbton des ausreagierten, aus der Bohrschlange 20 austretenden Reaktionsgemisches. Hierbei wird der Vorteil erreicht, daß zur Einregulierung eines gleichbleibenden Druckes in den Leitungen 10, 35, 36 lediglich die Betätigung des Rades bzw. der Handhabe 15 erforderlich ist. Die Annäherung der beiden Begrenzungswände 14all, 14 b des Federkörpers 14 bzw. die Trennung dieser Wände mittels der Schraubenspindel 16 ermöglicht die Einregulierung in feinsten Grenzen ohne daß die Veränderung der Eintauchtiefe des Rohres 12 erforderlich wäre. An der sägezahnartig ausgebildeten Oberfläche des Tauchrohres 12 werden die Gasbläschen weitestgehend aufgeteilt. Die Regelung des Volumens des Federkörpers 14 und damit der Druckflasche 11 kann auch von einer örtlich entfernten Stelle aus dadurch erfolgen, daß die Verbindungsleitung 13 als Rohrleitung oder Schlauchleitung ausgebildet wird.
Durch die Bohrung33 bzw. die kammerförmige Ausfräsung 50 des Dosierrotors 30 wird eine genau abgeteilte Menge Reaktionsflüssigkeit in die Mischkammer 20 geleitet. Hierbei bewirkt der durch das Rohr 35 zugeführte Gasstrom eine vollständige Ausblasung der Kammer 33 bei jeweiliger Umschaltung des Kükens 32. Die Einstellung mittels des Handrades 15 kann auch insoweit zur Feinsteuerung verwendet werden.
Das Küken 32 des Dosierrotors 30. das beispielsweise aus Kunststoff »Polytetrafluoräthylen« (Teflon) bestehen kann, ist mittels des Rotors 34 kontinuierlich oder intermittierend angetrieben. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 kann mit der wechselweisen Schwenkung des Kükens 32 eine ausreichend genaue Dosierung erfolgen, wenn die Kammer33 wechselweise in den Verlauf der Leitung 26 und in den Verlauf der Leitung 35, 36 geschwenkt wird. Die Ausblasung mittels des Gases wird bei jeder Schwenkung wirksam.
Die Ausführungsform nach Fig.2 bis 4 dosiert mit bisher kaum erreichter Genauigkeit auch bei kontinuierlichem Umlauf des Kükens 32, und zwar auch bei höheren Drehzahlen. Die genaue Bemessung des Volumens durch die Kammer 50 sichert die Meßgenauigkeit. Die Dichtungsflächen des Kükens 32 gewährleisten, daß ein Verlust von Reaktionsflüssigkeit während des Kükenumlaufs unterbleibt. Die Anzahl der Zu- und Abführungsleitungen51, 52 wird jeweils der Anzahl der Ausnehmungen 50, die auf Küken 32 angebracht sind, angepaßt. Es können auch mehrere entsprechende Dosierrotoren 30 in Parallelschaltung verwendet werden. Der Antrieb kann etwa von dem gleichen Elektromotor aus erfolgen. So kann beispielsweise auch eine bestimmte zu dosierende Menge in zwei oder mehr Teilmengen in der gleichen Apparatur zugeführt werden.
Das Analysengerät mit der Feinregelung der Gasmenge durch die Druckflasche 11 mit Falnenbaig 14 und dem Dosierrotor 30 mit der Dosierkanuner 50 ist vielseitig verwendbar und als Apparatur raumsparend ausgebildet. Die gesamte Apparatur kann beispielsweise in einen Kunstharzblock od. dgl. eingegossen sein. Nur Zu- und Abläufe sowie das Handrad zur Feineinstellung der Gasmenge und die Antriebswelle des Motors für den Dosierrotor sind dann von außen zugänglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Steuerung des Gasdruckes und Einrichtung zur Dosierung der Absorptionsflüssigkeit an einem Gerät zur Anzeige der Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Spurengases, beruhend auf dem Messen der Absorption einer die Gasspur absorbierten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbürette (22) der Meßapparatur mit einer Zuführungsleitung (10) für das zu prüfende Gas verbunden ist, in die zur Aufrechterhaltung eines konstanten Gasdruckes in der Meßapparatur ein aus einem Faltenbalg, Federkörper (14) od. dgl., mit veränderbarem Volumen und einem mit diesem in Verbindung stehenden Flüssigkeitsvorratsbehälter (11) mit einem Tauchrohr (12) bestehenden Feindruckregler und eine Dosiervorrichtung (30) über eine Zweigrohrleitung (35, 36) für die flüssige Reaktionskomponente eingeschaltet sind, die aus einem mit entsprechenden Anschlußleitungen versehenen Hahngehäuse (31) und einem in diesem angeordneten Küken (32) besteht, das als Dosierkammer ausgebildete Durchbohrungen (33) aufweist und zur Erzielung einer diskonti- nuierlichen oder kontinuierlichen Drehbewegung mit einem Impuls gesteuerten Motor (34) in Verbindung steht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper (14) des Feindruckreglers mittels eines Handrades (15) od. dgl. auf ein veränderliches Volumen einstellbar ausgebildet und mit der Überdruckflasche (11) durch eine Rohr- oder Schlauchleitung (13) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Flüssigkeitsvorratsbehälter (11) des Feindruckreglers hinein ragende und mit der Gaszuführungsleitung (10) verbundene Tauchrohr (12) an seiner Oberfläche mit sägezahnartigen Vorsprüngen besetzt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Umfang des Kükens (32) der Dosiervorrichtung (30) ausgebildete entsprechend bemessene Ausfräsung (50) als Dosierkammer ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit ausgefrästen Dosierkammern (50) versehene Dosiervorrichtungen (30) parallel zueinander geschaltet sind und einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 076403.