Vorrichtung zum selbsttätigen Feststellen brennbarer Gase in Luftgemischen
in regelbaren Zwischenräumen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur ständigen Lberwachung von Räumen auf Explosionsgefahr, insbesondere von Grubenbauen
auf Schlagwetteransammlungen. Durch Benutzung eines langsam fließenden Kraftmittels"
z. B. von Druckwasser, wird in einstellbaren Zeitabständen eine abgemessene Menge
der an der Prüfungsstelle befindlichen Wettermischung angesaugt, ein Teil dieser
Wetterprobe in genau festge#,tellter Menge einem Glühpunkte zugeführt, wo die brennbaren
Bestandteile und der Sauerstoff der Wettermischung sich miteinander verbinden müssen.
Nach Abführung der hierbei entstehenden Wärme füllen die Gase einen bestimmten Raum
aus, dessen Größe sich nach der Zusammensetzung der Wetter richtet. Die Veränderung
des Raumes, den die verbrannten Gase gegenüber den unverbrannten einnehmen, kann
jederzeit an einer Graduierung abgelesen und beispielsweise durch eine Reihe von
Kontakten zur Registrierung auf einer Trommel und zur Abgabe von Warnsignalen benutzt
werden. Nach der Feststellung des Gehalts an briennbaren Gasen wird das Druckwasser
wieder vollständig abgesaugt. Durch den hierbei entstehenden Unterdruck wird wieder
eine neue Luftmenge angesaugt und für die nächste Verbrennung abgemessien. Die Einrichtung
kann überall verwendet wurden, wo Druckwasser o. dgl. sich vorfindet oder hingeleitet
werden
kann, und es kann durch eine in der Vorrichtung angebrachte Regeleinrichtung die
Zeitfolge der Einzelmeasungen dem Kraftmittel und dem Bedürfnis angepaßt werden.
Die Vorrichtung ist klein und handlich auszubilden und an jeder gewünschten Stelle
anzuhängen oder aufzustellen und kann an die Wasserleitung angeschlossen werden.
Sie bedarf keiner Wartung, und es behält der Bergmann eine Kontrolle über die einwandfreie
Tätigkeit durch das periodische Abströmen des verbrauchtere Druckwassers.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in einem schematischen Schnitt dargestellt. In einem geschlossenen Kasten i ist
ein Stutzen 2 für den Anschluß einer Druckwasserleitung unter Zwischenschaltung
eines Regelorgans 3 vorgesehen. Durch diesen Stutzen tritt in. entsprechender Einstellung
das Druckwasser in den Kasten i ein und füllt diesen allmählich mehr und mehr, indem
es die vorher durch einen Saugkopf 4. angesaugte Wetterprobe verdrängt und hierbei
eine Reihe von Funktionen auslöst. Zunächst hebt der steigende Wasserspiegel durch
einen Stutzen 5 hindurch einen Schwimmer 6, der einen Stromkreis 7 durch eine Brücke
8 schließt, durch welchen Stromkreis :eine Drahtwicklung 9 zum Glühen gebracht wird.
Kurz vor der Schließung dieses Stromkreises 7 ,hat der Z@Tasserspiegel den unteren
Rand io eines INIeßgefäßes i i mit bestimmtem Meßraum, z. B. ioo ccm, abgeschlossen
und steigt nun, da das Meßgefäß oben mittels eines Kapillarrohres 12 mit einem zweiten
gleichen Meßgefäß i- , verbunden ist, außen und innen gleichmäßig höher und
drückt hierbei in gleichmäßigem Strom die durch das Meßgefäß i i abgemessene '`Vettermenge
durch die glühende Metallwicklung 9 in den Raum 13, wobei die brennbaren Bestandteile
des Wettergemisches, insbesondere das Methan (('H_1), sich mit dem Sauerstoff des
Wettergemisches verbinden und hierbei Wasser und Kohlensäure bilden. Durch die allmählich
herübergedrückten und zum Teil verbrennenden Wetter wird die zweckmäßig durch Schwefelsäure
leicht angesäuerte Sperrflüssigkeit des Gefäßes i3 durch den graduierten Meßschenkel
14 eines U-Rohres in ein Sammelgefäß 16 herübergedrückt, welche Sperrflüssigkeit
in dem Gefäß 13 einen für jeden Meßvorgang gleichbleibenden Druck aufrechterhält.
Sobald das aufsteigende Druckwasser das gesamte Meßgefäß i i bis zum Ansatz des
Kapillarrohres 12 gefüllt hat, werden durch geeignete Schwimmerventile 17 und 18
o. dgl. einmal der Stromkreis 7 durch Abheben einer Strombrücke i9 unterbrochen
und ein weiterer Stromkreis 2o durch Anlegen einer Strombrücke 21 für einen Stromschluß
vorbereitet. Die Leitung 2o endet in dein U-Schenkel 14 in zwei einander gegenüberliegenden
Kontaktstiften 22, für .welche die Sperrflüssigkeit die Strombrücke bildet, sobald
sie die beiden Stifte benetzt. In dem Stromkreis 2o ist nun ein Wecker 23 o. dgl.
eingeschaltet, der den Stromschluß bekanntgibt. Das Wasser steigt inzwischen in
den Kasten i weiter hinauf und beginnt die Kugel 25 eines Heberrohres 24 zu füllen
und bis zum Scheitel 26 anzusteigen. Alsdann läuft das Druckwasser über den Scheitelpunkt
26 durch den andern Schenkel 27 des, Hebers ab, wodurch in kurzer Frist der ganze
Raum i mit all seinen Schwimmerventilen 6, 17, 18 und seinem Meßgefäß i i
abgehebert wird. Durch den hierbei entstehenden Unterdruck wird durch den Saugkopf
¢ eine frische Wetterprobe durch das Rohr 28 nach innen eingesaugt, und es spült
hierbei die frische Probe die aus dem Raum 13 zurückgesaugte alte Probe durch mehrmalige
Füllung des Meßgefäßes vollkommen aus, worauf der Meßvorgang von neuem beginnt.
Die bei dem Verbrennen des Methans und durch das Glühen der Metallwicklung 9 erzeugte
Wiirnie dehnt die Luft aus und muß entweder bei der Meßvorrichtung berücksichtigt
sein oder rechtzeitig abgeführt werden. Zu diesem Zweck kann für :das Verbrennungsgefäß
i eine besondere Kühlung vorgesehen werden oder den Verbrennungsprodukten in dem
Gefäß 13 genügend Zeit zur Wärmeabgabe gelassen werden, was bei dem gegebenen Ausführungsbeispiel
durch die Einschaltung der Kugel 2 5 bewirkt wird, da das Füllen des weiten Raumes
-den Beginn des Abheberns verzögert. Die Feststellung des Methangehaltes beruht
nun auf der Erkenntnis, daß Methan bei einer Verbrennung eine Kontraktion von zwei
Raumhundertteilen gibt. Wenn also z. B. in der Grubenluft a Prozent ('H-, vorhanden
sind, so füllt die in dem Meßgefäß i i auf ioo ccm abgemessene Wetterprobe nach
der Verbrennung in dem zweiten Meßraum 15 nur noch einen Raum von 96 ccm. Wenn also
bei methanfreier Grubenluft die Sperrflüssigkeit zur Schaffung eines Luftraumes
von i oo ccm bis auf die Nullmarke heruntergedrückt ist, so würde bei der Verbrennung
von 2 Prozent Methan die Sperrflüssigkeit bei der vierten Marke des graduierten
Meßschenkels i q. stehenbleiben und hierbei den Stromschluß zwischen den Polen 22
und die Auslösung des Warnsignales bewirken. Bei geringerem Methangehalte springt
das Warnsignal mangels Stromschluß nicht an. Zweckmäßig wird man als Werner einen
Dauerwecker einschalten, der nur von Hand aus und in bestimmten Fällen durch
Einführung
eine-, Verschlusses nur von berufenen Personen wieder auszuschalten ist. In andern
Fällen genügt auch schon die durch die Füllungsdauer der Kugel 15 er-:areckte Frist
für die Dauer des Warnsignales. Der Meßsch'enkel i ¢ .kann auch mit einer Reihe
der Graduierung entsprechend eingesetzten Kontaktstiften versehen sein, damit die
Höchstgrenze des Methangehaltes für die Auslösung des Warnsignales durch Umlegung
des Stromkreises je nach dem Aufstellungsplatze und der gewünschten Sicherheit veränderlich
einge-,tellt werden kann, wobei durch die übrigen graduierten Kontakte ein Schreibwerkzeug
oder eine sonstige Anzeigelvorrichtung für die Mitteilung des jeweils vorhandenen
Methangehaltes benutzt werden kann. Die Schwimmer 17 und 18 können auch vereinigt
oder durch einen gemeinsamen Schwimmer ersetzt werden, der gleichzeitig oder in
kurzer Zeitfolge die Brücke i9 zur öffnung des Stromkreises 7 abhebt und eine Brücke
21 zur Schließung - des Anzeigestromkreises 2o auf die Kontakte aufsetzt. An dem
Anschluß des Kapillarrohres 12 am Verbrennungsgefäß i ; ist ein Schwimmerventil
29 vorgesehen, das gewöhnlich in der Öffnungsstellung zur Freigabe der Verbindung
der beiden Gefäße i i und 13 sich befindet, beim Ansteigen der Sperrflüssigkeit
während des Abh.eberns des Gefäßes i sich aber schließt, um den Vbertritt der Sperrflüssigkeit
nach dem Meßgefäß i i zu verhindern. Durch die Fortsetzung des Abheberns wird der
Unterdruck in dem Gefäß i größer, und es öffnet sich jetzt ein Schwimmventil oder
Rückschlagventil 3o für den Eintritt der Spülluft und der neuen Wetterprobe. Um
beim Einsaugen der Luft durch das Ventil 3o den Eintritt von Verunreinigungen zu
verhindern, :ordniet man am Saugkopf 4. zweckmäßig ein Filter 31 an, der
an der äußeren Wand 32 des Gehäuses 35 abschließt. Das Schwimmerventi13o schwimmt
auf einer Flüssigkeit des Syphons 3 ;, dessen Spiegel durch den Unterdruck im Kasten
i abgesenkt wird, wobei eine Kugel 3¢ den L`bertritt der Flüssigkeit bei dem Luftdurchtritt
verhindert. Das Rohr 28 führt zum Gefäß i i, und -zwar mit einem aufwärts gebogenen
Schenkel 35, so daß die zunächst eintretende Luft das Gefäß mehrfach durchspült
und die aus dem Gefäß 13 zurückgedrückten verbrannten Gase aus dem Gefäß i i in
den übrigen Raum des Gefäßes i hineingedrängt. Beim Ansteigen des Wassers drückt
der Z@'asserspiegel nach Abschluß der iiflnung io die im freien Raum i befindliehen
Gase durch ein Rückschlag- oder Bunsenventil 36 ins Freie. Die Zeitfolge der Methanmessungen
wird durch Einstellen des Drosselorgans 3 gerege". Die ganze Einrichtung ist nach
außen hin durch ein feste: Gehäuse 32 gegen Beschädigungen und den Zugriff Unbefugter
abgeschlossen. Als Stromquelle können Akkumulatoren oder Elemente 37 in oder am
Gehäuse32 vorgesehen sein. Durch Verbindung eines Rohres mit dem Saugkopf .l kann
auch Grubenluft aus einiger Entfernung vom Aufstellungs- oder Aufhängungspunkte
der Vorrichtung zur Unters-.uchung herangezogen werden.