DE426852C - Fernanzeigeeinrichtung fuer gasanalytische Apparate - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. MÄRZ 1926

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 74 b GRUPPE 8 (A 40795

Ados G. m. b. H. und Karl Hensen in Aachen.

Fernanzeigeeinrichtung für gasanalytische Apparate.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Oktober 1923 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf gasana- ' standteile ein mehr oder weniger hoher Druck

lyrische Apparate derjenigen Art, bei welchen i erzeugt wird.

eine Probe des zu analysierenden Gases mit- ι Gegenstand der Erfindung ist nun eine tels einer hydraulischen Gaspumpe in ein ein \ Fernanzeigevorrichtung für solche Apparate, Absorptionsmittel enthaltendes Gefäß gedrückt ^! und zwar besteht das Neue der Erfindung zuwird, in dem dabei je nach der Menge der in : nächst darin, daß die Fernanzeige durch der Gasprobe enthaltenen absorbierbaren Be- Übertragung des Druckes bewirkt wird, der

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während der Analyse auf die in einem mit dem Absoiiptionsgefäß verbundenen besonderen Fanggefäß abgefangene Luft durch die in diesem Gefäß hochsteigende Flüssigkeit ausgeübt wird, indem dieser Druck durch eine Leitung auf ein an einem vom Apparat entfernten Ort angebrachtes Manometer übertragen wird, welches in Prozenten absorbierter Bestandteile des zu untersuchenden Gases geeicht ist.

Diese Femanzeigevorrichtung ermöglicht es, die gasanalytischien Apparate in unmittelbarer Nähe der Gasenitnahmestelle anzubringen, während sich die eigentlichen Anzeige- oder Registrierinstrumente am Feuerungs- oder Heizerstand, im Betriebsbüro oder an einer sonstigen Beobachtungsstelle befinden, so daß es dem Personal möglich ist, die Ergebnisse ohne Verlassen sedner Arbeitsstelle abzulesen. Bisher wurden Fernsignalgebungen j oder Fernanzeigen solcher Apparate nur mit Hilfe von elektrischem Strom bewirkt. Beim Erfindungsgegemstand kommt die Inanspruchnahme einer solchen Kraftquelle in Fortfall, as und man ist nicht mehr abhängig von Batterien, Akkumulatoren o. dgl. Der Betrieb der vorliegenden Einrichtung ist vielmehr kostenlos, wedl er selbsttätig durch im gasanalytischen Apparat stattfindende Vorgänge erfolgt.

Außerdem ist gemäß der Erfindung die Möglichkeit 'vorgesehen, durch eine besondere Schwimmeranordnung gleichzeitig mit der Fernanzeige in bekannter Weise ein am Apparat vorgesehenes Registrierwerk in Tätigkeit zu setzen.

Ferner ist nach der Erfindung durch Anschließen eines Volumenausgleichgefäßes an die Fernübertragungsleitung dafür gesorgt, daß der Inihalt der letzteren auch bei verschiedenen Längen stets konstant gehalten werden kann. Dadurch ist es ermöglicht, für alle Fälle die gleichen Anzeigeinstrumente und Apparaturen zu benutzen.

Schließlich sieht die Erfindung ein möglichst langes Anzeigen des Analysenresultates ohne Verringerung der stündlichen Analysen- ! zahl vor, was dadurch erreicht wird, daß in j die Fennleitung ein Sperrventil eingebaut ist, j welches in Abhängigkeit von den Vorgängen ^l im Apparat durch einen besonderen Drucklufterzeuger betätigt wird.

Die Abb. 1 bis 6 zeigen die Konstruktion des ♦ Erfindungsgegenstandes in verschiedenen Ausführungsarten.

Abb. ι zeigt einen gasanalytischen Apparat bekannter Art, der mit Durchperlabsorption arbeitet. Dem Kraftwerkgefäß 3 einer hydraulischen Pumpe fließt aus einem Gefäß 1 durch ein Roihr 3' ständig Betriebswasser zu. Dieses steigt im Gefäß 3, Rohr 3' und dem einen Arm eines Hebers 2 hoch und drückt nach Absperren der unteren offenen Enden des Rohres 3' und des Hebers 2 die im Gefäß 3 abgefangene Luft durch ein Rohr 4 in ein Gefaß 6'. Die so komprimierte Luft drückt ihrerseits die im Gefäß 6' enthaltene Sperrflüssigkeit in ein Meßgefäß 6 hinein, das durch ein Rohr 6" an eine das zu untersuchende Gas führende Leitung o. dgl. angeschlossen ist. In das Meßgefäß 6 ist bei dem vorherigen Fallen der Sperrflüssigkeit Gas durch das Rohr 6" eingetreten. Beim Steigen der ,Sperrflüssigkeit aus dem Gefäß 6' in das Meßgefäß 6 hinein wird zunächst das untere offene Ende des Rohres 6" und damit die Gaszufuhr abgesperrt. Dann wird die im Gefäß 6 abgefangene Gasmenge durch eine Kapillarrohre 9 in die Absorptionsflüssigkeit eines Behälters 10 gedruckt, wo alle absorbierbaren Bestandteile des Gases absorbiert werden, während der nichtabsorbierbare Gasrest sich oberhalb der Flüssigkeit im Behälter 10 sammelt und die Flüssigkeit selbst mehr oder weniger verdrängt. Zur Zeit, wo das gesamte in 6 abgefangene Gas durch die Absorptionsflüssigkeit hindurchgedrückt worden ist, erreicht das steigende Betriebswasser den Scheitel des Hebers 2, der nun selbsttätig beginnt, das Kraftwerkgefäß 3 auszuhebern. Da die Geschwindigkeit des Aushebers größer ist als diejenige des Wasserzufiusses durch Rohr 3', fällt die Flüssigkeit in 3 und damit auch in 6, 6'. Während die Sperrflüssigkeit fällt, tritt neues Gas durch das Roihir 6" in das Meßgefäß 6 ein. Der nichtabsorbierte Gasrest kann in die Atmosphäre durch, eine Kapillarröhre· 8 entweichen, deren unteres Ende jetzt ebenfalls frei wird, während es vorher gleichzeitig mit dem Roihr 6" durch die steigende Sperrflüssigkeit aus dem Gefäß 6' abgesperrt wo.rden war. Sobald das Saugrohr des Hebers 2 aus der Flüssigkeit im Gefäß 3 austaueht, reißt die Heberwassersäule ab und das Aushebern hört auf. Das zufließende Betriebswasser steigt nun wieder im Gefäß 3 hoch, und der beschriebene Vorgang beginnt von neuem.

Je nach dem Gehalt des zu untersuchenden Gases an absorbierbaren Bestandteilen steigt die Absorptionsflüssigkeit aus dem Absorptionsbehälter ι ο in Fanggefäß 11 verschieden hoch. Diese Niveauveränderung wird dazu benutzt, das Ergebnis der Untersuchung sowohl fern anzuzeigen, als auch durch eine Registriervorrichtung aufzuzeichnen.

Zu diesem Zweck ist in dem oberen zylindrischen Teil des Fanggefäßes 11 ein Innenroihr 12 dicht eingesetzt (Abb. 1 und 2), dessen untere Mündung verschieden hoch oder tief liegen kann, je nachdem welcher Registrierbereich in Frage kommt.

Ferner ist an dem oberen Teil des Fanggefäßes Ii eine dünne Rohrleitung 13, 15, .18, 26, 27 und an dieser Leitung ein mit einer Skala versehenes Flüssigkeits- oder Zeigermanometer angeschlossen, welches in Prozenten absorbierter Bestandteile gezeigt ist. Ist z. B. .die in dem Meßgefäß 6 abgefangene Gasprobe 100 ecm und der Anzeigebzw. Registrierbereich ο bis 20 Prozent, so steht die untere Mündung des Innenrohres 12 so tief, daß bei erfolgendem Hochsteigen der Absorptionsflüssigkeit von ihrem Ruhestand bei M¹ (Abb. 2) in das Fanggefäß 11 hinein, die Luft durch das Innenrohr 12 so lange entweichen kann, bis 80 ecm hochgedrückt sind und alsdann der Abschluß des - Innenrohres 12 bei M- (Abb. 2) durch die Absorptionsflüssigkeit erfolgt.

Die nun noch weiter steigende Absorptionsflüssigkeit 1,20 ecm) verdrängt und komprimiert die in dem zylindrischen Teil des Fanggefäßes 11 oberhalb der Mündung des Innenrohres 12 (Raum 33) und in der Rohrleitung 13, 15, 18, 26, 27 sich befindende Luft.

Der dann in Raum 33 und in der dünnen Rohrleitung 13, 15, 18, 26 und 27 herrschende Druck wird von dem angeschlossenen Flüssigkeits- oder Zeigermanometer 28 bzw. 29 in Prozenten absorbierter Bestandteile angezeigt. Wenn sich nun in dem zu untersuchenden Gas keine absorbierbaren Bestandteile befinden, so erreicht die Absorptionsflüssigkeit bei Μ'^Λ (Abb. 2) ihren höchsten Stand, weil von den 100 ecm keine Bestandteile absorbiert wurden.

Sind z.B. in 100 ecm 10 ecm absorbierbare Bestandteile =10 Prozent, so wird, da diese 10 ecm von der Absorptionsflüssigkeit aufgenommen werden, die Steighöhe der Ab-Sorptionsflüssigkeit im Fanggefäß 11, den absorbierten 10 ecm entsprechend, eine geringere sein, und somit auch der im Raum 23 und der Rohrleitung 13, 15, 18, 26, 27 herrschende Druck, durch welch letzteren dementsprechende Anzeige der Manometer 28, 29 erfolgt.

Tritt bei beendeter Analyse, also bei Beginn des Ausheberns des Betriebswassers aus dem Kraftwerkgefäß 3 die Absorptionsflüssigkeit auf ihren Ruhestand M¹ (Abb. 2) zurück, so kann der im Raum 33 und in der Rohrleitung 13. 15, 18, 26 und 27 herrschende Druck sich durch das Innenrohr 12 (Abb. 2) zur Atmosphäre hin ausgleichen.

Die Fernanzeigeinstrumente 28 bzw. 29 fallen dann auch auf ihren Ruhestand zurück. Die Anzeige wird also nur verhältnismäßig kurze Zeit erfolgen.

Um nun ein möglichst langes Anzeigen des Analysenresultates ohne Verringerung der stündlichen Analysenzahl zu erreichen, ist in die Rohrleitung 13, 15, 18, 26, 27 ein Sperrventil 16, 17 eingeschaltet, welches durch das aus dem Heberablauf rohr 21 in einen Drucklufterzeuger 20, 22, 25 einlaufende Betriebswasser betrieben wird.

Der Drucklufterzeuger 20, 22, 25 besteht aus einem Rohr 20, welches unten eine Auslaufdüse 23 besitzt, deren Querschnitt in einem bestimmten Verhältnis kleiner ist als der Querschnitt des Heberablaufrohres 21. In das Rohr 20 hinein ragt ein Rohr 22, welches unten (bei 30) offen ist und oben durch ein Verbindungsrährchen 19 an das Ventil 16, 17 angeschlossen ist. Ferner steht das Rohr 20 durch eine Öffnung 24 mit dem Behälter 25 in Verbindung.

Das Sperrventil 16, 17 besteht beispielsweise aus einem Quecksilber enthaltenden Napf 17 und dem oberen Teil 16, in welch letzteren die Röhrchen 18 und 15 der dünnen Rohrleitung münden. Das Röhrchen 18 ragt in den Oberteil 16 bis auf eine bestimmte Tiefe hinein.

Beginnt nun plötzlich ein Aushebern aus dem Heberablauf rohr 21 in das Rohr 20, so füllt sich letzteres infolge seines geringen Inhaltes sehr schnell, da weniger Wasser aus der unteren Auslaufdüse 23 (infolge der verschieden großen Querschnitte) ausläuft, als aus dem Rohr 21 in das Rohr 20 zuläuft. Beim Erreichen der Öffnung 24 durch das einlaufende Betriebswasser füllt sich durch das noch nachfolgende Wasser der Behälter 25. Das einlaufende Wasser erzeugt im Rohr 20 bzw. 22 eine Druckhöhe H¹, welche die im Rohr 22 durch das Wasser abgeschlossene Luft komprimiert. Diese Druckluft wirkt durch das VerbindungsrÖhrchen 19 auf die Obeifläche des Quecksilbers in Napf 17 und bringt dasselbe in den oberen Teil 16 hinein zum Steigen. Hierdurch wird das Röhrchen 13 schließlich abgeschlossen, und es kann ein Druckausgleich der Anzeigeinstrumente 28, 29 durch die dünne Rohrleitung 27, 26, 18, nach der Atmosphäre hin, durch die Röhrchen 15, 13 nicht eher erfolgen, bis der Weg vom Röhrchen 18 nach dem Röhrchen 15 wieder von dem Quecksilber freigegeben wird.

Ist ram inzwischen sämtliches Betriebswasser aus dem Kraftwerkgefäß 3 durch den Heber 2 und das Heberablaufroihr 21 in das Rohr 20 und den Behälter 25 hinein ausgehebert, so beginnt, da die Heberwassersäule im gasanalytischen Apparat abgerissen istj wieder im Apparat eine neue Analyse. Die Ausflußmenge des Wassers aus der Ausflußdüse 23 und somit auch das Freigeben des Röhrcheras 18 durch das Quecksilber kann so eingerichtet werden, daß das Freigeben erst kurz vorher erfolgt, ehe die durch die neue Analyse im Fanggefäß 11 hochsteigende

Absorptionsflüssigkeit das Innenroihr 12 zur Atmosphäre hin wiederum abschließt. Ist also sämtliches Wasser durch die Auslaufdüse 23 aus dem Rohr 20 und dem Behälter 25 ausgelaufen und infolgedessen auch das Quecksilber zurückgegangen, so kann der Ausgleich des vorhandenen Druckes aus 27, 26, 18 durch 15, 13 im Raum 33 und von dort aus durch das Innenrohr 12 zur Atmosphäre hin erfolgen. Alsdann beginnt bei erneutem Abschluß des Innenrohres 12 durch die Absorptionsflüssigkeit wieder eine neue Fernanzeige, und zwar diejenige der bereits während der vorhergehenden Anzeige begonnenen Analyse. Die Festhaltung des Analysenresultates durch das Quecksilbersperrventil 16, 17 erfolgt so schnell, daß eine Beeinflussung des Flüssig-keitsniveaus der Flüssigkeit in Fanggefäß 11 durch das bereits aus dem Kraftwerkgefäß 3 bis zum erfolgenden Abschluß des Röhirchens 18 und das wiederum dadurch bedingte Sinken der Sperrflüssigkeit im Meßgefäß 6 nicht stattfindet, da die Sperrflüssigkeit erst in dem Kapillarröhrchen 9 sinkt, wodurch keine nennenswerte Volumenänderung entsteht.

Durch diese Festhaltung des Resultates ist also eine lange Beobachtungsmöglicfakeit gewährleistet, ohne daß die stündliche Analysenzahl gegenüber einem Apparat ohne Fernanzeige verringert wird.

Die zum Fernanzeigen benutzten Manometer 28 oder 29 können auch gleichzeitig auf ein mit ihnen vereinigtes Registrierwerk arbeiten,· so daß an den betreffenden Stellen nicht nur ein Anzeigen, sondern auch ein Registrieren der Analysenergebnisse stattfindet. Da von Fall zu Fall die Entfernung zwischen dem Fernanzeigeinstrument und dem gasanalytischen Apparat verschieden groß ist und dadurch auch der Inhalt der dünnen Rohrleitung immer ein anderer ist, so wäre auch jedesmal ein speziell geeichtes Anzeigeinstru- j ment nötig. Um dies zu vermeiden und für ! alle Fälle dieselben Anzeigeinstrumente und Apparaturen verwenden zu können, ist der In- j halt der dünnen Rohrleitung für alle vorkom- : m enden Fälle konstant gehalten. Zu diesem S Zweck ist in die dünne Rohrleitung ein Vo- j lumenausgleichgefäß 14 eingeschaltet. Ist z. B. für den Fall A der Inhalt der Rohrleitung für die größte ausführbare Länge 100 ecm bei nicht \ eingebautem Volumenausgleichgefäß 14, und ■ beträgt für den Fall B die Rohrleitungslänge nur die Hälfte der Länge vom Fall A, so ist ι demnach der Inhalt 50 ecm. Da nun aus ! obengenannten Gründen der Inhalt der Rohrleitung konstant gehalten werden soll, so. wird für den Fall B das Ausgleichgefäß 14 eingebaut mit einem Inhalt von 50 ecm. j

Bei verschiedenen Leitungslängen muß also ' von Fall zu Fall ein anderes Volumenausgleichgefäß 14 mit entsprechendem Inhalt eingebaut werden.

Die in Abb. 3 dargestellte Ausführungsart des Volumenausgleichgefäßes hat den Vorteil, daß in allen Fällen dasselbe Gefäß verwandt werden kann, da die Volumenänderung z. B. durch eine einstellbare Flüssigkeitsfüllung 14' bewirkt wird. Die letztgenannte Ausführung kann auch zur Regulierung der Ausschlagweite der Anzeigeinstrumente benutzt werden.

Der vorbeschriebene Fernanzeiger kann auch gemeinsam mit einer Registrierung im Apparat ausgeführt werden. Ebenfalls kann der gasanalytische Apparat Oberflächen- oder Durchperlabsorption oder beide Arten vereint besitzen sowie mit hochsteigender und feststehender Absorptionsflüssigkeit ausgeführt werden.

Die in Abb. 4 dargestellte Anordnung arbeitet in der Weise, daß die durch die übergedrückten Gase steigende Absorptionsflüssigkeit sowohl im Fanggefäß 11 für die Fernanzeige als auch in einem Schwimmergefäß 34 mit einem einhängenden Kugelschwimmer 35 hochsteigt und so beim Abschluß des Innenrohres 12 bzw. beim Eintauchen des Kugelschwimmers 35 in die Absorptionsflüssigkeit und dadurch erfolgendem Hub des Schreibwerkes die Fernanzeige- bzw. Registrierung bewirkt.

In der Ausführungsart nach Abb. 5 wird das Fanggefäß 11 für die Fernanzeige und Registrierung gleichzeitig verwendet. Die im Fanggefäß 11 hochsteigende Absorptionsflüssigkeit bewirkt durch ihr Steigen nach Abschluß des Innenrohres 12 die Fernanzeige. Gleichzeitig hebt die Absorptionsflüssigkeit aber auch einen im Fanggefäß 11 hängenden Ringschwimmer 35 an, welcher mittels eines Bügels 37 an einem Gestänge 38 an einem Schreibzeug befestigt ist und sich der Steighöhe entsprechend im Fanggefäß 11 auf und nieder bewegen kann.

Abb. 6 gibt eine Anordnung wieder, bei welcher nicht die Absorptionsflüssigkeit selbst, sondern eine besondere Sperrflüssigkeit benutzt wird, um die Fernanzeige bzw. Re- »» gistrierung hervorzurufen. Diese Sperrflüssigkeit befindet sich in Form von Öl, Petroleum o. dgl. in dem Gefäß 10, während die Absorptionsflüssigkeit in einem Gefäß 40 enthalten ist, in welches die Gaszu- und -ableitungsxohre 9 und 8 münden. Das Absorptionsgefäß 40 ist mit dem Gefäß 10 durch ein Rohr 39 verbunden. Die nach erfolgtem Durchperlen durch die Absorptionsflüssigkeit in 40 über der Flüssigkeit sich sammelnden nichtabsorbierbaren Bestandteile erzeugen eine Druckwirkung auf die Oberfläche der

Claims (1)

1. Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsgefäß io und bringen dieselbe zum Hochsteigen im Fanggefäß 11, wodurch dann die Fernanzeige bzw. Registrierung, wie bereits vorher be- : schrieben, erfolgt. Diese Anordnung hat gegenüber den Abb. 4, 5 den Vorteil, daß der Schwimmer mit der meist sehr stark ätzenden Absorptionsflüssigkeit nicht in Berührung kommt.

   Abb. 6a zeigt dieselbe Ausführung, nur ist hierbei das Fang- und Schwimmergefäß wieder wie in Abb. 4 in geteilter Ausführung vorhanden.

   Die Anordnung nach Abb. 6, 6a kann auch so ausgeführt werden, daß die nichtabsorbierten Gasbestandteile die Absorptionsflüssigkeit im Gefäß 40 verdrängen und die verdrängte Absorptionsflüssigkeit durch Luftübertragung auf die im Gefäß 10 enthaltene Sperrflüssig -

   ao keit wirkt.

   Bei der Ausbildung nach Abb. 6, 6a kann das Absorptionsmittel auch in fester Form verwandt werden.

   Schließlich sind auch ohne* weiteres Ausführungen möglich, die nicht, wie beispielsweise beschrieben, mit einem Anzeige- und Registrierbereich von ο bis 20 Prozent, sondern mit irgendeinem zwischen ο und 100 Prozent liegenden Registrierbereich arbeiten.

   Paten τ-Ansprüche:

   1. Fernanzeigeeinrichtung für gasanalytische Apparate, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernanzeige durch Übertragung des Druckes bewirkt wird, der während der Analyse auf die in einem auf dem Absorptionsgefäß (10) angeordneten besonderen Fanggefäß (11) abgefangene Luft durch die in diesem Gefäß (11) hoch-

   4.0 steigende Flüssigkeit ausgeübt wird, indem dieser Druck durch eine Leitung (13, 15, 18, 26, 27) auf ein an einem vom Apparat entfernten Ort angebrachtes Manometer (28 oder 29) übertragen wird, welches in Prozenten absorbierter Bestandteile des zu untersuchenden Gases geeicht ist.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Fanggefäß (11) hochsteigende Flüssigkeit auf einen in diesem Gefäß (34) angeordneten Schwimmer (35) wirkt, der gleichzeitig mit der Fernanzeige in bekannter Weise ein Registrierwerk in Tätigkeit setzt.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die zwischen dem Fanggefäß (11) und dem Manometer (28, 29) vorgesehene Verbindungsleitung (13, 15, 18, 26, 27) ein Volumenausgleichgefäß (14) eingeschaltet ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftinhalt des Volumenausgleichgefäßes (14) durch eine beliebige Füllung veränderlich ist.

   5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlängerung des Anzeigens des Analysenresultates in die Verbindungsleitung (13, 15, 18, 26, 27) ein Sperrventil (16, 17) eingebaut ist, das· nach erfolgtem Anzeigen des Manometers (28, 29) vorübergehend selbsttätig geschlossen wird.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (16, 17) ein Quecksilb er ventil ist, dessen das Quecksilber enthaltender Napf (17) an einen Drucklufterzeuger (20, 22, 23, 24, 25) angeschlossen ist, der bei dem nach beendeter Analyse stattfindenden Aushebern des Betriebswassers durch das ausgeheberte Wasser in Tätigkeit tritt und die in ihm erzeugte Druckluft auf das Quecksilber des Sperrventils (16, 17) derart zur Wirkung bringt, daß das Quecksilber hochsteigt und das Ventil schließt.

   7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeuger aus einem unterhalb des Heberablaufrohres (21) angeordneten Rohr (20) go besteht, das eine Auslaufdüse (23) von kleinerem Querschnitt als das Heberablaufrohr (21) besitzt und ein Rohr (22) mit Zwischenraum umschließt, dessen frei hängendes unteres Ende offen ist, während sein oberes Ende in eine zum Quecksilbernapf (17) des Sperrventils (16, 17) führende Leitung (19) übergeht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.