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Gasspeicher, insbesondere für Laboratorien und chemische Fabriken
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasspeicher, insbesondere für Laboratorien
und chemische Fabriken, welcher aus zwei übereinander angeordneten und durch ein
Rohr miteinander verbundenen Behältern besteht, von denen der obere als Flüssigkeitsstapelraum,
der untere als Gasstapelraum dient, der obere als Mariottesche Flasche ausgebildet
ist und mit einer Überlaufeinrichtung, die sich im Gasstapelraum befindet, in Verbindung
steht. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art endet das Verbindungsrohr zwischen
den beiden Behältern im oberen. Teile des unteren Behälters, der als Gasstapelraum
dient, bzw. mündet dort in die überlaufeinrichtung. Im Unterschied hierzu reicht
bei dem Gasspeicher nach der Erfindung das die Flüssigkeit in den Unterbehälter
einführende Rohr bis nahe an den Boden desselben und besitzt ein vorteilhaft nahe
an der höchsten Stelle des Gasraumes mündendes Nebenrohr und einen Verschluß, der
das Aufsteigen von Flüssigkeit aus dem Unterbehälter in das Verbindungsrohr gestattet,
während beim Ablaufen der Flüssigkeit der Übertritt derselben nur durch das Nebenrohr
erfolgen kann.
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Durch diese Einrichtung wird der Vorteil erzielt, daß das Füllen des
Gasstapelraumes lediglich durch Anschließen des Gasentwicklers bzw. der Gasflasche
an den Gasstapelraum erfolgen kann, ohne daß Flüssigkeit aus dein Apparat austritt.
Hierdurch ist ein verlustloses Arbeiten bei Verwendung wertvollerer Sperrflüssigkeiten
möglich: In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i den Gasbehälter im senkrechten Schnitt. Die
Abb. 2, 3 und .4. zeigen den Gasraum mit Verbindungsrohr und Oberlaufrohr von verschiedener
Ausführungsform.
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Der Gasraum oder Gasvorratsbehälter i ist oben durch einen abhebbaren
Stopfen oder Deckel z verschlossen, von dem das mit einem Absperrhahn 3 versehene
Gasentnahmerohr .4 abzweigt. Ein Rohr 5 durchsetzt unter gasdichtem Abschluß den
Deckel 2 und reicht bis fast zum Boden des Gasvorratsbehälters i. Oberhalb seines
unteren Endes trägt das
Rohr 5 -ein Klappenventil 6,welches den
Eintritt der Sperrflüssigkeit aus dem Behälter i in das Rohr 5 zuläßt, hingegen
ihren Austri.t; aus dem letzteren verhindert. Bei dem i: I' Abb. i veranschaulichten
AusführungsbeispY'e@ zweigt vom Rohr 5, oberhalb des Ventils ein bis knapp unter
den Deckel z reichendes Überlaufrohr 7 ab, dessen Klappenventil 8 den Austritt der
Sperrflüssigkeit aus dem Rohr 5 zuläßt. - Der die Sperrflüssigkeit enthaltende Behälter
9 ist über dem Gasvorratsbehälte'r i angeordnet und steht mit diesem durch das Rohr
5 in Verbindung. Dieser Behälter 9 ist oben durch einen abhebbaren Stopfen oder
Deckel io verschlossen, den ein gegebenenfalls mit einem Absperrhahn i i ausgestattetes
Luftansaugrohr 1a durchsetzt, das fast bis zum Boden des Sperrflüssigkeitsbehälters
9 reicht und die für die Mariottesche Flasche kennzeichnende Wirktang ermöglicht.
An den Deckel io ist ein kurzes Rohr-13 angeschlossen, dessen Klappenventil 14 zwar
den Austritt von Luft aus dem Behälter 9 zuläßt, jedoch den Luftzutritt absperrt.
Falls die Vorrichtung für die Entnahme von Gas bei verschiedenem Druck dienen soll,
wird das Rohr 5 durch ein biegsames Rohr oder durch einen dickwandigen Gummischlauch
ersetzt, der ein Verstellen des Sperrflüssigkeitsbehälters 9 zuläßt. Dies ist auch
erforderlich für die später geschilderte $üllung des Gs.sbehälters mit unter normalem
Luftdruck stehenden Gasen.
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Zum Füllen der Vorrichtung mit Sperrflüssigkeit wird der Deckel id
des Behälters 9 abgehoben und der Hahn 3 des Behälters i geöffnet. Die Sperrflüssigkeit
fließt nun durch das Verbindungsrohr 5, schließt dessen Klappenventil 6, öffnet
das Klappenventil 8 des Überlaufrohres 7 und fließt über den Rand des letzteren
in den Gasvorratsbehälter a. Die aus letzterem durch die Sperrflüssigkeit verdrängte
Luft entweicht durch den Rohrstutzen 4. Sperrflüssigkeit wird so lange eingefüllt,
bis sie durch das Rohr 4 auszutreten _ beginnt. Nun wird .der Hahn 3 geschlossen"
und noch so viel Sperrflüsssigkeit nachgefüllt, bis diese im Behälter 9 bei eingesetztem
Deckel io samt Luftansaugrohr.ia etwas über das untere Ende des letzteren reicht.
Nun ist der Gasbehälter zur Beschickung mit Gas bereit. Diese kann auf verschiedene
Weise erfolgen, j e nachdem ob das einzuführende Gas unter höherem Druck steht oder
nicht.
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Bei Beschickung. mit Gas unter höherem Druck wird auf folgende Weise
vorgegangen. Das Reduzierventil einer Gasbombe wird an das Rohr 4 angeschlossen
und der Hahn 3 und hierauf das Reduzierventil langsam geöffnet. Gas strömt in den
Gasvorratsbehälter i und erzeugt in letzterem schließlich einen überdruck. Hierdurch
wird das Klappenventil 8 geschlossen gehalten, während das Ventil 6 -durch die im
Rohr 5 aufsteigende Sperrflüssig-ZU it geöffnet wird. Letztere tritt nun in den
Halter 9 ein und drückt die in diesem vor-Aizpdene Luft so lange zusammen, bis sie
das Ventil 14 öffnet und durch das Entlüftungsrohr-i3 entweicht. Ist der Vorratsbehälter
i mit Gas gefüllt bzw. die Sperrflüssigkeit fast vollständig in den Behälter 9 gedrückt
worden, so wird das Reduzierventil der Gasbombe sowie der Hahn 3 geschlossen und
die Gasbombe entfernt.
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Das im Vorratsbehälter i vorhandene Gas steht nun unter einem Druck,
der der Höhe der Flüssigkeitssäule entspricht, die durch die Niveaudifferenz der
Flüssigkeiten in den Behältern i und 9 vermehrt um den zum Heben der Ventile 6 und
14 notwendigen Druck gegeben ist. Für den eigentlichen Gebrauch muß. dieser Druck
-noch auf den Versuchsdruck erniedrigt werden. Dies geschieht, indem man durch Öffnen
des Hahnes 3 so viel Gas entweichen läßt, bis aus der unteren COffnung des Luftansaugrohres
1z durch die Sperrflüssigkeit Luftblasen treten. Hierbei hat sich folgendes abgespielt:
Durch das Ausströmen von Gas aus dem Vorratsbehälter i sinkt der Gasdruck in diesem,
und daher fließt die Sperrflüssigkeit aus dem Behälter 9 in den Behälter i, wodurch
in ersterem oberhalb der Flüssigkeit ein luftverdünnter Raum entsteht. - Es muß
sich daher das Ventil 14 schließen, und Luft strömt durch das Rohr t z in den Behälter
g. Auch bei weiterer Gasentnahme bleibt der Druck konstant, da nundie für die Mariottesche
Flasche kennzeichnende Wirkung eintritt. Dieser gleichbleibende Druck ist durch
die Niveaudifferenz H gegeben.
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Steht das Gas unter normalem Luftdruck, z. B. wenn man den Behälter
i mit Luft füllen will, so wird an den Stutzen 13 eine Vakuumpumpe (Wasserstrahlpumpe)
angeschlossen. Der Hahn i i des Luftsaugrohres 1z wird geschlossen, der Hähn 3 des
Stutzens 4 hingegen geöffnet, und nun wird Luft aus dem Behälter 9 abgesaugt. Die
Sperrflüssigkeit steigt in letzterem, und durch den Stutzen 4 strömt Luft in den
Vorratsbehälter i. Nach Schließen des Hahnes 3, Entfernen der Pumpe und Öffnen des
Hahnes i x stellt sich der konstante Druck von selbst ein. Eine weitere Art der
Beschickung mit Gas ist folgende: Der als Mariottesche Flasche wirkende Behälter
9 wird tiefer als der Behälter i aufgestellt und die Verbindung zwischen diesen
beiden Behältern durch ein biegsames Rohr, Gummischlauch o. dgl. hergestellt. Infolge
der eintretenden Heberwirkung wird im Behälter i ein Vakuum erzeugt, so daß dieser
mit
Luft gefüllt wird. Der konstante Versuchsdruck wird durch Hochstellen bzw. Einstellen
erzielt.
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Die Ventilanlage im Gasvorratsbehälter i kann auch wesentlich vereinfacht
werden. Gemäß Abb. z ist das Überlaufrohr 7 U-förmig an das Verbindungsrohr 5 angeschlossen,
und das beiden Rohren gemeinsame Rückschlagventil 15 liegt knapp über dem Boden
des Gasvor ratsbehälters i. Gemäß Abb. 3 ist das Überlaufrohr 7a konzentrisch um
das Verbindungsrohr 5 angeordnet und trägt an seinem unteren Ende ein Rückschlagventi1;.16.
Im Falle der Gasentnahme ist das Rückschlagventi115 bzw. 16 geschlossen, und die
Sperrflüssigkeit fließt über den oberen Rand des Überlaufrohres 7 bzw. 7a in den
Gasvorratsbehälter i. Wird hingegen beim Füllen des Gasbehälters mit Gas im Gasvorratsbehälter
i ein Überdruck verursacht, so wird zunächst die im Überlaufrohr vorhandene Flüssigkeit
nach oben gedrückt, bis das Niveau innerhalb des überlaufrohres unter das Außenniveau
gefallen ist, worauf das Rückschlagventil die Öffnung freigibt, so daß die Flüssigkeit
außerhalb des überlaufrohres in dieses hineinfließen kann und so die gesamte Flüssigkeit
in den als Mariottesche Flasche wirkenden Behälter gedrückt wird. Die Einstellung
auf konstanten Druck erfolgt auch hier durch Abblasen des Überdruckes, wobei sich
das Rückschlagventilwieder schließt und die Flüssigkeit gezwungen wird überzulaufen.
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Gemäß Abb: q. ist das Überlaufrohr als ein das Verbindungsrohr 5 umgebender,
in dessen Längsrichtung frei beweglicher Schwimmer 7b ausgebildet. Das untere Ende
dieses Überlaufrohres sitzt am Boden des Gasvorratsbehälters i auf und trägt die
als Schwimmer wirkende Erweiterung. Im Innern des Überlaufrohres vorgesehene Führungsspreizen
sichern dieses Rohr in seiner konzentrischen Lage gegenüber dem Verbindungsrohr
5. Die Abdichtung des unteren Randes des Überlaufrohres 7b erfolgt durch Eintauchen
in eine am Boden des Gasvorratsbehälterss i vorgesehene dünne Schicht Quecksilber
18. Bei Gasentnahme sitzt das Überlaufrohr 7b am Boden des Behälters i, so daß die
durch das. Verbindungsrohr 5 eintretende Sperrflüssigkeit über den oberen Rand des
Rohres 7b in den Behälter i fließt. Beim Füllen mit Gas wird zunächst die Flüssigkeit
innerhalb des Überlaufrohres in den als Mariottesche Flasche wirkenden Behälter
gedrückt, wodurch das Niveau im Überlaufrohr unter das Außenniveau sinkt und dieses
sich schwimmerartig von seinem Sitz abhebt. Nun kann die Flüssigkeit nachströmen.