Titel: | Elektrische Regulatoren für Temperatur und Druck; von Ferd. Springmühl. |
Autor: | Ferdinand Springmühl |
Fundstelle: | Band 202, Jahrgang 1871, Nr. LVII., S. 242 |
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LVII.
Elektrische Regulatoren für Temperatur und Druck;
von Ferd.
Springmühl.
Mit Abbildungen auf Tab.
IV.
Springmühl, über elektrische Regulatoren für Temperatur und
Druck.
Die Elektricität läßt sich in mannichfacher, höchst einfacher Weise gebrauchen, um
das Uebersteigen eines gewissen Maximaldruckes, oder einer zu hohen Temperatur zu
verhindern. Zunächst dürfte in dieser Hinsicht das chemische Laboratorium diese
Kraft in Anspruch nehmen, da es dort oftmals von erheblicher Wichtigkeit ist, eine
bestimmte Temperatur nicht zu übersteigen; andererseits aber wird auch überall da,
wo Temperatur oder Druck gefährlich wird, bei Dampfkesseln, selbstthätigen
Mineralwasserapparaten etc. die Elektricität in der anzuführenden Weise ihre Dienste
nie versagen.
In Bezug auf die letztere Anwendung muß den Fachmännern das Urtheil über die
Brauchbarkeit der Elektricität, sowie über die Art der Anwendung überlassen werden;
im Folgenden sey nur die Einrichtung einfacher Apparate für das chemische Laboratorium beschrieben, deren Güte ich
erprobt habe und die ich daher empfehlen kann.
Beim Eindampfen vieler Präparate im Wasserbade will man die Temperatur des kochenden
Wassers innehalten und eine größere Hitze, welche sofort nach Verdunsten des letzten
Tropfens eintritt, vermeiden, so daß man stets dafür sorgen muß, daß hinlänglich
Wasser vorhanden ist. Da man aber gar oft die Zeit des Nachgießens, besonders bei
kleinen Wasserbädern verpaßt, so kommt es vor, daß die tagelange Arbeit durchs diese
Nachlässigkeit vernichtet wird.
Um nun sofort beim Verdunsten des letzten Wassertropfens Nachricht zu bekommen, ist
der in Fig.
26 dargestellte Apparat, welcher auch in fast allen ähnlichen Fällen
dienen kann, zu empfehlen. Ein weites Thermometerrohr mit dicker Kugel enthält in
der Kugel einen Platindraht eingeschmolzen, welcher mit dem Quecksilber in Contact
steht. Der Siedepunkt des Wassers ist am Thermometer markirt und durch das Rohr ist
bis 1 oder 2 Millimeter von diesem Punkt ein zweiter Platindraht geschoben, so daß
also beim Steigen des Quecksilbers über 100° C. der Platindraht sofort
berührt wird. Der Platindraht der Kugel steht durch das metallene Wasserbad mittelst
eines Kupferdrahtes mit der galvanischen Kette (etwa 3 Meidinger'schen Elementen) in Verbindung, während der in das Rohr
hineinragende Draht isolirt zu einem kleinen, etwa im Studirzimmer oder im
Laboratorium befindlichen Weckerapparate, wie solche zu Hausklingeln benutzt werden,
und von da zum anderen Pole der Kette führt. Bei 100° ist der Strom noch
nicht hergestellt und der Wecker noch nicht in Thätigkeit, wogegen beim Steigen der
Temperatur das Quecksilber des Thermometers den hineinragenden Platindraht berührt
und somit das Läutewerk in Bewegung setzt. Jede in der Nähe des Weckers befindliche
Person wird auf das Verdampfen des letzten Wassertropfens somit aufmerksam und kann
abhelfen.
Daß man durch einen kleinen Elektromagneten einen Hebel in Bewegung setzen kann,
welcher durch Oeffnen eines Wasserhahnes selbstthätig den Zufluß neuen Wassers
bewirkt, oder auch den Gas zuführenden Hahn schließt, und man sich alsdann gar nicht
um das Wasserbad zu kümmern hat, liegt auf der Hand, möchte aber wohl meistens zu
umständlich und überflüssig seyn.
Das beschriebene Princip kann in etwas abgeänderter Weise in fast allen ähnlichen
Fällen leicht angewandt werden. Man hat für andere Temperaturen nur andere
Thermometer zu construiren. Sollen z.B. in einem Luftbade, Papin'schen Topfe oder dgl. 200° C. nicht überstiegen werden, so
läßt man den Platindraht nur, bis einige Millimeter über den Punkt 200 in das Rohr
ragen, und so ist es am bequemsten für einzelne Temperaturen besondere Thermometer
vorräthig zu haben. Man kann jedoch auch oben offene Thermometer anwenden und hat
dann nur den Platindraht zu verschieben.
Bei Flüssigkeiten welche elektrische Leiter sind, kann man durch die Elektricität
auch das allzustarke Wallen und Ueberkochen vermeiden. Man hängt einen Platindraht
in die Flüssigkeit, und einen zweiten isolirt über dieselbe; der eine führt zur
Kette, der andere zum Wecker oder einem die Hitze regulirenden Apparate, Fig. 27. Wenn
die Flüssigkeit in's Wallen kommt, schlagen die Wellen zu dem darüber befindlichen
Draht und schließen den Strom, wodurch der gewünschte Zweck erreicht wird.
Ich unterlasse es, auf die vielleicht noch in vielen Fällen brauchbare Methode näher
einzugehen und will im Folgenden nur noch einen Apparat beschreiben, welcher in
Verbindung mit dem elektrischen Thermometer ein Reguliren des Gashahnes zuläßt, ohne
ein Verlöschen zu bewirken. Derartige Apparate müssen zu den verschiedenen Zwecken
entsprechend construirt und können vielfach abgeändert werden.
Auf der Achse des Metallhahnes A, Figur 28, durch welchen
das zu verwendende Leuchtgas strömt, sitzt ein Zahnrad g; ein Hebel a, b, welcher um den festen Punkt c drehbar ist, greift in das Zahnrad und bildet bei d den Anker des Elektromagneten B. Der Spielraum dieses Ankers kann durch Schrauben regulirt werden. Durch
die Messingspirale e, d wird der Hebel in der Lage
gehalten, daß er einerseits in die Zähne des Rades eingreift, andererseits von den
Polen des Magneten etwas entfernt ist. Das Zahnrad und somit der Hahn A hat durch den Hebel f, g,
an welchem ein Gewicht befestigt ist, das Bestreben sich von rechts nach links zu
drehen, durch welche Bewegung der Hahn geschlossen wird. Der Hebel f, g hat die Stellung welche in der Zeichnung angegeben
ist, wenn der Hahn offen seyn soll.
Von dem Thermometer des Luftbades, welches die beschriebene Construction hat, führt
der eine Draht zur Kette und von da um den Elektromagneten B zu dem Hahn A, der andere Draht zu dem Hebel
a, b.
Die Thätigkeit des Apparates ist nun leicht zu erklären. Wird durch das Steigen des
Quecksilbers im Thermometer der Contact der Platindrähte bewirkt, so wird der Strom
hergestellt. Er geht von der Kette um den Elektromagneten durch das Zahnrad, den
Hebel a, b zum Thermometer und zur Kette zurück. Dadurch
zieht der Magnet den Anker an, der Hebel neigt sich nach rechts und läßt links den
Zahn des Zahnrades los, wodurch jedoch sofort der Strom unterbrochen wird. Der
Elektromagnet läßt den Anker wieder los und der Hebel fällt in eines der folgenden
Zähne des Rades, da durch das Gewicht des Hebels f, g
der Hahn sich nach links gedreht hat. Durch diese Drehung ist der Zufluß des Gases
gemindert, und durch das Fällen des Thermometers wird der Strom so lange
unterbrochen, bis etwa durch vermehrten Gaszufluß die Temperatur wieder steigt und
das Spiel von Neuem beginnt. Um ein zu schnelles Schließen des Hahnes, welches durch
Ueberspringen mehrerer Zähne leicht erfolgt, zu vermeiden, thut man gut, den Hebel
erst in ein anderes Zahnrad greifen zu lassen, dessen Zähne dann erst in ein auf der
Achse des Hahnes sitzendes Rad eingreifen. Der beschriebene Apparat wird durch
Gummischläuche zwischen Brenner und Gasleitung beim Gebrauch eingeschaltet und
verhindert, wenn er richtig construirt ist, ein Uebersteigen der Maximaltemperatur
unfehlbar.
Bei Manometern lassen sich höchst einfach dieselben Einrichtungen anbringen, nur
ändern sich dieselben mit der Art des Manometers.
Geschlossene Manometer enthalten an dem verschlossenen Ende den einen Platindraht
eingeschmolzen, am offenen ragt der andere Draht in das Quecksilber, Fig. 29. Bei
Federmanometern läßt sich der Contact durch Platinblättchen herstellen; der Zeiger
berührt alsdann bei dem nicht zu übersteigenden Drucke ein isolirtes Platinstück, welches zur Kette
führt.
Was die Anwendung der Elektricität bei Dampfkesseln zur Verhütung von Explosionen
betrifft, so können in dieser Richtung nur Versuche Aufschluß geben, da der Grund
der Dampfkessel Explosionen noch nicht mit solcher Bestimmtheit festgestellt ist, um
irgend einem Sicherheitsventile eine unfehlbare Wirkung zuschreiben zu können.
Die Unterhaltungskosten der elektrischen Kette sind so gering, daß dieselben wohl
nicht in Betracht kommen; ebenso lassen sich die beschriebenen einfachen
Vorrichtungen zu einem sehr niedrigen Preise herstellen.