Titel: Hare's Verbesserungen in der Construction und Speisung des Hydro-Oxygen-Gebläses.
Autor: Hare, Robert
Fundstelle: 1848, Band 108, Nr. LVIII. (S. 270–278)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj108/ar108058

LVIII. Verbesserungen in der Construction und Speisung des Hydro-Oxygen-Gebläses, um damit Platin in größern Massen schmelzen zu können; von Robert Hare.

Aus dem Philosophical Magazine, Novbr. 1847, S. 356.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Als ich im Jahr 1836 von Europa nach Philadelphia zurückkam, bedurfte ich sehr nothwendig eines Stücks Platin von einem gewissen Gewicht, während ich viel mehr Stückchen, als zur Bildung eines solchen Stückes erforderlich gewesen wären, besaß. Dieß veranlaßte mich neuerdings dahin zu trachten, mein Knallgas-Gebläse wirksamer zu machen; |271| nach vielen Versuchen gelang es mir wirklich mittelst desselben achtundzwanzig Unzen Platin in eine Masse zu schmelzen.

Obwohl kleine Platinstückchen von vielen andern sowohl als von mir schon mittelst des Hydro-Oxygen-Gebläses geschmolzen worden waren, konnte sich dasselbe doch bis zum Jahre 1847 bei den Künstlern keinen Eingang verschaffen. Hr. Saxton sagte mir, daß einige während seiner Anwesenheit in London angestellte Versuche so wenig Erfolg hatten, daß das Vorhaben wieder aufgegeben wurde. Man hatte das Vorurtheil, daß das Metall beim Schmelzen auf Holzkohle an Hämmerbarkeit verliere; diesem widersprechen aber meine Versuche, welchen zufolge geschmolzenes Platin ebenso hämmerbar ist, wie die besten durch das Wollaston'sche Verfahren erhaltenen Proben. Dr. Ure sagte, als er Proben von Platin sah, welches ich in Form von Draht und Blättern verarbeitet und in Stangen und Platten geschmolzen hatte, daß in ganz Europa Niemand Platin in solchen Massen schmelzen könne; auch sagte er mir, daß das Platin so schwer zu schweißen sey, daß man hiezu seine Zuflucht nicht nehmen könne. Hiemit stimme ich überein, nachdem ich das Schweißen von einem geschickten Schmied versuchen ließ und zwar in der Schmiedhitze sowohl als bei Erhitzung mit dem Hydro-Oxygen-Gebläse. Es wurden zwar zwei Stangen unter Erhitzung bis nahe zum Schmelzen durch Zusammenhämmern vereinigt; als aber die erhaltene Masse kalt gehämmert wurde, trennten sie sich wieder längs der Fuge, wo die beiden Stangen vereinigt waren.

Die Schwierigkeit scheint Folge der Schnelligkeit zu seyn, womit das Platin wieder erkaltet. Dasselbe scheint eine geringere Wärmecapacität zu haben, als das Eisen, und da es an der Luft nicht brennt wie Eisen, so kann es nicht aus seiner eigenen Verbrennung mit dem atmosphärischen Sauerstoff den Nutzen ziehen wie letzteres.

Vor kurzem aber gelang es mir, mittelst des nun zu beschreibenden Instruments und Verfahrens, hämmerbares Platin unmittelbar aus dem Erze durch fortgesetzte Anwendung der Flamme zu erhalten. Aus einigen Proben rohen Platins erhielt ich neunzig Procent hämmerbares Metall; dasselbe ist nicht minder hämmerbar als das beste aus Platinschwamm dargestellte, welchen man durch Behandlung des Metalls mit Königswasser und Salmiak erhält; doch wird es leichter matt, wahrscheinlich weil es ein wenig Palladium enthält. Ich will nun meinen Apparat zum Schmelzen des Platins in größeren Massen beschreiben.

In Fig. 1 sieht man fünfzehn feine Platinröhrchen an ihren oberen Enden mit einer weiten Röhre B, D so verbunden, daß ihre Mündungen |272| vermittelst einer angepaßten Messingbüchse mit der weiten Röhre communiciren; die Fugen sind durch Hartloth gedichtet. Ihre untern Enden stehen um einen halben Zoll aus einem messingenen Kasten A hervor; sie sind in den für sie gebohrten Oeffnungen mit Silberloth befestigt und treten in einer Linie längs einer Seite des Kastens schief heraus; der Zwischenraum je zweier Oeffnungen beträgt etwa einen Viertelszoll. Der Messingkasten ist mittelst Flanschen mit einer konischen Kupferhülse Fig. 2 verbunden, deren Boden er bildet, während die über das kupferne Gehäuse hinausgehende Röhre in einen hohlen Messingcylinder A, Fig. 3 geschraubt wird, der oben und seitlich mit zwei Hülsen (Ansatzröhren) und Galgenschrauben g, g versehen ist, behufs der Befestigung darauf passender hohler Knöpfe, an welche, von den Sauerstoff- und Wasserstoff-Reservoirs hergeleitete Röhren gelöthet sind. An letztern sind Hähne angebracht, mittelst deren das Austreten der Gase im erforderlichen Verhältniß regulirt wird.

Beim Verbinden der die Gase zuführenden Röhren mit dem Messingcylinder A, Fig. 3, muß man die Sauerstoffröhre an die obere, und die Wasserstoffröhre an die untere Hülse befestigen, weil dann die große Verschiedenheit in der Dichtigkeit dieser Gase ihre Vermischung befördert.

Man umgibt die Platinröhrchen in ihren kupfernem Gehäuse mit Wasser,43) um sie gegen eine Erhitzung zu schützen, in deren Folge die Flamme zurücktreten und in ihnen selbst brennen, also im Cylinder A, g, g Fig. 3 eine Explosion entstehen könnte; besser ist es noch, dem Wasser Eis oder Schnee beizugeben.

Fig. 4 zeigt eine bewegliche Platte A von Gußeisen, die ganz auf der Spitze des eisernen Hebels D, B ruht, der an seinem Ende unter der Platte aufwärts gebogen ist; für die Hebelspitze ist eine kleine kegelförmige Höhlung in der Mitte der Platte angebracht. Die Hebelstange ruht mittelst eines Universalgelenks auf dem Gestell C und durch ein verschiebbares Gewicht an dem einen Ende des Hebels wird die Platte mit allem Zugehör am andern Ende ins Gleichgewicht gebracht. Die Platte wird in horizontaler Lage durch eine Kanonenkugel erhalten, die |273| in dem Ring eines eisernen Bügels liegt. Auf der Platte liegt eine mit Stiel versehene eiserne Pfanne, als Träger des Backsteins, in dessen Höhlung das Metall sich befindet. Wenn der Apparat hergerichtet und mit den Gasleitungsröhren in Verbindung gesetzt ist, so läßt man zuerst Wasserstoff und dann Sauerstoff austreten, bis die höchste Glühhitze eingetreten zu seyn scheint. Die Erreichung dieses Zweckes kann natürlich die mehrmalige Adjustirung jedes Hahnes erheischen, namentlich wenn sich der Druck eines der beiden Gase in ihren respectiven Reservoirs vermindert.

Mittelst der Handheben des Hebels und der Pfanne kann der Operator das Metall in die zweckmäßigste Lage für die Einwirkung der Hitze bringen, während seine Hände und sein Gesicht hinlänglich entfernt bleiben, um die Arbeit für ihn erträglich zu machen. Beim Schmelzen von nicht mehr als vier Unzen Platin kann man die Platte weglassen; der Operator hält dann den Stiel der Pfanne mit der einen Hand und richtet die Hähne mit der andern Hand.

Wenn man das Gebläse mit fünfzehn Gasröhrchen oder ein noch stärkeres anwendet, in welchem Fall die Platte nöthig ist, so müssen die Hähne von einem Gehülfen gerichtet werden.

Fig. 5 zeigt einen stehenden Kessel, welcher aus 3/16 Zoll dickem Eisenblech verfertigt ist, so daß er einen ungeheuren Druck auszuhalten vermag; die Bleche werden zusammengenietet wie bei Hochdruckdampfkesseln.

Dieser Kessel communicirt mit unseren städtischen Wasserleitungsröhren, deren Druck von einer halben bis vier Atmosphären, oder von 7–30 Pfd. per Quadratzoll wechselt, je nach der Anzahl und Weite der Hähne, aus welchen das Wasser behufs des allgemeinen Verbrauchs eben abfließt; mit Hülfe derselben werden die Versuche folglich am besten zur Nachtzeit, oder am frühesten Morgen angestellt. Der stehende Kessel wird mit Wasser angefüllt durch Oeffnen eines Hahnes F auf der einen Seite der Röhre C, wobei man durch den Hahn B die Luft austreten läßt. Ist er auf diese Weise angefüllt, so wird der Hahn F geschlossen und die Verbindung mit einer Glasglocke hergestellt, in welche Sauerstoff aus einem Gaserzeugungs-Apparat mittelst einer biegsamen Bleiröhre eintritt; wird nun der Ventilhahn B und der Hahn E geöffnet, so lauft das Wasser aus und seine Stelle nimmt Gas aus der Glocke ein. Hiemit wird so lange fortgefahren, bis der eiserne Kessel genug Gas enthält und dann der Hahn E wieder geschlossen. So oft Gas für das Gebläse nöthig ist, braucht nur die Verbindung zwischen dem Hahn B und der obern Galgenschraube (Fig. 3) des Cylinders A |274| hergestellt und der Hahn F geöffnet zu werden, damit Wasser hinzutreten und einen Druck auf das Gas ausüben kann, dessen Ausströmen mittelst B, oder noch besser mittelst eines Hahnes von gewöhnlicher Construction regulirt wird, dem man eine passende Stelle zwischen dem Hahn B und dem Cylinder A gibt.

T ist eine Glasröhre, die durch geeignete Communication mit dem Innern den Wasserstand und folglich die Menge des Gases im Kessel anzeigt.

G, H ist ein Manometer-Apparat, bestehend aus einer gußeisernen Flasche von einer halben Pinte Inhalt und einer Glasröhre von 1/4 Zoll Weite im Lichten und wenigstens 5 Fuß Höhe. Die Röhre wird luftdicht in den Hals der Flasche befestigt, so daß sie bis nahe an den Boden derselben hinabreicht. Die Flasche wird mit Quecksilber beinahe ganz angefüllt. Wenn man nun mittelst einer bleiernen Röhre eine Communication zwischen dem Hohlraume der Flasche und des Reservoirs herstellt, so wird der Druck ins Gleichgewicht gesetzt und der Betrag desselben durch das Steigen des Quecksilbers in der Röhre angezeigt.

Um Wasserstoff zum Füllen eines solchen stehenden Kessels zu erzeugen, bediente ich mich des in Fig. 7 abgebildeten kupfernen Cylinders. Derselbe wird durch eine Oeffnung, welche mittelst eines Schraubenstöpsels verschlossen werden kann, zur Hälfte mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt; in ihm befindet sich ein Trog von Kupferblech D, der wie ein Steinkohlensieb durchlöchert und an einer kupfernen Stange E befestigt ist; in dieses Sieb werden so viele Zinkstreifen gelegt, als es fassen kann. Die Stange geht durch eine Stopfbüchse F in der Deckplatte des Cylinders, so daß der Operator durch Hinunterlassen oder Aufziehen des Siebs die Reaction zwischen dem Zink und seinem Auflösungsmittel reguliren oder unterbrechen kann, je nachdem der Zufluß von Wasserstoffgas bewirkt, aufgehoben, vermehrt oder vermindert werden soll.

Die Verbindung mit dem stehenden Kessel wird hergestellt und regulirt durch den Hahn P, welcher mit einer Galgenschraube G versehen ist, um eine bleierne Röhre, wie sie beim Füllen des Kessels mit Sauerstoff beschrieben wurde, daran befestigen zu können.

Ein anderer Apparat zur Herbeiführung von Wasserstoff ist in Fig. 6 abgebildet. Derselbe besteht aus zwei Cylindern von Eisenblech, jeder von 40 Gallons Inhalt. Sie sind innerlich mit Kupfer gefüttert und auf ein hölzernes Gerüste so gestellt, daß der Boden des einen sich auf zwei Dritteln der Höhe des andern befindet. Die obern Theile dieser Cylinder communiciren durch eine bleierne Röhre B von etwa 1/2 Zoll im Lichten, welche mit einem Hahn versehen ist; ihre untern Theile |275| sind mit einer andern bleiernen Röhre von 1 1/2 Zoll im Lichten verbunden.

Auf dem höher stehenden Cylinder ist ein kugelförmiges kupfernes Gefäß von etwa 12 Zoll Durchmesser angebracht, dessen Construction es möglich macht, eine frische Portion concentrirte Schwefelsäure einzugießen, während der Apparat im Gang ist, ohne den Druck im Cylinder zu vermindern.

Man erhält nämlich das Ventil am Ende der am Hebel L befestigten Stange durch den Sperrhaken M geschlossen, schraubt den Stöpsel H heraus und gießt die Säure durch die offene Mündung ein. Wird hierauf der Stöpsel wieder eingeschraubt und das Ventil mittelst Hebel und Stange hinuntergedrückt, so daß die Stelle, welche es bedeckte, nicht mehr verschlossen bleibt, so läuft die Säure aus ihrem Behälter in den Hohlraum des darunter befindlichen Cylinders hinab. Cs versteht sich, daß das Ventil, sobald die Säure abgelaufen ist, wieder in seine vorige Stellung gebracht wird.

Das unterste Gefäß ist mit einem kupfernen Sieb versehen, welches an einer kupfernen Stange befestigt ist, wie es schon bei dem kupfernen Cylinder beschrieben wurde. Das Sieb wird mit Zink beschickt und das Gefäß zur Hälfte mit verdünnter Schwefelsäure gefüllt. Wenn sich Zink und Säure berühren, entwickelt sich natürlich Wasserstoffgas. So lange die Communication zwischen den oberen Theilen der beiden Cylinder offen erhalten wird, breitet sich das Gas in beiden aus, indem es den obern Cylinder ganz erfüllt, von dem untern aber nur jene Hälfte, welche nicht von der Flüssigkeit eingenommen ist. Wenn aber auf diese Weise der Druck zwei Atmosphären erreicht, was vom Manometer angezeigt wird,44) so nimmt, wenn man die Communication durch die Röhre B abschließt, der Druck im untern Cylinder zu, während er im obern Cylinder bleibt wie zuvor; in Folge davon tritt aber die Flüssigkeit aus dem untern Cylinder durch die Röhre A, daher die Berührung der Säure mit dem Zink abnimmt und zuletzt ganz aufhört. Wenn sich so das Gas im obern Gefäß auf nahezu sein halbes früheres Volum verdichtet hat, beträgt der Druck nahe 4 Atmosphären. Er wird stets beinahe doppelt so groß seyn, als vor dem Verschließen der Röhre B.

Damit aus dem untern Cylinder beinahe alle Säure ausgetrieben wird, muß das Sieb hinuntergedrückt werden, bis es den Boden des Gefäßes berührt.

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Da der Druck Anfangs 4 Atmosphären beträgt, so wird, wenn man mittelst einer am Ventilhahn N befestigten Röhre Gas entweichen läßt, wieder Säure an das Zink hinaufgetrieben, und dadurch eine Abnahme des Drucks verhindert, durch welche der Proceß eine Störung erleiden könnte.

Die Gase können zum Gebrauche aus einem Recipient, in welchem sie als Knallgas gemischt sind, auf folgende Weise ohne Gefahr fortgeleitet werden; man verfertigt zwei Röhren mit Sicherheitsringen wie folgt:

Eine mit Silberloth zusammengelöthete kupferne Röhre, von einem Achtelszoll Metalldicke, wird mit dem feinsten Kupferdraht vollgestopft, indem man dafür sorgt, daß die Drähte gerade und parallel laufen. Die Röhre wird nun auf der Drahtziehbank ausgezogen und folglich an ihren Inhalt angedrückt, bis das Metall sich so hart zieht, daß es ohne Erhitzung nicht mehr weiter zu bringen ist. Diese ausgestopfte Röhre wird nun mittelst einer feinen Säge in Scheiben zerschnitten, ungefähr von der Länge ihres Durchmessers. Die Oberflächen der Scheiben werden mit einer Polirfeile glatt gefeilt. So erscheinen sie dem unbewaffneten Auge wie die Oberfläche eines vollen Metallcylinders. Diese Scheiben werden nun mit messingenen Ringen umgeben, und dann in Abständen von einem Fuß oder mehr in das Leitungsrohr eingeschoben und darin verlöthet. Unter diesen Umständen kann die hintere Scheibe, wenn sie heiß wird, die Flamme zurücktreten machen; die vordere aber, welche außer dem Bereich jeder möglichen Verbrennung liegt und kalt bleibt, bewirkt kein Zurücktreten; sobald nun die Flamme über die erste Scheibe hinausgeht, wird der Operator gewarnt, schließt natürlich den Hahn und bringt die hintere Scheibe zum Erkalten, ehe er fortfährt.

Doch kann dieses Verfahren dadurch noch sicherer gemacht werden, daß man eine mit zwei Hälsen versehene eiserne Flasche, zur Hälfte mit Terpenthinöl gefüllt, zwischen das Reservoir und die Sicherheitsröhren bringt. Eine von dem Reservoir ausgehende bleierne Röhre wird mittelst einer Galgenschraube an eine eiserne Röhre befestigt, welche in die Flasche hinabreicht, so daß ihre Mündung sich nahe deren Boden befindet. Die bleierne Röhre, welche durch die Sicherheitsröhren mit der Blaseröhre communicirt, wird an den andern Hals der Flasche befestigt. Auf diese Weise muß also das Gasgemenge erst durch das Terpenthinöl in Blasen aufsteigen, um durch die Sicherheitsröhren zur Gasblaseröhre zu gelangen. Sollte, während dieser Proceß vor sich geht, die Flamme durch Zurückschlagen den Hohlraum der Flasche erreichen und in |277| Berührung mit dem Terpenthinöl explodiren, so entsteht eine Verbindung, welche wegen ihres Ueberschusses an kohlenstoffhaltiger Materie an und für sich nicht explosiv ist. Indessen treibt der auf die Oberfläche des Oels wirkende Stoß dasselbe in die Oeffnung der eisernen Röhre und dadurch wird es chemisch sowohl als mechanisch unmöglich, daß die Flamme den Hohlraum des Reservoirs erreicht.

Apparat zum Schmelzen von Iridium oder Rhodium oder von Platinmassen unter fünf Unzen Gewicht.

Zum Schmelzen von Iridium oder Rhodium, oder von Platinmassen von höchstens einem halben Pfund Gewicht, bediente ich mich eines Instruments mit drei Blaseröhrchen, jedes von solchem inneren Durchmesser, daß man einen Draht von mehr als 1/32 Zoll Dicke nicht hineinstecken konnte. Die hierdurch erzeugte Flamme war groß genug um die Metallmasse zu umhüllen.

Zum Schmelzen von Platinstückchen von höchstens fünf Unzen Gewicht bediente ich mich eines Instruments mit sieben Blaseröhrchen. Von diesen Röhrchen treten sechs durch die Messingbüchse Fig. 1 hervor, welche den Boden des als Refrigerator dienenden kupfernen Gehäuses Fig. 2 bildet, so daß sie in einem Umkreis von 3/4 Zoll Durchmesser gleichweit von einander abstehen; das siebente Röhrchen tritt aus der Mitte hervor. In diese Blaseröhrchen kann man ebenfalls keinen Draht stecken welcher über 1/32 Zoll dick ist. Die Röhrchen der größeren Instrumente, wie die Abbildungen sie darstellen, nehmen Drähte von 1/24 Zoll Dicke auf.

Die Blaseröhrchen können auf folgende Weise verfertigt werden: ein schmaler Streifen Platinblech, der etwas breiter ist als die Länge des Umkreises der beabsichtigten Röhre, wird, nachdem man ihn vorerst bloß um einen Draht gewickelt hat, so daß er eine unvollkommene Röhre bildet, durch mehrere passende Löcher in einer Stahlplatte gezogen. Dadurch wird der Streifen in einen hohlen Draht verwandelt; die Ränder des Streifens sind bei demselben so in Berührung gebracht, daß sie nur einen kaum sichtbaren Spalt wahrnehmen lassen. Ist ein Platinstreifen auf diese Weise gezogen worden, so wird ein zweiter Streifen, der breit genug ist jenen beinahe zu umschließen, über den ersten gezogen, wobei darauf gesehen werden muß, daß die an den zusammentreffenden Rändern erzeugten Spalten auf entgegengesetzte Seiten kommen. Der zusammengesetzte hohle Draht oder die so verfertigte Röhre wird zuletzt über einen Stahldraht von dem Durchmesser der erforderlichen Höhlung gezogen.

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Folgendes Verfahren Blaseröhrchen zu verfertigen, verdient, obwohl es schwieriger ist, dennoch den Vorzug, weil das Wasser des Refrigerators nicht so leicht in ihr Inneres dringen kann.

Man wähle ein fehlerfreies, hämmerbares Cylinderchen von Platin von etwa 3/8 Zoll Dicke und drehe mit einem Drillbohrer von 1/16 bis 1/8 Zoll Durchmesser eine Höhlung hindurch, die concentrisch mit der Achse lauft. Alsdann ziehe man den Cylinder im Zieheisen so lange aus, bis das Metall die verlangte Dicke hat. Man verhindert dabei durch zeitweises Einstecken eines Stahldrahts daß die Höhlung nicht zu eng wird.

Es versteht sich, daß das Metall so oft es durch das Ziehen hart wird, wieder erhitzt werden muß; dabei ist für Platin eine weit höhere Temperatur erforderlich, als für Kupfer, Silber oder Gold.

Dieses Ausglühen geschieht am besten mittelst der Hydro-Oxygen-Flamme. Bedient man sich dazu als Unterlage der Holzkohle, so muß höchst sorgfältig darauf gesehen werden, daß die Feuerstelle rein erhalten wird.

In der letzten Zeit fand ich, daß das Palladium als Loth für Platin dienen kann, und da es nahezu eben so schwer schmelzbar ist als Platin, so ist es natürlich zu diesem Zwecke dem Golde vorzuziehen, wo das Metall großer Hitze widerstehen soll. Wenn man die äußere Fuge (offene Naht) der erwähnten doppelt gezogenen Röhren mit Palladium löthet, sind sie ohne Zweifel beinahe eben so gut, als wenn sie aus massivem Platin verfertigt wären.

Uebrigens habe ich auch Silber mit gutem Erfolge zum Löthen jener Theile der Röhrchen angewandt, welche im Wasser stehen und dadurch gegen Erhitzung geschützt sind. Die über die Messingbüchse (Fig. 1) vorstehenden Theile können unverlöthet bleiben.

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Als die Abbildung zum Original schon fertig war, zog es der Verfasser vor, wasserdichte Büchsen mit Galgenschrauben und Hülsen anzuwenden; von letzteren wird die eine nahe am Boden auf der einen Seite, die andere nahe am oberen Ende auf der entgegengesetzten Seite angebracht. An der untern Hülse wird eine Röhre befestigt, die mit einem hohen Behälter falten Wassers communicirt, die andere leitet das Wasser in eine weite Röhre ab; auf diese Weise kann, so lange die Operation dauert, eine Circulation unterhalten werden. Als Unterlage dient ein Kaolin-Backstein, welcher auf der obern Seite eine längliche ellipsoidische Vertiefung hat, in die man das zu schmelzende Metall legt.

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Ich bediente mich als Manometers eines Instruments wie G, Fig. 5; die Röhre war 2 Fuß lang und oben zugeschmolzen.

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