Titel: Winkler, über die Bunsen'sche Wasserluftpumpe und deren technische Verwendung.
Autor: Winkler, Clemens
Fundstelle: 1870, Band 195, Nr. XI. (S. 34–39)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj195/ar195011

XI. Die Bunsen'sche Wasserluftpumpe und ihre technische Verwendung; von Dr. Clemens Winkler.

Aus der deutschen Industriezeitung 1869, Nr. 47.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Bunsen's schöne Erfindung der Wasserluftpumpe, deren Wirksamkeit bekanntlich in der continuirlichen Herstellung und Erhaltung der Toricelli'schen Leere eines Wasserbarometers besteht, ist von der wissenschaftlichen Welt mit Recht voller Freude begrüßt worden. Vereinigt doch dieser Apparat, trotz aller Einfachheit, die Vorzüge einer billigen Herstellung, sowie einer mühe- und kostenlosen Handhabung in sich, bei einem Effect, der für die meisten Fälle seiner Anwendung vollständig |35| ausreicht. Namentlich findet dieß statt bei den Operationen des Filtrirens, Auswaschens, Trocknens und Abdampfens, für welche die Wasserluftpumpe ja auch vom Erfinder ganz besonders bestimmt worden ist.

Die Vortheile, welche die Anwendung der Bunsen'schen Wasserluftpumpe bei den Arbeiten im chemischen Laboratorium gewährt, lassen sich auch für die Industrie verwerthen und zwar bietet sich an allen Orten, wo Wasser und Gefälle in hinreichendem Maaße vorhanden sind, Gelegenheit zur kostenfreien Herstellung eines Vacuums. Statt des Wassers kann man mit gleichem Erfolg andere Flüssigkeiten, z.B. Salzlaugen, Säuren etc. verwenden, wenn man solche zur Verfügung hat, wie dieß ja häufig genug in Fabriken der Fall ist, wo der Abfluß derartiger Flüssigkeiten von höheren nach tiefer gelegenen Punkten tagtäglich stattfindet.

Für technische Zwecke bedient man sich nicht des gläsernen Apparates, wie ihn Desaga in Heidelberg nach Bunsen's Angabe liefert; dauerhafter, billiger und dabei nicht minder einfach kann man ihn sich selbst aus mehreren Stücken Bleirohr von verschiedener Weite herstellen, so wie es die beigegebene Skizze zeigt.

Fig. 7 gibt ein Bild dieser Bleirohrstücke in ihrer vorläufigen Zusammenstellung. Die Verbindung derselben erfolgt nach der in Fig. 8 abgebildeten Weise. a ist das Luftsaugrohr, welches am unteren Ende durch Zusammenklopfen, Zulöthen und Aufbohren mit einer verjüngten Oeffnung versehen wird; das weitere Rohr b, welches an beiden Enden bis zur Stärke von a zusammengezogen ist, bildet den Wassermantel; sein oberes Ende wird mit dem Rohre a, nachdem man dieses entsprechend weit eingeführt hat, dicht verlöthet, an das untere Ende dagegen wird der Stutzen c, ebenfalls durch Löthung, befestigt. An c setzt man, nach Aufstellung der Luftpumpe, mittelst Loth oder auch Kautschukrohr, ein womöglich 40' langes verticales Wasserfallrohr aus Blei an, welches am unteren Ende durch Flüssigkeit gesperrt oder barometerartig aufgebogen ist. Der Rohrstutzen e, welcher rechtwinkelig in den oberen Theil des Wassermantels eingelöthet ist, steht durch einen Hahn mit der Wasserleitung in Verbindung; d endlich communicirt einerseits mit dem Luftsaugrohre a, während das andere Ende durch ein Stück Kautschukrohr mit einer in Quecksilber tauchenden Manometerröhre verbunden ist. Sämmtliche Löthungen müssen völlig dicht seyn und am zweckmäßigsten und haltbarsten bewerkstelligt man dieselben mit reinem Blei unter Zuhülfenahme einer durch Luft angeblasenen Wasserstoffflamme.

Die Handhabung dieser bleiernen Apparate ist selbstverständlich ganz |36| dieselbe wie die der gläsernen Bunsen'schen. Man setzt den Raum, welcher luftleer gepumpt werden soll, mit dem oberen Ende des Rohres a in dichte Verbindung und öffnet hierauf den an e angebrachten Wasserhahn. Das im Füllrohr c niederstürzende Wasser reißt sodann die vorhandene Luft durch die in a befindliche Oeffnung mit sich und sofort beginnt das Quecksilber des Manometers zu steigen und erhebt sich bei genügendem Gefälle bis auf wenige Millimeter unter dem Barometerstande.

Es stört durchaus nicht, daß diese Apparate undurchsichtig sind, denn man hat am Spiel des Manometers, welches man einzig zu beobachten braucht, ein genaues Erkennungszeichen, wie der Wasserzufluß zu regeln ist, in welchem Maaße die Evacuirung vorschreitet und ob die Dichtung eine vollständige sey. Das bei der Bunsen'schen Luftpumpe angebrachte kleine Condensationsgefäß habe ich weggelassen, da es unter Umständen zweckmäßiger erscheinen kann, es separat aufzustellen und es durch eine besondere Rohrleitung erst mit der eigentlichen Luftpumpe zu verbinden.

Die eben beschriebenen bleiernen Apparate habe ich bis jetzt in zwei verschiedenen Größen angefertigt. Die kleinere Sorte, mit welcher man den Effect der bei Desaga in Heidelberg käuflichen Glasluftpumpen erreicht, besitzt folgende Dimensionen:

Länge:
Millimet.
Weite:
Millimet.
Wandstärke:
Millimet.
a 300 8,5 1,5
b 165 23,0 2,5
c 70 8,5 1,5
d 80 8,5 1,5
e 70 8,5 1,5

Weite der in der Luftsaugröhre a angebrachten Oeffnung = 1,5 Millimet.

Hingegen wurden bei der Anfertigung von Luftpumpen, mit deren Hülfe es möglich wird, größere Räume in verhältnißmäßig kurzer Zeit zu evacuiren, nachstehende Maaße als zweckmäßig befunden:

Länge:
Millimet.
Weite:
Millimet.
Wandstärke:
Millimet.
a 470 17,0 3,0
b 235 35,0 5,0
c 110 17,0 3,0
d 100 8,5 1,5
e 110 17,0 3,0

Weite der im Luftsaugrohr a angebrachten Oeffnung = 3 bis 3,5 Millimet. |37| Die Weite des 40' langen Fallrohres wurde stets derjenigen von c gleich gewählt.

Das Gefäß, dessen ich mich bediente, um mit Hülfe der Bunsen'schen Wasserluftpumpe Filtrationen in größerem Maaßstab auszuführen, wird durch Fig. 9 veranschaulicht. Es bestand aus einem viereckigen Kasten von starkem Holz, der innen und außen mit circa 3 Millimet. dickem Bleiblech überzogen und derart vollkommen dicht in Blei eingelöthet war, daß die Holzeinlage eigentlich nur zur Herstellung der dem Blei mangelnden Steifheit und Widerstandsfähigkeit diente. In der halben Höhe des Kastens war ein aus starkem Holz gefertigter durchlöcherter Zwischenboden d eingeschaltet, der nicht allein in den Ecken aufruhte, sondern auch in der Mitte gestützt wurde. Versäumt man, diese Mittelstütze anzubringen, so ist beim nachfolgenden Evacuiren die totale Zertrümmerung des durchlöcherten Bodens und das Zerreißen der ganzen Filtrireinrichtung unausbleibliche Folge. Der in der Zeichnung freigelassene Raum c wurde mit einer Schicht Stroh oder Reisig ausgefüllt und auf diese der mit Leinwand bespannte Rahmen b fest aufgesetzt. Die zwischen Rahmen und Gefäßwandung verbleibenden Ritzen verdichtete man sorgfältig mit Werg.

Solchergestalt wird also das ganze Filtrirgefäß in zwei Abtheilungen, a und e, geschieden, deren erste zur Aufnahme des Niederschlages dient, während sich in der zweiten das Filtrat sammelt. Um nun den Apparat in Betrieb zu setzen, verschließt man f luftdicht durch einen Hahn oder Kautschukpfropfen und verbindet den durch ein kleines Dach vor dem Eindringen der niedertropfenden Flüssigkeit geschützten Rohrstutzen g mit dem Saugrohre der Luftpumpe. Hierauf füllt man den Raum a mit dem zu filtrirenden Niederschlage und setzt durch Oeffnen des Wasserhahnes die Luftpumpe in Thätigkeit. Sofort beginnt innerhalb des Raumes e ein lebhaftes Träufeln, welches in dem Maaße, als das Quecksilber des Manometers steigt, zunimmt, während der Inhalt von a sich an Volumen verringert und durch frisches Aufgießen immer wieder ergänzt werden muß.

Der auf der Oberfläche der Flüssigkeit lastende atmosphärische Druck beschleunigt den Proceß des Filtrirens in ganz außerordentlicher Weise und namentlich läßt sich das Auswaschen der Niederschläge in kurzer Zeit und mit geringen Wassermengen auf das Vollständigste bewerkstelligen, wenn man den frischen Wasseraufguß macht, bevor sich durch das bald eintretende Rissigwerden des Niederschlages Rinnen und Canäle gebildet haben, welche die Flüssigkeit durchlassen würden, ohne daß sie zur gehörigen Wirksamkeit gelangte. Jedenfalls ist es zweckmäßig, solche Risse, |38| wenn sie ja entstanden seyn sollten, sorgfältig mit dem Spatel zuzustreichen, bevor man einen neuen Aufguß gibt. Das Zustreichen macht sich auch wiederholt nöthig, wenn man den ausgewaschenen Niederschlag von der ihm noch anhaftenden Flüssigkeit nach Möglichkeit befreien, ihn gewissermaßen aussaugen will, wobei übrigens das Sinken des Manometers und das auftretende Geräusch jede entstandene Undichtheit sofort anzeigen. Nach beendetem Filtriren und Auswaschen läßt man das Filtrat durch f abfließen und löst den Niederschlag mit dem Spatel von der Leinwand ab.

Die meisten Niederschläge lassen sich auf diese Weise mit bedeutender Beschleunigung filtriren, von allen aber kann man dieß nicht behaupten. So wurde diese Methode z.B. mit vollständig negativem Resultat auf einen außerordentlich voluminösen, schleimigen Niederschlag – ein Gemenge von hydratischem Schwefeleisen und Schwefelcalcium – angewendet. Diese Substanz drückte sich in dünner und so überaus dichter Schicht an die Leinwand fest, daß diese wie zugeleimt erschien und keinen Tropfen Flüssigkeit mehr durchließ. Der gleiche Fall trat bei Anwendung eines Sandfilters ein. Solche Erscheinungen sind jedoch nur Ausnahmen und können die Vortheile, welche das Verfahren im Allgemeinen bietet, nur wenig schmälern.

Das Filtriren unter Zuhülfenahme des natürlichen, atmosphärischen Druckes ist nichts Neues und hat schon mannichfache Anwendung gefunden; die Bunsen'sche Einrichtung bietet aber den unbestreitbaren Vorzug, daß sie, ohne Mühe und Kosten zu verursachen, die Aufstellung des Filtrirapparates an jeder beliebigen Stelle gestattet. Die früheren, mir bekannten Filtrireinrichtungen nach gleichem Princip mußten in bedeutender Höhe angebracht werden, weil das durch ein 30–40' hohes Fallrohr abfließende Filtrat es war, welches dem Drucke der atmosphärischen Luft das Gleichgewicht zu halten hatte. Dieser lästige Umstand ist durch den Bunsen'schen Apparat vollständig beseitigt. Man braucht das Rohr g des Filtrirkastens nur mit dem Saugrohre a der Luftpumpe durch eine entsprechend lange Bleirohrleitung luftdicht zu verbinden und kann dann das Filter mit völlig gleichem Erfolg hoch oder niedrig, nahe oder beliebig weit von der Luftpumpe entfernt aufstellen. Es ist ferner möglich, mit einer und derselben Luftpumpe, die dann natürlich entsprechende Dimensionen haben muß, eine große Anzahl von Filtrirapparaten, die in den verschiedensten Localitäten eines Fabrikgebäudes aufgestellt seyn können, gleichzeitig zu evacuiren. Indem man dieselben durch Hähne mit einer Hauptrohrleitung in Verbindung bringt, die nichts anderes als eine Verlängerung des Saugrohres der Luftpumpe bildet, kann man, |39| durch einfaches Oeffnen oder Schließen der Hähne, die Filtration da oder dort beliebig einleiten oder unterbrechen. Wie man in chemischen Laboratorien schon Gas-, Wasser- und Windleitungen hat, ebenso möchte sich für dieselben die Einrichtung einer (so zu sagen) Vacuumleitung empfehlen.

Ob und mit welchem Vortheil der Bunsen'sche Apparat die zum Abdampfen von Zuckerlösungen, Extracten etc. in Fabriken angewendeten Kolbenluftpumpen zu ersetzen im Stande ist, vermag ich nicht zu beurtheilen und es dürfte dieß hauptsächlich von dem zu Gebote stehenden Wasserquantum, somit von localen Verhältnissen abhängig seyn. Zu empfehlen wäre der Gebrauch der Wasserluftpumpe beim Destilliren stoßender Flüssigkeiten, vielleicht sogar beim Destilliren überhaupt, vorausgesetzt daß es gelingt, durch gute Condensationseinrichtungen allem Verlust an Destillat vorzubeugen. An Orten wo das Brennmaterial theuer ist, Wasser und Gefälle dagegen im Ueberfluß vorhanden sind, dürfte es wohl der Mühe werth seyn, hierüber Versuche anzustellen. Im Uebrigen genüge es, an die Verwendungsfähigkeit der Wasserluftpumpe bei den verschiedensten Industriezweigen, als beim Färben und Bleichen, beim Conserviren, Extrahiren, Imprägniren, Trocknen etc., kurz zu erinnern; die Vortheile, die sie bieten kann, aufzusuchen und auszubeuten, ist Pflicht der Technik, und bald genug wird es sich zeigen, welches Ersparniß an Zeit, Arbeit und Brennmaterial der einfache, unscheinbare Apparat zu vermitteln im Stande ist.

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