Légszivattyu

(l. a mellékelt képet), általában minden műszer, mellyel ritkított levegőjü vagy légüres tért lehet előállítani. A rendesen használt köpüs és dugattyus L. Guericke Ottótól ered (1650). Az eszköz lényegét legjobban a kézi L. tünteti fel (1. szövegábra).

[ÁBRA] LÉGSZIVATTYUK.

[ÁBRA] 1. ábra. Kézi légszivattyu.

Az NN köpüben (üres sárgarézhengerben) az M dugattyu légzárólag mozgatható föl-alá. A k l d e f g h cső a köpüt ama térrel köti össze, melyből a levegőt ki akarják szivattyuzni. E tér lehet zárt edény v. bura, melynek széle gondosan csiszolt és melyet a jól csiszolt, sima ii tányérra lehet légzárólag helyezni. A dugattyu bőrrel körülvett, részben üreges sárgarézdarab O, melybe alulról az átfúrt P fémdarab van csavarva. Ezen furatot felül szelep zárja el, t. i. egy darab disznóhólyag, melybe a furattól oldalt két rés van vágva. Ha a nyomás felülről nagyobb, mint alulról, a szelep szorosan oda szorul a P fémdarabhoz és zárja a fúrt nyilást. Ellenkező esetben a rések utat nyitnak a levegőnek. Ugyancsak fölfelé nyiló szelep van a köpü alján is. Amint a dugattyut fölfelé húzzák, az edény levegője a kinyitott c csapon át a köpübe áramlik, elfoglalván a rendelkezésére bocsátott nagyobb tért. Mivel t. i. a köpü levegője is kiterjedhetett, az alsó szelepre fölülről csekélyebb nyomás hat és az edény felől jövő levegő ezen szeleet fölnyitva a köpübe hatol. A dugattyu szelepe zárva marad, mert erre a külső légnyomás hat és ezen nagyobb nyomás zárja a szelepet. Ha a dugattyut lefelé nyomják, a köpüben levő levegő összesűríttetik, az alsó szelep bezárul, a dugattyuban levő kinyilik és a O dugattyu felső nyilásán eltávozik. Ez mindaddig ismétlődik, mig a bura alól a köpübe már nem áramlik át, minden további szivattyuzás hasztalan. Ennek oka az u. n. kártékony tér. A köpü feneke és a legmélyebb helyzetben levő dugattyu alsó lapja között t. i. még a legjobb szivattyuknál is van némi köz, melyben rendes sűrüségü levegő van. Ha a dugattyu felhuzásakor a köpüt a burától elzárva képzeljük, ez a kevés levegő az egész köpüben szétterül és annál ritkább lesz, minél nagyobb a köpü köbtartalma a kártékony térhez képest. Ha az edény alatti levegő annyira megritkult, mint a kártékony tér levegője, aköpübe való áramlás megszünik s ekkor el van érve a ritkítás határa. A ritkítás fokát az u. n. légsúlymérői próbán lehet megállapítani. Ez körülbelül 76 cm. hosszu üvegcső, mely alsó végével kénesőt tartalmazó edénybe merül, mig fölül meg van görbítve és kaucsukcsővel közlekedik a szivattyu légjáratával, melytől a b csap elzárhatja.

[ÁBRA] 9. ábra. Rövidített légszivattyu.

[ÁBRA] 11. ábra. Kettősműködésü légszivattyu átmetszete.

[ÁBRA] 12. ábra. Geissler kéneső-légszivattyuja.

[ÁBRA] 14. ábra. Geissler kéneső-légszivattyuja.

Szivattyuzáskor ezen csapot kinyitják s a kéneső annál magasabbra emelkedik a csőben, minél ritkább a levegő. A barometerállás és a fölemelt kéncsőoszlop közötti különbség adja a ritkítás fokát. Nagyobb foku ritkítás céljából kétköpüs szivattyukat használnak, melyek dugattyuit fogaskerék segélyével lehet föl-alá mozgatni. Az ily gép minden dugattyujárásnál ritkít, mert mig az egyik dugattyu lefelé mozog és szelepén kibocsátja a köpüben összenyomott levegőt, addig a másik fölfelé jár, tehát levegőt szí az edény alól. A melléklet 2. ábráján D, és S a köpük, R az edény, G a barometer-próba. A melléklet 3. ábrája a szivattyut átmetszetben tünteti fel, mig u. o. a 4. ábrán a dugattyubeli szelepek szerkezete látható. A köpü fenekén levő szelep a rúdon van (3. ábra), amennyiben a kúpos fémdarab a rúd föl-alá járásakor nyitja és zárja a fenéken levő kis nyilást. Az 5. ábrán u. o. látható kettős furatu Senguerd-féle csap arra való, hogy az edényt a szükségeshez képest a köpüvel vagy a külső levegővel lehessen összekötni, vagy ezektől elzárni. A 6. és 7. ábrán u. o. látható Babinet-féle csap végre arra való hogy a kártékony tér befolyása csökkentessék. A csap kerületéhez három furat vezet, D a jobboldali, S a baloldali köpühöz vezet, mig R az edénnyel való összeköttetést létesíti. A 6. ábrán feltüntetett állásban az S csatorna a gép működéséből ki van rekesztve s a két köpü renddes módon szíja az edény felől a levegőt. Ha a ritkítás elérhető határáig jutottunk, a csapot 90°-kal való fordítás által a 7. ábrán látható helyzetbe hozzuk, miáltal a jobboldali köpüt elzárjuk az edénytől, mig a baloldali köpü tovább is működik. Midőn azonban e köpü dugattyuja lefelé megy, a levegőt sűrítés nélkül a jobboldali köpübe szorítja, ugy hogy a kártékony tér csak igen ritkított levegőt tartalmazhat. A kétköpüs csapos L.-nál (melléklet 8. ábra), melynek dugattyui tömörek, a Babinet-féle csap munkáját a Grassmann-féle csap végzi, mely egyáltalában minden szelep nélkül közvetíti az edény a köpük váltakozó összeköttetését. Ez a csap t. i. még oly turattal is bir, mely a két köpüt egymással képes összekötni, miközben ezek az edénytől és a külső levegőtől el vannak zárva. A csapnak váltakozó helyzetét külön mekanizmus biztosítja. Az ilyen nagyobb szivattyuknál rövidített barometerpróba van használatban (9. szövegábra), t. i. U-alaku cső, mely egyik végén be van forrasztva, mig a másik vége nyitott. A zárt csőrészt tiszta kéneső tölti be, a nyitott részt levegő. Ha a kénesőre gyakorolt nyomás a ritkítás következtében a rendes légnyomás negyedrészéig csökkent, a kéneső a további ritkításnál sülyedni kezd és a két szárban levő kénesőoszlopok magassági különbsége jelzi az edény alatti levegő nyomását. Gyors ritkítást eszközöl az egy köpüs kettős működésü L. is. Ilyen a melléklet 10. ábráján látható Bianchi-féle gép. Az M. forgató emeltyüvel forgásba hozzák a V kereket ez pedig a mozást az m dugattyurúdra veszi át. Midőn a dugattyu lefelé megy az edény felől jövő levegő a C csövön át S-nél a köpü felső részébe túdul (11. szövegábra), mig az alsó részben összenyomott levegő a b szelepen át a dugattyurúd x csatornáján távozik. A dugattyu fölfelé járásakor az edény levegője S-nél tódul a köpü alsó részébe, mig a felső részből a levegő az a szelepen át távozik. A gép igen gyorsan ritkít. A dugattyurúd mozgását fogantyukar közvetíti s e mellett felső része jobbra-balra is mozog. Hogy a köpü is követhesse ezt a mozgást, alsó részén levő vizszintes tengely körül végezhet himbáló mozgást. Az eddig leirt dugattyus szivattyuknál sokkal nagyobbfoku ritkítást eszközölnek a kénesős és a vizszivattyuk.

[ÁBRA] 15. ábra. Töpler légszivattyuja.

A kénesős L. feltalálója hazánkfia, Grassmann Ignác (l. o.). Általános használatra hozta a kénesős szivattyut Geissler. A mintegy 76 cm. hosszu C üvegcső (12. szövegábra), felső részén széles üvegedény (A) van, mig alsó része a D kaucsuk cső által a fölül nyitott B üvegedénnyel van összekötve. Az A cső folytatását képező tr esőbe a Senguerd-féléhez hasonló furatu o csap van köszörülve, mely az A edényt v. a külső levegővel köti össze (a p-nél látható üveggömb közvetítésével), v. azon térrel, melyben a levegő ritkítandó az r résznél). Mig az A edény p felé nyitott, a B edényt oly magasra emelik, hogy A teljesen, p pedig részben kénesővel teljék meg; ha a csapot 45°-kal fordítják, A-t fölfelé elzárják és A-ban (Torricelli-féle) üres tér keletkezik, mellyel a kiszivattyuzandó levegő is összeköthető a csapnak 45°-nyi további fordítása által. Mihelyt a csapot megint 45°-kal visszafordítják, a B edény újból való emelése által először is összenyomják az A-ba jutott levegőt, mig a csapnak másodszori 45°-nyi visszafordításával a külső levegőbe szorítják. Ezen eljárást ismétlik. A Jolly-féle L. (melléklet 13. ábra) a Geissler-félének némi módosítása. Az ábrán látható azon készülék, melynek segélyével a kénesős edényt emelni és leereszteni lehet. A szilárdan álló kénesős edény (A) fönt és alant vasfogalványba van ragasztékkal erősítve; a felső foglalvány sima tányért tart (T), melyre edény (R) tehető légmentesen. Ez átfúrt csap segélyével közlekedik a kénesőt tartalmazó edénnyel és az oldalt levő barometer-próbával (b). A csap a Sengnerd-féle furaton kivül még egy furattal van ellátva, mely a hosszirányban menővel derékszöget képez és melynek állását a csap külső részén karcolt vonás jelzi. 45°-nyi forgatásokkal a kénesős edényt fölváltva a külső levegővel v. a burával lehet összeköttetésbe hozni. A Geissler-féle L.-t újabban azzal javították, hogy az A edény fölött levő csap fölé még két csapot alkalmaztak (14. szövegábrán h" és h""). Az A edény fölötti csaptól oldalcső indul ki, mellyel az M manometer és a T szárítókészülék van összekapcsolva s ez azon térrel van összekötve, melyből a levegőt ki akarják színi. A T edény tömör kénsavat v. vizmentes foszforsavat tartalmaz, mig a vele összekapcsolt csövek kénsavba áztatott horzsakövet foglalnak magukban. A t és t" csapok által a szárítókészülék a L.-tól és a ritkítandó levegőtől elzárható. A szivattyu felé áramló levegő vagy egyéb gáz a hh"" cső folytatását képező görbített r csövön át a W csészébe vezethető, hol kéneső felett felfogható. Az r csövet a hh"" cső tölcsérszerü végében kéneső veszi körül, mely a csöveket légmentesen zárja. A szivattyuzás következőleg történik: Mig a h", h"", t, t" csapok nyitva vannak, h csap zárva van és a K forgattyu segélyével a G kenderszíjon megerősített B kénesőedényt oly magasra emelik, hogy a D csövön keresztül a kéneső egy kissé a h" csap fölé kerüljön. Ekkor h" csapot zárják, B-t leeresztik, h-t nyitják; a levegő ekkor az R térből a kiürülő A edénybe tódul. Ha ezen eljárás ismétlése által a levegő ritkítása már oly foku, hogy a barometer-próba majdnem zérusra mutat, a ritkítás még folytatható az eddig nyitott h"" csap fölhasználásával. A következő emelésnél t. i. a kénesőt h"" fölé engedik fölszállani, aztán elzárják a h""-t, sülyesztik a B-t, mig a kéneső h" alá nem került, elzárják a h"-t és a további sülyesztést csak akkor folytatják, midőn A kiürült. Ha ekkor h-t kinyitják, de aztán ismét zárják és a kénesőt h"-ig emelik, a levegőnek ott összenyomott csekély mennyisége a h" csap kinyitásakor a h" és h"" közötti, ritkított levegőjü térbe szorul; ez a tér tehát a Babinet-féle csaphoz hasonlóan működik.

[ÁBRA] 16. ábra. Sprengel légszivattyuja.

[ÁBRA] 17. ábra. Bunsen-féle viz-légszivattyu.

A Geissler-féle L. módosítása a Töpler-féle, melyet Bessel-Hagen és Neesen javítottak. Itt csapok és szelepek teljesen mellőztettek. A 15. szövegábrán látható készüléken az A edényhez fölül a bc kieresztő cső csatlakozik. Ez szivornya-légsúlymérőhöz hasonlít, melynek hosszabb s egyúttal keskenyebb szára b 815 mm., rövidebb, tágabb és fölül nyitott szára c 250 mm. hosszu. Az A edény alsó és felső része között oldalsó összekötő cső (d) van odaforrasztva, hogy az edény felől tóduló levegő a kénesőt erősen ne lökje az edény falához. Az összeköttetést az A edény és az R-nél alkalmazandó edény (v. Geissler-cső) között a pEG készülék közvetíti. A p pontból E-ig 110 cm. hosszu, felül nyitott cső emelkedik, mely egy felül nyitott, de kénesővel telt hengeres cső (F) fenekén át megy. A cső a lefelé menő G csővel van összeforrasztva és ez a T szárítókészüléken át az R-nél levő edényhez vezet, melyből a levegőt ki kell szivattyuzni. Ha a kénesőt tartalmazó B edényt emelik, akkor mihelyt a kéneső C-ben pp-i ér, megszünik az A és R közötti közlekedés; pE-ben t. i. a kéneső elzárja a levegőnek az utat és az A-ban összepréselt levegő a bc csövön át buborokokban kénytelen a nyitott csővégen át távozni. Ha most A szinültig megtelt kénesővel és a kénesőtartó edényt leengedik, a levegő az R tér felől Gep-n keresztül tódul, miközben a b csőben a kéneső emelkedik. Ezen eljárást addig ismétlik, mig a B edény emelésekor a c csőből buborékok távoznak. A B edénynek még magasabbra emelése által a ritkítás rendkivül fokozható. A nyomás határa 0,0000009 mm. s ez közönséges barometer-próbával nem is mérhető. A mérést a L. egy mellékkészüléke eszközli. Mig a most leirt kénesős L. működése a Torricelli-féle ür felhasználásán alapszik, addig a Sprengel-féle kénesős és a Bunsen-féle vizszivattyu leeső folyadékoszloppal tovaragadott levegő áramlását használja fel. A Sprengel-féle L. Weinholdtól eredő egyszerübb alakban a 16. szövegábrán látható. A B kénesőtartó edény, mely a c asztalkán nyugszik, az s pecek segélyével eleinte oly magasan van az állványon megerősítve, hogy a kéneső felszine kissé magasabban legyen, mint az r vezetőcsőnek betorkollása az f esési csőbe. Miután a D kaucsukcső és az r üvegcső vezette kéneső az f csövön át a g gyüjtőedénybe esik, levegőt ragad magával és e által a felső tágabb csőben létritkítást eszközöl. A tágabb cső a T szárítócsővel van összekötve, melybe belenyulik a barometer-próba és azon cső, mely a ritkítandó levegőjü térhez vezet (R). A szárítócső tömény kénsavat vagy vizmentes foszforsavat tartalmaz, és a K parafadarabon, illetve az ezt tartó b deszkán nyugszik. A g gyüjtőedényre oldalt két fölfelé görbülő kifolyási cső van forrasztva; a felsőn a levegő áramlik ki, az alsóbb fekvésün a kéneső folyik ki. A Bunsen-féle vizlégszivattyu (17. szövegábra) áramló vizet használ fel. Viztartóból (v. vizvezetéki csapból) viz áramlik az ac csövön keresztül a szélesebb d üvegcsőbe és miközben a 10 méterre lenyuló f ólomcsövön lezuhan, d-ből a levegőt is magával ragadja, szintugy az stmn csőből, mely a ritkítandó levegőjü térrel közlekedik; pq a barométer-próba. A kémiai laboratoriumokban ezen szivattyut gyors szűréshez és a lecsapódások szárításához használják. T. i. az st csövet összekötik azon edény belsejével, amelyen a szűrőtölcsér van légzáróan elhelyezve. A tulnyomó külső légnyomás először a folyadékot s azután a levegőt hajtja a csapadékon és szűrőn keresztül és igy gyors szárítást eszközöl. Arzberger és Zulkowski a vizszivattyut annyiban javították, hogy csekélyebb esésü viz is használható.

Mindezen leirt készülékeknél mekanikai munka révén eszközlik a légritkítást. Ezt azonban kémiai úton is előidézhetni. Igy zárt térbe a levegőt kiszorító szénsavat vezetve, ezt frissen égetett mésszel el lehet nyeletni, mi által majdnem légüres tér keletkezik. Épp ugy lehet kevés levegőt izzó parázs közvetítésével eltávolítani, amennyiben a parázs kihüléskor levegőt von el a környezetből.

A L.-t sokféle célra használják. A fizikában fontos kisérletekre szolgál, melyek a levegő nyomását, súlyát, terjedékenységét, a légnyomás befolyását a forrásra, a szabadon eső testek sebességére stb. igazolják. Történetileg is érdekes az u. n. «magdeburgi féltekék»-kel való kisérlet. T. i. két sárgarézből készült félgömb simára csiszolt szélekkel egymásra helyezhető s a levegő oldalsó és csappal zárható csövön át szivattyuval ritkítható. Egy-két dugattyujárás után a félgömbök oly erővel tapadnak együvé, hogy csak nagy erőmegfeszítéssel válaszhatók el. Guericke Ottó, a L. első szerkesztője, 1654. a regensburgi birodalmi gyülésen mutatta be ezen kisérletet és a 2/3 rőf belső átmérőjü félgömböket 16 erős ló alig birta széjjel választani. Mivel a légnyomás 1 cm²-nyi területre majdnem 1 kg.-nyi nyomással nehezedik, a L. segélyével hólyagot lehet repeszteni, üveglapot összezúzni, ha egy oldalon légritkítást eszközölnek. A gyáriparban is sokféle alkalmazást talál a L., igy cukor- és kivonat-gyártásnál, a penumatikus levél- és csomagszállításnál stb. Csekélyebb riktításra ventilátorokat is használak (l. Fuvógép). A pneumatikus postánál forgó L.-kat használnak, amilyen p. a fuvógépeknél leirt «Roots-Blower».

A L. feltalálása a XVII. sz. 2-dik felére esik. Guercike Ottó készítette az első használható L.-t. Az első javításokat kortársa, az angol Boyle Róbert eszközölte. Jelentékeny javítás volt a két köpü alkalmazása, a Babinet-Grassmann-féle csapok felhasználása és végül a kénesős szivattyuk föltalála. V. ö. Lengyel B., Egy újabb szerkezetü vizszivattyuval combinált higanylégszivattyuról (Budapest 1881); Schuller A., Önműködő higany-légszivattyu (u. o. 1881).

Forrás: Pallas Nagylexikon