Ueber eine neue Form der Sprengel'schen Luftpumpe und den Vacuumzapfen; von Ch. H. Gimingham. Mit Abbildungen auf Taf. VII [d/1]. Gimingham, über die verbesserte Sprengel'sche Luftpumpe. Die von Gimingham verbesserte Sprengel'sche Quecksilberpumpe gestattet rasches Arbeiten und möglichst hohe Verdünnung. Bei leerer Pumpe befindet sich der Träger des Gefäßes A. (Fig. 33) bei S am Boden des Gestelles, wie es die punktirten Linien in der Figur andeuten. Die Lage von S ist so gewählt, daß bei vollem A das Quecksilberniveau in dem Behälter B eben über den Enden der Fallröhren h, i, j steht. Befindet sich eine hinreichende Menge Quecksilber in B und öffnet man den Quetschhahn K, so fließt es durch die biegsame Röhre — welche der Festigkeit wegen aus einer Röhre von Segeltuch und zwei Gummiröhren besteht, so daß die erstere zwischen den beiden letztern liegt — in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung in den Behälter A, bis das Niveau in A und B dasselbe ist. K wird nun geschlossen und A bis S′ gehoben (blos bis zu S″, wenn die Entleerung hinreichend weit vorgeschritten ist). Das Quecksilber geht durch die Dreiwegverbindung L und einen kurzen Kautschukschlauch aufwärts bis zum Quetschhahn M, dann die Glasröhre a in die Höhe, durch die Luftfalle b und fällt, nachdem es über den Punkt c gestiegen ist, in das Gießloch e, wo es sich in drei Säulen theilt, welche die drei Fallröhren h, i, j versorgen. Endlich sammelt es sich, nachdem es eine gewisse Menge Luft bei seinem Niedergange mitgerissen, in B. Die Evacuirung erfolgt durch den Arm f, der durch Quecksilberverbindungen und durch einen von Gimingham erfundenen Vacuumzapfen mit verschiedenen Apparaten verbunden ist. g ist eine Manometerröhre, die in das Gefäß C eintaucht, k ein Barometer und 1 ein Maßstab, der aus einer vom Boden an in Millimeter getheilten Glasröhre besteht, welche vor jeder Ablesung am Manometer oder Barometer mit der Quecksilberoberfläche in C zur Berührung gebracht wird. m ist ein kleines Manometer mit engen Röhren, das jedoch durch eines mit weitern Röhren ersetzt werden kann. n ist ein kleines Crookes'sches Radiometer, dessen Geschwindigkeit die Verdünnung beurtheilen läßt. Die Röhre o wird mit Schwefelsäure oder wasserfreier Phosphorsäure gefüllt. Mit f steht durch die Spirale P der Apparat r p q von Mc Leod in Verbindung, welcher zur Messung geringer Drucke dient; derselbe besteht zunächst aus zwei gleich weiten, in Millimeter getheilten Glasröhren, der sogen. Volumröhre q und der sogen. Druckröhre r. In q wird das Gasresidium comprimirt, an r der Druck gemessen. Die Theilung ist so eingerichtet, daß der Nullpunkt von r mit dem untersten (45.) Theilstrich von q zusammenfällt. An q ist unten noch eine Kugel von etwa 48cc Inhalt angeblasen. Durch die Röhre p kann, wenn man den Quetschhahn N öffnet, das zur Compression nöthige Quecksilber aufsteigen. Das Verhältniß α des Volums von q zu dem der Kugel (eingeschlossen den Röhrentheil unter derselben bis zum Communicationspunkt mit r) war 1 : 54,495. Bei den Druckmessungen wird der Hahn N geöffnet. Das Quecksilber steigt in p auf und hebt die Verbindung zwischen dem Gase in der Kugel, dem darunter befindlichen Röhrentheil und der Volumröhre und dem Gase in der Druckröhre u. s. f. auf. Schließlich wird das ganze Gas der Kugel und der darunter und darüber befindlichen Röhre in die Volumröhre comprimirt. Die Spannung desselben ergibt sich aus dem Niveauunterschied β des Quecksilbers in Volum- und Druckröhre (z. B. 66mm,9). Dividirt man β durch 1 : α, so erhält man angenähert den ursprünglichen Druck γ des Gases (66,9 : 54,495 = 1,228). Addirt man γ zu β (66,9 + 1,2) und dividirt die Summe (68,1) nochmals durch 1 : α(=54,495), so erhält man den wirklichen Druck (1,2497). Die oben erwähnten Quecksilberverbindungen sind kleine, geblasene und sorgfältig gestöpselte Trichter, deren Durchschnitt Figur 34 zeigt: a Trichter, b Stöpfel, c Quecksilber, d Schwefelsäure. Der Stöpsel ist (mittels Schmirgel, Fett u. dgl.) in den Hals des Trichters gut eingepaßt. Die Schwefelsäure sichert den vollkommenen Contact zwischen dem Glas und dem Quecksilber. Der Vacuumzapfen, eine der Hauptverbesserungen an dieser Pumpe besteht aus den drei Theilen A bis C (Fig. 35). A ist ein gewöhnlicher, in den Trichter B eingepaßter Stöpsel; das untere Ende von B ist ein geschlossener Stöpsel, welcher sehr genau in C paßt. In der Mitte des untern (in C eindringenden) Theiles von B ist ein Loch d eingebohrt, in der Höhe einer ziemlich tiefen Rinne e im untern Theile des Trichters C. Sind A, B und C zusammengesetzt, so kann B unabhängig von A und C gedreht werden, so das A und C fixirt bleiben. Der Zapfen wird durch den Trichter B geschlossen, außer wenn die Oeffnung d der Rinne e gegenüber ist; dann ist A mit C verbunden. Die Stöpsel können noch durch Quecksilber und Schwefelsäure vollkommen dicht gemacht werden. Wenn man A etwas hebt, so daß ein Tropfen Quecksilber aus dem Trichter herabfällt, und die kleine Oeffnung d bedeckt, so wird der Zapfen zu einer vollkommenen Quecksilberverbindung. Man kann dann Apparate von A entfernen oder an A. befestigen, ohne ein Eindringen von Luft in das Vacuum unterhalb C befürchten zu müssen. Um den Zapfen wieder mit der Pumpe zu verbinden, wird der Stöpsel A entfernt und das d bedeckende Quecksilber mittels einer feinen Pipette herausgenommen. Die kleine Quecksilberkugel in d muß durch einen amalgamirten Kupferdraht herausgeholt werden; sonst fällt sie beim Drehen des Zapfens auf die Seite des geringsten Druckes Nach Entfernung des Quecksilbers wird A wieder eingesetzt und mit der Pumpe verbunden. Der Zapfen kann ohne Schaden für das hergestellte Vacuum gedreht werden. Steht der Zapfen mit der Pumpe selbst in Verbindung, so braucht man das die Oeffnung d bedeckende Quecksilber nicht zu entfernen, da es beim Umdrehen des Zapfens gänzlich in die Pumpe läuft. In dem beschriebenen Instrument sind 3 Zapfen benutzt: t, u, v in Figur 33; v am Entleerungsarm der Pumpe verhindert das Eindringen von Luft, wenn ein anderer Apparat angeblasen wird; t und u verbinden die beiden geräumigsten Instrumente mit der Pumpe, nämlich das Radiometer und McLeod's Apparat, und gestatten, diese eventuell (der Raumverringerung wegen) abzusperren. Die Luftfalle b (Fig. 33) ist die von Crookes bei seinen ersten Arbeiten (*1875 216 188) über „Strahlung“ benutzte und beschriebene; sie ist in Figur 36 vergrößert. Die Röhre a ist bei c in b eingeblasen und geht ein Stück inwendig abwärts. Ihr Ende ist von einem kleinen Glashütchen d bedeckt, durch dessen vollständiges Abfallen innerhalb b die Entleerung der Luftfalle in die Pumpe ermöglicht wird. Dazu muß der Quetschhahn M (Fig. 33) geöffnet werden, während A niedergelassen ist. Dann fällt das Quecksilber aus b in die Röhre a (Fig. 33) und das Hütchen an den Boden von b, so daß die bei c (Fig. 36) angesammelte Luft in die vorher entleerte Pumpe stürzen kann. Die in der Röhre a (Fig. 33) mechanisch mitgerissene Luft wird durch diese Falle gefangen und um c (Fig. 36) herum angesammelt. Eine solche Luftfalle ist auch zwischen dem Quetschhahn N und dem McLeod'schen Apparate nöthig. Folgt man dem Quecksilber von der Falle aufwärts, so kommt man zu dem in Figur 37 vergrößerten Schwefelsäure-Zapfen, welcher zum Reinigen der Fallröhre und zum Zulassen von Luft dient. a ist ein Gefäß zur Aufnahme von Schwefelsäure; b ein Stöpsel und Trichter, gebohrt und resp. ausgehöhlt wie für einen Vacuumzapfen, nur hat der Stöpsel an der der Oeffnung entgegengesetzten Seite eine Rinne, welche so weit am Stöpsel abwärts geht, daß sie sich bei entsprechender Drehung mit der Trichterrinne ein wenig deckt. Bringt man die Stöpselöffnung der Trichterrinne gegenüber, so fließt Schwefelsäure von a in die Pumpe und gelangt mit dem Quecksilber zu dem Gießloch, um sich in die drei Fallröhren zu vertheilen. Wird dagegen der Stöpsel so gedreht, daß die beiden Rinnen zusammenkommen, so fließt das Quecksilber im Trichter zuerst hinein, gefolgt von Luft, deren Menge controlirt werden kann. Der einfache Stöpsel c hindert die Absorption von Feuchtigkeit durch die Schwefelsäure in a. Das Gießloch e (Fig. 33), mit Doppelstöpsel, kann leicht von der Pumpe getrennt werden, falls eine Aenderung erforderlich sein oder eine Hemmung vorkommen sollte. Es besteht da, wo sich das Quecksilber theilt, aus an das Glas geschmolzenem Platin. Die centrale Höhlung ist gerade, die beiden seitlichen sind unter einem kleinen Winkel gebohrt, um das Quecksilber in die Seitenröhren zu dirigiren. Der Doppelstöpsel ist so eingerichtet, daß erforderlichen Falls alle drei Quecksilberströme durch die centrale Röhre herabgehen können. Gimingham hält diese Anordnung aber für weniger gut. Die Spirale W (Fig. 33) stellt eine elastische Verbindung zwischen Apparat und Pumpe her. Das Manometer g (Fig. 33) ist durch eine Quecksilberverbindung an die Pumpe befestigt, um es leichter entfernen und reinigen zu können. Die Ablesungen an ihm und dem Barometer werden mittels des an l verschiebbaren Schiebers y ausgeführt. Ein Spiegel hinter dem obern Theil dieser Instrumente läßt den Fehler der Parallaxe vermeiden. Ueber dem Zapfen am Ende des Schwefelsäurebehälters ist eine elektrische Vacuumröhre D (Pole aus Aluminium in 3mm Entfernung). Zwischen ihr und dem Zapfen befindet sich ein kleines, mit Goldblatt gefülltes Gefäß E, welches den Eintritt des etwa aus der Pumpe bis hierher dringenden Quecksilberdampfes in den betreffenden Apparat verhindern soll. Der Behälter A, der mehr als 10k Quecksilber faßt, ist an einem 1m,67 hohen und 0m,28 breiten Gestell in Rinnen auf und ab beweglich. Die Construction der Quetschhähne K, M, N ist aus Figur 38 ersichtlich; sie bestehen aus einem Hebel a, der durch die Schraube bei b leicht niedergedrückt werden kann. Die Fallröhren messen vom höchsten Quecksilberniveau in B bis zum Gießloch ungefähr 0m,91; der Durchmesser der seitlichen beträgt ungefähr 2mm, der der centralen 1,25 bis 1mm,5. Diese Dimensionen sind nach Gimingham's Erfahrung die zweckmäßigsten. Hebt man A 5 Mal und treibt das Quecksilber so 5 Mal durch die Pumpe, so reducirt sich der Druck in einem Apparate von ungefähr 80cc Inhalt auf 0mm,041 nach McLeod's Apparat. (Beiblätter zu Poggendorff's Annalen, 1877 S. 175.)