Könnte eine vormoderne Zivilisation einen Gaskanister mit groben Ventilen und Druckregulierung herstellen?

Ich wollte eine Gasflasche haben, die bis zu 10 Liter Gas (hauptsächlich Sauerstoff) bei 20 Atmosphären Druck aufnehmen kann. Oder, wenn das unmöglich ist, würden 7 Atmosphären ausreichen.

Das Setting ist vormodern, also bestenfalls spätmittelalterliche Technik. Ich hätte gerne die niedrigsten technischen Lösungen, aber alles aus dem 16. Jahrhundert wäre in Ordnung.

Anforderungen

Dies müssen keine hochwertigen oder besonders sicheren Gasflaschen sein (frühe Kessel waren sehr gefährlich), aber sie müssen grundsätzlich funktionieren. Sie müssen auch nicht genau oder wissenschaftlich in den genauen Drücken und Maßen sein, sondern könnten in der langjährigen Tradition des Spielens nach Gehör arbeiten, wo Gesellen Traditionen von früheren Meistern lernen. Sie müssten auch in der Lage sein, Gas zwischen Kanistern auszutauschen und kleinere zu verwenden, um größere zu füllen.

Druck und Gas erzeugen

Ich habe tatsächlich die Details ausgearbeitet, wie sie Druckgase erzeugen können. Die Frage, die ich habe, ist, wie sie es bei diesen Drücken eindämmen. Ich kann bei Bedarf zusätzliche Details geben, aber Sie können es wahrscheinlich erraten, wenn Sie meine anderen Fragen in letzter Zeit gesehen haben.

Materialien

Wenn sie ausreichend reines Kupfer bekommen könnten, hätte es mehr als genug Zugfestigkeit für die Aufgabe ... aber ich weiß nicht genug über die Entwicklungsgeschichte und Reinigung von Kupfer. Bronze ist stärker, also vielleicht besser. Da Kupfer und Bronze viel leichter gegossen werden können, können sie viel einfacher zu Kanistern geformt werden.

Frühe Kessel wurden aus vielen kleinen, vernieteten Kupferplatten hergestellt, da Kupfer Hitze besser widersteht als Bronze. Aber die Hitze in Kombination mit der genieteten Konstruktion begrenzte den Druck, dem sie standhalten konnte (etwas wie 500 psi wurde trotzdem üblicherweise gehandhabt). Als sie größere Platten entwickelten, wurden die Kessel viel sicherer.

Daraus ergeben sich mehrere Vorteile für unsere Kanister. Da sie nur wenige Liter Gas/Flüssigkeit enthalten müssen, anstatt riesige Mengen eines Kessels, können sie möglicherweise aus einer einzigen in Form gehämmerten Form hergestellt werden, anstatt aus vielen kleinen Platten. Da es kein Kessel ist und keine hohen Temperaturen aushalten muss, können wir Bronze anstelle von Kupfer verwenden. Und da die Hitze von Kesseln das Kupfer erheblich geschwächt haben soll, könnten wir davon ausgehen, dass unser Bronzekanister viel höheren Drücken standhalten kann.

Bemerkenswerterweise macht die Dicke einen exponentiellen Unterschied zur Stärke aus, also könnten sie vermutlich das, was ihnen an reinem Kupfer und makellosen Bronzelegierungen fehlt, mit dickeren, schwereren Kanistern ausgleichen? Natürlich werden einige Händler dünnere, billigere und weniger sichere Kanister verwenden, da dies für eine Geschichte / Einstellung gut ist.

Ventile und Druckregler

Abgesehen von sehr groben Zügen hatte ich Probleme, Informationen über die historische Entwicklung dieser zu finden. Ich brauche keine stark abgestimmte Druckregulierung, aber es müssen Ventile vorhanden sein, die grobe Druckeinstellungen ermöglichen. Es ist auch notwendig, dass es möglich ist, einen Kanister mit einem anderen nachzufüllen.

Wäre es also möglich, im Rahmen der Rahmenbedingungen geeignete Ventile herzustellen?

Kanister sind einfach, sie könnten schließlich Kanonen machen, es sind die Ventile, die schwierig sind. Was müssen die Ventile können. nach Notablassventilen oder einfach nur einem Absperrschieber suchen. Die Römer konnten Hahnventile aus Bronze herstellen. wir müssen wissen, was sie mit dem Ventil versuchen.
kann hilfreich sein valvias.com/history.php
Welche Datums- oder Technologie-Wendescheide ist „vormodern“?
@ John EPR ist in diesem Fall wahrscheinlich nur eine dünne Platte über einem runden Loch, wenn sie es für notwendig halten. Ein Absperrschieber kann ausreichen, aber eine Art rudimentärer Druckregler kann erforderlich sein. Ich habe hauptsächlich beschrieben, was ich oben tun musste. Ich dachte, sie müssten etwa 1 Sekunde lang einen Druck von 90 psi in einem Luftstrahl ausdrücken. Sie müssten auch in der Lage sein, einen niedrigen PSI auszudrücken, damit sie den Kanister nicht zu schnell verbrauchen ... also ist eine einfache Form der Regulierung notwendig. Die anderen Bedürfnisse, die ich denke, sind in der Frage aufgeführt? Lassen Sie mich wissen, wenn Sie noch etwas brauchen.
@Slarty Die Moderne beginnt normalerweise im 17. Jahrhundert. In diesem Fall hatte ich gehofft, Technologie aus der Zeit vor dem 17. Jahrhundert zu verwenden.
Wäre eine manuelle Regulierung akzeptabel? Wie eine Schraube, die ein Nadelloch öffnet, um einen Ballon zu füllen oder so? Vielleicht mit dem Ballon, um die Schraube zu kontrollieren? Ich denke, die heutigen Membranen, die automatische Ventile steuern, werden eine Metallurgie erfordern, die bis zum 19. Jahrhundert unmöglich ist.
@camelccc Ja, Handbuch wäre in Ordnung. Es wäre auch in Ordnung, verschiedene Druckregler für unterschiedliche Druckniveaus anzubringen.

Antworten (3)

Ist Ihnen eine Erfindung von 1679 ausreichend vormodern?

Der 1679 erfundene Dampfkocher von Denin Papin konnte 6 Bar (für eine Siedetemperatur von 165 ° C) sicher handhaben und würde angeblich bei etwa 15 bis 20 Bar bersten, wenn das Druckentlastungsventil versagen würde.
Angeblich führte die Wirkungsweise dieses Überdruckventils zu den ersten Konzepten von Dampfmaschinen! In der Nähe des Freigabedrucks öffnete es sich, gab etwas Druck ab und schloss sich wieder ziemlich energisch.

Material: Gehäuse aus Gusseisen, Beschläge aus Stahl und Messing. Bild einer sehr kleinen Version von hier, ich denke, die Verwendung hier ist innerhalb der Lizenzierung. https://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10182360&wwwflag=2&imagepos=1
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es ist ziemlich nah und ziemlich nah an dem, was ich wollte. Ich denke nicht, dass es einen Grund gibt, warum es nicht mit Gussbronze anstelle von Eisen hergestellt werden könnte. Auch die Belastbarkeit bis 15 bar ist durchaus geeignet. Nochmals vielen Dank, PCMan. Interessanterweise scheint es das Ventil mit einem einfachen Gewicht an einem Hebel geschlossen zu halten?
@Johnny konisches Loch, konische Nadel im Loch. Einstellbares Gewicht am Hebelarm, das die Nadel mit bekanntem Druck nach unten drückt. Primitiv wie zum Teufel, aber es funktioniert . Der Erfinder war Geizhals und verwendete ein zylindrisches Loch und eine fast zylindrische Nadel, und es fungierte als Kolben!
Scheint eine gute Anwendung des KISS-Prinzips zu sein.

Ich denke, die Antwort auf Ihre Frage ist so einfach wie möglich. Die Zivilisation stellt eine Kanone her. Wenn ja, wird die gleiche Metallurgie leicht 49 atm enthalten, was der Verflüssigungsdruck von Sauerstoff ist, und Ihnen daher die heutigen Speicherdichten geben.

das Gewicht wird natürlich mehr als nur bei atmosphärischem Druck enthalten sein

Kanonen waren jedoch nie besonders sicher

Diese Antwort gilt für Sauerstoff, andere Gase haben andere Verflüssigungsdrücke

Danke. Kanonen gibt es schon eine ganze Weile, also sollte es ihnen möglich sein, das Äquivalent einer kleinen Bronzekanone herzustellen. Bleibt natürlich die Frage nach den Ventilen.

Ich denke, das beste Beispiel, das ich mir ansehen würde, wären die frühen Feuerwehrautos (Dampfmaschinen), die zum Antrieb von Pumpen in den Zinnminen in Cornwall verwendet wurden. Das Problem, das sie hatten (und das Sie auch finden werden), ist, dass sie aufgrund von Lecks nicht sehr effizient waren. Diese entstanden jedoch erst Ende des 17. Jahrhunderts und sind daher für Ihre Bedürfnisse wahrscheinlich zu spät.

Obwohl Kanonen Druck enthielten, gibt es in diesem Zusammenhang zwei Hauptprobleme. Wie bekommt man das Gas hinein und wie hält man es dort drin, wenn es einmal drin ist? Der springende Punkt bei Kanonen ist, dass das Gas in Pulverform (dh als Schießpulver, das dann verbrannt wird) in die Kanone eingeführt wird und man es dann wirklich nicht tut möchte es dort behalten, wenn es zu Gas geworden ist.

Eine letzte Sache, über die man nachdenken sollte, ist, dass die alten Griechen eine Art Dampfmaschine erfunden haben, die Aeolipile (über die Hero of Alexandria geschrieben hat). Es ist daher realistisch, dass dies hätte entwickelt werden können, aber es war einfach nicht der Fall.

In Bezug auf das Ventil gibt es nicht viele Hinweise auf irgendetwas, von dem ich weiß, dass es Gas zuverlässig unter Druck halten könnte, insbesondere wenn Sie daran interessiert sind, dass es keine Lecks gibt. Theoretisch können Sie also einen Zylinder haben, der Gas mit einem bestimmten Druck enthalten könnte, aber es gibt keine wirkliche Möglichkeit, dieses Gas hinein- oder herauszubekommen, ohne dass es überall ausläuft.

Willkommen Galaktisch. Sie machen gute Punkte. Meine Idee, es einzudämmen, war ein Rückschlagventil mit einer Kupferkugel und einem Gummi-O-Ring. Sie können dann per Hebel auf die Kugel drücken, um das Ventil zu öffnen. Mit den alten Dampfmaschinen hatten auch die Ägypter eine, die es ermöglichte, eine Statue durch die Hitze der Sonne zu errichten. Soweit mir bekannt ist, waren die Materialien zu begrenzt, um sie praktisch zu nutzen, bis zum späten Mittelalter, wo wir beginnen, Kessel zu sehen.
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