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Vorrichtung zum gleichmässigen Verdampfen von Flüssigkeiten, insbesondere zum gleichmässigen Beladen von Gasen mit Dämpfen.
Die Fälle sind zahlreich, dass eine zeitlich gleichmässige Verdampfung von Flüssigkeiten, insbesondere eine zeitlich gleichmässige Beladung von Gasen mit Dämpfen erforderlich ist. Als Beispiel sei die Einstellung eines ganz bestimmten Sättigungsgrades von Steinkohlengas, das zur Städteversorgung dient, mit Xyloldampf erwähnt. Das Xylol dient in diesem Falle der flüssigen Abscheidung von Naphthalin, indem die abgeschiedene Xylolmenge bei Abkühlung des Gases in einem so günstigen Verhältnis zu dem gleichzeitig abgeschiedenen Naphthalin steht, dass eine vollkommene Auflösung des Naphthalins im Xylol stattfindet. Mit den bisher im Gebrauch befindlichen Apparaten war eine genaue Dosierung des Xylols im Verhältnis zu dem im Gas vorhandenen Naphthalin und der Menge des Gases nicht möglich.
Dies geschieht aber auf Grund der vorliegenden Erfindung vollkommen kontinuierlich und selbsttätig, wobei es auch noch möglich ist, die zu verdampfende Menge des Lösungsmittels genau zu regulieren.
Die Erfindung ist im nachfolgenden auf Grund der beiliegenden Zeichnung beschrieben. A ist das gasführende Rohr, in das das Rohr B bis zur Mitte hineinragt, wo es schräg abgeschnitten ist, in der Weise, dass die Öffnung in der Richtung des Gasstromes zeigt ; das Rohr B ist durch einen Hahn C verschliessbar und ist mit seinem anderen Ende auf dem Verdampfungsgefäss D aufgesetzt. Durch einen Stutzen E mit Stopfbüchse an der Kniekstelle von Rohr B ist ein Kontaktthermometer F eingesetzt, das in das Innere von D hineinragt und bei zu hochgehender Temperatur durch ein Klingel-oder sonstiges Lautzeichen den Wärter herbeiruft. Das Verdampfungsgefäss D ist ringsum in eine Isolation S eingehüllt und wird von einem elektrischen Heizkörper H beheizt, der aus einzelnen parallel geschalteten Stromkreisen mit entsprechenden Widerständen besteht.
Die einzelnen Stromkreise können für sich auf einem auf der Zeichnung nicht gezeigten Schaltbrett ein-bzw. abgeschaltet werden. Auch irgendeine sonstige regelbare Heizeinrichtung ist anwendbar. Durch den Boden des Verdampfungsgefässes D sind sogenannte Fühler J von Kippschaltern eingeführt, die ebenfalls dazu bestimmt sind, im Falle des Leerwerdens des Verdampfungsgefässes die Stromzuführung abzuschalten. Die Fühler haben einen grossen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei der Erwärmung drücken sie auf die eine Seite je eines der bekannten Quecksilberkippgefässe. Durch Überschreiten der Gleichgewichtslage kommt dieses zum Kippen, wodurch die Stromzuführungsstelle aus dem Quecksilber auftaucht und damit unterbrochen wird. DasVerdampfungsgefäss ist bis zu dem gezeigten Stand mit der zu verdampfenden Flüssigkeit angefüllt.
Diese Flüssigkeit steht durch das U-förmig nach unten gebogene Rohr K mit dem Hilfsgefäss L in Verbindung, durch das der Ersatz der verdampften Flüssigkeit erfolgt. Die kontinuierliche Erneuerung der verdampften Flüssigkeitsmenge geschieht durch Rohr M, das in das allseits geschlossene Gefäss L dicht eingeführt ist. Über einen Hahn N ist das Rohr M unten mit dem Vorratsgefäss 0 verbunden, das allseits geschlossen ist und nur die durch Hähne abschliessbaren Stutzen P und W und das Flüssigkeitsstandrohr Q trägt.
Ein enges Rohr R führt vom Stutzen P zwischen Behälter 0 und einem Hahn ebenfalls in den Hilfsbehalter L und endigt in diesem mit seinem erweiterten Rohrende, dessen Rand genau horizontal liegt.
Die Mündung von Rohr R im Behälter L liegt etwas höher als diejenige des Rohres M in diesem Behälter L.
Die Einführungen in das Gefäss L müssen dicht gegen die Atmosphäre sein. Der Hilfsbehälter L trägt unten angesetzt ein nach oben gebogenes, mit Hahn verschlossenes Probierrohr S, das der Feststellung des Flüssigkeitsstandes dient. Während des Arbeitens ist der Behälter 0 gegen die Atmosphäre allseits
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Behälters 0. Das Lagergefäss U ist zudem mit einem ins Freie gehenden Entlüftungsrohr V und das Gasrohr A durch eine Leitung X mit dem Hilfsbehälter L verbunden.
Die Arbeitsweise des Apparates ist nun die folgende : Bei geschlossenem Hahn N und geschlossenem,
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der Behälter 0 mit der zu verdampfenden Flüssigkeit gefüllt. Es wird sodann W und der Hahn bei P wieder geschlossen und das Abschlussorgan von R und Hahn N geöffnet. Es läuft dann soviel Flüssigkeit durch M nach L und von da nach D ab, bis der Spiegel in D und L auf der gezeigten, durch die untere Begrenzungskante des erweiterten Rohrendes von R bestimmten Höhe angelangt ist. JJ1 bildet nun über L mit R ein kommunizierendes Rohr, so dass der Flüssigkeitsstand im Behälter 0 und Rohr R sich gleich hoch einstellen muss, da über dem Spiegel von 0 und R gleicher Unterdruck lastet.
Nachdem auch der U-Schenkel des Rohres T mit Flüssigkeit gefüllt ist, kann Hahn C geöffnet und mit der Anwärmung der Flüssigkeit begonnen werden. Ist die Siedetemperatur erreicht, was man ohne weiteres am Thermometer F feststellen kann, so wird die zugeführte Strommenge so geregelt, dass sie der in der Zeiteinheit gewünschten Verdampfungsmenge der Flüssigkeit entspricht. Die verdampfte Flüssigkeitsmenge ist der zugeführten Strommenge proportional und es lässt sich die verdampfte Flüssigkeitsmenge als Funktion der zugeführten Strommenge, die man an einem Amperemeter ablesen kann, leicht ein für allemal kurvenmässig festlegen. Der Flüssigkeitsspiegel hält sich dann so lange konstant, bis die ganze Menge Flüssigkeit aus dem Behälter 0 verdampft ist.
Der Vorgang ist dabei folgender : Senkt sich der Spiegel in D ab, so senkt sich gleichzeitig auch der Spiegel in dem Hilfsbehälter L. Sowie dies nur um ein Geringes geschieht, tritt Gas aus Leitung X aus dem Gashauptrohr A über den Flüssigkeitsspiegel von L und von da durch das Röhrchen R über den Flüssigkeitsspiegel in 0. Eine dem so übergetretenen Gasvolumen und der über 0 herrschenden Luftleere entsprechende Menge Flüssigkeit tritt durch Rohr M, erhöht den Flüssigkeitsspiegel in L und n und verschliesst automatisch die trichterförmige Erweiterung des Rohres R, so dass auch das Zulaufen weiterer Flüssigkeit von 0 nach L unterbunden wird.
Dieses Spiel wiederholt sich immer dann wieder, wenn sich der Flüssigkeitsspiegel in L und damit auch in D durch die hier eingetretene Verdampfung soweit senkt, dass die trichterförmige Erweiterung von R frei wird. Auf diese Weise bleibt in der Zeiteinheit die verdampfte Flüssigkeitsmenge durchaus konstant. Ist der Flüssigkeitsspiegel in 0 soweit gesunken, dass 0 nahezu leer geworden ist, so wird Flüssigkeit in 0 in der oben beschriebenen Weise nachgefüllt, ohne dass der Verdampfungsprozess unterbrochen zu werden braucht. Unterlässt es aber der Wärter, die Flüssigkeit in 0 nachzufüllen, so wird schliesslich der Flüssigkeitsvorrat in D und L vollkommen verdampfen.
In dem Augenblick tritt aber sofort eine Temperaturerhöhung sowohl der Fühler, als auch des im Kontaktthermometer befindlichen Quecksilbers ein, so dass die Fühler den Strom ausschalten und gleichzeitig das am Eontaktthermometer angeschlossene Klingelwerk das Eintreten des Ereignisses dem Wärter kundgibt, ohne dass Schaden entstehen könnte. Sollte aus irgendeinem Grund der Behälter 0 oder eines seiner Abschlussorgane undicht werden, so würde der Inhalt von 0 ablaufen können. Der Flüssigkeitsstand kann sich aber dabei im Verdampfungsgefäss D nicht über den Überlauf T
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kann sie dann nach Behebung des Schadens sofort wieder nach 0 gepumpt werden.
Es sind bereits sogenannte konstante Wasserbäder bekannt, bei denen aus einem allseits umschlos- senen, höherstehenden Gefäss durch ein Zuführungsrohr soviel Flüssigkeit in das tieferstehende Wasserbad direkt abläuft, bis sich durch das Ansteigen der Flüssigkeit im Wasserbad selbst das Zuflussrohr unten durch Flüssigkeit abschliesst. Für grosse, leistungsfähige Vorrichtungen ist diese Apparatur in der bekannten Ausführung nicht brauchbar aus folgenden Gründen : Hat man z.
B. zwischen Hochgefäss 0 der Zeichnung und Verdampfungsgefäss D nur ein Verbindungsrohr, das direkt in das Verdampfungs- gefäss D oben hineinragt, so erfolgt der Zufluss durchaus nicht gleichmässig, u. zw. deshalb nicht, weil die im Verdampfungsgefäss erwärmte Flüssigkeit direkt im Verbindungsrohr hochsteigt und dauernd die kalte Flüssigkeit nach unten fällt, d. h. es tritt eine regelrechte Zirkulation der Flüssigkeit ein. Auf diese Weise dient die ganze Apparatur mit ihrer grossen Oberfläche der Abstrahlung und ein wirtschaftliches Arbeiten ist infolge des geringen Heizeffektes kaum zu erreichen. Das Nachströmen der Flüssigkeit erfolgt ungleichmässig, u. zw. nehmen die nur stossweise zufliessenden Mengen zu, je leerer das Gefäss 0 geworden ist.
Dem erstgenannten Ubelstand ist nach vorliegender Erfindung dadurch abgeholfen, dass das Verbindungsrohr M in ein Hilfsgefäss hineinmündet, das durch das U-förmig nach unten gebogene Rohr K mit dem Verdampfungsgefäss in Verbindung steht. Auf diese Weise steht die heisse Flüssigkeit in D über dem abfallenden Schenkel in K, so dass eine Wärmezirkulation verhindert wird. Das ungleichmässige Nachfliessen der Flüssigkeit nach L und damit in das Verdampfungsgefäss D wird dadurch verhindert, dass der Gasweg vom Flüssigkeitsweg getrennt worden ist, u. zw. hat es sich als notwendig erwiesen, ein enges Rohr R für den Gasweg zu wählen und ein weite ? Rohr N für den Flüssigkeitsweg.
Die Ein- tauehtiefe von R und M in L muss verschieden gewählt werden. Ebenso ist es notwendig, das enge
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Rohr R trichterförmig zu erweitern, weil sonst die Oberflächenspannung der Flüssigkeit das enge Rohr verschliesst, auch wenn der Flüssigkeitsspiegel unter das untere Ende des Rohres R sich abgesenkt hat und somit verhindert, dass Gas durch R nach 0 und damit Flüssigkeit aus 0 nach L nachfliesst.
Es ist durch diese Vorrichtung gelungen, eine nach einmaliger Einstellung durchaus selbsttätige Vorrichtung zu schaffen, bei der jedes Gefahrmoment, was besonders bei ihrer Anwendung auf Leuchtgas wichtig ist, ausgeschlossen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum gleichmässigen Verdampfen von Flüssigkeiten, insbesondere zum gleichmässigen Beladen von Gasen mit Dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass ein von unten elektrisch oder sonstwie regulierbar beheiztes Verdampfungsgefäss (D) durch eine Leitung (K) mit einem allseits geschlossenen Hilfsgefäss (L) in Verbindung steht, in das ein Flüssigkeitsrohr (M) und etwas weniger tief ein engeres Gasausgleichsrohr (R) hineinragt, wobei das Flüssigkeitszuführungsrohr (M) unten an einem hochgelegenen Flüssigkeitsvorratsbehälter (0) und das engere Gasausgleichsrohr (R) an den Gasraum des allseits geschlossenen Vorratsgefässes (0) oben angeschlossen ist.