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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer übersättigten Lösung eines Gases, wie Kohlensäure in einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, mit selbsttätiger Steuerung beider einem geschlossenen Behälter zugeführter Mittel, wobei ein gegen den Gasraum des Behälters mittels einer Membran abgeschlossenes Reduzierventil den Gaszustrom in Abhängigkeit vom Leitungswasserdruck derart steuert, dass der Druck im Gasraum den Druck der Flüssigkeitszuleitung nicht übersteigt.
Es ist bekannt, zwecks selbsttätiger Erzeugung von mit einem Gas, z. B. Kohlensäure, gesättigten Wasser das Gas unter Druck durch ein im geschlossenen Mischbehälter durch Reaktionswirkung um eine vertikale Achse umlaufendes Rohrsystem in das Wasser zu leiten und durch an diesem System angeordnete Propellerflügel überdies eine möglichst wirksame Mischung beider Mittel herbeizuführen. Hiebei wird die Gaszufuhr durch ein von einem Schwimmer betätigtes Ventil geschaltet und der Austritt von Gas in die Wasserzuleitung durch ein in dieser angeordnetes Rückschlagventil verhindert.
Einen Nachteil dieser Vorrichtung bildet jedoch der im Wasser umlaufende, die Betriebssicherheit beeinträchtigende Rohrkörper, sowie der Umstand, dass zwischen dem über dem Wasser befindlichen
Gas und der Wassermasse des Behälters nur eine geringe Wechselwirkung besteht, dass also nur verhältnismässig wenig Gas von letzterer absorbiert wird. Auch erfolgt der Sättigungsvorgang des
Wassers infolge der Zwischenschaltung elek- tricher Schaltorgane nicht in dem Masse kontinuierlich, wie es für eine vollständige Sättigung erwünscht ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hat demgegenüber zum Ziel, die angestrebte Sättigung bzw. Übersättigung des Wassers mit Gas nicht nur mit einfacheren Mitteln und unter Ausschaltung jeder Betriebsunsicherheit zu erreichen, sondern auch dadurch zu beschleunigen und zu intensivieren, dass ausser der unmittelbaren Einleitung des feinverteilten Gases in das Wasser auch eine Zerstäubung von Wasser in das über dem Wasserspiegel des Behälters stehende Gas bewirkt wird, wobei eine völlig kontinuierliche, selbsttätige Regelung beider Vorgänge erfolgt.
Die Erfindung besteht im Wesen darin, dass das Gas in feiner Verteilung an der Behälter- unterseite und die Flüssigkeit im Gegenstrom an der Behälteroberseite durch Düsen zugeführt wird, wobei ein im Behälter untergebrachter Schwimmer die Düsen steuert, durch die bei Flüssigkeitsentnahme aus dem Behälter die Flüssigkeit entsprechend der Abnahme des Gasdruckes im Gasraum des Behälters nachspruht und die einsprühende Flüssigkeit durch Absorption von Gas eine zusätzliche Druckverminderung im Gasraum hervorruft, die ein weiteres Einsprühen von Flüssigkeit bewirkt, welche durch den hohen Druckabfall noch besser versprüht und dadurch das vom Boden des Behälters aufsteigende, in den Gasraum gelangende überschüssige Gas wieder in den Kreislauf zuruck- führt.
Zur Einleitung des Gases in das Wasser m Form kleinster Bläschen wird ein oberhalb des Behälterbodens festangeordnetes, feinporiges, grossflächiges Diaphragma benützt. Für die Wasserzufuhr zum Gas im Behälterobertell ist anderseits in diesem Teil ein lotrecht abwärts gerichtetes Rohr mit auf seinem Umfang schraubenlinienförmig angeordneten, feinen Öffnungen oder einem gleichartig verlaufenden schmalen
Spalt angebracht, aus welchem das Wasser m fein zerstäubter Form austntt und die beim Auf- steigen des Schwimmers durch ein mit diesem verbundenes, über das vorher erwähnte gleitende
Rohr stufenlos teilweise oder ganz verschlossen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung in einer. : lotrechten Schnitt schematisch dargestellt.
Das unter Hochdiuck stehende Gas wird über das Reduzierventil 1 mit vermindertem Druck durch die Leitung 2 in den Raum zwischen dem Boden des allseitig geschlossenen Behälters 3 und dem in kurzem Abstand darüber angeord- neten, feinporigen Diaphragma 4 geleitet. Durch dieses tritt es in Form kleinster Bläschen in das darüber befindliche Wasser, in welchem diese Bläschen bei ihrem infolge ihrer Kleinheit lang-
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gelangt durch den einseitig gegen den Gasraum des Reduzierventils durch eine Membran 5 abgeschlossenen Raum 6 zu dem lotrecht abwärts in den Mischraum gerichteten Rohr 7, durch
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dessen feine, in einer Schraubenlinie angeordnete Austrittsöffnungen 8 oder einen gleichartig verlaufenden schmalen Spalt es in das Gas des Behälteroberteils zerstäubt wird.
Das mit dem Schwimmer 9 verbundene Rohr 10 gleitet bei der Auf-und Abwärtsbewegung des Schwimmers über das Rohr 7 und verschliesst dabei je nach der Höhe des Wasserspiegels praktisch stufenlos die toff- nungen 8 teilweise oder ganz.
Hienach ergibt sich folgende Wirkungsweise der Vorrichtung :
Ist der Behälter 3 bei vom Schwimmerrohr 10 abgedeckten Öffnungen 8 des Zuführungsrohres 7 nahezu mit gasgesättigtem Wasser gefüllt und wird ein Teil dieses Wassers durch das Rohr 11 am Behälterboden entnommen, so wird infolge des Sinkens des Wasserspiegels ein Teil der Zerstäubungsöffnungen 8 des Rohres 7 vom absinkenden Schwimmerrohr 10 freigegeben und Frischwasser durch die Öffnungen in den Gasraum zerstäubt, da der Druck in diesem Raum infolge der Vergrösserung von dessen Volumen und infolge der Absorption des in ihm enthaltenen Gases sinkt. Der hiebei auf der Unterseite des Diaphragmas 4 noch bestehende Überdruck bewirkt daher einen Gasaustritt durch dieses Diaphragma in das Wasser.
Das Zuströmen von Gas hat hiebei zunächst einen Druckabfall im Reduzierventil 1 zur Folge, doch wird die vorzeitige Abnahme dieses Gaszustromes zum noch nicht vollständig gesättigten Wasser dadurch verhindert, dass sich die Membran 5 infolge des erwähnten, auf ihrer Oberseite bestehenden Unterdruckes nach oben durchbiegt und unter Überwindung des gegengerichteten Schliessungsdruckes der Feder 16 über den Doppelhebel 12 ein verstärktes Nachströmen von
Gas durch das Ventil bewirkt. Dieses Nach- strömen wird erst beendet, wenn der Druckausgleich auf beiden Seiten des Diaphragmas erreicht ist und die Membran 5 wieder ihre Ausgangslage eingenommen hat.
Damit Frischwasser durch das Rohr 7 in den
Gasraum zerstäubt werden kann, muss der Druck in diesem Raum immer unter dem Wasser- leitungsdruck liegen und z. B. um einige Zehntel einer at kleiner als dieser gehalten werden. Hiezu dient die Feder 16, deren Spannung so eingestellt wird dass ein Nachströmen von Gas durch das Reduzierventil nur dann erfolgen kann, wenn auf
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den Druck auf der Ventilseite wirkt und durch diesen Überdruck die Spannung der Feder überwunden wird.
Der Gaszufluss erfolgt somit einerseits in Abhängigkeit vom Wasserleitungsdruck, durch den der Druck unterhalb der Membran bestimmt ist, wie auch anderseits vom reduzierten Gasdruck auf der Oberseite der Membran.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer'über- sättigten Lösung eines Gases, wie Kohlensäure, in einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, mit selbsttätiger Steuerung beider einem geschlossenen Behälter zugeführter Mittel, wobei ein gegen den Gasraum des Behälters mittels einer Membran abgeschlossenes Reduzierventil den Gaszustrom in Abhängigkeit vom Leitungswasserdruck derart steuert, dass der Druck im Gasraum den Druck der Flüssigkeitszuleitung nicht übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in feiner Verteilung an der Behälterunterseite und die Flüssigkeit im Gegenstrom an der Behälteroberseite durch Düsen (8) zugeführt wird, wobei ein im Behälter untergebrachter Schwimmer (9) die Düsen steuert.
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