Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Schaum. Das nachstehend beschriebene Verfahren und die zu dessen Ausführung dienende Vor richtung sollen zur Erzeugung von Schaum, zum Beispiel von Feuerlöschschaum, dienen.
Das neue Verfahren besteht darin, dass ein unter Druck stehendes Gas oder ein Gas gemisch, wie zum Beispiel Luft, innerhalb einer schaumbildenden Flüssigkeit, unter möglichst weitgehender Zerteilung zur Ent faltung gebracht wird, so dass infolge der innigen Durchmischung des Gases und der Flüssigkeit die Schaumbildung eintritt. Mit welchen Mitteln die Zerteilung und Durchmischung von Gas und Flüssigkeit be wirkt werden, ist grundsätzlich belanglos.
Bei einer Ausführungsform des Verfah rens kann dies vorzugsweise in der Art ge schehen, dass das unter Druck stehende Gas oder Gasgemisch durch einen innerhalb der schaumbildenden Flüssigkeit befindlichen Mischkörper, etwa einen porösen Körper, gepresst wird. Dadurch wird bewirkt, dass der Gasstrom in zahlreichen kleinen, einzelne feine Teilströme bildenden Gasperlen in die Flüssigkeit eintritt und diese schaum artig aufbläht. Als porösen Körper kann man beispielsweise einen Filterkörper aus keramischem Baustoff, wie Ton, gebrannte Infusorienerde, gorund und dergleichen, an wenden.
Man kann aber auch andere Kör per verwenden, welche die Eigenschaft haben, den Gasstrom zu verästeln. Zur Erreichung der angegebenen Wirkung eignet sich zum Beispeil ein an einem Ende geschlossener Hohlzylinder aus porösem Baustoff, durch dessen Wandung das unter Druck stehende Gas oder Gasgemisch hindurchgetrieben wird. Man kann hierbei die Beschaffenheit des erzeugten Schaumes dadurch beeinflus sen, dass man entweder grob- oder feinporige Mischkörper anwendet.
Gemäss einer andern Ausfübrungsform des Verfahrens kann man die Entfaltung des unter Druck stehenden Gases oder Gas gemisches innerhalb einer schaumbildenden Flüssigkeit unter möglichst weitgehender Zerteilung dadurch erreichen, dass man die Flüssigkeit und das Gas oder Gasgemiscb gleichzeitig durch einen oder mehrere Misch körper presst, die zart verästelte Durch gangskanäle enthalten, deren unendlich viele feine Austrittskanäle unmittelbar nebenein- ander liegen. Auch in diesem Falle kann man zum Beispiel an sich bekannte Filter körper, Filterplatten oder dergleichen aus keramischem Material anwenden.
Die Misch körper können jedoch bei den beiden be schriebenen Ausführungsformen des Ver fahrens auch aus einer Anzahl aufeinander liegender feiner Siebe aus Asbestplatten, Fasermaterial, Schwamm, Holz oder sonst geeigneten Stoffen bestehen und in beliebi ger Weise ausgebildet sein. Die innige Durchmischung des Gases und der Flüssig keit erfolgt hier in feinster Verteilung in nerhalb der Poren des Mischkörpers. Sind die Poren des Mischkörpers, wie dies zum Beispiel bei Filterkörpern aus keramischem Material der Fall ist, labyrinthartig ver schlungen und verästelt, so prallen die Teil.
ströme der unter Druck zugeleiteten Flüs sigkeit und des Gases oder der Luft bei ihrem Durchgang durch. den porösen Körper wiederholt aufeinander, durchsetzen sich gegenseitig und verursachen Wirbelbildun gen, so dass die Mischung der miteinander in Berührung kommenden Stoffe eine ausser ordentlich innige wird.
An Stelle der vorerwähnten Mischkörper kann zum Beispiel auch eine Schicht von kleinkörnigem Material oder eine ähnliche Schicht Anwendung finden, die, wenn sie auch nach dem Sprachgebrauch nicht als porös gelten kann, doch aber denselben Ef fekt ausübt. So könnte man beispielsweise etwa so verfahren, dass man das Gas oder Gasgemisch und die Flüssigkeit gemeinsam durch mehrere Lagen eines feinen Gewebes oder durch ein Bündel von parallel angeord neten dünnen Drähten oder durch ein Filter presst, welches zum Beispiel Kies enthält, der gegebenenfalls in mehreren Lagen verschie dener Körnung angeordnet ist.
Zur praktischen Durchführung auch die ser Ausführungsform des Verfahrens kann man zum Beispiel wiederum einen oder meh rere, etwa an einer Stirnseite geschlossene poröse Hohlzylinder anwenden, in dessen bezw. deren Hohlraum man die Flüssigkeit und das Gas gemeinsam unter Druck ein- leitet. Man kann auf diese Weise einen ausserordentlich feinblasigen Schaum er zeugen und bei Anwendung von Flüssigkeits gemischen an Stelle von Flüssigkeit und Gas bezw. Luft Emulsionen herstellen.
Die Entfaltung des unter Druck stehen den Gases oder Gasgemisches innerhalb einer schaumbildenden Flüssigkeit unter möglichst weitgehender Zerteilung kann man aber auch gemäss einer dritten Ausführungsform des Verfahrens in der Weise erreichen, dass man den einen der zur Mischung zu brin genden Bestandteile durch eine enge Ring düse unter Druck in einen Ringraum mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt so einleitet, dass er in demselben eine krei sende @Bewegung ausführt, um dann den aus der Ringdüse in den Hohlraum eintreten den Strahl kreuzend, durch Bohrungen ab geleitet oder nach einer scharfen Wendung dem Ausla.ss der Mischvorrichtung zugeführt zu werden.
Der zweite der miteinander zu mischenden Bestandteile wird ebenfalls in den erwähnten ringförmigen Hohlraum un ter Druck eingeführt, und zwar beispiels weise so, dass er in bezug auf den. Ring umfang in den Hohlraum tangential eintritt, um überall die wirbelnden Strömungen des ersten. Bestandteils senkrecht zu durchdrin gen, oder dass er mit Bezug auf den Ring raum in radialer Richtung oder ungefähr radialer Richtung in diesen eintritt und das in stark wirbelnder Bewegung befindliche Band. des andern Bestandteils senkrecht durchschneidet.
Die innerhalb des ringför migen Hohlraumes auftretende Wirbel bewegung der miteinander zu mischenden Bestandteile kann noch dadurch verstärkt werden, dass die Wandung des Hohlraumes stark aufgerauht oder mit Vorsprüngen von zum Beispiel sä.gezahnartiger Gestalt ver sehen ist. Auf diese Weise gelingt es, eine äusserst innige Mischung der miteinander zu mischenden Bestandteile zu erzielen.
Man bringt den in dieser Weise arbeitenden Misch- körper zum Beispiel am Boden eines ge schlossenen Behälters an, der die schaum bildende Flüssigkeit enthält. Die zum Be- kälter führende Gas-, Luft- oder dergleichen Leitung ist dabei zweckmässig so verzweigt, dass der eine Teil des gasförmigen Mittels dem Mischkörper zugeführt wird, während der andere Teil in den Behälter oberhalb des Spiegels der schaumbildenden Flüssigkeit eintritt und so letztere unter Druck in den Mischkörper hineintreibt.
In gleicher Weise Unnte man selbstverständlich die schaum bildende Flüssigkeit auch unter Druck set zen, wenn als Mischkörper einer der erwähn ten Hohlkörper aus keramischem Material Anwendung findet. Hinter den Mischkörper kann dann noch, je nach dem verlangten Feinheitsgrade des Schaumes, ein' poröser Körper, der zum Beispiel aus einem Kies von verschiedener Körnung in mehreren La gen enthaltenden Filter besteht, geschaltet werden, der den Schaum noch weiter zer teilt.
Bei allen Ausführungsformen des Ver fahrens kann man, sofern dasselbe für Feuer löschzwecke Verwendung finden soll, auf einfache Weise die zur Schaumerzeugung dienenden gasförmigen Mittel, insbesondere die Luft, noch mit besonders gut feuer löschend wirkenden Gasen oder Dämpfen, wie Joddämpfen, Bromdämpfen und Dämp fen von Tetrachlorkohlenstoff oder mit die sem verwandten Stoffen, wie Chloroform und dergleichen, beziehungsweise deren Mi schungen anreichern, indem zum Beispiel in an sich bekannter Weise das Aufblähmittel, zum Beispiel Luft,-bevor es mit der den Schaumbildner enthaltenden Flüssigkeit in Berührung kommt,
in feinst verteiltem Zu stande durch eine leichtverdampfende Flüs sigkeit hindurchgeführt wird.
Für den gemäss der Erfindung mechanisch erzeugten Schaum lässt sich genau der glei che Feinheitsgrad erreichen wie bei dem auf chemischem Wege erzeugten Schaum. Man hat es jedoch im Gegensatz zum chemischen Verfahren hier in der Hand, die Feinheit des Schaumes durch entsprechende Wahl der Grösse der Poren des Verteilerkörpers genau zu regeln.
Ein weiterer, allen Ausführungs formen des vorliegenden Verfahrens gemein- samer Vorteil ist der Fortfall der Notwendig keit, chemische Stoffe zur Gaserzeugung dauernd in Bereitschaft halten zu müssen, da geeignete Kraftquellen, zum Beispiel eine Druckluftanlage, heutzutage selbst in kleine ren industriellen Werken fast regelmässig zur Verfügung stehen.
Für Handapparate und kleinere Anlagen genügt schon eine einfache Handluftpumpe. Ferner kann die schaum bildende Flüssigkeit gegebenenfalls noch Zusätze solcher chemischer Stoffe enthalten, die zur Konservierung des Schaumbildners, als Frostschutzmittel oder zur sonstigen Beeinflussung der Lösungen oder des Schau mes, etwa zur Erzeugung einer Schmelze auf in Brand geratenen festen Körpern, dienen.
Für letztere beispielsweise Zwecke kommt die Verwendung vieler von denjeni-. gen Stoffen in Betracht, deren vorzügliche Lösch- oder sonstige Wirkung im chemischen Feuerlöschwesen altbekannt ist, deren Be nutzung sich aber in Berührung mit den bei bekannten chemischen Schaumberaitungs- verfahren zur Gaserzeugung dienenden Stof fen, wie zum Beispiel Natriumbikarhonat, und einer Säure, beziehungsweise einem diese ersetzenden chemischen Stoff, oder deren Umsetzungsprodukten verbot.
Die Druckmittelquelle ist im übrigen be liebiger Art. Sie kann zum Beispiel eine Druckluftanlage, eine Gasflasche, ein Gas generator zur Erzeugung von Gas auf che mischem Wege, eine Handluftpumpe öder eine sonst geeignete Einrichtung sein. Art und Aufbau des Verteilerkörpers ist eben falls beliebig, sofern nur die Wirkung ähn lich derjenigen ist, die sich mit den be kannten porösen Filterkörpern aus kerami schem Material erreichen lässt.
Soll ein Ge misch mehrerer getrennt gehaltener Gase zur Schaumerzeugung Verwendung finden, so können mit dem Schaumentwickler auch mehrere Druckmittelquellen verbunden wer den, die verschiedene Gase oder dergleichen. zuführen.
Ein wesentlicher Fortschritt des Verfah rens besteht darin, dass die Bereitschaft der zu seiner Ausführung dienenden Apparatur jederzeit nachprüfbar ist. Zu diesem Zwecke ist es zum Beispiel nur nötig, - das Druck mittel einen kurzen Augenblick wirken zu lassen und zu beobachten, ob aus einem Prüfhahn der Apparatur Schaum austritt. Ist dies der Fall, so kann der Apparat bezw. die Anlage wieder sich selbst überlassen werden. Bei den bekannten chemischen Ver fahren müssen dagegen in umständlicher Weise Chemikalienproben entnommen und untersucht werden.
Ein Inbetriebsetzen der ganzen Anlage, auch nur für kurze Zeit, verbietet sich dort aber, weil die Gefahr be steht, dass dadurch der ganze Chemikalien vorrat unbrauchbar wird.
Der nach dem vorliegenden, nach rein physikalischen Grundsätzen arbeitenden Ver fahren erzeugte Schaum ist demjenigen, der bisher auf chemischem Wege erzeugt wurde, in seiner Beschaffenheit vollkommen gleich wertig. Dies hat seinen Grund darin, dass der Vorgang der Schaumbildung genau der gleiche ist wie bei den bekannten chemischen Schaumerzeugungsverfahren, indem das Gas oder Gasgemisch mit dem Flüssigkeitskörper in feinster Verteilung in Berührung kommt. Ein erheblicher Vorteil des gemäss vorliegen dem Verfahren erzeugten Schaumes gegen über dem auf chemischem Wege hergestell ten besteht jedoch darin, dass er vollkommen neutral ist.
Die Zeichnung veranschaulicht mehrere beispielsweise Ausführungsformen von zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtungen.
Fig. 1 stellt das Schema einer Vor; ich- fung dar, bei der Gas bezw. Luft und schaumbildende Flüssigkeit gleichzeitig durch einen Mischkörper gepresst werden; Fig. 2 und 3 zeigen in teilweisem Längs schnitt und im Grundriss eine Vorrichtung, bei der die schaumbildende Flüssigkeit und das luft- bezw. gasförmige Druckmittel mit einander gemeinsam einem Mischkörper zu geführt-werden;
Fig. 4 veranschaulicht den in der Vor richtung nach Fig. 2 und 3 verwendeten Mischkörper im senkrechten Längsschnitt; Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie .-1-B der Fig. 4, und Fig. 6 stelt einen senkrechten Längs schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Mischkörpers für die Vorrichtung nach Fig. 2 und 3 dar.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden Gas oder Luft und schaumbildende Flüssigkeit gemeinsam durch einen Misch körper 32, zum Beispiel aus Ton, gepressit, der in seinem Aufbau bezw. seiner Zusam- tnensetzung einem der im Vorstehenden. er wähnten Verteiler entsprechen kann. In den porösen Mischkörper, welcher ausserhalb des die schaumbildende Flüssigkeit enthaltenden Behälters a liegt, führt ein Rohr 33 zur Zu führung der schaumbildenden Flüssigkeit. Das Luft- oder Gas-Zuleitungsrohr e führt ebenfalls in den Mischkörper.
Vom Luft leitungsrohr zweigt ein Rohr 30 zum obern Teil des Behälters a ab, um die schaum bildende Flüssigkeit unter Druck zu setzen. Der Mischkörper 32 ist von einem Gehäuse 31 dichtschliessend umgeben, von dem die Schaumableitung h abzweigt. Das Gehäuse 31 mit dem Mischkörper 32 könnte selbst verständlich auch so angeordnet werden, da.ss es höher liegt als der Flüssigkeits spiegel im Behälter a. Der Mischkörper 32 wird im vorliegenden Falle von einem Hohl zylinder aus keramischem Stoff, zum Bei spiel aus Ton, gebildet, dessen hintere Stirn seite in geeigneter Weise, zum Beispiel durch ein Metallblech, abgeschlossen wird, in dem Öffnungen zum Anschluss der Röhre 33 und e vorgesehen sind.
An die Stelle dieses Hohl zylinders könnte zum Beispiel eine Platte aus gleichem Stoff treten, die den Durch gangsquerschnitt der Kammer 31 völlig aus füllt. Im übrigen könnte man im Innern des Mischkörpers 32 eine schaumbildende Substanz, zum Beispiel in Form von Pul ver, unterbringen und in den Hohlraum des Zylinders nur Luft und Wasser einleiten, so dass' dann die schaumbildende Flüssigkeit erst im fraglichen Hohlraum des Mischkör pers entsteht.
Lässfi man das Rohr 33 nicht ins Innere des Hohlzylinders 32, sondern nur in die Kammer 31 ausmünden, und leitet man lediglich ein Gas oder Gasgemisch, zum Beispiel Luft, durch das Rohr e zu, so entsteht ebenfalls ein zum Beispiel für Feuerlöschzwecke sehr brauchbarer Schaum.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 ist 6 ein dicht verschliessbarer Be hälter, der zur Aufnahme einer einen schaumbildenden Stoff enthaltenden Flüssig heit dient. Nahe dem Boden 8, durch den ein einschraubbarer Regelkörper 7 hindurch geht, ist ein Sieb 9 angeordnet, durch wel ches der offene Ansatz 10 eines Mischkörpers 11 hindurchgreift. In den. mit einem durch einen Verschlusspfropfen 12 verschliessbaren Füllstutzen 13 und einem Prüfhahn 14 ver- sehenen Behälter 6 wird an zwei Stellen Druckluft eingeleitet.
Die nicht gezeichnete Druckluftzuleitung wird an einen Rohr stutzen 15 angeschlossen, der sich in zwei Rohrzweige 16 und 17 teilt. Das Rohr 17 mündet in den obern Teil des Behälters 6 oberhalb des Spiegels der nicht gezeichneten, den Schaumbildner enthaltenden Flüssig keit ein. Das Rohr 16 ist zu dem Verteiler oder Mischkörper 11 geführt. In das Rohr 16 ist ein Ventil 18 eingesetzt, mittelst dessen die dem Mischkörper 11 zuzuführende Luft menge geregelt wird. An den Mischkörper 11 schliesst sich ein Schaumabzugsrohr 19 an, welches in einen in den Behälter 6 eingrei fenden und auf ihm befestigten Filtertopf 20 ausmündet.
In diesem Filtertopf sind zum Beispiel, wie oben erwähnt, mehrere Schich ten von Kies verschiedener Körnung unter gebracht, die ein an sich bekanntes Filter bilden. Vom obern Teil des Filtertopfes we -en mit Flanschen versehene Rohrkrüm- z <B>-</B> ig mer 21 zur Befestigung von Schlauchleitun gen oder dergleichen ab. Wird durch den Rohrstutzen 15 in den Behälter Druckluft oder dergleichen eingeleitet, so- drückt, wie erwähnt, ein Teil derselben auf die Ober fläche der im Behälter 6 enthaltenen Flüssig keit, so da.ss dieselbe durch das Sieb 9 hin durch in den Stutzen 10 des Verteilerkörpers 11 hineingepresst wird.
Der Durchgangs querschnitt für den Eintritt der Flüssigkeit in den Mischkörper 11 oder, mit andern Wor ten, die in letzteren eintretende Flüssigkeits menge lässt sich durch Höher- oder Tiefer schrauben des Regelkörpers 7 nach Bedarf verändern. Gleichzeitig tritt aber auch durch das Rohr 16 Druckluft in durch das Ventil 18 geregelter Menge in den Mischkörper ein, der noch anhand von Fig. 4 bis 6 ein gehender beschrieben werden soll.
Der im Mischkörper 11 erzeugte Schaum steigt im Rohr 19 empor, geht durch das Filter im Filtertopf 20 hindurch und tritt durch die Rohrkrümmer 21 in die Verbrauchsleitung ein. Die Wirkung des Mischkörpers 11 ist eine so kräftige, dass der Filtertopf 20 unter Umständen überhaupt fehlen kann. An die Stelle des Mischkörpers 11 könnte übrigens auch, wie bereits oben erwähnt wurde, einer der erwähnten Verteilerkörper treten, der zum Beispiel aus keramischem Material<B>be-</B> steht und in dessen Inneres etwa analog der Fig. 1 die Luft oder dergleichen und die den schaumbildenden Stoff enthaltende Flüssig keit,eingeleitet wird.
Der in Fig. 2 angedeutete Mischkörper 11 ist in Fig. 4 und 5 in vergrössertem Mass- stabe veranschaulicht. Wie aus diesen Fi guren ersichtlich, geht der Stutzen 10 in eine Ringdüse 22 über, an die sich ein Ring raum 23 von kreisförmigem Querschnitt an schliesst. Die Düse 22 mündet tangential zur Querrichtung der Innenwandungen des Ring raumes in diesen letzteren ein. Nahe dem Düsenaustritt sind im Gehäuse Bohrungen 24 vorgesehen, aus denen das fertige Ge misch in das Abzugsrohr 19 überströmt.
Die Zuleitung 16 für den andern Mischungs bestandteil, hier zum Beispiel Druckluft, tritt tängential zur Längsrichtung der In nenwandungen des Ringraumes 23 in diesen letzteren ein. Vermöge dieser Anordnung wird der durch die Ringdüse 22 in den Ringraum 23 übertretende Mischungsbestand- teil gezwungen, in Richtung des Pfeils 25 eine kreisende Bewegung auszuführen und vor seinem Übertritt in die Bohrungen 24 den -durch die Düse 22 ankommenden Strahl <B>ZU'</B> durchschneiden.
Gleichzeitig wird der durch die Leitung 16 zugeführte Mischungs bestandteil gezwungen, den, im Ringraum 28 kreisenden ersten Bestandteil konzentrisch zum Ringraum zu durchdringen, so dass beide Bestandteile gezwungen werden, sich inner halb des Ringraumes sehr innig zu mischen.
Bei der -Ausführungsform des Mischkör pers nach Fig. 6 schliesst sich an die Ring düse 22 ein ebenfalls ringförmiger Raum 26 an, -der- jedoch nicht zur Ringdüse zurück führt, sondern zu einem Auslass in das äussere Gehäuse 11' derart überleitet, dass das aus dem Ringraum austretende Gemisch einem scharfen Richtungswechsel unterwor fen ist. Im Innern des Ringraumes 26 liegt zwischen der Ringdüse und dem Auslass im wesentlichen zentrisch ein Ring 27, der rait Austrittslöffnungen 28 versehen ist. Au die sen Ring ist die Leitung 16 tangential an geschlossen.
Die Innenwandung des Ring raumes 26 ist mit sägezahnähnlichen K'reis- z,orsprüngen 29 versehen. Durch diese säge zahnähnlichen Vorsprünge wird der aus der Ringdüse 22 kommende Strahl des einen Mischungsbestandteils aufgehalten bezw. verzögert und zu starker Wirbelbewegung veranlasst, so dass der aus den Öffnungen 28 zuströmende andere Mischungsbestandteil Zeit findet, sich mit dem ersten Bestandteil innig zu vermischen.
Anstatt beispielsweise aus Ton, gebrann ter infusorienerde, Korund und dergleichen. könnte der Hohlkörper 32 der Fig. 1 auch aus porösem Holz oder aus Koks bestehen. Er könnte auch aus einer Anzahl zu einem Paket vereinigten Geweben oder feinen Draht sieben gebildet sein.
Das vorliegende Verfahren und die zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung sind nicht. auf die Erzeugung von Schaum für Feuerlöschzwecke beschränkt, sondern dienen auch zur Erzeugung von Schaum für beliebige andere Zwecke.