Vorrichtung zur Abgabe von Flüssigkeiten. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Vorrichtung zur Abgabe von Flüs sigkeiten.
Eine grosse Anzahl Typen von automati schen oder von Hand. zu betätigenden Flüs sigkeitsausschankapparaten sind bisher be nützt worden und werden noch benützt.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist mit einer von einem Druckflüssigkeitsbehäl ter zu einer Ausflussöffnung führenden Lei tung versehen und kennzeichnet sich dadurch, dass in der genannten Leitung eine den Druckflüssigkeitsdurchfluss vermindernde Einrichtung vorgesehen ist, die mindestens einen kapillaren Kanal aufweist, der einen Teil der Druckenergie der Flüssigkeit vor dem Austritt der letzteren aus der Ausfluss öffnung durch Reibung vernichtet.
Ausfübrungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes sind in der Zeichnung darge stellt und zwar zeigt: Fig. 1 einen Aufriss einer ersten Ausftüh- rungsform der Abgabevorrichtung mit einem Teil der dieselbe haltenden Stütze sowie einen feil des Sirupbehälters und ein Gefäss zur Aufnahme des Getränkes.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt zwecks besserer Veranschau lichung der Einzelheiten im grösseren Mass stab einen senkrechten Schnitt durch die Ab gabevorrichtung. Fig.4 zeigt eine Variante des Abgabe mechanismus für eine Flüssigkeit unter Druck.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. 4.
Fig. 6 zeigt einen Axialschnitt durch die Düse eines Apparates zur Abgabe von mit Sirup gemischtem Kohlensäurewasser mit den Mitteln zur Mischung der beiden Flüs sigkeiten beim Austritt.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach Linie 7-7 in Fig. 6.
Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform des Abgabeapparates in senkrechtem Schnitt. Fig. 9 zeigt in etwas grösserem Massstab einen Schnitt nach Linie 9-9 in Fig. B. Fig. 10 zeigt einen Schnitt nach Linie l0-10 in Fig. 8 und Fig. 11 eine Seitenansicht eines Teils der Düse.
Fig. 12 zeigt in grösserem Massstab einen Ausschnitt .aus dem Mittelteil der Düse mit einer der V-förmigen Nuten und Fig. 13 in gleichem Massstab einen Aus schnitt dieses Düsenteils nach einer Va riante.
Im nachstehenden wird der Ausgabeappa rat nach den Fig. 1 bis 7 im Zusammenhang mit der im Patent Nr. 258259 beschriebenen Messvorrichtung beschrieben.
Bei der Abgabe von kohlensäurehaltigen Getränken ist die für die Bedienung e.rfor- d,erliche Zeit von grosser Wichtigkeit, und es ist sehr erwünscht, dass eine solche Vorrich- tung rasch selbst von Ungeübten bedient wer den kann, und dass trotzdem bei jeder Be stellung das gleiche Getränk mit dem glei chen Verhältnis von Aromasirup und Koh lensäurewasser sowie mit einem maximalen Gasinhalt abgegeben wird.
Zu diesem zweck muss der Abgabeapparat eine Anzahl Organe enthalten, welche zur Erreichung des ge wünschten Resultates zusammenwirken, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Die physikalische Beschaffenheit der in je dem einzelnen Falle abzugebenden Flüssig keit ist im wesentlichen massgebend für die Konstruktion der Apparate zum Abfüllen bestimmter Mengen der Flüssigkeit in Be- dienungsgefässe, und ausserdem stellt die über der Flüssigkeit im Vorratsbehälter herr schende Druckhöhe einen wichtigen Faktor bei der Konstruktion solcher Apparate dar.
Nebstdem hat der Umstand, dass einzelne Flüssigkeiten infolge ihrer Eigenart beim Bewegen schäumen, zur Entwicklung von Abgabeapparaten zur Abgabe der Flüssig keit in Bedienungsgefässe aus einem Vorrats behälter geführt, bei welchem die Flüssig keit möglichst wenig bewegt und somit eine möglichst geringe Schaumbildung erzeugt wird. Das Problem der Konstruktion solcher Geräte zur Abgabe von bemessenen Flüssig keitsmengen wird ferner in jenen Fällen er schwert, bei welchen in der Flüssigkeit ein Gas gelöst ist, wie z.
B. bei kohlensäurehal tigem Wasser, da Kohlensäure bei Druckver minderung äusserst rasch aus der Trägerflüs sigkeit entweicht, und deshalb aus einem Strom kohlensäurehaltigen Wassers, welcher bei plötzlicher Druckverminderung unter den atmosphärischen Druck lebhaft sprudelnd aus einer Öffnung ausfliesst, eine so grosse Menge der darin gelösten Kohlensäure ent weicht, dass nur wenig Kohlensäure in der Flüssigkeit verbleibt, welche zur Abgabe an den Verbraucher in einen Behälter oder ein Gefäss abgefüllt wird.
Die dargestellten Vorrichtungen: zur Ab gabe von Flüssigkeiten, welche beim Bewe gen zum Schäumen, neigen, sehen deshalb Mittel vor, um eine solche Flüssigkeit in einem rasch fliessenden, geregelten Strom, je doch ohne Turbulenz, abzugeben, so dass sie den Behälter, in. welchen sie ausgeschenkt oder eingefüllt wird, verhältnismässig ruhig und mit einer minimalen Schaumbildung er reicht.
Die dargestellten Apparate sind in dessen besonders vorteilhaft, wenn es sich um Flüssigkeiten handelt, welche ein gelöstes Gas enthalten und notwendigerweise aus Vorratsbehältern, in welchen sie unter ver hältnismässig hohem Druck aufbewahrt wer den, ziemlich rasch in offene Behälter oder Gefässe abströmen müssen, wobei in verhält nismässig kurzer Zeit ein sehr hoher Druck abfall eintritt, so -dass das Gas grosse Neigung zum Entweichen hat. Zur Abgabe kohlen säurehaltiger Flüssigkeiten, wie z.
B. kohlen säurehaltigem Wasser, ist es nicht nur zweck mässig, die Flüssigkeit aus einem Vorrats behälter in ein. gegen die Atmosphäre offenes Gefäss durch einen Leiter austreten zu las sen, welcher so ausgebildet ist, dass eine iStrö- mungsturbulenz entweder ganz verhütet oder nach Möglichkeit verringert wird, sondern es ist ausserdem zweckmässig, die Flüssigkeit auf ihrem Wege zur Ausflussöffnung der Abgabevorrichtung so zu führen,
dass sich ein allmählicher statt ein plötzlicher Druck abfall ergibt, da eine rasche Abscheidung und Verflüchtigung des Gases aus der aus strömenden Flüssigkeit verringert wird, wenn die Flüssigkeit mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit und Druck aus strömt.
Die dargestellte Abgabevorrichtung ist so ausgebildet, dass kohlensäurehaltiges Wasser in ein Gefäss unter atmosphärischem Druck derart abgegeben werden kann, dass nicht nur ein allmählicher Druckabfall be wirkt und hierdurch die Gasabgabe verzögert wird, sondern auch ein unturbulentes Aus strömen erzielt wird, so dass sich am S'chluss in einem Flüssigkeitsgefäss unter atmosphä rischem Druck ein Inhalt mit grösserem Gas gehalt befindet als bei den. bisher benützten Abgabeapparaten.
Es sind natürlich eine sehr grosse Anzahl Abgabeapparate für kohlensäurehaltiges Was- ser in ständigem Gebrauch, indessen wird kohlensäurehaltiges Wasser gewöhnlich nicht als solches, sondern stets mit einem aromati schen Zusatz zusammen als Getränk benützt.
Bisher hat man nun bei der Abgabe von Ge tränken, welche mit einer Aromaflüssigkeit g r e Mischtes kohlenAurehaltiges Wasser ent- 'hielten, das kohlensäurehaltige Wasser und den Aromasirup nacheinander in das Glas oder das dem Verbraucher auszuhändigende Gefäss eingefüllt, wobei für dieses Einfüllen zwei verschiedene Manipulationen erforder- lieh waren.
Natürlich wäre dem Bedienungs personal erwünscht, diese Ausschankmanipu lation mit dem kleinsten Zeit- und Müheauf wand auszuführen, und es sind deshalb Ab gabevorrichtungen zum gleichzeitigen Ein füllen abgemessener Mengen kohlensäurehal- tigesWasser und Aromasirup in ein Gefäss verwendet worden. Indessen sind aus ver schiedenen Gründen solche Vorrichtungen nicht allgemein angenommen worden.
Ein bei der Konstruktion solcher Vorrichtungen zur gleichzeitigen Abgabe zweier Flüssig keiten zu lösendes Problem besteht darin, die Flüssigkeiten genau zu dosieren, so dass wäh rend der Abgabe die in das Gefäss einströ mende Mischung unverändert bleibt, insoweit als das Verhältnis zwischen Wasser und Si rup in Betracht kommt, trotzdem der Druck im Behälter des gashaltigen Wassers von Zeit zu Zeit wechselt.
Natürlich können verschiedene der auf der Zeichnung dargestellten Organe auch ein zeln für sich, anstatt miteinander kombiniert, in einfachen Apparaten für Spezialzwecke verwendet werden. Indessen werden solche Ausschankgeräte für kohlensäurehaltige Ge tränke sehr häufig von Ungeübten bedient und deshalb soll ein solcher Mechanismus rasch, sicher und ohne besondere technische Erfahrungen bedient werden können, um der Nachfrage zu genügen, und er soll zugleich robust, dauerhaft und nach dem Gebrauch leicht zu reinigen sein. Es sei zuerst die in den Fig.1 bis. 3 dargestellte Ausführungs form beschrieben.
Die in der Zeichnung dargestellte hori zontale Stütze 10 ist mit einer vertikalen zy lindrischen Öffnung zur Aufnahme des Roh res 11 versehen, welches als Sockel zum Tra gen des Hauptteils der Abgabevorrichtung ausgebildet ist, um diesen Hauptteil im Be darfsfalle leicht. abnehmen zu können.
Diese Vorrichtung besitzt den senkrechten, läng lichen Körper B, welcher Kanäle aufweist, durch welche das Kohlensäurewasser und der Aromasirup in parallelen Strömen nach un ten zur Abgabe in ein Ausschankgefäss ge leitet werden, und ausserdem den Körper C der Messvorrichtung für den Aromasirup und ein rohrförmiges Organ D, welches nach oben zur Unterseite eines Vorratsbehälters E für den Aromasirup reicht.
Eine Leitung F ver bindet einen Vorratsbehälter für das, unter Druck stehende Kohlensäurewasser mit einer unmittelbar über der Stütze 10 liegenden Öffnung des Körpers, B, und die Anordnung ist derart, da.ss der flüssige Aromasirup durch Schwerkraft von oben in die Abgabevorrich tung fliesst, während das gohlensäurewa.sser unter Druck von irgendeiner passenden An zapfung zu einer Stelle zwischen dem obern und dem untern Ende des Körpers B gelei tet wird.
Unmittelbar unter dem untern Ende der Abgabevorrichtung ist ein Halter G zur Auf nahmeeines Ausschankgefässes, z. B. eines Glases (Fig.1 und 12) angeordnet, so dass das kohlensäurehaltige Wasser-Sirupgemisch, welches aus der Ausflussöffnung am untern Ende der Abgabevorrichtung .ausströmt, von oben in das in der strichpunktiert angedeu teten Lage befindliche Glas, einströmt.
Zur Erreichung dieser Lage muss das Glas in der ; durch den Pfeil A (Fig. 1) angegebenen Richtung bewegt werden, indem man das selbe .seitlich aus. der in vollen Linien ange gebenen Stellung in die strichpunktiert an gedeutete Stellung zusammen mit .dem Hal- , ter 13 verschiebt.
Der Halter 13 ist am un tern Ende eines Hängearmes 14 befestigt, welches mittels eines Gelenkes 15 an einem abwärts. und einwärts gebogenen Arm 16 aufgehängt ist, der seinerseits am obern Ende , einen Ring 17 aufweist, und auf den Kör per B, welchen er umgibt, aufgeschraubt ist, so dass er vertikal auf demselben einstellbar ist.
Durch die Verstellung des Hängearmes 14 werden Ventile betätigt, welche den Zu fluss des Kohlenssäurewassers und der Aroma flüssigkeit zu den Auslassöffnungen des Ap parates steuern, und dieser Zufluss dauert so lange an, wie das Glas in der strichpunkiert angedeuteten Stellung gehalten wird, worauf die Bedienungsperson das gefüllte Glas weg nimmt, so dass, solange die Behälter für die Flüssigkeiten gefüllt sind, keine andern Manipulationen erforderlich sind, als das aufeinanderfolgende Einsetzen eines Behäl ters unter die Abgabedüse und das Wegneh men desselben nach dem Füllen.
Der Körper B des Ausgabeapparates ent hält eine Anzahl verhältnismässig einfache, zusammengesetzte Teile, welche zwecks Be sichtigung, Reinigung oder Reparatur leicht auseinandergenommen werden können. Einen Hauptbestandteil desselben bildet der äussere Zylinder 20, welcher mit einer radialen Boh rung mit Schraubengewinde zur Aufnahme des Endes des Rohres F für die Zuleitung des Kohlensäurewassers und einer axialen Bohrung versehen ist, deren verschiedene Teile, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ver schiedene Durchmesser besitzen.
An ihrem untern Ende hat die axiale Bohrung des Zy linders 20 einen' verhältnismässig grossen Durchmesser und Innengewinde zur Auf nahme des aussen mit Gewinde versehenen obern Endes des Rohres 21. Das Rohr 21 hat einen einwärtsragenden Flansch 22, wel cher ungefähr in der Mitte zwischen dem obern und untern Ende sitzt und an welchem ein Kernrohr 23 sitzt, welches sich um eine beträchtliche Strecke über das untere Ende des Teils 21 hinaus nach unten erstreckt.
Die nnenfläche dieses Kernrohres. ist genau zy lindrisch und gleichachsig mit dem Zylinder 21, und seine Aussenfläche ist vom Flansch 22 ab gegen das untere Ende hin kegel- stumpfförmig verjüngt. Unter dem Kernrohr 21 liegt gleichachsig mit demselben ein Rohr 25, dessen oberes Ende in das Rohr 21 hinein- ragt und darin befestigt ist;
die Innenfläche dieses Rohres 25 ist nach unten gleichachsig mit der äussern Kegelstumpffläche des Kern rohres 23 kegelstumpfförmig verjüngt, und beide Kegelstumpfflächen haben den gleichen Neigungswinkel in bezug auf ihre gemein same Axe, so dass diese einander zugekehr ten Flächen zwischen sich einen Ringkanal begrenzen, dessen Durchmesser innen und aussen von oben nach unten abnimmt, dessen Breite aber konstant ist.
Auf das verdickte, untere Ende des Rohres 25, welches Aussen- gewindie hat, ist der oben erwähnte Ring 17 aufgeschraubt, und beim Montieren der Ab gabevorrichtung wird der Körper B nach unten durch das Rohr 11 hindurchgeführt, welches vorher auf der Stütze 10 befestigt worden ist, bis die untere Ringschulter des Körpers 20 das ringförmige obere Ende des Rohres 11 oder eine zwischen den gegenein ander gekehrten Kegelstumpfflächen der Schulter und -des Rohres eingelegte Packung 26 berührt. Nun wird der Ring 17 aufge setzt und nach oben geschraubt,
bis seine obere Fläche fest am untern Ende des Rohres 11 anliegt, worauf eine Sicherungsmutter 27 aufgeschraubt wird, um den Ring 17 in die- ser Lage festzuhallten, so dass das Rohr 11 fest in der Stütze verspannt und die Abgabe vorrichtung dicht in derselben befestigt ist in einer Weise, dass sie leicht abgenommen wer den kann.
Der untere Teil des Körpers 20 ist als län geres Rohr mit gleichachsigen, zylindrischen Innen- und Aussenflächen im Teil 28 ausge bildet, dessen äussere Oberfläche konzentrisch zur zylindrischen Innenfläche des Kernrohres 23 und überall im gleichen Abstand von der selben liegt. Da.s verdickte obere Ende 28c, des Körpers 20 ist mit dem abwärtsragenden Rohrteil 28 durch einen rohrförmigen Zwi schenteil 28b verbunden, dessen Innendurch messer gmösser ist als.
jener des herabhängen den Teils 28, und dessen Aussendurchmesser kleiner ist als jener des Teils 28a., wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich.
In dem abwärtsragenden Führungsrohr 28b des Teils 28 ist ein senkrecht verschieb- bares Rohr 30 geführt, welches bei im Be trieb befindlichem Abgabeapparat einen Ka nal zum Abwärtsleiten einer dosierten Menge Aromasirup bildet, und an der Aussenfläche s des Führungsrohres 28b des Teils 28 liegt verschiebbar der zylindrische, hohle Schaft. 31 eines Ventils 32 an, das in einer Vertie fung am obern Ende des Teils 21 ruht, und zwar ist der Ventilkörper ringförmig mit einer nach oben offenen Vertiefung zur Auf nahme einer Ringscheibe 33 aus Kork. Gummi oder dergleichen ausgebildet.
Bei im Gebrauch befindlichem Apparat ist der Teil 28 immer fest, während der Kanal 30 zu sammen mit dem Ventil 32 senkrecht auf und abbewegt werden kann.
Das Leitrohr 30 hat an seinem untern Ende Aussengewinde zum Aufschrauben des mit Innengewinde versebenen obern Endes eines zylindrischen Düsenstückes 35, das eine äussere Schulter hat, gegen welche das untere Ende des zylindrischen Ventilschaftes 31 an liegt. Infolge dieser Ausbildung bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Düsenstückes 35 eine Aufwärtsbewegung sowohl des Leitrohres 30 als auch des Ventilschaftes 31 und der am obern Ende desselben sitzenden Ventilscheibe.
Normalerweise hält eine das obere Ende des Leitrohres umgebende Feder 36, welche in einer Bohrung in der obern Partie des Teils 28 sitzt, das Leitrohr 30, das Düsenstück 35 und die Ventilscheibe 32 in der in Fig.2 dargestellten Lage, in welcher die obere Ringfläche des Ventilkörpers 33 gegen die ringförmigen untern Enden der im Teil 20 eingesetzten, kurzen Röhrchen 38 anliegt und das obere Ende des Leitrohres 30 gegen die abwärts gekehrte Stirnfläche eines Ventils 40 anliegt, wobei das Leitrohr 30 am obern Ende mit einem auswärts vorspringenden Flansch 41 versehen ist, welcher einen Anschlag für das obere Ende der Schraubenfeder 36 bildet.
Das obere Ende des Leitrohres 30 ist unmit telbar über dem Flansch 41 von einer ringför migen flexiblen Membran 42 umgeben, deren innerer Rand zwischen dem Flansch 41 und einer Scheibe 43 festgeklemmt ist, die mittels einer auf das obere Ende des Leitrohres 30 aufgesehraubten Mutter 44 aufgepresst wird. Der äussere Rand der Membran 42 ist dicht zwischen einer aufwärts ragenden Schulter 20 und einem Klemmring 45 eingeklemmt., welch letzterer in eine zylindrische Bohrung am obern Ende des Teils 20 eingeschraubt ist. Das obere Ende des Leitrohres, 30 liegt ständig in einer Kammer, deren Wandung 46 auf das obere Ende des Teils 20 wie dar gestellt aufgesetzt ist.
Diese Kammer ist mit Sirup oder einer andern Flüssigkeit gefüllt, welche zur Abgabe gelangen soll, und die Membran 42 bezweckt ein Auslaufen dieser Flüssigkeit durch -den. Raum rings. um das Leitrohr 30, welches. sich trotzdem in der oben beschriebenen Weise senkrecht bewegen kann, damit sein oberes- Ende durch Anlegen an den Ventilkörper 40 geschlossen oder zwecks Einlaufens von Flüssigkeit geöffnet werden kann (Fig. 3).
Diese Vertikalbewegung des Leitrohres 30 sowie des Ventils. 32 wird durch Einwirkung einer niederdrückenden Kraft auf das Düsen stück 35 herbeigeführt, und diese nieder drückende Kraft wird auf die Düse ausgeübt, sobald das Gefäss 12 aus seiner mit voll aus gezogenen Linien dargestellten Lage in Fig. 1 in die strichpunktiert angedeuteten Lage überführt wird, zu welchem Zweck am obern Ende des Schwenkarmes. 14 eine Gabel 50 starr befestigt ist,
deren Arme an ihren En den in einer Flucht liegende Zylinderlöcher zur Aufnahme zylindrischer Stifte 51 auf weisen, deren innere Enden in einer Muffe 52 befestigt sind, welche das erwähnte Düsen stück 35 konzentrisch umgibt. Durch radiale firme 52a ist die Muffe 52 mit dem Düsen stück 35 verbunden, so :
dass das Düsenstück 35 gesenkt wird, sobald die Muffe 52 da durch niedergedrückt wird, dass die Bedie- nungspemson ein Glas in die Füllungsstellung bringt, und. die Feder 36 bewirkt eine Auf- wärtsbeweg-ung des- Düsenteils und der mit ihm verbundenen Muffe 52, sobald das Aus schankgefäss weggenommen wird,
wobei gleichzeitig der Hängearm 14 aus seiner strichpunktiert angedeuteten. Lage in die mit vollen Linien ausgezogene Lage verschwenkt wird.
Aus der beschriebenen Anordnung ergibt sich ein Mechanismus mit einem vom Aroma sirup aus abwärts leitenden, ventilgesteuer ten Leitrohr und einem von der ringförmigen Kammer 53 im Teil 20 abwärts führenden, ventilgesteuerten Kanal, wobei diese Kam mer stets in offener Verbindung mit der vom Behälter des unter Druck stehenden Kohlen säurewassers abgehenden Leitung F steht, und diese Ventile gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden, wobei sie durch die Fe der 36 in der Schliessstellung gehalten wer den, jedoch durch die Bedienungsperson leicht geöffnet und solange als gewünscht in der Öffnungsstellung gehalten werden kön nen, wenn ein zu füllendes Gefäss unterge schoben wird.
Das Leitrohr 30 bietet in ein facher Weise einen direkten Kanal für die durch Schwerkraft abwärts fliessende Flüs sigkeit, und zwar hat dieses Leitrohr einen verhältnismässig grossen Durchmesser und ist am untern Ende mit einem dünnwandigen Ausflussrohr 54 versehene, welches indessen auch weggelassen werden kann. Der Kanal für das Kohlensäurewasser wird indessen durch den ringförmigen Kanal zwischen den einander zugekehrten. innern und äussern Ke gelstumpfflächen des Rohres 25 und des Kernrohres 23 gebildet, und das obere Ende dieses Ringkanals steht durch kurze Kanäle 56 im flanschartigen Ringteil 22 des Rohres 21 in Verbindung mit der Kammer, in wel cher der Ventilkörper 32 liegt.
Diese Partie des Leitungsweges für das Kohlensäurewas ser enthält ausserdem einen oder mehrere dünne, kegelstumpfförmige Einsätze 57, von welchen in Fig. 2 und 3 beispielsweise drei ineinandergeschachtelt dargestellt sind.
Die äussere Kegelstumpffläche des äusser sten oder grössten Einsatzes 57 ist durch am letzteren sitzende Rippen 57a im Abstand von der innern Kegelstumpffläche des Roh res 25 gehalten, so dass zwischen diesen Ober flächen in radialer Richtung von der Düsen achse aus gemessen ein Abstand von unge fähr 0,05 bis 0,075 mm besteht. Gleichzeitig sind die einander zugekehrten Flächen des Kernrohres 23 und des innern kegelstumpf- förmigen Einsatzes 57 sowie auch die ein ander zugekehrten Oberflächen der Einsätze 57 gegenseitig in gleicher Weise im Abstand voneinander gehalten.
Durch diese Anord nung des Kernrohres 23, des Rohres 25 und der verschiedenen dazwischenliegenden, ke- gelstumpfförmigen Einsätze 57 werden vier äusserst enge aber verhältnismässig breite und lange Kammern gebildet, und durch diese Einrichtung wird die Strömung energie des abwärts gegen die Düse fliessenden Kohlen säurewassers absorbiert, ohne dass dasselbe vom Stromlinienfluss abweicht und turbulent wird.
Die Kammern bilden kapillare Kanäle, die den Druckflüssigkeitsstrom in eine An zahl bandförmiger Einzelströme unterteilen. Gegebenenfalls könnte auch nur eine solch Kammer vorgesehen sein.
Die Wirkung ist eine solche, dass das Kohlensäurewasser am untern Ende dieser Energievernichtungsvor richtung praktisch ohne Druck, jedoch auch ohne Turbulenz ausströmt und längs der äussern Fläche des Düsenstückes 35 abwärts fliesst, um in das untergestellte Gefäss zu fal len, wobei der beizumischende Sirup gleich zeitig durch das Auslassrohr 54 ausströmt und so mitten im abwärts fliessenden Strahl des Kohlensäurewassers in das Gefäss fliesst.
Ein Problem bei der Konstruktion von Apparaten zur Abgabe gemischter Flüssig keiten besteht darin, dafür zu sorgen, da.ss die beiden Flüssigkeiten ganz unabhängig von der auszugebenden enge immer im gleichen Verhältnis abgegeben werden.
Zu diesem Zweck ist eine Messvorrichtung zur Abgabeeiner Dosis Aromasirup in einem be stimmten Verhältnis zur Dosis des, zugeführ ten Kohlensäurewassers vorgesehen., und zwar wird diese Vorrichtung beim Einsetzen des Zufliessens von Kohlensäurewasser in Wirkung und bei der Unterbrechung des Kohlena,
äureivassserzuflusses ausser Wirkung gesetzt und durch den dem Kohlensäurewas- ser entnommenen Druck betätigt. Diese in der Zeichnung dargestellte 3Zessvorrichtang C für die Dosierung des Sirups weist das, oben ge- nannte Organ 46 auf, welches auf das obere Ende des Apparatkörpers B aufgeschraubt ist und durch einen kurzen seitlichem Stut zen 60 mit einem verhältnismässig grossen Gehäuse 61 verbunden ist,
welches in stän diger Verbindung mit der Kammer des 0r- ganes 46 steht und an welchem seitlich mit- tcls eines Tragstückes 62 ein Gehäuse 63 be festigt ist.
Der aufwärts ragende, röhrenför mige Fortsatz D enthält einen Ventilsitz 64, auf dessen oberer, ringförmiger Sitzfläche ein Ventilkörper 65 aufsitzt, der normaler weise niedergepresst und in der Schliessstel lung gehalten wird durch eine Schrauben feder 66, deren oberes Ende sich an der un tern Fläche einer Ringscheibe 67 abstützt, welche mit Bohrungen 68 für das Durchströ men von Flüssigkeit versehen und in die zy lindrische Innenwandung des Organes D ein- gesehraubt ist, so dass sie in Vertikalrichtung eingestellt werden kann.
Eine Spindel 70 mit einem geriffelten Drehknopf 71 ist an der cheibe 67 befestigt, so dass damit die Dre- nung dieser Scheibe und somit deren verti- kale Einstellung bewirkt werden kann, ohne das Zylindersieb 72 zu stören, welches zwecks Absiebens etwaiger Flocken aus dem abwärts in den Abgabeapparat strömenden Aromasaft vorgesehen ist.
Der Ventilkörper 65 trägt den abwärts ragenden Schaft 74, an dessen unterem Ende das bereits erwähnte Ventil 40 befestigt ist, welches dadurch am Ventil 65 einstellbar an gebracht ist, so dass das obere Ende des Schaftes 74 in den Ventilkörper 65 einge schraubt und in jeder gewünschten Einstel lung mittels einer Sicherungsmutter 75 fest werden kann. Sobald nun infolge Verbringens eines Gefässes 12 in die Füll stellung das Leitrohr 30 gesenkt wird, wird der Ventilkörper 65 auf seinen Sitz 64 ge drückt und das Ausfliessen der Flüssigkeit aus dem Behälter E in die darunterliegende Kammer unterbrochen, während das obere Ende des Leitrohres 30 für das Durchströ men von Flüssigkeit durch Abrücken vom Schliessventil 40 geöffnet wird.
Wenn das Gefäss 12 aus der Füllstellung entnommen wird, wird natürlich das Leitrohr 30 durch die Feder 36 angehoben, es kommt zuerst das Ventil 40 zum Aufsitzen, und unmittelbar hierauf wird der Ventilkörper 65 von seinem Sitz abgehoben, das heisst in die in Fig. 2 dargestellte Lage gebracht, wodurch die Do- sierungskammer wieder mit Flüssigkeit ge füllt werden kann.
Das Tragstück 62 hat eine horizontale Axialbohrung, in welcher eine verschiebbare Stange 80 liegt, welche am einen Ende einen verhältnismässig grossen, scheibenförmigen Kopf 81 trägt, der innerhalb der Messkam- mer liegt und deren anderes Ende abgerun det ist und in ständiger Berührung mit der biegsamen Wandeiner Flüssigkeitszelle 82 liegt.
Wenn die Flüssigkeitszelle 82 durch den innern Druck der in sie eingeführten Flüssigkeit ausgedehnt wird, wird der Kol ben 81 nach links geschoben (Fig. 1 und 4) und mit ihm verschiebt sich der Mittelteil einer biegsamen Membran 83, welche das ver schiebbare Ende der Messkammer bildet, wo bei als Gegenfeder für die Vorwärtsbewe gung des Kolbens eine schwache Druckfeder 84 in die Messkammer eingelegt ist.
Im Ge häuse 63 befindet sich eine zweite Zelle 85 mit einer Wandung aus. biegsamem Material, und die freien Ränder der Zellen 82 und 85 ,Qind zusammen in einer Ringnut eingespannt, welche durch die verengerte Endringfläche des.
Führungsstückes 62 und einen einwärts gekehrten Ringflansch 86 einer ITberwurf- inutter 87 gebildet wird, welche auf den ab gesetzten Endteil des Tragstückes, aufgesetzt ist, wobei der Ringflansch<B>88</B> einer Messvor- richtung 89 in gleicher Weise in diese Ring nut eingespannt ist.
Die Messvorrichtung 89 besitzt einen zen tralen Zylinderteil mit einer Längsbohrung, deren äusseres Ende (rechts) Irmenewinde auf\veist und deren inneres Ende kegel- stumpfförmig ist. In das äussere Ende dieser Bohrung ist ein Stopfen 90 eingeschraubt. dessen inneres Ende mit der gleichen Nei gung wie die Bohrungswandung kegelstumpf stumpf- förmig ausgebildet ist.
Der Stopfen 90 hat einen ränderierten Drehknopf 91, mittels wel- chem er gedreht werden kann, um ihn in bezug auf den Teil 89 axial einzustellen, wodurch der Abstand zwischen den beiden Kegel- stumpfflächen des Teils 89 und des Stopfens 90 eingestellt werden kann.
Der Gewindeteil des Stopfens 90 hat eine Längsbohrung 92, von deren innerem Ende aus Querkanäle 93 nach der Aussenseite des Stopfens gehen, und zwar sind die Auslassöffnungen dieser Ka näle so angeordnet, dass die austretende Flüs sigkeit in den Raum zwischen den kegel- stumpfförmigen Flächen des Stopfens und des Teils 89 einströmt und denn von dort aus nach links (Fig. 2 und 4) in den Innenraum der biegsamen Zelle 82 fliesst.
Zur Axe des Stopfens 90 parallele Kanäle 95 und 96 ver binden ebenfalls dass Innere der Zelle 82 mit dem Innern der Zelle 85, lassen jedoch nur das Überströmen der Flüssigkeit aus der Zelle 82 in die Zelle 85 und nicht in umge kehrter Richtung zu infolge der Wirkung einen als Rückschlagventil wirkenden, den Stopfen 90 umgebenden Gummibandes 97. Durch seine Ausdehnung bestattet dieses Gummiband das Austreten von Flüseigkeit aus den Öffnungen der Kanäle 89, über wel chen es liegt, schliesst dieselben aber in wirk samer Weise ab, wenn der Druck in der Zelle 85 grösser ist als jener in der Zelle 82.
Es ist deshalb klar, dass die aus der Zelle 85 in die Zelle 82 überströmende Flüssigkeit un bedingt durch den Kanal 92 und den zwi schen den kegelförmigen Oberflächen der Or gane 89 und 90 bestehenden Ringkanal strö men muss, während in der umgekehrten Richtung die Flüssigkeit nicht nur durch diesen Ringkanal, sondern ebenfalls durch die Seitenkanäle 95 und 96 fliessen kann, wo durch eine verhältnismässig rasche Rückfüh rung der Kolbenscheibe 81 ermöglicht wird, nachdem dieser Kolben seinen Wirkungshub ausgeführt hat.
Das Innere des Gehäuses 63 ist in stän diger Verbindung mit der den Ventilkörper 33 einschliessenden Kammer über die Verbin dungsleitung 98, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Die Anordnung ist derart, dass bei gesenk- tem Ventilkörper 33 und mit vollem Druck in dessen Ventilkammer einströmendem Koh lensäurewasser der im Kohlensäuxewasser- behälter herrschende Druck augenblicklich voll auf die biegsame Wandung der Zelle 85 einwirkt.
Dieser Druck bewirkt das Ausströ men des Flüssigkeitsinhaltes der Zelle 85 durch den Kanal 92 die zwei Kanäle 93 und den ringförmigen Messkanal in die Zelle 82, wodurch eine verhältnismässig langsame Deh nung dieser Zelle und eine Bewegung des Messkolbens für den Wirkhub verursacht wird. Diese Bewegung dauert innerhalb der gegebenen Grenzen an, solange dass Ventil 33 offen ist, und zwar ist die Flüssigkeits verdrängung durch den Kolben 81 und somit die Förderung von Flüssigkeit durch das senkrechte Leitrohr 30 genau proportional dem Ausströmen von Kohlensäurewasser durch den Kanal der Ausflussdüse.
Bei der beschriebenen Ausgabevorrich tung ist für ihre Wirkungsweise besonderer Wert auf einen genauen Ausgleich aller massgebenden Faktoren gelegt worden, denn es ist augenscheinlich, dass das einzige Be tätigungselement, nämlich das Kohlensäure- wasser, in der ganzen;
Einrichtung stets un ter dem gleichen Druck steht, dass die Tem peratur des. Wassers in der Messvorrichtung und des, Kohlensäurewassers im wesentlichen die gleiche ist und dass der Durchfluss durch Kanäle mit den gleichen hydraulischen Cha rakteristiken erfolgt, woraus sich ein unver änderlich gleichförmiges Verhältnis zwischen Sirup und Wasser ergibt und durch diese genaue Dosierung der einzelnen Flüssigkei ten ein fertiges Getränk von gleichbleibender Qualität abgegeben wird.
Die Abgabemenge der Sirupflüssigkeit kann .durch eine Einstellung des Stopfens 90 im Längssinne erhöht werden, indem eine Erweiterung des. Ringkanals herbeigeführt wird oder verringert werden durch eine Ver- engerung dieses Ringkanals, ist aber auf alle Fälle proportional der durchströmenden Menge Kohlensäurewasser.
Ausserdem ergibt sich dank der Verbin dung des Ventils 40 mit. dem Leitrohr. 30 und dem Ausflussrohr 54 ein augenblick- liches Abstellen des Einströmens von Sirup beim Schliessen des Ventils, und zwar ist dies, wie ohne weiteres ersichtlich, auf eine Pipettenwirkung zurückzuführen, indem das obere Ende des Leitrohres luftdicht abge schlossen wird, so dass kein Tropfen Flüssig keit mehr am untern Ende desselben austre ten kann, bis der obere Verschluss wieder aufgehoben wird. Dies ist insbesondere wich tig bei Vorrichtungen der beschriebenen Art, bei welchen das Problem des Nachtropfens im Hinblick auf die damit verbundenen Fak toren, wie Reinlichkeit, Anziehung von Flie gen usw., bisher nur zum Teil gelöst worden war.
Die dargestellte Vorrichtung ergibt eine einfache und leicht ausführbare, auf den physikalischen Grundgesetzen beruhende Lö sung.
Die Dosierungszelle 85 isst luftdicht ab geschlossen, so dass das Eintreten von Sirup in das Wasser der Messvorrichtung verhütet und eine gleichförmige Wirkungsweise der selben gewährleistet wird. Die Zelle 85 ist erforderlich, denn wenn das Kohlensäurewas ser unmittelbar auf den Schaft 80 einwirken würde, würde infolge der veränderlichen Gas abgabe des Kohlensäurewassers die ausgege bene Sirupmenge vom Kohlensäuregehalt des Wassers abhängig werden.
Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Aus- fiihrungsform sind die verschiedenen kegel- stumpfförmigen Organe im Druckverminde rungsteil der Leitung für das Kohlensäure wasser bedeutend konischer, indem deren Oberflächen einen grösseren Winkel mit der gemeinsamen Achse einschliessen, und jedes dieser Kegelorgane 57' ist an seinem weite ren Ende mit einer Anzahl einwärts gekehr ter, flanschartiger Vorsprünge 572 versehen, welche in gleicher Flucht übereinanderliegen. Das Kernrohr 23' bildet hierbei ein Organ für sich und wird normalerweise durch eine Schraubenfeder 101 nach unten gedrückt.
Das Düsenstück 35' ist von einer Hülse 102 umgeben, welche durch Radialarme 103 mit einem die Hülse 52' umgebenden Ring 104 verbunden ist, wobei die Radialarme 103 durch senkrechte Schlitze der Hülse 52' hin- durchtreten. Der Ring 104 ist so angeordnet, dass er von der Bedienungsperson bequem er fasst werden kann, und durch Anheben dieses Ringes wird das obere Ende der Hülse 102 gegen das untere ringförmigeEnde des Kern rohres 23' gedrückt und auf diese Weise das Kernrohr entgegen der Wirkung der Feder 101 angehoben.
Durch die Aufwärtsbewe gung des Kernrohres werden die einwärts gekehrten Vorsprünge 572 der kegelstumpf- förmigen Organe 57' nacheinander von unten aneinandergerückt und gegebenenfalls alle drei Organe 57' angehoben.
Hierdurch wird eine Erweiterung der durch das Kernrohr, die drei Kegelstumpforgane 57' und das äussere Organ 25' gebildeten ringförmigen kapillaren, Kanäle bezweckt, um mehr Flüs sigkeit durch dieselben durchströmen zu las sen, so dass bei Betätigung des Steuerventils, wenn diese, verschiedenen Teile in der be schriebenen Weise angehoben worden sind, die mit grosser Geschwindigkeit zwischen den die ringförmigen Kanäle begrenzenden Flä chen durchströmende Flüssigkeit eine Reini gung derselben bewirkt.
Ein Stift 105 geht durch die Wandung des Organes 25' und durch Schlitze in den verschiedenen kegel- stumpfförmigen Einsätzen 57' hindurch und ragt in .einen Schlitz 232 des Kernrohres 23 hinein.
Die verschiedenen Schlitze für den Stift 105 in den Einsätzen; 57' sind verschie den lang, und infolgedessen wird die Auf wärtsbewegung des äussern Einsatzes,<B>57'</B> un terbrochen, bevor die Aufwärtsbewegung des mittleren Einratze:,. 57' unterbrochen wird, und auf diese Weise wird eine Trennung die ser Einsätze gewährleistet und die Trennung des innersten Einsatzes vom mittleren Ein satz<B>57'</B> und des innersten Einsatzes:
vom Kernrohr 23' -wird zwangläufig in der glei chen Weise bewirkt. Nachdem die Reinigung durch das durchströmende Kohlensäurewas- ser beendigt ist, werden das. Kernrohr und die Einsätze 57' durch die Wirkung der Fe der 101 in ihre Ausgangsstellungen zurück geführt.
Bei der gewerblichen Ausführrung der Vorrichtung kann es erwünscht sein, die oben beschriebenen kegelstumpfförmigen Einsätze aus einem laufenden Blatt oder Band eines geeigneten Materials herzustellen, und zu diesem Zweck kann eine geeignete Abstand haltung dadurch erzielt werden, dass man ein Stück rostfreies Stahlblech oder dergleichen, welches vorher ausgeschnitten oder gelocht.
worden ist, auf ein gleiches Blech aus vollem Material legt und die beiden in dieser Weise dicht aufeinandergelegten Stücke in Form einer Spirale rollt, so dass die Abstandorgane den erforderlichen Durchfluss der Flüssig keit zwischen den vollen Blechorganen ge statten und diese kombinierten Organe die Erreichung des mit der gesamten Anordnung angestrebten Zweckes ermöglichen. Natürlich wären noch andere Ausführungen möglich.
Es ist zu bemerken, dass die den Druck verringerungsteil der Kohlensäurewasaerlei- tung bildenden, kegelstumpfförmigen Ein sätze sorgfältig auf Grund der technischen Praxis auszubilden sind und das angestrebte Resultat durch Anwendung und Erforschung der Grundgesetze für die Flüssigkeits- und Gasströmungen erzielt worden ist. Grosse Strömungsschwankungen können durch Än derung der Durchmesser erzielt werden, und in der Ausführung ist richtiger kapillarer Abstand und ein genau bestimmter Durch messer für die Einsätze 57 einzuhalten.
Frühere Versuche zur Erreichung des gewünschten Resultates, wie z. B. das Durch leiten des Kohlensäurewassers durch eine Kammer mit Perlen oder sonstigen losen Körpern, hatten keinen Erfolg, wahrschein lich wegen der ständigen Schwankungen der Durchgangsgrösse unter diesen Bedingungen und weil die Zusammenwirkungs- und Aus gleichsfaktoren hierbei entweder nicht be- rücksichtig wurden oder unbekannt waren.
An Stelle der in Fig.1, 2, 3 und 5 dar gestellten Düsenform könnte auch die in Fig. 6 und 7 dargestellte Mischdüse verwen det werden. Die in Fig. 6 und 7 dargestellte Düse bezweckt die Mischung des Kohlen säurewassers mit dem Sirup oder der Aroma flüssigkeit im Augenblick des Ausflusses dieser Flüssigkeiten aus den Abgabevorrich- tungen, und zu diesem Zweck besitzt die um gebende Hülse 150 eine axiale Auslauföff nung 150a von verringerter Grösse, und die innere Wandung ist gegen die Auslauföff nung hin zur Düsenachse gekrümmt, wie aus Fig. 6 ersichtlich.
In gleicher Weise ist auch die äussere Fläche des innern Düsenteils 151 gegen die Achse desselben gekrümmt, wobei jedoch der Krümmungsradius der äussern Oberfläche des Teils 151 grösser ist als der Krümmungsradius der innern Oberfläche der Hülse 150, so d ass sich der Kanal zwischen diesen Teilen gegen die Auslassöffnung hin verengert. Von der gekrümmten Endpartie des innern Düsenteils 151 ragen einige ge bogene Flügel 153 vor, welche so geformt sind, dass dem abwärts fliessenden Strahl beim Herunterströmen in das Gefäss eine Drehung um die Achse der Abgabedüse er teilt wird, wodurch die Mischung mit dem zentralen Strom, Sirup oder dergleichen be günstigt wird.
Die andern Teile der in den Fig.6 und 7 dargestellten Düsen sind im wesentlichen die gleichen wie bei der Aus führung nach Fig. 2 und 3, und es sei des halb von einer Beschreibung derselben ab gesehen.
In denn Fig. 8 bis 12 ist eine Ausfüh rungsform einer Abgabevorrichtung für Koh lensäurewasser in Verbindung mit einer Vor richtung zur Dosierung und Abgabe einer bestimmten Menge Sirup dargestellt.
Ein Hauptventilgehäuse 210 ist in ein mit einer Isolierung 2.12 verkleidetes Metall gehäuse 211 eingesetzt und, wie nachstehend beschrieben;, mit einem Sirupbehälter 213 verbunden. Kohlensäurewasser wird in das Ventilgehäuse durch den Einlasskanal 214 eingeführt und strömt dann durch den Ven- til'sitzeinsatz 215 in die Ventilkammer,
wo bei das Einströmen des Kohlensäurewassers durch den mit einer Gummischeibe 217 ver sehenen Ventilkörper 216 gesteuert -wird. Der Ventilkörper 216 wird mit seiner Gummi scheibe auf den Ventilsitz 215 aufgedrückt gehalten durch einen Stösser 218, welcher ,seinerseits durch einen Flansch 219 der ä ussern Hülse 220 nach oben gepresst wird, welch letztere in der Stellung völliger Öff nung durch eine Feder 221, welche auf eine Mutter 222 wirkt, gehalten wird.
In der äussern Hülse 220 sitzt ein Sirup rohr 223, welches frei in der ersteren gleiten kann und durch die auf eine Mutter 225 ein wirkende Feder 224 normalerweise in der obern Stellung gehalten wird.
Eine Gummimembran 226 bildet einen Ab schluss zwischen dem Siruprohr 223 und dem Hauptventilgehäuse 210, wodurch ein Ent weichen von Sirup an dieser Stelle verhin dert wird. Diese Membran ist indessen ge nügend biegsam, um eine freie Vertikalbewe gung des Siruprohres 223 zu ermöglichen. Am untern Ende des Siruprohres ist eine Düse 227 befestigt.
Eine Ventilvorrichtung 228 für den Sirup besteht aus einem Strömungsabschlussventil 229, welches mit 228 durch eine Stange 229a verbunden ist, dem Speiseabschlussventil 230, dem Luftrückschlagventil 231, dem Lüf tungsrohr 232 und dem Handgriff 233. Die Ventilvorrichtung ist in bezug auf das Sirup rohr 223 und den Speiseventilsitz 236 so an geordnet, dass in der obersten Abschlussstel lung des Siruprohres das Strömungsabschluss ventil 229 auf dem Sitz 234 oben auf der Sirupdüse 235 aufsitzt, während das Speise abschlussventil 230 um eine beträchtliche Strecke von seinem Sitz 236 abgehoben ist.
237 ist ein zylindrischer Siebkorb, und der Durchmesser desselben sowie des Sirup ventils 228 ist so bemessen, dass ein ziemlich enger Zwischenraum zwischen diesen beiden Organen besteht, wobei dessen ungeachtet durch Anheben mittels des Handgriffes 233 das gesamte Sirupventil abgehoben werden kann, so dass eine gründliche Reinigung aller dieser Teile und des Ventils ermöglicht wird. Die Hauptstützhülse 238 ist in den Haupt körper 210 eingegossen und bildet eine Stütze, in welcher die äussere Hülse 220 und das Siruprohr 223 frei gleiten können.
Auf die Aussenseite der Stützhülse 238 ist die genutete Kapillardüse 239 aufgesetzt, welche wie folgt ausgebildet ist: Das Organ 240 ist ein Stopfen von Zylinderform, auf dessen Oberfläche eine Anzahl Längsnuten 241 (Fig. 11 und 12) eingeschnitten sind, und die Querschnitts- und Längenabmessungen dieser Nuten sind in Übereinstimmung mit der nachstehend ausgeführten Theorie der vis kosen Strömung ausgebildet. 242 ist eine auf den Zylinderstopfen 240 fest aufgezogene Hülse.
Dass untere Ende dieses Stopfens ver jüngt sich bei 243 zu einem kleineren Durch messer, und die untere Innenfläche der Hülse 242 weicht konisch nach auswärts zurück, so dass bei den aufeinandergesetzten Teilen an der Auslassöffnung der Nuten 241 ein Ring raum 245 gebildet wird, dessen Querschnitt allmählich zunimmt. 246 ist eine Draht gewebescheibe mit feinen Maschen, welche über das untere Ende des Ringraumes 245 auf einer Schulter 247 des Ringstückes 248 gehalten ist, welch letzteres auf einer Ring scheibe 249 aufliegt, die in die äussere Hülse 250 eingeschraubt ist; die letztere ist in das Hauptventilgehäuse 210 in gleicher Weise eingeschraubt, wie aus Fig. 8 ersichtlich.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich, schliesst die Innenfläche der auf den ,Stopfen 240 aufge zogenen Hülse 242 die offene Seite der Nu ten 241 ab, und es entstehen auf diese Weise eine Anzahl in Längsrichtung der Düse ver laufender Kanäle von dreieckiger Quer- schnittsform. Dieselben könnten indessen auch rechteckige, quadra-titche oder halb kreisförmige Querschnittsform haben; indes sen ist die V-Form vorzuziehen, da dieselbe einen ausgezeichneten hydraulischen Radius ergibt und für die Herstellung am prak tischsten ist.
In Fig. 13 ist eine der Vorrichtung nach Fig.8 bis 12 ähnliche Ausbildung darge stellt, welche sich von der letzteren nur da durch unterscheidet, da.ss die Nuten 241 nicht an der Aussenseite des Stopfens 240, sondern auf der Innenfläche der Hülse 242 sitzen, und es besteht kein grundsätzlicher Unter schied zwischen den beiden dargestellten An ordnungen:; indessen können fabrikatorisehe Gesichtspunkte zur Wal11 dereinen oder der andern Ausführung je nach denn Umständen massgebend sein.
Die Dichtung 251 bewirkt den Abschluss der eingesetzten Kapillarnutendüse und ver hütet ein Durchtreten von Flüssigkeit an die ser Stelle, und in die Behälterwandung, in welcher das Ventilgehäuse eingesetzt ist, sind Büchsen 252 und 258 eingesetzt. Ein aussen auf den Teil 250 aufgeschraubter Verschluss ring 254 liegt am Teil 258 an, der zuvor auf den Teil 252 aufgeschraubt worden ist, und dient zum Festhalten der Ventilvorrichtung innerhalb der genannten Büchsen.
Eine nicht metallische Büchse 255 bildet einen festen Abschluss zwischen den beiden Büchsen, wenn die Büchse 253 angezogen ist, und ein Gummi- dichtungsring 256 verhindert ein Austreten von Wasser aus dem zu Kühlzwecken das Ventilgehäuse umgebenden Wassermantel.
Die Düse 227 ist zweckmässigerweise mit gebogenen Flügeln 257 versehen, und der einwärts gekrümmte Ring 258 ist so ausge bildet, dass er einen einwärts gerichteten, wirbelnden Strom von Kohlensäurewasser gegen den aus dem Düsenstück 235 austre tenden Sirupstrom schleudert, wodurch eine gründliche und richtige Mischung von Sirup und Wasser erzielt wird.
Damit der Sirup aus der Sirupkammer 259 ausströmen kann, muss ein Lufteinlass für die Ersetzung des Sirups ermöglicht werden, und zu diesem Zweck ist ein Lüf tungsrohr 232 mit einem Gummirückschlag ventil 231 vorgesehen, und zwar besteht das letztere aus sehr elastischem Weichgummi und ist so ausgebildet, dass durch einen leich ten abwärts gerichteten Sog in der Sirup kammer 259 ein Einströmen von Luft nach unten durch das Rückschlagventil in den Behälter bewirkt wird. Mit dem Rückschlag ventil wird bezweckt, das Eindringen von Sirup in das Lüftungsrohr beim Füllen der Kammer 259 zu verhüten, da sonst je nach dem Stand des Sirups im Behälter 213 eine kleine Abweichung in der Menge, des auslau fenden Sirups entstehen würde.
Wenn also zum Beispiel der Behälter scheinbar leer wäre, würde nur eine kleine Menge Sirup im Rohr 282 zurückbleiben, und diese würde bei Betätigung des Ventils entleert werden; wenn hingegen der Behälter völlig gefüllt wäre, würde heim Füllen der Sirup in das Lüftungsrohr bis zur Höhe des, Sirups im Behälter einlaufen, und unter diesen Um ständen würde eine beträchtlich grössere Menge Sirup auslaufen als bei niederem Stand. Die beschriebene Anordnung ermög licht deshalb eine grosse Genauigkeit bei der Dosierung unter verschiedenen Bedingungen abzugebender Sirupmenge.
Die Wirkungsweise der in Fig. 8 bis 13 dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Bei ausser Gebrauch befindlichem Ventil und ohne Durchfluss drücken die Federn 221 und 224 das, Siruprohr 223 und die äussere Hülse 220 in ihre oberste Stellung, und da das .Siruprohr sich in dieser Lage befindet, ist das Ausströmv.entil 229 auf dem obern Ende 234 der Sirupdüse 235 geschlossen, wodurch jegliches, Ausfliessen von Sirup aus diesem Rohr verhindert wird.
Auf diese Weise werden sowohl die positive Wirkung des Ventils als auch, infolge des verhältnis mässig kleinen Durchmessers des Rohres, die Auswirkungen des physikalischen Prinzips der Pipette angewendet, um mit Sicherheit zu verhindern, dass auch nur der kleinste Tropfen :Sirup unter diesen Umständen ent weicht. Dies. ist insbesondere vom hygieni schen Standpunkt aus erwünscht, da ausflie- ssender Sirup Fliegen und anderes Ungezie fer anzieht.
Die gesamte Ventilvorrichtung 228 ist ebenfalls angehoben, so dass das, Speis2- abschlussventil 230 von seinem Sitz 236 ab gehoben ist, und der Sirup kann nun frei in die Sirupkammer 259 eintreten, wobei die verdrängte Luft aus dieser Kammer nach oben durch den Sirup hindurch in den Behäl ter 213 entweicht. Das Gummirückschla.g- ventil 231 verhütet den Eintritt von Sirup in das Lüftungsrohr 232, wie oben beschrie ben.
Bei in der Schliessstellung befindlichem Ventil drückt die Feder 221 die äussere Hülse 220 in die Stellung völliger Öffnung und mittels des: Flansches 219 und des Stössers 218 das Abschlussventil 216 mit der Gummi dichtungsscheibe 217 geigen die Ventilsitz büchse 215, wodurch jedes weitere Ausströ men von Kohlensäurewasser verhindert wird. Der Ventileinsatz 260 ist lediglich blind ein gesetzt, um das Entstehen einer einseitigen Beanspruchung des Ventils 215 zu verhüten.
Zur Betätigung der Abgabevorrichtung werden die Vorsprünge 261 niedergedrückt, und dieser Druck wird auf das Siruprohr 223 übertragen, welches hierdurch heruntergezo gen wird. Während des ersten Teils dieser Bewegung bewegt sich die äussere Hülse 220 nicht. Infolge der Abwärtsbewegung des Siruprohres 223 kann zuerst das Speise abschlussventil 230 auf seinen Sitz 236 ge langen und das Zuströmen von Sirup unter brechen, und dann wird das Strömungs- abschlussverntil 229 abgezogen.
Hier berührt nun der untere Vorsprung der Mutter 225 des Siruprohres das obere Ende der äussern Hülse 220 und beginnt dieselbe niederzu drücken, durch welche Bewegung der auf wärts gerichtete Druck des Stössers 218 gegen das Ventil 215 aufgehoben wird, so dass sich das Ventil für Kohlensäurewasser öffnen kann. Durch diesen Mechanismus wird ein gleichzeitiges Öffnen des Sirupventils 229 und des Kohlensäurewassserventils 215 be wirkt, was sehr wichtig ist, da es hierdurch der Bedienungsperson verunmöglicht wird, entweder nur Kohlensäurewasser oder nur Sirup allein aus dem Ventil herauszulassen. da dasselbe die beiden Ingredienzien nur zu sammen abgibt.
Bei offenem Kohlensäure wasserventil 215 wirkt der volle Druck des Kohlensäurewassers auf das obere Ende der Kapillarnutendüse, und das Kohlensäurewas ser fliesst in einem solchen Masse durch die V-förmigen Kapillarnuten abwärts, dass die zwei grundlegenden Forderungen an die Ka pillardüse erfüllt sind, nämlich dass die ge samte potentielle Energie der Flüssigkeit durch Reibung aufgebraucht und der Strom linienfluss ständig aufrechterhalten wird.
Da diese Kanäle bedeutend grösser sind als die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 7 beschriebenen Kanäle von 0,05 mm Weite, ist die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit höher, und es ist erforderlich. durch irgendwelche Mittel diese Geschwin digkeit herabzusetzen, damit die in das Ge fäss eingefüllte Flüssigkeit nicht durch das aus der Düse ausströmende Kohlensäurewas ser zu heftig aufgewühlt wird. Zu diesem Zweck ist der sich allmählich erweiternde Ringraum 245 vorgesehen, und das am un tern Ende der V-förmigen Nuten 241 austre tende Wasser tritt in diesen Raum ein, wor auf der Metallgewebeschirm 246 eine genü gende Verzögerung bewirkt, um den Ring raum 245 mit Flüssigkeit anzufüllen.
Durch diesen Zustand wird ein Venturi-Effekt her vorgerufen, durch welchen die Geschwindig keit der Flüssigkeitsströmung direkt propor tional der Erweiterung des Raumes verrin gert wird. Infolgedessen strömt die Flüssig keit bei Erreichung des weiten Endes des Raumes 245 mit geringer Geschwindigkeit so aus, dass sie ohne unzulässigen Aufprall in ein Gefäss eingefüllt werden kann.
Bei der in Fig. 8 bis 13 dargestellten Düse sind beispielsweise Nuten verwendet. worden, deren Tiefe von der Mitte der Basis bis zur Spitze 0,275 mm beträgt, welches Mass fast sechsmal grösser ist als jenes der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Düse; die Vorteile für die Herstellung und Reinigung der in Fig. 8 bis 13 dargestellten Düse dürften ohne weiteres ersichtlich sein.
Beim Durchtritt durch den Schirm 246 trifft das Kohlensäurewasser auf die ein wärts gekrümmte Oberfläche des äussern Rin ges 248 und ausserdem auf die gekrümmten Flügel 257 auf, wodurch ein einwärts ge kehrte -wirbelnder .Strom von Wasser zusam men mit dem aus der Düse 23,5 austretenden Sirup ausströmt, und als Resultat ergibt .sich ein gründlich gemischtes, stark kohlensäure- haItiges Getränk.
Beim Loslassen der Vorsprünge 261 kehrt die Vorrichtung selbsttätig in die @Schliess- stellung zurück, das Ventil 216 tritt erneut. auf seinen Sitz 215 und unterbricht das Aus strömen von Kohlensäurewasser, .das Ventil 229 kommt auf seinen Sitz 234 und unter bricht das Ausströmen von Sirup durch die Düse 235, und das Ventil 230 wird von sei nem Sitz 236 abgehoben, damit die Sirup kammer 259 in Erwartung des nächstfolgen den Abgabevorganges unmittelbar wieder gefüllt werden kann.
Bei der in den Fig. 8 bis 13 dargestellten Ausführungsform liegt ein grosser Vorteil in der Leichtigkeit, mit welcher die vom Sirup durchflossenen Teile gespült und gereinigt werden können, und der allgemeine Fehler aller Sirupabgabevorrichtungen besteht darin, dass die Dosierungsorgane für den Sirup ge wöhnlich eingeschlossen und unzugänglich sind, oder aus andern Gründen nicht gut ge reinigt werden können. Wenn man bei der beschriebenen Vorrichtung die Organe für den Sirup zu reinigen wünscht, muss man nur mittels des Handgriffes 223 die gesamte Sirupventilvorrichtung 228 herausheben, und zwar befindet sich der genannte Griff über dem Sirupspiegel im Behälter 213.
Sobald die Sirupventilvorrichtung herausgezogen ist. läuft der im Behälter und in der Sirupkam mer verbleibende Sirup durch das Siruprohr 223 und die Düse 235 aus und kann in einem geeigneten Gefäss aufgefangen werden. Wenn der Sirup vollständig abgelaufen ist, kann die gesamte Vorrichtung mit dem Behälter 213, der Sirupkammer 259, dem Siruprohr 223 und der Sirupdüse 235 gründlich gerei nigt und gewaschen werden, da alle diesle Teile während dieses Vorganges offen und frei liegen.
Die in den Fig. 8 bis 13 dargestellte Konstruktion ist einfach und kann wirt schaftlich hergestellt werden, alle Hauptteile sind zylindrisch und können deshalb auf der Drehbank angefertigt werden, so dass die Ausgabevorrichtung in Massenfabrikation hergestellt werden kann.
Im nachstehenden seien nun die der Dü senkonstruktion zugrunde liegenden Theorien erörtert.
Bei der Verwendung von Kohlensäure wasser ist es nicht nur dienlich, den aus einem Vorratsbehälter in ein gegen die Atmo- sphäre offenes Gefäss, wie z. B. ein Trink glas, übertretenden Flüssigkeitsstrom durch einen Leiter fliessen zu lassen, welcher so ausgebildet ist, dass die Turbulenz auf ein Mindestmass verringert wird, sondern es ist auch erwünscht, die Flüssigkeit in solcher Weise zur Auslassstelle zu leiten, dass sich an Stelle eines plötzlichen Druckabfalles ein allmählicher Druckabfall ergibt, da am we nigsten Kohensäure aus der Flüssigkeit ent weicht, wenn das Ausströmen mit verhältnis mässig geringer Geschwindigkeit und niedri gem Druck erfolgt Die oben beschriebene Kapillarnutendüse ist im Hinblick auf diese Anforderungen so ausgebildet worden,
dass sie einen Strom Kohlensäurewasser in ein unter atmosphärischem Druck stehendes Ge fäss in der gewünschten Weise abgibt, in dem ein allmählicher Druckabfall bewirkt und in folgedessen ein hoher Kohlensäuregehalt aufrechterhalten wird und gleichzeitig dieses Ausströmen ohne Turbulenz erfolgt, so dass das Kohlensäurewasser unter den günstigsten Bedingungen abgegeben wird.
In dieser Beziehung ist darauf hinzu weisen, dass die Vernichtung der Strömungs energie des: KobJensäurewassers auf aeinem Weg durch die Düse durch eine grosse Anzahl in der Düse angeordneter Kanäle oder Nuten erzielt wird, ohne eine Abwei chung desselben vom Stromlinienfluss oder die Entstehung einer Turbulenz zu bewirken.
und die Wirkung ist derart, dass das Kohlen- säurewasser am untern Ende der Energiever- nichtungsvorrichtung mit sehr niedrigem Druck und unter Verzögerung seiner Ge schwindigkeit austritt, wobei sich das Was ser auf seinem Weg nach unten mit dem aus tretenden Sirup unter Bedingungen mischt, welche die grösste Bekömmlichkeit des fer tigen Getränkes gewährleistet.
Es ist klar, dass verschiedene Vorrichtun gen verwendet werden können zur Erzielung des verhältnismässig langsamen, gleichförmi gen Druckabfalles der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit bei ihrer Annäherung an die Mündung der Auslassdüse unter Aufrecht erhaltung der Stromlinienströmung. Es hat sich gezeigt, dass für einen Abgabeapparat der vorliegenden Art die dargestellten Druck verminderungsvorrichtungen praktisch sind, da sie von einfacher Konstruktion und leicht zu reinigen sind.
Es ist klar, dass für die Konstruktion der Drickverminderungsvorrichtung die Art der abzugebenden Flüssigkeit und insbesondere deren absolute Viskosität und Dichte in Be tracht gezogen werden muss.
Es ist zum Beispiel bekannt, dass die ab solute Viskositiät und Dichte einer Flüssig keit bekannt sein muss, um die maximale Strö mungsgeschwindigkeit zu ermitteln, welche für die Aufrechterhaltung eines Stromlinien flusses zulässig ist, ohne dass eine Turbulenz oder Querbewegungen der Flüssigkeitspar tikel eintreten. Wie bereits erwähnt, muss zur Verringerung des Verlustes gelösten Gases auf ein Minimum das Ausfliessen von Kohlensäurewasser aus einem Behälter in ein Aufnahmegefäss stromlinienförmig oder ohne Turbulenz erfolgen.
Bei der Konstruk tion einer Druckverringerungsvorrichtung der vorliegenden Art ist deshalb in erster Linie eine Betrachtung der Art der abzu gebenden Flüssigkeit erwünscht, um einige Anhaltspunkte für die maximal zulässige Strömungsgeschwindigkeit einer solchen Flüssigkeit zu erhalten, welche zulässig ist, ohne eine Turbulenz zu bewirken.
Für jede Flüssigkeit besteht unter gege benen Bedingungen eine kritische Geschwin digkeit, deren Wert von den Viskositätskräf ten abhängig ist. Zur Bestimmung der kri tischen Geschwindigkeit einer durch ein Rohr oder einen Leiter strömenden Flüssig keit wird die sogenannte Reynoldssche Zahl für diese Flüssigkeit ermittelt, welche sich aus der nachfolgenden Gleichung ergibt:
EMI0015.0005
EMI0015.0006
D = Rohrdurchmesser, V= Strömungsgeschwindigkeit, u = absolute Viskosität, p =Dichte der Flüssigkeit bedeuten, wenn die Reynoldssche Zahl oberhalb eines kritischen Wertes von 1500 bis 3000 liegt, ergibt sich eine turbulente Strömung, wäh rend ein Stromlinienfluss eintritt, wenn die Reynoldssche Zahl unter diesem kritischen Wert liegt.
Unter Berücksichtigung dez Umstandes, dass die Reynoldssche Zahl zur Aufrecht erhaltung eines Stromlinienflusses den kriti schen Wert nicht übersteigen darf und dass der Durchmesser des von der Flüssigkeit durchströmten Rohres sowie die absolute Ge schwindigkeit und Dichte der Flüssigkeit als massgebende Faktoren in der Formel für die Reynoldsache Zahl vorkommen, kann die Kon struktion einer besonderen Vorrichtung zur Herbeiführung des nötigen Druckabfalles in der strömenden Flüssigkeit mit Hilfe von weiteren, bewährten Formeln erfolgen,
wel che bisher bei der Konstruktion von Fiüssig- keitsdeitungen benützt worden sind.
Es ist bereits erwähnt worden, dass die kohlensäurehaltige Flüssigkeit unter be trächtlichem Druck aufgespeichert werden muss. In dies-ein Zustand hat die. Flüssigkeit infolge ihres Druckes potentielle oder aufge speicherte Energie. Diese Energie muss ver braucht werden, ehe das Getränk im Glas oder in der Tasse zur Ruhe kommt. Eine Me thode zur Vernichtung dieser potentiellen Energie, welche jetzt fast allgemein benützt wird, besteht darin, das Getränk aus, einer engen Düse herausspritzen zu lassen..
In die sem Falle wird die potentielle Energie un mittelbar in kinetische oder Strömungsener gie verwandelt und bewirkt, dass die Flüs sigkeit mit einer Geschwindigkeit heraus spritzt, welche weit über der kritischen Ge schwindigkeit liegt. Der auf diese Weise er zeugte turbulente Flüssigkeitsstrom schiesst heftig in das Glas, und die Strömungsenergie wird gegebenenfalls durch die heftige Tur bulenz der Flüssigkeit im Glase in Wärme verwandelt.
Es besteht noch eine andere Methode zur Vernichtung der potentiellen oder aufgespei cherten Energie der Flüssigkeit, und zwar in der Weise, dass die potentielle Energie durch die Reibung verbraucht wird, welche beim Durchströmen der Flüssigkeit durch die Ab gabevorrichtung erzeugt wird. Es ist mög lich, ziemlich die ganze Energie der Flüssig keit durch Reibung zu vernichten, so dass die Flüssigkeit am Auslaufende der Düse unter atmosphärischem Druck und ohne grosse Ge- schwindigkeit ausströmt, die dargestellten Vorrichtungen benützen die Reibung zur Er reichung dieses Zweckes.
Bei der Konstruk tion solcher Mittel für eine gewählte Flüssig keit ist zuerst eine Betrachtung der oben er wähnten Gleichung für die Reynoldssche Zahl erforderlich.
Die kinematische Viskosität ist bei einer gegebenen Flüssigkeit für eine bestimmte Temperatur konstant, so dass sich die Rey- noldssche Zahl mit dem Produkt aus dem Rohrdurchmesser und der Geschwindigkeit ändert. Hieraus ergibt sich, dass bei einem sehr kleinen Rohrdurchmesser die Geschwin digkeit eine sehr hohe sein kann und trotz dem die gleiche Reynoldssche Zahl, die klei ner als 3000 sein muss, um eine lineare Strö mung beizubehalten, erhalten werden kann.
Die gewöhnlich benützte Gleichung für die Flüssigkeitsströmung in Röhren ist fol- gende:
EMI0016.0013
worin hf = Druckverlust durch Reibung, f =ein von der Reynoldsschen Zahl ab hängiger Koeffizient, L = Länge des Rohres, D =Durchmesser des Rohres, V = Strömungsgeschwindigkeit.
g = Fallbeschleunigung darstellen. Eine Untersuchung dieser Formel ergibt, da.ss sich der durch Reibung erzeugte Druck- verlost im Rohr mit dem Quadrat der Strö- mungsgeschwindigkeit steigert und umge kehrt proportional dem Durchmesser des Rohres ist. Wenn also der Rohrdurchmesser nur mit 1/10 bemessen wird und die Geschwin digkeit zehnmal höher genommen wird (was geschehen kann, ohne eine turbulente Strö mung herbeizuführen), würde das unter die sen Umständen benötigte Rohr zum Ver brauch des Druckes nur 1/1ooo der Länge im Vergleich zu vorher aufweisen.
Zum Weiter leiten der gleichen Flüssigkeitsmengen muss natürlich die Anzahl der Rohre .erhöht wer den, wenn dieselben kleiner gemacht werden. Wenn also der Durchmesser nur 1/1o sein soll und die Geschwindigkeit zehnmal höher sein soll als oben angegeben, so werden zehn dün nere Rohre benötigt, um pro Sekunde die glei che Flüssigkeitsmenge zu fördern.
Die für die Reibungsverluste wichtige Charakteristik eines dünnen Rohres ist das Verhältnis.:
EMI0016.0031
mit andern Worten das. Verhältnis der Rei bungsoberfläche zur Dicke des Stromes. Die ses Verhältnis wird allgemein als. hydrau lischer Radius bezeichnet.
Es ist also als bezeichnend festzuhalten, dass sich bei allen Flüssigkeitsleitern, gleichgültig welcher Q,uer- schnittsform, der gleiche Reibungsverlust er gibt, wenn dieselben den gleichen hydrau lischen Radius haben.
In der Annahme, dass zur Konstruktion einer Düse der vorliegen den Art N dünne Rohre benützt werden müssen. und d,ass jedes einen Innendurchmes ser von D cm hat, ist der hydraulische Ra dius jedes Rohres:
EMI0016.0045
Die gesamte Fläche sämtlicher Rohre zusam men ist
EMI0016.0048
Erwünseht ist deshalb ein Leiter von
EMI0017.0001
solcher <SEP> Form, <SEP> dass <SEP> ein <SEP> hydraulischer <SEP> Radius
<tb> D
<tb> _ <SEP> - <SEP> ,und <SEP> von <SEP> solcher <SEP> Grösse, <SEP> dass <SEP> die <SEP> Quer 4
<tb> schnittsfläche <SEP> = <SEP> N@<U>4 <SEP> D2</U> <SEP> ist. <SEP> Die <SEP> gewählte Form muss ausserdem leicht zu reinigen sein.
Ein ringförmiger Leiter, wie in Fig.1 bis 7 dargestellt, erfüllt diese Bedingungen. Der hydraulische Radius dieses Ringkanals bestimmt sich wie folgt:
EMI0017.0002
Es ist oben gezeigt worden, dass bei einem gewöhnlichen Zylinderrohr der hydraulische
EMI0017.0003
ist. Zur Erreichung eines Ring kanals mit der gleichen Strömungscharak- teristik wie das gewöhnliche Rohr gilt des halb
EMI0017.0006
aus (1) d1 - d2 = D (3) und aus (2) d# - d#2 --- ND2 (4)
Bei Erfüllung der Gleichungen 3 und 4 ergibt somit ein ringförmiger Kanal mit genau der gleichen Strömungscharakteristik wie ein gewöhnliches Zylinderrohr und wel cher unter den gleichen Bedingungen die glei che Flüssigkeitsmenge abgeben wird.
Im nachstehendem werden nun Rechnungs- beispiele gegeben für die Anwendung der Stromlinienflusstheorie bei der praktischen Ausführung der in Fig. 8 bis 13 dargestell ten Kapillardüse mit V-förmigen Nuten. Als Beispiel sei die Konstruktion einer Düse zur Abgabe von Kohlensäurewasser angenommen. Die zu erfüllenden Bedingungen sind die fol genden: a) Verlangte Ausflussmenge=147,85 cm' in 5 Sekunden = 29,57cm3 pro Sekunde.
b) In der Düse verlangter Druckabfall = 7040,9 cm Wassersäule.
c) Erforderliche Länge der Kapillarien ==4,42 cm.
d) Wassertemperatur = 4,40 C. e) Viskosität des Wassers = 0,01546 poises.
f) Spez. Gewicht des Wassers. = 1 g/cm3. Es muss nun die Grösse und Anzahl der Kanäle zur Abgabe von Kohlensäurewasser in der oben angegebenen Menge und den an gegebenen Bedingungen und unter Aufrecht erhaltung des Stromlinienflusses bestimmt werden.
Zur Vereinfachung der Rechnung sei zu erst angenommen, dass die Kapillarkanäle kreisförmigen Querschnitt haben und der Durchmesser dieser Kanäle bestimmt sei. Die Grösse eines gleichen Kanals mit dreieckigem Querschnitt wird dann bestimmt.
Reynoldssche Zahl.
Das Kriterium zur Bestimmung, ob ein Stromlinienfluss besteht oder nicht, ist die Reynoldssche Zahl.
Reynoldssche
EMI0017.0015
worin D = Kanaldurchmesser, V =Strömungsgeschwindigkeit, P = Dichte der Flüssigkeit, = Viskosität der Flüssigkeit.
Wenn die Reynoldssche Zahl unter dem Wert von ungefähr 1500 liegt, so ergibt sich ein vollkommener S'tromlinienfluss,. Ein Wert von. 1500 bis 3000 zeigt an, dass sich die Strömung in einem kritischen Stadium be findet, in welchem ,sie teilweise stromlinien- förmig und teilweise turbulent ist. Ein Wert über 3000 zeigt eine vollständig turbulente Strömung an.
Die Wahl der Reynoldsschen Zahl bestimmt das Verhältnis zwischen dem Durchmesser d des Kanals und der Strö mungsgeschwindigkeit wie folgt:
EMI0018.0001
<I>Wert <SEP> von <SEP> D <SEP> X <SEP> Y</I>
<tb> Reynolds <SEP> Nr. <SEP> <I>= <SEP> <U>D <SEP> V <SEP> P</U></I>
<tb> ss
<tb> .'.1500=<U>DVX1</U>
<tb> 0,01546
<tb> <I>. <SEP> ' <SEP> . <SEP> DV</I> <SEP> = <SEP> <U>1500 <SEP> X <SEP> 0,01546</U> <SEP> - <SEP> <B>23319</B>
<tb> 1 <SEP> - <SEP> .'. <SEP> D <SEP> = <SEP> <U>23,19</U> <SEP> @1)
<tb> V Bestimmung von D und V.
Die Grundformel für die Flüssigkeits strömung in geschlossenen Kanälen ist
EMI0018.0002
worin: hf=Druckverlust (in cm Wassersäule), L = Länge des Kanals, V = Strömungsgeschwindigkeit, D = Durchmesser des Kanals, g = Fallbeschleunigung, f =ein von der Reynoldsschen Zahl ab hängiger Faktor für Stromlinienfluss
EMI0018.0003
Durch Einsetzung der verschiedenen oben angegebenen Werte in Gleichung 2 ergibt sich:
EMI0018.0005
EMI0018.0006
_ <SEP> <U>0,0427X4,42</U> <SEP> V3
<tb> 23,19 <SEP> X <SEP> 1963
<tb> . <SEP> yr3 <SEP> - <SEP> <U>7040,9 <SEP> X <SEP> 23,19 <SEP> X <SEP> 19</U>63
<tb> 0,0427 <SEP> X <SEP> 4,42
<tb> = <SEP> 1 <SEP> 698 <SEP> 400 <SEP> 000
<tb> V <SEP> = <SEP> 1195 <SEP> cm/Sek.
Aus Gleichung 1:
EMI0018.0007
Da aus praktischen Gründen die grösst möglichen, mit einem Stromlinienfluss zu vereinbarenden Kanäle erwünscht sind, wird der Wert 1500 für die Reynoldssche Zahl ge wählt.
Zur Erfüllung der genannten Bedingung ist auf diese Weise der Durchmesser eines zylindrischen Kanals bestimmt worden. Es bleibt nun erstens die Grösse des Querschnit tes einer gleichwertigen Nut mit V-förmigem Querschnitt und zweitens die Anzahl der zur Erzielung der bestimmten Ausflussmenge er forderlichen Nuten zu bestimmen.
Gleichwertige V-Nut.
Es wird hier für die Querschnittsform der V-Nut ein Winkel von 60 Grad gewählt, so dass sich bei Schliessung der offenen Seite ungefähr ein gleichseitiges Dreieck, wie in Fg.5 dargestellt, ergibt. Die Seite dieses Dreiecks sei<I>a</I> und seine Höhe<I>h.</I> Als gleich wertige V=Nut ist eine solche zu bezeichnen, deren;
hydraulischer Radius gleich gross ist wie jener eines Zylinderkanals vom Durch- messer D = 0-,01944 cm, wie oben ermittelt.
EMI0018.0018
Hydraulischer <SEP> Radius <SEP> <U>Fläche</U>
<tb> =
<tb> Umfang
<tb> Hydraulischer <SEP> Radius <SEP> = <SEP> D <SEP> für <SEP> kreisförmigen <SEP> Querschnitt
<tb> Hydraulischer <SEP> Radius <SEP> <U>043301 <SEP> <I>cc</I>'</U> <SEP> = <SEP> <U>' <SEP> 3 <SEP> a</U> <SEP> fürdreieckigen <SEP> Querschnitt
<tb> Hydraulischer <SEP> Radius <SEP> = <SEP> 0,1443 <SEP> a..
<tb> <B>18</B>
EMI0019.0001
. <SEP> ' <SEP> . <SEP> Für <SEP> die <SEP> entsprechende <SEP> V-Nut <SEP> ist <SEP> 0,1448a <SEP> = <SEP> D
<tb> 4
<tb> <U>0,01942</U> <SEP> . <SEP> ' <SEP> .
<SEP> a <SEP> = <SEP> = <SEP> 0,08862 <SEP> cm
<tb> 4 <SEP> X <SEP> 0,1442
<tb> <B>lt</B> <SEP> = <SEP> a <SEP> sin <SEP> 60 <SEP> = <SEP> 0,03,362 <SEP> ,X <SEP> 0,866 <SEP> = <SEP> 0,02915 <SEP> cm. Anzahl der erforderlichen Kanäle.
Es ist eine Strömungsgeschwindigkeit von 1195 cm/Sek. ermittelt worden. Die erforder liehe Auslassmenge beträgt 29,57 cm3/Sek. Als erforderlicher Gesamtquerschnitt aller Nuten ergibt sich deshalb
EMI0019.0004
Die Querschnittsfläche einer V-Nut mit der Seite a ist = 0,43301 X a2.
# # Querschnittsfläche von 1. V-Nut = 0,483301 X 0,033622= 0,00048 cm2. Zwecks Bestimmung der erforderlichen utenzahl muss man nur die erforderliche N<B>N</B> Gesamtfläche durch die Querschnittsfläche einer Einzelnut dividieren und erhält also: erforderliche
EMI0019.0008
Als nächster ganzzahliger Wert wird demgemäss die Zahl 52 gewählt.
Um auf diese Weise alle oben angegebe nen Bedingungen zu erfüllen, werden die Kapillarkanäle folgendermassen ausgebildet: Länge der Kanäle = 4,42 cm.
Anzahl der Kanäle = 52. Höhe der V-Nut = 0,02915 cm. Seitenlänge der V-Nut = 0,03362 cm. Natürlich muss bei der Konstruktion der artiger Flüssigkeitsabgabevorrichtungen die Länge der Vorrichtung bestimmt werden, oder wenn die Länge von vornherein fest gelegte ist, so müssen die übrigen Abmessun gen der Vorrichtung für diese bestimmte Länge bestimmt werden, derart, dass die Vor richtung in der gewünschten Weise funktio nieren kann. Wie oben erwähnt, ist die ge wöhnlich benutzte Formel für die Berech nung der Flüssigkeitsströmung in Rohrlei tungen:
EMI0019.0015
Die in der Zeiteinheit durchströmende Flüssigkeitsmenge sei Q.
Nun ist <I>Q =</I> Ap, worin<I>A</I> der Querschnitt des Kanals ist,
EMI0019.0017
Setzt man diesen Wert von Y in die all gemeine Gleichung ein, @so erhält man:
EMI0019.0021
Bei jedem einzelnen Konstruktionspro blem ist es erwünscht, die Reynoldssche Zahl und deshalb den Wert von f konstant zu halten. Es ist ausserdem erwünscht, die Kon struktion für eine bestimmte DurcIlfluss- menge in der Zeiteinheit auszubilden.
Dem nach sind f und Q gegebene Konstanten, und die Strömungsgleichung kann folgender massen geschrieben werden:
EMI0019.0027
Diese Gleichung zeigt, dass der durch Reibung hervorgerufene Druckverlust der Länge L des Kanals direkt proportional und umgekehrt proportional der fünften Potenz des Durchmessers D dieser Kanäle ist.
Es muss also für jede gewählte Grösse eines Kapillarraumes eine bestimmte Länge benützt werden, um den gewünschten Rei bungsverlust in der Flüssigkeit zu erzeugen.
Aus praktischen Erwägungen ist den für <I>L</I> und<I>D</I> zu benützenden Werten eine Grenze gesetzt. Wenn zum Beispiel der Durchmesser der in Fig.l bis 7 dargestellten Kapillar kanäle zu gross gemacht wird, wird die er forderliche Länge unausführbar. (Ein Ring kapillarkanal mit einer Öffnung von etwa 6 mm Durchmesser müsste über 1600 m lang sein, um die gleiche Strömungsenergie zu vernichten wie ein Kapillarkanal von 50 mm Länge und einer Öffnung von 0,05 mm Durchmesser.
Umgekehrt darf der Wert von D nicht zu klein sein, da solche Kapillaren schwierig herzustellen wären, sich zu leicht verstopfen würden usw.
Aus obigen Darlegungen ergibt sich, dass für bestimmte Bedingungen ein unbedingt einzuhaltendes Verhältnis zwischen der Grösse der Kapillaren und deren Länge besteht, falls eine wirksame Ausführung erzielt wer den soll.