Vorrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit, die unter einem den Atmosphärendruck übersteigenden Druck steht. Die vorliegende Zusatzerfindung hat eine zweckmässige Weiterbildung der erwähnten Vorrichtung zum Gegenstand.
Gemäss dem Patentanspruch II des Hauptpatents ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen eine erste Rohrleitung zum Zuführen der zu entgasenden Flüssigkeit und eine zweite Rohrleitung zum Wegführen der entgasten Flüssigkeit ein geschlossener Entgasungsbehälter eingeschaltet ist, der gegenüber dem Rohrleitungsquerschnift erweitert und oben mit einem Gasauslassventil versehen ist, und dass das Gasauslassventil in Abhängigkeit vom Niveau des Flüssigkeitsspiegels im Entgasungsbehälter automatisch derart be tätigbar ist, dass das Gasauslassventil geschlossen ist, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Entgasungsbehälter ein vorbestimmtes Niveau übersteigt, und sich öffnet, wenn der Flüssigkeitsspiegel unterhalb dem vorbestimmten Niveau liegt.
Bei dem im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsbeispiel der Entgasungsvorrichtung wird das Gasauslassventil unmittelbar durch einen Schwimmer betätigt, so dass es durch den hydrostatischen Auftrieb des Schwimmers geschlossen wird. Dabei befindet sich der Schwimmer in einem oberhalb des vorbestimmten Niveaus angeordneten Hilfsbehälter, von dem ein Steigrohr nach unten in den Entgasungsbehälter bis etwa zu dem vorbestimmten Niveau reicht. Das Gasauslassventil ist oberhalb des Schwimmers am Hilfsbehälter angeordnet.
Diese im Hauptpatent feschriebene Ausführungsform der Entasungsvorrichtung eignet sich vorzüglich zur Entgasung von wässerigen Lösungen, deren Gesamthärte (d. h. die Menge der im Wasser gelösten Ionen der Calzium- und Magnesiumsalze) die für Trink-, Brauch- und Badewasser üblichen Grenzen nicht überschreitet, also besonders für weiches bis mittelhar tests Wasser, dessen Härte zwischen 1 und 20 franz.
Härtegraden liegt. Schwierigkeiten können jedoch bei der Entgasung von harten und sehr harten Wässern (hohe Gehalte an Calzium- und Magnesiumsalzen) sowie bei Wassertypen mit besonders starker Mineralisation (Mineral- und Thermalwässer mit stark erhöhtem Sole-, Gips- oder Schwefelgehalt usw.) auftreten.
Die Gründe liegen darin, dass einerseits das unmittelbar durch einen Schwimmer betätigte Gasauslassventil in den meisten Fällen nicht ganz dicht abschliesst, und dass anderseits das abgeführte Gas einen sehr hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, weshalb es in dem verhältnismässig engen Gasabzugrohr leicht zu Kondenswasserbildung kommen kann. Bei weichem Wasser werden diese Kondenswassertröpfehen mit Leichtigkeit durch den Gasstrom mitgerissen. Bei sehr hartem Wasser und solchem mit besonderer Mineralisation besteht jedoch die Gefahr, dass çich in dem engen Gasabzugrohr und am Gas auslassventil, bedingt durch das Auskristallisieren der Mineralsalze, Krusten bilden, die sich störend bemerkbar machen und mit der Zeit das ganze Rohrvolumen ausfüllen und die Funktionsfähigkeit des Gasauslassventils beeinträchtigen können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, den gerchil- derten Zustand zu vermeiden und eine solche Ausbildung der Entgasungsvorrichtung zu schaffen, dass mit ihr auch die Entgasung von Flüssigkeit mit einem besonders hohen Mineralgehalt einwandfrei möglich ist.
Dieses Ziel wird bei der Entgasungsvorrichtung gemäss vorliegender Erfindung dadurch erreicht, dass das Gaàuslassventil durch mindestens eine fremde Energiequelle betätigbar ist in Steuerabhängigkeit vom Niveau des Flüssigkeitsspiegels im Entgasungsbehälter. Für die Steuerung der Energiequelle kann vorzugsweise mindiestens eine Niveau-Schaltvorrichtung in einem Standrohr angeordnet sein, das unten und oben kommunizierend mit dem Entgasungsbehälter verbunden ist. Die Steuerung zwischen der Niveau-Schaltvorrichtung und dem Gasauslassventil kann z. B. elektrisch-pneumatisch, elektro-magnetisch oder auch rein pneumatisch oder hydraulisch ein.
Weitere Einzelheiten und deren Vorteile ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung, in welcher die erfindungsgemässe Vorrichtung rein beispielsweise und schematisch veranschaulicht ist.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Entgasungsvorrichtung, teils im vertikalen Schnitt und
Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 1 in grösserem Massstab und im Vertikalschnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Entgasungsbehälter 1 auf, der die Form eines aufrechten Zylinders hat und oben gasdicht geschlossen ist.
Eine erste Rohrleitung 2 zum Zuführen der zu entgasenden Flüssigkeit ist nahe beim Boden des Behälters 1 in diesen eingeführt und im Innern des Behälters fortgesetzt, wobei ein Endteil 3 der Rohrleitungg 2 sich etwa der Zylinderachse des Behälters 1 entlang vertikal nach oben erstreckt. Die Mündung 4 des Endteiles 3 befindet sich zwischen dem Boden des Behälters 1 und einem vorbestimmten Niveau, auf welchem sich der Flüssigkeitsspiegel 5 im Behälter einstellen soll. Der Innendurchmesser des Behälters 1 ist mehrfach grösser als jener der Rohrleitung 2. Eine zweite Rohrleitung 6 zum Wegführen der entgasten Flüssigkeit ist nahe des Behälterbodens an den Behälter 1 angeschlossen. Vorzugsweise haben die beiden Rohrleitungen 2 und 6 die gleiche Querschnittsfläche.
Ein Gasabzugrohr 12 ist über ein Gasauslassventil 20 und ein Rohrstück 21 mit dem Oberteil des Entgasungsbehälters 1 verbunden. Die Steuerung des Gasauslassventils 20 geschieht auf elektrisch-pneumatischem Wege. Hierfür sind die folgenden Mittel und Massnahmen vorgesehen:
Das Gasauslassventil 20 ist durch eine längsbewegliche Stange 22 betätigbar, die gemäss Fig. 1 mit einem Kolben 23 oder einer entsprechenden flexiblen Membran in Verbindung steht. Eine Feder 24 ist derart angeordnet, dass sie durch ihre Federwirkung das Gasauslassventil 20 mittels der Stange 22 zu schliessen vermag.
Der Kolben 23 (oder die entsprechende Membran) begrenzt zusammen mit einem Gehäuse 25 eine Kammer 26, in welche Druckluft eingelassen werden kann, um den Kolben 23 (oder die Membran) entgegen dem Einfluss der Feder 24 zu bewegen, damit das Gasauslassventil 20 geöffnet wird. Die hierfür erforderliche Druckluft wird durch einen Kompressor 27 zubereitet.
dessen Ausgangsseite über eine Rohrleitung 28 mit einem Dreiwegventil 29 verbunden ist. Von diesem führen eine Rohrleitung 30 zur Kammer 26 im Gehäuse 25 und eine weitere Rohrleitung 31 in die Atmosphäre. Zur Betätigung des Dreiwegventils 29 ist ein Elektromagnet 32 vorhanden, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass im stromlosen Zustand des Elektromagneten 32 das Dreiwegventil 29 die Rohrleitung 28 absperrt und die beiden Rohrleitungen 30 und 31 miteinander verbindet, um die Kammer 26 zu entlüften, wogegen bei erregtem Elektromagneten 32 das Dreiwegventil 29 die Rohrleitung 31 absperrt und die beiden Rohrleitungen 28 und 30 miteinander verbindet, um Druckluft vom Kompressor 27 in die Kammer 26 einzulassen.
Parallel zum Entgasungsbehälter 1 verläuft ein Standrohr 33 aus Metall oder Glas, das unten durch ein Rohr 34 mit der Flüssigkeit des Entgasungsgefässes 1 und oben durch ein Rohr 35 mit dem Gaspolster im obersten Teil des Entgasungsbehälters 1 kommunizierend verbunden ist. In der Längsaxe des Standrohres 33 ist ein Stab 36 fest angeordnet, der drei in verschiedenen Höhenlagen angebrachte elektrische Niveau-Schaltvor- richtungen 37, 38 und 39 trägt, die auf verschiedene Niveaux der Flüssigkeit ansprechen.
Die beiden oberen Schaltvorrichtungen 37 und 38 steuern das Niveau des Flüssigkeitsspiegels 5 beim normalen Entgasungsprozess, indem die mittlere Schaltvorrichtung 38 jeweils eine elektrische Stromquelle 40 mit dem Elektromagneten 32 verbindet, wenn der Flüssigkeitsspiegel 5 bis auf das Niveau der Schaltvorrichiung 38 absinkt, wogegen die oberste Schaltvorrichtung 37 jeweils die Stromquelle 40 vom Elektromagneten 32 abschaltet, wenn der Flüssigkeitsspiegel 5 bis zum Niveau der Schaltvorrichtung 37 steigt. Die beiden Schaltvorrichtungen 37 und 38 haben einen Abstand von z. B. 15 cm, so dass das Flüssigkeitsniveau im Entgasungsbehälter 1 maximal um etwa 15 cm differieren kann. Die unterste Schaltvorrichtung 39, die z.
B. etwa 30 cm unterhalb der mittleren Schaltvorrichtung 38 angebracht ist, steht mit einem Schaltschützen 41 zur Sicherung der ganzen Anlage in Verbindung.
Die elektrischen Niveau-Schaltvorrichtungen 37, 38 und 39 können verschiedene konstruktive Ausbildung haben. Eine zweckmässige Ausführungsform ist in Fig. 2 veranschaulicht, die beispielsweise die oberste Schaltvorrichtung 37 im einzelnen zeigt. Die übrigen beiden Schaltvorrichtungen 38 und 39 können genau gleich ausgebildet sein.
Gemäss Fig. 2 ist der Stab 36 hohl; er enthält ein sogenanntes Reed-Relais 45 mit in einem Glaskolben angeordneten elektrischen Kontaktzungen, von denen die eine durch magnetische Kraft von aussen her betätigbar ist. Solche Reed-Relais sind dem Fachmann gut bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werdien. Die Kontaktzungen des Reed-Relais 45 sind an ein Kabel 46 angeschlossen, das am einen Ende des hohlen Stabes 36 herausgeführt ist. Der Stab 36 durchdringt einen Schwimmer 47 aus leichtem Kunststoff, z. B.
Schaumstoff, der einen ringförmigen Permanentmagneten 48 trägt. Der Schwimmer 47 ist zusammen mit dem Magneten 48 mühelos längs des Stabes 36 aufwärts und abwärts bewegbar. Zur Begrenzung der Bewegbarkeit des Schwimmers 47 sind aussen am Stab 36 zwei ringförmige Anschläge 49 und 50 befestigt. Wenn der Schwimmer 47 am einen dieser Anschläge anliegt, nimmt die bewegliche Kontaktzunge des Reed-Relais 45 seine eine Schaltstellung ein, wogegen die andere Schaltstellung auftritt, wenn der Schwimmer sich gegen den andern Anschlag bewegt. Die Umschaltung wird durch die magnetische Kraftwirkung des Permanentmagneten 48 herbeigeführt.
Die Gebrauchs- und Wfrktmgsweise der beschriebenen Ausführungsform der Entgasungsvorrichtung ist kurz wie folgt:
Die durch die Rohrleitung 2 zugeführte Flüssigkeit wird mittels des Endteile 3 der Rohrleitung von unten nach oben in den Behälter 1 geleitet und tritt nun unterhalb des Flüssigkeisspiegels aus der Mündung 4 aus.
Die dabei plötzlich auftretende Querschnittserweiterung des Flüssigkeitsstromes bewirkt eine entsprechende Ver langs amung der Fliessgeschwindigkeit, was ein Entweichen d!er mit der Flüssigkeit zugeführten, ungelösten Gase zur Folge hat. Auch die zwischen der Mündung 4 und dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 erfolgende Richtungsänderung der Strömung gegen die Anschluss-stelle der Rohrleitung 6 hin begünstigt das Ausscheiden der ungelösten Gase.
Da das Gasauslassventil 20 zu nächst noch geschlossen ist, sammeln sich die Gasblasen über dem Flüssigkeitsspiegel 5 und bilden zusammen mit der im Behälter 1 noch eingeschlossenen Luft ein Gaspolster im oberen Teil des Behälters, wobei sich zwischen dem Druck im Gaspolster und jenem der Flüssigkeit ein Gleichgewichtszustand einstellt. Je mehr Gas der in den Behälter 1 einströmenden Flüssigkeit entwichen ist, um so weiter wird der Flüssigkeitsspiegel nach unten gedrückt. Im Standrohr 33 befindet sich der Flüssigkeitsspiegel stets auf der gleichen Höhe wie im Behälter 1.
Wenn das Niveau des Flüssigkeitsspiegels 5 so weit absinkt, dass der Schwimmer 47 der mittleren Niveau Schaltvorrichtung 38 sich nach unten bewegt, wird durch das Re ed-Relais 45 dieser Schaltvorrichtung 38 die Stromquelle 40 mit dem Elektromagneten 32 verbunden. Durch seine Erregung betätigt der Elektromagnet 32 dias Dreiwegventil 29 derart, dass die Rohrleitung 31 verschlossen und die Rohrleitung 28 mit der Rohrleitung 30 verbunden wird. Dadurch strömt Druckluft vom Kompressor 27 in die Kammer 26, was zur Folge hat, dass der Kolben 23 (oder die entsprechende Membran) sich entgegen dem Einfluss der Feder 24 bewegt und das Gasauslassventil 20 geöffnet wird.
Nun entweicht aus dem Behälter 1 Gas durch das Rohrstück 21 und das Gasabzugrohr 12, wobei der Flüssigkeitsspiegel 5 entsprechend ansteigt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel 5 das Niveau der obersten Niveau-Schaltvorrichtung 37 erreicht, wird der Schwimmer 47 dieser Schaltvorrichtung aufwärts bewegt, so durch das Reed-Relais 45 dieser Schaltvorrichtung betätigt und die Stromquelle 40 vom Elektromagneten 32 abgeschaltet wird. Das Dreiwegventil 29 kehrt nun unter dem Einfluss einer nicht dargestellten Rückführfedler in seine Ausgangslage zurück, bei welcher die Rohrleitung 28 des Kompressors 27 abgesperrt ist und die beiden Rohrleitungen 30 und 31 miteinander verbunden sind. Dadurch kann die Luft aus der Kammer 26 in die Atmosphäre entweichen, was der Feder 24 erlaubt, das Gasauslassventil 20 zu schliessen. Damit ist ein Zyklus beendet.
Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich sobald weiteres Gas aus der Flüssigkeit im Behälter 1 ausgeschieden wird. Somit pendelt der Flüssigkeitsspiegel 5 fortwährend zwischen den Niveaux der beiden Niveau Schaltvorrichtungen 37 und 38 hin und her, solange die ganze Entgasungsvorrichtung einwandfrei funktioniert.
Da das Gasauslassventil 20 durch eine von aussen zugeführte, verhältnismässig starke Kraftwirkung betätigt wird, nämlich durch die pneumatische Wirkung der Druckluft auf den Kolben 23 (oder eine entsprechende Membran) bzw. durch die Wirkung der Feder 24, vermögen Mineralsalze, die aus dem Dampf der Flüssigkeit im Behälter 1 ausgeschieden und im Bereich des Gasauslassventils 20 angelagert werden, die Funktionsfähig keit dieses Ventils nicht zu beeinträchtigen.
Wenn aus irgendeinem Grunde der Gasaustritt durch das Rohrstück 21, das Ventil 20 und das Gasabzugrohr
12 einmal verhindert sein sollte und fortwährend weitere gashaltige Flüssigkeit durch die Leitung 2, 3 in den Entgasungsbehälter 1 einströmt, dann nimmt das Gaspolster im oberen Teil des Behälters 1 ständig zu. Sobald in diesem Fall der Flüssigkeitsspiegel 5 bis auf das Niveau der untersten Niveau-Schaltvorrichtung 39 absinkt, betätigt diese Schalivorrichtung dag Sicherheits schaltschütz 41, welches seinerseits die weitere Flüssigkeitszufuhr zu der Leitung 2, 3 sperrt, einen akustischen Alarm auslöst und gegebenenfalls weitere Hilfseinrichtungen der Anlage ausschaltet. Auf diese Weise wird verhütet, dass Gas aus dem Gaspolster im Behälter 1 durch die abgehende Leitung 6 entweichen kann.
Im Fall, dass der Kompressor 27 oder die Stromquelle 40 ausfällt, wird das Gasauslassventil 20 unter dem Einfluss der Feder 24 automatisch geschlossen, wodurch verhütet ist, dass die Flüssigkeit aus dem Behälter 1 durch das Gasabzugrohr 12 entweichen kann. Wenn das Ventil 20 geschlossen bleibt, tritt einige Zeit später der vorstehend beschriebene Fall ein, dass die unterste Niveau-Schaltvorrichtung 39 anspricht und das Schaltschütz 41 betätigt wird.
Grundsätzlich könnten die Niveau-Schaltvorrichtun- gen 37, 38 und 39 auch im Innern des Entgasungsbehälters 1 angeordnet sein, doch ist die in Fig. 1 dargestellte Anordnung in einem Standrohr 33 vorteilhafter, weil der Flüssigkeitsspiegel 5 im Behälter 1 wegen des Entgasungsvorganges unruhig ist, wogegen im Standrohr 33 die Flüssigkeitssäule ruhig ist. Zu dieser Tatsache trägt die Massnahme bei, dass das untere Anschlussrohr 34 des Standfohres nahe bei der Mündung der abgehenden Flüssigkeitsleitung 6 liegt, weshalb bereits entgaste Flüssigkeit in das Standrohr 33 gelangt.
Bei nicht dargestellten Varianten des beschriebenen Ausführungsbeispieles kann anstelle der elektrisch-pneumatischen Steuerung des Gasauslassventils 20 eine solche auf rein elektromagnetischem, auf rein pneumatischem oder auf rein hydrauliçchem Wege vorhanden sein. In allen diesen Fällen erfolgt die Steuerung zweckmässig durch Niveau-Schaltvorrichtungen, die je einen Schwimmer aufweisen. So kann das Gasauslassventil durch die Wirkung einer Feder schliessbar sein, wie das Ventil 20 durch die Feder 24, wogegen zum Öffnen des Gasauslassventils z. B. ein Elektromagnet (nicht gezeigt) vorhanden sein kann, der durch die Niveau-Schaltvorrichtungen 38 bzw. 37 an eine Stromquelle anschliessbar bzw. von dieser abschaltbar ist.
Die beschriebene Entgasungsvorrichtung kann für zahlreiche und verschiedene Zwecke angewandt werden. Eine bevorzugte Anwendung ist jedoch die Entgasung von Trink-, Brauch- oder Badewasser, das durch eine Behandlung mit Ozon keimfrei gemacht worden ist. Die ausserordentlich starke keimtötende Wirkung von Ozon ist bekannt, ebenso die Entkeimung von Wasser mittels Ozon. Hierbei wird ein Ozon-Sauerstoffoder ein Ozon-Luft-Gemisch in das Wasser eingeleitet, wobei das Ozon im Wasser in Lösung geht. Zweckmässig wird das Ozon im Überschuss zugeführt, während das Wasser durchwirbelt wird.
Das im Wasser nicht mehr lösbare, überschüssige Ozon ist für die meisten Verwendungszwecke des entkeimtlen Wassers wieder zu entfernen, bevor das Wasser an den oder die Verbraucher gelangt, da sonst das überschüssige Ozon erst an der Verbrauchsstelle des Wassers frei wird und dabei eine schädliche Wirkung auf Menschen und Tiere aus üben könnte. Die somit notwendige Entfernung des überschüssigen Ozons kann mit besonderem Vorteil mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden, weil dann die in das Wasser investierte Druckenergie, die bei der Ozonbehandlung ohnehin erforderlich ist, um das Wasser durch die lujektordüse zu fördiern, während des Entgasungsvorganges nicht verlorengeht, sondern in der abgehenden Rohrleitung 6 des Entgasungsbehälters 1 prkatisch vollumfänglich wieder zur Verfügung steht.
Device for degassing a liquid
The main patent relates to a method and a device for degassing a liquid which is under a pressure exceeding atmospheric pressure. The subject of the present additional invention is an expedient further development of the device mentioned.
According to patent claim II of the main patent, the device is characterized in that a closed degassing container is connected between a first pipeline for supplying the liquid to be degassed and a second pipeline for removing the degassed liquid, which is enlarged compared to the pipeline cross-section and is provided with a gas outlet valve at the top , and that the gas outlet valve, depending on the level of the liquid in the degassing tank, can be automatically activated in such a way that the gas outlet valve is closed when the liquid level in the degassing tank exceeds a predetermined level and opens when the liquid level is below the predetermined level.
In the embodiment of the degassing device described in the main patent, the gas outlet valve is actuated directly by a float, so that it is closed by the hydrostatic buoyancy of the float. The float is located in an auxiliary container which is arranged above the predetermined level and from which a riser pipe extends down into the degassing container up to approximately the predetermined level. The gas outlet valve is located above the float on the auxiliary tank.
This embodiment of the degassing device described in the main patent is particularly suitable for degassing aqueous solutions whose total hardness (ie the amount of calcium and magnesium salts dissolved in the water) does not exceed the limits customary for drinking, industrial and bathing water, i.e. especially for soft to medium hard water, whose hardness is between 1 and 20 French.
Degrees of hardness. Difficulties can arise, however, with the degassing of hard and very hard water (high content of calcium and magnesium salts) as well as with water types with particularly strong mineralization (mineral and thermal water with greatly increased brine, gypsum or sulfur content, etc.).
The reasons are that, on the one hand, the gas outlet valve, which is actuated directly by a float, does not close completely tightly in most cases, and on the other hand, the discharged gas has a very high moisture content, which is why condensation can easily form in the relatively narrow gas outlet pipe. With soft water, these condensation water droplets are easily carried away by the gas flow. In the case of very hard water and water with special mineralization, however, there is a risk that crusts will form in the narrow gas exhaust pipe and on the gas outlet valve due to the crystallization of the mineral salts, which become noticeable and over time fill the entire pipe volume and the Can impair the functionality of the gas outlet valve.
The aim of the present invention is to avoid the chilled condition and to create such a design for the degassing device that with it the degassing of liquids with a particularly high mineral content is also perfectly possible.
This aim is achieved in the degassing device according to the present invention in that the gas outlet valve can be actuated by at least one external energy source, depending on the control of the level of the liquid in the degassing container. For the control of the energy source, at least one level switching device can preferably be arranged in a standpipe, which is connected to the degassing tank in a communicating manner at the bottom and at the top. The control between the level switching device and the gas outlet valve can, for. B. electro-pneumatic, electro-magnetic or purely pneumatic or hydraulic a.
Further details and their advantages emerge from the following description of an exemplary embodiment and from the associated drawing, in which the device according to the invention is illustrated purely by way of example and schematically.
Fig. 1 shows an embodiment of the degassing device, partly in vertical section and
FIG. 2 shows details of the device according to FIG. 1 on a larger scale and in vertical section.
The device shown in Fig. 1 has a degassing container 1, which has the shape of an upright cylinder and is closed gas-tight at the top.
A first pipeline 2 for supplying the liquid to be degassed is inserted near the bottom of the container 1 and continued inside the container, an end part 3 of the pipeline 2 extending vertically upwards approximately along the cylinder axis of the container 1. The mouth 4 of the end part 3 is located between the bottom of the container 1 and a predetermined level at which the liquid level 5 is to be set in the container. The inner diameter of the container 1 is several times greater than that of the pipeline 2. A second pipeline 6 for carrying away the degassed liquid is connected to the container 1 near the bottom of the container. The two pipes 2 and 6 preferably have the same cross-sectional area.
A gas discharge pipe 12 is connected to the upper part of the degassing container 1 via a gas outlet valve 20 and a pipe section 21. The control of the gas outlet valve 20 takes place in an electro-pneumatic way. The following means and measures are provided for this purpose:
The gas outlet valve 20 can be actuated by a longitudinally movable rod 22 which, according to FIG. 1, is connected to a piston 23 or a corresponding flexible membrane. A spring 24 is arranged such that it is able to close the gas outlet valve 20 by means of the rod 22 through its spring action.
The piston 23 (or the corresponding diaphragm) together with a housing 25 delimits a chamber 26 into which compressed air can be admitted in order to move the piston 23 (or the diaphragm) against the influence of the spring 24, so that the gas outlet valve 20 is opened . The compressed air required for this is prepared by a compressor 27.
the output side of which is connected to a three-way valve 29 via a pipe 28. A pipe 30 leads from this to the chamber 26 in the housing 25 and another pipe 31 leads into the atmosphere. An electromagnet 32 is provided to operate the three-way valve 29, the arrangement being such that when the electromagnet 32 is de-energized, the three-way valve 29 shuts off the pipeline 28 and connects the two pipelines 30 and 31 to one another in order to vent the chamber 26, on the other hand When the electromagnet 32 is energized, the three-way valve 29 shuts off the pipeline 31 and connects the two pipelines 28 and 30 to one another in order to let compressed air from the compressor 27 into the chamber 26.
A standpipe 33 made of metal or glass runs parallel to the degassing container 1 and communicates with the liquid in the degassing vessel 1 at the bottom and a tube 35 at the top with the gas cushion in the uppermost part of the degassing container 1. In the longitudinal axis of the standpipe 33, a rod 36 is fixedly arranged, which carries three electrical level switching devices 37, 38 and 39 which are attached at different heights and which respond to different levels of the liquid.
The two upper switching devices 37 and 38 control the level of the liquid level 5 during the normal degassing process, in that the middle switching device 38 connects an electrical power source 40 to the electromagnet 32 when the liquid level 5 drops to the level of the switching device 38, whereas the uppermost switching device 37 switches off the current source 40 from the electromagnet 32 when the liquid level 5 rises to the level of the switching device 37. The two switching devices 37 and 38 have a distance of, for. B. 15 cm, so that the liquid level in the degassing tank 1 can differ by a maximum of about 15 cm. The lowermost switching device 39, the z.
B. is mounted about 30 cm below the middle switching device 38, is connected to a contactor 41 to secure the entire system.
The electrical level switching devices 37, 38 and 39 can have different structural designs. An expedient embodiment is illustrated in FIG. 2, which shows, for example, the uppermost switching device 37 in detail. The other two switching devices 38 and 39 can be designed exactly the same.
According to FIG. 2, the rod 36 is hollow; it contains a so-called reed relay 45 with electrical contact tongues arranged in a glass bulb, one of which can be actuated from outside by magnetic force. Such reed relays are well known to the person skilled in the art and therefore do not need to be explained in more detail. The contact tongues of the reed relay 45 are connected to a cable 46 which is led out at one end of the hollow rod 36. The rod 36 penetrates a float 47 made of lightweight plastic, e.g. B.
Foam carrying an annular permanent magnet 48. The float 47, together with the magnet 48, can easily be moved up and down along the rod 36. To limit the mobility of the float 47, two annular stops 49 and 50 are attached to the outside of the rod 36. When the float 47 rests against one of these stops, the movable contact tongue of the reed relay 45 assumes its one switching position, whereas the other switching position occurs when the float moves against the other stop. The switching is brought about by the magnetic force of the permanent magnet 48.
The use and operation of the described embodiment of the degassing device is briefly as follows:
The liquid supplied through the pipeline 2 is passed by means of the end part 3 of the pipeline from bottom to top into the container 1 and now emerges from the mouth 4 below the liquid level.
The suddenly occurring cross-sectional expansion of the liquid flow causes a corresponding slowdown in the flow rate, which results in the escape of the undissolved gases supplied with the liquid. The change in direction of the flow towards the connection point of the pipeline 6 that takes place between the mouth 4 and the liquid level in the container 1 also favors the elimination of the undissolved gases.
Since the gas outlet valve 20 is initially still closed, the gas bubbles collect above the liquid level 5 and, together with the air still enclosed in the container 1, form a gas cushion in the upper part of the container, with a state of equilibrium between the pressure in the gas cushion and that of the liquid adjusts. The more gas has escaped from the liquid flowing into the container 1, the further the liquid level is pressed down. The liquid level in the standpipe 33 is always at the same height as in the container 1.
When the level of the liquid level 5 drops so far that the float 47 of the middle level switching device 38 moves downwards, the power source 40 is connected to the electromagnet 32 by the Re ed relay 45 of this switching device 38. As a result of its excitation, the electromagnet 32 actuates the three-way valve 29 in such a way that the pipeline 31 is closed and the pipeline 28 is connected to the pipeline 30. As a result, compressed air flows from the compressor 27 into the chamber 26, with the result that the piston 23 (or the corresponding membrane) moves against the influence of the spring 24 and the gas outlet valve 20 is opened.
Gas now escapes from the container 1 through the pipe section 21 and the gas discharge pipe 12, the liquid level 5 rising accordingly. When the liquid level 5 reaches the level of the uppermost level switching device 37, the float 47 of this switching device is moved upwards, so actuated by the reed relay 45 of this switching device and the power source 40 is switched off by the electromagnet 32. The three-way valve 29 now returns to its starting position under the influence of a return spring, not shown, in which the pipeline 28 of the compressor 27 is shut off and the two pipelines 30 and 31 are connected to one another. This allows the air to escape from the chamber 26 into the atmosphere, which allows the spring 24 to close the gas outlet valve 20. This ends one cycle.
The processes described are repeated as soon as more gas is eliminated from the liquid in container 1. The liquid level 5 thus oscillates continuously back and forth between the levels of the two level switching devices 37 and 38 as long as the entire degassing device is functioning properly.
Since the gas outlet valve 20 is actuated by a relatively strong force applied from the outside, namely by the pneumatic action of the compressed air on the piston 23 (or a corresponding membrane) or by the action of the spring 24, mineral salts, which are released from the steam of the Liquid are excreted in the container 1 and deposited in the area of the gas outlet valve 20, the functionality of this valve is not impaired.
If for any reason the gas escapes through the pipe section 21, the valve 20 and the gas discharge pipe
12 should be prevented once and further gas-containing liquid continuously flows through the line 2, 3 into the degassing container 1, then the gas cushion in the upper part of the container 1 increases constantly. As soon as the liquid level 5 drops to the level of the lowest level switching device 39, this switching device actuates the safety contactor 41, which in turn blocks the further liquid supply to the line 2, 3, triggers an acoustic alarm and, if necessary, other auxiliary equipment of the system turns off. In this way it is prevented that gas can escape from the gas cushion in the container 1 through the outgoing line 6.
In the event that the compressor 27 or the power source 40 fails, the gas outlet valve 20 is automatically closed under the influence of the spring 24, which prevents the liquid from escaping from the container 1 through the gas discharge pipe 12. If the valve 20 remains closed, the above-described case occurs some time later that the lowest level switching device 39 responds and the contactor 41 is actuated.
In principle, the level switching devices 37, 38 and 39 could also be arranged inside the degassing container 1, but the arrangement shown in FIG. 1 in a standpipe 33 is more advantageous because the liquid level 5 in the container 1 is restless due to the degassing process, whereas in the standpipe 33 the liquid column is still. Contributing to this fact is the measure that the lower connecting pipe 34 of the stand pipe is close to the mouth of the outgoing liquid line 6, which is why already degassed liquid reaches the stand pipe 33.
In the case of variants of the exemplary embodiment described, which are not shown, instead of the electric-pneumatic control of the gas outlet valve 20, such a purely electromagnetic, purely pneumatic or purely hydraulic way can be provided. In all of these cases, the control is expediently carried out by level switching devices, each of which has a float. Thus, the gas outlet valve can be closed by the action of a spring, like the valve 20 by the spring 24, whereas to open the gas outlet valve z. B. an electromagnet (not shown) can be present, which can be connected to a power source or switched off by the level switching devices 38 and 37, respectively.
The degassing device described can be used for numerous and varied purposes. A preferred application, however, is the degassing of drinking, industrial or bathing water that has been made sterile by treatment with ozone. The extremely strong germicidal effect of ozone is known, as is the disinfection of water using ozone. Here, an ozone-oxygen or an ozone-air mixture is introduced into the water, the ozone dissolving in the water. The ozone is expediently supplied in excess while the water is swirled through.
The excess ozone, which is no longer soluble in the water, must be removed for most purposes of the sterilized water before the water reaches the consumer or consumers, as otherwise the excess ozone is only released at the point of use of the water and has a harmful effect People and animals could exercise. The necessary removal of the excess ozone can be carried out with particular advantage with the device described, because then the pressure energy invested in the water, which is required in any case during the ozone treatment to convey the water through the lujektordüse, is not lost during the degassing process, but in the outgoing pipeline 6 of the degassing tank 1 is practically fully available again.