DE106775C

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Publication number: DE106775C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In der chemischen Industrie, besonders bei der Fabrikation und Raffinirung von Zucker ist es oft von Wichtigkeit, die Dichte von in Behandlung befindlichen Flüssigkeiten zu kennen.

Die Anwendung der üblichen Densimeter wird aber unmöglich, wenn es sich um Flüssigkeiten von teigiger oder klebriger Beschaffenheit handelt, da dann der Schwimmer des angewendeten Apparates infolge der Consistenz der zu messenden Flüssigkeit jede Empfindlichkeit verliert.

Diesen Nachtheil empfindet man z. B. bei den bei der Zuckerfabrikation gebräuchlichen Vacuumapparaten, wo man sich dann damit begnügen mufs, die Dichte der Masse mit dem Auge oder nach dem Gefühl abzuschätzen.

Ein solches Abschätzen kann aber selbstverständlich nur höchst ungenaue Ergebnisse liefern, die umsomehr werthlos sind, als in dieser Beziehung genaue Ergebnisse dringend erforderlich sind, da die Dichte der Masse einen Hauptfactor bei der !Crystallisation bildet.

Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung ermöglicht es, jeden Augenblick sowohl die mittlere Dichte einer beliebigen, in einem beliebigen Behälter befindlichen Masse zu bestimmen, als auch selbstthätig diese mittlere Dichte nach Wünsch zu regeln, '

Der Grundgedanke, auf welchem die Vorrichtung beruht, ist der folgende:

Wenn man in einer flüssigen Masse (s. Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung) zwei Flächenelemente m und η von 1 qcm betrachtet, die in der Senkrechten z. B. um 1 m aus einander liegen, so giebt der Unterschied zwischen den in jenen beiden Elementen herrschenden Drucken das Gewicht der zwischen m und η liegenden Flüssigkeitssäule von 1 m Länge und ι qcm Querschnitt an. Dieses Gewicht ändert sich offenbar mit der mittleren Dichte der Flüssigkeit, welche sich zwischen den beiden Elementen m und η befindet, und ist daher ein Mafs dieser Dichte.

Stellt man sich, nach Gesagtem, zwei Behälter A und B vor, die unter sich durch eine Röhre c d und mit den Punkten m und η durch Röhren m¹ und n¹ verbunden sind, und läfst dann in diese Behälter, nachdem man den unteren B durch den Hahn I mit irgend einer Mefsflüssigkeit, z. B. Wasser, bis zu einer bestimmten Grenze gefüllt hat, Luft, Dampf* oder irgend ein Gas eintreten, und zwar mit einem Druck, der demjenigen der Masse im untersten Punkt η überlegen ist, so werden sich die Behälter A und B und die Röhren m¹ und n¹ mit dem Gas füllen, das durch die freien Oeffnungen m und η stetig entweicht, und wenn man die Querschnitte der Röhre passend wählt, so werden die Drucke in den Gefäfsen denjenigen in den Punkten m und η der Masse merklich gleich sein, und es wird die Mefsflüssigkeit aus dem Gefäfs B in dem Rohr c d so hoch steigen, dafs sie der Flüssigkeitssäule zwischen den Punkten m und η das Gleichgewicht hält. Es geben also die Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels im Rohr c d die Schwankungen in der Dichte der Masse

an, die man dann an einer an dem Rohr cd vorgesehenen Scala ablesen kann.

Die Genauigkeit der Vorrichtung wechselt mit der senkrechten Entfernung der Punkte m und η von einander.

Die Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht eine praktische Ausführungsform der Vorrichtung als einfacher Dichtigkeitsanzeiger, Fig. 3 als Dichtigkeitsanzeiger und Regler und Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen später zu beschreibenden Theil des in Fig. 3 dargestellten Apparates.

Die nur als Dichtigkeitsanzeiger wirkende Vorrichtung (Fig. 2) kann wie folgt zusammengesetzt sein:

An einer Eisenplatte α b sind die beiden durch das Rohr c d mit einander verbundenen Behälter A und B befestigt. Die Behälter A und B stehen mit der in Behandlung befindlichen Masse durch die mit Hähnen g und h ausgerüsteten Tauchröhren m¹ und w¹ in Verbindung. Der Dampf oder sonst ein Gas tritt in die Behälter A und B durch das Rohr U und die Hähne i und k ein, während der Hahn / zur Zuführung der Mefsflüssigkeit, z. B. Wasser, nach dem Behälter B dient. An einer neben dem oberen gläsernen Theil T des Rohres c d befestigten Scala E wird der Wasserstand im Rohr c d, d. h. die Dichte der zu prüfenden Masse abgelesen. Der untere Behälter ist vorteilhaft mit einer Scheibe oder einem Glasrohr versehen, um die Füllung dieses Behälters bemessen zu können.

Die gleichzeitig zum Regeln und Anzeigen der Dichte dienende Vorrichtung (Fig. 3) setzt sich wie folgt zusammen:
. Der Dampf oder die Luft tritt wieder durch das Rohr U ein und wird durch die Hähne i und k geregelt, füllt die Behälter A und B und fliefst aus den Rohren m^l und n¹ continuirlich bei m und η aus.

Auch die übrigen Theile gleichen denjenigen der eben beschriebenen Vorrichtung Fig. 2. Hinzu kommt hier aber noch folgende Einrichtung: Zur selbstthätigen Regelung der Dichte wirkt unter Vermittelung eines besonders eingerichteten und in Fig. 4 im gröfseren Mafsstabe dargestellten Schiebers P ein Schwimmer F auf ein Ventil S, das in das Speiserohr G H des die zu verarbeitende Masse enthaltenden Behälters eingeschaltet ist. Die Anordnung ist so getroffen, dafs der Schwimmer ansteigt und die Oeffnung des Ventils 5 vergröfsert, sobald die Dichte der in Behandlung befindlichen Masse wächst. Infolge der vergröfserten Oeffnung des Ventils fliefst dem Vacuum- oder dem sonstigen Apparat, an welchem die neue Einrichtung angebracht ist, auch eine gröfsere Menge der zu concentrirenden Flüssigkeit zu.

Der Schieber, der die Stellung des Ventils S in Abhängigkeit von derjenigen des Schwimmers F bringt, ist in folgender Weise eingerichtet.

Das Ventil 5 ist mit einem Kolben P verbunden (Fig. 3 und 4), der sich in einem· Cylinder R verschiebt. Der Schieber hat die Aufgabe, abwechselnd die im Rohr G und den im Rohr H befindlichen, von einander verschiedenen Drucke im Raum Q oberhalb des Kolbens P wirken zu lassen und dadurch ein Schliefsen oder ein Oeffnen des Ventils S herbeizuführen.

Der Schieber besteht aus einem kleinen, mit dem Schwimmer F durch ein Gestänge verbundenen Rothgufskolben ρ (Fig. 4). Das Gestänge ist mit sanfter Reibung in einer das Gefäfs A von dem Raum Q. trennenden Schraubbüchse b geführt. Der Kolben ρ bewegt sich in einer mit Vertheilungskanä'len ο ausgerüsteten Rothgufsbüchse d.

Sobald der Kolben^ mit dem Schwimmer F sinkt, werden die oberen Kanäle 0 frei, und es tritt der Raum Q. durch den Kanal g mit dem vom Rohr G abzweigenden Rohr G¹ in Verbindung, so dafs in dem Raum Q der stärkste Druck eintritt. Dieser Druck drückt dann den Kolben P so weit nach abwärts, bis die vorhin geöffneten Kanäle ο wieder durch den Kolben ρ geschlossen sind.

Umgekehrt, wenn der kleine Kolben durch den Schwimmer gehoben wird, so tritt der Raum Q mit dem vom Rohr H abzweigenden Rohr H¹ durch die Kanäle q und h in Verbindung und der Kolben P steigt.

Infolge dieser Einrichtung folgt also, wie ersichtlich, das Ventil S allen Bewegungen des Kolbens p, d.h. des Schwimmers. .F.

Der Kolben ρ ist genau ausbalancirt, d. h. derartig hohl, dafs sein Auftrieb sein Eigengewicht ausgleicht. Der Schwimmer F ist daher durch den Kolben nicht belastet, und es ist so möglich, die innere Reibung in der Vorrichtung auf ein sehr geringes Mafs zu beschränken.

Die eben beschriebene Einrichtung, um die Bewegungen des Schwimmers, ohne letzteren nennenswerth zu belasten, auf das Ventil 5 zu übertragen, kann auch durch irgend eine beliebige andere ähnliche Einrichtung ersetzt werden.

Der Schwimmer F ist mit dem Vertheilungskolben durch eine auf der Schubstange j/- verschraubbare Mutter ^ (Fig. 3) verbunden, so dafs man den Schwimmer für verschiedene Dichten einstellen kann, indem man die Stange^ durch einen Knopf χ mit daran sitzendem Schlüssel dreht, was dadurch geschieht, dafs man den Knopf mit dem Schlüssel, nach ab-

wärts drückt und dadurch den Schlüssel auf das obere Ende der Stange aufsetzt.

Claims

Patent-An Sprüche:

ι .^; Eine Vorrichtung zum Anzeigen der Dichte von Flüssigkeiten, bestehend aus zwei mit einander verbundenen Behältern (A und B), zwischen denen eine Säule aus Mefsflüssigkeit (z. B. Wasser) eingeschaltet ist, und welche Behälter durch je ein Tauchrohr (m¹ und n¹) mit in einer bestimmten Entfernung über einander liegenden Punkten (m und n) der zu messenden Flüssigkeit in Verbindung stehen, in der Weise, dafs ein in beiden Behältern oberhalb und unterhalb der Flüssigkeitssäule wirkendes Druckfluidum den oberen Flüssigkeitsspiegel der Säule in dem beide Behälter verbindenden Theil proportional der mittleren Dichte der in Bearbeitung stehenden und zu messenden Flüssigkeit einstellt.
Eine Vorrichtung nach Anspruch ι, bei welcher der obere Behälter einen mit einem Ventil (S) in dem Zuführungsrohr für die in Bearbeitung stehende Masse verbundenen Schwimmer (F) enthält, in der Weise, dafs der sich hebende Schwimmer das Ventil öffnet und einen vergrößerten Massezuflufs bewirkt, und umgekehrt, so dafs die Vorrichtung gleichzeitig den Dichtegrad der Masse selbsttätig regelt.
Eine Vorrichtung nach Anspruch ι und 2, bei welcher der Schwimmer mit dem Ventil durch eine Steuerungsvorrichtung verbunden ist, die, von dem Schwimmer bethätigt, ein Heben und Senken des Ventils bewirkt, ohne dafs diese Arbeit von dem Schwimmer geleistet werden mufs.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.