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Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeiten Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeiten,
bestehend aus einem oder mehreren Behältern, die im wesentlichen den gleichen Flüssigkeitsstand
aufweisen und von denen jeder mit einer Saugleitung versehen ist, die in eine gemeinsame
Leitung für die Mischflüssigkeit einmündet.
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Vielfach wird das Vermischen von Flüssigkeiten in einem Behälter
ausgeführt, in welchen abgemessene Mengen der verschiedenen Flüssigkeiten eingegossen
werden, worauf die Mischflüssigkeit an den Ort ihres Verbrauchs gebracht wird. Es
ist aber nicht möglich, auf diese Weise kontinuierlich zu mischen, und das Verfahren
ist deshalb z. B. ungeeignet für selbsttätige Bewässerungsanlagen in Pflanzungen,
in denen Düngemittellösungen mit Wasser vermischt werden. Überdies besteht bei dem
Verfahren die Gefahr, daß Fehler beim Mischen der abgemessenen Flüssigkeitsmengen
eintreten.
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Aus diesem Grunde sind Mischanlagen entwickelt worden, in denen eine
gemeinsame Pumpe Flüssigkeit aus verschiedenen Flüssigkeitsbehältern durch Zweigleitungen
mit unterschiedlichen hydraulischen Widerständen ansaugt. Es ergibt sich ein kontinuierlicher
Mischvorgang, bei dem jedoch das Mischungsverhältnis sich unvorteilhafterweise mit
der Durchflußmenge ändert, d. h. der Flüssigkeitsmenge, die pro Zeiteinheit durchläuft,
da die hydraulischen Widerstände der von einander verschiedenen Zweigleitungen sich
nicht genau proportional miteinander ändern, insbesondere nicht in der Übergangszone
zwischen laminarer und turbulenter Strömung. Diese Ungenauigkeit tritt stark hervor,
wenn einer der Flüssigkeitsbestandteile nur einen geringen Prozentsatz der gesamten
gemischten Flüssigkeitsmenge ausmacht.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Mischen von verschiedenen Flüssigkeitskomponenten zu schaffen, die so arbeitet,
daß das Mischungsverhältnis im wesentlichen unabhängig von der Durchflußmenge bleibt,
d. h. bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten in der Anlage konstant ist.
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Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die gemeinsame
Leitung in eine große Zahl von gleichen Zweigleitungen verzweigt ist, von denen
eine oder mehrere in einen ersten Flüssigkeitsbehälter eintauchen, eine oder mehrere
in einen zweiten Flüssigkeitsbehälter usw.
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Da die Zweigleitungen alle einander gleich sind und außerdem Flüssigkeit
von Behältern mit dem gleichen Flüssigkeitsstand übertragen, müssen alle diese Zweigleitungen
die gleiche Durchflußmenge aufweisen, unabhängig von dem wirklichen Wert der Durchflußmenge.
Das Mischungsverhältnis bleibt deshalb bei unterschiedlichen Durchflußmengen konstant
und ist einfach gleich dem Verhältnis zwischen den Anzahlen der Zweigleitungen,
die in die verschiedenen Behälter eintauchen. Es ist z. B. möglich, 50 dünne Plastikschläuche
zu benutzen, ohne daß sich große Kosten dadurch ergeben, so daß z. B. ein Mischungsverhältnis
von 1:50 erzielt werden kann.
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Falls die Mischung sehr kleine Mengen einer bestimmten Flüssigkeitskomponente
enthalten soll, kann eine der Zweigleitungen erster Ordnung nach der Erfindung weiter
in eine große Zahl gleicher Zweigleitungen zweiter Ordnung sich verzweigen, von
denen eine oder mehrere in einen ersten Flüssigkeitsbehälter eintauchen und die
anderen in andere Flüssigkeitsbehälter. Bei 50 Zweigleitungen erster Ordnung und
50 Zweigleitungen zweiter Ordnung ist die Durchflußmenge in jeder Leitung zweiter
Ordnung gleich 115o ' t/50 = 1/2500 der gesamten Durchflußmenge. Damit ergibt sich
ein Mischungsverhältnis von 1:2500. Durch geeignete gemeinsame Verwendung der Zweigleitungen
erster und zweiter Ordnung läßt sich eine große Zahl von Mischungsverhältnissen
erzielen, bei denen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Verhältnissen nur sehr kleine
Unterschiede vorhanden sind.
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Das Verfahren wiederholter Verzweigungen kann noch weiterentwickelt
werden. Nach der Erfindung kann eine der Zweigleitungen zweiter Ordnung in eine
Anzahl gleicher Zweigleitungen dritter Ordnung
sich verzweigen,
von denen wiederum eine in eine Anzahl von Zweigleitungen vierter Ordnung usw. sich
verzweigt.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Anlage nach der Erfindung
zum Mischen von Düngemittellösung und Wasser dargestellt.
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Die vereinfacht dargestellte Vorrichtung weist einen Behälter 1 für
Wasser 2 und einen niedriger gestellten Behälter 3 für Düngemittellösung 4 auf.
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Eine Pumpe 5 fördert die aus Wasser und Düngemittellösung bestehende
Mischung in eine Bewässerungsanlage. Die Pumpe 5 saugt Flüssigkeit aus zwei Saugkästen
6 und 7 an, von denen der Saugkasten 6 mittels eines Ventils 8 abgeschaltet werden
kann.
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Vom Saugkasten 6 gehen acht dünne Plastikschläuche 9 ab, die in das
Wasser 2 eintauchen. Vom Saugkasten7 zweigen acht PlastikschläuchelO ab, von denen
einer mit einem Saugkasten 11 verbunden ist. Vom Saugkasten 11 zweigen acht Plastikschläuche
12 ab, von denen einer in die Flüssigkeit eines Düngemittellösungsbehälters 13 eintaucht,
der im Wasser 2 des Behälters 1 schwimmt.
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Der Düngemittellösungsbehälter 13 wird mit Düngemittellösung durch
ein Rohr 14 versorgt, das an eine Pumpe 15 angeschlossen ist, die im Behälteer 3
eingetaucht liegt. Diese Pumpe 15 wird fortlaufend angetrieben. Der Uberschuß an
Düngemittellösung verläßt den Behälter 13 durch ein tXberflußrohr 16, das mit dem
Behälter 3 in Verbindung steht.
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Dadurch wird ein konstanter Flüssigkeitsstand in dem Behälterl3 für
die Düngemittellösung hergestellt, so daß auch die Eintauchtiefe dieses Behälters
im Wasser 2 konstant bleibt. Das Gewicht des Behälters 13 ist so eingestellt, daß
der Flüssigkeitsspiegel in diesem Behälter der gleiche wie der des Wassers im Behälter
1 ist. Der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 1 wird mittels eines Schwimmerventils
17 konstant gehalten, das den durch ein Rohr 18 hindurchgehenden Wasserzufluß steuert.
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Wenn das Ventil 8 geschlossen ist, führt jeder der Plastikschläuche
10 lis der gesamten Flüssigkeitsmenge, so daß jeder der Schläuche 12 V8 1/8 = t/64
der gesamten Flüssigkeitsmenge leitet. Der Schlauch, der die Saugkästen 7 und 11
verbindet, sollte etwas kürzer als die übrigen Schläuche 10 sein, um den Widerstand
der Schläuche 12 auszugleichen. Falls die Schläuche 12 die gleichen Abmessungen
wie die Schläuche 10 aufweisen, wird diese Korrektur sehr klein und beträgt z. B.
weniger als 100/o der Länge der Schläuche 10.
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Nach Öffnung des Ventils 8 führt jeder der Schläuche9 und 10 1/16
der gesamten Flüssigkeits-
menge, und jeder der Schläuche 12 infolgedessen i/8i/16
= 1/128 der gesamten Flüssigkeitsmenge.
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Demnach beträgt die Menge der Düngemittellösung 1/128 der gesamten
Flüssigkeitsmenge. Der Anteil der Düngemittellösung kann dadurch vergrößert werden,
daß einer oder mehrere der Schläuche 12 zum Behälter 13 für die Düngemittellösung
überstellt werden.
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Der Grundsatz der wiederholten Verzweigung nach der Erfindung kann
auch für die Förderseite einer Pumpe verwendet werden. Eine Flüssigkeitsmenge, die
bis zu einem 1/1000 der gesamten Flüssigkeitsmenge beträgt, kann z. B. mittels drei
Verzweigungen abgetrennt werden, von denen jede zehn Zweige aufweist. Diese kleine
Flüssigkeitsmenge kann mit einem Schlauch zu einem geschlossenen Behälter geleitet
werden, der eine andere Flüssigkeit enthält, die der Hauptflüssigkeitsmenge zugesetzt
werden soll. Von dem Behälter führt ein anderer Schlauch zurück zur Hauptleitung,
so daß der Hauptflüssigkeitsmenge eine kleine Menge der anderen Flüssigkeit im Verhältnis
1: 1000 durch Verdrängung dieser Flüssigkeit aus einem geschlossenen Behälter zugesetzt
wird.