DE1217924B

DE1217924B - Evaporator with constant liquid level

Info

Publication number: DE1217924B
Application number: DEC30933A
Authority: DE
Inventors: Andre Fonseca
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1962-09-21
Filing date: 1963-09-19
Publication date: 1966-06-02
Also published as: LU44415A1; FR1341689A; BE637649A; NL298035A; GB997613A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

BOIdBOId

Deutsche Kl.: 12a-lGerman class: 12a-l

Nummer: 1217 924Number: 1217 924

Aktenzeichen: C 30933IV c/12 aFile number: C 30933IV c / 12 a

Anmeldetag: 19. September 1963Filing date: September 19, 1963

Auslegetag: 2. Juni 1966Opening day: June 2, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdampfer mit gleichbleibendem Flüssigkeitsniveau, der einen abgeschlossenen Flüssigkeitsvorratsbehälter, ein in diesen Behälter eintauchendes, an seinen beiden Enden offenes Luftzuführungsrohr und eine Verdampferschale mit einer Heizvorrichtung umfaßt, in die die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter hineinfließt. The invention relates to an evaporator with a constant liquid level, the one closed liquid storage container, one immersed in this container, at both of its Ends open air supply pipe and an evaporator dish with a heating device comprises, in which the liquid flows in from the reservoir.

Das Prinzip der Verdampfer bzw. Eindampfvorrichtungen mit konstantem Niveau ist bekannt. Diese Vorrichtungen enthalten — wie noch genauer weiter unten gezeigt werden wird — eine Verdampferschale, die im Bereich ihres Bodens an einen abgeschlossenen Flüssigkeitsvorratsbehälter angeschlossen ist, in den ein an beiden Enden offenes Rohr eintaucht, dessen oberes Ende mit der umgehenden Atmosphäre in Verbindung steht. Solange das Niveau der Flüssigkeit in dem geschlossenen Vorratsbehälter über dem unteren Ende des Rohres steht, stellt sich das Flüssigkeitsniveau in der Ver- ao dampferschale auf eine Höhe ein, die der Höhe des unteren Endes des Rohres entspricht. Nach Absinken des Flüssigkeitsspiegels im Vorratsbehälter unter das untere Ende des Rohres gleichen sich die Niveaus in Vorratsbehälter und Verdampferschale nach dem Prinzip kommunizierender Gefäße aus.The principle of constant level evaporators or evaporation devices is known. These Devices contain - as will be shown in more detail below - an evaporator dish, which is closed off in the area of its bottom Liquid reservoir is connected, in which a tube open at both ends immersed, the upper end of which is connected to the surrounding atmosphere. As long as that Level of the liquid in the closed reservoir above the lower end of the tube stands, the liquid level in the evaporation dish adjusts itself to a height that is the height of the corresponds to the lower end of the tube. After the liquid level in the storage tank has fallen below the lower end of the tube, the levels in the storage tank and evaporator dish are the same based on the principle of communicating vessels.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtungen ist die mechanische Leitungsverbindung, die zwischen der Verdampferschale und dem Vorratsbehälter hergestellt werden muß; diese Verbindung schließt nämlieh die Verwendung einer Verdampferschale beliebiger Art aus, und außerdem kann sich ein Teil des Verdampfungsrückstandes in der Verbindungsleitung absetzen.A major disadvantage of these devices is the mechanical line connection between the evaporator dish and reservoir must be made; this connection closes namely the use of an evaporator dish of any kind, and also part of the Deposit evaporation residue in the connection line.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.The invention is based on the object of eliminating these disadvantages.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung ein Verdampfer der genannten Art vorgesehen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der geschlossene Vorratsbehälter an seinem unteren Ende mit einer geneigten Leitung in Verbindung steht, die in die Verdampferschale bis zu einem Niveau hineinreicht, das dem einzuhaltenden gleichbleibenden Flüssigkeitsniveau in der Schale entspricht und daß das Luftzuführungsrohr in der Nähe des Einlaufendes der geneigten Leitung mit einer KapiUaröffnung versehen ist, die auf einem höheren Niveau als dem in der Verdampferschale aufrechtzuerhaltenden Niveau liegt und daß die Flüssigkeitshöhe zwischen diesen beiden Niveaus dem (durch die Oberflächenspanh nung bedingten) Ausgleichsdruck zwischen der Luft und der Flüssigkeit an der kapillaren Endöffnung des Verdampfer mit gleichbleibendem
FlüssigkeitsniveauFor this purpose, an evaporator of the type mentioned is provided according to the invention, which is characterized in that the closed storage container is connected at its lower end to an inclined line which extends into the evaporator tray up to a level that corresponds to the constant liquid level to be maintained in the bowl and that the air supply pipe near the inlet end of the inclined conduit is provided with a capillary opening which is at a higher level than the level to be maintained in the evaporator bowl and that the liquid level between these two levels is determined by the surface tension ) Equalization pressure between the air and the liquid at the capillary end opening of the evaporator with constant
Fluid level

Anmelder:Applicant:

Commissariat ä l'Energie Atomique, ParisCommissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. BeetzDipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. K. Lamprecht, patent attorneys,

München 22, Steinsdorfstr. 10Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Andre Fonseca, Grenoble, Isere (Frankreich)Andre Fonseca, Grenoble, Isere (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 21. September 1962 (910 092) ■France of September 21, 1962 (910 092) ■

Rohres entspricht, und daß die . Heizeinrichtung durch einen Kontaktgeber steuerbar ist.Rohres corresponds, and that the. Heating device can be controlled by a contactor.

Gemäß der Erfindung nutzt man also die Oberflächenspannung der zu verdampfenden Flüssigkeit an der Kapülaröffnung des Luftzuführungsrohres aus, um zu erreichen, daß sich das konstante Niveau in der Verdampferschale auf eine Höhe einstellen kann, die unter dem Niveau der Kapülaröffnung liegt, wobei der Höhenunterschied eine Funktion des Radius der Kapilaröffnung, der Oberflächenspannung und der Dichte der Flüssigkeit ist. Dank dieses Höhenunterschiedes kann sich der Inhalt des Vorratsgefäßes vollständig in die Verdampferschale entleeren. Weiterhin braucht die für den Anschluß des geschlossenen Vorratsgefäßes an die Verdampferschale notwendige geneigte Leitung, die der Verdampferschale die Flüssigkeit zuführt, nicht mechanisch mit dieser Schale verbunden zu sein. Es genügt, wenn diese Leitung von oben in die Verdampferschale hineinragt; die Schale läßt sich also unabhängig von der Leitung bewegen, entfernen oder austauschen. According to the invention, the surface tension of the liquid to be evaporated is used at the capillary opening of the air supply tube in order to achieve a constant level can be adjusted in the evaporator dish to a height that is below the level of the capillary opening The difference in height is a function of the radius of the capillary opening, the surface tension and the density of the liquid. Thanks to this difference in height, the contents of the storage vessel Empty completely into the evaporator dish. Furthermore, you need to connect the closed storage vessel to the evaporator dish necessary inclined line that of the evaporator dish the liquid supplies, not to be mechanically connected to this shell. It is sufficient, if this line protrudes from above into the evaporator dish; the shell can therefore be independent move, remove or replace from the line.

η 609 577/380η 609 577/380

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung veranschaulicht ist; es zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a Embodiment illustrated in the drawing; it shows

Fig. 1 eine den bekannten Stand der Technik wiedergebende schematische Darstellung eines Verdampfers mit gleichbleibendem Flüssigkeitsniveau,1 shows a schematic representation of an evaporator showing the known prior art with constant liquid level,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Ausführung eines erfindungsgemäßen Verdampfers undF i g. 2 shows a schematic representation of the embodiment of an evaporator according to the invention and

Fig. 3 eine Einzelheit des erflndungsgemäßen Verdampfers gemäß Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab.Fig. 3 shows a detail of the invention Evaporator according to FIG. 2 on a greatly enlarged scale.

Der in F i g. 1 dargestellte Verdampfer mit konstantem Niveau — wie er bereits" seit langem bekannt ist — enthält normalerweise eine napfartige Verdampferschale C, die über eine feste Leitung D mit einem geschlossenen Flüssigkeitsvorratsbehälter R verbunden ist, in den ein Luftzuführungsrohr T eintaucht, das einen relativ großen Querschnitt hat, an seinen beiden Enden offen ist und an seinem oberen Ende mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht.The in F i g. 1 shown constant level evaporator - as it has been "known for a long time - normally contains a bowl-like evaporator shell C, which is connected via a fixed line D to a closed liquid reservoir R , into which an air supply pipe T is immersed, which has a relatively large cross-section , is open at both ends and communicates with the surrounding atmosphere at its upper end.

Wenn man den Vorratsbehälter R mit der Verdampferschale C verbindet, fließt Flüssigkeit aus R nach C. Der Flüssigkeitszufluß hört auf, sobald das Druckgleichgewicht erzielt ist, d. h., wenn das Flüssigkeitsniveau in der Verdampferschale C und das untere offene Ende des Rohres T in der gleichen horizontalen Ebene liegen. Der Flüssigkeitshöhenunterschied zwischen dieser horizontalen Ebene und der freien Oberfläche der Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter R ist gleich der Höhe H. If you connect the reservoir R to the evaporator dish C, liquid flows from R to C. The liquid flow stops as soon as the pressure equilibrium is achieved, that is, when the liquid level in the evaporator dish C and the lower open end of the tube T are in the same horizontal position Lie level. The liquid height difference between this horizontal plane and the free surface of the liquid in the storage container R is equal to the height H.

Im Gleichgewichtszustand ist der Druck über der Flüssigkeit (Gasdruck) in dem geschlossenen Vorratsgefäß gleich P_A—gHg (ρ ist die Dichte der Flüssigkeit, g die Erdbeschleunigung und P_A der Atmosphärendruck). In the equilibrium state, the pressure above the liquid (gas pressure) in the closed storage vessel is equal to P _A —gHg (ρ is the density of the liquid, g is the acceleration due to gravity and P _{A is} the atmospheric pressure).

Wenn durch Verdampfung oder irgendeine andere Maßnahme das Flüssigkeitsniveau in der Schale C absinkt, so sinkt auch der Gasdruck in dem Vorratsbehälter ab. Infolgedessen tritt durch das untere Ende des Rohres T Luft in den Behälter ein, und die durch diesen Lufteintritt bedingte Erhöhung des Druckes innerhalb des Vorratsgefäßes R führt dazu, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Verdampferschale bis auf seine ursprüngliche Höhe steigt.If the liquid level in the bowl C drops due to evaporation or some other measure, the gas pressure in the storage container also drops. As a result, air enters the container through the lower end of the tube T , and the increase in pressure within the storage vessel R caused by this air entry causes the liquid level in the evaporator dish to rise to its original height.

Bei Verdampfung der Flüssigkeit in der Verdampferschale C spielen sich diese Vorgänge gleichzeitig und stetig ab, so daß das Flüssigkeitsniveau in der Schale C praktisch konstant bleibt; d. h., es bleibt zumindest so lange konstant, wie die Niveauhöhe der Flüssigkeit in dem Vorratsgefäß R noch nicht bis zum unteren Ende des Rohres T abgesunken ist.Upon evaporation of the liquid in the evaporator dish C, these processes occur simultaneously and continuously, so that the liquid level in the shell remains practically constant C; that is, it remains constant at least as long as the level of the liquid in the storage vessel R has not yet dropped to the lower end of the pipe T.

Die Fig. 2 und 3 stellen eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdampfers mit gleichbleibendem Flüssigkeitsniveau dar.2 and 3 show an embodiment of an evaporator according to the invention with a constant Liquid level.

Bei dieser Ausführungsform sind Bauteile, die einander entsprechen oder in gleicher oder ähnlicher Weise wirken, mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet; sie tragen jedoch den Index 1.In this embodiment, components are that correspond to one another or are identical or similar Act manner, denoted by the same reference numerals as in Fig. 1; however, they have the index 1.

Die erfindungsgemäße Verdampfungs- bzw. Eindampfvorrichtung umfaßt ebenfalls einen geschlossenen Vorratsbehälter R₁, der bei dem Ausführungsbeispiel ein Glasballon ist und ein Aufnahmevermögen von ungefähr 11 hat. Der Ballon R₁ ist durch einen eingeschliffenen Stopfen 1 verschlossen, durch den das Rohr T₁ dicht hindurchgeführt ist. Dieses Rohr, das beispielsweise einen Innendurchmesser von 6 und einen Außendurchmesser von 9 mm haben kann, ist an seinem oberen Ende zu einer Rohrspitze 2 ausgezogen, über deren Öffnung das Rohr mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Das untere Ende des Rohres T₁ ist seitlich abgebogen und an seinem abgerundeten Ende derart im Querschnitt verengt, daß es nur eine Kapillaröffnung 3 aufweist, deren Radius r beispielsweise 0,4 mm ist. Dieses Kapillarende des Rohres T₁ liegt überdies inThe evaporation or evaporation device according to the invention also comprises a closed storage container R ₁ , which in the exemplary embodiment is a glass balloon and has a capacity of approximately 11. The balloon R ₁ is closed by a ground-in stopper 1 through which the tube T ₁ is passed tightly. This tube, which can have an inside diameter of 6 and an outside diameter of 9 mm, for example, is drawn out at its upper end to form a tube tip 2, through the opening of which the tube is in contact with the atmosphere. The lower end of the tube T ₁ is bent to the side and narrowed in cross section at its rounded end in such a way that it has only one capillary opening 3, the radius r of which is, for example, 0.4 mm. This capillary end of the tube T ₁ is also in

ίο der Nähe des Bodenteiles des Vorratsbehälters R₁, der durch einen wannenartigen Abschluß 4 mit verringerter Grundfläche gebildet ist und aus dem die Ausflußleitung D₁ abgeht, die in die Verdampferschale C führt. Die Leitung D₁ ist nach unten in ίο in the vicinity of the bottom part of the storage container R ₁ , which is formed by a trough-like closure 4 with a reduced base area and from which the outflow line D ₁ , which leads into the evaporator dish C, goes off. Line D ₁ is down in

Richtung zu der Verdampferschale C₁ hin geneigt, sie besteht aus zwei Leitungsabschnitten 5 und 6, die durch ein elastisches Schlauchstück 7 verbunden sind. Der Abschnitt 5 besteht mit dem Bodenteil 4 des Vorratsbehälters R₁ aus einem Stück, und derInclined in the direction of the evaporator dish C ₁ , it consists of two line sections 5 and 6 which are connected by an elastic piece of hose 7. The section 5 is made of one piece with the bottom part 4 of the storage container R _{1, and the}

ao Abschnitt 6 stellt eine lösbare und bewegbare Verlängerung dar, die oberhalb des Bodens der Verdampferschale C₁ eine Ausflußöffnung 6 a aufweist. Eine Quetschklemme 8, die auf dem Rohr 7 sitzt, gestattet eine Drosselung oder Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter JR₁ und der Verdampferschale C₁. Man erkennt, daß bei dieser Anordnung die nicht mechanisch mit dem Vorratsbehälter R₁ verbundene Verdampferschale C₁ leicht wegnehmbar oder austauschbar ist und daß man deshalb irgendeine geneigte Abdampfschale verwenden kann, beispielsweise eine »Zählschale« zur Ermittlung der Aktivität des Verdampfungsrückstandes in einer geeigneten Zählvorrichtung.
Überdies erkennt man sofort einen wesentlichen Unterschied gegenüber der bekannten Verdampferanordnung nach Fig. 1. Bei dieser Verdampferanordnung liegt das Flüssigkeitsniveau in der Verdampferschale C in der gleichen horizontalen Ebene wie das untere Ende des Rohres T; im Gegensatz hierzu besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Höhenunterschied h zwischen der Kapillaröffnung 3 des Rohres T₁ und der Auslauf öffnung 6 a der geneigten Verbindungsleitung D₁; mit anderen Worten gesägt: Man kann in der Verdampferschale C₁ ein gleichbleibendes Flüssigkeitsniveau auf einer Höhenlage halten, die um mehrere Zentimeter unterhalb der kapillaren Austrittsöffnung T₃ des Rohres T₁ liegen kann.
Dies erklärt sich wie folgt (vgl. Fig. 3): Wenn sich eine Luftblase 3 α am unteren Ende des Rohres T₁ innerhalb der Kapillaröffnung 3 bildet und aus dieser auszutreten sucht, nimmt die Grenzfläche zwischen der Luft und der Flüssigkeit eine etwa halbkugelige Form an, deren Durchmesser gleich r ist.ao section 6 represents a detachable and movable extension which has an outflow opening 6 a above the bottom of the evaporator dish C ₁ . A pinch clamp 8, which sits on the pipe 7, allows throttling or interruption of the connection between the storage container JR ₁ and the evaporator dish C ₁ . It can be seen that with this arrangement the _{evaporation tray C 1,} which is not mechanically connected to the storage container R ₁ , is easily removable or replaceable and that any inclined evaporation tray can therefore be used, for example a "counting tray" to determine the activity of the evaporation residue in a suitable counting device.
In addition, one immediately recognizes an essential difference compared to the known evaporator arrangement according to FIG. 1. In this evaporator arrangement, the liquid level in the evaporator dish C lies in the same horizontal plane as the lower end of the tube T; In contrast, in the device according to the invention there is a height difference h between the capillary opening 3 of the tube T ₁ and the outlet opening 6 a of the inclined connecting line D ₁ ; Sawn in other words: a constant liquid level can be kept in the evaporator dish C ₁ at a height which can be several centimeters below the capillary outlet opening T _{3 of} the pipe T ₁ .
This is explained as follows (see. Fig. 3): When an air bubble 3 α forms at the lower end of the tube T ₁ within the capillary opening 3 and tries to exit it, the interface between the air and the liquid takes an approximately hemispherical shape whose diameter is equal to r .

Wenn A die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist, so ergibt die Differenz der Drücke, die auf der einen und der anderen Seite der Grenzfläche lasten, nach dem Gesetz von Laplace einen WertIf A is the surface tension of the liquid, then the difference in the pressures on one and the other side of the interface gives a value according to Laplace's law

von —-. Der im Inneren des Rohres T₁ und damitfrom --. The inside of the tube T ₁ and thus

auch m der Gasblase herrschende Druck ist nun gleich dem Atmosphärendruck P_A; der in umgekehrter Richtung wirkende Druck muß daher um einen Betragthe pressure prevailing in the gas bubble is now also equal to the atmospheric pressure P _A ; the pressure acting in the opposite direction must therefore be increased by an amount

π = π =

IAIA

kleiner sein als der Atmosphärendruck P_A. Dies istbe less than the atmospheric pressure P _A. This is

aber nur dann möglich, wenn das Niveau der Flüssigkeit in der Verdampferschale C₁ unterhalb der Kapillaröffnung des Rohres T₁ liegt, und zwar um ein Höhenmaß h, das sich aus der Bezeichnungbut only possible if the level of the liquid in the evaporator dish C _{1 is} below the capillary opening of the tube T ₁ , namely by a height h, which is derived from the designation

π _ _ρgh _ π _ _ρ gh _

2 A _ 2 A 2 A _ 2 A

___ zu Ii — ----- ___ to Ii - -----

ergibt.results.

Für gewöhnliches Wasser gilt y4=76dyn/cm und ρ = ungefähr 1 g/cm³; wenn r — 0,04 cm, so ist im vorliegenden Fall:For ordinary water, y4 = 76 dynes / cm and ρ = approximately 1 g / cm ³ ; if r - 0.04 cm, then in the present case:

h = h =

2.762.76

⁼ 3,9 ^cm· ⁼ 3.9 ^cm

Dies ist diejenige Höhe h, die sich nach dem Gesetz von Jurin rechnerisch ergibt.This is the height h that arises arithmetically according to Jurin's law.

In der Praxis kann überdies die Höhendifferenz h durch Versuche festgestellt werden, wobei man die Bewegbarkeit des zweiten Abschnittes 6 der Leitung D₁ ausnutzen kann.In practice, moreover, the height difference h can be determined through experiments, whereby the mobility of the second section 6 of the line D ₁ can be used.

Dank dieses Höhenunterschiedes kann sich der Vorratsbehälter R₁ vollständig in die Verdampferschale C₁ entleeren, bis auf einige Flüssigkeitstropfen, die in der Leitung D₁ zurückbleiben, ohne daß eine Änderung des konstanten Niveaus in der Verdampferschale C₁ erfolgt. Überdies gibt diese Höhendifferenz die Möglichkeit, daß die Luftblasen, die sich beim Verdampfen der Flüssigkeit in der Verdampferschale C₁ bilden und in die Öffnung 6 a des Leitungsteiles 6 der Leitung D₁ gelangen, bis in das Innere des Vorratsbehälters aufsteigen, wodurch ein Stillsetzen der Vorrichtung durch eine Gasblasen- »Verstopfung« vermieden wird.Thanks to this height difference, the storage container R _{1 can} empty completely into the evaporator dish C ₁ , except for a few drops of liquid that remain in the line D ₁ without a change in the constant level in the evaporator dish C ₁ . In addition, this height difference gives the possibility that the air bubbles that form when the liquid evaporates in the evaporator dish C ₁ and get into the opening 6 a of the line part 6 of the line D ₁ , rise into the interior of the storage container, whereby the shutdown Device is avoided by a gas bubble "clogging".

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ergibt schließlich noch einen weiteren wesentlichen Vorteil. Sie macht es möglich, die Heizeinrichtung für das Beheizen der Verdampferschale C₁ selbsttätig abzuschalten, wenn der Vorratsbehälter R₁ leer geworden ist, und dieses ohne direktem Kontakt mit der Flüssigkeit, welche radioaktiv sein könnte.The design of the device according to the invention finally results in a further significant advantage. It makes it possible to automatically switch off the heating device for heating the evaporator dish C ₁ when the storage container R ₁ has become empty, and this without direct contact with the liquid, which could be radioactive.

Um dieses Abschalten durchzuführen, ist an der Vorrichtung ein Druckfühler 9 vorgesehen. Dieser Druckfuhler ist ein Quecksilber-Differenzdruckmanometer mit zwei Rohrschenkeln 10 und 11 von sehr unterschiedlichen Querschnitten, um eine möglichst große Empfindlichkeit zu erhalten. Der im Querschnitt größerer Schenkel 10 ist an seinem oberen geschlossen Ende lösbar über ein Rohr 14 und eine Bohrung des 'Stopfens 1 mit dem Innenraum des Vorratsbehälters JS₁ verbunden. Der andere Schenkel 11 steht unter dem äußeren Atmosphärendruck. In jeden der beiden Schenkel 10 und 11 ragt ein Platindraht 12 bzw. 13 hinein. Diese Drähte sind in den Stromkreis eines Relais 15 eingeschaltet, das über seinen Schaltkontakt 16 den Strom in der Heizwicklung 17 für die Beheizung der Verdampferschale C₁ unterbricht, wenn er erregt wird, d. h., wenn die beiden Platindrähte 12 und 13 gleichzeitig das in den beiden Schenkeln befindliche Quecksilber berühren. In order to carry out this shutdown, a pressure sensor 9 is provided on the device. This pressure sensor is a mercury differential pressure manometer with two pipe legs 10 and 11 of very different cross-sections in order to obtain the greatest possible sensitivity. The leg 10, which is larger in cross-section, is detachably connected at its upper closed end to the interior of the storage container JS ₁ via a tube 14 and a bore in the plug 1. The other leg 11 is under the external atmospheric pressure. A platinum wire 12 and 13 protrudes into each of the two legs 10 and 11. These wires are connected to the circuit of a relay 15 which, via its switching contact 16, _{interrupts the current in the heating coil 17 for heating the evaporator dish C 1} when it is excited, that is, when the two platinum wires 12 and 13 are simultaneously in the two Touch the mercury in the thighs.

Der Draht 12 taucht ständig in das Quecksilber des Schenkels 12 ein; der Draht 13 ist jedoch derart angeordnet, daß er nur dann um einen ganz geringen Betrag in das Quecksilber des Schenkels 11 eintaucht, wenn beide Schenkel unter Atmosphärendruck stehen.The wire 12 is constantly immersed in the mercury of the leg 12; however, the wire 13 is such arranged that it only dips by a very small amount into the mercury of the leg 11, when both legs are under atmospheric pressure.

Wenn die Verdampfungsvorrichtung in Betrieb ist, dann ist der Druck p der in dem Vorratsbehälter R₁ eingeschlossenen Luft kleiner als der äußere Atmo-Sphärendruck P_A; er ist dann gleichWhen the evaporation device is in operation, the pressure p of the air enclosed in the storage container R ₁ is less than the outer atmospheric pressure P _A ; it is then the same

P ~ e(H + K\P ~ e (H + K \

^{A 68}^ '' ^{A 68} ^ ''

Der Draht 13 ist dann nicht in Berührung mit dem Quecksilber im Schenkel 11 und der Stromkreis der Heizwicklung 17 ist geschlossen (wie dies in Fig. 2 dargestellt ist). Die Flüssigkeitsstandhöhe H im Vorratsbehälter, R₁ nimmt wegen des stetigen Abfließens von Flüssigkeit in die Verdampf erschale C₁ infolge der Verdampfung derart ab, daß sich der Luftdruck in dem Vorratsbehälter R₁ allmählich erhöht, um ^S^^CÜ ^^em Atmosphärendruck P_A zu nähern. Solange jedoch die Kapillaröffnung 3 am unteren Ende desThe wire 13 is then not in contact with the mercury in the limb 11 and the circuit of the heating coil 17 is closed (as shown in FIG. 2). The liquid level H in the reservoir, R ₁ decreases because of the steady flow of liquid into the evaporation shell C ₁ as a result of the evaporation in such a way that the air pressure in the reservoir R ₁ gradually increases to approach ^S ^ ^CÜ ^ ^em atmospheric pressure P _A . However, as long as the capillary opening 3 at the lower end of the

R_0Qres J₁ J₁₀₀J₁ mit Flüssigkeit bedeckt ist, bleibt die Druckdifferenz P_A—p immer größer als ρ gh. R _0Qres J ₁ J ₁₀₀ J ₁ is covered with liquid, the pressure difference P _A -p always remains greater than ρ gh.

Dieser Druckdifferenz entspricht ein Höhenunterschied des Quecksilbers in den beiden Schenkeln 10 und 11 des Quecksilbermanometers, der größer als h/13,6 bleibt, wenn die zu verdampfende Flüssigkeit Wasser ist. Unter den oben angegebenen zahlenmäßigen Bedingungen (h = 3,9 cm) bleibt der Höhenunterschied des Quecksilbers größer als ungefähr 3 mm, solange die Verdampfung andauert.This pressure difference corresponds to a height difference of the mercury in the two legs 10 and 11 of the mercury manometer, which remains greater than h / 13.6 if the liquid to be evaporated is water. Under the numerical conditions given above (h = 3.9 cm), the height difference of the mercury remains greater than approximately 3 mm as long as the evaporation continues.

In dem Augenblick, in dem die Kapillaröffnung 3 freigelegt wird, also der Wert von H gleich 0 geworden ist, geht die DruckdifferenzΡ_Α—P plötzlich von dem Wert ρ gh auf den Wert Null zurück, und ebenso sinkt auch der Höhenunterschied des Quecksilbers von 3 mm auf Null ab. Dann wird das Relais 15 durch den Kontakt des Drahtes 13 mit dem im Schenkel 11 aufsteigenden Quecksilber erregt und der Strom der Heizwicklung selbsttätig in demjenigen Augenblick unterbrochen, in dem die letzten noch in der Leitung D₁ befindlichen Flüssigkeitstropfen in die Verdampferschale C₁ fließen.At the moment when the capillary opening 3 is exposed, i.e. the value of H has become equal to 0, the pressure difference Ρ _Α -P suddenly goes back from the value ρ gh to the value zero, and the difference in height of the mercury from also decreases 3 mm to zero. Then the relay 15 is excited by the contact of the wire 13 with the mercury rising in the leg 11 and the current of the heating winding is automatically interrupted at the moment when the last drops of liquid still in the line D ₁ flow into the evaporator dish C ₁ .

Man erkennt, daß die Lage des Drahtes 13 nicht mit großer Genauigkeit bestimmt werden muß, da eine große Einstelltoleranz von ungefähr 3 mm (Steighöhe des Quecksilbers beim Auslaufen des Vorratsbehälters R₁) zur Verfügung steht.It can be seen that the position of the wire 13 does not have to be determined with great accuracy, since a large adjustment tolerance of approximately 3 mm (height of rise of the mercury when the storage container R _{1 runs out} ) is available.

Die Verhältnisse wären ganz anders im Fall der bekannten Vorrichtung nach Fig. 1. Bei dieser Vorrichtung ist die DruckdifferenzThe situation would be quite different in the case of the known device according to FIG. 1. In this device is the pressure difference

P — η = eHP - η = eH

und sie nimmt gleichmäßig ab, während sich die Standhöhefi ändert, ohne daß ein plötzlicher Drucksprang in demjenigen Augenblick auftritt, in dem das untere offene Ende des Rohres T infolge Absinkens der Flüssigkeit freigelegt wird. Wenn die Verdampfung nur mäßig ist und beispielsweise 15 bis 20 Stunden dauert, so wäre gegen Schluß des VerdampfungsVorganges während eines längeren Zeitraumes der Höhenunterschied der Quecksilberspiegel in dem Differenzmanometer nur sehr klein, was eine außerordentlich genaue Einstellung des Kontaktdrahtes 13 bedingen würde. Wenn man annimmt, daß eine derartige genaue Einstellung bei der bekannten Vorrichtung nach F i g. 1 vorgesehen wird, so könnte bereits die geringste Erschütterung das Einschalten des Relais und damit das Ausschalten der Heizung verursachen. Man hat dann nicht die Sicherheit, daß die Heizung zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Verdampfungsvorganges abgeschaltet wird.and it decreases evenly while the standing height fi changes without a sudden pressure jump occurring at the moment in which the lower open end of the tube T is exposed as a result of sinking of the liquid. When the evaporation is only moderate and lasts, for example, 15 to 20 hours, would be towards the end of the evaporation process for a longer period of time Difference in height of the mercury level in the differential manometer is only very small, which is an extraordinary one exact setting of the contact wire 13 would require. Assuming that such a precise setting in the known device according to FIG. 1 is provided, so could Even the slightest vibration causes the relay to be switched on and the heating to be switched off cause. You then cannot be sure that the heating will be on at a specific point in time is switched off within the evaporation process.

Aus der voranstehenden Beschreibung gehen diejenigen Vorteile klar hervor, die gemäß der vorlie-From the above description, those advantages clearly emerge, which according to the present

genden Erfindung unter Ausnutzung der Oberflächenspannung der zu verdampfenden Flüssigkeit erzielt werden.Lowing invention achieved using the surface tension of the liquid to be evaporated will.

Es dürfte klar sein, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, da dieses nur zur Erläuterung ■■ der Erfindung dient.It should be clear that the invention does not apply to the illustrated and described embodiment is limited, since this only serves to explain the invention.

Claims

Patent claims:

1. Evaporator with a constant liquid level, which comprises a closed liquid storage container, an air supply pipe which is immersed in this container and is open at both ends, and an evaporator shell with a heating device into which the liquid flows from the storage container, characterized in that the closed storage container (A ₁ ) at its lower end (4) with an inclined line (D ₁ ) in connection, which _{extends into the evaporator dish (C 1} ) to a level that corresponds to the constant liquid level to be maintained in the dish, and that the air supply pipe ( T ₁ ) near the inlet end of the inclined line is provided with a capillary opening (3) which is at a higher level than the level to be maintained in the evaporator dish, and that the liquid level Qi) between these two levels is (through the Equalization pressure between the air due to surface tension and corresponds to the liquid at the capillary end opening of the tube and that the heating device (heating coil 17) can be controlled by a contactor.

2. Evaporator according to claim 1, characterized in that the bottom of the storage container (A ₁ ) has a retracted cross section and with an outflow section (6) of the inclined tube (D ₁ ) via means (hose 7) for changing the height difference between the outflow end of the extension piece in the evaporator dish (C ₁ ) and the capillary opening (3) of the tube (T ₁ ) is connected.

3. Evaporator according to Claim 1, characterized in that the air supply pipe (T ₁ ) has a reduced cross section for the air at its inlet end (2).

4. Evaporator according to claim 1, characterized in that the contactor is a two-legged differential liquid manometer (9), in which the interior of the first pipe leg (10) "with the interior of the storage container (A ₁ ) and that of the second (U) with the Atmosphere communicates, wherein the contact in the second tube leg (11) is made by the conductive liquid as soon as the capillary end (3) of the tube (T ₁ ) is exposed, ie the air in the storage container (A ₁ ) Atmospheric pressure.

5. Evaporator according to Claim 1, characterized in that the storage container (R ₁ ) is closed by a tight stopper (1) through which the air circulation pipe (T ₁ ) and a connection to the second leg (11) of the differential pressure manometer (9) are axially lead through.

1 sheet of drawings