DE1498366C - Dosiervorrichtung für flussigen elementaren Phosphor und andere ver gleichbare Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für flüssigen elementaren Phosphor und andere vergleichbare Flüssigkeiten, bestehend aus einem zylindrischen Hohlkörper mit einem Eintritts- und Austrittsstutzen für den zu dosierenden Phosphor, einer einen Ventilkörper tragenden, im Hohlkörper zenirisch angeordneten sowie axial verschieblich gelagerten Ventilstange, wobei die Ventilstange von einem Balg im Bereich des Hohlkörpers umgeben ist und einem an dem austrittsöffnungsseitigen Ende des Hohlkörpers befindlichen, mit dem Ventilkörper zusammenwirkenden Ventilsitz.

Es gibt in technischem Maßstab auszuführende Reaktionen, bei denen die Reaktionspartner nur nach und nach in abgemessenen, vorbestimmten Mengen in einem Reaktionsgefäß zusammengebracht werden dürfen. Während man in den meisten anderen Fällen hierfür die in verschiedenen Bauarten handelsüblichen Dosierpumpen verwenden kann, ist dies bei der Mengenbemessung von beispielsweise elementarem, flüssigem Phosphor nicht möglich: Dieser neigt dazu, sich an die Wandungen der Förderwege anzusetzen oder sogar feste Partikeln an den Wandungen abzulagern, so daß die bewegten Teile der Dosiervorrichtung (Kolben, Ventile, Membrane) in ihrer Funktion behindert werden und dadurch eine Dosierung unmöglich machen.

Eine Dosiervorrichtung ist nach der deutschen Patentschrift 1 098 245 als Kugelventil ausgebildet. Sie besteht aus einer oberen zylindrischen Kammer mit seitlich angeordneten Stutzen für Zulauf und Überlauf und einer unteren Auslaßöffnung, an welche sich eine zweite Kammer, welche in ein Kapillarrohr ausläuft, anschließt. Die Auslaßöffnung der oberen Kammer ist durch eine Kugel verschließbar, welche an einer Betätigungsstange befestigt ist. Oberhalb der oberen zylindrischen Kammer sind koaxial um die Betätigungsstange zwei Scheiben angeordnet, zwischen denen sich eine Feder zur Ausübung einer Rückstellkraft auf die Betätigungsstange befindet. Wird die Betätigungsstange und damit auch die Kugel herabgedrückt, so strömt Flüssigkeit aus der oberen zylindrischen Kammer in die untere Kammer und von da aus in das Kapillarrohr. Durch kraftschlüssige Verbindung der Betätigungsstange mit einer eine Hin- und Herbewegung ausführenden Maschine kann eine intermittierende Flüssigkeitsströmung in das Kapillarrohr erzeugt werden. '■ ; Π:^::;.;

Für die Dosierung von flüssigem elementarem Phosphor ist diese Dosiervorrichtung nicht brauchbar, weil der Ventilsitz mit der Ventilkugel alsbald verkleben und verkrusten würde.

Mit der Dosiereinrichtung nach der deutschen Patentschrift 940 940 kann ein Zusatzstoff jeweils im gleichen Mengenverhältnis einer strömenden Flüssigkeit zugesetzt werden. Das wird dadurch ermöglicht, daß ein Membrandruckregler mit seiner oberen Kammer über einen Staudruckanschluß mit dem Rohr der strömenden Flüssigkeit vor einer in diesem Rohr befindlichen Staublende verbunden ist, während seine untere Kammer mit dem Rohr der strömenden Flüssigkeit nach der Staublende in Verbindung steht, wobei in der Verbindungsleitung zur unteren Kammer eine einstellbare Dosierdrossel, vorzugsweise ein Nadelventil, angeordnet ist. Die untere Kammer des Membrandruckreglers steht weiterhin mit dem Vorratsbehälter für den Zusatzstoff strömungsmäßig in Verbindung. Durch Verstellung der Dosierdrossel ist das Mengenverhältnis zwischen Zusatzstoff und strömender Flüssigkeit veränderbar.

Das Differential-Nadelmischventil nach der deutschen Patentschrift 421844 besteht aus einem Kreuzstück, in welchem ein Gußkörper angeordnet ist. Im Gußkörper befindet sich ein Nadelventil, welches von der entgegengesetzten Seite des Kreuzstükkes her verstellbar ist. Beiderseits des Nadelventils und senkrecht zu ihm weist der Gußkörper in seinem oberen Teil Bohrungen auf, welche in Richtung auf seinen unteren Teil hin senkrecht abgewinkelt sind. Das Mischventil gestattet es, Flüssigkeit aus einem Hauptstrom in einen Behälter abzuleiten und gleichzeitig Mischflüssigkeit vom Boden desselben zu entnehmen und in den Hauptflüssigkeitsstrom zurückzuführen sowie mit diesem innig zu vermischen. Die Menge Mischflüssigkeit ist durch die Verstellung des Nadelventils veränderbar.

Der Mengenmesser für Luft, Gas und Dampf nach der schweizerischen Patentschrift 219 695 weist Kammern auf, welche durch Membranen unterteilt werden. An den Membranen sind über Schubstangen Ventilkegel befestigt, welche in Abhängigkeit von der Druckdifferenz beiderseits der Membranen den zugehörigen Ventilsitz öffnen oder verschließen. — Der Mengenmesser gemäß diesem Patent soll die Ermittlung des Gasgewichtes unabhängig von der Temperatur des Gases μηά vom Barometerstand ermöglichen.

Beim Schraubventil für Wasserstandsanzeiger gemäß der deutschen Patentschrift 57162 weist die Spindel eine solche Länge auf, daß sie bei geschlossenem Ventil den zum Behälter führenden Kanal vollständig ausfüllt, wodurch eine Querschnittsverkleinerung dieses Kanals durch Feststoffablagerungen verhindert wird.

Die regelbare Tropfschmierbüchse mit unter Federdruck stehender Ventilspindel nach der deutschen Patentschrift 105 300 besteht im wesentlichen

aus einem Hauptteil, in welchem als Ventilsitz eine zylindrische Hülse mit darunterliegendem Tropfraum angeordnet ist. Auf dem Hauptteil befindet sich ein ölvorratsbehälter, welcher von einer weiteren Hülse durchdrungen ist, in welcher eine nach unten konisch auslaufende, von einer Spiralfeder umgebene Ventilspindel angeordnet ist. Die Ventilspindel kann mit Hilfe einer oberhalb des Ölvorratsbehälters befindlichen Haltevorrichtung und der sie umgebenden Spiralfeder so mit der zylindrischen Hülse zusammenwirken, daß eine in der Zeiteinheit konstante Ölmenge in den Tropfraum gelangt. Weiterhin ist durch Anheben der Ventilspindel ein kurzfristig stärkerer Öldurchtritt möglich, andererseits kann der ölfluß durch Verdrehen der Ventilspindel auch vollständig unterbrochen werden. Ein Durchstoßen der verhältnismäßig langen zylindrischen Hülse mit der Ventilspindel bei eventuellen Verstopfungen ist indessen wegen ihres konischen unteren Endes nicht möglich.

Das Ventil für Hochvakuumanlagen gemäß des deutschen Gebrauchsmusters 1824 547 weist ein Gehäuse aus duktilem Metall auf, welches mit je einer Bohrung zum Anschluß von Rohrverbindungen zum Vakuumerzeuger und zum zu evakuierenden Behälter sowie einer Bohrung zur Aufnahme der Schließeinrichtung versehen ist. Die Schließeinrichtung besteht aus einem Ventilschaft, welcher in einem polierten Schließkegel mit konisch abgeschrägtem Ringrand endet, wobei der Schließkegel beim Schließen des Ventils in eine öffnung im Ventilgehäuse greift und an deren Wand angedrückt wird, während sich der scharfkantige Ringrand des Schließkegels in das Ventilgehäuse eindrückt. Konzentrisch zum Ventilschaft ist eine Schaftführung in das Oberteil des Ventilgehäuses eingeschraubt. Der Ventilschaft ist über eine Differentialanordnung in der Schaftführung verschiebbar. Zur Abdichtung des Ventilschaftes ist um ihn ein metallischer Faltenbalg angeordnet, welcher einerseits mit dem unteren Ende der Schaftführung und andererseits mit dem Oberteil des Schließkegels verschweißt ist.

Das Ventil nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1 795 536 besteht aus einem Gehäuse aus Glas oder Keramik mit Ein- und Auslaufstutzen und einer weiteren Öffnung, auf welcher ein Flansch, der eine Armatur zum Auf- und Abbewegen einer den Flansch durchdringenden Spindel trägt, aufgesetzt ist. Dabei ist am Ende der Spindel innerhalb des Gehäuses eine aus elastischem Material bestehende, massive Halbkugel befestigt, welche mit einem kegelförmig geschliffenen Sitz im Gehäuse dichtend zusammenwirkt. Konzentrisch zur Spindel ist ein Faltenbalg angeordnet, welcher einerseits mit der Oberseite der Halbkugel dicht verbunden ist und andererseits zwischen dem oberen Ende des Gehäuses und dem Flansch dichtschließend eingeklemmt ist.

Die Wärme- und Einfrierschutzvorrichtung gemäß der österreichischen Patentschrift 79 465 besteht aus einem strömungsmäßig zwischen Gasflasche und Reduzierventil angeordneten, doppelwandigen Zylinder. Die Außenwand des Zylinders weist Zu- und Ableitungsstutzen für Dampf auf, womit der Innenraum des Zylinders indirekt beheizbar ist. Das der Flasche entströmende Gas tritt in die Eingangsstirnfläche des Zylinders am Umfang ein und verläßt den Zylinder über ein Rohr, welches in die Ausgangsstirnfläche des Zylinders eingelötet ist und bis in dessen Innenraum ragt.

Die nichtleckende Entladeeinrichtung nach der USA.-Patentschrift 1244 710 ist in einem einstückigen Gehäuse enthalten und zur Anbringung an der Außenseite eines Tanks vorgesehen. Sie besteht aus einem Flüssigkeitsentnahmerohr, welches nahe seinem oberen Ende unter Ausbildung eines Ventilsitzes eingezogen ist. Auf den Ventilsitz ist ein Ventilkörper aufsetzbar, welcher mit einer Stange verbunden ist, die von der Oberseite des Tankes her bedient

ίο werden kann. Das Flüssigkeitsentnahmerohr ist an seinem unteren Ende mit Innen- und Außengewinde versehen, auf welches eine Kappe aufschraubbar bzw. in welches ein Gewindestopfen einschraubbar ist. Das Flüssigkeitsentnahmerohr ist doppelwandig ausgebildet und in seinem unteren Teil mit einem Dampfeintrittsstutzen versehen, während die Abführung des Heizmediums an der Oberseite des Flüssigkeitsentnahmerohres mit Hilfe einer Rohrleitung erfolgt, welche durch den Tank hindurchgeführt ist.

Beim säurefesten Ventil gemäß der deutschen Patentschrift 507 471 sind Gehäuse und Ventilsitz mit Gummi überzogen, während sich der Ventilkegel und die Spindel in einem aus Gummi bestehenden balgartigen Schutzkörper befinden, welcher an der dem Sitz entgegengesetzten Ende des Ventils zwischen zwei Flanschen festgeklemmt ist. Der balgartige Schutzkörper wird innen durch eine Reihe von Scheiben getragen, von denen jede gegen eine Ringkante des Balges anliegt. Die Scheiben können auf der Spindel gleiten. Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Bewegung der Scheiben auf der ganzen Länge der Spindel sind die Scheiben durch Federringe oder Weichgummirohre voneinander getrennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung für flüssigen elementaren Phosphor und andere vergleichbare Flüssigkeiten zu schaffen, deren Dosieröffnung nicht verkleben oder verstopfen kann, sonderen eine betriebssichere und störunanfällige Arbeitsweise gewährleistet. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ventilsitz von einer im Ablaufstutzen zentrisch angeordneten Blende gebildet wird, deren Mittelbohrung mit einer an der Ventilstange angebrachten sowie den Ventilkörper bildenden Düsennadel zusammenwirkt, und daß der Hohlkörper mit Abstand von einem Mantel umgeben ist, wobei durch den dazwischen gebildeten Hohlraum ein Heizmittel fließt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wendet das an sich bekannte Prinzip der Durchflußmengenmessung mit Meßblende an. Wenn also die Druckhöhe des Fördermediums, seine Zähigkeit, seine Oberflächenspannung und dazu die lichte Weite der in die Meßblende eingearbeiteten Durchflußöffnung konstant sind, ist auch die Menge der in der Zeiteinheit durchlaufenden Dosierflüssigkeit konstant. Es ist für die Zwecke der Dosierung dann nur noch erforderlich, die Öffnungs- und Schließzeiten entsprechend den gewünschten Durchflußmengen einzustellen.

Der Düsennadel fällt dabei außer der Konstanthaltung der lichten Weite der Durchflußöffnung der Meßblende auch die Aufgabe zu, in ihrer unteren Endstellung den Durchfluß von Dosierflüssigkeit ganz abzusperren, und zwar ohne die Gefahr, daß beim Öffnen die lichte Weite der Durchflußöffnung sich ändert oder daß die Durchflußöffnung sich zusetzt.

Die dritte Funktion der Düsennadel ist die Regelung der Durchflußmengen durch die Veränderung

5 6

ihrer öffnungs- und Schließzeiten ohne Auswechs- von Ventilstange 6 und Führung 7 verunreinigt wird

lung der Meßblende. und daß Dosierflüssigkeit nach außen gelangt bzw.

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung ist in der zwischen den aufeinandergleitenden Flächen von

Zeichnung schematisch im Längsschnitt dargestellt. Ventilstange 6 und Führung 7 Verschleiß verursacht.

Am unteren Ende des zweckmäßig aus Metall ge- 5 Der Hohlkörper 1 ist einschließlich des Zulauffertigten Hohlkörpers 1 sind zwei Eindrehungen ein- Stutzens 11 für die eintretende Dosierflüssigkeit und gearbeitet. In die untere Eindrehung ist die mit einer des Ablaufstutzens 12 für die auslaufende Dosierflüskalibrierten, als Durchflußöffnung dienenden Mittel- sigkeit mit Abstand von einem Mantel 10 unter Ausbohrung 3 versehene Meßblende 2 zentrisch eingelegt bildung eines Hohlraumes umgeben, durch welchen und durch den mit Außengewinde versehenen und in io ein Heizmedium hindurchleitbar ist. Der Zufluß des das in die obere Eindrehung eingeschnittene Innen- Heizmediums erfolgt über den Einlaufstutzen 13, gewinde eingedrehten Schraubring 4 festgehalten. sein Abfluß über den Auslaufstutzen 14.

Koaxial zu und oberhalb der Durchflußöffnung 3 Die Ventilstange 6 trägt am oberen, aus der Fühist eine Düsennadel 5 angeordnet, die am unteren rung 7 herausragenden Ende ein Auge 8, das zur Ende der Ventilstange 6 befestigt ist. Die Ventil- 15 Verbindung der Dosiervorrichtung mit einer nicht stange 6 sitzt gleitend in einer koaxialen Führung 7 näher dargestellten Antriebsvorrichtung bestimmt ist. und kann in ihr so auf- und abbewegt werden, daß Geeignete Antriebsvorrichtungen mechanischer, hydie an ihr befestigte Düsennadel 5 in der tiefsten Stel- draulischer oder elektromagnetischer Art sind nach lung die Durchflußöffnung 3 der Meßblende 3 durch- Bauart und Wirkungsweise bekannt. Für die Steuedringt, sie dabei von an ihrer Wandung abgesetzten 20 rung der Antriebsvorrichtung, von der die Bemesfesten Partikeln frei macht und so bewirkt, daß der sung der Öffnungs- und Schließzeiten der Dosiereinwirksame Durchmesser der Durchflußöffnung 3 stets richtung abhängt, werden vorteilhaft einstellbare, gleich bleibt. In ihrer oberen Endstellung ist die Du- elektromagnetische Zeitrelais verwendet.
sennadel5 so weit von der Durchflußöffnung 3 ent- . .
fernt, daß sie das Strömungsverhalten der Dosierflüs- 35 .Beispiel
sigkeit nicht mehr beeinflußt. Die Führung 7 ist an Bei einer ausgeführten Dosiervorrichtung gemäß ihrem außerhalb des Hohlkörpers 1 befindlichen der vorliegenden Erfindung werden bei Öffnungszei-Ende mit einem Flansch 15 versehen und damit auf ten von 20 Sekunden und Schließzeiten von 5 Sekundem oberen Ende des Hohlkörpers 1 befestigt. den in 20 Minuten 16 1 flüssigen Phosphors einem

Die Ventilstange 6 und ihre Führung 7 sind inner- 30 Reaktor zugeführt.

halb des Hohlkörpers 1 auf ihrer ganzen Länge flüs- Bei Öffnungszeiten von 10 Sekunden und Schließ-

sigkeitsdicht von einem Balgen 9 umgeben. Dieser zeiten von 5 Sekunden ergibt sich für die gleiche

verhindert, daß die Dosierflüssigkeit mit Schmierstoff Phosphormenge eine Zulaufzeit von 36 Minuten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dosiervorrichtung für flüssigen Phosphor und andere vergleichbare Flüssigkeiten, bestehend aus einem im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper mit einem Eintritts- und Austrittsstutzen für den zu dosierenden Phosphor, einer einen Ventilkörper tragenden, im Hohlkörper zentrisch angeordneten sowie axial verschieblich gelagerten Ventilstange, wobei die Ventilstange von einem Balg im Bereich des Hohlkörpers umgeben ist, und einem an dem austrittsöffnungsseitigen Ende des Hohlkörpers befindlichen, mit dem Ventilkörper zusammenwirkenden Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz von einer im Ablaufstutzen (12) zentrisch angeordneten Blende (2) gebildet wird, deren Mittelbohrung (7) mit einer an der Ventilstange (6) angebrachten sowie den Ventilkörper bildenden Düsennadel (5) zusammenwirkt und daß der Hohlkörper (1) mit Abstand von einem Mantel (10) umgeben ist, wobei durch den dazwischen gebildeten Hohlraum ein Heizmittel fließt.

   25