DE154400C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Vorliegende Erfindung" betrifft eine Einrichtung zur Sättigung von Flüssigkeiten mit Gas, bei welcher die Energie des unter Druck stehenden (komprimierten) Gases zunächst , 5 benutzt wird, um die Lösungsflüssigkeit in ein mit Gas unter geringerem Druck (das aus einer vorhergehenden Operation herrührt) gefülltes Sättigungsgefäß in zerstäubter Form zu treiben, wonach das Gas dann in genanntes

ίο Gefäß überströmt, um die zu absorbierende Gasmenge abzugeben.

Dieses Arbeitsprinzip wurde bisher in der Weise ausgeführt, daß man das Gas zum Betriebe einer die Lösungsflüssigkeit in das Mischgefäß drückenden Pumpe benutzte und hiernach das Gas in das Mischgefäß überströmen ließ.

Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, mittels des komprimierten

ao Gases die Flüssigkeit aus einem kleineren Gefäß in ein größeres, mit Gas von geringerem Druck gefülltes Gefäß unter Zerstäubung zu treiben und darauf die Lösung durch ihr Eigengewicht in das kleinere Gefäß überströmen zu lassen, wobei sie das in letzterem Gefäß enthaltene Gas nach dem größeren Gefäß verdrängt, um daselbst die zu absorbierende Gasmenge für eine folgende Lösung abzugeben.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 in einer Seitenansicht und Fig. 2 in einem rechtwinklig zur Ebene der Fig. 1 geführten senkrechten Mittenschnitt veranschaulicht. Die Fig- 3' 4> 5 ^und 6 sind wagerechte Schnitte nach den Linien a, b, c und d der Fig. 2.

Die Vorrichtung besteht aus einem größeren Gefäß A und einem niedriger gelegenen kleineren Gefäß B, welche in nachfolgender Weise miteinander verbunden sind. Das Gefaß B sitzt auf einem Hahn C und ist in offener Verbindung mit dessen oberer Kükenbohrung c'², von welcher aus eine Bohrung g das Küken seitlich gegenüber einem rohrförmigen Ansatz C² des Hahnmantels durchbricht. Letzterer ist von Kanälen e, f und χ durchzogen, welche mit g in der Schnittebene α liegen (Fig. 2). In der Schnittlinie b (Fig. 4) ist der Mantel von einem Kanal Ii und das Küken von Kanälen j und k durchbrochen. In der Schnittebene c (Fig. 5) durchsetzen den Mantel Kanäle / und m. Das Küken durchsetzt ein Kanal n. In der Schnittebene d (Fig. 6) ist das Küken von Kanälen ρ und r und der Mantel von einem Kanal ο durchbrochen.

Die Kanäle f, h und / setzen sich durch ' den Ansatz C² fort, s und t sind senkrechte Rohre, welche mit den Kanälen f bezw. h in Verbindung stehen. Im Kanal / ist₃ein Druckablaßventil ν angeordnet. Von der zentralen ^! Kükenbohrung 1 ragt ein Rohr y bis iri den oberen Teil des Gefäßes B hinein, während unten von der genannten Bohrung F aus ein Rohr y¹ in eine im unteren Kükenteil ausgesparte Kammer y^ hineinragt (Fig. 2). w ist eine mit einer Anzahl öffnungen w\ und w'² versehene Zerstäubungsvorrichtung, welche

auf dem oberen Ende des in das Gefäß A hineinragenden Rohres t befestigt ist. Die Kanäle m und ο setzen sich durch einen Ansatz % des Hahnmantels nach außen fort; der Ansatz % kann mit »Schraubengewinde versehen sein zur Befestigung der Vorrichtung an einem Gestell D (Fig. i).

Außer den genannten Verbindungen zwischen den Gefäßen A und B sind Rohrverbindungen ίο mit den Kanälen e, m und ο hergestellt. An den Kanal χ ist ein Wasserablauf 2 angeschlossen. Ein Rohr V verbindet die Kammer des Ablaßventiles ν im Auslaß I mit dem den Kanal 0 mit der Atmosphäre verbindenden Rohr 3.

Der Kanal e ist durch Rohr 4 in Verbindung mit der Wasserzuleitung und der Kanal m durch Rohr 5 mit der Gaszuleitung.

Das Gas kann irgend einer Quelle entnommen werden, z. B. einem Zylinder oder anderem Gefäße, welche mit komprimierter oder verflüssigter Kohlensäure gefüllt sind.

Enthält das Gefäß mehr Gas, als für eine Operation benötigt wird, so kann man die Einströmung über ein Reduzierventil erfolgen lassen, damit der Zufluß sich gleichmäßiger und unter niedrigerem Drucke vollzieht als bei unmittelbarer Entnahme. Das Wasser kann der städtischen Wasserleitung entnommen werden und braucht unter keinem höheren Druck zu stellen als der, welcher erforderlich ist, damit es durch Schwerkraftwirkung in das Gefäß JS einströmen kann.

Bei Anstellung der Vorrichtung ist es empfehlenswert, eine oder mehrere verlorene Operationen durchzuführen, um in Gefäß A den erforderlichen Gasdruck herzustellen und die Vorrichtung auszuspülen. Gesetzt, dies sei geschehen. Der Hahn C wird dann so gedreht, daß die Öffnung g vor den Kanal e kommt, wobei der Kanal ρ in Verbindung mit dem Kanal 0 tritt, während alle übrigen Verbindungen abgesperrt sind. Infolge dieser Einstellung tritt Wasser durch Rohr 4 und die Kanäle e und g ins Gefäß B; in dem Maße, als letzteres sich mit Wasser füllt, entweicht sein Luft- oder Gasinhalt durch Rohr y, die zentrale Kükenbohrung und die Kanäle ρ und o. Wenn das Gefäß B mit Wasser gefüllt ist, verstellt man den Hahn um eine Vierteldrehung, wodurch Verbindung zwischen den Kanälen k und h, d. h. zwischen dem Boden des Gefäßes B und dem Zerstäuber w im Gefäß A hergestellt wird. Gleichzeitig ist Kanal η in Verbindung mit dem Kanal in getreten, während die übrigen Verbindungen abgesperrt sind. Jetzt wird Gas unter dem erforderlichen Druck durch Rohr 5, Kanäle m n, Bohrung i und Rohr y in den oberen Teil des Gefäßes B eingelassen und dadurch aus letzterem Wasser durch die Kanäle k und h, Rohr t und den Zerstäuber w in das Gefäß A hineingetrieben. Der Vorgang hält so lange an, bis alles Wasser aus B ausgetrieben ist, oder sich in den beiden Gefäßen gleicher Druck hergestellt hat. Jetzt dreht man den Hahn um eine weitere Vierteldrehung (die in der Zeichnung ersichtliche Einstellung) und stellt dadurch Verbindung zwischen den Kanälen g und/ her (wodurch die unteren Teile der beiden Gefäße in Verbindung miteinander treten), ferner zwischen den Kanälen j und h (wodurch die oberen Teile der beiden Gefäße vermittels der Röhreny und t in Verbindung miteinander kommen), sowie zwischen den Kanälen η und Z (welch letzterer das Ventil ν enthält); alle übrigen Verbindungen sind abgesperrt. Nun tritt kohlensaures Wasser aus dem Gefäß A nach dem Gefäß B durch seine Schwere über, bis letzteres gefüllt ist, wobei gleichzeitig das Gas durch die Rohre y und t nach dem Gefäß A entweicht; der Druck des Gases wird reduziert, indem das Ventil ν das Gas durch die Verbindung V in das Abströmrohr 3 (Atmosphäre) übertreten läßt. Nunmehr verstellt man den Hahn wieder um eine Vierteldrehung und stellt dadurch einerseits Verbindung des Kanals g mit dem Ablauf x, andererseits Verbindung der Kanäle r und ο go her, das ist die Verbindung des Gefäßes B über r, o, 1 und y mit dem Abströmrohr 3, während alle übrigen Verbindungen abgesperrt sind. Das kohlensaure Wasser läuft nunmehr aus dem Gefäß B ab, da durch y, I, r, 0, 3 Verbindung" mit der Atmosphäre besteht. Hiermit ist der Kreis geschlossen, denn die Verstellung des Hahnes um eine weitere Vierteldrehung hat wieder das Einströmen von frischem Wasser in das Gefäß B zur Folge.

Am Ende jeden Operationskreises bleibt im Gefäß A Gas zurückgehalten. Da das Gas zuerst benutzt wird, um Wasser aus dem Gefäß B in das Gefäß A zu treiben, und dadurch, daß dann die bei dieser Operation gewonnene Schwerkraftwirkung des Wassers benutzt wird, um das Gas aus dem Gefäß B nach dem Gefäß A zu drücken, wird die in der komprimierten oder flüssigen Kohlensäure enthaltene Energie in sehr wirtschaftlicher Weise zur Herstellung des kohlensauren Wassers ausgenutzt.

Die Sättigung des Wassers mit Gas kann mittels der beschriebenen Einrichtung unter jedem mit der Sicherheit verträglichen Druck bewirkt werden. Da jedoch der mittels der komprimierten oder flüssigen Kohlensäure des Handels erzielbare Druck etwa 60 Atm. beträgt und bei der Herstellung von kohlensaurem Wasser nur ein Druck von etwa 6 Atm. anzuwenden üblich ist, ist es zweck-

mäßig, zwischen Kohlensäurezylinder und der vorliegenden Vorrichtung ein Druckreduzierventil einzuschalten.

Es ist notwendig, die Kohlensäure unter einem Druck einströmen zu lassen, der höher ist (etwa 2 Atm.) als der Druck, unter welchem die Absorption stattzufinden hat, damit das Wasser aus dem Gefäß ΰ in das unter Gasdruck stehende Gefäß A gefördert werden kann.

Die Aufgabe des Ventiles ν ist es, während jeder Operation das den Bedarf zum Zerstäuben des Wassers übersteigende Gas abzulassen.

Damit das Einströmen der Kohlensäure in das Gefäß B nicht zu heftig erfolgt, ist, wie aus Fig. 5 zu ersehen, das mit der Kükenbohrung η in Verbindung tretende Ende des Kanals m verengert.

Die Zerstäuberdüse \v besteht aus einem domförmigen Körper mit Öffnungen w^x w¹ (Fig. 2) im Bodenteil und einer Öffnung 6 an der Spitze; er ist von einem Steg 7 durchquert, der in der Mitte von einer Öffnung 7' durchbrochen ist. Die beiden in der Achsenlinie des Rohres t liegenden Öffnungen 6 und 7¹ bilden Sitze für eine Kugel 8. Ist das Küken des Hahnes C so eingestellt, daß Wasser aus Gefäß B nach Gefäß A durch Rohr t gedrückt wird, so dichtet der Wasserdruck die Kugel 8 gegen die Öffnung 6, und das Wasser kann durch die Öffnungen j-p¹ w² ausspritzen. Letztere sind reihenweise so einander gegenüber gestellt, daß die Wasser- ^35 strahlen gegeneinander prallen, so daß sie sich in Wasserstaub auflösen, in welchem Zustande das Wasser sich schnellstens mit Kohlensäure sättigt. Ist sämtliches Wasser aus B nach A gedrückt, so fällt die Kugel 8

auf die Öffnung 7¹ im Steg 7 zurück, so daß der nachströmenden Kohlensäure zur Einströmung in A außer den Öffnungen n>^{ und j-j/² auch der Weg durch die Öffnung 6 geboten ist, und so der Druckausgleich zwisehen A und B sich entsprechend rascher herstellen kann.

Selbstverständlich kann auch jede andere zweckmäßige Bauart für den Zerstäuber benutzt werden.

Der Zweck des kurzen Rohres y¹ und der Kammer y³ im unteren Teil des Hahnkükens ist der, während der zweiten und dritten Umstellung des Hahnes eine kleine Gasmenge unter Druck abzufangen, um durch Entlassen derselben bei der vierten Umstellung, in welcher das Rohr y durch die Kanäle r und ο mit der Atmosphäre in Verbindung gesetzt wird, die Kanäle anfüllendes Wasser abzublasen und dadurch während des Ablaufens des kohlensauren Wassers das sofortige Nachdringen von Luft zu sichern. Damit das Wasser durch diese Einrichtung aus den Kanälen schon abgeblasen \vird, bevor noch der Abfluß des kohlensauren Wassers aus B beginnt, ist der Kanal r mit einer Aussparung r¹ (Fig. 6) versehen. Das Ausblasen des Wassers aus den Kanälen erfolgt also sobald bei der Drehung des Hahnes die Aussparung r¹ mit Kanal 0 in Berührung kommt, ist also schon beendet, wenn Kanal g mit χ verbunden wird, und der Abfluß beginnt.

Wo rascher Betrieb gefordert wird, kann man die Einrichtung verdoppeln, so daß während jedes Kreises von Verstellungen des Hahnes C zweimal fertiges Wasser abgelassen wird. Hierzu wird der Hahn C unter dem Gefäß A (dem Absorptionsgefäß) angeordnet, zwei kleinere Gefäße B werden in gleicher Höhenlage auf entgegengesetzten Seiten auf Rohre gesetzt, welche vom Hahnmantel in ähnlicher Weise abgezweigt sind, wie für A in bezug auf Fig'. 2 beschrieben, und die Kanäle in Hahnküken und Mantel entsprechend angeordnet, so daß die Wirkungsweise der Einrichtung die folgende ist:

Das erste Gefäß B saugt Wasser aus der Hauptleitung (erste Operation der vorhergehenden Beschreibung), während das zweite Gefäß Wasser und Gas mit Gefäß A tauscht (dritte Operation). Dann entläßt das erste Gefäß B sein Wasser' in das Gefäß A (zweite Operation), während das zweite Gefäß B Wasser durch den Ablauf 2 entläßt (vierte Operation).

Darauf wechselt erstes Gefäß Wasser und Gas mit dem Gefäß ■ A (dritte Operation), während das zweite Gefäß B sich mit Wasser aus der Leitung füllt (erste Operation).

Dann entläßt erstes Gefäß B Wasser durch den Ablauf 2 (vierte' Operation), während das zweite Gefäß B sein Wasser in das Gefäß A entläßt (zweite Operation).

Zum Zwecke der Tragbarkeit kann die Vorrichtung mit einem entsprechenden Gestell versehen werden. In diesem Falle wird unten am Gestell ein Wassertrog von beispielsweise 4,5 1 Fassungsraum befestigt, der oben geschlossen und mit einem Ablaßventil sowie mit Vorkehrungen zum Füllen und Entleeren ausgestattet ist. Hinter dem Trog ist ein Druckreduzierventil und eine Vorkehrung zur Aufnahme eines kleinen Kohlensäurezylinders angebracht. Letzterer wird mit dem Druckreduzierventil und dieses wird mit der Gaseinlaßöffnung m des Hahnes C verbunden, und die durch Kanal / vermittels des Ventiles ν abgelassene Kohlensäure wird durch eine Rohrverbindung in den Wassertrog geleitet, wo sie als Druckmittel zur Überführung des Wassers mittels der beschriebenen Kanäle des Hahnes C in das Gefäß B dient. Der Gasüberschuß entweicht aus dem Troge

durch das genannte Ablaßventil. Die sonstigen Verbindungen und die Handhabung sind wie bereits beschrieben.

Es ist nicht erforderlich, gerade das beschriebene Reduzierventil für die vorliegende Einrichtung zu verwenden. Z. B. kann das Gas aus einem Zylinder in ein Zwischengefäß I von solchem Fassungsraum gelassen werden, daß es für jede Operation die erforderliche

ίο Gasmenge unter bestimmtem Druck enthält; für die Ein- und Abströmung des Gases bezüglich dieses Gefäßes können in Küken und Mantel des Hahnes C Kanäle derart vorgesehen werden, daß das Gas während eines Teiles der Hahnverstellungeri in das Zwischengefäß eingelassen und daraus während der Überführung des Wassers aus dem Gefäß B in das Gefäß A durch eine verengte Öffnung entlassen wird. Die Regelung der Zu- und Abströmung kann auch selbsttätig durch eine Steuerung, z. B. mittels einer Kurvenscheibe, erfolgen. Für gewöhnlich wird jedoch zweckmäßig ein Druckreduzierventil benutzt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zur Sättigung von Flüssigkeiten mit Gas, gekennzeichnet durch zwei Gefäße von verschiedenem Fassungsraum, welche derart durch einen Vielweghahn und Kanäle miteinander in Verbindung gebracht sind, daß das unter Druck stehende Gas die Flüssigkeit aus dem kleineren, tiefer liegenden Gefäß in zerstäubter Form das größere, höher liegende Gefäß

   in welchem die Flüssigkeit geringerem Druck gesättigt

   treiben kann
   mit Gas von
   wird, während weiterhin die auf diese Weise gesättigte Flüssigkeit nach passender Drehung des Hahnes durch ihr Eigenge-Avicht aus dem größeren Gefäß in das kleinere zurückströmen kann, wobei das in dem kleineren Gefäß enthaltene Gas durch die in letzteres eintretende Flüssigkeit nach dem größeren Gefäße gedrückt wird, um in diesem bei der folgenden Füllung mit Flüssigkeit absorbiert zu werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.