DE233141C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Λ! 2331.41 -■ KLASSE 59 c. GRUPPE

Dr. CARL HOHMANN in AACHEN. Vorrichtung zum Ingangsetzen von Hebern.

Zusatz zum Patente 211819 vom 6. März 1906.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juli 1908 ab. Längste Dauer: 5. März 1921.

Gegenstand der Erfindung ist eine vervollständigte und wesentlich verbesserte Ausführungsform der durch das Patent 211819 geschützten »Ansaugevorrichtung für Heber«. Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung des Patents 211819 ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem offenen Behälter χ ein Überlaufheber y, ζ angeordnet ist; der mit seinem Außenschenkel ζ an den Außenschenkel b des in Tätigkeit zu setzenden Hebers a, b angeschlossen ist, so daß das untere Ende S den Außenschenkeln beider Heber gemeinsam ist. Bei dieser Einrichtung des Patents 211819 ersetzt der Überlaufheber y, ζ ein nach Füllung des Behälters λ; sich selbsttätig öffnendes Ventil bzw. einen Hahn. Die Entleerung des Behälters χ geht in derselben Weise vor sich wie durch einen direkten Abfluß, da die Verbindungsstelle des Hilfshebers y, ζ mit dem anzusaugenden Heber a, b sich unterhalb des Behälters χ bzw. unterhalb der Mündung des Überlaufhebers y, ζ befindet.

Die Ingangsetzung des Hebers a, b wird durch die Saugwirkung der Flüssigkeitssäule in dem unteren, den beiden Hebern a, b und y, ζ gemeinsamen Ende 5 bewirkt, die durch den Ablauf der Flüssigkeit aus dem Behälter χ gespeist wird. Nach Ingangsetzung des Hebers a, b wird der Behälter χ in kurzer Zeit entleert, und das untere Ende S wird für die weitere Hebertätigkeit des Hebers a, b unwirksam, weil es durch y, ζ mit der Außenluft in offener Verbindung steht. Es muß daher die Verbindungsstelle der Abfallrohre ζ und b so tief liegen, daß das Abfallrohr b oberhalb dieser Verbindungsstelle lang genug ist, um die weitere Heberung allein zu bewirken.

Die neuen Ausführungsformen Fig. 2 und 3 sind dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr ζ, das die Ansaugeflüssigkeit aus dem Behälter χ in das Abfallrohr b des anzusaugenden Hebers a, b führt, nicht als Heber, sondern als Steigrohr und Überlauf des Behälters χ angeordnet ist und erst durch den unteren Teil des Abfallrohrs b zu einem Heber zur Entleerung von χ ergänzt wird.

Der Behälter χ hat die Form einer Trichterröhre und bildet mit dem Steigrohr ζ ein U-Rohr; die Verbindung des Steigrohrs ζ mit dem Abfallrohr b des Hebers a, b befindet sich gleich unter dem Scheitel des Hebers a, b (kann aber auch beliebig tiefer angeordnet werden). Der Behälter χ reicht so tief unter die Verbindungsstelle z, b, daß das Steigrohr ζ länger ist als die Entfernung dieser Verbindungsstelle z, b von dem unteren Ende des Hebersteigrohrs a, so daß die Biegung des U-Rohrs χ, ζ sich im Bereich des unteren Endes des Abfallrohrs b befindet.

Die Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Hebers ist folgende: Wird das Steigrohr a in die abzuhebernde Flüssigkeit getaucht und die Ansaugefiüssigkeit in den Behälter χ gegossen, so füllt sich das Steigrohr ζ unter

Verdrängung der Luft in das Rohr b, bis die Flüssigkeit in das Abfallrohr b, durch dessen untere freie Mündung die Luft entweicht, überfließt. Bei hinreichend schnellem Eingießen bildet die überlaufende Flüssigkeit in b eine geschlossene.Flüssigkeitssäule, und infolge der Stauung füllt sich der Behälter χ so weit über den Überlauf z, b, daß die Flüssigkeit zunächst mit einem gewissen Überdruck in b

ίο einfließt. Solange dies der Fall ist, wird auf die Luft in dem Heber a, b oberhalb des Überlaufs z, b keine Saugwirkung ausgeübt, eher wird ein geringer Druck ausgeübt, indem die einfließende Flüssigkeit in Folge Stauung der abfließenden Flüssigkeitssäule auch etwas in dem oberen Teil des Rohrs b aufsteigt.

Wird nun die Speisung des Behälters χ unterbrochen und sinkt der Flüssigkeitsspiegel im Behälter χ bis unter den Überlauf z, b, so beginnen die Rohre b, ζ als Heber zu wirken. Diese Heberwirkung wird nicht nur auf die Flüssigkeit im Behälter x, sondern auch auf die anzuhebernde Flüssigkeit ausgeübt, welche letztere im Rohr α aufsteigt, indem die im Rohr α befindliche Luft in das Rohr b eintritt.

Die Heberwirkung auf die anzusaugende Flüssigkeit und auf die Flüssigkeit in den Behältern χ wird durch den Eintritt der in dem Heberscheitel a, b befindlichen Luft in den unteren Teil von b zwar dadurch beeinträchtigt, daß' die saugende Flüssigkeitssäule verkürzt wird; bleibt diese Flüssigkeitssäule aber lang genug, d. h. ist das untere Ende des Abfallschenkeis b von der Verbindungsstelle mit ζ abwärts lang genug, so wird, ohne daß die Speisung des Rohrs b aus χ unterbrochen wird, die anzusaugende Flüssigkeit so weit über den Scheitel des Hebers a, b gezogen, bis sie mit eigener Heberwirkung abfließt.

Bei dem Vorgang der Anheberung wie auch im weiteren Verlauf der so eingeleiteten Heberung wirkt das den beiden Hebersystemen b, ζ und b, α gemeinsame Rohr b auf die Flüssigkeit in χ und auf die durch den Heber a, b anzuhebernde Flüssigkeit genau so wie das gemeinsame Saugrohr zweier Saugpipetten, und die Spiegel der angeheberten Flüssigkeit und der Ansaugeflüssigkeit in χ sinken im Verlauf der weiteren Heberung so, daß ihr Abstand

von dem Überlauf b, ζ gleichbleibt.
. ■ Da der Behälter χ tiefer reicht als das Steigrohr α des Hebers a, b, so erreicht die Heberung erst ihr Ende, wenn der Spiegel der angeheberten Flüssigkeit bis. zum Ende des Steigrohrs α sinkt und die Außenluft durch a in b und ζ eintritt.

Damit sich die obere trichterartige Erweiterung des Behälters χ auch bei verhältnismäßig langsamem Zufluß von Ansaugeflüssigkeit füllt, ist das Steigrohr z, wie in Fig. 3 dargestellt, noch ein kurzes Stück auf und ab geführt, so daß- der obere Teil einen Heber z, y für den Trichter bildet. In dieser Ausführung ist die Anordnung die alte Einrichtung des Patents 211819, ergänzt durch ein langes U-Rohr, das zwischen den Behälter χ und den Heber ζ eingeschaltet ist. Man könnte der neuen Ein' richtung auch die Form geben, daß der Behälter χ die frühere Abmessung behielte, der Heber ζ aber in Form einer (J-Röhre so tief unter den Behälter χ herabgeführt wird, daß er dauernd einen hydraulischen Verschluß bildet. Da bei dem Vorgang der Anheberung durch die Saugwirkung der in dem Abfallrohr b wirksamen Flüssigkeitssäule zunächst die in dem Heber a, b vorhandene Luft in das untere Ende von b eingesaugt wird, so muß das Abfallrohr b von der Verbindungsstelle mit dem Überlauf ζ abwärts so lang sein, daß 80 · trotz der Verkürzung durch die eintretende Luftsäule die Wassersäule lang genug bleibt, um die anzuhebernde Flüssigkeit so weit über den Heberscheitel zu ziehen, daß sie mit eigener Heberwirkung abfließt und so die selbständige Hebertätigkeit von a, b einsetzt. Diese Verkürzung der saugenden Flüssigkeitssäule und die hiermit erforderliche oft unbequeme Verlängerung des Abfallrohrs b über das gewöhnliche Maß der gebräuchlichen Heber wird vermieden durch die Anordnung Fig. 4. Der schon in Fig. 3 als Heber ausgebildete Teil des Steigrohrs ζ ist so vergrößert, daß sein Außenschenkel y den Luftinhalt des Hebers a, b aufzunehmen vermag, so daß er mit dem oberen Teil des Behälters χ über den Scheitel a, b herausragt. Der Erfolg dieser Anordnung ist, daß, sobald die von der ■ in dem Abfallrohr b ausfließenden Flüssigkeit angesaugte Luft zwischen die bis dahin zusammenhängenden Wassersäulen der beiden Rohre y und b tritt, sie in das Rohr y eingesogen wird, in dem die hier vorhandene Flüssigkeit seitlich abläuft und der Luft ihren Platz einräumt.

Auch bei dieser Anordnung wird die Saugwirkung des unteren Rohrs b erst beansprucht, wenn die Ansaugeflüssigkeit bis zum Niveau des Überlaufs gesunken ist, da die Entleerung von χ bis zum Niveau' des Überlaufs durch die Heberwirkung des Rohrs y bewirkt wird. Es wird zunächst ein Teil der Luft in den unteren Teil des Abfallrohrs b eingesogen. Durch diese in b eintretende Luftsäule wird die saugende Wassersäule vor Eintritt einer selbständigen Heberwirkung der angehobenen Flüssigkeit so verkürzt, daß sie nicht imstande ist, ein weiteres Aufsteigen zu bewirken. Der Vorgang der Anheberung kommt daher für einen Augenblick zum Stillstande, indem die beiden durch die Heberwirkung von b gehobenen Flüssigkeitssäulen in α und

in ζ (letztere vom Spiegel in χ bis zum Überlauf gerechnet) der in b befindlichen Säule das Gleichgewicht halten.

Dieser Gleichgewichtszustand wird aber sofort dadurch gestört, daß die Flüssigkeit in y zunächst ganz langsam nach b abfließt und die in b eingetretene Luftblase nach y eintreten läßt.

Hierdurch wird nicht nur die Säule in b

ίο wieder ergänzt, sondern auch infolge der Verkürzung der Säule in y der durch b zu hebende Teil der Säule in ζ vergrößert. Mit gleicher Saugkraft wirkend, überwiegen daher die Heberwirkung' von b und die rückwärts gerichtete Heberwirkung der in ζ aufgesogenen Säule auf die in α aufsteigende Flüssigkeit, so daß diese weiter steigt und von neuem Luft nach b gezogen wird. Da die Luft nun aber unter stetem Ablaufen von Flüssigkeit aus y nach b durch die sich stetig vergrößernde Heberwirkung von ζ mit derselben Kraft nach y gezogen wird, mit der sie durch die in b abfließende Säule nach b gezogen wird, durch den Abfluß von Flüssigkeit aus y nach b aber der Eintritt nach y begünstigt wird, weil die Luft in diesem Rohr χ nach oben steigt, so wird die Luft ganz nach y eingezogen, indem die Säule in b durch den Abfluß der Flüssigkeit aus y in ihrer vollen Größe erhalten und die anzuhebernde' Flüssigkeit über den Scheitel des Hebers a, b gezogen wird.

Im Verlauf der eingeleiteten Heberung verbleibt die Luft in y, da durch die gleichzeitige Heberwirkung von b auf die Ansaugeflüssigkeit in % nur so geringe Mengen über den Scheitel des Hebers x, y gezogen werden, daß nur langsames Überfließen ohne Füllung des Scheitels und des Rohrs y mit einer geschlossenen Flüssigkeitssäule mit Heberwirkung stattfindet, indem die Flüssigkeit in y bloß an der Rohrwandung abläuft und sich erst am unteren Ende sammelt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist zwischen Steigrohr α und Abfallrohr b ein U-förmig gebogenes Rohr b_v 5₂ eingeschaltet und der Scheitel des Hebers S₁, b₂ etwas unterhalb des Hebers a, b₁ angeordnet. Die Trichterröhre χ für den Einguß der Ansaugeflüssigkeit ist von unten in die untere Biegung des U-Rohrs b_v b_% eingeführt. Die beiden Schenkel b_x und b₂ des U-Rohrs sind durch ein enges Entlüftungsrohr L miteinander verbunden, das U-förmig ist, um später eine möglichst vollständige Entleerung des Hebers zuzulassen, aber nicht U-förmig zu sein braucht, und zwar ist die Verbindungsstelle mit dem zweiten U-Schenkel b₂ etwas höher als die mit dem ersten b_v Wird die Ansaugeflüssigkeit durch die Trichterröhre χ eingegossen/ so füllt sie zunächst den U-förmigen Teil b_v b₂ des Hebers, indem die Luft aus dem ersten Schenkel b_x durch das enge Verbindungsrohr L entweicht. Es füllt sich dann auch dieses Verbindungsrohr L mit Flüssigkeit, und die Ansaugeflüssigkeit gelangt im zweiten Scheitel b₂ zum Überlaufen.

Sobald die Flüssigkeit in dem Abfallrohr b des Hebers in geschlossener Säule abfließt und der Einguß von Ansaugeflüssigkeit unterbrochen wird, erfolgt Anheberung aus denselben Gründen wie bei den früher beschriebenen Apparaten. Wenn das Luftrohr L geradlinig ist, wird die im Hebersteigrohr vorhandene Luft durch dieses Rohr in kleinen Bläschen abgezogen, ist es U-förmig, so wird die Luft hauptsächlich durch das U-Rohr des Hebers gleichzeitig mit der Flüssigkeit weggeführt, ohne daß die Heberung dadurch unterbrochen wird. Die Luftmenge gewinnt bei allen Hebern erst dann einen praktischen Einfluß auf den Heberungsvorgang, wenn sie in das Abfallrohr gelangt und hier die saugende Flüssigkeitssäule so stark verkürzt, daß ihre Saugkraft wesentlich geschwächt wird. Ist das Entlüftungsrohr geradlinig,. so wird beim Schluß der Heberung das U-Rohr des Hebers nicht entleert, da durch die Leitung L die durch α eintretende Luft sofort in das Steigrohr b₂ gelangt und die Ausheberung von O₁, b₂ unterbrochen wird. Ist aber L U-förmig, so werden beim Schluß der Heberung, wenn die Außenluft durch α in das Rohr δ_χ und in L eintritt, zunächst O₁ und der absteigende Schenkel von L gleichzeitig so entleert, daß in den beiden Röhren der Flüssigkeitsspiegel gleichmäßig sinkt, bis er in der einen zur tiefsten Stelle der Umbiegung gelangt, worauf die Heberung fast augenblicklich unterbrochen wird, indem nun allein der aufsteigende Schenkel, zu dem die Außenluft zuerst gelangt ist, mit zunehmender Geschwindigkeit entleert wird; es wäre daher, um eine vollständige Entleerung von O₁, b₂ zu erzielen, die Biegung von L tiefer zu führen als die von b_}, b₂. Statt durch das U-förmige Verbindungsrohr u kann bei der Füllung des Hebers mit Ansaugeflüssigkeit die vorhandene Luft auch durch eine längere Ableitungsröhre austreten, die in einen Flüssigkeitsverschluß taucht (Fig. 6), der den Eintritt der Außenluft verhindert, den Austritt der Luft aber gestattet. Diese Ableitungsröhre muß selbstverständlich so lang sein, daß die beim Vorgang der Heberung in der Röhre aufgesaugte Sperrflüssigkeit nicht bis in den Heber gelangt, sie kann aber um so kürzer sein, je schwerer die Sperrflüssigkeit ist, und würde bei Anwendung von Quecksilber als Sperrflüssigkeit nur wenige Zentimeter zu betragen brauchen. Die in dem Hebersteigrohr und Scheitel vorhandene Luft kann auch, ähnlich wie es bei der Anordnung Fig. 4 der Fall war, in ein Rohr y eingesogen und dort während der Tätigkeit des Hebers festgehalten

werden, das als Verbindung dieses Luftraumes mit der tiefsten Stelle des Trichterrohrs q für den Einguß der Ansaugeflüssigkeit angeordnet ist und im übrigen zweckentsprechend bemessen ist (Fig. 6). Die in dem Rohr O₁ befindliche Luft muß dann entweder durch ein U-förmiges Entlüftungsrohr L, das O₁ mit b₂ miteinander verbindet, oder durch das obige einseitige Flüssigkeitsventil austreten können.

ίο Die physikalischen Bedingungen für die Anheberung sind bei den Vorrichtungen mit dem U-förmig gebogenen Heberschenkel dieselben wie bei den früheren Vorrichtungen. Der Behälter x, q bildet mit dem Schenkel &_x ein U-Rohr, das dieselbe Funktion hat wie früher die beiden Teile χ und z, die zusammen auch ein U-Rohr bilden; man kann also auch bei den letzten Anordnungen in Fig. 5 und 6 sagen, daß zur Anheberung das Abfallrohr des Hebers durch Eingießen von Ansaugeflüssigkeit in einen Behälter χ bewirkt wird, der durch ein Steigrohr O₁ mit dem > Abfallrohr verbunden ist, und daß die Anheberung dadurch veranlaßt wird, daß für die Entleerung des Behälters χ die Saugkraft der in dem Heberabfallrohr abfließenden Flüssigkeitssäule der Ansaugeflüssigkeit beansprucht wird.

Die neue Anordnung, daß der Behälter χ nicht durch einen Heber, sondern durch ein Steigrohr mit dem Abfallschenkel des in Gang zu bringenden Hebers verbunden wird, ist eine wesentliche Verbesserung der ursprünglichen Einrichtung des Patents 211819 und mit Rücksicht auf die Ausnutzung der physikaiischen Verhältnisse, unter denen der Vorgang der Anheberung erfolgt, die richtige Ausführungsform. Sie läßt die physikalische Erklärung des Vorganges erst erkennen, daß die Anheberung stattfindet, weil zur Entleerung des Behälters χ die Saugkraft der in dem Abfallrohr des anzusaugenden Hebers abfließenden Flüssigkeitssäule in Anspruch genommen wird. Auch bei der Einrichtung des Patents 211819 wird bei Entleerung des Behälters χ die Saugkraft der in dem gemeinschaftlichen Ende der beiden Heberschenkel in Anspruch genommen, aber sie tritt nicht so deutlich in die Erscheinung, weil zur Entleerung des Behälters ja schon ein vollständiger Heber vorhanden ist, zu dessen Wirkung sich die Saugkraft der Flüssigkeitssäule von der Verbindungsstelle abwärts nur addiert. Durch die Ausgestaltung des Behälters χ als längere Trichterröhre wird ein doppelter Vorteil erreicht; es wird zunächst die Saugkraft der ausfließenden Ansaugeflüssigkeit sofort möglichst stark in Anspruch genommen und dadurch ihre Wirkung zur Anheberung gewissermaßen entwickelt; dann aber wird die völlige Entleerung des Behälters χ von Flüssigkeit nach Eintritt der Anheberung vermieden, so daß während des ganzen Verlaufs des durch die Anheberung eingeleiteten Heberungsvorganges ein Rest von Ansaugeflüssigkeit in dem Behälter χ einen hydraulischen Verschluß gegen den Eintritt der Außenluft in das Abfallrohr des angesaugten Hebers bildet. Infolgedessen kann die Verbindungsstelle der Ansaugevorrichtung mit dem Abfallrohr des anzusaugenden Hebers beliebig nahe an den Scheitel des anzusaugenden Hebers verlegt werden, so daß dieses Abfallrohr in seiner ganzen Länge als Saugrohr für den Zweck der Ansaugung ausgenutzt werden kann, während bei der älteren Anordnung die Verbindüngsstelle der beiden Hebersysteme so tief liegen mußte, daß das Abfallrohr des angesaugten Hebers ohne das untere den beiden Hebern gemeinsame Ende von genügender Länge war, um nach erfolgter Anheberung die Heberung fortzusetzen.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Ingangsetzen von Hebern nach Art des Patents 211819, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallrohr (b) des anzusaugenden Hebers (a, b) mit dem Behälter (x) für den Einguß der Ansaugeflüssigkeit durch ein Rohr (z) verbunden ist, das als Steigrohr und Überlauf des Behälters (x) angeordnet ist, und daß der als Trichterröhre ausgebildete Behälter (x) so tief reicht, daß während der Heberung ein Rest von Flüssigkeit als Ab-Schluß des Lufteintritts in das Abfallrohr

(b) des Hebers (a, b) zurückbleibt, so daß die Verbindung des Steigrohrs (z) mit dem Heberrohr (b) (der Überlauf für die Ansaugevorrichtung) beliebig nahe an den Scheitel des Hebers (a, b) verlegt werden kann (Fig. 1, 2 und 3).

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (z) in seinem oberen Teil als Heber ausgebildet ist, dessen Abfallrohr (y) (bis zur Verbindungsstelle mit dem Abfallrohr b) so bemessen ist, daß es die in dem anzusaugenden Heber (a, b) vorhandene Luft aufzunehmen vermag.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Steig- und Abfallrohr ein U-förmig gestaltetes Rohr (b_v b₂) angeordnet ist und der Behälter für den Einguß der Ansaugeflüssigkeit in die Biegung des U-Rohrs (b_v b₂) -einmündet, und daß ferner zum Zweck der Entlüftung der absteigende Schenkel (b₁) mit dem aufsteigenden U-Schenkel (b.₂) durch ein enges Rohr (L) verbunden ist.

4. Heber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Ent-

lüftung während der Einfüllung, der Ansaugeflüssigkeit der absteigende U-Schenkel (B₁) mit einer längeren Ableitungsröhre versehen ist, die in einen Flüssigkeitsverschluß eintaucht, und daß zum Zwecke der Einsaugung und Bergung der im Scheitel und Steigrohr (a) des Hebers vorhandenen Luft der absteigende U-Schenkel (b^) mit einer hinreichend tiefen Stelle des Trichterrohrs (x) durch ein Rohr (y) von angemessenem Querschnitt verbunden ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.