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Flüssigkeitsheber mit Füllvorrichtung zum Entlüften der Heberleitung.
- Die Verwendung des Hebers zur Entleerung von Flüssigkeitsbehältern ist seit langem
bekannt.
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Bei der einfachsten Art nach Fig. i wird durch Ansaugen am unteren
Ende des längeren Schenkels die Flüssigkeit soweit im kürzeren Heberschenkel gehoben,
daß sie über den Scheitel in den langen Heberschenkel gelangt, die Luft verdrängt
und der Heber zu laufen beginnt. Je nach den Abmessungen des Hebers und der Natur
der Flüssigkeit erfolgt das Ansaugen mit dem Mund oder durch eine Sangpumpe-Zum
Entleeren giftiger bzw. schädliche Dämpfe entwickelnder Flüssigkeiten sind Heber
bekannt, bei welchen das Ansaugen nicht unmittelbar am Heberschenkel, sondern an
einem mit diesem verbundenen Zwischengefäß erfolgt, oder wo durch Anblasen Flüssigkeit
aus dem Zwischengefäß in das Heberrohr gedrückt und -die darin befindliche Luft
verdrängt wird (s. Fig. a). .
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Auch sind. Heber mit.: Füllgefäßen bekannt, hei- welchen durch Auslaufen
der darin befindliehen Flüssigkeit eine Luftverdünnung in den Heberschenkeln erzeugt:.und
dadurch ,ein Hochsteigen der. Flüssigkeit aus dem zu entleerenden Behälter in- den
Heber bewirkt: -wird.
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:-Während die vorerwähnten Einrichtungen genügen, wenn -der Höhenunterschied
zwischen dem: Flüssigkeitsspiegel in dem zu entleerenden Gefäß und dem Scheitel
des Heberrohres -gering ist (wie in Fig. i).,. sb versagen sie, wenn nur ein :iiederer
Flüssigkeitsstand in - dem Gefäß vorhanden ist (wie- in Fig. 2). Hier bringt die
Ausführung des Hebers nach Abbildung 3, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung
bildet, einen drheblichen Fortschritt, weil es mit demselben gelingt, die Entlüftung
nicht nur eines Hebers, sondern eines ganzen Systems von Hebern zu erreichen, welche
sich (s. Fig. q.) in einer Anzahl zunächst nicht gefüllter, sondern fast leerer
Behälter befinden.
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Dies geht aus der nachstehend beschriebenen Arbeitsweise des Hebers
hervor Beispielsweise besteht der Heber nach Fig. 3 aus den beiden Schenkeln
a und b, welche durch das Rohr c miteinander verbunden sind. Am oberen
Ende des Schenkels a befindet sich der Dreiweghahn d, der einen Trichter e trägt,
und am unteren Ende des Schenkels a der Sy--phonhahn f. Beispielsweise sei in dem
zu entleerenden Gefäß ein niedriger Flüssigkeitsstand angenommen.
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Ist der Syphonhahn f geschlossen und befindet sich im Trichter e Flüssigkeit,
so wird bei der Stellung des Dreiweghahnes d der Schenkel a sich mit
Flüssigkeit füllen, während das Rohr c und der Schenkel b Luft von Atmosphärendruck
enthalten. Wird alsdann -der Dreiweghahn in die Stellung gebracht und der Hahn f
geöffnet, dann entleert
sich der Schenkel a bis zu einem gewissen Grad, und die aus b und c nach a strömende
Luft wird verdünnt. Diesem Unterdruck entsprechend steigt die - Flüssigkeit im Heberschenkel
b hoch.
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Nach Schließen des Syphonhahnes und durch Drehung des Dreiweghahnes
in die Stellung
kann die im Schenkel a enthaltene Luft
durch den Trichter entweichen
und das Rohr sich vollständig wieder mit Flüssigkeit füllen. Alsdann bringt man
den Dreiweghahn in die Stellung
öffnet den Syphonhahn f, und das Spiel wird so lange fortgesetzt, bis die Flüssigkeit
im Schenkel b ganz hoch nach c gestiegen ist. Alsdann wird der Heber arbeiten und
kann in diesem Zustand dauernd erhalten bleiben. Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird
die vollständige Füllung der Schenkel b und c eigentlich schon nach der zweiten
Entleerung des Schenkels a erreicht.
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Die vorliegende Erfindung ist von den. seither bekannten Hebern grundsätzlich
verschieden. Ihre Neuheit sei in folgendem, in-Abgrenzung gegenüber dem Bekannten,
noch näher gekennzeichnet i. sie gestattet, zur Entlüftung des Hebersystems eine
andere Flüssigkeit -beispielsweise Wasser - zu benützen, während im Hebersystem
und den Behältern - beispielsweise Säure - sich befindet, ohne daß eine Vermischung
der beiden Flüssigkeiten eintritt; z. die zum Entlüften benutzte Flüssigkeit kann
aus dem als Luftpumpe wirkenden Heberschenkel frei ablaufen und das Füllgefäß mit
der äußeren Luft dauernd in Verbindung bleiben; 3. die zum Ansaugen benützte Flüssigkeit
kann ohne besonderen Druck bzw. Geschwindigkeit aus dem Füllgefäß in den Heberschenkel
gelangen und abfließen, ohne daß dadurch die saugende Wirkung beeinträchtigt wird.
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Besondere Bedeutung besitzt der Gegenstand der Erfindung für Anlagen
zur Speicherung großer Flüssigkeitsmengen, wo es sich nicht nur um ein Gefäß, sondern
um eine ganze Anzahl handelt, welche durch eine Heberleitung miteinander in Verbindung
stehen, entsprechend Fig. 4. An die Stelle des einen Schenkels b tritt also ein
ganzes Hebersystem.
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Derartige Anordnungen sind in der Technik in Anwendung, wo es nötig
ist, große Flüssigkeitsmengen statt in einem einzigen großen Behälter in eine Anzahl
Gefäße gleichmäßig zu verteilen, wobei die Füllung und Entleerung sämtlicher Gefäße
nur an eine - einzigen Stelle zu erfolgen braucht, so daß sie sich wie ein einziger
großer Flüssigkeitsbehälter verhalten. Derartige Anlagen werden in der chemischen
Industrie zur Speicherung großer Säuremengen dringend benötigt. Da die zur Aufnahme
der Säure dienenden Behälter meist aus Steinzeug bestehen, deren Inhalt in Rücksicht
auf die Natur des Baustoffs und die Herstellungsmöglichkeit über einige Kubikmeter
nicht hinausgehen kann, müssen die Speicheranlagen aus einer großen Anzahl einzelner
Gefäße zusammengestellt werden. Durch die sie verbindende Heberleitung werden am
Boden der Gefäße befindliche Entleerungsstutzen und Hähne sowie Verbindungsleitungen
entbehrlich. Hierdurch wird die Betriebssicherheit ganz außerördentlich erhöht,
weil derartige Vorrichtungen wegen etwaigen Bruchs stets einen Gefahrpunkt bilden.
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Betrachten wir nochmals an Hand der Fig. 4 den Anfangszustand einer
solchen Anlage, bei welchem die Gefäße noch nicht gefüllt sind und sich noch Luft
in den Heberrohren befindet, so ist klar; daß zunächst in jedes Gefäß mindestens
so viel Flüssigkeit gebracht werden muß, daß das untere Ende der.Heberrohre unter
Flüssigkeit steht. Alsdann kann durch Hochsteigen der Flüssigkeit in den Heberrohren
durch Ansaugen, wie oben beschrieben, die vollständige Entlüftung bzw. Füllung der
Heberleitung vor sich gehen: Würde beispielsweise alsdann beim Gefäß IV die Säure
einlaufen, dann wird der Flüssigkeitsspiegel in sämtlichen Gefäßen gleichmäßig steigen,
ebenso wird, wenn Säure am Hahn f aus der Anlage entnommen wird, der Flüssigkeitsspiegel
sämtlicher Flaschen gleichmäßig sinken.
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Durch den Gegenstand der Erfindung wird also der Anschluß an eine
Vakuümleitung oder eine Luftpumpe zwecks Entlüftung der Heberleitung überflüssig.
In vielen Fällen wäre hierfür die Beschaffung einer maschinellen Einrichtung - auch
für Handbetrieb - sehr kostspielig. Auch werden die aus Metall bestehenden Leitungen
und Luftpumpen durch die beim Ansaugen sich entwickelnden sauren Dämpfe leicht zerstört
und erfordern umständliche Sicherheitsvorrichtungen. Da die Speicheranlagen meist
außerhalb der Gebäude, in unmittelbarer Nähe der Zufahrtgeleise, aufgestellt werden,
während die Luftpumpen am zweckmäßigsten in den Maschinenhäusern Aufstellung finden,
sind auch die bis zur Speicheranlage geführten langen Vakuumleitungen recht kostspielig.
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Alle diese Umstände zeigen, daß mit dem neuen Heber ein wesentlicher
technischer und wirtschaftlicher Fortschritt erreicht wird.
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Für Säure können sämtliche Teile aus Steinzeug bestehen, das den Einwirkungen
derselben dauernd Widerstand leistet und nur verhältnismäßig geringe Anschaffungskosten
erfordert. Auch aus anderem Baustoff ist die Verwendung des Hebers, infolge seiner
Einfachheit, bequemen Bedienung und leichten Transportfähigkeit eine vielseitige,
was ohne weiteres einleuchtet.
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An Stelle starrer Schenkel können natürlich auch Schläuche Verwendung
finden. Ferner kann statt des Trichters ein größeres Zulaufgefäß mit dem Dreiweghahn
verbunden werden; beispielsweise bei langen Heberleitungen, wie dies bei einer großen
Zahl von Speichergefäßen der Fall ist.
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Durch Einbau von Schaugläsern kann genau beobachtet werden, .wann
die Füllung des Hebers beendigt ist. Hierdurch ist es möglich, die
Entlüftung
der Heberleitung mittels Wasser vorzunehmen, ohne ein Vermischen mit der in den
Gefäßen befindlichen Flüssigkeit befürchten zu müssen. .