DE35121C - Gasentwickelungsapparat - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der vorliegende Apparat hat den Zweck, aus Salzen, z. B. Carbonaten, durch Zuführung von Säuren selbstthätig und selbstregulirend Gase von constantem Druck zu entwickeln. Je nachdem dieser Druck ein niederer (1 bis 2 Atmosphären-Ueberdruck) oder ein höherer sein soll, ist der Apparat in einigen nachstehend näher ausgeführten Details abweichend construirt.

Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Apparates mit dem Rohrstück η für höheren Druck, Fig. 2 eine obere Ansicht desselben, Fig. 3 einen verticalen Durschschnitt des Apparates für niederen Druck nach der Linie a-ß, Fig. 4 einen horizontalen Durchschnitt des Apparates für niederen Druck nach der Linie γ-δ, Fig. 5 einen horizontalen Durchschnitt nach der Linie ε-ζ, Fig. 6 einen verticalen Durchschnitt des Mischgefäfses B bei hohem Druck.

Der Apparat besteht in seinen Hauptth eilen aus dem Säurebehälter A, dem unterhalb des Behälters A anzuordnenden Mischgefäfs B und dem Wäscher (Waschgefäfs) C.

In dem Säurebehälter A befindet sich, um in dem unteren Räume desselben. zwei Abtheilungen herzustellen, bis zu zwei Drittel seiner Höhe die Scheidewand a, in deren Mitte etwa vier in einer Linie neben einander liegende kleine Oeffnungen b angebracht sind. Zur Erkennung des Höhenstandes der Säure dient das Glasrohr c, welches durch zwei mit Abstellhähnen versehene Rohrstutzen mit dem Säurebehälter verbunden ist; zur Reinigung des letzteren, sowie behufs Einlassen der Säure dient das Handloch d und zur Vermeidung einer Explosionsgefahr infolge zu hohen Gasdruckes im Apparat, sowie zu gelegentlicher Herabminderung des Druckes im Säurebehälter A ist auf letzterem das Sicherheitsventil e angeordnet.

In dem Mischgefäfse B befindet sich in entsprechender Höhe über dem unteren Boden ein siebartig durchlöcherter Blindboden f zur Aufnahme der Salze, welche durch das Handloch g einzubringen sind. Zwischen dem oberen Boden und dem Blindboden ist ein aus kleinen Rinnen sternförmig zusammengesetzter Säurevertheiler h eingelegt.

Zur Verbindung des Säurebehälters mit dem Mischgefäfse dienen die Röhren i k Im und n. Letztere ist jedoch nur für Apparate mit hohem Druck erforderlich.

Das Rohr i mündet mit seinem oberen Ende dicht über dem Boden des Säurebehälters in eine der durch die Scheidewand daselbst hergestellten beiden Abtheilungen und dient zur Zuführung der Säure aus dieser Abtheilung nach den Salzen auf dem Blindboden in dem Gefäfs B. Behufs Regulirung bezw. gänzlicher Abstellung des Säurezuflusses ist der Hahn 0 und zur Vermeidung des Rückflusses das Ventil ρ an dem oberen Ende des Rohres i eingeschaltet. Das untere Ende des Rohres i tritt durch den unteren Boden und durch den Blindboden des Mischgefäfses so hoch in letzteres, dafs dasselbe die eingebrachten Salze .erreicht. Die untere Ausflufsöffnung des Rohres i ist, um eine Verstopfung des Rohres durch Salze etc. zu vermeiden, mit dem Schutzkorb q versehen, aus dessen Oeffnungen mit Hülfe eines kleineren, auf i aufgesetzten sternförmigen Säurevertheilers die aus dem Rohr i austretende Säure nach allen Richtungen in die Salze eingeführt wird.

. Das Rohr k dient zur Ueberführung der mit den Salzen in Berührung gewesenen Säure

aus dem Raum zwischen dem Blindboden und dem unteren Boden des Mischgefä'fses nach dem tiefsten Theil der zweiten Abtheilung des Säurebehälters. Um den Rückflufs der Säure nach dem Mischgefäfse zu verhindern, ist in dem oberen Theile des Rohres k ein Ventil r angeordnet. Das untere Ende des* Rohres Jr geht bei den Apparaten für niederen Druck, wie aus Fig. 3 zu ersehen, durch den Unterboden des Mischgefäfses eintretend, so hoch über den Blindboden, dafs nur ein geringer Zwischenraum zwischen der Rohröffnung und dem darüber gestülpten, auf dem Blindboden befestigten Hut S₁ verbleibt.

Bei Apparaten für hohen Druck endigt das Rohr k in entsprechender Höhe über dem unteren Boden des Mischgefäfses, theils um hier Raum zu schaffen, dafs sich etwaige aus den Salzen abscheidende Unreinigkeiten ablagern können, theils um, wie aus Fig. 6 zu ersehen, ein besonderes Rohrstück t aufzunehmen, welches durch und über den Blindboden reicht. Dieses Rohrstück enthält in seinem Innern ein Schwimmerventil u, dessen zugehöriger Ventilsitz durch eine entsprechende Einschnürung des Rohrstückes t gebildet wird; auch ist die obere Oeffnung des letzteren, um ein Heraustreten dieses Ventils aus demselben zu vermeiden, entsprechend verengt. Ueber dem Röhrstück t ist hier gleichfalls ein auf dem Bleiboden befestigter Hut S₂ angebracht.

Der Hut S₁ für Apparate mit niedrigem Druck sowohl, wie der HtItS₂ für Apparate mit hohem Druck geht mit seiner unteren Oeffnung bis zur halben Höhe des unteren Raumes zwischen Blindboden und Unterboden des Mischgefäfses hinab, damit derselbe jederzeit von der Flüssigkeit hierselbst vollständig abgeschlossen wird.

Das Rohr Z verbindet, für sich allein, behufs Druckausgleichung den oberen Raum des Säurebehälters mit dem Mischgefäfse, in Verbindung mit dem Rohrstück in dagegen dient es zur event. Säurezuführung aus der Abtheilung, in welche das Rohr k mündet, nach dem Mischgefäfse. Die Herstellung dieser Verbindung wird je nach Erfordern durch den Dreiwegehahn ν bewirkt. Um Fehler in der Behandlung des Apparates zu vermeiden, ist dieser Dreiwegehahn mit einer Federeinlage versehen, infolge dessen sich derselbe nach jedesmaligem Gebrauche selbstthätig in seine Verschlufsstellung einstellt.

Das Rohrstück η in Fig. 1, 2 und 6 stellt eine Verbindung zwischen dem Rohr / unterhalb des Dreiwegehahnes ν und zwischen dem Rohr k unterhalb des Ventils r her, ist nur bei Apparaten mit hohem Druck erforderlich und dient dazu, eine Druckausgleichung zwischen dem Mischgefäfse und dem Säurebehälter nebst dem Rohr k behufs Lüftung des Schwimmerventils u herzustellen. Zur Verhütung des Säurezuflusses von dem Rohr k durch das Rohr η nach dem Rohr I dient das Ventil ip, zur Aufserfunctionsetzung des Rohres η der Hahn x.

Behufs Ablassens der verbrauchten Säure aus dem Mischgefäfse ist unterhalb des unteren Bodens desselben ein Ablafshahn angebracht.

Das Rohry stellt die Verbindung des Mischgefäfses B mit dem Wäscher C her. In diese Rohrleitung ist in der Nähe des Mischgefäfses behufs Vermeidung des Rücktrittes der Gase aus dem Wäscher nach dem Mischgefäfse das Ventil ^ eingeschaltet.

Behufs Inbetriebsetzung des Säuregefäfses und des Mischgefäfses bei Apparaten mit niederem Druck wird der Raum zwischen dem unteren Boden des Mischgefäfses und zwischen dem Blindboden vollständig mit Wasser gefüllt, dergestalt, dafs das Wasser bis nahe an den Schutzkorb q heranreicht. Hierauf werden die zu verwendenden Salze in den oberen Raum des Mischgefäfses eingebracht und auf dem Blindbo.den daselbst gehörig vertheilt. Sodann wird der Säurebehälter, entsprechend der Marke am Standglase, bis zu ³/₄ seiner Höhe mit der erforderlichen Säure gefüllt und nunmehr nach Verschlufs beider Gefäfse der bis dahin verschlossen gewesene Hahn 0 geöffnet. Die Säure wird dann durch ihr Eigengewicht aus dem Behälter A, das Ventil ρ emporhebend, vermittelst des Rohres i nach den Salzen auf dem Blindboden f abfliefsen und infolge dessen sich das Mischgefäfs in seinem Räume über dem Blindboden mit den sich entwickelnden Gasen erfüllen, und letztere werden dann in kurzer Zeit im Innern des Gefäfses B einen Druck ausüben.

Dieser Druck wird zunächst verhindern, dafs Säure aus dem Rohr i ausfliefst; gleichzeitig wird die aus den Salzen abfliefsende Säure durch den Blindboden und mit ihr ein Theil des Wassers daselbst in 'den Hut S₁ gedrückt. Infolge dessen wird sämmtliche in diesem Hut befindliche Luft durch das Rohr k, da dieses bis nahe unter den Deckel des Hutes S₁ reicht, nach dem Lufträume über der Säure im Behälter A getrieben. Ist nun der Luftraum, wie in Fig. 3 gezeichnet, im Hute gleich grofs ge-, wesen dem Lufträume über der Säure in A, so ist nunmehr die Luft aus beiden Räumen in dem Behälter A auf die Hälfte ihres Volumens zusammengedrückt und übt in demselben einen Druck von 2 Atmosphären aus. Die Säure fliefst deshalb infolge ihres wieder in Wirksamkeit tretenden Eigengewichts von neuem' aus dem Rohr i in die Salze auf dem Blindboden y, es entstehen wieder neue Gase, welche nunmehr, nachdem die Luft aus dem Hut S₁ entfernt ist, die Säureflüssigkeit aus dem Mischgefäfs B durch das Rohr k nach dem Behälter A drücken.

. Dieser Vorgang dauert so lange, bis sich der Druck in dem Behälter A und dem Gefäfs B ausgeglichen ■ hat, d. h. in dem vorliegenden Falle, bis auch in dem Gefäfs B ein Druck von reichlich 2 Atmosphären vorhanden ist; es wird alsdann der Säurezufiufs aus dem Rohr i abermals aufhören, und es werden sich, von der unerheblichen Nachentwickelung abgesehen, nunmehr keine neuen Gase entwickeln, so lange, bis der zunehmende Druck in dem Gefäfs B hinreichende Säurequantitäten nach • dem Behälter A zurückgeschafft hat. In der Praxis wird diese momentane Unterbrechung der Säurecirculation kaum wahrnehmbar sein.

Je nach dem örtlich vorhandenen Bedürfnisse kann, wie leicht ersichtlich, unter Umständen und innerhalb der durch die zu entwickelnde Gasart bedingten Grenzen, der gewünschte Druck im Apparat auf Grund des Marione' sehen Gesetzes durch ein dementsprechendes Verhältnifs zwischen dem Lufträume in dem Hut S₁ und dem Lufträume über der Säure in dem Behälter A hergestellt werden.

Wird nun behufs Verwendung Gas aus dem Gefäfs B durch das Rohry und den Wäscher C abgeleitet, so wird so viel Säure, als. erforderlich ist, das entnommene Gas durch Neuentwickelung zu ersetzen, jederzeit zuströmen.

Da nun durch vorstehende Anordnung die Säure sich beständig in einem gewissen Kreislaufe befindet, so kommt in dem Apparat nach und nach alle in demselben enthaltene Säure mit den Salzen in Berührung, wird daher vollständig und gleichmäfsig ausgenutzt. Es ist dies ein Vortheil, durch welchen sich der vorliegende Apparat von allen anderen ohne Rührwerk arbeitenden Gasentwickelungsapparaten, wie z.B. dem Kipp'schen, dem Dr. M. Schroederschen, unterscheidet.

Zur Regulirung des Druckes, sowie zur Be-' seitigung etwaiger Störungen in dem Apparat läfst sich das Rohr Z benutzen, indem man durch dasselbe vermittelst einer entsprechenden Drehung des Dreiwegehahnes ν den Luftraum in dem Behälter A mit dem Gasentwickelungsraume in dem Gefäfs B in Verbindung setzen kann. Ebenso kann .man auch der Gasentwickelung erforderlichenfalls einen besonderen Impuls geben, indem man mittelst einer weiteren entsprechenden Drehung des Dreiwegehahnes ν den Salzen im Gefäfs B Säure aus dem Behälter A durch die Rohre m und I von oben her zuführt; damit dieselbe möglichst gleichmäfsig zur Vertheilung und Wirksamkeit kommt, ist unter dem Ausflusse des Rohres / der Säurevertheiler h vorgesehen.

Die vier kleinen Oeffnungen b in der Scheidewand α vermitteln erforderlichenfalls, wenn die Säure infolge falscher Handhabung des Apparates nicht mehr über die Oberkante der Scheidewand α fliefsen würde, zur Noth den Uebertritt derselben aus einer Abtheilung zur anderen. .

Es ist oben gesagt, dafs sich durch das Verhältnifs zwischen dem Luftraum in S₁ zu dem Luftraum in dem Behälter A Apparate von beliebigem Druck herstellen liefsen. Wollte man aber dementsprechend z. B. einen Apparat mit 5 Atmosphären herstellen, so müfste entweder durch Einführung gröfserer Säurequantitäten in' A der Luftraum daselbst entsprechend verringert oder aber nach dem Mariotte'schen Gesetz der Luftraum S₁ viermal gröfser gemacht werden, als der Luftraum über der Säure im Behälter A. Bei Einführung eines allzu grofsen Hutes S₁ würde nicht nur auch ein sehr grofses Mischgefäfs B erforderlich sein, sondern auch die Anordnung des Säurebehälters A über dem Mischgefäfs B Schwierigkeit bereiten, da das Selbstgewicht der Säure in dem Zufuhrrohr i und dem Behälter A das Gewicht der in dem Hut S₁ eingeschlossenen Flüssigkeitssäule übertreffen mufs. Solche Umständlichkeiten zu vermeiden, sind an dem Apparat für hohen Druck die schon aufgeführten Abänderungen bezw. Ergänzungen, und zwar der Hut s.₂, ein besonderes Rohrstück t mit Schwimmerventil u, das Verbindungsrohr η mit dem Ventil n> und dem Hahn χ erforderlich.

Die Inbetriebsetzung eines solchen Apparates ist im Ganzen die nämliche, wie bei dem Apparat für niederen Druck, doch finden dabei, bedingt durch die angeführten Abänderungen und Ergänzungen, die nachstehend dargelegten Abweichungen statt.

Bei Anstellung des Apparates wird, nachdem derselbe airfser mit den Salzen und der oben vorgeschriebenen Säurequantität, nur mit so viel Wasser im unteren Räume des Mischgefäfses B gefüllt worden ist, als ausreicht, diesen Raum bis an den Bliiidboden/", nicht über denselben, wie bei dem vorigen Verfahren, zu füllen, aufser dem Hahn 0 behufs Säurezufuhr auch der Hahn χ geöffnet. Die Säure tritt in die Salze; die sich entwickelnden Gase drücken die Säureflüssigkeit in den Hut S₂ ; die in diesem Hute eingeschlossene Luft wird jetzt, da sie wegen des Verschlusses des Rohrstückes t durch das Schwimmerventil u nicht entweichen kann, so lange comprimirt, bis die emporgedrückte Säure den oberen Rand des in seiner Höhe genau normirten Rohrstückes t erreicht, in dasselbe übergeflossen ist und dasselbe ausgefüllt hat. Während dieses Vorganges hat sich auch, da der Hahn χ geöffnet ist, der Druck des Gases durch das Verbindungsrohr η dem Behälter A und dem Rohr k mitgetheilt. Infolge dessen wird das Ventil u, da dasselbe jetzt oben und unten unter gleichem Druck steht, durch seine Schwimmfähigkeit gehoben und die Säure wird durch das Rohr k nach dem

Behälter A fortgedrückt, weil sich in dem Gefäfs B immer noch Gas nachentwickelt, wenn auch durch das Rohr i keine Säure mehr zufliefst. Die in dem oberen Räume des Hutes S₂ eingeschlossene und zusammengeprefste Luft kann bei Säuredurchgang nicht mit entweichen, da das Ventil u nebst zugehörigem Sitze in dem Rohreinsatz t sehr tief angeordnet ist.

Wie aus vorstehendem hervorgeht, steht bei der Anordnung des Hutes S₂ nebst Einsatzstück t mit dem Schwimmerventil u der Rauminhalt des ersteren, um einen bestimmten Druck im Apparat zu erhalten, nicht mehr in einem bedingten Verhältnifs zu dem Luftraum in dem Säurebehälter A, sondern dies hängt nunmehr nur davon ab, wie hoch das Rohrstück t in den Hut S₂ hineinragt.

Geht dasselbe z. B. bis zu ⁹/₁₀ der Höhe des Hutes, so wird nach Beginn des Durchflusses der Säure durch das Ventil u die Luft bis auf den zehnten Theil ihres Volumens zusammengedrängt sein, demnach ein Druck von ίο Atmosphären vorhanden sein. Je nachdem nun der Druck im Apparat hoch oder niedrig sein soll, hat man nur nöthig, ein entsprechend längeres oder kürzeres Rohrstück t mit Schwimmerventil u in das Rohrende von k einzuschalten.

Der Vorgang in dem Apparat bei der Entnahme von Gas aus dem Gefäfs jB behufs seiner Verwendung, sowie die Gründe zur Anordnung der tfbrigen Details sind dieselben, wie vorher bei dem Apparat für niederen Druck.

Der Wäscher C besteht aus einem unten und oben verschlossenen Cylinder, in welchem sich die drei oben geschlossenen und unten offenen Cylinder von geringerem Durchmesser, Ci₁ b₁ und C₁, befinden. Letztere haben jeder an seinem unteren Ende eine schlitzartige Oeffnung behufs Einführung der entsprechenden Rohrenden von y I₁ Va₁. Diese Oeffnungen erleichtern zugleich die gleichmäfsige Vertheilung des einzuführenden Wassers.

Von den Oberböden dieser kleineren Cylinder gehen die drei Röhren J₁ e_x yj durch den oberen leicht abnehmbaren Boden des Wäschers, deren Dichtung in demselben durch Stopfbüchsen bewirkt wird. Während die Röhren J₁ und O₁ direct durch Schraubenkapseln verschlossen sind, schliefst sich an dem Rohr ^j erst eine weitere Rohrleitung g₁ an, in welcher der Rohrstutzen H₁ "mit Kapselverschlufs zur Luftauslassung angebracht ist.

Behufs Füllung des Wäschers mit Wasser wird der an dem unteren Boden befindliche Ablafshahn I₁ geschlossen, die kleine Schraube Ar₁ an der Aufsenseite des Wäschers gelöst und die Kapseln von J₁ e_x und H₁ werden entfernt. Das Wasser läfst man durch eines der beiden Rohre J₁ und β_Ί so lange einfliefsen, bis es aus der Schraubenöffnung /J₁ heraustritt; der Wäscher ist nunmehr gehörig zu verschliefsen, derselbe ist so hoch gefüllt, dafs in demselben über dem Wasserspiegel Spielraum genug ver-, bleibt, um das aus den schwachen Seitenrohren JrI₁ und W₁ herausgeprefste Wasser unbeschadet der erforderlichen Isolirung zwischen den drei Cylindern CL₁ b_x und C₁ aufzunehmen. Das zu reinigende Gas tritt bei der Inbetriebsetzung des Apparates aus dem Gefäfs B vermittelst des Rohres^ in den Wäscher C, und zwar zuerst in den unteren Theil des Cylinders Ci₁, steigt in demselben in die Höhe, wird durch die Röhre /, nach dem unteren Theil des Cylinders b_x geleitet, reinigt sich hier zum zweiten Male, tritt dann vermittelst des Rohres Wi₁ nach dem unteren Theil des Cylinders C₁ über, kommt hier zum dritten Male mit Wasser in Berührung und wird nunmehr vermittelst des Rohres^ und der verschliefsendenRohrleitungg^ entweder direct seiner Verwendung zugeführt oder auch in einem besonderen entsprechenden Gasbehälter, welcher durch einen Absperrhahn nach dem Wäscher zu verschliefsbar ist, aufgefangen.

Claims (5)

Patent-Ansprüche: An einem Gasentwickler mit Säurecirculation durch Druckdifferenz zwischen dem Säurebehälter und dem Mischgefäfse:

1. Die Anordnung eines besonderen, mit Ventil ρ und Hahn ο versehenen Zuleitungsrohres i und eines besonderen, mit Ventil r versehenen Ableitungsrohres k, sowie einer bei b durchbohrten Scheidewand a in A.

2. Die Anordnung des auf dem durchlöcherten Blindboden f in dem Mischgefäfs B befestigten Hutes S₁ oder s₂.

3. Die Anordnung des Rohres k in verschiedener Länge, sowie des Einsatzstückes t mit Schwimmerventil u.

4. Die Anordnung des mit Ventil w und Hahn χ versehenen Rohres η und des Rohres / mit Dreiwegehahn ν und Seitenrohr Wt, sowie des den normalen Säurestand markirenden Standglases c an A.

5. Die Anordnung des Gaswäschers C mit drei theilweise communicirenden Gefäfsen Ci_x b_x C₁ in einem gröfseren Gefäfse mit gemeinschaftlichem Verschlufs, nach Beschreibung und Zeichnung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.