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Vorrichtung zum Trocknen von Papier= und anderen Stoffbahnen oder
-bögen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Papier- und anderen
Stoffbahnen oder -bögen, bei der das zu trocknende Gut durch eine luftverdünnte
Kammer mit luftdicht abgeschlossenen Ein-und Austrittsöffnungen hindurchgeleitet
wird. Die Erfindung kennzeichnet sich der Hauptsaclie nach dadurch, daß der luftdichte
Verschluß der Ein- und Austrittsöffnungen durch ein in strömender Bewegung gehaltenes
Druckmittel, d. h. Flüssigkeit, Luft, Gas oder Dampf, bewirkt wird.
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Die Erfindung richtet sich ferner auf die Anordnung von Kanälen in
Verbindung mit einem barometrischen Verschluß und einer Pumpe oder in Verbindung
mit einer Venturidüse und einer Pumpe, welche die Verschlußflüssigkeit durch die
Düse treibt, des weiteren auch auf die Vereinigung der beiden Formen sowie die Anordnung
mehrerer Düsenwege in einer Venturidüse in Verbindung finit einem barometrischen
Verschluß, und schließlich auch alle Verbindungen solcher technischen Hilfsmittel
und ihrer Gleichwerte.
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Die Erfindung schließt damit auch Vorrichtungen ein, die die Verschlußfüssigkeit
sammeln und für denselben Zweck immer wieder gebrauchen, oder, bei Dampf, ihn zum
Trocknen oder zu Heizzwecken verwenden, verdichten und irgendwie weitere erwerten.
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Auf der Zeichnung ist die neue Vorrichtung in mehreren ,#,tisführungs@formen
dargestellt; es zeigen Abb. i einen senkrechten Schnitt einer Z'alcuum.lcain.iner
zum Trocknen einer Papierbahn mit zwei verschiedenen Formen des Flüssigkeitsverschlusses
an der Durchtrittsstelle, Abb. 2 einen- Schnitt des Verschlusses auf der linken
Seite der Abb. i in vergrößertem Maßstabe, Abb.3 einen gleichen Schnitt des Verschlusses
auf der rechten Seite der Abb. i, Abb. d. einen Schnitt einer anderen Ausführungsform
der Vorrichtung, Abb. 5 einen Schnitt einer weiteren Ausführun,gsform .mit mehreren
Düsen, Abb.6.einen Schnitt einer Ausführunbsform mit mehreren in Reihe angeordneten
Düsen, Abb.7 eine schematische Darstellung der einfachsten Ausführungsform und Abb.8
einen Schnitt einer Ausführungsform in vergrößertem Maßstabe, bei welcher der Verschluß
zur Erzielung statischer Förderhöhe in einem Winkel zur Wagerechten angeordnet ist.
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In der einfachsten Ausführungsform nach Abb. 7 wird in der Kammer
ioo ein Vakuum durch eine beliebige, mit dem Stutzen ioi zu verbindende Absauigevorrichtung
erzeugt. Die Kammer besitzt zwei in die Außenluft führende Wege io2 zum Einführen
und Ausführen des in der Kammer zu behandelnden Trockengutes. Sind diese Wege ungedeckt,
so schwindet natürlich jedes Vakuum in der Kammer. Demgemäß betrifft die Erfindung
<las
Abschließen dieser Wege gegen die .Xußenluft durch eine in Bewegung gesetzte Flüssigkeit,
wobei die Beivegttngsgeschwindigkeit der Flüssigkeit so hoch gehalten wird, elaß
Luft in die TrockenkamRner nicht eindringen kann.
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Auf die Art des in der Trockenkammer zu behandelnden Trockengutes
koninit es nicht all. Er kann auch in beliebiger `eise in der Trockenkammer behandelt
und durch die beiden Wege 103 ein- und ausgeführt werden, und zwar absatzweise
oller in tinttnterbrochener Bahn. Beispielsweise ist eine Papierhahn 7 als in der
Trockenkammer zti trocknender, zti imprägnierender oder sonstwie zu behandelnder
Stoff dargestellt, der links eingeführt und rechts ausgeführt wird, aber auch, wie
die Pfeile andeuten, in entgegengesetzter Richtung durchgeleitet werden könnte.
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In dem Verschlußwege rot ist eine Stelle io4. voll verengtem Querschnitt
to4 vorgesehen, die voll einer Düse 105 gebildet wird. Neben dieser Düse
ist der O_uerschtiitt bei roh wieder erweitert. Die indifferente, d. h. zum Werkstück,
also hier Papier, keine Ver-«;andtschaft oder schädliche Wirkungsfolge besitzende
Verschlußflüssigkeit wird mit einer solchen Geschwindigkeit in die Trod@cenkanimer
107 und durch die Düsen 105 getrieben, (laß keine Luft durch den beschränkten
Querschnitt 104 der Düse in die Trockenkannner einzudringen vermag. Die dazu erforderliche
Strömungsgeschwindigkeit hängt von der Höhe des Vakuums in der Trockenkaminer sowie
von der Art der Verschlußflüssigkeit ab. Zweckmäßig wendet man ein möglichst hohes
Vakuum all.
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Die Sperrflüssigkeit, gleichviel welcher Art sie ist, geht mit vergleichsweise
hoher Geschwindigkeit durch die Düsen 105 und erfährt beint ]Übertritt in
den Teil roh von verhältnismäßig großem Querschnitt einen Geschwindigkeitsabfall.
Der ganze Weg rot mit seiner gedrosselten Stelle io4, Düse io5 und -Ausweitung io6
stellt eine Art Venturidüse dar und ist natürlich breit genug, um den Durchtritt
der Papierbahn, oder was sonst in der Trockenkammer behandelt werden soll, ohne
Widerstand zu gestatten.
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.Als Sperrmittel kommen Quecksilber, Quecksilherantalgam, Dampf, Wasser,
Luft usw. in Betracht. Wird Wasser angewendet und besteht der Gegenstand aus einer
Papierhahn, die getrocknet werfen soll, so kann man die obere und die untere Fläche
des Papiers Init einer Auflage voll Guinmi oder anderen wasserfesten Stoffen schützen.
Wird Luft benutzt, so läßt man sie in die Außenluft übergehen, während tnan bei
Wasserbenutzung das Wasser in der Kammer io8 sammelt und von hier durch eine Rohrleitung
für wiederholte Verwendung oder zum Ablaufen abzieht. Quecksilber und @tnzilranie
werde:i ebenfalls in der Kammer io8 gesammelt und durch (las Rohr rog für weitere
Verwendung abgezogen, desgleichen Dampf, (ler als Heizmittel in den in anderen Altbildungen
der Zeichnung dargestellten TrockenzvIindern oder für andere Heizzwecke weiter benutzt
wird; (las Rolir iog kann aber auch finit einer #-al;tttimpuinpe oder einem Kondensator
verbunden werden.
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In die @-a@.kuu,mkaintner r sind fünf Trockerizvlinder oder Trommeln
2 bis 5 eingebaut. Die voni nassen Ende eitler Papierinaschilie, einer Färbevorrichtung,
einer Dr-uokinaschine ti. d@gl. oder von der \ aßpapierwalze kommende Papierhahn
; tritt links (Abb. r ) ein und geht in der Pfeilrichtung durch die Kammer
r. Dabei wird die Bahn 7 von zwei Filzbahnen 8 und 9 geführt. läuft mit ihnen unter
der Filzrolle im in die Filzrolleit.kainiirer i i hinein, durch den Verschluß i2,
die gedrosselte Stelle 13 in die Vakuumkammer und über die Trommeln 2 bis 5, wobei
sie getrocknet wird.
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Die obere Filzführung 8 läuft über (iie Trotämeln 2 und 3, dann über
Führungsrollen 1,5 und 16, den kreisenden Filztrockner 17, Führungsrolle
18, Trommeln 5 und 6, tnn unter der Filzrolle 19 im anderen Flüssigkeitsverschlusse
auszutreten und auf dem durch Pfeile angedeuteten Wege zur Rolle to zurückzukehren.
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Die untere Filzfiilirti,ng 9 geht voll der Rolle ro über die Trommel
2, die Führungsrollen 2o und 2i, den Filztrockner 22, die Führungsrolle 23, die
.Trommel 4, Führungsrolle 24, den Filztrockner 25, Führungsrollen 26 und 27, die
Trommel 6, um unter der Filzrolle i9 auszutreten und dann unter der Anlage zurück
zur Führungsrolle 29 und zur Filzrolle ro zu gelangen.
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Diese Filzführungen 8 und 9 sind nicht durchaus notwendig; man kann
in vielen Fällen auch ohne sie auskommen. Zu beachten ist, daß für den -Verschluß
der Eintritts- und Austrittsöffnungen der Kammerwand nur eine geringe Menge Otiecksillrz-r,
Amalgam o. dgl. in Anwendung kommt und die Standhöhe der Verschl:ußflüssigkeit in
der Vakuumkammer i niedrig rehalten, in manchen Fällen die Verschlußflüssigkeit
am Eindringen in die Kammer i überhaupt gehindert wird. Indem dadurch die Berührung
der Endtrommeln 2 und 6 mit der Flüssigkeit auf das geringste Maß herabgesetzt wird,
erhält niait diesen beiden Trommeln das gleiche Leistungsvermögen in der Trocknungsarheit
wie es die Trommeln 3 bis 5 besitzen.
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DieVerschlußflüssigkeit, Quecksilber o. dgl.,
bringt
man in die Kammern ii und 14.. aus denen sie durch die Wege 13 in die Vakuuinkannnner
i fließt und in ihr so hoch steigt, wie es das Vakuum gestattet. Bei einem vollkommenen
Vak-irttm würde sie 76 cm hoch steigen, bei einem geringeren Vakuum entsprechend
weniger hoch. Es empfiehlt sich, ein Vakuum von mindestens 70 bis 71 cm der
Verschlußkamnner zu unterhalten. Die Trommeln würden hierbei aber o bis 71 cm hoch
in Quecksilber liegen, was eine bedeutende NTenhe Quecksilber o. dgl. für den Verschluß
erfordern würde.
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Um den Druckunterschied in anderer Weise auszugleichen, wird nach
der Erfindung die Verschlußflüssigkeit in eine solche Bewegung versetzt, daß nach
Belieben weniger oder mehr Flüssigkeit in die Kammer eindringt und die Standhöhe
der Flüssigkeit in der Kammer bei jeder beliebigen Vakuumhöhe in einfacher Weise
geregelt werden kann. Dies läßt sich so weit führen, daß überhaupt keine Verschlußflüssigkeit
in die Kammer eingelassen zu werden braucht und der Umfang der Trommeln 2 und 6
gar nicht oder in geringer Ausdehnung in die Flüssigkeit eintaucht. Findet etwas
Flüssigkeit den Weg in die Vakutunkammer, so kann sie durch den baroinetrischeti
Verschluß wieder abgezogen werden, ohne daß dabei die Trocknungstätigkeit der beiden
Trommeln 2 und 6 beeinträchtigt wird.
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In Abb. r ist links eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Regeln
der Standhöhe der Verschlußflüssigkeit in der Vakuumkamnner dargestellt: auf der
rechten Seite der Abb. i sowie in den Abb. a bis 6 sind weitere Ausführungsformen
der Vorrichtung veranschaulicht.
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In der Ausführung nach Abb. r, links, und Abb. 2 befindet sich die
Verschlußflüssigkeit, z. B. Quecksilber, in der Filzrollenkammer i r in einer Standhöhe
29 unter der Wirkung des äußeren Atmosphärendruckes und auf gleicher Standhöhe in
der Vakuumkammer i. Bei vollem Vakuum in der Kanrrner i wfirde das Quecksilber 76
cm hoch steigen, bei einem Vakuum von: 70 ein nur 70 cm, und die Tronn-,inel
2 würde daher bei diesem vorzugsweise innegehaltenen Vakuum 70 cm tief in Quecksilber
kreisen.
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Uin die dazu erforderliche Ouecksilberz menge einzuschränken, wird
ein barometrischer Verschluß 3o benutzt, dessen Rohr 31 bei 32 mit der Vakuumkammer
i in Verbindung steht. Die Höhe des barometrischen Verschlusses kann ,man ändern.
Das Saugrohr 3 der Druckpumpe 34 treibt Quecksilber aus dein Verschlußgefäß
30 in die K.anniner i i ; die Pumpe wird ,in beliebiger Weise, z. B. durch
einen Motor 35, in Tätigkeit gesetzt. Der atmosphärische Druck treibt das Quecksilber
durch den engen Weg 13 in die Vakuumkammer i, und von hier fließt es zurück in das
Verschlußgefäß 3o. Bei dieser Einrichtung tritt das Quecksilber mit einem kleinen
Teile der U@nrfläclie der Trommel 2 in Berührung.
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Die Pumpe 3.1 ist so geregelt, daß das Quecksilber seine Standhöhe
umunterbrochen beibehält. Steigt das Quecksilber in der Ka-nirner i einmal zu hoch,
so fließt der t'herschuß durch (las tiberlaufrolrr 37 in das Gefäß 30 ztirüclc.-
Damit keine Luft in die Vakuumkammer i eindringen kann, reicht <las Ende 38 des
abführenden Rohrs 31 bis unter die Höhe des Saugrohrs 33 im Gefäße 30, so daß selbst
bei zufälliger Überschreitung der N orinal:geschnvindigkeit der Pumpe die Standhöhe
des Quecksilbers im Gefäße 3o niemals so tief fallen kann, daß Luft in das Rohr
31 eintritt. In dieser durch Abb. i und 2 dargestellten Ausführungsform wird eine
Drosselung 13 im Quecksilberkanale benutzt, aber keine ",'enturidüse, wie in den
anderen Ausführungen, angewendet.
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In der Ausführungsform nach Abb. r, rechts, und Abb. 3 ist die Drosselung
13 mit Düsen 41 vereinigt. Das Quecksilber wird hier von denn Rohr .42 aus der :Kammer
rd. in die von einem Motor .I4. angetriebene Pumpe geleitet und durch das Rohr 45
in die Diise .41 getrieben. Beim Durchtritt durch die Drosselung 13 nimmt das Quecksilber
eine hohe Geschwindigkeit an und verlangsamt seinen Lauf wieder auf der Wegstrecke
46 von größerem Querschnitt. Diese Drosselung bei 13 mit der Querschnittsvergrößerung
bei .I6 bildet eine Art Venturidüse. Das Otieeksilber wird bei dieser Ausführungsform
mit solcher Geschwindigkeit durch die Drosselung 13 getrieben, daß der Atmosphärendruck
auf den Verschluß dadurch ausgeglichen wird; begegnete dieser Druck keinem Widerstande,
so würde er zu einer Anstauung des Quecksilbers in der Vakuunikainmer i führen.
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Die Trockentrommeln 2 bis 6 werden sämtlich mit der gleichen Geschwindigkeit
der Papierbahn angetrieben und durch Dampf oder in anderer Weise beheizt. Ebenso
können auch die Filztrockner 17,2--und 25 beheizt werden.
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In Ab. d ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die beiden
Anordnungen. nach Abb. r, - und 3 miteinander vereinigt sind. Hier ist die Kammer
i r mit der Vakuumkammer i durch einen Kanal mit einer Drosselung 13 verbunden,
und an diese Drosselung sind Düsen 4.8 angeschlossen, durch welche das Quecksilber
aus dem Gefäße 30 mittels des Rohrs 33 und der vom Motor 35 betriebenen Pumpe
34 getrieben und
danach durch die Drosselung 13 gedrückt wird. Das
Otiecksilber besitzt dabei eine hohe Geschwindigkeit, die aber sinkt, sobald das
Quecksilber Wegstrecken 49 von größerem ()verschnitt erreicht. Diese Drosseluligsart
stellt eine richtige Venturi(lüse dar. Der Quecksilberüberschuß fließt durch das
Überfallrohr 37 ab. Hinter den Düsen 4.8 kann sich (las Quecksilber in der Vakuumkammer
i nicht stauen, da hier das Rohr 31 für Abfluß sorgt. Der Schraubstöpsel 5o dient
zum Ablassen der Quecksilberfüllung. Die Strömungsgeschwindigkeit des Quecksilbers
in den Düsen 48 und in der von der Drosselung 13 sowie deren benachbarten Wegteilen
von größerem Querschnitt gebildeten Venturi-(lüse ist nicht so groß wie bei der
in Abb. 3 dargestellten Form. In Abb.3 muß die Gescliwin(li.gkeit so groß sein,
daß der atmosphärische Druck auf das Quecksilbergefäß überwunden wird, uni Rückstatt
des Quecksilbers im Vakuunirau.nie zu verhüten: in Abb. d kann die Geschwindigkeit
aus dem Grunde niedriger sein, weil hier bei etwaigem Anstauen von Quecksilber in
der Vakuumkammer i unter dein Atmosphärendruck sofort ein Rückfluß in (las Gefäß
30 stattfinden muß.
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In allen .Fällen wird die engste Stelle im I# liissigkeitswege doch
so weit gehalten, daß die Papierbahn und die Filzbahnen, falls sie benutzt werden,
glatt durchtreten können und die Arbeit der Pumpe nicht zwecklos gesteigert wird.
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Bei der A.usführungsfornn nach Abb.5 ist die Vahtiuni:kaminer i finit
(lein 1-ilzrollenraunie ii durch einen ge@lr(,sselten Kanal 3 1 verbunden,
der eine Anzahl Düsen 52, 53, 3.I besitzt. Eine Pumpe 53 treibt Quecksilber
aus dein Gefäß 56 mittels der Rolirleitting 57 durch die Düsen 52, ebenso die Pttinpe
58 durch die Rohrleitung 59 in die Düse 53 und endlich eine dritte Pumpe 6o mittels
der Leitung 61 durch die Düsen 3.1.. Das Quecksilber fließt durch die gedrosselte
Stelle 3i finit erheblicher Geschwindigkeit, läuft aber wieder langsamer, sobald
es den größeren Querschnitt 62 erreicht. Auch hier bilden die Teile 5 t und 62 eine
Art Venturidüse. Weiter fließt dann (las Otiecksilber unter der Filzrolle io in
das Rohr 63 und zum Gefäß ;6 zurück. Genügt die Geschwindigkeit bei einer besonderen
Einstellung der Pumpen nicht, ein Anstauen im Vakttumrauine zu verhüten, so dient
die Rinne 64 dazu, das sich stauende Quecksilber aufzunehmen und in das Gefäß 56
zurückzuleiten. Auch hier ist das Ende 66 des Rohrs 65 so tief unter der .<Mündung
der Saugrohre 57, 59> 61 gehalten, daß bei einer Beschleunigung der Pumpen 55, 58,
6o das Vakuum im Raume i nicht herabgesetzt wird. Jede Pumpe kann ihren eigenen
Motor besitzen: in Alb. 5 «-erden sie aber von einem gctneinslcneii Motor (:, mit
Welle 68 und Getriebe 69 bedient.
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Die Ausführungsform nach Abb.6 zeigt mehrere in Reihe verbundene Düsen
und Drosselstellen. Die Vakminikammer i ist hier finit der Ka niner i r durch einen
Kanal 75 verbunden, und in dieseln Kanal sind mehrere Sätze Düsen 76, 77,
78 mit gedrosselten und erweiterten Wegstrecken in Reibe verbunden angeordnet. Eine
Pumpe 80 drückt (las Quecksilber aus dem Gefäß 56 mittels des Rohrs 79 durch die
Düsen 76. Die Flüssigkeit nini,nit in der gedrosselten Stelle 8 t eine hohe
Geschwindigkeit an, strömt aber wieder langsamer im Teile 82 des Kanals von grö
ßereni Querschnitt. Das Saugrohr 83 der zweiten Pumpe 84 saugt Quecksilber von (lein
erweiterten Teile 82 des Kanals ab und pumpt es (furch die Düsen 77 und die -zweite
Drosselstelle 83, wobei die Geschwindigkeit des Quecksilberstromes in der zweiten
erweiterten Stelle 86 des Kanals 75 wiederum abnimmt. Das Saugrohr 8; der dritten
Pumpe #g8 ist finit der erweiterten Stelle 86 verbunden und führt das Quecksilber
in die Düse 78, von wo es (furch die dritte erweiterte Stelle 8()
des Kanals
in die Kammer i i abfließt. Die Pumpen werden auch hier von einem einzigen -Motor
9o mit Welle 9i bedient. Das Rohr 63 verbindet den Rautn r i mit dem Oue,ksill)ergefäß
36. Statt von je drei Sätzen Düsen, Drosselstellen und Erweiterungen inn Kanal ;
3 kann auch jede beliebige andere Anzahl jener technischen Hilfsmittel zur Anwendung
konltlten.
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Quecksilber bildet ein in zahlreichen Fällen brauchbares Verschlulmittel
bei der Ausführungsweise nach Abb. i bis 6. Es lassen sich. wie erwähnt, auch Amalgame
oder andere Flüssigkeiten, die keine chemische 'Verwandtschaft zu <lein zu bearbeitenden
Stoffe zeigen und keine schädliche Wirkung auf ihn ausüben, verwenden. Zu der Darstellung
in Abb. 7 ist noch zu bemerken, (laß in der Kann mer too, ebenso wie in der Kammer
i der Abh. t bis 6, Trockentrommeln angeordnet sein können.
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Statt wie in den beschriebenen Ausführungsformen kann man den Flüssigkeitsver-"
s (#liltiß auch in einem Winkel zur Wagerechten anordnen, wobei aber mehr oder weniger
statische Druckhöhe auftritt. In Abb.8 ist eine Ausfiihrtingsforin mit rechtwinkliger
Artor(intitig (largestellt. Die Filzrollenkamlner i io ist hier durch einen Kanal
i i i initDrosselstelle t 1 2 an die Vakuumkatnnier 113 angeschlossen,
in der eine oder mehrere Trtxkentrommeln 114. untergebr4cht sind, Als Schließflüssigkeit
benutztes Quecksilber füllt
ilie Kammer i i o mit einer Standhöhe
i 15 auf der der Außenluft ausgesetzten Seite und einer Standhöhe 116 in dein Kanal
i i i. Die Höhe des Spiegels i 16 hängt natürlich von der \@akuumhöhe in der Kammer
l13 ab.
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Das Quecksilber fließt durch die Drosselstelle 112 und das Rohr 117
in das Gefäß 118. Mittels des Saugrohrs i ig zieht die Pumpe 120 Quecksilber aus
dem Gefäß 118 ab, und die Stellung der Rohre zueinander ist auch hier eine solche,
daß der baroanetrische Verschluß nicht unterbrochen wird. Die vom Motor 121 betriebene
Pumpe drückt das Quecksilber durch das Rohr 122 in die Kammer i io.
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Die Standhöhe des Quecksilbers im Kanal i t i kann verschieden gehalten
werden. Bei 7 1 cm Vakuum in der Kammer 113 und einer Quecksilbersäule von 45 cm
im Kanal i i i wirkt diese Säule als statische Druckhöhe und vermindert die Quecksilbermenge,
welche die Pumpe zu fördern hat. Dabei halten die 45 cm Quecksilber im Kanal 45
cm des Vakuums in der Kammer 113 das Gleichgewicht; der . Unterschied von 26 ein
(bei 71 cm Vakuum) wird dann durch die Pumpe i2o ausgeglichen, die das O_uecksilber
durch die Drosselstelle 112 über das barometrische Verschlußgefäß 118, Saugrohr
zig in das Rohr i22 und weiter drückt. Mit anderen Worten, statt daß die Pumpe das
Quecksilber mit einer solchen Geschwindigkeit fördert, daß ein Vakuum von 71 cm
Quecksilber überwunden wird, hat sie das O_uecksilber bei dieser statischen Druckhöhe
von d.5 cm nur mit einer Geschwindigkeit zu pumpen, die ein Vakuum von 26 ciii überwindet.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich aber Minderdrucke verschiedener oder beliebiger
Höhe in der Vakuuirnkaminer und ebenso .verschieden beniessene statische Druckhöhen
im LeitunKskanal anwenden; «-eiter kann man auch die in Elen Abb. 1 bis 7 dargestellten
Flüssigkeilsverschlüsse senkrecht oder in einer beliebigen tVinkelstellung zur Warterechten
anordnen, wofür ilie Ausführung nach Abb.8 mir ein Peispiel bildet.