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Vorrichtung zum gleichmäßigen Verdampfen von Flüssigkeiten, insbesondere
zum gleichmäßigen Beladen von Gasen mit Dämpfen Die Aufgaben sind zahlreich, wo
eine zeitlich gleichmäßige Verdampfung von Flüssigkeiten, insbesondere eine zeitlich
gleichmäßige Beladung von Gasen mit Dämpfen erforderlich ist. Als Beispiel sei die
Einstellung eines ganz bestimmten Sättigungsgrades von Steinkohlengas, das zur Städteversorgung
dient, mit Xyloldampf erwähnt. Das Xylol dient in diesem Falle der flüssigen Abscheidung
von Naphthalin, indem die abgeschiedene Xylolmenge bei Abkühlung des Gases in einem
so günstigen Verhältnis zu dem gleichzeitig abgeschiedenen Naphthalin steht, daß
eine vollkommene Auflösung des Naphthalins im Xylol stattfindet. Mit den bisher
im Gebrauch befindlichen Apparaten war eine genaue Dosierung des Xylols im Verhältnis
zum im Gas vorhandenen Naphthalin und der Menge des Gases nicht möglich. Dies geschieht
aber auf Grund der vorliegenden Erfindung vollkommen kontinuierlich und selbsttätig,
wobei es dann auch noch möglich ist, die zu verdampfende Menge des- Lösungsmittels
genauestens einzuregulieren.
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Die Erfindung ist im nachfolgenden auf Grund der beiliegenden Abbildung
beschrieben: A ist das gasführende Rohr, in das das Rohr B bis zur Mitte hineinragt,
wo es schräg abgeschnitten ist, in der Weise, daß die Öffnung in der Richtung des
Gasstromes zeigt. Das Rohr B ist durch einen Hahn C verschließbar und ist mit seinem
anderen Ende auf dem Verdampfungsgefäß D aufgesetzt. Durch einen Stutzen E mit Stopfbüchse
an der Knickstelle von Rohr R ist ein Kontaktthermometer F eingesetzt, das in das
Innere von D hineinragt und bei zu hochgehender Temperatur durch ein Klingel- oder
sonstiges Lautzeichen den Wärter herbeiruft. Das Verdampfungsgefäß D ist ringsum
in eine Isolation G eingehüllt und trägt unter dem Boden einen elektrischen Heizkörper
H, der aus einzelnen parallel geschalteten Stromkreisen mit entsprechenden Widerständen
besteht. Die einzelnen Stromkreise können für sich auf einem auf der Abbildung nicht
gezeigten Schaltbrett ein- bzw. abgeschaltet werden. Auch irgendeine sonstige regelbare
Heizeinrichtung ist denkbar. Durch den Boden des Verdampfungsgefäßes D sind die
Fühler von Kippschaltern J dicht eingeführt, die @ebenfalls dazu bestimmt sind,
im Falle des Leerwerdens des Verdampfungsgefäßes die Stromzuführung abzuschalten.
Das Verdampfungsgefäß ist bis zu dem gezeigten Stand mi!t der zu verdampfenden Flüssigkeit
angefüllt. Diese Flüssigkeit steht durch das U-förmig nach unten gebogene Rohr I(
mit dem Hilfsgefäß L in Verbindung, durch das der Ersatz der verdampften Flüssigkeit
erfolgt. Die kontinuierliche Erneuerung der verdampften Flüssigkeitsmengen geschieht
durch Rohr M, das in das allseits geschlossene Gefäß L dicht eingeführt ist. Über
einen Hahn N ist das Rohr M mit dem Vorratsgefäß 0 unten verbunden,
das
allseits ;geschlossen, nur die,durch Hähne abschließbaren Stutzen P und W und das
Flüssigkeitsstandrohr Q trägt. Ein englumiges RohrR führt vom StutzenP zwischen
Behälter 0 und Hahn ebenfalls in den Hilfsbehälter L und endigt in diesem durch
einen umgekehrten, unten offenen Trichter, dessen Rand genau horizontal liegt. Die
Einmündung von Rohr R in Behälter .L liegt etwas höher als diejenige des Rohres
N in diesem Behälter L. Die Einführungen in das Gefäß L müssen dicht gegen die Atmosphäre
sein. Der Hilfsbehälter L trägt weiterhin unten angesetzt ein nach oben gebogenes,
mit Hahn verschlossenes Probierrohrs, das der Feststellung des Flüssigkeitsstandes
dient. Während des Arbeitens ist der Behälter 0 gegen die Atmosphäre allseits dicht
abgeschlossen. Das erdampfungsgefäß D ist weiterhin mit einem überlaufrohr T versehen,
das ebenfalls U-förmig nach unten gebogen, in ein Lagerfaß U mündet, dessen Fassungsvermögen
größer ist als Idas des Behälters 0. Dieses Lagerfaß U ist zudem mit einem ins Freie
gehenden Entlüftungsrohr V verbunden.
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Die Arbeitsweise des Apparates ist nun die folgende Bei geschlossenem
Hahn N und geschlossenem, am Rohr R befindlichen Hahn wird der Hahn bei P und der
Entlüftungshahn W geöffnet und durch P der Behälter O mit der zu verdampfenden Flüssigkeit
gefüllt, Es ' i%,zrd sodann W und der Hahn bei Stutzen P wieder geschlossen und
das Abschlußorgan von R und Hahn H geöffnet. Es läuft dann so viel Flüssigkeit durch
M nach L und von da nach D ab, bis der Spiegel in
D und L
auf der gezeigten, durch die Unterkante der erweiterten, trichterförmigen
öffnung von R bestimmten Höhe angelangt ist. Nachdem auch der U-Schenkel des Rohres
T mit Flüssigkeit gefüllt ist, kann Hahn C geöffnet und mit der Anwärmung der Flüssigkeit
begonnen werden. Ist die Siedetemperatur erreicht, was man ohne weiteres am Thermometer
F feststellen kann, so wird die zugeführte.;Strornmenge so geregelt, daß sie der
in der Zeiteinheit gewünschten Verdampfungsmenge der Flüssigkeit entspricht. Die
verdampfte Flüssigkeitsmenge ist der zugeführten Strommenge proportional, und es
läßt sich die verdampfte Flüssigkeitsmenge als Funktion der zugeführten Strommenge,
die mann an einem Amperemeter ablesen kann, leicht ein für allemal kurvenmäßig festlegen.
Der Flüssigkeitsspiegel hält sich dann so lange konstant, bis die ganze Menge Flüssigkeit
aus dem Behälter 0 verdampft ist.
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Der Vorgang ist dabei folgender: Senkt sich der Spiegel in D ab, so
senkt sich gleichzeitig auch der Spiegel in dem Hilfsbehälter L. Sowie dies nur
um ein geringes geschieht, tritt Gas aus Leitung Y aus dem Gashauptrohr A über den
Flüssigkeitsspiegel von L und von. da durch das Röhrchen R über den Flüssigkeitsspiegel
in 0. Eine dem so übergetretenen Gasvolumen und der über O herrschenden Luftleere
entsprechende ;Menge Flüssigkeit tritt durch Rohr M, erhöht den Flüssigkeitsspiegel
in L und D
und verschließt automatisch die trichterförmige Erweiterung
des Rohres R, so daß auch das Zulaufen weiterer Flüssigkeit von O nach L unterbunden
wird. Dieses Spiel wiederholt sich immer dann wieder, wenn sich der Flüssigkeitsspiegel
in L und damit auch in D idur ch .die hier eingetretene ,Verdampfung so weit senkt,
daß die trichterförmige Erweiterung von R frei wird. Auf diese Weise bleibt in der
Zeiteinheit die verdampfte Flüssigkeitsmenge durchaus konstant. Ist der Flüssigkeitsspiegel
in 0 so weit gesunken, da.ß 0 nahezu leer geworden ist, so wird Flüssigkeit in Q
in der oben beschriebenen Weise nachgefüllt, ohne daß der Verdampfungsprozeß unterbrochen
zu werden braucht. Unterläßt es aber der Wärter, die Flüssigkeit in 0 nachzufüllen,
so wird schließlich der Flüssigkeitsvorrat in D und L vollkommen verdampfen.
In dem Augenblick tritt aber sofort eine Temperaturerhöhung sowohl der Fühler als
auch des im Kontaktthermometer befindlichen Quecksilbersein, so daß die Fühler den
Strom ausschalten und gleichzeitig . das am Kontaktthermometer angeschlossene Klingelwerk
das Eintreten des Ereignisses dem Wärter kundgibt, ohne daß, Schaden °ntstehen könnte.
Sollte aus irgendeinem Grund der Behälter 0 oder eines seiner Abschlußorgane undicht
werden, so würde der Inhalt von O ablaufen können. Der Flüssigkeitsstand kann sich
aber dabei im VerdampfungsgefäßD nicht über den Überlauf T heben, ohne daß alsdann
die überschüssige Flüssigkeit in dem Sicherheitsgefäß U aufgefangen würde. Von hier
kann sie dann nach Behebung des Schadens sofort wieder nach O eingepumpt werden.
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Es sind bereits sogenannte konstante Wasserbäder bekannt, bei denen
aus einem allseits umschlossenen, höher stehenden Gefäß durch ein Zuführungsrohr
so viel Flüssigkeit in das tiefer stehende Wasserbad direkt abläuft, bis sich durch
das Ansteigen der Flüssigkeit im Wasserbad selbst das Zuflußrohr unten durch Flüssigkeit
abschließt. Für große, leistungsfähige Vorrichtungen ist diese Apparatur in der
bekannten Ausführung nicht brauchbar aus folgenden Gründen: Hat man z. B. zwischen
Hochgefäß O der Abbildung und Verdampfungsgefäß l0 nur ein Verbindungsrohr, das
direkt in das Verdampfungsgefäß
D oben hineinragt, so erfolgt der
Zufluß entgegen der Theorie durchaus nicht gleichmäßig, und zwar deshalb nicht,
weil die im Verdampfungsgefäß erwärmte Flüssigkeit direkt im Verbindungsrohr hochsteigt
und dauernd die kalte Flüssigkeit nach unten fällt, d. h. es tritt eine regelrechte
Zirkula-'-tion der Flüssigkeit ein. Auf diese Weise dient die ganze Apparatur mit
ihrer großen Oberfläche der Abstrahlung, und ein wirtschaftliches Arbeiten ist infolge
des geringen Heizeffektes kaum zu erreichen. Das Nachströmen der Flüssigkeit erfolgt
ungleichmäßig, und zwar nehmen die nur stoßweise zufließenden Mengen zu, je leerer
das Gefäß 0 geworden ist.
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Dem erstgenannten Übelstand ist nach vorliegender Erfindung dadurch
abgeholfen, daß das Verbindungsrohr M in ein Hilfsgefäß hineinsticht, das durch
das U-förmig nach unten gebogene Rohr l( mit dem Verdampfungsgefäß in Verbindung
steht. Auf diese Weise steht die heiße Flüssigkeit in D über dem abfallenden Schenkel
in K, so daß eine Wärmezirkulation ganz und gar verhindert wird. Das ungleichmäßige
Nachfließen der Flüssigkeit nach L und damit in das Verdampfungsgefäß
D
wurde dadurch verhindert, daß der Gasweg vom Flüssigkeitsweg getrennt worden
ist, und zwar hat es sich als notwendig erwiesen, ein englumiges Rohr R für den
Gasweg zu wählen und ein weitlumiges Rohr N für den Flüssigkeitsweg. Die Eintauchtiefe
von R und l47 in L muß verschieden gewählt werden. Ebenso ist es notwendig, das
englumige Rohr R trichterförmig zu erweitern, weil sonst die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit das englumige Rohr verschließt, auch wenn der Flüssigkeitsspiegel
unter das untere Ende des Rohres R sich abgesenkt hat und somit verhindert, daß
Gas durch R nach O und damit Flüssigkeit aus O nach L nachfließt.
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Es ist durch diese Vorrichtung gelungen, eine nach einmaliger Einstellung
durchaus selbständige Vorrichtung zu schaffein, bei der jedes Gefahrenmoment, was
besonders bei ihrer Anwendung auf Leuchtgas wichtig ist, ausgeschlossen wird.