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Verfahren und Vorrichtung zum Tränken poröser Körper mit Kohlensäure
Man kann Behälter dadurch kühlen, daß man in ihnen poröse, in Kohlensäure getränkte
Körper anordnet. Das Tränken der porösen Massen bereitet aber Schwierigkeiten, weil
die Kohlensäure bei atmosphärischem Druck fest wird. Die vorliegende Erfindung beseitigt
diese Schwierigkeiten -dadurch, daß die -porösen Körper unter .einem so hohen Druck
mit der Kohlensäure in Berührung gebracht werden, daß diese flüssig bleibt und daß
die Körper erst nach dem Tränken vom Druck entlastet werden, wobei die aufgesogene
Kohlensäure erstarrt. Die so hergestellten Körper können für Kühlzwecke verwendet
werden.
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Das Verfahren kann in verschiedener Weise ausgeführt werden, je nachdem
es sich um größere oder kleinere Mengen von Kühlkörpern handelt.
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Abb. i stellt das Beispiel einer einfachsten Ausführung dar. Die Flasche
i enthält flüssige -Kohlensäure, die durch den hohen, auf der Flüssigkeit lastenden
Gasdruck durch das Rohr a bei Öffnung des Ventils 3 hochgedrückt wird. Im Behälter
4 befinden sich die porösen, :mit Kohlensäure zu tränkenden Körper 5. Ventil 6 stellt
die Verbindung des Behälters 4 mit der Außenluft her. Wird Ventil 3 geöffnet, so
verdichtet die aufsteigende flüssige Kohlensäure die Luft und tränkt einen Teil
der eingelegten Körper. Wind das Ventil 6 -etwas geöffnet, so entweicht die zusammengepreßte
Luft, und weitere Mengen flüssiger Kohlensäure gelangen nach 4, wobei schließlich
sämtliche Körper getränkt werden. Nun wird Ventil 3 geschlossen und Ventil 6 langsam
geöffnet. Dabei sinkt im Behälter ¢ der Druck und die Temperatur, und schließlich
erstarrt die Kohlensäure. Nunmehr wird der Behälter 4 geöffnet, die Körper werden
herausgenommen und ihren Verwendungszwecken zugeführt.
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Da beim Ausströmen der Luft durch Ventil 6 Kohlensäure mit .ausströmt
und beim Öffnen des Behälters ¢ die Kohlensäure, die sich zwischen den Körpern befindet,
verlorengeht, so kann dieses einfache Verfahren nicht wirtscUaftlich sein. Beim
Arbeiten in größerem Maßstabe wird man die mit der Luft ausgeblasene Kohlensäure
wiedergewinnen und die Verluste im Behälter vermeid en.
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Abb. a :stellt das Beispiel einer größeren Anlage dar. Der mit flüssiger
Kohlensäure gefüRte Behälter 13 ist durch Rohr 14 mit dem Tränkgefäß 15 verbunden,
das die zu tränkenden Körper enthält. Das Tränkgefäß 15 ist durch Rohr 2z
mit der Pumpe 2o und diese wiederum durch Rohr a i mit dem Gefäß 13 verbunden. Ferner
führt Rohr i 6 vom Gefäß: i 5 zu dem Verdichter i 7, der durch Rohr i i in den Verflüssiger
i2 drückt. Rohr i8 verbindet Behält-er i 5 mit einem Gefäß 19, das mit einer
Kohlensäure absorbierenden Flüssigkeit gefüllt ist. Rohr 2 7 verbindet das
Gefäß 15 mit einer Gas führenden Stelle der Druckleitung
des
Verdichters. 23, 2q., 25, 26 und 28 sinkt Absperrventile.
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Die Anlage arbeitet in foilgender Weilso: Wird Ventil zq. geöffnet,
so wird durch den Gasdruck über der flüssigen Kohlensäure diese durch das Rohr i
q. in !den Behälter 15 gedrückt, preßt dort die vurhandene Luft zusammen und tränkt
bereits einen Teil der porösen Körper. Um zu verhindern, daß. sich bei dem geringen
Druck im Anfang Kohlensäureschnee im Gefäß 15 bildet, kann man vor öffnen des Ventils
24 Ventä 28 so lange öffnen, bis sich in 15 ein genügend hoher Druck (etwa 6 Atm.)
eiugesteJlt hat. Nach Ausgleich des Druckes in 15 und 13 wird Ventil 26 geöffnet.
Es entweicht die zusammengepreßte Luft durch Rohr 18 und steigt in; B1asenform durch
die Flüssigkeit im Behälter i9 ,auf. Die mitgerissene Kohlensäure wind dabei von
der Flüssigkeit festgehalten. Ist alle Luft entwichen, so. wird Ventil 26 geschlossen.
Inzwischen istdurch Ventil 24S0 viel flüssige Kohlensäure nachgeströmt, daß ,alle
im Tränkgefäß 15 enthaltenen porösen Körper getränkt sind. Jetzt wird Veneil 24
geschlossen, Venti123 geöffnet und die Pumpe 2o in Gang gesetzt, welche die flüssige
Kohlsäure, die die Zwischenräume zwischen dien porösen, Körpern ausgefüllt hat,
absaugt und in den Behälter 13 zurückdrückt. Ist alle überschüssige Flüssigkeit
entfernt, dann wird Venti123 geschlossen, Venti7.25 geöffnet und der Verdichter
17 in Gang gesetzt. Dieser saugt die; im Trämkgefäß 15 befindlichen Kohlensäuredämpfe
.ab, verdichtet sie und fördert sie durch Rohr i i in dein Verflüssiger 12 und den
Behälter 13. Ist der Druck im Tränkgefäß 15 auf i Atm. gesunken, so wird das Gefäß
geöffnet und die getränkten Körper entnommen. Nun kann. man Tränkgefäß 15 wieder
füllen und das Spiel von neuem beginnen.
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Es ist natürlich möglich, mehrere Tränkgefäße 15 ,anzuordnen, so daß
Pumpe, 2o und Verdichter 17. ständig in Betrieb sein können und nur die Ventile
.an den verschiedenem Tränkgefäß:en zu bedienen sind. Anstatt die Luft durch die
flüssige Kohlensäure herauspressen zu lassen, kam .man auch dass Gefäß 15 durch
eine Vakuumpumpe entlüften; so daß sich ein Abblasen von Luft erübrigt. Auch kann
man durch entsprechende Anordnung die Verwendung einer Flüssigkeirtspumpe überflüssig
machen, wie dies die beispielsweise Anordnung der Abb. 3 zeigt.
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Der Verdichter 5o ist durch die Saugleitung 58 mit dem Tränkgefäß
55 verbunden und drückt nach dem Verflüssiger 5 i, der dufrch Leitung 52 mit .dem
Flüssigkeitsbehälter,53 verbunden ist. Von diesem führt Rohr 5q. 'zu dem Tränkgefäß
55, das höher angeordnet ist als der Behälter 53. Rohr 59 verbindet den oberen Teil
des Gefäßes 5 5 mit einem Gas führenden Teil. der Druckleitung, z. B. das Verbindungsrohr
zwischen Verdichter und Verfiüssiger. Die Vakuumpumpe 56 ist durch Rohr 57 mit dem
Tränkgefäß 5 5 verbunden. 6o, 61, 62 und 63 sind Absperrventile.
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Der Vorgang ist folgender: Zunächst wird Ventil 63 geöffnet, während
alle anderen Ventile geschlossen sind, und die Vakuumpumpe entfernt :die im Gefäß
55enthaltene Luft. Sodann wird Verrti163 geschlossen und Ventil 61 geöffnet, bis
sich in. Gefäß 55 ein- solcher Druck eingestellt hat, daß flüssige Kohlensäure beim
Eintritt in das Gefäß 55 nicht mehr erstarrt. Dann. wird. Ventil. 6 i geschlossen
und Venti16o geöffnet. Nunmehr wird flüssige Kohlensäure durch den oixv Behälter
53 herrschenden höheren Überdruck nach Gefäß 55 gedrückt und die hier befilvd'lichen
porösen Körper getränkt. Die Temperatur im Gefäß 55 wird zunächst niedrig sein,
well: bei dem geringen Druck Kohlensäure verdampft und dabei -die Flüssigkeit gekühlt
wird. Je mehr die Temperatur in 55 im Laufe der Zeit steigt, um so größer wird.
der Dampfdruck in 55 und um so tiefer senkt sich den- Flüssigkeitsspiegel im 55.
Setzt .man den Verdichter 5o in Gang und öffnet Venti162, so kann man durch Absaugen
der Dämpfe den Druck in 5 5 niedrig halten und .eine zum Tränken aller Körper .ausreichende
Höhe des Flüssigkeitsspiegels erzielen. Wenn, die Körper mit flüssiger Kohlensäure
getränkt sind, wird Ventil 62 geschlossen und Venti161 geöffnet. Infolge des Druckausgleiches
sinkt alle überschüssige Flüssigkeit durch Rohr 54 -hinab nach Gefäß 53. Nunmehr
werden die Ventile 6o und 61 geschlossen. Der Verdichter 5o saugt .die Kohlemsäuredämpfe
ab, bis der Druck nur noch i Atm. beträgt. Dann wird das Gefäß 55 geöffnet, die
getränkten Körper werden herausgenommen, neue eingelegt, und das Spiel beginnt von
neuem.
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Es ist natürlich möglich und zweck-. mäßig, eine ganze Anzahl vorn
Tränkgefäßen anzuordnen, so daß. die Vakuumpumpe und der Verdichter ständig laufen
können und man nur die Ventile zu bedienen. hat.
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Wenn das Tränkgefäß durch die porösen Körper, die getränkt werden
sollen, nicht genügend gefüllt wird, s,o, empfehlt fes sich, dem. Zwischenraum durch
nichtporöse Körper auszufüllen, ;um den Bedarf an flüssiger Kohlensäure zu - vermindern.