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Flüssigkeitsschleuse Zum Fördern von Flüssigkeiten aus Behältern niederen
Druckes nach Behältern höheren Druckes wurden bisher Pumpen der verschiedensten
Art verwendet. Diese Pumpen stellten eine mehr oder weniger umständliche Maschinenanlage
mit zusätzlichem Kraftverbrauch und meist schlechtem Wirkungsgrad dar.
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Außer mechanisch angetriebenen Pumpen werden für ähnliche Flüssigkeitsförderungen
Druckluftheber, bei welchen das Fördermittel durch Einleitung von Druckluft oder
Dampf gegen den stärkeren Druck gepreßt wird, verwendet. Derartige Fördervorrichtungen
benötigen jedoch stets eine besondere Energiequelle. Zu ihrer Betätigung sind mehr
oder weniger umständlich gebaute Steuerorgane notwendig; zudem müssen diese Vorrichtungen
mindestens selbst in der Förderflüssigkeit liegen, um arbeiten zu können. Bei der
Förderung von gewöhnlichem Wasser und anderen chemisch nicht angreifenden Flüssigkeiten
mögen diese Nachteile nicht besonders hervortreten. Zur Förderung von korrodierenden
Flüssigkeiten sind diese bekannten Vorrichtungen jedoch auf Grund ihrer Arbeitsweise
oder der Bauart weit weniger geeignet.
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Die vorliegende Erfindung gibt eine Vorrichtung an, die auch bei chemisch
angreifenden Fördermitteln allen Ansprüchen genügt und dabei den Flüssigkeitstransport
auf überraschend einfache Art und Weise bewerkstelligt. Sie besteht darin, daß ein
Drehschieber, ein" Rundschieber, ein Flachschieber o. dgl. Anordnungen zwei oder
mehrere getrennte Kammern besitzen, die abwechselnd mit den Zu-und Ableitungen der
Gefäße in Verbindung gebracht werden. Es füllt sich somit die Kammer auf der Niederdruckseite
mit der Flüssigkeit. Beim Weiterdrehen der Schleusungsvorrichtung wird die Kammer
von der Niederdruckseite abgeschaltet und kommt zu den Rohranschlüssen der Hochdruckseite.
Dort entleert sich die Kammer und bewegt sich mit einer Luft- oder Gasfüllung weiter,
um wieder zu den Rohranschlüssen der Niederdruckseite zu kommen.
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Es ist also keine Kraftaufwendung zur eigentlichen Flüssigkeitsbewegung
nötig. Die einzige zusätzliche Kraft, die aufgewendet werden muß, besteht in der
Aufrechterhaltung des niedrigen Druckes, der durch das Überströmen der Luft höherer
Spannung durch die Schleusenkammern von der Hochdruck- nach der Niederdruckseite
gestört wird. Die Aufrechterhaltung geschieht durch die sowieso vorhandene Vakuumpumpe,
deren Leistung durch diesen Umstand nur mit einem ganz geringen, den Wirkungsgrad
der Anlage kaum beeinträchtigenden Betrag erhöht wird.
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Zur Förderung nichtkörrodierender Flüssigkeiten können die für solche
Vorrichtungen üblichen metallischen Werkstoffe verwendet werden. Zur Förderung korrodierender
Flüssigkeiten werden Quarzglas und keramische 'Werkstoffe verwendet. Handelt es
sich um heiße
Flüssigkeiten, so ist ganz besonders Quarz infolge
seiner absoluten Temperaturwechselbeständigkeit geeignet. Es ist aber außerdem auch
möglich, keramische Werkstoffe mit sehr hoher Beständigkeit gegen Temperaturwechsel
anzuwenden. Außer diesen Stoffen können bei korrodierenden Flüssigkeiten auch noch
Hartgummi und ähnliche korrosionsfeste Werkstoffe aus Kunstharzen usw. zur Anwendung
kommen.
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In Abb. i ist die Schleusungsvorrichtung in dem Beispiel einer hahnartigen
Vorrichtung dargestellt.
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a stellt die sich drehende Schleusenkammern dar, b ist die Gehäusewand.
Beide sind flüssigkcitsdicht eingeschliffen. Die Öffnungen c und d führen zu dem
Gefäß mit dem niederen Druck, während die Öffnungen c und f die Anschlußstellen
für die Leitungen zum Gefäß des höheren Druckes sind.
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In der Abb. 2 stellt g das Gefäß mit niederem Druck, 1e, das Gefäß
mit höherem Druck dar. Durch die Leitung i fließt infolge Heberwirkung die Flüssigkeit
in die Kammer y. Die in der Kammer i befindliche Luft strömt in dieser Stellung
durch die Rohrleitung k in den Vakuumraum über der Flüssigkeit des Behälters g.
Beim Weiterdrehen der Schleusungsvorrichtung a kommt die Kammer ;i vor die Öffnungen
e und f zu stehen; die in dieser Kammer befindliche Flüssigkeit fließt durch das
Rohr L in den Behälter lt. Durch das Belüftungsrohr in strömt hierbei wieder Luft
in die leerwerdende Kammer i hinein. Inzwischen hat sich die jetzt auf der Niederdruckseite
stehende Kammer sa von neuem mit Flüssigkeit gefüllt und gelangt bei der Weiterdrehung
vor das Rohr L, um sich zu entleeren. Das Drehen der Schleusungsvorrichtung a kann
entweder, wie in der Abb. 2 beispielsweise dargestellt, durch einen Elektromotor
o erfolgen oder durch jede andere Antriebsmöglichkeit.
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Entsprechend diesem Beispiel arbeiten in der gleichen Art und Weise
Schleusungsvorrichtungen, die als Rundschieber, Flachschieber usw. ausgebildet sind.
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In der Abb. 2 ist dargestellt, daß die Flüssigkeit durch das Rohr
i infolge Heberwirkung zufließt. In Fällen, in denen die Heberwirkung nicht ausgesetzt
werden kann, benutzt man die vorhandene Absaugevorrichtung, um die Flüssigkeit anzusaugen.
Zu diesem Zweck wird bei P eine Drosselvorrichtung in die Absaugeleitung eingeschaltet.
Infolge des so erhöhten Strömungswiderstandes bei P bildet sich in der Rohrleitung
k ein niedrigerer Druck aus als im Vakuumraum des Behälters g. Infolgedessen strömt
die Flüssigkeit wegen dieses Druckunterschiedes in die Schleusungsvorrichtung ca
hinein.
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Um zu verhüten, daß nach dem Vollaufen der Schleusungskammern i oder
n Flüssigkeit in das Entlüftungsrohr k eintritt, muß man Vorrichtungen treffen,
welche den Flüssigkeitszulauf regeln und begrenzen. Durch Einlaufen von Flüssigkeit
in das Entlüftungsrohr k entsteht der Nachteil, daß hierdurch das geregelte Arbeiten
der Schleuse gestört wird. Die schnelle Entlüftung der Schleusungskammern @ und
damit das schnelle Wiederfüllen wird behindert, wenn aus dem Rohr k Flüssigkeit
dem Entlüftungsstrom entgegenläuft. Die Regelung des Füllvorganges der Schleusungskammern
i und 7a wird dadurch erreicht, daß einmal die Umlaufzahl der Schleusungsvorrichtung
a so bemessen wird, daß die Zeit des Vorbeiganges der Kammern ia und i an den Öffnungen
d, c bzw. e, f gerade ausreicht, um die Kammern zu füllen und zu entleeren.
Verbessert wird diese Regelung dadurch, daß in der Zulaufleitung i eine Drosselvorrichtung
eingebaut wird, die die von vornherein zu hoch bemessene Zulaufmenge auf den gewünschten
Wert herabdrosselt.
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Es ist auch möglich, die Entlüftungsleitung 7z in der punktierten
Weise gemäß Abb.2 unmittelbar in den Vakuumkessel einzuführen.
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Abb. 3 stellt sinngemäß eine Anordnung dar, die es ermöglicht, nicht
nur in ein offenes Gefäß die Flüssigkeit hineinzufördern, sondern in ein geschlossenes
Gefäß mit höherem Druck. Die Arbeitsweise dabei ist genau die gleiche.
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Um die Vakuumverschlechterung möglichst auszugleichen, die durch den
Rücktransport der Luft oder eines Gases durch die Schleusungsvorrichtung entsteht,
kann die bei in nachströmende nachströmende Luft erwärmt werden. Es kann hierbei
unmittelbar erwärmte Luft angesaugt werden. Es kann aber auch durch Einbau einer
Rohrschlange oder anderer Erhitzungsvorrichtungen eine zusätzliche Lufterwärmung
erreicht werden. Das wäre z. B. nötig, wenn die Flüssigkeit in ein abgeschlossenes
Gefäß mit höherem Druck gefördert werden soll. Beim Überströmen in das Gefäß mit
niedrigem Druck findet eine Abkühlung dieser erhitzten Luft statt, wobei eine Volumenverringerung
eintritt. Auf diese Art wird das Vakuum in geringerem Maße verschlechtert.