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Verfahren und Vorrichtung zum Verteilen einer Flüssigkeit zwecks Reinigung,
Spritzens o. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Verteilen einer Flüssigkeit zwecks Reinigen, Spritzens o. dgl., wobei die Flüssigkeit
unter Druck einer Heizschlange zugeführt wird.
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Es sind bereits Reinigungs- und Spritzvorrichtungen bekannt, bei welchen
eine Flüssigkeit durch eine geheizte Schlange geschickt wird, die aber nicht die
Druck- und Temperaturbedingungen vorliegender Erfindung besitzen, zufolge welcher
man beim Öffnen der Spritzdüse einen Strahl aus Flüssigkeit und Dampf erhält.
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Die Erfindung arbeitet nach dem bekannten Prinzip, wonach, wenn Wasser
unter Druck auf eine hinreichende Temperatur erhitzt und der Druck alsdann entlastet
wird, mindestens ein Teil des Wassers plötzlich in Dampf übergeht. Daher wird erfindungsgemäß
die Heizschlange auf einer unterhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei Zuführungsdruck,
aber oberhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit bei Atmosphärendruck liegenden Temperatur
gehalten und dann, wenn gewünscht, durch einen Auslaß mit der Atmosphiire in Verbindung
gebracht, so daß der Druck auf der Flüssigkeit verringert und ein Teil der Flüssigkeit
in Dampf verwandelt wird und expandiert, um Flüssigkeit und Dampf durch den Auslaß
her aüszuschleudern. Ein zerstäubter Regen: von licher Geschwindigkeit ist die Folge,
der bei vielen keinigungs- und Spritzarbeiten sehr wirksam ist.
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Es wird so von der Geschwindigkeit Gebrauch gemacht, die durch den
Anfangsdruck erzeugt wird, unter dein das Wasser erhitzt wird. sowie von der zusätzlichen
Geschwindigkeit, die durch die Verdampfung eines Teiles des Wassers erzeugt ist,
um die Emulsion aus einer Leitung herauszuschleudern. Der Strahl wird nicht nur
durch die Umwandlung eines Teils des Wassers in Dampf, sondern auch durch die innere
Expansion der aus dem Strahl herausgeschleuderten Flüssigkeitstropfen fein zerstäubt.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Erfindungsverfahrens ist in bekannter
Weise mit einer Schlange, einer zugehörigen Heizvorrichtung und einer Einrichtung
versehen, um Flüssigkeit der Schlange unter Druck zu liefern. Nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung ist die Vorrichtung mit einer Pumpe ausgerüstet, die der Schlange
Flüssigkeit zuführt, und einer Fliissigkeitsverteildüse,
die vorzugsweise
durch eine biegsame Leitung an die Schlange angeschlossen ist und ein Ventil besitzt,
das, wenn gewünscht, die Düse mit der Atmosphäre in Verbindung bringen kann.
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Es ist erwünscht, daß die Vorrichtung so bemessen und betrieben wird,
daß jederzeit, wenn die Vorrichtung in Bereitschaft für, eine Arbeitsperiode steht,
die Druck- und Temperaturbedingungen innerhalb der Anlage so sind, daß das Wasser
bei einer Temperatur unterhalb des--Siedepp-unktes bei dem herrschenden Drück gehalten
wird. Unter diesen Umständen wird Dampf innerhalb des Apparates während einer Ruheperiode
nicht erzeugt werden. Dies macht es überflüssig, einen konzessionierten Heizer zur
Beaufsichtigung der Anlage zu verwenden. Es ist aber klar, daß es völlig möglich
ist, wo beispielsweise ein konzessionierter Heizer zur Verfügung steht, den Apparat
so zu _bemessen, daß man zu allen Zeiten an irgendeiner Stelle innerhalb der Anlage
eine Wassermasse aufrechterhält, die sich oberhalb des Siedepunktes bei dem an dieser
Stelle herrschenden Druck befindet.
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Bei beiden Betriebssystemen werden die gewünschten Erfolge erzielt,
da in beiden Fällen ein Anfangsdruck verfügbar und wirksam ist, um das Wasser auszulassen
und ihm eine Geschwindigkeit zu erteilen, und da in beiden Fällen die Wassermasse
relativ zu dem atmosphärischen Druck überhitzt wird und daher das Bestreben haben
wird, an einer Stelle innerhalb der Anlage in Dampf überzugehen, wenn die Düse zum
Beginn einer Reinigungs- oder Spritzperiode geöffnet wird.
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Die Erfindung umfaßt ferner die Schaffung einer neuen Ausführungsform
einer Heizschlange für den Betrieb des oben beschriebenen Verfahrens. Hierbei erhalten
die der Düse am nächsten liegenden Abschnitte einen größeren Querschnitt als die
anderen Abschnitte der Schlange.
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Die hohe Geschwindigkeit der Emulsion in den Abschnitten der Anlage,
wo eine Verdampfung beginnt, führt etwaige feste Stoffe weg, die sich abzusetzen
suchen und sonst eine Kruste innerhalb der Anlage bilden würden. Die anderen Abschnitte
des Systems sind nicht heiß genug, um die Ablagerung von festen Stoffen in einem
beträchtlichen Umfang zu bewirken. Das Problem von Schlamm- oder Krustenbildung
ist daher völlig gelöst.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einigen Ausführungsformen
beispielsweise veranschaulicht: Abb. i ist eine schematische Ansicht und stellt
eine Art der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dar. Abb. 2 ist ein
Einzelschnitt in vergrößertem Maßstabe durch einen Abschnitt des Apparates.
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Abb. 3 ist eine der Abb. i ähnliche Ansicht und zeigt eine abgeänderte
Ausführungsform des Systems.
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Abb. 4 ist eine schematische Ansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten
Heizschlange.
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Abb. 5 zeigt in einer ähnlichen Ansicht die zu einer Einheit entwickelten
Heizschlangen. Abb.6 ist eine schematische Aufsicht auf eine der Schlangen.
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Abb. 7 ist eine der Abb. 4 ähnliche Ansicht und zeigt eine abgeänderte
Ausführungsform der Heizschlange.
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Gemäß der Erfindung kann ein geeignetes Gehäuse 2 von erwünschter
Konstruktion vorgesehen werden, in dem in zweckmäßiger Art eine Schlange 3 für die
zu erhitzende Flüssigkeit ärigebräcfit ist. --In -wärmeleitender Lage unterhalb
der Schlange 3 befindet sich ein Brenner 4, der hier zur Verwendung für flüssigen
Brennstoff dargestellt ist, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt
ist. Um den Brenner 4 ist eine Verdampfungsschlange 5 angebracht, durch die der
-Brennstoff auf --seinem Wege zu dem Brenner hindurchgeht.
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In zusammenwirkender Lage mit dem Brenner 4. ist ein Hilfsbrenner
6 angebracht, der zu solchen Zeiten wirksam ist, wenn der Brenner q. außer Betrieb
ist, um eine vorbestimmte Temperatur innerhalb der Schlangen 3 aufrechtzuerhalten.
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An einer geeigneten Stelle außerhalb des Gehäuses 2 ist eine Pumpe
7 angeordnet. Diese hat eine Verbindung 8 mit einem Behälter 9 oder einer anderen
Flüssigkeitsquelle, die man erhitzen will. Die Auslaßverbindung 9" von der Pumpe
7 führt zu einem Ende der Schlange 3 zwecks Zuführung der Flüssigkeit.
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In der Nähe der Pumpe 7 ist eine zweite Pumpe io angeordnet, die die
Zuführung des Brennstoffs zu dem Brenner 4 regelt. Diese zweite Pumpe hat eine Speiseverbindung
i i, die von einer geeigneten Brennstoffzuführung 12 abgeht. Die Auslaßverbindung
13 der Pumpe io ist direkt mit einem Ende der Verdampfungsschlange 5 verbunden,
während das gegenüberliegende Endei derselben zu dem Brenner 4 geht.
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Die Heizschlange 3 hat eine Auslaßverbindung 14, die durch ein Ventil
15 geregelt werden kann, um den Auslaß des heißen Wassers oder Dampfes aus der _
Schlänge zu regeln: Eine Düse i4#a mit einem Drosselventil i4.P ist mit dem Auslaß
verbunden. Die Verbindung 14 schneidet eine überhitzerverbindung 16, die mit einem
Regelventil i7
versehen ist. Ein oder mehrere Abschnitte dieser
Überhitzerverbindung sind in einer wärmeaufnehmenden Lage zu den Brennern 4 und
6 angeordnet. Die_Teile sind so entworfen, daß mindestens ein Teil der. durch die
Überhitzerverbindung hindurchgehenden Flüssigkeit in Dampf verwandelt wird. Dieser
Dampf wird von der Überhitzerverbindung nach einem Einlaßkanal 18 in einem Ventilgehäuse
i9 geliefert. In dem Ventilgehäuse ist ein schwingendes Zweiwegeventil 2o angeordnet,
dessen äußerste Lage nach beiden Seiten durch Anschläge 21 in dem Gehäuse bestimmt
ist, die mit einem Vorsprung 22 an dem Ventil zusammenwirken.
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Sind die Teile in der in Abb. 2 im einzelnen gezeichneten Lage, so
geht Dampf durch den Kanal 23 in das Ventil 2o nach dem Kanal 24, der mit dem Innenraum
eines Zylinders 25 verbunden ist. In diesem Zylinder befindet sich in Antriebslage
ein Kolben 26, dessen Kolbenstange 27 mit einem auf einem Arbeitshebel 29 verschiebbar
angebrachten Querhaupt 28 verbunden ist. Der Arbeitshebel 29 hat eine Zapfenbefestigung
3o an einem durch eine geeignete Stütze 32 getragenen Halter 31. Die Kolbenstange
33 der Pumpe 7 hat eine ähnliche drehbare Verbindung 34 mit einem Querhaupt 35,
und die Kolbenstange 36 der Pumpe io hat eine drehbare Verbindung 37 mit einem Ouerhaupt
38.
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Die Pumpen 7 und io sind von Anfang an so bemessen und entworfen,
daß sie während des normalen Betriebes des Apparates dahin wirken, die gewünschten
Flüssigkeits- bzw. Brennstoffmengen zu der Schlange 3 und zu dem Brenner 4 zu liefern.
Sie sind so bemessen, daß die zugeführte Brennstoffmenge die Flüssigkeit auf die
gewünschte Temperatur erhitzen wird. Durch relative Einstellungen der Querhäupter
35 und 38 längs des Hebels 38 und 39 kann dieses Verhältnis innerhalb gewisser Grenzen
geändert werden, da eine solche Einstellung eine entsprechende Änderung des Hubes
der Kolben der betreffenden Pumpe bewirken wird.
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Wird Dampf zu dem Zylinder 25 unterhalb des Kolbens ä6 zugeführt,
so wird der Kolben nach oben gegen die Wirkung einer Rückzugfeder 39 bewegt und
führt hierdurch einen Einlaßhub der Kolben 33 bzw. 36 herbei. Wenn der Kolben seine
Aufwärtsbewegung fortsetzt, wirkt er durch einen Hebel -to und schwingt einen Kurbelarm
41, der eine Zapfenbefestigung 41. in einem Ventilgehäuse hat. Zu einer vorbestimmten
Zeit in der Bewegung des Hebels 29 wird der Kurbelarm 41 in eine solche Stellung
relativ zu dem Arbeitsarm 43 an dem Ventil 2o bewegt werden, daß die Spannungsfeder
..4, die mit den Armen 41 und 43 für die Betätigung verbunden ist, sich über eine
mittlere Linie ausdehnen wird, die die Befestigungspunkte der gegenüberliegenden
Enden der Feder verbindet und durch die Drehachse des Ventils hindurchgeht. Zu dieser
Zeit wird das Ventil in seine punktierte Lage einschnappen, wie in Abb. z dargestellt,
und bringt hierdurch den Kanal 24 in Verbindung mit dem Auspuffkanal 45. Zu dieser
Zeit wird die Rückzugfeder 39 in Tätigkeit treten und eine Bewegung des Hebels 29
in entgegengesetzter Richtung bewirken, um einen Ausstoßhub der Pumpen 7 und io
Hervorzurufen.
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Wenn der Hebel 29 sich einer vorbestimmten unteren Lage nähert, wird
die Feder 44 eine entgegengesetzte Bewegung des Ventils 2o hervorrufen und hierdurch
wieder Dampf zu dem unteren Ende des Zylinders 25 einlassen. Diese Betätigung geht
so lange fort, als der Druck innerhalb der Schlange 3 niedrig genug ist, damit die
Rückzugfeder 39 gegen diesen Druck arbeiten kann. Wenn der Druck diesen vorbestimmten
Satz überschreitet, wird die Rückzugfeder unwirksam, um eine Rückbewegung des Hebels
herbeizuführen, und wird in ihrer oberen Lage bleiben. Dies wird beide Pumpen offenbar
außer Betrieb setzen.
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Sollte eine Flüssigkeitszufuhr zu der Pumpe 7 fehlen, so wird entsprechend
Flüssigkeit zu der Überhitzerv erbindung 16 fehlen, so daß Dampf zur Betätigung
des Antriebes (grime niover) nicht verfügbar sein wird. In diesem Falle wird der
Hebel 29 zu arbeiten aufhören, was wiederum eine weitere Brennstoffzufuhr zu dem
Brenner 4 abschaltet.
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Im Betriebe wird die Vorrichtung durch Pumpen von Brennstoff zu dem
Brenner und Wasser zu der Heizschlange angelassen, indem man die Pumpen von Hand
betreibt. Wenn das Wasser unter Druck in der Heizschlange auf eine Temperatur unterhalb
des Siedepunktes bei diesem Drucke erhitzt worden ist, ist die Vorrichtung betriebsfertig.
Die erreichte Temperatur hängt von der zugeführten Brennstoffmenge oder von der
verhältnismäßigen Leistung der Brennstoff- und Wasserpumpen ab.
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Die Bedingungen sind, wie oben betont, vorzugsweise derart, daß eine
wirkliche Verdampfung normal innerhalb des Systems selbst während betriebsloser
Perioden nicht eintritt. Eine derartige Bedingung ist aber nicht wesentlich. Eine
normale Dampferzeugung innerhalb des Systems während betriebsloser Perioden ist
aber nicht nur aus den bereits angeführten Gründen, sondern aus dem weiteren Grunde
nachteilig, weil eine Dampferzeugung das Bestreben hat, die Menge fester Ablagerungen
innerhalb der Heizschlangen-zu erhöhen. "
Das Ventil 15 wird geöffnet,
und das Spritzen kann darauf durch das Drosselventil i4b überwacht werden. Zu dieser
Zeit werden die Heizschlange und die Schlauchverbindung zwischen ihr und der Düse
mit Wasser gefüllt, das das Reinigungs- oder Spritzmaterial enthält, wobei das Wasser
'auf der erforderlichen Temperatur durch den Brenner gehalten wird. Es besteht zu
dieser Zeit vorzugsweise kein Sieden -oder Verdampfen. Wenn das Drosselventil ie
geöffnet wird, wird der Druck auf das heiße Wasser gelüftet, so daß irgendwo in
dem System vor der Düse ein Teil des Wassers in Dampf übergeht. Dieser Dampf zerstäubt
den Rest des Wassers und läßt die Emulsion eine hohe Geschwindigkeit erreichen.
Diese Geschwindigkeit ist neben der aus dem Druck herrührenden vorhanden, der auf
die erhitzte Flüssigkeit durch die Speisewasserpumpe ausgeübt wird. Der Dampf selbst
zerstäubt das Wasser, und das Gemisch wird aus der Düse heräusgeschleudert. Nach
dem Austritt aus der Düse wird das Wasser weiter durch seine eigene Expansion zerstäubt,
die von der Druckabnahme herrührt.
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Wenn die erforderte Spritz- oder Reinigungsoperation vollendet ist,
wird das Ventil i4b geschlossen, und wenn der Druck in der Heizschlange 3 wiederhergestellt
ist, wird der gesamte darin eingeschlossene Dampf kondensiert, und die Anlage wird
zur weiteren Verwendung bereitgehalten.
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Abb. 3 veranschaulicht eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.
Nach dieser kann ein geeignetes Gehäuse 2' von erwünschter Konstruktion vorgesehen
werden, in dem eine Schlange 3 für die zu erhitzende Flüssigkeit für den Betrieb
angebracht ist. In dem Gehäuse 2' ist unter der Heizschlange 3' in wärmeleitender
Lage ein Brenner 4' angebracht, und zwar, wie dargestellt, für flüssigen Brennstoff.
über dem Brenner 4' ist eine Verdampferschlange 5' montiert, durch die das Öl auf
seinem Wege zu dem Brenner hindurchgeht. Ein geeigneter Hilfsbrenner 6' ist in dem
Gehäuse unter dem Brenner 4' derart montiert, daß er die Schlangen 5' in teilweise
geheiztem Zustande hält.
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An einer geeigneten Stelle außerhalb des Gehäuses ist eine Pumpe 7'
angeordnet, die eine Verbindung 8' mit einem Behälter g' oder einer anderen Wasserquelle
oder ReinigungsflÜssigkeitszufuhr hat. Die Auslaßverbindung g" aus der Pumpe ist
durch einen Kanal io' mit dem Innenraum des Gehäuses i i' eines geeigneten Flüssigkeitsregelventils
verbunden. Fließt das Wasser durch die Verbindung g", so wird der Kolben 12' in
dem Gehäuse i i' gegen die Wirkung der Feder 13' angehoben werden und hierdurch
den Auslaßkanal 14' frei machen. Dieser Kauaa hat eine Verbindung 15' mit der Schlange
3'.
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An der Pumpe 7' ist eine zweite Pumpe i6' für das Brennstofföl angeordnet.
Diese Pumpe hat eine Zuführungsverbindung 17', die mit einer Kammer 181'
in dem Gehäuse i i' verbunden ist. Die Kammer i8' erhält eine Brennstoffzufuhr aus
einem geeigneten Behälter ig' durch eine Verbindung 2o'. Der Flüssigkeitsstrom wird
durch ein mit dem Kolben 12' verbundenes Nadelventil 2i' geregelt. Infolge dieser
Anordnung ist es klar, daß, wenn keine Flüssigkeit durch die Verbindung g" fließt,
die Feder 13' dahin wirkt, das Ventilei' auf den Sitz zu drücken. Fließt Flüssigkeit,
so wird das Ventil 21' von seinem Sitz entfernt gehalten und gestattet daher den
Durchgang von Brennstofföl zu der Pumpe 16'. Die Pumpen 7' und 16' sind so angeordnet,
daß ihre Kolbenstangen 22' und 23' zwecks Antriebs mit einem einzigen Hebel a4'
verbunden sind, der eineZapfenbefestigung 25' an einer Stütze 26' hat. Die Kolbenstange
22' hat vorzugsweise eine drehbare Verbindung 27" mit dem Hebel 24', während die
Kolbenstange 23' mit diesem Hebel verbunden ist, um einen geringen toten Gang zu
schaffen. Dies kann durch die Zapfen und Nutverbindung 27' erreicht werden.
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Der Hebel 24' wird normal in die in den Abbildungen ausgezogen dargestellte
Lage durch eine Spannfoder 28' gedrängt, diese ist an einem Ende mit dem Hebel und
an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einer einstellbaren Federstütze 29' verbunden.
Durch geeignete Einstellung der Stütze kann die Spannung der Feder geregelt werden.
Der Hebel 24' wird in die gegenüberliegende Richtung gegen die Wirkung der Feder
28' durch eine Rolle 3o' bewegt, diese ist exzentrisch auf einem durch einen Motor
32' angetriebenen Zahnrad 31' befestigt. Bei der beschriebenen Konstruktion wird
der Anlauf des Motors 32' eine Drehung des Zahnrades 31' herbeiführen und hierdurch
durch die Rolle 3o' den Hebel a4' anheben. Der Hebel wird zurückgebracht werden,
wenn die Drehung des Zahnrades 31' durch die Wirkung der Feder 28' weitergeht. Da
der Abwärtshub des Hebels 24' dahin wirkt, die Flüssigkeit aus den Pumpen 7' und
16' auszutreiben, so wird offenbar der größte Flüssigkeitsdruck in dem System zu
irgendeiner Zeit, wenn man die Temperaturbedingungen nicht berücksichtigt, .im Anfang
durch die Feder 28' bestimmt werden. Wenn der Druck einen solchen Punkt erreicht,
daß die Feder 28' nicht dahin wirkt, den Hebel seine volle Strecke nach unten zu
bewegen, so wird die Rolle 3o' auf den Hebel nur während eines Teils jeder Drehung
des Zahnrades 31' einwirken. Schließlich wird ein Zustand hergestellt
«-erden,
in dem der Hebel 2d.' wesentlich in seiner obersten Lage bleibt, so daß die demselben
durch die Rolle 3o' erteilte Bewegung, während sie dahin wirkt, die Kolbenstange
22 zu bewegen, sie keine Wirkung hat, um die Kolbenstange 23' zu bewegen, wegen
der Totgangsverbindung 27'. Dies sichert eine fortgesetzte Zuführung von Reinigungsflüssigkeit
zu den Schlangen 3', nachdem die Pumpe i6' außer Tätigkeit tritt, um weiteres Brennstofföl
zu dem Brenner 4.' zuzuführen. Dies bildet einen Sicherheitsfaktor, der ein übermäßiges
Anwachsen der Temperatur in der Vorrichtung verhindert, wie es infolge der kombinierten
Wirkung des Hilfsbrenners 6' und Brenners 4.' eintreten könnte, bei geringem Wasserzufluß.
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Etwaiges überschüssiges, der Schlange 3' infolge der fortgesetzten.
Tätigkeit der Pumpe 7' zugeführtes Wasser kann aus der Schlange an einem geeigneten
Lüftungsventil 33' entweichen. Dieses Lüftungsventil ist vorzugsweise in einer Verbindung
34' angebracht, die zu dein Behälter 9' oder einer anderen Speisequelle führt. Im
Falle eines übermäßigen Drucks infolge der den Schlangen 3' zugeführten Wärine,
der zur Erzeugung von Dampf ausreicht, kann dieser Dampf durch ein Sicherheitsventil
35' von normaler Konstruktion entweichen.
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Für den praktischen Betrieb sind die Pumpen 7' und 16' so konstruiert
und bemessen, daß unter gegebenen Betriebsbedingungen genügender Brennstoff für
den Brenner .I' vorhanden ist, um die in Behandlung befindliche Wassermenge oder
sonstige Reibungsflüssigkeit auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen. Bei offenem
Drosselventil 36' kann die Reinigungsflüssigkeit bei hoher Temperatur unter Druck
zu einer Spritzdüse 37' hindurchgehen, durch die sie für die in Frage kommenden
Zwecke verwendet «-erden kann. Ist das Drosselventil 36' weit geöffnet, so werden
die Pumpen 7' und 16' im wesentlichen bis hinauf zu ihrer Leistungsfähigkeit arbeiten.
Wenn dieses Ventil am Ende einer Reinigungsoperation aber geschlossen wird, so wird
der Druck allmählich in der Anlage steigen, so daß die Feder 28' keinen vollen Hub
dein Hebel 24' zu erteilen imstande ist, wie oben beschrieben. Zu solcher Zeit sichert
die fortgesetzte Tätigkeit der Pumpe 7', nachdem die Tätigkeit der Pumpe 16' aufgehört
hat, einen Wasserfluß an dem Entlüftungsventil 33', so daß die Kesselschlange 3'
bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes bei dein festgesetzten Druck voll
mit Reinigungsflüssigkeit gehalten wird. Dies stellt einen betriebslosen Zustand
dar, währenddessen die wirkliche Endtemperatur der Reinigungsflüssigkeit durch die
Menge der durch den Hilfsbrenner 6' zugeführten Wärme bestimmt wird.
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Der Betrieb der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform ist dem ähnlich,
der bereits für die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde. Die Anlage
wird durch Anlassen der Pumpen betriebsfertig gemacht, um das Wasser in die Heizschlange
unter Druck zu bringen und Brennstoff dem Brenner zuzuführen, um das Wasser auf
eine Temperatur unterhalb des Siedepunktes bei diesem Druck zu erhitzen. Es ist
kein Dampf zu dieser Zeit in der Heizschlange vorhanden. Für den Spritzbetrieb wird
das Ventil 37a geöffnet, nachdem das Ventil 36' vorher geöffnet wurde, um die Heizschlange
mit der Düse zu verbinden. Bei dein Öffnen des Ventils 37"
wird der Druck
auf die erhitzte Flüssigkeit entlastet, und ein Teil derselben geht in Dampf über,
wie oben beschrieben, und bildet eine Emulsion aus Dampf und Wasser, die aus der
Düse mit einer durch den Dampf erteilten hoben Gechwindigkeit herausgeschleudert
wird, die durch den Anfangsdruck auf die Flüssigkeit unterstützt wird.
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Die verwendeten Temperaturen und Drücke können zwar bedeutend wechseln,
eine typische Spritzanlage wird aber eine Pumpe benutzen, die in der Heizschlange
einen Druck zu erzeugen imstande ist, so daß der Siedepunkt des Wassers bei diesem
Druck im wesentlichen 26o° F (i 27'C) ist. Der Brenner und die Brennstoffpumpe sind
so entworfen, daß sie das Wasser in der Schlange auf höchstens 25o bis 253°F (12i
bis i24-'C) erhitzen. Unter diesen Bedingungen wird natürlich kein Dampf in der
Schlange erzeugt werden.
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Wenn das Düsenventil geöffnet wird, tritt ein Druckabfall zwischen
der Schlange und der Düse ein, der einen Temperaturabfall von 38 bis .43' F (2i
bis 2d.' C) herbeiführen wird, wenn man einen Siedepunkt von 2i2° F (ioo' C) in
der Atmosphäre außerhalb der Düse annimmt. Dieser Druck- und Temperaturabfall ruft
die Verdampfung eines Teils der Flüssigkeit mit den bereits im einzelnen beschriebenen
Folgen hervor. Die gemachten Temperatur- und Druckangaben dienen natürlich nur zur
Veranschaulichung, denn es können verschiedene Wert entsprechend den Anforderungen
einer besonderen Anlage gewählt «erden.
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Die Abb. q., 5 und 6 veranschaulichen eine neue Ausführungsform einer
Heizschlange für die praktische Durchführung der Erfindung. Um Raum für die Expansion
der überhitzten Flüssigkeit zu schaffen, wenn das Düsenventil geöffnet wird, stellt
man vorzugsweise die Abschnitte der Heizschlange, die dein Ablaßschlauch am nächsten
liegen,
von größerem Querschnitt her als dem -unteren Teil der Schlange.
Ein Weg dafür, dies zu erreichen, ist in den Abb. q., 5 und 6 dargestellt. Nach
diesem Verfahren. sind eine Anzahl Abschnitte 5o, 51 und 52 von einzelnen Rohrlängen
vorgesehen. Die Flüssigkeitsspeiseleitung 15 ist mit einem Ende dieser Abschnitte
verbunden, und das andere Ende ist an einem Sammler 53, angeschlossen. Doppelte
Kanäle 54 und 55 sind mit dem Sammler 53 verbunden und gehen zu einem Sammler 56,
von dem dreifache Leitungen 57, 58 und 59 ausgehen. Ein anderer Sammler 6o verbindet
die Abzweigungen 57, 58 und 59 zu einem Satz von vier Rohren 61, 62, 63 und 6q.,
die in einem Sammler 65 endigen. Derselbe hat ein damit verbundenes Ablaßrohr 66.
Um nicht die mit der Zunahme des Querschnitts erhaltenen Vorteile zu verlieren,
sollte das Ablaßrohr 66 einen Querschnitt im Verhältnis zu dem der Gesamtquerschnitte
der Leitungen 6i, 62, 63 und 64 haben, und die Sammler sollten ähnlich bemessen
werden. Die Zahl und Länge der Abschnitte sowie die Zahl der Rohre je Abschnitt
können nach Bedarf verändert werden.
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Abb. 5 stellt dar, wie die in dem Schema der Abb. 4. entwickelte Leitung
zu einer Heizschlange ähnlich den in Abb. i und 3 dargestellten hergestellt werden
kann. Die einzelnen Rohrabschnitte 5o, 51 und 52 sind an dem Boden der Schlange
angeordnet und durch geeignete Verbinder 50a und 51a verbunden. Die übrigen Rohre
sind senkrecht gestapelt und, wie in Abb. q. dargestellt, verbunden. Jedes Rohr
wird zu einer in Abb. 6 dargestellten Schlange hergestellt, deren äußeres Ende der
Einlaß und deren inneres Ende der Auslaß ist. In den oberen Abteilungen der fertigen
Schlange sind die einzelnen Schlangen parallel verbunden. Die inneren Enden werden
nach außen zu Sammlern gebracht, an die die äußeren Enden des nächsten Schlangensatzes
angeschlossen werden, wie in Abb. 6 dargestellt. Abb. 5 zeigt die allgemeine Anordnung
der Heizschlangen in einem einheitlichen Zusammenbau, aber sie ist, wie beabsichtigt,
nicht vollständig hinsichtlich der Verbindungseinzelheiten oder der Sammleranordnung.
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In Abb. 7 ist eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Heizschlange
dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Schlange aus einer Anzahl Abschnitten
70, 71, 72 usw. von allmählich zunehmendem Querschnitt hergestellt, die kleineren
Querschnitte der Schlange sind an denn Boden derselben angeordnet. Diese Abschnitte
können von geeigneter Länge sein, um einzelne Schlangen zu bilden, wie im Falle
der abgeänderten Ausführungsform - der Abb: 4. bis 6.
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Die beschriebenen Ausführungsformen der Heizschlangenkonstruktion
gestatten eine wirksamere Expansion der überhitzten Flüssigkeit in Dampf, wenn der
Druck auf dieselbe plötzlich herabgesetzt wird, so daß ein besserer Strom der Dampfflüssigkeitsemulsion
aus der Düse herausgeschleudert wird. Flüssigkeitsreibung und der .daraus sich ergebende
Druckabfall werden ferner verkleinert, und die Leistung der Heizschlange wird vergrößert.
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Unter den die Erfindung kennzeichnenden Vorteilen kann die Tatsache
erwähnt werden, daß, da in dem unteren Teil der Heizschlange kein Sieden stattfindet,
für eine Reinigung oder Spritzverbindung in dem Wasser keine Neigung vorhanden ist,
sich auf den inneren Wänden der Schlangen niederzuschlagen. In dem oberen Teil ist
die Geschwindigkeit der Emulsion hinreichend groß, um etwaige niedergeschlagene
feste Stoffe wegzuführen. Jede Verstopfung der Schlangen, wird daher vermieden.
Es ist bereits betont worden, daß die Erfindung einen Strahl von hoher Geschwindigkeit
von fein zerstäubtem Wasser und Dampf erzeugt, der ein wirksames keinigungs- und
Spritzmittel herstellt. Da das Reinigungs- oder Spritzmaterial in die Flüssigkeit
eingeführt wird, bevor die Flüssigkeit durch die Anlage geht, wird eine vollständigere
Mischung oder Lösung derselben erreicht, als wenn das Material direkt dem Strahl
zugeführt würde.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß eine Vorrichtung geschaffen
wird, die in ihrem Betiebe völlig selbsttätig ist und Merkmale -der--9icher
eit besitzt, insofern als ein übermäßiger Druck oder ein Mangel an Flüssigkeitszufuhr
die Tätigkeit der Teile zum Stillstand bringen. Dies"bildet einen der Vorteile der
Erfindung.
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Die Konstruktion ist derart, daß durch die gewünschte verhältnismäßige
Bemessung der Bewegungsquerschnitte der Pumpen 7 und io die durch die Schlange 3
fließende Flüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur erhitzt werden kann. Letztere
kann eine solche sein, daß man entweder heißes Wasser für Reinigungszwecke oder
Dampffür irgend-welche gewünschte Zwecke erzeugt. Dies bildet einen weiteren Vorteil
der Erfindung.
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n;e--Die-ist-derart, ds.ß durch.-diegewünschte verhältnismäßige Bemessung
der Bewegungsquerschnitte der Pumpen 7 und io die durch die Schlange 3 fließende
Flüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur erhitzt werden: kann. Letztere kann eine
solche sein, daß man entweder heißes Wasser für Reini-'.gungszwecke.-.oder- Dampf
-für- irgendwelche
gewünschte Zwecke erzeugt. Dies bildet einen
weiteren Vorteil der Erfindung.
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Die Erfindung schafft ein Sicherheitssystem, in dem die Zufuhr von
Brennstoff von der tatsächlichen Zufuhr der zu erhitzenden Flüssigkeit derart abhängig
gemacht ist, daß übermäßige Temperaturen nicht erhalten «-erden können.
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Andere Vorteile rühren von der Anordnung eines gemeinsamen Arbeitshebels
für die getrennten Pumpen her. Dieser Arbeitsliebel wird zwangsläufig in einer Richtung
und nachgiebig in der entgegengesetzten Richtung betätigt, so daß der größte durch
die Pumpen selbst geschaffene Druck durch den nachgiebigen ausgeübten Druck begrenzt
wird. Eine derartige Konstruktion ist besonders vorteilhaft, falls eine tote Gangverbindung
zwischen den Arbeitsmitteln und einer der Pumpen besteht, wodurch eine Differentialwirkung
der Pumpen erzielt wird.
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Noch andere Vorteile ergeben sich aus der Anordnung eines Kessels
in der Form einer Schlange 3' mit einem Lüftungsventil, das das Entweichen überschüssiger
Reinigungsflüssigkeit sicherstellt, die wegen der wirksamen Betätigung der Flüssigkeitspumpe
7' zugeführt wird, nachdem die Pumpe 16' außer Tätigkeit gekommen ist.
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Die Erfindung ist hier zwar in ihrer Anwendung auf die Erzeugung eines
Emulsionsstromes aus Flüssigkeit und Dampf für Reinigungs- und Spritzzwecke beschrieben
worden, die Erfindung ist ferner zahlreicher anderer Verwendungen fähig. Beispielsweise
könnten die folgenden genannt werden: Landwirtschaftliches Spritzen, Desinfizieren,
Entfernen von Gerüchen, das Aufbringen eines wetterfestmachenden Gemischs an Mauerwänden,
das Sandblasen von Gebäudewänden zur Reinigung sowie viele andere ähnliche `'erwendungszwecke.
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Es ist klar, daß an den beschriebenen Anordnungen verschiedene Abänderungen
innerhalb des Gedankens der Erfindung vorgenommen «erden können.