DE66903C - Verfahren nebst Vorrichtung, um Flüssigkeiten mit luftförmigen Körpern zu imprägniren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das Imprägniren von Flüssigkeiten mit gasförmigen Körpern (Kohlensäure oder anderen Gasen) wurde bisher durch mehr oder weniger gewaltsame Mischung herbeizuführen gesucht, wie durch Durcheinanderrühren der Flüssigkeit und des Gases in einem geschlossenen Gefäfs, Einpressen des Gases in die Flüssigkeit unter Anwendung von hohem Druck, Benutzung des Gases in einem Zerstäubungsapparat, ebenfalls unter Anwendung von hohem Druck, Pressen des Gemisches von Gas und Flüssigkeit mittelst starken Druckes durch feine Oeffnungen oder mechanische Rührwerke, Einspritzen der Flüssigkeit in Gestalt eines feinen Sprühregens in ein mit dem Gas gefülltes Gefäfs und nachfolgendes Rühren. Ferner hat man auch vorgeschlagen, das Gas mit hohem Druck in einen Ejector zu pressen und durch die Fortbewegung der Flüssigkeit seine Mischung mit dieser zu bewirken. Bei allen diesen Verfahren ist die Anwendung eines höheren oder geringeren Grades von Gewaltsamkeit bei Herstellung der Mischung erforderlich.

Es hat sich nun herausgestellt, dafs eine bei weitem höhere "Wirkung mit Sicherheit erreicht wird, wenn man jede Gewaltsamkeit bei Herstellung der Mischung ausschliefst, sie vielmehr bei möglichster Ruhe bewirkt. Zugleich, mufs man während der ganzen Operation, d. h. sowohl vor als nach der Einführung des Gases, die Flüssigkeit unter einem gleichmäfsigen Druck halten.

Alsdann ergiebt sich im Vergleich zu den bekannten Verfahren, dafs eine gegebene Flüssigkeitsmenge mehr Gas aufnimmt, dasselbe längere Zeit in sich behält und auch weniger leicht an der Luft entweichen läfst, ein Verhalten, wofür der Grund nur in einer innigeren Verbindung beider Gemischtheile gefunden werden kann. Fernere Vortheile sind: Vermeidung von Gasverlusten sowohl während, wie nach der Operation und des Schäumens der zu imprägnirenden Flüssigkeiten (Bier, Apfelwein, Wein etc.).

Das auf die obigen Erfahrungen gegründete Verfahren zum continuirlichen Imprägniren von Flüssigkeiten mit gasförmigen Körpern besteht nun wesentlich darin, dafs man die zu imprägnirende Flüssigkeit continuirlich und ruhig in einem stetigen sanften Flusse sich fortbewegen läfst, an einem geeigneten Punkt den gasförmigen Körper in einer der Flüssigkeitsmenge angepafsten Menge in stetigem und ruhigem Strome in dieselbe einleitet, an der Einleitungsstelle den auf dem gasförmigen Körper lastenden Druck möglichst gleich dem auf die Flüssigkeit wirkenden Druck gestaltet und dann das Gemisch unter einem beständigen und gleichmäfsigen Druck hält.

Es hat sich nun weiter gezeigt, dafs der grofse Unterschied in der Dichte der beiden Mischungskörper es nöthig macht, an der Einleitungsstelle die Querschnittsgröfse der Gasaustrittsöffnung zu der der Flüssigkeitsleitung in das jenem Unterschied entsprechende Verhältnifs zu setzen. Ferner mufs man, wenn man den Flufs des Gasstromes selbsttätig durch den auf der Flüssigkeit lastenden Druck regelt,

den Gasflufs und den Flüssigkeitsflufs in solchem Verhältnifs zu einander stattfinden lassen, dafs das gröfste Gasvolumen, welches überhaupt unter einem bestimmten Druck absorbirt werden kann, sich mit der Flüssigkeit mischt und auch von derselben verschluckt wird, ehe das Gemisch noch das Sammelgefäfs erreicht.

Die zur Ausführung des neuen Verfahrens anzuwendenden Vorrichtungen sind in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, dafs die Flüssigkeit und der gasförmige Körper von ihren Vorrathsbehältern mittelst von einander unabhängiger Leitungen durch eine Druckregulirvorrichtung nach dem Ort geleitet werden, wo die Mischung sich zu vollziehen hat, von wo aus dann das Gemisch nach einem Sammelbehälter geleitet wird.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein entsprechend eingerichteter Apparat veranschaulicht.

Die Flüssigkeit fliefst durch Schwerkraftwirkung aus dem Behälter A durch das Rohr B zu.

Der Gasvorrathsbehälter, als welcher auf der Zeichnung eine Anzahl von Kohlensäureflaschen C C angenommen sind, steht mit dem Druckregulator entweder unmittelbar in Verbindung oder durch ein Zweigrohr, in welches, wie später beschrieben ist, eine Expansionskammer eingeschaltet ist. Der Flüssigkeitsbehälter A wird in solcher Höhe angeordnet., dafs die Flüssigkeit im Rohr B beständig unter geeignetem Druck steht; der Gasdruck wird so geregelt, dafs er an dem Punkt, wo der Gasstrom in die in Bewegung befindliche Flüssigkeitssäule eintritt, möglichst gleich dem an dieser Stelle herrschenden Flüssigkeitsdruck ist.

Der zur Erhaltung des passenden Verhältnisses zwischen Gasdruck und Flüssigkeitsdruck dienende Druckregler besteht in der Hauptsache aus einem Gehäuse, welches ein Diaphragma D in zwei Kammern E und F theilt, von denen E mit dem Gasbehälter und F mit dem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung s'teht, und ferner aus einem durch das Diaphragma bethätigten Ventil zur Regelung der Gas- bezw. Flüssigkeitszufuhr. In der Figur ist die obere Kammer E durch Rohr G mit dem Kohlensäurebehälter und auf der anderen Seite mit dem Gasabflufs H verbunden. Das Ventil zur Regelung des Gaszuflusses besteht z. B. aus einem vor der Zuflufsmündung angeordneten Schraubenpfropfen K, der durch Arm und Gelenk mit dem Diaphragma zusammenhängt und also je nach dessen Lage den Zuflufs herstellt oder abstellt. Die specielle Construction der Gaszüführung, der Verbindungen und des Ventils sind nebensächlich; wesentlich ist nur, dafs das Gas dem Regulator unter dem geeigneten Druck zugeleitet wird. Nebensächlich ist ferner die Art der Flüssigkeitszufuhr und ihrer Verbindungen mit der anderen Kammer des Druckreglers, vorausgesetzt, dafs ein stetiger Druck aufrecht erhalten wird.

Das Flüssigkeitszuleitungsrohr und das Gaszuleitungsrohr können in irgend einer passenden Weise mit einander in Verbindung gesetzt werden unter Berücksichtigung der Arbeitsbedingung, dafs die Querschnittsgröfse der Gasaustrittsöffnung dem Dichtigkeitsunterschied zwischen Gas und Flüssigkeit entsprechend bezüglich der Querschnittsgröfse, welche die Flüssigkeit durchströmt, verringert werden mufs. Wird als Gasquelle flüssige Kohlensäure benutzt, so ist es zweckmäfsig, die Expansion zwischen dem Vorrathsbehälter und dem Druckregler stattfinden zu lassen. Für gewöhnlich geschieht dies im Behälter selbst; die hierbei sich erzeugende intensive Kälte bringt indefs häufig die Kohlensäure zum Gefrieren und dadurch die Arbeit zum Stillstand. Es reicht deshalb das Ableitungsrohr c bis an den Boden des Behälters oder letzterer wird umgekehrt, so dafs die flüssige Kohlensäure herausgetrieben wird. Das Rohr c wird gleichmäfsig weit gehalten, so dafs in ihm keine Expansion stattfinden kann, sondern dieselbe vielmehr erst an einer dafür bestimmten Stelle eintritt. Im vorliegenden Falle ist für die Expansion ein System von Röhren m m vorgesehen, welches durch Röhre g an das nach dem Druckregler führende Gasrohr G angeschlossen ist. Das Rohr /, durch welches die mit Gas imprägnirte Flüssigkeit abfliefst, wird von dem Punkt X ab, wo die Mischung stattfindet, unmittelbar an den Expansionsröhren mm in Gestalt eines Schlangenrohres entlang geführt, um das Gemisch vor seinem Eintritt in den Sammelbehälter N der Wirkung der Kälte auszusetzen. Letzteres läfst sich dadurch sehr vollkommen erreichen, dafs man die Expansionsröhren und das Ableitungsrohr mit einem Kasten umschliefst," der mit Salzwasser oder einem anderen geeigneten Stoff gefüllt ist, der nun infolge seiner eigenen Abkühlung durch die Berührung mit den Expansionsröhren um so schneller wärmeentziehend auf das Ableitungsrohr / wirkt.

Damit der Druck nach vollzogener Imprägnirung derselbe bleibt wie vor der Imprägnation, wird der Flüssigkeitsbehälter A und das Sammelgefäfs N geschlossen gehalten und durch ein Rohr P mit einander in Verbindung gesetzt. Infolge dieser Einrichtung wird derselbe Druck, der auf die Flüssigkeit im Rohr B lastet, auch auf die Flüssigkeit nach der Mischung mit der Kohlensäure ausgeübt und dementsprechend die Absorption der letzteren durch die Flüssigkeit gefördert.

Ehe mit der Imprägnirung begonnen wird, erzeugt man in dem ganzen System von Röhren und Gefäfsen einen Anfangsdruck. Da dieser nicht dazu bestimmt ist, Gas in die Flüssigkeit einzuführen, sondern mehr dazu dienen soll,

Claims (2)

1. schon in der Flüssigkeit vorhandenes Gas in derselben festzuhalten, so kann derselbe in irgend geeigneter Weise vermittelst Gase oder Luft hergestellt werden. Sein Grad hängt ab von dem Grad, bis zu welchem die Flüssigkeit imprägnirt werden soll. Die Verbindung zwischen A und N durch das Rohr P ermöglicht diesen Anfangsdruck während der ganzen Operation ohne Zuhülfenahme von Rückschlagventilen und des Wärters aufrecht zu erhalten. Da keine Verbindung mit der äufseren Luft vorhanden ist, andererseits aber freie Verbindung zwischen A und N besteht, so kann vollkommene Verdrängung der Flüssigkeit und des Gases bezw. der Luft ohne Verminderung des Druckes oder Verlust an Gas Platz greifen.

   Damit die Flüssigkeit nach dem Sammelbehälter fliefsen kann, ist erforderlich, dafs dieselbe vor diesem Behälter stärkeren Druck empfängt, als in letzterem auf dem Flüssigkeitsspiegel lastet. Der letztere Druck ist natürlich derjenige Druck, der vor dem Beginn der Operation hergestellt wurde, während der erforderliche Drucküberschufs durch das Flüssigkeitsgefälle oder die Pumpe geliefert wird. Dementsprechend ist an dem Punkt, wo das Gas eingeleitet wird, der Druck gleich dem Anfangsdruck -f" dem Gewicht der an diesem Punkt stehenden Flüssigkeitssäule, und ist diese Summe der Druck, welcher gegen das Diaphragma des Druckreglers wirkt.-

   Gesetzt, der Behälter A sei mit Flüssigkeit gefüllt und alle Ventile seien geschlossen. Man beginnt die Operation durch Oeffnen der Ventile χ χ auf den Gasbehältern und des Ventils R auf dem Expansionsröhrensystem m in oder des Ventils S; im letzteren Falle strömt das Gas unmittelbar in den Druckregler. Dann läfst man durch Oeffhen des Ventils T Flüssigkeit aus A in die Kammer F gegen das Diaphragma D, welches dabei das Gasventil öffnet, so lange strömen, bis auf beiden Seiten des Diaphragmas Gleichheit des Druckes hergestellt ist. Dann öffnet man das Ventil U und läfst Gas durch u in das System einströmen, vermehrt somit den Gasdruck auf den Flüssigkeitsspiegel und folglich auch auf die Unterseite des Diaphragmas, bis sich der Aufangsdruck, unter welchem die Imprägnation stattfinden soll, hergestellt hat, worauf man das Ventil U wieder schliefst. Jetzt kann man durch Oeffnung der Ventile V und Y zum Zusammenleiten der Flüssigkeit und des Gases übergehen, was sich in X vollzieht, von wo aus dann das Gemisch von Flüssigkeit und Gas durch das Kühlrohr J nach dem Sammler N fliefst.

   Pat ε ν τ-An Sprüche:

   ι . Das Verfahren, Flüssigkeiten mit luftförmigen Körpern zu imprägniren, welches darin besteht, dafs man sowohl die Flüssigkeit als das Gas unter gleichförmigem Druck hält und in ruhigem, stetigem Strome zusammenleitet, an der Vermischungsstelle den auf dem Gas lastenden Druck möglichst gleich dem Flüssigkeitsdruck gestaltet und darauf das Gemisch dem gleichen Druck unter¹ worfen hält.
2. 2. Zur Ausführung des unter i. gekennzeichneten Verfahrens eine Vorrichtung, bei welcher die Gaszufuhr durch einen zugleich vom Flüssigkeitsstrom und Gasstrom beeinflufsten Druckregulator geregelt und das Einfliefsen des Gasstromes in den Flüssigkeitsstrom durch eine dem Unterschied der Dichte beider entsprechend verengte Oeffnung vermittelt wird, während gleichzeitig der das Gemisch aufnehmende, sonst geschlossene Behälter in freie Verbindung mit dem sonst geschlossenen Flüssigkeitsvorrathsbehälter gesetzt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.