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Vorrichtung zum Regulieren und Messen der Menge von Gasen Die Erfindung
betrifft Vorrichtungen zum Regulieren und Messen der Menge von Gasen, bei der das
Gas aus einem unter Flüssigkeitsverschluß stehenden Gasraum üter eine Stauvorrichtung
in Gestalt einer MeBdüse, I<apillare, eines Venturirohres o. dgl. abgesaugt und
seine Menge durch ein Ventil geregelt wird, dessen Stellung sich mit dem einstellbaren
Differenzdruck an der Stauvorrichtung ändert. Dabei kann erreicht werden, daß der
Gasdruck etwas niedriger als der Atmosphärendruck bleibt, so daß schädliche Gase,
z. B. Chlor, durch etwa vorhandene Undichtigkeiten nicht austreten können.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird der Differenzdruck durch
ein hinter der Stauvorrichtung angeordnetes Ventil geändert. Diese Regelung hat
den Nachteil, daß das Ventil seinen Durchgangsquerschnitt durch Ablagerung von Stoffen
oder Korrodierung verändern kann, so daß die Betriebssicherheit nicht gewährleistet
ist.
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Zur Beseitigung dieses Nachteils wird der Differenzdruck erfindungsgemäß
dadurch ge ändert, daß der Druck hinter der Stauvorrichtung unabhängig von-der Saugvorrichtung
durch einen mit tSberlaufrohr und Flüssigkeitszulauf versehenen Raum konstant gehalten
wird und eine Änderung des Drucks vor der Stauvorrichtung durch Entgegenschaltung
einer kommunizierenden, statisch oder dynamisch in ihrer Höhe veränderbaren Flüssigkeitssäule
gegen die Säule der Sperrflüssigkeit erfolgt.
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Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Ausführungsbeispiel I (s. Abb. I) Die Einrichtung besteht aus einer
Schale I aus geeignetem Material, die mit Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, gefüllt
ist. In die Schale I ist ein zylindrisches Gefäß 2 wasser dicht eingesetzt, das
eine Öffnung 3 besitzt, die unterhalb des Wasserniveaus in der Schale 1 liegt. Innerhalb
des Zylinders befindet sich eine oben geschlossene Glasglocke4, die so in die Schale
eingesetzt ist (vorteilhaft auf einige Vorsprünge am Boden der Schale), daß das
Innere der Glocke 4 unten mit dem ringförmigen Raum, der zwischen der Glocke 4 und
dem Zylinder 2 gebildet wird, kommuniziert. Diesem ringförmigen Raum kann durch
die mit dem Ventil 5 versehene Wasserleitung 6 Wasser in regelbarer Menge zugeführt
werden.
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Unter der Glocke 4 befindet sich ein wasserdicht eingesetzter Zylinder
7, dessen Inneres lediglich durch die Düse, Kapillare o. dgl. 8 mit dem Gasraum
unter der Glocke in Verbindung steht. Das Rohr 7 besitzt unterhalb
des
Wasserniveaus eine kleine Öffnung 9, während sich innerhalb des Rohres eine Absaugleitung
10, die zu der Saugpumpe II führt, und eine unter Wasserniveau anschließende Leitung
I2, die das Innere des Rohres 7 mit dem Außenraum der Schale, ebenfalls unter Wasserniveau,
verbindet, befinden.
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Unter der Glocke befindet sich ferner ein Schwimmerventil I3, das
durch eine Zuleitung 14 mit einer Flasche 15 komprimierten oder verflüssigten Gases,
beispielsweise Chlor, verbunden ist. Die Flasche kann durch das Ventil I6 an- und
abgestellt werden.
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In der Schale 1 wird ein konstantes Wasserniveau durch das mit einer
Wasserzuleitung verbundene Schwimmerventil I7 aufrechterhalten, während ein Uberlauf
I8 für Aufrechterhaltung des Niveaus selbst dann sorgt, wenn das Schwimmerventil
etwa in der einregulierten Höhenlage nicht dicht schließen sollte.
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Der Saugpumpe wird durch eine mit einem Regelventil 19 versehene
Zuleitung 20 Triebwasser zugeführt, während durch die Ableitung 2I das Triebwasser
mit dem angesaugten und gelösten Gas zuzüglich einer gewissen Menge Ausgleichswasser,
das durch die Leitung 12 zufließt, der Zusatzstelle zugeleitet wird.
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Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Durch Öffnen des Ventils
19 wird die Pumpe II in Betrieb gesetzt, so daß sich ihre Saugwirkung über die Leitung
10 und die Düse 8 auf die Innenräume des Rohres 7 und der Glocke 4 auswirkt. Hierdurch
wird durch die Leitung I2 und die Öffnung 3 Wasser angesaugt, das in-dem Rohre 7
und der Glocke 4 in die Höhe steigt. Da das Rohr 7 einen geringeren Inhalt besitzt
als die Glocke 4, füllt es sich in erheblich kürzerer Zeit als die Glocke, so daß
dann aus der Öffnung 9 weiteres Wasser aus dem Rohr 7 in die Glocke 4 übertreten
und diese somit um so schneller füllen kann. Wenn das Wasser an der oberen Öffnung
des Rohres 10 angelangt ist, tritt weiter hinzufließendes Wasser in das Rohr 10
ein und wird von der Pumpe II abgesaugt, so daß sich an dieser Stelle ein konstantes
Niveau ausbildet. Das Schwimmerventil I3 wird zweckmäßig so eingestellt, daß es
sich bei diesem Niveau gerade in Nullage befindet, so daß es durch weiteres geringfügiges
Anwachsen des Niveaus sich zu öffnen anfängt. In dieser Lage ist also das Druckgefälle,
da die Niveauhöhen sowohl innerhalb des Rohres 7 als auch der Glocke 4 über dem
Wasser in der Schale gleich sind, auf beiden Seiten der Düse Null, so daß eine Ansaugung
von Gas aus dem über dem Wasser bestehenden Gasraum nicht stattfindet.
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Leitet man nunmehr durch Öffnen des Ventils 5 Wasser in den ringförmigen
Raum zwischen der Glocke 4 und- dem Zylinder 2, so staut sich dieses nach Maßgabe
der Zuflußmenge einerseits und der Abflußgeschwindigkeit durch die Öffnung 3 andererseits
zu einer gewissen Höhe auf, deren Höhe man mit Hilfe des Ventils 5 und etwaiger
zusätzlicher Regelungsvorrichtungen für automatische Mengenregelung einstellen kann.
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Diese Flüssigkeitssäule wirkt derjenigen unter der Glocke 4, mit der
sie kommunizierend verbunden ist, entgegen, so daß sich der Unterdruck unter der
Glocke um einen Betrag vermindert, der der Stauhöhe des Wassers in dem Zylinder
2 über dem Wasserspiegel in der Schale 1 entspricht, während der Unterdruck in dem
Rohr 7 unverändert bleibt. Diese Druckdifferenz herrscht also auch auf beiden Seiten
der Düse 8, so daß nunmehr das aus dem Schwimmerventil kommende Gas in einer Menge
durch die Düse 8 in das Rohr 7 und weiterhin durch das Rohr 10 von dem Elevator
II angesaugt wird, die dem Druckgefälle auf beiden Seiten der Düse 8 entspricht.
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Um diese Funktionen von der Saugwirkung der Pumpe, die wiederum durch
Druckschwankungen in der Triebwasserzuleitung 20 beeinflußt werden kann, unabhängig
zu machen, ist zweckmäßig eine Pumpe von höherer Saugkraft anzuwenden, als sie der
höchsten, unter Berücksichtigung der Offnung der Düse 8 ansaugbaren Gasmenge entsprechen
würde. Die Pumpe wird dann außer der entsprechend dem Druckgefälle auf beiden Seiten
der Düse angesaugten Gasmenge stets noch eine gewisse Wassermenge ansaugen, die
durch die Leitung 12 aus dem Außenraum der Schale ergänzt wird. Durch die Öffnung
9 fließt während des Arbeitsvorganges stets eine gewisse kleine Wassermenge von
dem Innern der Glocke 4 nach dem Innern des Rohres 7 hinüber. Zweckmäßig wird der
Öffnungsquerschnitt dieser Öffnung im Verhältnis zu demjenigen der Öffnung 3 so
gering gehalten, daß er vernachlässigt werden kann. Man kann ihn aber auch größer
wählen und muß ihn dann lediglich bei der Berechnung des gesamten Öffnungsquerschnittes
für die Ablaufgeschwindigkeit des Wassers, das dem Zylinder 2 zufließt, mit berücksichtigen.
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An Stelle des Ventils 5 in der Wasserzuleitung 6 können selbsttätige
Regelvorrichtungen benutzt werden, vermittels derer die dem Zylinder 2 zufließende
Wassermenge im Verhältnis zu einer Wassermenge geändert wird, die beispielsweise
in einer Wasserleitung 0. dgl. fließt, deren Wasser man mit dem Gase, z. B. Chlor,
Ammoniak, schweflige
Säure o. dgl., behandeln will. Der an Stelle
des Ventils 5 tretende Regler wird dann z. von einem in die Hauptwasserleitung einzusetzenden
Venturirohr, Stauscheibe o. dgl. aus gesteuert, an dessen Stelle, wenn das Wasser
nicht in einem Rohr, sondern in einer offenen Rinne fließt, auch ein Überfallwehr
0. dgl. treten kann.
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Ausführungsbeispiel 2 (s. Abb. 2) An Stelle der Veränderung des Druckes
vor der Düse 8 durch einen regelbaren Flüssigkeitsstrom kann diese Veränderung auch
in statischer Weise vorgenommen werden.
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Hierzu dient der Schwenkarm 22, der zweckmäßig mit einer trichterförmigen
Öffnung 23 zum etwaigen Nachfüllen von Flüssigkeit und einem Aufnahmeraum 24, welch
letzterer bei schräger oder horizontaler Stellung des Schwenkarmes das Überschußwasser
aufnehmen soll, versehen ist.
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Die Arbeitsweise ist im übrigen die gleiche, wie bei dem Ausführungsbeispiel
I beschrieben, lediglich mit dem Unterschiede, daß die Einstellung des Druckes vor
der Düse durch eine statische, der Wassersäule unter der Glocke 4 kommunizierend
entgegengeschaltete Wassersäule in dem Schwenkarm 22 geschieht. Da kein Zu- und
Abfluß stattfindet, fehlt bei dieser Ausführung auch die Öffnung 9- in dem Rohr
7.
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Auch bei dieser Arbeitsweise läßt sich durch Verstellung des Schwenkarms
22 durch geeignete, von einem Venturirohr, Stauscheibe, Überfallwehr o. dgl. gesteuerte
Einrichtungen eine selbsttätige Regelung des angesaugten Gasstromes im Verhältnis
zu dem mit dem Gase zu behandelnden Wasser- oder sonstigen Flüssigkeitsstrom bewirken.
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Die weiteren Bezeichnungen in der Abb. 2 entsprechen den gleichen
Teilen in der Abb. I, nur mit dem Unterschied, daß bei der Vorrichtung nach Abb.
2 die Offnung 3 fehlt.
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Ferner ist noch eine Beleuchtungs- und Beheizungseinrichtung gezeigt,
die mit einem ganz oder teilweise durchsichtigen Rohr 26 und einer Heizvorrichtung,
z. B. in Gestalt einer Glühlampe 25, ausgerüstet ist.
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Wenn nämlich die Temperatur des Wassers unter 8 Grad sinkt, kann
sich durch Verbindung des Chlors mit dem Wasser oder der Feuchtigkeit in dem Gasraum
festes Chlorhydrat bilden, das durch seine Abscheidung an der Öffnung des Schwimmerventils
I3 und der Düse 8 und anderen Stellen Störungen hervorruft. Durch Zuführung von
Wärme wird dieses vermieden, wobei bei Verwendung einer Glühlampe auch noch der
Vorteil einer Beleuchtung und damit einer guten Beobachtungsmöglichkeit der Apparatur
eriielt wird.