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Dosier- und Mischvorrichtung für getrennt zuströmende, für chemische
Umsetzungen bestimmte Gase oder Dämpfe und Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft
eine Dosier- und Mischvorrichtung für getrennt zuströmende, für chemische Umsetzungen
testimmte Gase oder Dämpfe und Flüssigkeiten und bezweckt eine wesentliche V,ereinfachung
der Bauart, Erleichterung der Bedienung und Erhöhung der Meßgenauigkeit sowie der
Sicherheit.
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Dies wird'erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei der aus jew.eils
einem in einen gemeinsamen Behälter hineinragenden Gas- und Flüssigkeits einströmrohr
bestehenden Vorrichtung sowohl das Flüssigkeitseinströmrohr als auch das Gaseinstromrohr,
die mit Dosierventilen versehen sind, jeweils mit einer Anzeige- und Meßvorrichtung
ausgestattet sind, die bezüglich der Flüssigkeitsmessung in bekannter Weise aus
einem im Einströmrohr angeordneten Austrittsschlitz mit geeichter Skala besteht,
hinter der innerhalb des Einströmrohres eine Schwimmkugel spielt, während das Gaseinströmrohr
als ein mit einer Skala versehenes Tauchrohr ausgebildet ist, das als Manometer
dient und das unter oder über dem durch den Abflußstutzen bestimmten Flüssigkeitsspiegel
eine Gasausströmdüse aufweist.
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Es sind bereits Mischvorrichtungen für getrennt zuströmende Gase
und Flüssigkeiten bekannt, bei denen das Gas- und das Flüssigkeitseinströmrohr in
einen gemeinsamen Behälter münden, in welchem die Vermischung vollzogen wird. Diese
bekannte Vorrichtung gestattet jedoch nicht, gleichzeitig eine Messung der Flüssigkeits-
bzw. Gasströmung vorzunehmen, vielmehr sind hierfür besondere, in die Zuführungsleitungen
einzuschaltende Meßeinrichtungen erforderlich. Andererseits ist es bekannt, zwei
getrennt zuströmende Flüssigkeiten oder Gase unter gleichzeitiger Messung der Mengenanteile
miteinander zu vermischen, wobei der Druck der beiden zu mischenden Flüssigkeiten
oder Gase gegenein -andergeschaltet und das Mischungsverhältnis an der Einstellung
einer Kugel in dem gemeinsamen, mit Löchern versehenen Eintrittsrohr gemessen wird.
Bei dieser bekannten Vorrichtung können aber nur entweder zwei Gase oder zwei Flüssigkeiten
miteinander vermischt werden. Demgegenüber bietet die Vorrichtung gemäß der Erfindung
den Vorteil, daß ein Gas mit einer oder mehreren Flüssigkeiten oder mehrere Gase
mit einer oder mehreren Flüssigkeiten unter Dosierung gemischt werden können. Weitere
Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das bei den Gasströmungsmessern mit Differentialflüssigkeitsmanometer
häufig auftretende Ausblasen der Manometerflüssigkeit vermieden wird, was die Verwendung
geeichter Skalen unmöglich -macht. Durch die ständige Erneuerung der
Manometerflüssigkeit
werden ferner - Abseiteidungen, Verschmutzungen u. dgl. mit Sicherheit vermieden.
Die gedrungene Bauart gestattet eine bequeme Bedienung, insbesondere gleichzeitige
Kontrolle der zu dosierenden Medien, was vor allem bei mehr als zwei zu vermischenden
Medien vorteilhaft ist. Die Dosier- und Mischeinrichtung gemäß der Erfindung ist
wegen der praktisch völligen Vermeidung beweglicher Teile besonders für solche Flüssigkeiten
bzw. Gase geeignet, von welchen mindestens ein Bestandteil chemisch aggressiv ist;
es sei beispielsvreise auf die Messung bei der Herstellung wäßriger Lösungen von
schwefliger Säure, Halogenwasserstoffsäure, Chlor hingewiesen. Die Flüssigkeit kann
auch aus einer Lösung bestehen, die erst mittels der Meßeinrichtung in ihrer Konzentration
eingestellt wird, beispielsweise durch Vermischen von Wasser mit konzentrierter
Alkalilauge. Ein weiterer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß sämtliche Meßquerschnitte
stets der nämlichen Temperatur unterworfen sind, wodurch die Dosiergenauigkeit erhöht
wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch veranschaulicht, und
zwar zeigen: Fig. 1 eine Dosier- und Mischeinrichtung für die Zuführung einer Flüssigkeit
von unten her und eines Gases von oben her, Fig. 2 eine ähnliche Einrichtung. bei
welclrer jedoch die Flüssigkeitszuführiing von oben her erfolgt; Fig. 3 eine Mehrfachdosier-
und Mischeinwichtung für zwei Flüssigkeiten und zwei damit zu mischende Gase und
die Fig. 4 bis 6 Teilansichten der Einrichtungen gemäß Fig. 1 bis 3, wobei die Gasausströmdüsen
jedoch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen.
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In den Figuren bezeichnet a einen geschlossenen Behälter, b ein im
oberen Teil dessel-- ben angeordnetes seitliches Abzugsrohr, das auch von oben her
durch den Behälterdeckel in diesen hineinragen kann und den Flüssig--keitsstand
bestimmt. c ein von unten her in den Behälter mündendes Flüssigkeitszuführungsrohr,
welches sich im -Innern des Behäl--ters in dem etwas weiteren Rohr d fortsetzt,
-das oben offen ist und einen seitlichen Flüssigkeksaustrittslängsschlitz e aufweist.
f ist ein von oben her den Behälterdeckel durchsetzende Gaszuführungsrohr, welches
bis nahe an den Boden des Behälters reicht und unten -offen ist. Dieses Gaszuführundsrohr
besitzt -bei g eine Gasausströmdüse, die oberhalb oder -unterhalb des Flüssigkeitsspiegels
im Behälter n liegt. AI bezeichnet eine oberhalb der Ausströmöffnungg befindliche
Einschnürung, die als Ventilsitz für das am oberen Ende der im Manometerrohr längs
bezveglichen Stange i befindliche Ventil k dient, das so beschaffen ist, daß es
eine Schließung bewirkt, wenn die Flüssigkeit im Gaszuleitungsrohr über den Normalstand
im Behälter hinaus ansteigt.
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I bezeichnet eine Schwimmkugel, welche in Rohr d spielt und den wirksamen
Austrittsquerschnitt des Schlitzes e durch die jeweilige Lage bestimmt. Bei Betriebsstillstand
sinkt die Kuge] zufolge ihrer Schwere nach unten und sehließt dann nach Art eines
Rückschlagventils das Rohr d ab, so daß eine unbeabsichtigte Entleerung des Behälters
a durch das Flüssigkeüszuführungsroh r verhindert wird. Im Betrieb wird die Flüssigkeitszufuhr
durch Rohr c bis zu der durch empirische Eichung gewünschten Schwebehöhe der Kugell
eingestellt, während die Gaszuführung durch das Rohrf entsprechend dem im unten
ren Teil dieses als Manometer dienenden Rohres sich einstellenden Flüssigkeitsstand
ge regelt wird. Die Flüssigkeit tritt aus dem Schlitz e seitlich in den Behälter
a ein und verläßt diesen durch den Auslaß b. Das Gas strömt durch das Rohr 1 und
die Meßdüse g ebenfalls in den Behälter a und verläßt diesen ebenfalls durch den
Auslaß b. wobei eine Vermischung von Gas und Flüssigkeit bereits im Behälter oder
erst innerhalb des Abzugsrohres b erfolgen kann. Wird die Gasaustrittsdüseg unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels angeordnet, wie es in den Fig. 4 bis 6 dargestellt ist,
dann wird die Vermischung innerhalb des Behälters a begünstigt. Dies kann durch
eine solche Anordnung des Austritts schlitzes e unterstützt werden, daß der Austritt
tangential erfolgt und einen Flüssigkeitswirbel verursacht.
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Bei der Ausbildungsform gemäß Fig. 2 ist das Flüssigkeitszuleitungsrohr
c unten offen und tritt von oben her in den Behälter a ein.
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Dementsprechend ist die Kugel 1 leichter als die zu messende Flüssigkeit
und erfährt in dieser einen Auftrieb, so daß ihre jeweilige Meßstellung durch die
Gleichheit der Auftriebskräfte mit den nach unten gerichteten Reibungskräften zwischen
Flüssigkeit und Kugel bestimmt wird.
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In Fig. 3 sind gleiche Teile mit den nämlichen Bezugszeichen wic
in Fig. I bezeichnet.
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Um die Vermischung der beiden zu messenden Flüssigkeiten besonders
wirksam zu gestalten, können die Austrittsschlitzee der bei den Meßrohre so angeordnet
sein. daß eine rasche gegenseitige Durchdringung der austretenden Flüssigkeitsstrahlen
erfolgt. Das den unteren Teil des Gaszuführungsrohres j bildende Manometerrohr ist
an seinem unteren offenen Ende vorteilhaft so weit verengt daß eine Dämpfungswirkung
auf die Manometerflüssigkeit ausgeübt wird. so daß der Manometerstand von den unvermeidlichen
Niveauschwankungen
der durch den Stutzen b ausströmenden Flüssigkeit praktisch unbeeinflußt bleibt.
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Die Meßeinrichtung kann völlig aus Glas oder einem anderen durchsichtigen,
von den zu messenden Medien nicht angreifbaren Werkstoff bestehen. Für die Brauchbarkeit
der Einrichtung spielt es keine Rolle, ob die Mischungsbestandteile nach ihrer Vermischung
miteinander chemisch reagieren. Die Eichung der Einrichtung wird auf empirischem
Wege vorgenommen. Es ist ferner klar, daß die Einrichtung in an sich bekannter Weise
mit mechanischer oder elektrischer Fernanzeige bzw. Registrierung ausgerüstet sein
kann.