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Verfahren zur Herstellung eines strömenden Flüssigkeitsgemisches,
welches zwei oder mehrere Flüssigkeiten in konstantem Mengenverhältnis enthält Man
ist in der Technik häufig vor die Aufgabe gestellt, zwei oder mehr Flüssigkeiten
in einem konstanten Mengenverhältnis einem bestimmten Verwendungszweck zuzuführen,
sei es, daß man sie mischen oder sie emulgieren oder miteinander in Reaktion bringen
will.
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Die zur Lösung dieser Aufgabe bisher bekanntgewordenen Vorschläge
betreffen Verfahren oder apparative Anordnungen, bei denen das konstante Mengenverhältnis
der Flüssigkeitsströme durch Ventile oder andere zur Veränderung des Querschnitts
der Abflußleitungen dienenden Vorrichtungen geregeltwird. So ist zu diesem Zweck
vorgeschlagen worden, das Ausfließen von zwei verschiedenen Flüssigkeiten dadurch
unter gleichem Druck erfolgen zu lassen, daß ein durch ein Gegengewicht ausbalaniceerter
Behälter mit der einen Flüssigkeit in dem die andere Flüssigkeit enthaltenden Behälter
schwimmend angeordnet tv.urde, wobei jedoch auch hier die Einstellung des konstanten
Mengenverhältnisses durch Sperrhähne erfolgt, deren dauernde Überwachung erforderlich
ist. Ferner ist vorgeschlagen worden, den Ausfluß einer Flüssigkeit aus einem Behälter
dadurch zu regulieren, daß die Flüssigkeit aus dem Btehälter mit Hilfe eines Schwimmers
verdrängt wird, dessen Gewicht durch eine in diesen hineinlaufende Flüssigkeit erhöht
wird. Aber auch hierbei ist die ablaufende flüssigkeitsmenge durch die Einstellung
desjenigen Ventils gegeben, durch welches die Menge der in den Schwimmer einströmenden
Hilfsflüssigkeit geregelt wird, so daß auch hier ein der Überfachung bedürfendes
Regelorgan vorhanden ist und außerdem die absolute Konstanthaltung des Mengenverhältnisses,
insbesondere bei Schxvankungen in der Flüssigkeitsentnahme, nicht gegeben ist.
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Nach einem weiteren bekannten Vorschlag soll die Konstanz des Mischungsverhältnisses
dadurch erreicht werden, daß man die geregelten $flüssigkeitsstoröme Mariotteschen
Flaschen
entnimmt. wodurch die zu mischenden Flüssigkeiten dauernd unter gleichem Überdruck
gehalten rverden. Aber auch hier wird das Mischungsverhältnis selbst durch entsprechende
Einstellung von Abflußhähnen geregelt.
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Schließlich ist es auch bereits bekannt, ein aus mehreren Flüssigkeiten
bestehendes Gemisch aus einer Vorrichtung zu entnehmen. deren Einzelgefäße während
der Entnahme des Flüssigkeitsgemisches auf dem Wege über die zum gemeinsamen Abfluß
führenden Verbindungsleitungen miteinander in Verbindung stehen. Auch hier werden
als Reglerorgane Absperrhähne verwendet die miteinander durch eine starre Einstellvorrichtung
verbunden sind und zur Regulierung des bestimmten Mengenverhältnisses der einzelnen
Flüssigkeitskomponenten dienen. Ein ungestörter Abfluß mehrerer Flüssigkeiten ist
bei einer derartigen Vorrichtung offenbar nur dann möglich. wenn die zum Abfluß
führenden Verbindungsletitungen mit den aus den Gefäßen abströmenden Flüssigkeiten
nur unvollkommen angefüllt sind, so daß zwischen den einzelnen Gefäßen keine wahre
Kommunikation im physikalischen Sinn sich herausbilden kann. Es würde sonst während
der Flüssigkeitsentnahme ein Übertritt der einen Flüssigkeit durch die Verbindungsleitung
zur anderen Flüssigkeit so lange erfolgen, bis in beiden Behältern Druckausgleich
erzielt ist. Durch diesen Übertritt würde aber selbstverständlich die - Erzielung
eines konstanten Mengenverhältnisses der Flüssigkeiten in der Abflußleitung völlig
gestört werden. Im ersteren Fall aber stehen die Flüssigkeiten offenbar während
des Abströmens unter einem voneinander verschiedenen und außerdem sich dauernd ändernden
Druck. Dies ergibt sich daraus, daß die Steighöhen beider Flüssigkeiten während
der Entnahme in voneinander verschiedenem Maße abnehmen, da der eine Behälter zu
einem bestimmten Zeitpunkt z. B. völlig entleert ist. während der andere Behälter
erst zur Hälfte geleert ist. Aus der Verschiedenheit der Steighöhen ergibt sich
aber zwangsläufig eine entsprechende Verschiedenheit des Druckes, unter dem die
einzelne Flüssigkeit ausströmt, und aus dieser Druckverschiedenbeit wiederum ergibt
sich eine Verschiedenheit der .Ausflußgeschwindigkeit. Die Mengenverhältnisse der
Flüssigkeiten müssen also während des. Abströmens einer dauernden Änderung unterliegen,
so daß es zur Aufrechterhaltung eines wirklich konstanten Mengenverhälunisscs dauernd
nötig sein würde, die Stellung der Abflußhäjne an den einzclnen Gefäßen entsprechend
nachzuregulieren.
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Es war ferner auch bekannt. jede der Flüssigkeiten durch cine regelbare
Pumpe ansaugen zu lassen und damit ein bestimmtes Mengenverhältnis herzustellen
oder durch andere Zuteil- und Meßvorrichtungen, n-ie sie in der Technik gebräuchlich
sind, zu dem genannten Ziel zu kommen.
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Alle diese Einrichtungen bedürfen dauern der Überwachung, ohne dabei
ein absolut genaues Mengenverhältnis zu gewährleisten.
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Insbesondere ist dann mit Schwierigkeiten zu rechnen, wenn der Gang
des Prozesses, für welchen die Zuführung oder Entnahme von Flüssigkeitsgemischen
im konstanten Megenverhältnis erforderlich ist, eine Veränderung der in der Zeiteinheit
benötigten Gesamtmenge an Flüssigkeitsgemisch erfordert. Eine derartige Regelung
stößt @ bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung voln
in konstantem Verhältnis zusammengesetzten Flüssigkeitsgemischen infolge der notwendigen
Umstellung der Reguliervorrchtungen stets auf beträchtliche apparative Schwierigkeiten.
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Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile dadurch in einfacher
Weise vermeiden kann, daß man bei der Herstellung eines strömenden Flüssigkeitsgemisches,
welches zmei oder mehrere Flüssigkeiten in konstantem Mengenverhältnis enthält.
durch Entnahme aus einem gemeinsamen Abfluß voiil Gefäßen. die die einzelnen Flüssigkeiten
enthalten und deren Inhalt während der Entnahme über die zum Abfluß führenden Verbindungsleitungen
miteinander in Verbindung steht, in der Weisc verfährt, daß das gewünschte Verhältuis
der Domponenten während der Entnahme allein durch entsprechende Bemessung des Querschnitts
oder der Anzahl der Gefäße oder beider eingestellt wird. wobei sich die Flüssigkeiten
in den einzelnen GefäDen von Anfang an gegeneinander im druck ausgeglichenen Zustand
befinden.
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Das Prinzip der Erfindung sei an Hand des Bildes 1 erläutert. Der
Querschnitt des Behälter A sei doppelt so groß wie der des Behälters B. Beide Behälter
werden bei gleichem spez. Gewicht der Flüssigkeiten zu gleicher Höhe gefüllt. Nach
Öffnung der Höhne a und b findet dann keinerlei Mischung statt, da die Druckhöhen
beider Flüssigkeiten gleich sind. Nach Öffnung des Hahnes c fließt aus beiden Behoilterll
Flüssigkeit aus. Der Flüssigkeitsspiegel iii beiden Behältern sinkt dabei ein der
Zeiteinheit um den gleichen Betrag. Es ist leicht ersichtlich. daß dabei dem Bchälter
A die doppelte Menge entnominen wurde als dem Bchälter B. ,>i>. Aus dem Hahn
c gießt bei jeder Strömungsgcschwindigkeit cin Gemenge von genau konstantem lengenverhälinis,
und die Innehaltung dieses konstanten Meugenverhältnisscs ist völlig unabhängig
von irgendwelcher durch den Ver
wendungszweck erforderlich werdenden
Än derung der Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches. Die Querschnitte der Leitungen
und der Ventile a und b werden hierbei so gewählt. daß der Widerstand in ihnen gering
oder für beide Flüssigkeiten etwa gleich ist. Dies Ventile dienen jedenfalls nicht
zur Einstellung des Mischungsverhältnisses.
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Eine Veränderung des Mengenverhältnisses kann leicht dadurch erfolgen,
daß man in die Behälter Verdrängungskörper einfiihrt, die die Querschnitte in dem
erforderlichen Maße verandern. Man kann auch mehrere Behälter parallel schahen,
die gleiche oder rersehiedene Querschnitte haben können. In Bild sind fünf Behälter
gleichen Querschnitts parallel geschaltet. Durch die Hähne # und g kann man einen
Teil der Behälter mit der einen Flüssigkeit, die übrigbleiben den mit der anderen
Flüssigkeit füllen und dann aus dem Hahn in beide Flüssigkeiten in dem entsprechenden
konstanten Mengenverhältnis abziehen. Durch Veränderung von Zahl und Querschnitt
der Behälter kann man jedes gewünschte Mengenverhältnis erreichen.
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Es ist selbstverständlich, daß das Verfahren auch bei der Verarbeitung
von mehr als zwei Flüssigkeiten Verwendung finden kann.
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Sind die spez. Gewichte der Flüssigkeiten verschieden, so ist dies
bei Füllung der Behälter und Berechnung des Mengenverhältnisses ohne Schwierigkeiten.
dadurch zu berücksichtigen, daß die Behälter dem verschiedenen spez. Gewicht der
Flüssigkeiten ent sprechend bis zu verschiedenen Steighöhen gefüllt werden. Hierdurch
wird das Übertreten der einen Flüssigkeit in den Behälter einer anderen Flüssigkeit
unmöglich, und der Ausfluß erfolgt ebenso wie bei Flüssigkeiten von gleichem spez.
Gewicht unter Innehaltung des konstanten Mengenverhältnisses und unabhängig von
der Strömungsgeschwindigkeit.