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Flüssigkeits -Teilvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeits-Teilvorrichtungen,
bei welchen eine kleine Menge der einen Flüssigkeit (im nachfolgenden Hilfsflüssigkeit
genannt, die beispielsweise eine Anfeucht-, Weichmachungs- oder eine stabilisierende
Wirkung hat) im wesentlichen gleichförmig in eine wesentlich größere Menge einer
zweiten Flüssigkeit (im nachfolgenden Hauptflüssigkeit genannt, welche normalerweise,
aber nicht notwendigerweise, Wasser ist), die unter Druck durch eine Rohrleitung
fließt; eingebracht wird, wobei das Einbringen mittels eines Druckunterschiedes
bewirkt wird, welcher in der -Hauptflüssigkeit mittels einer Einziehung oder Querschnittsverringerung
in der Rohrleitung bewirkt wird und welcher auf eine Vorratsmenge der Hilfsflüssigkeit
in soIcher Weise einwirkt, daß die Hilfsflüssigkeit langsam in die Rohrleitung auf
der Unterdruckseite der Einschnürung eintritt.
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Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf eine Flüssigkeits-Teilvorrichtung
der vorerwähnten Art, welche sich durch besonders vorteilhafte Mittel und Morrichtungen
zum Messen der Menge der Hilfsflüssigkeit auszeichnet, welche der Hauptflüssigkeit
zugesetzt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Flüssigkeits-Teilvorrichtung,
welche sich besonders für die Verwendung in Bergwerken eignet, weil sie von einfacher
und zuverlässiger Bauart ist und die Wahrscheinlichkeit nicht groß ist, daß Verstopfungen-der
Einschnürung in der Rohrleitung durch Stoffe eintreten, die in der Hauptflüssigkeit
enthalten sind.
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Ein Problem, welches in Bergwerken, insbesondere Kohlenbergwerken,
auftritt, ist die Staubbildung, und es hat sich herausgestellt, daß, trotzdem das
Zuführen vofl Wasser zum stauberzeugenden Werkstoff einen wesentlichen Einfluß auf
das
Vermeiden von Staub hat, eine -wesentlich bessere Staubunterdrückung
dann erzielt werden kann, wenn dem Aí4tasser eine bestimmte Menge eines Anfeuchtmittels
zugefügt wird. Die Erfindung b.ezielit sich daher weiterhin auf eine Flüssigkeits-Teilvorrichtung,
welche sich besonders gut für das Hinzufügen eines Anfeuchtmittels zum Wasser eignet,
das für die Staubunterdrückung verwendet wird.
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In der Praxis hat sich herausgestellt, daß mit geeigneten Anfeuchtmitteln
eine Lösung mit einem Mischverhältnis in der Größenordnung von Q2 bis 0,40/0 optimale
Ergebnisse bei der Staubunterdrückung ergibt. Infolgedessen bezieht sich die Erfindung
weiterhin auf eine Flüssigkeits-Teilvorrichtung, welche benutzt werden kann, um
die Menge der Hilfsflüssigkeit zu messen, welche hinzugefügt wird, um eine Lösung
innerhalb der angegebenen Grenzen zu erzielen.
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Die Erfindung betrifft eine- Flüssigkeits-Teilvorrichtung der vorbeschriebenen
Art, welche gekennzeichnet ist durch das Vorsehen einer Meßeinschnürung für die
Hilfsflüssigkeit in einer Verbindungsleitung vom Vorratsbehälter zu der vorerwähnten
Rohrleitung.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden
die beiden Linschnürungen, d. h. die MeXieinschnürung für die Hilfsflüssigkeit und
die Druckunterschiedseinschnürung für die Hauptflüssigkeit, in einem leicht abnehmbaren
einzigen Bauelement vorgesehen. Besonders zweckmäßig besteht dieses Bauelement-
aus einer Verjüngungsmuffe oder einem Hahnküken, welche bzm. welches in einem Muffenhalter
oder Ventilhahn in einein Haltekörper oder Ventilkörper sitzt, welcher mit der Rohrleitung
in Verbindung ist, z. B. ähnlich wie ein Mehrwegehahn.
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Bei einer Ausführungsform der Teilvorrichtung ist die Hilfsflüssigkeit
in einem waagerechten Zylinder enthalten, der zum Übermitteln des Druck unterschiedes
zu den beiden Enden desselben eingerichtet und geschaltet ist und einen Folgekolben
enthält, der durch den Druckunterschied vom Hochdruckende des Zylinders her in Richtung
auf das Niederdruckende bewegt wird, wodurch Druck der Hilfsflüssigkeit übermittelt
wird, um das Einbringen der Flüssigkeit in die Hauptleitung zu besvirken.
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Als Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nunmehr eine besondere
Ausführungsform einer Flüssigkeits-Teilvorrichtung ausführlicher beschrieben werden,
welche die vorerwähnten sowie weitere Merkmale aufweist und zum Hinzufügen eines
Anfeuchtmittels zum - Wasser benutzt wird, welches zur Staubunterdrückung dient.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Schnitt durch eine Teilvorrichtung gemãß der Erfindung,
während Fig. 2 einen Schnitt nach der SchnittlinieII-II in Fig. I wiedergibt.
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Diie Teilvorrichtung, die den wesentlicllen Bléstandteil dieses Ausfiihrungsbeispiels
bildet, ist als bauliche Einheit ausgebildet, welche in die Hauptdrueliwasserleitung
I eingebaut werden kann. Die baaliclie Einheit besteht daher aus einer kurzen Rohrlänge
2 (im gezeichneten Ausfiihrungsbeispiel ein einzölliges Rohr) mit Rohrkupplungen
3 zum Anschluß an die Hauptleitung.
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Die kurze Rohrlänge 2, die in der baulichen Einheit sitzt, ist in
ihrer Länge unterteilt, wobei die beiden Teile, in einer Flucht liegend, in einen
Ventilkörper 4 eingeschraubt sind, welcher einen Durchlaß 5 aufweist, der im wesentlichen
eine Fortsetzung der Bohrung oder lichten Weite des Rohres 2 darstellt. Der Ventilkörper
hat außerdem einen Querdurchlaß 6 mit konischer Bohrung ähnlich derjenigen eines
Hahnkörpers. Im unteren Ende des Ventilkörpers, d. h. in der Nähe des Schmalendes
des konischen Durchlasses, sind zwei Durchlässe7, 8 vorgesehen. Der Durchlaß 7 führt
von einer Rohrverbindung 9 an der Außenseite des Ventilkörpers zum Durchlaß 5, der
in einer Flucht mit der Zuführungsleitung am Einlaß; oder Hochdruckende Ides Ventilkörpers
vorgesehen ist. Der andere Durchlaß 8 führt von einer Rohrverbindung 10 an der Außenseite
des Ventilkörpers zum Schmalende des konischen Querdurchlasses. Innerhalb des konischen
Durchlasses ist ein dichtschließender Ventilkörper (Küken) von besonderer Ausführungsform
vorgesehen. Dieser Venülkörper bzw. dieses Küken hat einen Querdurchlaß I3, der
in einer Flucht mit dem Rohrende des Rohres angeordnet ist, -wobei aher eine scharfkantige,
dünne Platteneinschnürung 14 im Durchlaß mit einem solchen D'urchmesser vorgesehen
ist, daß ein Druckabfall hervorgerufen wird, welcher ausreicht, um das Anfeuchtmittel
in den Wasserstrom eintreten - zu lassen. Um das Hinzufügen-von etwa 0,250/0 des
Anfeuchtmittels zu bewirken, kann die Einschnürung -einen Durchmesser aufweisen,
welcher einen Druckverlust von ungefähr 4 Pfund pro Quadratzoll (0,3 kg/cm2) bei
einem Hauptrohrdruck von 100 bis 200 Pfund pro Quadratzoll (7 bis I4 kg/cm2) hervorruft.
Um einen großen Teil des Anfeuchtmittels hinzufügen zu können, kann der Druckverlust
bis zu einem Größtwert von etwa 10 0/o ansteigen. Das Ventil 12 weist außerdem einen
Längsdurchlaß 15 auf, der sich z. B. in Richtung quer zur Bohrung der Rohrleitung
erstreckt.
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Das -eine Ende dieses Längsdurchlasses verbindet über eine kleine
Einschnürung I6 in der Wandung des Kükens mit dem Durchlaß 8 im Ventilkörper, welcher
zu dem konischen Durchlaß führt. Der Durchlaß im Küken stellt außerdem eine Verbindung
mit der Hauptbohrung I3 des Kükens an der.
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Abströmseite der den D-ruckunterschied hervorrufenden Einschnürung
14 her. Die kleine scharfkantige dünne Platteneinschnürung I6 am Ende des Längsdurchlasses
im Küken stellt die Meßeinschnürungen dar und hat einen Durchmesser, welcher bemessen
wird, um die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Anfeuchtmittels zu erzielen.
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Mittels zweier Schellen 20 an den beiden Teilen der Rohrleitung 2
wird ein waagerechtei' Zylinder 21 so gehalten, daß seine Achse parallel zu - derwenigen
der Rohrleitung verläuft. Der Zylinder, welcher aus nicht rostendem Stahl - oder
einem sonstigen Werkstoff besteht, xvelclAer beständig ge-
gen Ko?rosion
durch die terwendete Flüssigkeit ist, z. B. Flußtahl, der niit einer plastischen
Masse überzogen wird, ist an jedem Ende durch abnehmhare Deckel 22 verschlossen7
'die 'ebenfalls aus korrosionsbeständigem Werkstoff sind und die im gezeigten Ausführungsbeispiel
über die .Längsboizen 23 zwischen den beiden Deckeln außerhalb des Zylinders miteinander
in Verbindung stehen. Innerhalb des Zylinders ist ein Kolben 24 aus reinem Aluminium
oder einem anderen korrosio'nsbe'stähdigem Werkstoff der vorerwähnten Art vorgesehen,
welcher frei gleitbar im Zylinder sitzt. Der Kolben hat einen einfachen Aufbau ohne
Kolbenringe, jedoch eine beträchtliche Länge und ein Kolbenspiel, welches etwa o,oo6
Zoll (o;I5 mm) im Zylinder sein kann. Es hat sich herausgestellt, daß bei dem verwendeten
Druckunterschied nur wenig Flüssigkeit am Zylinder vorbei durchtritt und daß eine
solche Leckstelle nicht wesentlich die Genauigkeit des Zumisehverhältnisses beeinflußt.
Da ferner der Zylinder waagerecht ist, ist die auf den Kolben einwirkende Schwerkraft
in bezug auf die Flüssigkeiten ohne Bedeutung. Rund um den Zylinder oder rund um
einen wesentlichen Teil seines Umfanges ist ein Schutzgehäuse 2f8 vorgesehen, welches
an den vorerwähnten Schellenbolzen 23 befestigt ist.
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Verbindungsleitungen 29, 30 führen zu den beiden Enden des Zylinders
von den Rohrverbindungen 9, IO des vorerwähnten Ventilkörpers her.
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Diese Verbindungen 29, 30 führen andererseits zu den Deckeln des Zylinders,
wobei in jeder Verbindung ein Zweiwegehahn 3'1 bzw. 32 am Zylinderdeckel vorgesehen
ist. Der Hahn 3I in der Verbindung vom Hochdruckende des Ventilkörpers her weist
einen Ventilweg auf, welcher in den Zylinder vom Ventilkörper her führt, während
der andere Weg vom Zylinder zu einem Ablaufrohr 33 führt.
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Der Z8veiwegehahn 32 am anderen Ende ist in einer ähnlichen X Weise
ausgebildet, jedoch mit der Ausnahme, daß der zweite Weg zu einer Verbindungsleitung
35 eines Trichters oder einer sonstigen Vorrichtung führt, mittels welcher das Anfeuchtmittel
in den Zylinder eingebracht werden kann.
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Soll die Teilvorrichtung in Betrieb genommen werden, so besteht der
erste Arbeitsvorgang darin, den Zylinder mit dem Anfeuchtmittel anzufüllen.
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Dies wird dadurch bewirkt, daß beide Hähne so eingestellt werden,
daß der Zylinder vom Hauptrohr abgetrennt und das eine Ende des Zylinders mit der
Abzugsleitung und das andere Ende mit der Füllvorrichtung für das Anfeuchtmittel
verbunden werden. Das Anfeuchtmittel wird dann inden Zylinder eingebracht, wobei
der Kolben zum Hochdruckende hin verschoben wird und alles Wasser, das vielleicht
vorher in den Zylinder eingedrungen ist, durch die Abzugsleitung hinausgedrückt
wird.
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Die beiden Hähne werden dann so verstellt, da'ß der Zylinder mit der
Hauptleitung verbunden wird, wobei der Hahn, welcher mit der Hilfsflüssigkeitseinführung
in Verbindung steht, zuerst betätigt wird. Die Teilvorrichtung ist nun verwendungsbereit.
Wenn Wasser angedreht wird, um durch die Hauptleitung hindurchzufließen, wird der
Druckunterschied, welcher'durch die Diruckunterschiedseinschnürung hervorge'rufen
wird, dem Zylinder übermittelt und auf den Kolben übertragen, welcher das Anfeuchtmittel
durch die Meßeinschnürung hindurch in die Hauptleitung hineinpreßt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit
sowohl- durch den Druck unterschied als auch durch den Durchmesser der Meßeinschnürung
bestimmt ird.
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Es ist von wesentlicher Bedeutung für die Er-'findu'ng, daß' die
beiden Einschnürungen in einem einzigen Ventilküken oder einem ähnlichen Geräteteil
vorgesehen sind und daß dieser Geräteteil mit ähnlichen Geräteteilen austauschbar
ist, welche Einschnürungen abweichender Ausführung und Abmessung aufweisen.
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Die den Gegenstand des vorbeschriebenen Ausführungsbeispieles bildende
Teilvorrichtung hat sich durch eine beträchtliche Meß'genauigkeit ausgezeichnet.
So hat sich bei einer Wassergeschwindigkeit, die sich von 4,5 bis 676 I/min änderte,
und bei einem beabsichtigten Mengen- bzw. Meßverhältnis von o,z0/s das tatsächliche
Meßverhältnis so ermitteln lassen, daß es zwischen 0,20es und O,I450/o schwankte.
Es kann angenommen werden, daß diese Ergebnisse in erster Linie auf die Anordnungen
der verwendeten Einschnürungen zurückzuführen sind.