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Verfahren und Vorrichtung zum Zufügen gasförmiger oder flüssiger Medien
zu strömenden Flüssigkeiten
Bei der häufig in der Technik notwendigen Zumischung
von gasförmigen oder flüssigen Medien zu strömenden Flüssigkeiten treten insbesondere
dann Schwierigkeiten auf, wenn es sich darum handelt, solche Medien in Abhängigkeit
von einem sich in seiner Stärke bzw. eschwindigkeit ändernden Flüssigkeitsstrom
in derartigen angepaßten Niengen zuzufügen, daß stets ein gleichNeibender Prozentgehalt
in der fertigen strömenden Flüssigkeit gewährleistet ist. So erfolgte beispielsweise
bisher nach bekannten Verfahren die Zumischung von Luftschaumlextrakt oder Netzmittel
in das Löschwasser an Motorspiritzen oder anderen Luftschaumerzeugern über einen
lujektor, wobei die Regulierung der Zumischung von Hand bewirkt wurde. Durch Verstellen
eines Ventils wurde mehr oder weniger LuftschaumextralSt in den Wasserstrom eingeschleust.
Die Beurteilung der von der Menge der Zumischung abhängigen Qualitat des Luftschaumes
war bei größeren Brandstellen nur unter Schwierigkeiten möglich. Als Folge davon
wurde es oft vorgezogen, zuviel zuzumischen als zuwenig. Da die beste Wirkung von
Luftschaum bei etwa 3 bis 40/0 Zumischung des Extraktes liegt, bedingt eine über
das notwendige hinausgehende Zumischung eine Verschwendung von Luftschaummitteln
und damit einen zu schnellen Verbrauch derVorräte, die auf den Fahrzeugen nur in
beschränktem Umfang mitgefthrt werden können.
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Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und Vorrichtungen, mit
deren Hilfe es möglich ist, unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile vollautomatisch
und unabhängig von der regelnden Hand einer mit veränderlichen Stärke strömenden
Flüssigkeit jeglicher Art selbsttätig geregelte Mengen der zuzusetzenden gasförmigen
oder flüssigen Medien einzuverleiben, so daß es gelingt, eine Flüssigkeit mit einem
einstellbaren, stets gleichbleibenden Gehalt an den Zusatzstoffen zu erhalten.
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Es wird nun zur Erreichung dieses Zieles vorgeschlagen, zum Zusetzen
selbsttätig geregelter Mengen gasförmiger oder flüssiger Medien zu strömenden Flüssigkeiten
in einer Kammer, die in eine Fllüss,iySeitsxleitung eingeschaltet ist, unter Verwendung
eines Verschlußorgans, das an der Zuflußoffnung im Innern der Kammer vorgesehen
ist und das bei abgeschalteter Flüssigkeitsströmung die Offnung verschließt, gemäß
der Erfindung so zu verfahren, daß durch die durchströmende Fllüssigkeit ein in
seinem Ausmaß der jeweiligen Stärke der Strömung entsprechendes Abheben des Verschlußorgans
von der Zuflußöffnung bewirkt wird, so daß ein mit dem Verschlußorgan fest verbundener
besveglicher zylindrischer Hohlkörper auf einem fest in der Kammer angeordneten
Hohlkolben gleitet und dadurch, entsprechend der Stärke der Strömung, eine mehr
oder weniger große Anzahl von in der Wand des Hohlkolbens vorgesehene Öffnungen
in Wirksamkeit gesetzt wird, durch welche das bzw. die durch das Innere des Hohlkolbens
zugeleiteten zuzusetzende Medien einzeln oder gemeinsam hindurchtreten und so dem
Pliissigkeitsstrom zugemischt werden.
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Als fllü!ssliges Medium kann beispielsweise auch ein in eirer Flüssigkeit
gelöster oder irgendwie feinverteilter FestistoE oder auch eine in einer Flüssigkeit
feinverteilte andere Flüssigkeit verwendet werden.
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Die Arbeitsweise gemäß der Erfindungen kann z. B. zum Zumischen von
Luftschaumextrakt oder Netzmittel zu Löschwasser für Motorspritzen benutzt werden.
Sie bietet bei ihrer Anwendung für Löschzwecke noch den Vorteil, daß das Gerät,
mit dem slie ausgeführt wird, durch Drosselung außer Betrieb gesetzt werden kann,
so daß man. es in einfachster Weise in der Hand hat, nach Wahl auch Löschwasser
ohne Zumischung zu geben.
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Auch auf anderen Gebieten der Technik kann die Arbeitsweise mit Vorteil
Verwendung finden, nämlich überall da, wo es sich darum handelt, eine Flüssligkeit
mit trotz Sehwankungen der Stärke bzw. der Geschwindigkeit des zu behandelnden Flüssigkeitsstromes
dem Gehalt nach stets gleichbleibenden Zusätzen von gasförmigen oder flüssigen Medien
zu erhalten.
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Beispielsweise kann man die Arbeitsweise mit Vorteil in der Wassertechnik
anwenden, etwa wenn man Feststoffe, wie Aluminiumsulfat, zusetzen will. Hierbei
stellt man zunächst eine zweckmäßig konzentfierte Aluminiumsulfatlos.ung her, die
man dann in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Weise zusetzt. Will man Chlor oder
ähnliche wasserlösliche Gase zufügen, so stellt man zunächst eine konzentrierte
Lösung der Gase in Wasser her und benutzt diese zur Zuleitung. Man kann aber auch
Gase als solche gemäß der Arbeitsweise der Erfindung über den Hohlkolben durch die
Bohrungen auf seiner Wandung der strömenden Flüssigkeit zufügen. Handelt es sich
dabei um aggressive Gase oder Flüssigkeiten, so ist dies durch Auswahl entsprechend
korrosionsfester Werkstoffe für die zur Ausübung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verfahrens benutzten Vorrichtung zu beiüdcsichtigen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens.
sind Vorrichtungen von verschiedener AusgestaltuDg verwendbar. Wesent -lich ist
dabei das Vorhandensein eines im Innern einer Kammer angeordneten, bei abgeschalteter
Flüssigkeitsströmung die Zuflufiöffnung veirschließenden Verschlußorgans, das z.
B. als. Ventilteller, Ventilkegel od. dgl. ausgebiJdet oder mit solchen versehen
sein kann und das mit einem zylindrischen Hohlkörper fest verbunden ist, sowie eines
festen, von dem zylindrischen Hohlkörper umgriffenen Hohlkolbens, dessen Innerem
das bzw. die zuzuführenden Medien zugeleitet werden und der auf seinem Umfang mit
einer Anzahl von Öffnungen versehen ist.
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Die Wirkungsweise einer solchen Vorrichtung ist folgende: Bei durchströmender
Flüssigkeit wird das Verschlußorgan durch den Druck derselben von der Zuflußöffnung
abgehoben und je nach der Stärke der Strömung in entsprechendem Ausmaß in die Kammer
hineingeführt. Dabei gleitet der fest und vorzugsweise zentrisch mit ihm verbundene
zyl.indrilsche Hohlkörper über den Hohikolben, wodurch eine mehr oder weniger großeAnzahl
der auf dem Hohlkolben vorgesehenen Offnungen - wirksam werden kann, so daß der
Durchtritt des Zusatzmediums in entsprechend der Flüss igkeits strömung bemessener
Menge aus dem Innern des Hohlkolbens durch die Öffnungen möglich ist. Ändert sich
die Stärke des Flüssigkeitsstromes;, so nimmt das Verschlußorgan dementsprechend
eine andere Stellung ein, und es werden mehr oder weniger Öffnungen von dem darübergleitenden
zylindrischen Hohlkörper dem Durchtritt des Zus atzmediums freigegeben. Wird der
Flüssigkeitsstrom abgeschaltet, so kehrt das Verschlußorgan in seine die Zufiußöffnung
verschließende Ausgangsstellung zurück. Dies kann durch eine Feder bewirkt werden
oder bei manchen Ausfülirungsformen der Vorrichtung auch durch den Druck des Zusatzmediums
in dem Hohlkolben.
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Die Teile der Vorrichtung sind aus einem Material hergestellt, das
entsprechend der durchströmenden Flüssigkeit und dem Zusatzmedium ausgewählt ist.
Zweckmäßig können in den meisten Fällen dazu Metalle, wie etwa Eisen, Rotguß od.
dgl., gegebenenfalls auch korrosionsfeste Legierungen, z. B. VA-Stahl od. dgl.,
verwendet werden.
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In den Abbildungen sind beispielsweise Ausführungsformen von Vorrichtungen
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben.
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In Abb. I ist mit I eine Zumischkammer bezeichnet, die mittels Anschluflilanschen
17, IS in eine Flüssigkeitsleitung eingeschaltet wird. Als Verschlußorgan ist ein
Ventilteller2 vorgesehen der mittels einer Feder 5 gegen die Zufluß öffnung, diese
verschließend, gepreßt wird, wie es die Abbildung zeigt. Der Ventilteller 2 ist,
z. B. durch Hartlot oder in anderer Weise, zentrisch mit einem beweglichen zylindrischen
Hohlkörper 3 fest verbunden, der einen. in der Kammer I fest und zreckmaßig zentral
angeordneten Hohlkolben 8 umfaßt. In dem Mantel des letzteren sind an dem dem Flüssigkeitseintritt
zunächst liegenden Ende eine Anzahl Durchbohrungen 15 vorgesehen. Der Abstand dieser
Öffnungen 15 voneinander ist im vorliegenden Fall verschieden bemessen, indem er
sich mit fortschreitendem Abstand von der Zuflußöffnung verringert. Bei der in Abb.
I dargeistellten Stellung des Organs 2 sind die Durchbohrungen I5 von dem zylindrischen
Hohlkörper 3 vollständig bedeckt. Der Innenraum des Hohlkolbens 8 ist durch eine
Längswand 19 in zwei Kammern unterteilt, um zwei verschiedene Medien, beispielsweise
Luftschaumextrakt und Netzmittel, zuführen zu können, was wahlweise oder gemeinsam
geschehen kann. Je eine der beiden Zuleitungen 20, die mit einem nicht gezeigten
Hahn versehen sein können, führt in jeweils eine der durch die Längswand 19 gebildeten
Kammern. Gegebenenfalls können auch noch mehr Trennwände und die dazugehörige Anzahl
von Zuleitungen 20 vorgesehen sein. Entsprechend der Art des bzw. der flüssigen
Zusatzmedien, insbesondere ihrer Viskosität und der zugesetzten Menge, sind zweckmäßig
die Öffnungen 15 jeweils verschieden weit bemessen. Im allgemeinen sind die Öffnungen
15 um so weiter, je größer die Viskosität der zugefügten Flüssigleeit ist. Zur Sicherung
gegen unbeabsichtigten Austritt des Zusatzmediums sind Dichtungen 10 an beiden Enden
der Reihe der Durchbohrungen 15 vorgesehen. Der Ventilteller 2 ist zweckmäßig mit
einem Hohlzylinder 16 versehen, der eine Anzahl seitliclier Schlitze 14 besitzt.
Hierdurch ist es möglich, eine besonders feine Regulierung des Zusatzes zu erreichen.
Hohlkörper 3 hat zur Führung zweckmäßig eine Nut 21, in der der auf Kolben 8 befestigte
Stift 22 läuft.
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Wird bei strömender Flüssigkeit der Ventilteller 2 entsprechend der
Stärke der Strömung vorgeschoben, so gleitet der Hohlkörper 3 auf dem Kolben 8 und
gibt eine Anzahl von Öffnungen 15 frei, so daß eine gewisse Menge des zuzusetzenden
Mediums aus beiden oder, entsprechend den Erfordernissen, aus der einen oder der
anderen Kammer des Kolbens 8 austreten und in die strömende Flüssigkeit gelangen
kann. Die Dimensionierung der einzelnen Apparateteile und ihr Zusammenspiel wird
so gewählt, daß man den gewünschten Gehalt an Zusatzmedium jeweils erhält.
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Abb. 2 zeigt eine andere .Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens.
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Diese Vorrichtung ist in Arbeitsstellung gezeigt.
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In der Kammer I ist ein Ventilteller 2 an geordnet, der mit einem
an sich nicht unbedingt nötigen Hohlzylinder T6 mit Schlitzen 14 versehen ist. Der
Ventilteller 2 ist mit dem zylindrischen Hohlkörper 3 fest verbunden, der in der
Buchse I2 frei beweglich ist. Er ist mit Durchbohrungen 4 versehen und umgreift
den bei 1 1 befestigten Hohlkolben 8. Dieser ist mit oeffnungen 15 ausg,elstattet
und auf einem Teil seiner Länge so ausgebildet, baß er mit der Innenwand des zylindrischen
Hohlkörpers 3 eine ringförmige Druckkammer g bildet.
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In der Abbildung ist der Ventilteller2 in der Stellung gezeigt, die
er bei voller Flüs'sigkeitsströmung einnimmt, wobei der Durchtritt des bei 13 zugeführten
und beispielsweise mittels eines Kupferrohres dem Innern des Kolbens 8 zugeleiteten
Mediums durch die )ffnungen I5, die Druckkammer g und durch sämtliche Öffnungen
4 erfolgt. Wird die Stärke der Strömung vermindert, so wird der Hohlkörper 3 und
der Ventilteller 2 in Richtung auf die Zufiußöffnung bewegt, wodurch ein oder mehrere
die Öffnungen 4 aus dem Bereich der Druckkammer g kommen. Diese Bewegung wird dadurch
hervorgerufen, daß das in dem Kolben 8 befindliche Medium im Raum 6 auf den Boden
2I des Hohlkörpers 3 drückt. Es kann aber auch, wie in Abb. 2 angedeutet, eine Feder
5 zu diesem Zweck vorgesehen sein. Mit IO sind Sicherungsringe bezeichnet. Mit 7
ist eine in der Wand des Hohlkörpers 3 in der Nähe des Bodens 21 vorgesehene Durchbobrung
bezeichnet, die eine Durchspülung und Reinigung des Geräts mit Druckwas;ser bei
gedrosselter Zuleitung des Zusatzmediums ermöglicht. Der an dem Verschlußorgan2
angeordnete Hohlzylinder i6 schiebt sich bei geschlossenem Ventil 2 in die nicht
gezeigte Anschluß rohrleitung hinein.