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Verfahren und Anordnung zur Herstellung eines. Flüssigkeitsgemisches
mit konstantem und gewünschtem spezifischem Gewicht aus einem Substanzgemisdi mit
variierendem spezifischem Gewicht In der Praxis kommt es oft vor, daß feste Stoffe
aus Lösungen durch Filtrieren, Sedimentieren oder auf andere Weise abgesondert werden
und ein Gemisch von festen und flüssigen Stoffen erhalten wird, das während des
Herstellungsvorganges ein variierendes spezifisches Gewicht aufweist. Sollen diese
Produkte in bestimmten Dosierungen angewendet werden, so kann man sie einer Trocknung
unternver£en und sodann das trockene Material dosieren; dies kann in bekannter Weise
leicht durchgeführt werden. In vielen Fällen ist es von ausgesprochenem Vorteil,
wenn das Material ohne vorangehende Trocknung dosiert werden kann, und zwar sowohl
aus wfrtschaftlichem Gesichtspunkt als auch deshalb, weil die Trocknung eine unerwünschte
chemische oder physikalische Einwirkung auf das Material haben kann. Um ein nasses
Material dosieren zu können, wird vor,ausgesetzt, daß dasselbe in einer dosierbaren
Form mit konstantler Zusammensetzung hergestellt werden kann. Es kann auch vorkommen,
daß Lösungen oder Gemische von Lösungen bei solchen Bedingungen erhalten werden,
daß das spezifische Gewicht variierend ist, wobei aber wünschenswert wäre, eine
Lösung oder ein Gemisch von Lösungen mit konstantem spezifischem Gewicht herzustellen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Anordnung, die die Dosierung eines im Gemisch mit leiner Flüssigkeit vorhandenten
festen Materials ohne Trocknung des festen Materials ermöglichen. Die Erfindung
ist in erster Reihe dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Randabfluß versehenes
Wägegefäß laufend mit dem Substanzgemisch und mit einer Flüssigkeit oder einem Flüssigkeitsgemisch
von einem niedrigeren spezifischen Gewicht als das gewünschte versetzt wird, so
lange, bis das Wägegefäß überfließt und zusammen mit seinem Inhalt ein Totalgewicht
erlangt hat, das dem Gewicht des mit einer Flüssigkeit von gewünschtem spezifischem
Gewicht bis zum Überfluß angefüllten Wägegefäßes entspricht.
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Diie Erfindung wird nachstchend an einem Beispiel an Hand einer schematischen
Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Dosierungsapparat,
wobei aber die Erfindung nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform
begrenzt ist.
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Einem Behälter oder Tank 1 von vorzugsweise konischer Form wird beispielsweise
ein Niederschlag eines festen Materials im Gemisch mit Wasser zugeführt, wobei das
Gemisch von variieren der Zusammensetzung ist und ein beispielsweise zwischen 1,43
und 1,17 varüerendes spezifisches Gewicht aufweist; dabei wird das spezifische Gewicht
des festen Materials mit 2,5 aufgenommen, und es ist somit zu 50 bis 25% im Gemisch
vorhanden.
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Der Inhalt des Tanks 1 kann vermittels eines einstellbaren Speiseapparates
2 in ein vorzugsweise konisch es Wägegefäß 3 übergeführt werden, das an Zapfen 4
iu seinem durch Schneiden 6 getragenen Bügel 5 gelagert und durch das Gewicht 7
ausbalanciert ist; dieses Gewicht 7 ist am herausragenden Arm 8 des Bügels 5 verschiebb;ar
angeordnet. Durch Verschiebung des Gewichts 7 kann das Wägegefäß3 für verschiedene
gewünschte Glewichtswerte des in ihm vorhandenen Materialinhalts ausbalanciert werden.
Die Anordnung wirkt somit als Waage, bei der das Wägegefäß 3 die eine Waagschale
bildet. Das Wägegefäß hat bei der gezeigten Ausführungsform unten einen durch das
Ventil 10 geregelten Abfluß 9 und oben einen Randabfluß 11, Außer dem Speiseapparat
2 mündet in das Wägegefäß 3 ein Rohr 15 für eine Flüssigkeit, die von geringerem
spezifischem Gewicht ist als das aus dem Speiseapparat 2 kommende Gemisch. Das Wägegefäß
kann somit von beiden Seiten beschickt werden, und man stellt das Gewicht 7 in jedem
einzelnen Fall in der Weise ein, daß dasselbe durch das Wägegefäß ausbalanciert
ist, wenn das letztere bis zum Randabfluß mit einem Flüssigkeit von dem gewünschten
durchschnittlichen spezifischen Gewucht angefüllt ist. Stellt man sich somit das
Wägegefäß 3 beispielsweise mit Wasser oder mit einem Wassergemisch gefüllt vor,
dessen spezifisches Gewicht etwa 1,00 beträgt, und läßt man sodann das schwerere
Gemisch vom Behälter 1 zufließlen, so wird dieses aus dem Wägegefäß Flüssigkeit
verdrängen, die durch den Randabfluß 11 abrinnt, bis der Inhalt das der Einstellung
des Gewichts 7 entsprechende Gewicht erlangt. Dler Bügelarm 8, welcher bisher an
der Stütze 16 anlag, bewegt sich nun aufwärts, bis derselbe vom Anschlag 17 aufgehalten
wird. Die Bewegung des Wägegefäßes und der damit verbundenen Teile wird dazu ausgenutzt,
den Hahn 10 zu öffnen, der dlas Wägegefäß in den Lagerungstank 18 leert und gleichzeitig
jeden Zufluß zum Wägegefäß unterbricht. Dlas Öffnen des Abflusses und das Schließen
der Zuflüsse kann durch mechanische Einwirkung von dem in Bewegung befindlichen
Wägegefäß oder von mit diesem verbundenen Teilen aus erfolgen, oder aber Selektrisch
beispielsweise durch Kontakte an der Stütze 16 oder an dem Anschlag 17. Nachdem
das Wägegefäß 3 von seinem Inhalt entleert ist, kehrt es in seine Ausgangslage zurück,
wobei der Abfluß abgesperrt und die Zuflüsse geöffnet werden.
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Das Wägeprinzip kann in diesem Zusammenhang auf viele verschiedene
Weisen ausgeführt werden.
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Hat man nur ein Wägegefäß 3, so wird sowohl das Ausleeren wie auch
das Zufüllen je ein periodischer Arbeitsgang; außerdem müssen Anordnungen getroffen
werden, die die Rückkehr des Wägegefäßes bis zum vollständigen Entleeren hintanhalten.
Dies kompliziert die Automatisierung der Arbeitsgänge.
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Diese Nachteile können dadurch vermieden verden, daß zwei Wägegefäße
3 zusammenarbeiten, und zwar in der Weise, daß das eine der Wägegefäße, wenn es
sein vorausbestimmtes Gewicht erlangt hat und seine Bewegung beginnt, infolge einer
festen Verbindung mit dem anderen Wägegefäß, das bereits entleert ist, dieses in
Anfüllungslage bringt und die Füllungsorgane vom gefüllten auf das leere Wägegefäß
umstellt, wobei gleichzeitig das Entleerungsventil 10 des gefüllten Wägegefäßes
geöffnet und das des leeren geschlossen wird. Unter solchen Verhältnissen arbeiten
sämtliche Organe, die mit dem Füllen zu tun haben, ununterbrochen, und nur das Entleeren
wird periodisch; für das Wägegefäß steht ebenso lange Zeit zur Entleerung wie zu
seiner Anfüllung zur Verfügung.
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Wenn das Wägegefäß 3 entleert wird, besitzt sein Inhalt nur im Durchschnitt
¢in bestimmtes spezifisches Gewicht, beispielsweise I,2; der Gefäßgehalt ist aber
üblicherweise nicht homogen. Der Lagerungstank 18 wird daher zweckmäßig mit Umrühranordnungen
ausgerüstet, die den Inhalt homogen machen, beispielsweise mit der vom Getriebe
20, 21 in Umdrehung versetzten Umrührfege 22.
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Durch Rohr 23 und Hahn 24 kann sodann ein Gemisch von homogener Zusammensetzung
mit einem spezifischen Gewicht von beispielsweise 1,2 entkommen werden.
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Während des Füllens des Wägegefäßes 3 vom Tank 1 und vom Rohr 15
her findet naturgemäß eine gewisse Vermischung statt, so daß die am Randabfluß 11
abrinnende Flüssigkeit mit der wertvollen schwereren Substanz vermengt sein wird.
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Es ist daher zweckmäßig, diese Flüssigkeit aufzufangen und als spezifisch
leichtere Flüssigkeit in das Wägegefäß zurückzuführen. Wie in der Zeichnung veranschaulicht,
kann dies vermittels des Sammeltanks 26 geschehen, der die Flüssigkeit aus
dem
Randabfluß ii aufnimmt und außerdem mit einem Zufluß 27 mit Ventil 28 für frisches
Wasser od. dgl. ausgerüstet ist.
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Dler Inhalt des Tanks 26 wird über Hahn 29" durch Rohr 30, vermittels
Pumpe 31 und weiter durch Rohr 32 mit Ventil 33 zum Wägegefäß 3 übergeführt. Das
Flüssigkeitsniveau im Tank 26 sinkt oder steigt mit dem Füllen bzw. Entleeren des
Wägegefäßes bzw. der Wägegefäße; der Tank 26 ist daher dementsprechend zu dimensionieren.
Durch reichliche Dimensionierung des Tanks 26 wird die Regelung des Zuflusses durch
das Rohr 27 erleich tert.
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Die in dem Vorangehenden beschriebene Methode und Apparatur kann
auch in der Weise angewendet werden, daß ein kontinuierliches Abrinnen von Flüssigkeiten
oder Flüssigkeitsgemischen von kontrollierbarer Zusammensetzung stattfindet, während
Substanzgemische, Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische von unbekannten und variierenden
Zusammensetzungen der Apparatur kontineierlich zugeführt werden.
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Dies kann in der Weise geschehen, daß das Wägegefäß 3, wenn dasselbe
zusammen mit seinem Inhalt lein Totalgewicht besitzt, das innerhalb vorbestimmter
und in reinem vorbestimmten Verhältnis zu dem gewünschten splezifischen Gewicht
stehenden Grenzen liegt, sukzessiv entleert wird, während das Substanzgemisch und
die Flüssigkeiten ununterbrechen zugeführt werden. Zur Erleichterung dieses kontinuierlichen
Verfahrens kann der Inhalt des Wägegefäßes umgerührt werden, zumindest im unteren
Teil des Wägegefäßes. Einfacher dürfte es sein, daß das Substanzgemisch sich stufenweise
in der Flüssigkeit im Wägegefäß ab setzen kann, so daß das spezifische Gewicht gegen
den Boden des Gefäßes zu steigt, d. h. daß eine gewisse Schichtung hinsichtlich
des spezifischen Gewichts auftritt. Wenn dafür gesorgt wird, daß nicht allzu große
Variationen auftreten können, kann man davon ausgehen, daß diese Schichtung, zumindest
für viele Sorten von Substanzgemischen, annähernd konstant sein wird. -Dlas spezifische
Gewicht der Bodenschicht wird daher innerhalb der Toleranzgrenzen für das gewünschte
spezifische Gewicht liegen, wenn das Totalgewicht des Wägegefäßes mit seinem Inhalt
innerhalb der eingestellten vorausbestimmten Grenzen liegt.
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Man kann beispielsweise die Waage an ordnungen, die das Totalgewicht
des Wägegefäßes 3 kontrollieren, so einstellen, daß dem Entleerungsventil 10 bei
solchen Gewichten Impulse gegeben werden, die beispielsweise 0,5 kg über und unter
dem abgezielten Totalgewicht liegen. Ween nun diese Impulse auf den Hahn 10 in der
Weise übertragen werden, daß dieser ganz geschlossen wird, wenn das Wägegefäß 3
mit seinem Inhalt ein Totalgewicht aufweist, das um beispielsweise 0,5 kg unterhalb
des bestimmten Mittelgewichts liegt, dagegen ganz geöffnet wird, wenn dieses Gewicht
das bestimmte Mittelgewicht um 0,5 kg übersteigt, so. kann man eine kontinuierlich
wirkende periodische Entnahme kleiner Mengen des Flüssigkeitsgemischles zustandebringen.
Wenn der H.ahn 10 in der Weise angeordnet wird, daß er einen variierenden Öffnungsgrad
auf vleist, entsprechend den variierenden Gewicht inhalten des Wägegefäßes innerhalb
der angtegebenen Maximal- und Minimalgewichte, so wird ein k,ontinuierlicher, jedoch
variabier Strom von Flüssig keitsgemisch aus der Apparatur verhalten. Selbst beim
kontinuierlichen Verfahren erhält man eine praktisch genommen konstante Zusammensetzung,
die im Verhältnis zu dem eingestellten Mitteltotalgewicht des Wägegefäßes 3 variiert
werden kann.
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Durch Einstellung des Speise apparates 2 werden die Anfüllungs- und
Entleerungszeiten eingestellt. und dementsprechend m;uß der Zufluß durch das Rohr
27 eingestellt werden.
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Es verhält sich prinzipiell gleich, ob, wir oben beschrieben, dem
Tank 1 Flüssigkeitslösungen von variierendem spezifischem Gewicht, lösliche Salze
od.,dgl., oder durch das Rohr 27 Lösungen ven variierenden Beschaffenheiten zugeführt
werden.
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Die technische Ausführung des Wägeprinzips für das Wägegefäß 3 umfaßt
nicht nur auf- und ab.-wärts gehende Bewegungen, die meist auf der Hand zu liegen
scheinen. Die Abwägung kann gemäß dem Balanoewaageprinzip, dem Federwaageprinzip
oder gemäß irgendeinem anderen Waageprinzip erfolgen. Eine Ausbalancierung in der
Weise, daß das Wägegefäß eine seitwärts begrenzte Kippbewegung ausführt, bildet
oft die technisch beste Ausführung, zumindest im Fall von automatischen und fest
zusammengekoppelten, paarweise arbeitenden Wägegefäßen mit kontinuierlich arbeitender
Füllung.
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Naturgemäß können die oben angegebenen Mittel durch andere gleichwertige
Anordnungen ersetzt werden. So kaum der Randabfluß 1 1 mit einem auf einem bestimmten
Niveau wirkenden Saugrohr ersetzt oder lergänzt werden.
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Um ein Material zu nennen, für das die Erfindung mit Vorteil angewendet
werden kann, soll das bei der Sulfatcelluloseherstellung erhaltene Nebenprodukt,
nämlich lein calciumcarbonathaltiger Kaustifizierungsrückstand der Schwarzlaugenasche
erwähnt werden.