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Dpsiervorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum dosierten Einführen der Lösung eines festen Stoffes in einen Flüssigkeitsstrom
mit einem Hauptkanal und einem Nebenschlußpfad, der den Lösungsraum eines Lösebehälters,
eine Zuleitung, eine Rückleitung und eine Drosselvorrichtung aufweist. An einer
solchen Vorrichtung wird ein Teilstrom vom Hauptstrom abgezweigt, mit der Lösung
vermischt und dem Hauptstrom wieder zugeführt.
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Es ist eine Dosiervorrichtung bekannt, die aus einem den Hauptstrom
führenden Kopfteil mit einer Blende, vor und hinter der je eine Bohrung abzweigt,
und einem damit verbundenen Lösebehälter besteht. Dieser besitzt einen Raum zur
Aufnahme der zu lösenden festen Stoffe, der durch einen siebartigen Einsatz von
dem die zu verarbeitende Lösung aufnehmenden Raum getrennt ist. Ein Zuleitungsrohr
führt den durch Düsen oder düsenähnliche Einsätze regelbaren Teilstrom in den Lösungsraum
und verdrängt hierbei einen Teil dessen Inhalts über die Rückleitung in den Hauptkanal.
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Nachteilig ist hierbei, daß die Düsen im Nebenschlußpfad sehr leicht
durch Schmutzteilchen verstopft werden, da sie meistens nur einen Durchmesser von
0,1> bis 0,25 mm haben und bei Verwendung von regelbaren Düsen die auftretende Ring-
oder Segmentbreite noch kleinere Abmessungen besitzt. Ferner werden innerhalb des
Lösungsraumes gewisse Teile der Lösung durch die aus der Zuleitung austretende Flüssigkeit
stärker verdünnt als andre Teile, wobei diese Unterschiedlichkeit auch noch von
der Strömungsgeschwindigkeit des Hauptstromes abhängt. Infolgedessen ist keine genaue
Proportionalität bei der Dosierung zu erzielen.
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Bei einer anderen bekannten Dosiervorriehtung wird der abgezweigte
Teilstrom nicht durch den Lösungsraum geführt; vielmehr saugt die durch den Lösebehälter
hindurchströmende Flüssigkeit jeweils einen Teil der Lösung aus dem Lösungsraum
an. Zu diesem Zweck befindet sich der Lösungsraum am unteren Ende des Lösebehälters.
Das in dieser Höhe mündende Zuleitungsrohr ist jedoch durch ein hierzu konzentrisches
Rohr umgeben, das unten über öffnungen eine Verbindung zum Lösungsraum herstellt
und soweit nach oben ragt, daß es über den zu lösenden festen Stoffen endet. Auch
hierbei ist die Verstopfung von in Zuleitung und Rückleitung einaebauten Düsen möglich.
Ferner kommt es auch hierbei zu Unregelmäßigkeiten bei der VerrnischunQ mit der
Lösung, so daß keine genau proportionale Zugabe der Dosierungslösung möglich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der
eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die Gefahr einer Verstopfung von Düsen]
nicht besteht und eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Proportionalität bei der
Dosierung erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drosselvorrichtung
durch ein '##v'andstück aus porösem Material gebildet und am Ende der Zuleitunu
im Lösungsraum angeordnet ist.
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Durch das poröse Wandstück wird der abgezweigte Teilstrom in eine
große Anzahl sehr kleiner Stromfäden mit großer Oberfläche aufgelöst, die sich beim
Hochteigen mit der sie umgebenden Lösung vermischen und somit eine gleichmäßige
Dosierung gewährl@isten. Gleichzeitig ersetzt das poröse Wandstück die sonst notwendige
Düse, da es infolge seiner Poren dem Teilstrom einen von der Durchflußmenge abhängigen
Widerstand darbietet. Eine Verstopfung der Poren ist aber nicht zu befürchten, da
das Wandstück bei gleicher Wirksamkeit gegenüber den normal verwendeten Düsen einen
viel größeren belastbaren Querschnitt hat.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das poröse Wandstück aus Sintermaterial
mit einer Porenweite zwischen 1 und 1000 Nlikron besteht. Bei einem solchen
Sintermaterial berechnet sich der Durchflußwiderstand k nach der Formel
wobei Q = die Teilstrommenae und :Jp - der Druckabfall an der Blende des Hauptkanals
ist. Da sich der Widerstand annähernd quadratisch verhält und im Lösungsraum eine
sehr gleichmäßige Mischung erfolgt, ergibt sich eine außerordentlich gute Proportionaltät
bei der Dosierung. Ferner ist die für den
Durchtritt des Teilstroms
zur Verfügung steiicnde Oberfläche des Wandstück; nahezu hundertmal so groß wie
die Durchtrittsöffnung einer gleichwertigen Düse, so daß eine Verstopfungsgefahr
nahezu au_.-M#chlossen ist.
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Bei einer bevorzugtetl Ausfiihrunig;form hat das Wandstück die Form
eines Hohlzylinders, in dessen Innenraum die Zuleitung mündet. Die durch den Hohlzylinder
nach außen tretenden Strornfädeti des Teilstromes erreichen auf diese «'eise ein
sehr großes Gebiet innerhalb des I_ösun@srat!ma und fülircn zu einer sehr Teichmäßigen
Verm:schun- mit der Lesung.
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Ferner kann der Fohlzvlilider senkrecht stenni und den Teil einer
geschlossenen Kammer bilden, die unten einen Schlamnirattni aufweist. Wenn Schulutzteilchen
mit d, -m Teilstrom mitgeführt werden, können sie von den senkrechten Innenwänden
des Hohlzylinders abfallen und sich im Sclilanimraun, sammeln.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn Drosselvorichtung und Lösungsraum
durch eine mit einem einstellbaren Drosselorgan versehene Leitung überbrückt sind.
Insbesondere kann die Cberbr ückungsleitung in die Rückleitung vor deren Eintritt
in den Hauptkanal münden. Auf diese «'eise wird ein wählbarer Anteil des abgezweigten
Teilstroms am Lösungsraum vorbeigeführt, so daß man unter Beibelialtuno der gewünschten
Dosierungsproportionalität auch außerordentlich kleine Dosierungsmenge;i zugeben
kann. Die Venvenduni; relativ großer Teilströme, von denen nur ein kleiner Anteil
durch das poröse Wandstück geleitet wird, stellt darüber hinaus sicher, daß Schmutzteilchen
durch die überbrückungsleitung we;geschwemnit werden, sofern sie sich nicht im Schlamluraum
absetzen. Durch das Einleiten der Überbrückungsleitung in die Rückleitung entsteht
außerdem ein Vermischungseffekt, der sich günstig auf die Vergleichmäßi;ung der
Lösung im austretenden Teilstrom auswirkt.
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Bei einer Vorrichtung mit dem Hauptkanal, eine Zu-und eine Rückleitungsbohrung
aufweisendem Kopfteil und einem damit verbundenen Lösebehälter empfiehlt es sich,
daß im Kopfteil eine Drosselschraube die Verbindungsöffnung zwischen der Rückleitungsbohrung
und einer dritten Bohrung beherrscht und zwei Rohrstücke die Kammer mit dem porösen
Wandstück flüssigkeitsleitend mit der Zuleitungsbohrung und der dritten Bohrung
verbinden. Damit entsteht eine kompakte Baueinheit, bei der alle funktionswesentlichen
Teile mit dem Kopf zusammenhängen, so daß der Lösebehälter zum Nachfüllen der zu
lösenden festen Stoffe ohne Schwierigkeiten ab-"enommeti werden kann.
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Sodann ist es günstig, wenn die Rohrstücke flexible Schläuche sind
und das Eigengewicht der Kammer so bemessen ist, daß es etwa dem spezifischen Gewicht
der Lösung im Lösungsraum entspricht. Auf diese «"eise stellt sich die Kammer selbsttätig
in diejenige Höhe ein, in der eine bestimmte Lösungsionzentration vorhanden ist,
so daß der Teilstrom aus dem porösen Wandstück immer in eine etwa gleichbleibende
Umgebung austritt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung v""ird nach-;tehend im Zusammenhang
mit der Zeichnung näher @rlä utert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine
Dosierorrichtung und F i g. 2 einen Querschnitt durch die Dosiervorr ichtung.
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Die Dosiervorrichtung besitzt einen Kopfteil 1 und einen lösbar damit
verbundenen Lösebehälter 2. Den Kopfteil 1 durchsetzt ein Hauptkanal 10 mit einer
Blende Il. Vor und hinter der Blende 11 sind Abzweic,boliruli"en 3 und 4 vor£!eselieti,
die eine bindurig zum Lösebehälter 2 herstellen.
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Der Lösebehälter 2 ist durch einen Siebeltisatz 12 in zwei Räume utitjrteilt,
nämlich einen Raum 13 zur Aufnahme des pulverförmigen oder stücl;ig,zn, zu lösenden
Stoffes und einen Lösungsraum 17, in denn sich von dem festen Stoff freie Lösun;
sammeln kann.
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In dem Lösun"sraum 17 befindet sich c;ric Kalntner 6, die zum Teil
aus einem Hohlzylinder 7 aus porösem Sintermäterial besteht. Den unteren Tcil der
Kammer 6 bildet ein Schlammraum B. Die Kammer ist über ein erstes Rohr 14 mit der
Bohrunc 3 verbunden. Ein zweites Rohr 15 verbindet die Kammer 6 mit einer dritten
Bohrung 16 im Kopfteil 1. Die Bohrungen 4 und 16 sind über einen Ouerkanal 5 miteinander
verbunden, in welchen die Spitze einer Drosselschraube 9 hineinram.
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Vor Inbetriebnahme der Dosiervorrichtunc wird der Lösebehälter 2 abgenommen,
im Raum 13 mit dem zu lösenden Stoff und im übrigen mit Wasser gefüllt sowie anschließend
wieder niit dem Kopfteil 1 verbunden. In dem Lösungsraum 17 bildet sich dann die
Lösung, die in den Hauptstrom eingeführt werden soll.
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Wenn ein Hauptstrom im Kanal 10 fließt, entstellt an der Blende 11
ein Druckunterschied, der einen Teilstrom durch den Nebenschlußpfad erzwingt, der
durch die Zuleitung 3, 14, die Kammer 6, den porösen Wandzylinder
7, den Lösungsraum 17 und die Rückleitung 4 gebildet ist. Durch öffnen
der Drosselschraube 9 kann ein Anteil des Teilstroms durch die Überströmleitun-
15, 16 am Lösungsraum 17 vorbeigeleitet werden. Die durch den porösen Hohlzylinder
7 tretende Flüssigkeit gelan-t in einer Vielzahl von Einzelfäden in die konzentrierte
Lösung, steigt in ihr hoch und erreicht nach einer sehr gleichmäßioen Vermischung
mit dem Lösungsmittel die Rückleitungsbohrung 4, wo eine Vermischung mit der Flüssigkeit
aus der Überbrückungsleitung erfolgt. Die Vermischung des durch die Poren des Sinterkörpers
7 hindurchtretenden Teilstroms mit der Lösung im Raum 17 sowie der mengenabhängige
Strömungswiderstand dieses Sinterkörpers führen zu einer äußerst gleichmäßigen Lösungskonzentration
des Teilstrotus, der trotz Scliwank;ilig der Strömunosgeschwindigkeit von über 1
:25 im Hauptstrom zu Abweichungen von einer genau proportionalen Dosierung von nur
wenigen Prozent führt.