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Verschluß für Absorptionskälteapparate. Die Erfindung bezieht sich
auf Absorptionskälteapparate, in denen ein Kühlmittel in Gegenwart eines Hilfsmittels
verdunstet, das einen gleichförmigen Totaldruck innerhalb des Apparats herbeiführt.
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Bei Apparaten dieser Art hängt der Verdampfungsgrad zum Teil von der
Beschaffenheit des Hilfsmittels ab und ist um so höher, je niedriger das lZolekulargewicht
des Hilfsmittels ist. Es ist aber charakteristisch für Gase mit niedrigem üIolekulargewicht,
daß sie aus dem unter Druck befindlichen Behälter durch die geringste Leckage entweichen,
die beispielsweise durch ungeeignete Stopfbüchsen und nicht ganz dichte Rohranschlüsse
entstehen. Da überdies, die Apparate der genannten Art gewöhnlich unter ziemlich
bedeutendem Druck, z. B. 13 Atmosphären, stehen, so muß die größte Sorgfalt darauf
verwendet werden, ein Entweichen des Hilfsmittels zu verhindern. In dieser Hinsicht
besteht nun insofern eine Schwierigkeit, als es zwar möglich ist, den ganzen Apparat
vollkommen dicht herzustellen, z. B. durch Verschweißen aller Einzelteile, es muß
aber immer eine Öffnung verbleiben, durch die der Apparat gefüllt wird, und hier
liegt die Gefahrenquelle für etwaige Undichtigkeiten.
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Hier setzt. die Erfindung ein. Sie ?ringt einen neuen Verschluß für
die Füllöffnung und eine Vorrichtung, die sowohl das Einsetzen dieses Verschlusses,
als auch das Reinigen, Füllen und den dichten Verschluß des Kälteapparats bewirkt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es, zeigt Abb. i einen Kälteapparat, an dem der neue Verschluß angebracht werden
kann, Abb. z eine Füllvorrichtung, die zum Reinigen und Füllen des Kälteapparats
sowie zur Einbringung des Verschlusses dient, Abb. 3 eine besondere Ausführungsform
des Verschlusses in vergrößerter Darstellung. In Abb. i bezeichnet i o den Kocher,
der ein aufgelöstes Kühlmittel enthält, beispielsweise in Wasser aufgelöstes, Ammoniak.
Der Kocher io wird in beliebiger Weise .erhitzt, z. B. durch den Dampfmantel 15.
Das im Kocher ausgetriebene Kühlmittel strömt durch die Leitung i i in den Kondensator,
in dem e r in Flüssi-keit e verwandelt wird. Die Flüssigkeit fließt in den oberen
Teil des Verdampfers 13. Dem Verdampfer 13 wird durch das Rohr 14 ein Hilfsmittel,
z. B. Wasserstoff, zugeführt. Das in den Verdampfer eintretende Ammoniak diffundiert
in den Wasserstoff und verdunstet dabei, wobei der Umgebung des Verdampfers Wärme
entzogen und Kälte erzeugt wird. Das Ammoniakgas
und der Wasserstoff
werden auf diese Weise im Verdampfer miteinander vermischt, und die Mischung dieser
beiden Stoffe strömt durch die Leitung 16 in den unteren Teil des Absorbers
17. Arme Absorptionsflüssigkeit strömt vom Kocher durch die Leitung 18 in
den oberen Teil des Absorbers, wo sie Ammoniak absorbiert und den Wasserstoff freimacht,
der durch das Rohr 14 in den Verdampfer zurückkehrt. An Ammoniak reiche Absorptionsflüssigkeit
sammelt sich auf dem Boden des Absorbers 17 und strömt von dort aus durch
die Leitung i9 in den Kocher. Der Umlauf zwischen dem Kocher und dem Absorber wird
durch die Bildung von Dampf in der Leitung ig zustande gebracht, die, wenn sie durch
den Flüssigkeitsraum des Kochers tritt, die Form einer Rohrschlange 2o hat. 21 und
22 zeigen miteinander verbundene Kühlmäntel für den Absorber 17 und den Kondensator
z2.
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Sämtliche Teile und Leitungen sind miteinander dicht, z. B. durch
Schweißung, verbunden.
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Bei früheren Konstruktionen von Kälteapparaten dieser Art war die
Füllöffnung in einem der oberen Teile des Apparats angebracht worden, meist in der
Leitung, die vom Kondensator in den Verdampfer führt. Wenn der Apparat außer Tätigkeit
ist, enthält diese Leitung gasförmigen Stoff. Um Leckage durch die Füllöffnung zu
vermeiden, war es daher notwendig, hier ganz besondere, häufig recht kostspielige
Mittel anzuwenden, um die Füllöffnung gegen etwaige Gasverluste dicht zü bekommen.
Um die Gefahr der Gasverluste zu vermindern, Wird gemäß der Erfindung die Füllöffnung
an eine Stelle des Kälteapparats verlegt, wo sie ständig unter Flüssigkeit steht,
unabhängig davon, ob der Kälteapparat in Tätigkeit ist oder nicht, z. B. an dem
Boden des Absorbers. Dadurch wird die Gefahr des Gasverlustes erheblich vermindert.
Erstens rostet das Wasser schnell alle Leckageöffnungen zu, zweitens ist die Flüssigkeit
auf dem Boden des Absorbers konzentrierte Ammoniaklösung, die im wesentlichen von
dem Hilfsmittel, z. B. von Wasserstoff, befreit ist. Es wird also gerade dieses
Gas, das der Leckage am meisten ausgesetzt ist, von dem Teil des Apparats ferngehalteti,
an dem die Füllöffnung angebracht ist.
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In Abb. i ist der Füllöffnungsverschluß am Boden des Absorbers
17 in einem Rohrstutzen 23, der einen Teil der vom Absorber zum Kocher
führenden Leitung i g für die reiche Lösung bildet; angeordnet.
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Der eigentliche Verschluß besteht aus einem in den Teil
23 hineinzutreibenden Pfropfen 25, der z. B. in den Teil 23 hineingeschraubt
wird. Der Pfropfen besitzt eine Dichtungsfläche, z. B. in Gestalt einer Kegelspitze,
und ist zweckmäßig aus härterem Werkstoff, vorzugsweise aus gehärtetem und geschliffenem
Stahl, hergestellt als der Sitz, gegen den er angepreßt wird. Über diesen Verschluß
ist noch eine Sicherungskappe 24 geschraubt, die gegebenenfalls unter Einschaltung
von weicheren Dirhtungsmitteln, z. B. Bleischeiben, Bleiringen, Kupferlamellen o.
dgl., ebenfalls fest aufgeschraubt wird.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, mit deren Hilfe der
Verschluß eingesetzt und dicht gemacht wird und die zugleich nicht nur den Kälteapparat
vor der Füllung reinigt, sondern auch danach füllt.
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Diese Einrichtung ist in Abb.2 gezeigt. Sie besteht aus einem Gehäuse
27 mit einem Flansch 28 und eirier-mit_ Schraubengewinde versehenen Muffe 29, die
den Flansch umfaßt. Diese Teile bilden eine Rohrverbindung, die mit dem mit Schraubengewinde
versehenen Stutzen 26 des zu füllenden und zu verschließenden Kälteapparats selbst
dicht verbunden wird. Die Kappe 24 ist dabei vom Kühlapparat abgeschraubt. Das Gehäuse
27 ist mittels einer Grundplatte 3o an einem feststehenden Gegenstand, z. B. einem
Tisch oder einer Konsole, befestigt. Der in Abb. i dargestellte Kälteapparat ist
ein verhältnismäßig kleiner Apparat, der z. B. auf den Füllapparat .gestellt werden
kann. Ehe der Kälteapparat zur Füllung mit dem Füllapparat verbunden wird, wird
der V erschlußpfropfen 25 mit dem Schlitz 36 auf eine passende Rippe 32 am oberen
Ende einer Stange 33 aufgesetzt und ein Filter 31 zwischen Gehäuse 27 und Stutzen
26 eingelegt. Dann wird der zu füllende Apparat mit dem Füllapparat fest verschraubt.
Die Stange 33 hat den Zweck, sich der Länge nach -in der inneren Durchtrittsöffnung
34 des Gehäuses 27 zu bewegen. Sie geht der Dichtigkeit halber durch eine Stopfbüchse
3 5 hindurch. Der Verschlußpfropfen 25 ist mit einer Nut 36 versehen, die der Feder
32 entspricht. Verschiedene Rohre, von denen eines, 49, mit einem kombinierten Druck-
und Vakuummanometer 37 verbunden ist, sind mit dem Gehäuse z7 und dessen innerer
Durchtrittsöffnung 34 verbunden; das Rohr 38 verbindet das Gehäuse mit einem Wasserstoffbehälter
H, das Rohr 39. mit einem Stickstoffbehälter N, das Rohr 40 mit einem Behälter A,
der in Wasser aufgelöstes Ammoniak enthält und das Rohr 4z mit einer Düse 42 verbindet.
Alle diese Rohre werden durch geeignete Handventile geregelt. Es ist natürlich zu
bemerken, daß die Rohranordnung vollkommen wahlfrei ist, und daß die Anzahl der
verbundenen Behälter, die von den im
Kälteapparat benutzten Substanzen
abhängt, verschieden sein kann. Der Grund, warum in diesem besonderen Falle Verbindung
mit einem Wasserstoffbehälter, einem Stickstoffbehälter und einem Ammoniaklösungsbehälter
vorgesehen ist, ist der, daß Ammoniak, Wasser und Wasserstoff die zur Kälteerzeugung
in dem in Abb. i beschriebenen Kälteapparat benutzten Substanzen sind, und der Übereinstimmung
halber ist der Füllapparat für den Apparat laut Abb. i passend mit den hierfür gewählten
Substanzen beschrieben worden. Der Stickstoff wird als vorzugsweises Reinigungsmittel
benutzt.
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Die Füllung geschieht in der folgenden Weise: Es wird angenommen,
daß der Kälteapparat in der oben beschriebenen Weise mit dem Füllapparat verbunden
worden ist. Die die Leitungen 38, 39 und 4o regelnden Ventile sind zuerst geschlossen,
und das die Leitung 4i regelnde Ventil 43 ist geöffnet. Der Düse 42 wird durch die
Leitung 44 Wasser zugeführt. Dies veranlaßt eine Aussaugung der Luft aus dem Kälteapparat.
Das durch diesen Prozeß im Kälteapparat gebildete Vakuum wird auf dem kombinierten
Druck- und Vakuummanometer 37 angezeigt. Wenn das gewünschte Vakuum im Apparat erreicht
worden ist, wird das Ventil 43 geschlossen und das Ventil 45 in der Leitung 39 geöffnet,
wobei infolge des Vakuums im Kälteapparat Stickstoff in denselben gezogen wird.
Der Grund für das Einlassen des Stickstoffes ist, daß die Düse nicht alle Luft aus
dem Kälteapparat saugt, sondern eine kleine Menge Sauerstoff zurückbleibt, die auf
den in Gang befindlichen Kühlapparat schädlich einwirken könnte. Um diesen Sauerstoff
vollkommen oder praktisch vollkommen zu beseitigen, wird Stickstoff zugelassen,
der sich mit dem zurückgebliebenen Sauerstoff mischt. Wenn die gewünschte Menge
Stickstoff zugelassen worden ist, wird das Ventil 45 geschlossen und das Ventil
43 wieder geöffnet, der Düse 42 wird wieder Wasser zugeführt, und der Stickstoff
mit dem zurückgebliebenen Sauerstoff wird aus dem Kühlapparat gesogen. Der Stickstoff
wirkt also als Spülgas. Sobald das gewünschte Vakuum erreicht ist, wird das Ventil
43 geschlossen und darauf das das Rohr 4o regelnde Ventil 46 geöffnet. Dadurch wird
die gewünschte Menge Ammoniaklösung in den Kälteapparat hineingelassen. Es ist nötig.
die in den Kälteapparat zugelassene Menge Ammoniaklösung ganz genau zu bestimmen,
und der die Ammoniaklösung enthaltende Behälter muß, wie in der Zeichnung angegeben,
mit Teilstrichen versehen werden. Hierbei muß auch der Tatsache Rechnung getragen
werden, daß der Raum 34 ein gewisses Volumen hat, wie auch die anschließenden Räume
im Füllapparat zwischen dem Kälteapparat und den die Rohre regelnden Ventilen. Wenn
der Apparat wie in Abb. 2 ausgeführt ist, muß daher- die aus dem Behälter A entnommene
Menge Ammoniaklösung größer sein als die im Kälteapparat erforderliche Menge, und
zwar um den Betrag des Volumens der Räume, die außerhalb des Kälteapparats sind
und mit Flüssigkeit gefüllt werden, wenn der Kälteapparat verschlossen wird. Wenn
dieser Faktor einmal bestimmt ist, bleibt er bestehen und ermöglicht eine leichte
Berechnung. Falls gewünscht, kann der Apparat, anstatt wie nach Abb. 2 ausgeführt
zu werden, so umgekehrt werden, daß, wenn Ammoniak in den Raum 3 ¢ zugelassen wird,
es hinunter in den Kälteapparat strömt und also alles in den Raum 34 eingelassene
Ammoniak in den Kälteapparat strömt und dort bleibt. Die Art, den Apparat aufzustellen,
ist natürlich wahlfrei, und die Erfindung ist vollkommen unabhängig davon. Wenn
die erforderliche Menge Ammoniak in den Kälteapparat eingetreten ist, wird das Ventil
46 geschlossen, und das das Rohr 38 regelnde Ventil 47 wird nun geöffnet, worauf
Wasserstoff aus dem Behälter H in den Kälteapparat strömt. Wenn der Druck auf den
gewünschten Wert, wie auf dem Manometer 37 angegeben, gestiegen ist, wird das Ventil
47 geschlossen. Der Kälteapparat ist jetzt mit den für seine Tätigkeit erforderlichen
Stoffen gefüllt, und die Kolbenstange 33 wird darauf nach oben bewegt, so daß der
Verschlußpfropfen 25 in die Füllöffnung eingeführt und auf seinem Platz eingeschraubt
werden kann. Das äußere- Ende der Kolbenstange 33 kann in jeder beliebigen Weise
ausgebildet werden, so daß es ein Mittel zur Bewegung und Drehung der Kolbenstange
der Länge nach bildet. Nachdem der Verschlußpfropfen fest eingeschraubt worden ist,
wird der Kälteapparat vom Füllapparat durch das Abschrauben des Organs 29 entfernt,
und wenn die Kapsel 24 angeschraubt worden ist, ist der Kälteapparat gebrauchsfertig,
und ein anderer Kälteapparat kann zum Füllen an dem Füllapparat befestigt werden.
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Anstatt den Sauerstoff durch Stickstoff aus dem Kälteapparat zu entfernen,
kann dies auch mit Wasserstoff aus demselben Behälter, aus dem der letzte Wasserstoff
genommen wird, geschehen. In diesem Falle ist es wünschenswert, etwas Stickstoff
in den Kälteapparat einzuführen, ehe derselbe endgültig verschlossen wird, um das
richtige chemische Gleichgewicht im Apparat herzustellen. Anstatt Ammoniak, Wasser
und Wasserstoff können natürlich auch andere Gruppen von Kühlmedien verwendet werden.
Die
Er$ndung-ist an das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel._nicht -_
gebunden. - Es kann z. B., wie Abb. -j zeigt, der Verschlußpfropfen 25 eine Bohrung
48 besitzen, so daß die Entlüftung bzw. Erfüllung des Apparats durch diesen Kanal
48 hindurch erfolgen kann. Diese besondere Ausbildung hat den Vorteil, daß der Pfropfen
tmit einigen Gewindegängen von vornherein in das unter seinem Sitz befindliche Gewinde
eingeschraubt werden kann, bevor die Füllung beginnt. Der Pfropfen sitzt dann sicher
bereits in seinem Gewinde und braucht nach vollzogener Füllung nur noch mit Hilfe
der Spinde133 festgezogen zu werden. Durch die Ausbildung nach Abb. 3 wird -also-die
Einführung des Pfropfens wesentlich erleichtert.