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Vorrichtung zur regelbaren Flüssigkeitsentnahme aus einem Behälter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur regelbaren laufenden Entnahme
von Flüssigkeit aus einem Behälter, der mit einem Flüssigkeitsein-und -auslaß sowie
mit einem Überlauf zur Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsstandes
versehen ist.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art können bestimmte Flüssigkeitsmengen
aus dem Behälter durch den Auslaß unter Ausnutzung des gleichbleibenden Flüssigkeitsstandes
entnommen werden. Dieser setzt aber eine gleichbleibende Flüssigkeitszufuhr voraus,
die mindestens gleich, aber vorzugsweise größer als die Entnahme durch den Auslaß
ist, so daß eine ununterbrochene und gleichzeitige Entnahme durch den Überlauf entsteht,
wodurch die volle Gewähr dafpr geboten wird, daß der Flüssigkeitsstand nicht unter
die Überlaufkante sinkt. Wollte man hierbei die Flüssigkeitsentnahme durch den Auslaß
regeln, so benutzte man hierzu Drosselvorrichtungen, beispielsweise ein Nadelventil,
in den mit dem Auslaß in Verbindung stehenden Leitungen. Die Drosselvorrichtungen
können jedoch leicht durch Schmutz verstopft werden, wodurch die angestrebte sorgfältige
Regelung verhindert wird. Außerdem lassen Drosselvorrichtungen keine Regelung in
weiten Grenzen, beispielsweise von io bis 450 1 in der Stunde, zu.
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Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zur regelbaren gleichbleibenden
Flüssigkeitsentnahme aus einem Behälter zu schaffen, die in einem weiten Bereich,
also von einer sehr kleinen bis zu einer sehr großen Entnahmemenge einstellbar und
gleichzeitig
unempfindlich gegen Verstopfung durch Fremdkörper ist.
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Weiter bezweckt die Erfindung, in dem Behälter Veränderungen der Flüssigkeitshöhe
zu verhindern, die bei einem ungewöhnlichen Ansteigen' des Flüssigkeitsspiegels
über die Überlaufkante entstehen. Ein solcher Anstieg tritt dann ein, wenn die Flüssigkeits,
entnahme durch den Überlauf nicht so groß ist; wie sie sein sollte, d. h. wenn bei
gleichbleibender Flüssig-" keitszufuhr die Entnahme durch den Auslaß nicht groß
genug ist.
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Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Auslaß-
und die Überlaufvorrichtung eines Gefäßes zueinander in senkrechter Richtung beweglich
angeordnet sind, so daß eine Änderung der durch den Auslaß ablaufenden Flüssigkeitsmenge
möglich ist. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei
dem, Überlauf, der als Niveauüberlauf ausgebildet ist, die Länge der Überlaufkante
größer als die Kantenlänge des kleinsten Durchflußquerschnittes der Überlaufeinrichtung
ist. Weitere Merkmale der Vorrichtung nach de Erfindung und ihre Vorteile sind in
der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung dargelegt,-
in der Fig. i die schematische Darstellung einer Anlage ist, bei der die Vorrichtung
nach der Erfindung angewandt wird; Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung
im senkrechten Schnitt, zu der Fig. 3 teilweise die Oberansicht und teilweise einen
Querschnitt wiedergibt; Fig.4 zeigt den Schnitt nach IV-IV der Fig.3; Fig.5 ist
die Oberansicht zu Fig.4; Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung
im mittleren senkrechten Schnitt, während Fig. 7 eine Einzelheit der Fig. 6 und.
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Fig. 8 eine andere Ausführungsmöglichkeit dieser Einzelheit darstellt;
Fig.9 und io zeigen zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten eines Teiles der Fig.4;
Fig. ii stellt eine Ausführungsform der Überlaufkante gemäß der Erfindung dar, und
Fig.12, 13 und 14 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
bzw. seiner einzelnen Teile.
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Die in Fig. i schematisch wiedergegebene Anlage ist mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung für die regelbare gleichbleibende Lieferung von Lauge in bestimmten
Mengen zu einem Organ ausgerüstet, das die jeweilige Menge der Lauge in einen Mischer
gegen einen in diesem herrschenden Gegendruck befördert. Aus einem Behälter i wird
die Lauge 2 in einer Leitung 3 durch eine Pumpe 4 und eine Leitung 5 sowie ein Filter
6 in einen Behälter 7 befördert. Im Be- -hälter 7 wird die Lauge auf konstanter
Höhe gehalten, und zwar mittels einer Überlaufeinrichtung 8 in Gestalt einesTrichters
und eines anschließenden Rohres 9, das den Behälterboden durchdringt und in ein
Rohr io mündet, das mit der Leitung 3 in Verbindung steht. , Durch diese Anordnung
wird die durch das Rohr io zurückfließende Lauge der Pumpe 4 wieder zugeführt und
geht somit nicht verloren. Aus dem Behälter 7 wird die :Lauge durch einen Auslaß
ii in Gestalt eines Rohres entnommen und unter Atmosphärendruck einem Organ 12 zugeführt,
das die Lauge gegen einen erforderlichenfalls veränderlichen Gegendruck in eine
Ölleitung 13 zur Reaktion mit dem 01 in einem Tank 14 befördert. Die Lauge
wird der als Mischer dienenden Vorrichtung 12 in bestimmten Mengen je Zeiteinheit
durch das Auslaßrohr i i ohne irgendeine Gefahr der Verstopfung und unter einer
gleichbleibenden Druckhöhe zugeführt. Um die Menge der durch das Rohr ii abfließenden
Lauge zu verändern, kann man bei diesem Ausführungsbeispiele der Erfindung den Flüssigkeitsstand
im Behälter 7 regeln, und zwar dadurch, daß der Überlauf an einer mit einem Rade
16 versehenen Schraubenspindel 15 aufgehängt ist, die in einer ortsfesten Gewindebuchsenanordnung
17 drehbar ist. Durch Drehen des Rades 16 wird der Trichter, 8 mit dem Rohre 9 gehoben
oder gesenkt, so daß der Flüssigkeitsspiegel im Behälter 7 und damit der Druck entsprechend
ansteigt oder fällt, was einen stärkeren oder schwächeren Flüssigkeitsausfluß durch
die Leitung ii zur Folge hat. Der obere Durchmesser des Trichters 8 ist im Verhältnis
zur Weite des Rohres 9 groß, wodurch der sofortige Abfluß jedes Flüssigkeitsüberschusses
durch den Überlauf gewährleistet und ein merkbares Ansteigen der Flüssigkeit über
die Überlaufkanten verhindert wird. Andere und eine gedrängtere Bauart aufweisende
Ausführungen zu diesem Zwecke dienender Vorrichtungen sind im nachstehenden beschrieben.
Es sei noch bemerkt, daß zwischen dem Behälter 7 und dem Rohr 9 keine Dichtungen
vorgesehen zu werden brauchen, weil etwaige Leckflüssigkeit von hier aus durch das
Rohr io in die Pumpe 4 zurückgeführt wird.
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Bei der Einrichtung nach Fig.2 bis 5 ist ein Tank 7° mit, einem Boden
18 und einem Deckel ig versehen, welch letzterer mit dem Behälter durch Schraubenbolzen
2o (Fig. 3) verbunden ist. Der Behälter ist zur Aufnahme von Lauge bestimmt und
hat eineu Einlaß 54 und einen Auslaß ija. In geringem Abstande über der Mündung
des Einlasses 5a ist zur Beruhigung der Eintrittsströmung eine Führungsplatte 21
vorgesehen. Der Behälter 7a ist auf einem nicht dargestellten Sockel od. dgl. mittels
Stiftschrauben 22 befestigt. Die Überlaufeinrichtung besteht aus einem oben offenen
und mit einem waagerechten Boden 81 versehenen Gefäß 8a, das mit einem an
ihm befestigten Rohr ga in Verbindung steht. An beiden Enden offene Rohre 23 sind
durch den Gefäßboden 8b hindurchgeführt und liegen mit ihrer Oberkante auf derselben
Höhe wie die Oberkante des Gefäßes 8°: Das Rohr 9a tritt durch eine Öffnung 24 des
Behälterbodens hindurch und ist hier durch eine Packung 25 abgedichtet, die durch
einen Ring 26, Stiftschrauben 27 und Muttern 28 befestigt ist. Die Überlaufvorrichtung
wird von einer Schraubenspindel 15a getragen, die durch eine Öffnung des Deckels
ig hindurchtritt. In das Gewinde der Schraubenspindel greift ein Rad *16a ein, das
zwischen zwei auf dem Deckel ig befestigten Schultern 3o und 31 drehbar gelagert
ist. Ein am oberen Ende der Spindel i5a sitzender Arm 32 erstreckt sich mit seinem
freien Ende in einen senkrechten Ausschnitt 33 eines auf
dem Deckel
i9 mit Schrauben 35 befestigten Führungsarmes 34.
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Durch Drehung des Rades i6° kann man die Überlaufvorrichtung im Behälter
7a heben und senken, wobei die Führungen 32, 33, 34 eine Drehbewegung des Überlaufgefäßes
im Innern des Behälters 7` verhindern. Der Arm 32 kann zusammen mit einer
Teilung auf dem Arm 34 zur Anzeige der jeweiligen Höhenlage der Überlaufvorrichtung
im Innern des 'Behälters 7a dienen. Die Rohre 23 vergrößern die Länge der Ablaufkante
der Überlaufvorrichtung ohne große Raumbeanspruchung, so daß man dem Behälter 7a
einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt geben kann. Das obere Ende des Rohres
9a ist durch die ganze Höhe des Gefäßes 8a hindurchgeführt und dient zum Anschluß
der mit ihm verschweißten Schraubenspindel 15a. Das Rohr 9a steht mit dem Gefäß
811 durch Ausnehmungen 36 in Verbindung. Die Schulter 3o ist auf der mit dem Deckel
i9 verschweißten Schulter 31 durch Schrauben 37 befestigt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes hat der
Behälter 7a einen quadratischen Querschnitt; die Ein- und Auslässe 5a, ija sind
in je einer Ecke des Behälters angeordnet. Abweichend hiervon können der Ein- und
der Auslaß, wie in Fig. 3 angedeutet, auch jeweils in doppelter Anordnung vorgesehen
werden. Der Auslaß iia steht mit einer Kammer 38 des Behälters in Verbindung, die
von diesem durch eine Wand 39 abgetrennt ist und mit ihm durch einen Schlitz 40
(Fig. 4) in Verbindung steht. Um die Größe und die Form des Schlitzes 40 in einfacher
Weise ändern zu können, kann man ihn in einer besonderen Platte 41 anordnen, die
eine größere Öffnung 43 der Platte 39 überdeckt und auf letzterer leicht auswechselbar
durch Schrauben 42 befestigt ist.
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Durch Drehen des Rades 16a kann man die Überlaufeinrichtung 8a, 9a
im Behälter 7a heben und senken und dadurch die Flüssigkeitshöhe im Behälter bestimmen.
Dadurch, daß die Flüssigkeit auch in den Rohren 23 ansteigen und über ihre Kanten
in das zylindrische Gefäß 8a gelangen und von hier aus durch das Rohr 9a abfließen
kann, wird es gewährleistet, daß der Flüssigkeitsstand im Behälter 7a niemals merklich
höher als die in gleicher waagerechter Ebene liegenden freien Kanten der Rohre 23
oder des Gefäßes 8a ansteigen kann. Der Flüssigkeitsstand im Behälter
7` folgt daher sehr genau den Bewegungen der Überlaufeinrichtung, vorausgesetzt,
daß der Flüssigkeitszufluß durch den Einlaß 5a immer größer als der Abfluß durch
den Auslaß iia ist. Die Einrichtung gibt daher die Möglichkeit, die Druckhöhe in
der durch den Auslaß abströmenden Flüssigkeit sorgfältig zu regeln. Der dem Auslaß
ija vorgeschaltete Schlitz 40 in der Wand 39 ergibt eine weitere Regelungsmöglichkeit.
Wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter 7a ansteigt, vergrößert sich der wirksame
Austrittsquerschnitt des Schlitzes 40, so daß zur Erhöhung der aus dem Auslaß iia
abfließenden Flüssigkeitsmenge der Flüssigkeitsstand im Behälter 7a nicht in demselben
Maße erhöht zu werden braucht, wie es in dem Falle nötig wäre, daß der Durchlaßquerschnitt
des Schlitzes 40 für alle Flüssigkeitsstände im Behälter 7a der gleiche wäre. Hierdurch
wird eine größere Empfindlichkeit der Regelung erzielt, wenn die Überlaufvorrichtung
gegenüber dem Behälter 7a nur wenig steigt oder sinkt. Durch Auswechseln der Platte
41 gegen eine solche mit verschiedener Schlitzweite kann die Anlage im Sinne verschiedener
Regelbereiche geändert werden. Die Fig. 9 und io zeigen Beispiele für solche abgeänderten
Platten 41` und 41b; im ersten Fall läßt die Keilform des Schlitzes 40a die Abflußmenge
mit steigendem Flüssigkeitsstand im Behälter 7a ansteigen, während die Schlitzform
40' in Fig. io nach einer bestimmten, z. B. durch Versuch ermittelten Kurvenform
gestaltet ist, so daß der Flüssigkeitsaustritt durch den Auslaß Ija im Diagramm
einer bestimmten Kurve oder einer geraden Linie folgt. Fig. Zi zeigt den Ersatz
des zylindrischen Gefäßes 811 durch einen kegelförmigen Trichter mit mehrfach gebogener
Oberkante 44, durch deren Verlauf die Länge des Überlaufes unter geringer Raumbeanspruchung
erheblich vergrößert wird.
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Anstatt die Überlaufvorrichtung zu heben und zu senken, kann man diese
auch fest anordnen und den Behälter 7a seinerseits in senkrechter Richtung beweglich
lagern. Hierbei wird beispielsweise der Arm 32 (Fig.2) an einem nicht dargestellten
festen Punkte und das Rohr 9a am unteren Ende eines Rahmens od. dgl. befestigt.
Ferner fallen die Halteschrauben 22 fort, so daß der Behälter 7a beweglich gelagert
werden kann, und an die Ein- und Auslässe 5a, Zia werden biegsame Schläuche od.
dgl. angeschlossen. Dreht man nunmehr das Rad 16a, so wird der Behälter gegenüber
der feststehenden Überlaufeinrichtung gehoben oder gesenkt. Auch in diesem Falle
ändert sich der Flüssigkeitsstand im Behälter und damit auch der wirksame Austrittsquerschnitt
des Schlitzes 40, so daß sich ebenfalls die beabsichtigte Ausflußmengenregelung
im Auslaß Ija ergibt.
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Die Fig. 6 bis 8 zeigen weitere Abänderungen des Ausführungsbeispieles
nach Fig. 2. Nach Fig. 6 wird die Überlaufvorrichtung 8a, 9a gegen eine Drehung
gegenüber dem Behälter 7b durch einen gabelförmigen Vorsprung 45 gesichert, der
am Gefäß 811 befestigt, ist und eine senkrechte Führungsstange 46 an der Innenwand
des Behälters 7b umfaßt. Das Rad 16b trägt einen Zeiger 47, der an einer Teilung
48 auf dem Behälterdeckel I9b den Drehungswinkel anzeigt, während ein Rohr 49 mittels
eines eine Gradeinteilung tragenden Schlitzes die Anzahl der Umdrehungen erkennen
läßt, die ein Zeiger So anzeigt, der auf der Schraubenspindel 15b befestigt ist.
Wie schließlich Fig. 6 zeigt, kann man die Platte 39 der Fig. 2 auch durch ein Rohr
51 ersetzen, das von der Bodenplatte 18b ausgehend sich durch den Behälter 7b erstreckt
und dadurch einen Teil desselben bildet; es steht an seinem unteren Ende mit dem
Auslaß IIb in Verbindung und ist mit einer Reihe von Öffnungen 52 versehen, die
in bestimmtem Abstande voneinander auf einer geraden Mantellinie des Rohres angeordnet
sind (Fig. 7) und den Behälter 7b mit dem Auslaß IIb verbinden. Bei der Ausführungsform
des Rohres 51 nach Fig. 8 sind die Öffnungen auf zwei Parallelen mit gegenseitiger
Versetzung angeordnet. Die Anordnung
nach Fig.6 arbeitet im wesentlichen
in der gleichen Weise wie diejenige nach Fig. 2. Man kann die Platte 41 nach Fig.
2 bis 5 an Stelle eines Schlitzes auch mit gleichen oder ähnlichen Öffnungen wie
das Rohr 51 nach Fig. 7 und 8 versehen und umgekehrt. Sowohl die Schlitze 4o als
auch die Öffnungen 52 können groß genug gehalten werden, um jede Gefahr der Verstopfung
durch Schmutz oder andere Fremdkörper zu verhindern.
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Die Fig. 12 und 13 zeigen erfindungsgemäße Vorrichtungen mit Auslaßorganen
iic und iid, die in senkrechter Richtung auf den Flüssigkeitsspiegel in den Behälter
7c bzw. 7d beweglich sind. In Fig. 12 entsteht diese 'Beweglichkeit infolge Verwendung
eines biegsamen Schlauches für einen Teil des Auslaßorganes iie und in Fig. 13 durch
die schwenkbare Anordnung des Auslaßorgans am Behälter 7d. In beiden Fällen kann
man auf diese Weise die Austrittsöffnung der Auslässe ii° und iid heben oder senken,
wodurch die Ausflußmenge geregelt werden kann. Die ausströmende Flüssigkeit wird
in einer Vorrichtung 53 aufgefangen. Die Anordnungen nach Fig. 12 und 13 können
entweder bei festen oder bei beweglichen Behältern und Auslaßvorrichtungen der beschriebenen
Art verwendet werden.
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Fig. 14 zeigt eine Änderung in der gesamten Anordnung nach der Erfindung.
Der Behälter 7f und der Flüssigkeitsauslaß 8f samt dem Rohr 9f liegen in bezug aufeinander
fest, während das Auslaßorgan i i f in Gestalt eines mit Löchern versehenen Rohres
im Behälter 7 f senkrecht beweglich ist und in dem Austrittsrohr 54 endet. Das Rohr
iif trägt einen Schirm 55, der aus dem Behälter 7 f entlang des Rohres i i f austretende
Leckflüssigkeit daran hindert, in das Auslaßrohr 54 zu gelangen. Die Leckflüssigkeit
tritt durch das Rohr 56 aus, das außerdem zur .Ableitung von Flüssigkeit dient,
die sich aus dem Rohre 9f im Behälter 57 angesammelt hat; diese Flüssigkeitsmengen
gelangen aus der Leitung 56 zum Einlaß 5f und dadurch in den Behälter 7f zurück.
Der Behälter 57 ist mit dem Behälter 7 f in in der Zeichnung nicht dargestellter
Weise fest verbunden, und das Rohr i i f wird durch eine an sich bekannte, ebenfalls
nicht dargestellte Vorrichtung gehoben und gesenkt. Die senkrechten Bewegungen des
Behälters 7, der Überlaufvorrichtung 8, 9 und des Auslasses i i können auch in anderer
als der dargestellten und beschriebenen Weise bewirkt werden. Die Regehing kann
sowohl von Hand als auch selbsttätig durchgeführt werden.
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Die einzelnenVorrichtungen nach der Beschreibung und der Zeichnung
können im Rahmen des Erfindungsgedankens beliebig abgeändert werden.