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Einrichtung zur verhältnisgleichen Beimischung von Chlor oder anderen
keimtötenden Gasen zu strömendem Wasser Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen
zur verhältnisgleichen Beimischung von Chlor oder anderen keimtötenden Gasen zu
strömendem Wasser.
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Es gibt Einrichtungen zu vorliegendem Zweck, bei denen Membranpumpen
das Gas direkt in eine Leitung stoßen. Die Hübe oder Stöße dieser Pumpen ermöglichen
nicht eine feine Dosierung des Gases.
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Bei anderen bekannten Vorrichtungen wird ein von dem zu desinfizierenden
Wasser durchflossener Raum abwechselnd mit Wasser und Gas gefüllt und entleert,
wobei einmal das Wasser zum Einströmen des Gases aus dem Raum abgelassen und zum
anderen dazu benutzt wird, beim Durchfließen des Raumes das in ihm enthaltene Gas
mitzunehmen und in die Wasserleitung zu bringen. Dazu wird ein Vierweghahn benutzt,
dessen Küken durch eine entsprechend der durchfließenden Wassermenge umlaufende
Turbine oder ein Kippgefäß gedreht wird. Die mechanischen Antriebsmittel komplizieren
die Einrichtung, und das Fehlen eines Expansionsraumes ermöglicht ebenfalls keine
feine Gasdosierung.
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Eine andere bekannte Vorrichtung trachtet danach, dem Wasser große
Gasmengen zuzuführen, indem z. B. Chlorgas einer Kammer zugeführt wird, die auch
Wasser enthält. Das über dem Wasser befindliche und von diesem nicht getrennte Gas
wird von einem Injektor abgesaugt und dem Wasser in der Kammer zugeführt. Ein Teil
des Gases wird in diesem Wasser gelöst, der Rest geht zurück in den Gasraum über
.dem Wasser. Daher ist eine genaue Bemessung des dem Wasser beigemischten Gases
ausgeschlossen, weil man nicht weiß, wieviel ungelöstes Gas zurückströmt. Zur genauen
Zufuhr kleinster Gasmengen ist daher auch diese Vorrichtung nicht geeignet.
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Es gibt auch schon Einrichtungen mit einer Gasexpansionskammer und
in der Gaszuleitung angeordnetem Gasdosierventil, dessen Innenraum in freier Verbindung
mit der Expansionskammer steht, und mit einem abschlußlosen Auslaß zu einer Mischvorrichtung
für das Gas und Wasser sowie mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Gasdosierventils
durch einen Mengenmesser in der Wasserzufuhrleitung zur Mischvorrichtung. Der Mengenmesser
bildet ein Venturirohr, welches durch zwei Leitungen mit einem Zylinder verbunden
ist, dessen Kolben durch eine mechanische Übertragungsvorrichtung auf das als Reduzierventil
ausgebildete Dosierventil wirkt. Dieses ist dauernd geöffnet, und der nachfolgende
Expansionsraum hat für die Dosierung nur- untergeordnete Bedeutung. Diese Anlage
ist kompliziert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung behebt alle diese Nachteile. Sie
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des Gasdosierventils aus zwei in
Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden und starr miteinander verbundenen Ventiltellern
besteht, während zugehörige Messersitze von einem zwischen den Tellern liegenden,
einen Dosierraum innerhalb des Ventilgehäuses umschließenden Flansch des Ventilgehäuses
gebildet werden, und daß die Steuervorrichtung für das Gasdosierventil aus einem
intermittierend die Ventilspindel - unter Freigabe des Einlasses zum Dosierraum
und gleichzeitigem Verschluß des Auslasses aus diesem - anhebenden Elektromagneten
besteht, der mit dem Wassermengenmesser als Impulsgeber durch einen Stromkreis verbunden
ist.
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Eine erfindungsgemäße Abänderung der Einrichtung besteht darin, daß
der Ventilkörper aus nur einem Ventilteller besteht, daß in den zugehörigen Messersitz
die Gaszufuhrleitung mündet, und daß das den Dosierraum umschließende Ventilgehäuse
durch eine Membran gasdicht gegen die Ventilsteuer-Vorrichtung einschließlich einer
den Ventilteller gegen den Messersitz drückenden Feder abgeschlossen ist.
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Das erfindungsgemäße Doszerventil arbeitet intermittierend, und die
kleinen, durch das Ventil zugeführten Gasmengen können in der Expansionskammer bis
zu hohem spezifischem Volumen expandieren. Es sind bei einfachster Bauä.rt äußerst
feine Dosierungen möglich.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch die Achse des
Ventils der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II
der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig.
1 und Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Dosierungsventils.
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Der Speicherbehälter 1 (Fig. 1 bis 3) ist an das Ej ektorgehäuse 2
angeschweißt und bildet- mit diesem zusammen ein blockförmiges Aggregat. Am Speicherbehälter
1 ist das Messersitzeinlaßventil 3 festgeschraubt. Die Ventilspindel 4 wird auf
bekannte, nicht dargestellte Weise durch einen Elektromagneten 5 betätigt, dessen
Spule in einem elektrischen Steuerkreis 6 liegt, der vom Wassermesser 7 der Wasserzuflußleitung
8 periodisch geöffnet und geschlossen wird. An der Ventilspindel 4 sind die beiden
Ventilteller 9 und 10 befestigt. Zwischen diesen Tellern liegen die Messersitze
11 und 12 des Ventilgehäuses 13. Sie bilden Kanten eines Innenflansches 14 des Gehäuses
13. Der Raum zwischen diesem Innenflansch 14 und der Hülse 15 bildet einen Dosierraum
70 für das pro Ventilhub an den Speicherraum 16 des Behälters 1 abzugebende Gas.
Das Ventil 3 steht über den Anschluß 27 mit einer nicht dargestellten Leitung in
Verbindung, die zu einem Chlorgasbehälter führt. Vom Raum 16 führt durch die Wandung
des Behälters 1 und durch das Gehäuse 2 eine Leitung 17 zum Ringraum 18 des Ejektors
19. Die Leitung 17 ist durch ein Kugelventil 20 selbsttätig verschließbar. Das durch
die Leitung 17 in den Ej ektor 19 einströmende Gas tritt nach der Ejektordüse 21
in den Kanal 22 des Ejektors 19, in welchem Kanal sich das Gas mit dem durch die
Düse 21 austretenden Wasser vermischt. Das Wasser tritt von der Zuleitung 8 bei
23 in die Vorrichtung ein. Während ein Teil dieses Wassers durch die Düse 21, also
den Ejektor 19 strömt, gelangt der andere Teil durch eine Bohrung 24 in den zum
Ej ektor 19 parallel liegenden Ejektor 25, der durch den Kanal 26 mit dem Ejektor
19 verbunden ist.
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Das Verfahren kann zur Desinfektion von Wasser z. B. durch Chlorgas
mittels der dargestellten Vorrichtung wie folgt durchgeführt werden: Es soll z.
B. nach dem Durchlauf einer bestimmten Wassermenge durch die Leitung 8 jeweils dem
Speicherraum 16 eine kleine Chlorgasmenge zugeführt werden, deren Volumen im unexpandierten
Zustande ungefähr dem Ringraum zwischen dem Innenflansch 14 und der Hülse 15 entspricht.
Zu diesem Zwecke steht der Wassermesser 7 auf nicht dargestellte Weise mit dem Stromkreis
6 so in Verbindung, daß er den Stromkreis jeweils nach der vorgeschriebenen Wassermenge
für einen kurzen Moment schließt. Durch die Schließung des Stromkreises 6 wird der
Magnet 5 erregt und zieht die Spindel 4 aus der Stellung der Fig. 1 nach oben, bis
der Teller 9 am Messersitz 12 anliegt. Der Teller 10 wird dabei vom Messersitz abgehoben,
und es kann Gas in den Ringraum zwischen den Teilen 14 und 15 ein-, aber nicht aus
diesem nach unten ausströmen. Sobald durch Weiterlaufen des Wassermessers der,.
Stromkreis wieder geöffnet wird, geht die Ventilspindel plötzlich in die in Fig.
1 dargestellte Lage zurück, und das Gas im obengenannten Ringraum kann in den Speicherraum
16 eintreten, wo es expandiert. Tatsächlich ist die einströmende Gasmenge um etwas
größer als die im Ringraum liegende, da während des Niederganges des Ventiltellers
10 noch etwas Gas von oben in den Ringraum einströmen kann. Da aber der Ventilteller
plötzlich niedergeht, ist die nachströmende Gasmenge vernachlässigbar. Es strömt
also bei jedem Arbeitsgang des Elektromagneten 5 im wesentlichen die kleine Gasmenge
in den Raum 16 ein, die sich vor dem Niedergang der Ventilspindel im Ringraum zwischen
den Teilen 14 und 15 befand. Die vom Raum 16 durch die Leitung 17 strömende Gasmenge
ist abhängig von der Differenz der Drücke im Raum 16 und im Ejektor 19.
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Die Speisung des Speicherraumes erfolgt also intermittierend in kleinen
Dosen, die von der durch die Leitung 8 strömenden Wassermengen abhängen. Wird diese
Wassermenge größer, arbeitet also der Wassermesser rascher, so folgen die einzelnen
Ventilhübe rascher aufeinander, die Speisung des Behälters 16 wird somit größer,
und der Druck des expandierten Gases im Raume 16 steigt. Dadurch steigt aber auch
die Differenz zwischen den Drücken im Behälter 16 und im Ejektor 19, und es strömt
somit mehr Gas durch die Leitung 17 in den Ejektor 19. Bei abnehmender Wassermenge
tritt die umgekehrte Erscheinung ein. Es erfolgt also auch der Austritt des Gases
durch die Leitung 17 dosiert, wobei diese Dosierung von der dosierten Zufuhr des
Gases zum Raume 16 abhängt.
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Da das Gas in kleinen Mengen zum Speicherraum 16 geführt und dort
außerdem noch expandiert wird, das spezifische Volumen des Gases im Raume 16 somit
sehr groß ist, so ist die Dosierung des Wassers mit Chlorgas im Ejektor 19 sehr
fein.
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Das Chlorgas, das sich im Ejektor 19 bereits mit Wasser vermengt,
wird im zweiten Ejektor 25 noch inniger mit dem Wasser vermischt. Nach dem zweiten
Ejektor 25 kann das Wasser entweder ziem zu desinfizierenden Hauptwasserstrom zugeführt
werden, oder es kann der Hauptwasserstrom selbst durch die Leitung 24 fließen.
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Zur Erzielung eines möglichst konstanten spez. Gasvolumens im Speicherraum
kann man den letzteren in zwei oder mehr miteinander verbundene Einzelräume unterteilen.
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An Stelle des Ventils gemäß Fig. 1 kann das Dosierventil der Fig.
4 verwendet werden.
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In Fig. 4 ist in der Wandung des Speicherbehälters 1 das Anschlußstück
28 eingeschraubt, in welchem seinerseits der Träger 29 für den Messerventilsitz
30 festgeschraubt ist. Die Zufuhrleitung 31 für das Gas ist mittels der Überwurfmutter
32 an den Gaszufuhrkanal 33 zum Ventilsitz 30 angeschlossen. Dem Ventil 30, 35 kann,
z. B. in der Leitung 31, ein nicht dargestelltes Druckreduzierventil vorgeschaltet
sein. Der mit der Messerkante34 des Ventilsitzes30 zusammenarbeitende Ventilteller
35 ist in den Kopf 36 der Ventilspindel 37 eingesetzt. Eine Membran 38 ist zwischen
dem Kragen 39 des Anschlußstückes 28 und einer Schulter einer auf letzterem aufgeschraubten
Büchse 40 gasdicht festgeklemmt, während eine auf der Spindel 37 sitzende Mutter
41 die Membran 38 gasdicht an den Kopf 36 anpreßt. Der das Ventil 30, 35 aufnehmende
Dosierraum 42 ist also nach oben gasdicht abgeschlossen. Die Mutter 41 ist durch
einen Federring 43 und durch eine Gegenmutter 44 gegen Drehen gesichert. Eine sich
an der Gegenmutter 44 und am Boden einer Büchse 45 abstützende Druckfeder 46 hat
das Bestreben, den Ventilteller 35 auf die Messerkante 34 zu drücken, d. h. das
Ventil zu schließen. Die Büchse 45 ist unter Zwischenlage einer Abdichtung 46a in
die Büchse 40 eingeschraubt. Die Hülse 47 ist auf die Spindel 37 aufgeschraubt und
dient der letzteren als Führung längs der Bohrung des Flansches der Büchse 45. Die
Spindel 37 ist mittels der Gewindemuffe 48 mit einer Spindel 49 verbunden. Die Muffe
48 dient der Einstellung der Hubhöhe des Ventiltellers 35. Sie ist durch Gegenmuttern
50 und Federringe 51 gegen Drehen gesichert. Eine auf der
Büchse
40 abgestützte und durch die auf die Büchse 40 aufgeschraubte Mutter 52 gehaltene
Platte 53 trägt Rohre 54, durch welche Schraubenbolzen 55 hindurchtreten, mit deren
Hilfe der durch sein Gehäuse 56 angedeutete Elektromagnet befestigt ist. Die Spindel
49 ist mit dem nicht dargestellten Kern des Elektromagneten gekuppelt. Letzterer
kann auf gleiche oder andere Weise gesteuert werden als im ersten Beispiel.
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Der Ventilteller 35 wird durch den Elektromagneten intermittierend
in vorgeschriebenem Rhythmus, beispielsweise durch eine Wasseruhr gesteuert und
von der Kante 34 abgehoben und durch die Feder 46 wieder aufgesetzt. Dadurch strömt
das Gas in dosierten Mengen durch den Kanal 33, das Ventil 30, 35,
den Dosierraum 42 und den Durchlaß 57 in den Speicherraum 16, wo es expandiert.
Auch hier können kleinste Gasmengen sehr genau dosiert werden.
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Während in der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 der Elektromagnet
vom zuströmenden Gas bestrichen wird, ist er in Fig. 4 durch die Membran 38 vollkommen
gegen Zutritt von Gas geschützt.
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In beiden Ausführungsformen kann der Kontaktgeber für den Elektromagneten
auf bekannte Weise so ausgebildet sein, daß die Kontaktdauer bei jeder Geschwindigkeit
des durch den Messer 7 fließenden Wassers gleich groß ist. So kann z. B. eine federbelastete
Schleppkupplung zwischen einem vom Wassermesser angetriebenen Rad und einem den
Kontakt steuernden Rad vorgesehen sein. Die beiden Räder sind durch eine Feder miteinander
verbunden. Zuerst läuft nur das vom Wassermesser angetriebene Rad und spannt .die
Feder. Hat die Feder eine bestimmte Spannung erreicht, so bewegt sie das andere
Rad, welches den Kontakt steuert. Die Dauer der Kontaktgabe ist somit immer von
einer bestimmten bei jeder Geschwindigkeit des Wassers gleichbleibenden Spannung
der Feder abhängig.