DE1211129B

DE1211129B - Device for introducing a measured amount of a gas into a liquid, in particular for chlorinating water

Info

Publication number: DE1211129B
Application number: DEP25736A
Authority: DE
Inventors: Andre Louis Lapaix
Original assignee: ANDRE LOUIS LAPAIX; PRAT DANIEL FA
Current assignee: ANDRE LOUIS LAPAIX; PRAT DANIEL FA
Priority date: 1959-09-24
Filing date: 1960-09-23
Publication date: 1966-02-24
Also published as: FR1245005A; GB911988A; FR77932E

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

BOIjBOIj

Deutsche K] 12 g-1/01 German K] 12 g -1/01

P 25736IV a/12 gP 25736IV a / 12 g

23. September 1960September 23, 1960

24. Februar 1966February 24, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einführen einer abgemessenen Menge eines Gases in eine Flüssigkeit, insbesondere zum Chloren von Wasser.The invention relates to a device for introducing a measured amount of a Gas into a liquid, especially for chlorinating water.

Es ist eine Vorrichtung der genannten Art bekannt, bei der die Flüssigkeit mittels einer Regelvorrichtung kontinuierlich mit dem Gas versetzt und mittels einer Pumpe bewegt wird. Hierbei wird eine Differentialdruckvorrichtung sowohl durch den Druck des der Flüssigkeit zugeführten Gases als auch durch denjenigen der Flüssigkeit in der Weise geregelt, daß das Verhältnis zum zugeführten Gas und zur Flüssigkeit immer gleichmäßig bleibt. Es wird also die Chlormenge proportional zur Wassermenge bemessen. Der Druckabfall in der Wasserleitung, der mit der Wassermenge veränderlich ist, wird mit einem ebenfalls veränderlichen Druckabfall in der Chlorleitung verglichen, wodurch im Fall des Ungleichgewichtes die Veränderung der Chlormenge geregelt wird. Die Chlormenge wird durch eine Vorrichtung gemessen, durch die das Chlor hindurchgeht. Das Chlor kommt daher mit Teilen in Berührung, wie z.B. Membranen, Zählern u. dgl., welche durch das Chlor angegriffen werden können, so daß die Gefahr eines Leckens des giftigen Gases nicht ausgeschlossen ist. Weiterhin erfolgt bei dem bekannten Meßprinzip die Bestimmung der eingespritzten Chlormenge nicht genau genug.A device of the type mentioned is known in which the liquid is controlled by means of a regulating device is continuously mixed with the gas and moved by means of a pump. Here, a differential pressure device is used regulated both by the pressure of the gas supplied to the liquid and by that of the liquid in such a way that the relationship to the gas supplied and to the liquid always remains constant. So it will be the Measure the amount of chlorine proportionally to the amount of water. The pressure drop in the water line associated with the The amount of water is variable, with a likewise variable pressure drop in the chlorine line compared, whereby the change in the amount of chlorine is regulated in the event of an imbalance. the The amount of chlorine is measured by a device through which the chlorine passes. The chlorine is coming therefore with parts in contact, such as membranes, meters and the like, which are attacked by the chlorine can be, so that the risk of leakage of the poisonous gas is not excluded. Still takes place With the known measuring principle, the determination of the injected amount of chlorine is not accurate enough.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine genauere Bestimmung der eingespritzten Gasmenge ermöglicht und bei der eine Berunning des Gases mit den Teilen der Meßvorrichtung zur Verhinderung einer Korrosion und der daraus sich ergebenden Folgen vermieden ist. Die Vorrichtung zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß zwei Kammern mit hydraulischem Abschluß, von denen die erste Kammer mit dem einzuführenden Gas gespeist wird und eine Entspannungskammer bildet und die zweite Kammer die zu behandelnde Flüssigkeit enthält und als Absorptionskammer dient, angeordnet sind und gasseitig durch eine Öffnung von einstellbarem Querschnitt verbunden sind, daß in der zweiten Kammer ein Unterdruck erzeugt wird und die behandelte Flüssigkeit abgeführt wird und daß eine Regelvorrichtung zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckunterschiedes zwischen den beiden Kammern vorgesehen ist, die ein Nadelventil in der zweiten Kammer aufweist, das von einem Schwimmer in der ersten Kammer zu betätigen ist.The object of the invention is to provide a device that allows a more accurate determination of the injected Allows amount of gas and in which a Berunning of the gas with the parts of the measuring device to prevent corrosion and the resulting consequences is avoided. The device is characterized according to the invention in that two chambers with hydraulic closure of which the first chamber is fed with the gas to be introduced and forms an expansion chamber and the second chamber contains the liquid to be treated and serves as an absorption chamber are and are connected on the gas side through an opening of adjustable cross-section that in the second chamber a negative pressure is generated and the treated liquid is discharged and that a regulating device for maintaining a constant pressure difference between the two Chambers is provided which has a needle valve in the second chamber operated by a float is to be operated in the first chamber.

Während man bei den bekannten Vorrichtungen den Leitungsquerschnitt konstant hält und auf die Druckdifferenz, die gemessen wird, einwirkt, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung diese Diffe-Vorrichtung zum Einführen einer abgemessenen Menge eines Gases in eine Flüssigkeit,
insbesondere zum Chloren von WasserWhile the line cross-section is kept constant in the known devices and the pressure difference that is measured is acted on, in the device according to the invention this Diffe device is used for introducing a measured amount of a gas into a liquid,
especially for chlorinating water

Anmelder:Applicant:

Fa. Prat-Daniel, Paris;Prat-Daniel, Paris;

Andre Louis Lapaix, Saint-Cloud, Seine-et-Oise (Frankreich)Andre Louis Lapaix, Saint-Cloud, Seine-et-Oise (France)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dr.-Ing. Th. MeyerDr.-Ing. Th. Meyer

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. J. F. Fues,and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. J. F. Fues,

Patentanwälte, Köln 1, DeichmannhausPatent attorneys, Cologne 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 24. September 1959 (805 977), vom 22. Juni 1960 (830 766)France of September 24, 1959 (805 977), of June 22, 1960 (830 766)

renz konstant gehalten, und es wird auf den Leitungsquerschnitt eingewirkt, der leichter genau zu bestimmen ist. Außerdem erfordert die Bestimmung des Leitungsquerschnittes weder den Durchgang des korrodierenden Gases durch die Meßvorrichtung noch die Entspannung des Gases in einem mit einer Membran versehenen Druckminderventil.renz is kept constant, and the line cross-section is acted on, which is easier to determine precisely. In addition, the determination of the Line cross-section neither the passage of the corrosive gas through the measuring device nor the expansion of the gas in a pressure reducing valve provided with a membrane.

Bekanntlich ist die Fördermenge eines Gases in einer Leitung gegeben durch eine Gleichung von der FormAs is known, the flow rate of a gas in a line is given by an equation of the shape

in welcherin which

ρ ~ ρρ ~ ρ

2 g ±λ 1Ά.2 g ± λ 1Ά.

Y ' Y '

5 der Leitungsquerschnitt ist;
α und β sind leicht bestimmbare Parameter;
P₁ und P₂ sind die Drücke des Gases am Eingang5 is the line cross section;
α and β are easily determinable parameters;
P ₁ and P ₂ are the pressures of the gas at the inlet

und Ausgang der Leitung;
Y ist das spezifische Gewicht des Gases, und g ist die Schwerkraftbeschleunigung.and output of the line;
Y is the specific gravity of the gas and g is the acceleration due to gravity.

Die Wassermenge ist bis auf minimale Veränderungen praktisch als konstant zu betrachten. Die Messung der einzuführenden Chlormenge wird in-The amount of water is to be regarded as practically constant apart from minimal changes. the Measurement of the amount of chlorine to be introduced is

609 509/347609 509/347

direkt mittels einer Größe vorgenommen, welche infolge der Ausbildung der Vorrichtung zur Chlormenge proportional ist. Der Chlorgasmesser arbeitet nach einem hydropneumatischen Prinzip. Dadurch wird ein erheblich großer Bereich der effektiv durch die Vorrichtung abgegebenen Chlormenge ermittelt. Dieses Prinzip erlaubt eine große Anzahl von Kombinationen für das Einführen der Chlormenge in eine oder mehrere Kreisläufe in Abhängigkeit von hydraulischen oder chemischen Parametern.made directly by means of a variable, which as a result of the design of the device for the amount of chlorine is proportional. The chlorine gas meter works on a hydropneumatic principle. Through this a considerably large range of the amount of chlorine effectively emitted by the device is determined. This principle allows a large number of combinations for introducing the amount of chlorine into one or several circuits depending on hydraulic or chemical parameters.

Vorteilhaft befindet sich in der zweiten Kammer ein mit der Pumpe und mit der Abführungsleitung verbundenes Rohr, das von einer Glocke umgeben ist, die mit dem unteren Ende in die zu behandelnde Flüssigkeit eintaucht und mit dem Schwimmer verbunden ist. Das Rohr weist eine Nadel auf, die in die Öffnung der Glocke derart eingreift, daß diese Öffnung je nach der durch den Schwimmer gesteuerten Stellung der Glocke mehr oder weniger verschlossen ist. Die beiden Kammern können übereinander angeordnet sein, wobei die erste Kammer oberhalb der zweiten Kammer liegt. Der Schwimmer ist mit der Glocke durch eine Stange verbunden, welche durch die Platte der ersten Kammer mittels eines hydraulischen Verschlusses hindurchgeführt wird.A with the pump and with the discharge line is advantageously located in the second chamber connected tube, which is surrounded by a bell, which with the lower end in the to be treated Immersed in the liquid and connected to the float. The tube has a needle that goes into the Opening of the bell engages in such a way that this opening depends on the one controlled by the float Position of the bell is more or less closed. The two chambers can be arranged one above the other be, the first chamber is above the second chamber. The swimmer is with the Bell connected by a rod, which passes through the plate of the first chamber by means of a hydraulic Closure is passed.

Als Meßeinrichtung kann ein Flüssigkeitsmanometer dienen, dessen beide Schenkel mit einer Druckgasquelle verbunden sind, und zwar der erste Schenkel durch ein Tauchrohr und der zweite Schenkel durch eine am oberen Ende desselben angeordnete kalibrierte Öffnung. Der zweite Schenkel ist außerdem mit einer Leitung verbunden, die in Reihe zu einer kalibrierten Öffnung angeordnet ist und deren Querschnitt umgekehrt proportional zum Querschnitt der Verbindungsöffnung veränderbar ist. Das Manometer kann in der ersten Kammer angeordnet sein.As a measuring device, a liquid manometer can be used, the two legs of which with a Pressurized gas source are connected, namely the first leg by a dip tube and the second Leg through a calibrated opening arranged at the upper end of the same. The second leg is also connected to a conduit arranged in series with a calibrated orifice and whose cross-section can be changed inversely proportional to the cross-section of the connecting opening. That Manometer can be arranged in the first chamber.

Die Vorrichtung der Erfindung ist nicht auf das Zuführen von Chlor beschränkt, sondern dient allgemein zur Einführung einer bemessenen Menge eines Gases zur Flüssigkeit, z. B. von Sauerstoff, Wasserstoff, Fluor, Ammoniak u. dgl., in Wasser oder eine andere Flüssigkeit. Bei Ammoniak wird man als Flüssigkeit vorteilhaft Petroleum verwenden. Beim Einführen von Ammoniak erfolgt vorteilhaft eine Kopplung mit dem Einführen von Chlor zum Sterilisieren von Wasser in heißen Ländern, in welchen die Sterilisation mit Chlor allein infolge der geringen Stabilität von Chlor bei erhöhten Temperaturen Schwierigkeiten bereitet. Durch die gleichzeitige Einführung von Chlor und Ammoniak wird das bekannte bakterientötende Chloramin gebildet, das infolge seiner Stabilität eine längere Haltbarkeit als Chlor aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch zum Einführen von Phosgen in eine organische Flüssigkeit.The device of the invention is not limited to the supply of chlorine, but serves in general for introducing a measured amount of a gas to the liquid, e.g. B. of oxygen, Hydrogen, fluorine, ammonia and the like in water or another liquid. In the case of ammonia, one is called Liquid advantageously use petroleum. When ammonia is introduced, one advantageously takes place Coupling with the introduction of chlorine to sterilize water in hot countries where the Sterilization with chlorine alone due to the poor stability of chlorine at elevated temperatures Causes difficulties. The introduction of chlorine and ammonia at the same time makes the familiar Bactericidal chloramine is formed which, due to its stability, has a longer shelf life than chlorine having. The device according to the invention is also suitable for introducing phosgene into an organic Liquid.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten beiden Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.The invention is explained below with reference to the two exemplary embodiments shown in the drawing explained.

F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung; inF i g. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention in a schematic representation; in

Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt.Fig. 2 shows a modified embodiment of the device.

Die Vorrichtung der F i g. 1 enthält eine Kammer A zur Entspannung des Chlors, eine Kammer B zur Absorption des Chlors, eine Einrichtung C zur Zuführung des Chlors in die Kammer A₁ einen mit der Kammer B verbundenen Kreislauf D zur Verteilung des Betriebswassers, einen Huf swasserkreislauf E, der die Kammern^ undB speist, und eine EinrichtungF zur Messung der Menge des eingespritzten Chlors.
Die Kammer A ist durch einen Boden la gebildet, auf welchem eine Haube 2 a ruht. Rund um die Haube ist eine ringförmige Wanne 3 a angeordnet, die mit dem Inneren der Haube 2 a durch einen Durchlaß 4 a verbunden ist. Die Wanne 3 a wird mitThe device of FIG. 1 contains a chamber A for expanding the chlorine, a chamber B for absorbing the chlorine, a device C for supplying the chlorine into the chamber A _1, a circuit D connected to the chamber B for distributing the process water, a Huf swasserkreislauf E, which Chambers ^ and B feeds, and a device F for measuring the amount of injected chlorine.
The chamber A is formed by a floor la on which a hood 2 a rests. Around the hood, an annular trough 3 a is arranged, which is connected to the interior of the hood 2 a through a passage 4 a . The tub 3 a is with

ίο Wasser aus dem Kreislauf E durch eine Leitung Sa gespeist. Der Wasserspiegel in der Wanne wird durch einen Überlauf 6 a und einen Schwimmer 7 α konstant gehalten, der den Auslaßstutzen der Leitung 5 a schließt, wenn das Niveau des Überlaufs erreicht ist.ίο Water from circuit E fed through a line Sa. The water level in the tub is kept constant by an overflow 6 a and a float 7 α, which closes the outlet of the line 5 a when the level of the overflow is reached.

Die Wanne 3 a bildet daher für die Haube bzw. Kammer 2 a einen hydraulischen Verschluß.The tub 3 a therefore forms a hydraulic lock for the hood or chamber 2 a.

Die Kammer B weist die gleichen Teile auf, welche die gleiche Aufgabe erfüllen wie die vorstehend angegebenen Teile der Kammer A. Diese Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, die jedoch mit dem Index b versehen sind. Die Kammern A und B sind übereinander angeordnet, wobei die Kammer 2 b durch einen Teil des Bodens._1 α und durch Seitenwände gebildet wird, die mit dieser Platte aus einem Stück bestehen. Der Kreislauf E wird durch ein Absperrventil 8, ein Filter 9, ein Drückminderventil 10 und ein Manometer 11 vervollständigt.The chamber B has the same parts, which fulfill the same function as the parts of the chamber A indicated above. These parts are denoted by the same reference numerals, but given the index b . The chambers A and B are arranged one above the other, the chamber 2 b being formed by part of the floor 1 and by side walls which are made in one piece with this plate. The circuit E is completed by a shut-off valve 8, a filter 9, a pressure reducing valve 10 and a pressure gauge 11.

Der Kammer A wird Chlor aus einer Speiseeinrichtung C zugeführt, die außer einem (nicht dargestellten) Behälter verflüssigten Gases ein Filter 12 und eine Rohrleitung 13 aufweist, an welche ein Manometer 14 angeschlossen ist. Die Rohrleitung 13 ist mit einem Zuführungsrohr 15 verbunden, die durch die Platte la hindurchgeht und in der Kammer 2a mit Austrittsöffnungen 16 mündet. Der Querschnitt der Austrittsöffnungen 16 wird durch einen Schwimmer 17 derart geregelt, daß dieser Querschnitt um so größer ist, je höher der Schwimmer steht.The chamber A is supplied with chlorine from a feed device C which, in addition to a container of liquefied gas (not shown), has a filter 12 and a pipe 13 to which a manometer 14 is connected. The pipeline 13 is connected to a feed pipe 15 which passes through the plate 1 a and opens into the chamber 2 a with outlet openings 16. The cross section of the outlet openings 16 is regulated by a float 17 in such a way that this cross section is greater, the higher the float is.

Das Innere der Kammer 2 a ist mit dem Inneren der Kammer 2 b durch ein Rohr 18 verbunden, das in eine Leitung 19 mündet, welche in einen angesetzten Teil 20 des Bodens la vorgesehen ist. Das andere Ende der Leitung 19 mündet mit einer öffnung 21 in das Innere der Kammer 2 b. Der Querschnitt der öffnung 21 ist durch eine Nadel 22 regelbar, die in einer Hülse 23 verschiebbar angeordnet ist. Rund um die Hülse 23 bildet eine Kappe 24 einen hydraulischen Verschluß. Die Steuerung der Nadel 22 wird in Verbindung mit der Meßeinrichtung beschrieben.The interior of the chamber 2 a is connected to the interior of the chamber 2 b by a tube 18 which opens into a line 19 which is provided in an attached part 20 of the bottom la. The other end of the line 19 opens with an opening 21 into the interior of the chamber 2 b. The cross section of the opening 21 can be regulated by a needle 22 which is arranged displaceably in a sleeve 23. Around the sleeve 23 a cap 24 forms a hydraulic closure. The control of the needle 22 will be described in connection with the measuring device.

Die Kammer A wird durch ein Manometer vervollständigt, welches den Druckunterschied zwischen den Kammern A und B mißt, und durch eine Einrichtung, welche diesen Druckunterschied konstant hält.Chamber A is completed by a manometer which measures the pressure difference between chambers A and B , and by a device which keeps this pressure difference constant.

Das Manometer besteht aus einem Rohr 25, das durch den Boden la hindurch mit der Kammer 2b verbunden ist, und aus einer Glocke 26, welche das Rohr umgibt und auf dem Boden la ruht, wobei zwischen diesen beiden Teilen ein Zwischenraum 27 gelassen ist. Ein ringförmiger Schwimmer 28 umgibt die Glocke 26 und ist mit einem Zeiger 28' versehen, dessen Länge der Wassersäule entspricht, welche den konstantem Druckunterschied darstellt, den man zwischen den Kammern A und B aufrechtzuerhalten wünscht. Durch einen einfachen Vergleich mit dem Niveau in der Glocke 26 kann man feststellen, ob die Vorrichtung normal arbeitet.The manometer consists of a tube 25 which is connected through the floor la with the chamber 2b , and of a bell 26 which surrounds the pipe and rests on the floor la, a gap 27 being left between these two parts. An annular float 28 surrounds the bell 26 and is provided with a pointer 28 ', the length of which corresponds to the water column which represents the constant pressure difference which it is desired to maintain between chambers A and B. A simple comparison with the level in the bell 26 can be used to determine whether the device is operating normally.

Die Einrichtung, welche ermöglicht, den Druckunterschied zwischen den Kammern A und B konstant zu halten, besteht aus einem Schwimmer 29, der durch eine' Glocke 30 verlängert ist, in deren Innerem eine Stange 31 befestigt ist. Die Stange 31 geht durch den Boden la hindurch und ist in einem Rohr 32 verschiebbar, das von der Glocke 30 unter Bildung eines hydraulischen Verschlusses umschlossen wird. Die Stange 31 kann auf diese Weise ohne Lecken in die Kammer 2 b eintreten, in deren Innerem sie an einem Zylinder 33 befestigt ist, der mit einer Glocke 34 fest verbunden ist.The device which enables the pressure difference between chambers A and B to be kept constant consists of a float 29 extended by a bell 30 inside which a rod 31 is fixed. The rod 31 passes through the bottom la and is displaceable in a tube 32 which is enclosed by the bell 30 to form a hydraulic lock. The rod 31 can occur in this way b without leakage into the chamber 2, inside which it is attached to a cylinder 33 which is fixedly connected to a bell 34th

Der Zylinder 33 ist mit seitlichen Öffnungen 35 versehen. Das Innere des Zylinders 33 ist durch eine Öffnung 36 mit dem Inneren der Glocke 34 verbunden. Die Öffnung 36 wird je nach der senkrechten Stellung der Glocke 34 durch eine Nadel 37 mehr oder weniger verschlossen, und der Querschnitt der Öffnung 36 ist demnach um so geringer, je höher die Glocke 34 steht.The cylinder 33 is provided with lateral openings 35. The inside of the cylinder 33 is through a Opening 36 connected to the interior of the bell 34. The opening 36 is depending on the vertical Position of the bell 34 more or less closed by a needle 37, and the cross section of the The higher the bell 34, the smaller the opening 36.

Die Nadel 37 ist mit einem Rohr 38 für den Austritt der Chlorlösung fest verbunden, die aus der Kammer B durch seitliche Öffnungen 39 des Rohres 38 austritt. Die Höhe der Öffnungen 39 oberhalb des Bodens Ib ist durch Verschiebung des Rohres 38 mittels einer Stellschraube 40 regelbar. Das Rohr 38 ist durch eine Abführungsleitung 41 an den Kreislauf D zur Verteilung des Betriebswassers angeschlossen. Dieser Kreislauf besteht aus einer einfachen Leitung, in welche das Wasser unter Druck eingeführt wird. Infolge der Anordnung eines Venturirohres 42 in dieser Leitung erzeugt das Wasser in der Leitung 41 eine Saugwirkung. Ein Kugelventil 43 sperrt die Leitung 41 vom Kreislauf D ab, wenn dieser nicht mit Wasser gespeist wird.The needle 37 is firmly connected to a tube 38 for the exit of the chlorine solution, which exits the chamber B through lateral openings 39 of the tube 38. The height of the openings 39 above the base 1b can be regulated by moving the tube 38 by means of an adjusting screw 40. The pipe 38 is connected by a discharge line 41 to the circuit D for distributing the process water. This circuit consists of a simple pipe into which the water is introduced under pressure. As a result of the arrangement of a Venturi tube 42 in this line, the water in the line 41 generates a suction effect. A ball valve 43 blocks the line 41 from the circuit D when this is not fed with water.

Die Kammer B ist durch einen Überlauf vervollständigt, der aus einem Rohr 44 besteht, das durch den Boden Ib hindurchgeht und an das Abflußrohr angeschlossen ist. Das Rohr 44 ist von einem KolbenThe chamber B is completed by an overflow consisting of a pipe 44 which passes through the bottom Ib and is connected to the drainage pipe. The tube 44 is of a piston

45 umschlossen, der einen hydraulischen Verschluß bildet.45 enclosed, which forms a hydraulic lock.

In der Meßeinrichtung F macht sich die Veränderung des Querschnitts der Öffnung 21 bemerkbar, welche durch die Nadel 22 bewirkt wird. Die Nadel 22 erstreckt sich mit einem mit Gewinde versehenen Teil 47 in ein am Teil 20 befestigtes Regelgehäuse 46. Jenseits des mit Gewinde versehenen Teils 47 ist ein Nocken 48 befestigt, der durch einen im wesentlichen senkrecht stehenden Keil gebildet wird. Mit dem mit Gewinde versehenen Teil 47 wirkt eine Mutter 49 zusammen, die im Boden des Gehäuses 46 drehbar gelagert ist und die durch ein Kegelradgetriebe 50 in Drehung versetzt wird, das mittels eines Handrades 51 betätigbar ist.In the measuring device F , the change in the cross section of the opening 21, which is caused by the needle 22, becomes noticeable. The needle 22 extends with a threaded part 47 into a control housing 46 attached to the part 20. Beyond the threaded part 47, a cam 48 is attached, which is formed by a substantially perpendicular wedge. A nut 49, which is rotatably mounted in the bottom of the housing 46 and which is set in rotation by a bevel gear 50 which can be actuated by means of a handwheel 51, cooperates with the threaded part 47.

Der Nocken 48 stützt sich auf dem einen Ende eines Hebels 52 ab, dessen mittlerer Teil im GehäuseThe cam 48 is supported on one end of a lever 52, the middle part of which is in the housing

46 schwenkbar gelagert ist und dessen anderes Ende einen Taststift 53 trägt. In Abhängigkeit von der Stellung des Nockens 48 verschließt der Taststift 53 mehr oder weniger die Austrittsöffnung einer Leitung 54, in welcher derselbe entgegen der Wirkung einer Rückführfeder 55 verschiebbar angeordnet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Querschnitt dieser Austrittsöffnung um so größer ist, je kleiner der Querschnitt der Öffnung 21 ist.46 is pivotably mounted and the other end of which carries a stylus 53. Depending on the In the position of the cam 48, the feeler pin 53 more or less closes the outlet opening of a line 54, in which the same is arranged displaceably against the action of a return spring 55. the The arrangement is such that the cross section of this outlet opening is larger, the smaller it is is the cross section of the opening 21.

Die Leitung 54 ist an den eigentlichen Meßkreislauf angeschlossen, der aus einem Flüssigkeitsmanometer mit zwei Schenkeln 56, 57 besteht. In den Schenkel 56 taucht ein Rohr 58 ein, das durch eine Druckgasquelle 59 und eine Leitung 60 mit Luft oder einem anderen verdichteten Gas gespeist wird. Das obere Ende des Rohres 58 ist durch eine kalibrierte Öffnung 61 mit einer Kammer 62 verbunden. An den mittleren Teil der Kammer 62 ist der Schenkel 57 angeschlossen, während mit dem der Öffnung 61 gegenüberliegenden Ende der Kammer 62 die Leitung 54 verbunden ist. Der Schenkel 57 ist auf diese WeiseThe line 54 is connected to the actual measuring circuit, which consists of a liquid manometer with two legs 56, 57 consists. In the leg 56, a tube 58 is immersed, which is through a Pressurized gas source 59 and a line 60 is fed with air or another compressed gas. That The upper end of the tube 58 is connected to a chamber 62 through a calibrated opening 61. To the middle part of the chamber 62 of the leg 57 is connected, while with that of the opening 61 opposite end of the chamber 62 the line 54 is connected. The leg 57 is in this way

ίο einem Druck unterworfen, der vom Verhältnis der Querschnitte der Öffnung 61 und der Öffnung der Leitung 54 abhängig ist, welche durch den Taststift 53 mehr oder weniger verschlossen wird. Dieser Druck ist proportional zur Chlormenge, die durch die Öffnung 21 hindurchgeht. Dieser Druck zeigt sich als ein Niveauunterschied h zwischen den beiden Schenkeln 56 und 57, der auf einer Skala 63 ablesbar ist.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:ίο subjected to a pressure that is dependent on the ratio of the cross sections of the opening 61 and the opening of the line 54, which is more or less closed by the stylus 53. This pressure is proportional to the amount of chlorine that passes through the opening 21. This pressure is shown as a level difference h between the two legs 56 and 57, which can be read on a scale 63.
The device works as follows:

Wenn die Öffnung 21 auf einen bestimmten Öffnungsgrad eingestellt ist und angenommen wird, daß der Hilfswasserkreislauf E und der Wasserkreislauf D geöffnet sind, füllen sich bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung die untere Wanne 3 b und die obereIf the opening 21 is set to a certain degree of opening and it is assumed that the auxiliary water circuit E and the water circuit D are open, the lower tub 3 b and the upper one fill when the device is started up

tr Wanne 3ß mit Wasser, bis der Flüssigkeitsspiegel die Höhe des Überlaufs 6b bzw. 6a erreicht. tr tub 3ß with water until the liquid level reaches the height of the overflow 6b or 6a.

Das in den Kreislauf D des Betriebswassers eingeschaltete Venturirohr 42 erzeugt einen Unterdruck, der sich zuerst im Inneren der Glocke 34 bemerkbar macht, welche mit der Unterdruckregeleinrichtung 29, 30, 31 fest verbunden ist. Dadurch wird der Wasserspiegel im Inneren der Glocke 34 bis zur Höhe der Öffnungen 39 angehoben. Dann wird der Unterdruck durch die Öffnung 36 und die kalibrierten Öffnungen 35 auch in das Innere der Kuppel 2b übertragen. Dadurch wird die Kammer B unter Unterdruck gesetzt, was ein Ansteigen des Wasserspiegels im Inneren derselben zur Folge hat. Dieser Unterdruck wird schließlich durch die Öffnung 21, die Leitung 19 und das Rohr 18 in das Innere der Kammer 2 a übertragen, was ebenfalls ein Ansteigen des Wasserspiegels im Inneren derselben bewirkt.The Venturi tube 42, which is switched into the circuit D of the process water, generates a negative pressure which is first noticeable inside the bell 34, which is firmly connected to the negative pressure regulating device 29, 30, 31. As a result, the water level inside the bell 34 is raised to the level of the openings 39. Then the negative pressure is transmitted through the opening 36 and the calibrated openings 35 also into the interior of the dome 2b . This places the chamber B under negative pressure, which causes the water level inside it to rise. This negative pressure is finally transmitted through the opening 21, the line 19 and the pipe 18 into the interior of the chamber 2 a , which also causes the water level inside the same to rise.

Unter der Wirkung des Ansteigens des Wasserspiegeis werden durch den Schwimmer 17 die Austrittsöffnungen 16 geöffnet, und es wird der Schwimmer 29 angehoben, der mittels der Stange 31 die Bewegung der Glocke 34 steuert. Dadurch wird auf konstruktivem Wege der Unterdruck in der Absorptionskammeri? mittels der Nadel 37 geregelt, die den Querschnitt der Öffnung 36 verändert. Auf diese Weise sind die Öffnungen 21 bis zu einem gewissen Grad offen. Außerdem sind diese Öffnungen so bemessen, daß sie unabhängig von dem Öffnungsgrad einen konstanten Druckverlust von beispielsweise 100 mm Wassersäule erzeugen. Dieser Druckverlust wird nach der folgenden Gleichung berechnet:Under the effect of the rise in the water level, the float 17 opens the outlet openings 16 opened, and the float 29 is raised, which by means of the rod 31 the movement the bell 34 controls. As a result, the negative pressure in the absorption chamber is increased in a constructive manner. regulated by means of the needle 37, which changes the cross-section of the opening 36. To this The openings 21 are open to a certain extent. In addition, these openings are dimensioned so that that they have a constant pressure loss of, for example, regardless of the degree of opening Generate 100 mm water column. This pressure loss is calculated according to the following equation:

Ah = K--, (II) Ah = K--, (II)

in welcherin which

Ah — Druckverlust in Millimeter Wassersäule, K = ein Koeffizient, der je nach dem Öffnungsgrad des Rohransatzes veränderlich ist, V= Geschwindigkeit des Gases im freien Ah - pressure loss in millimeters of water column, K = a coefficient that is variable depending on the degree of opening of the pipe socket, V = speed of the gas in the open

Querschnitt in m/s,
W = spezifisches Gewicht des Gases, g = 9,81.Cross section in m / s,
W = specific weight of the gas, g = 9.81.

Die Aufrechterhaltung von Δ h auf dem gewünschten konstanten Wert wird durch die kombinierte Veränderung von K und von V² bewirkt, während die anderen Faktoren konstant bleiben. Für einen beliebigen Öffnungsgrad erfolgt der Durchgang des Unterdruckes durch die Öffnung 21 und daher die Erzeugung des Unterdruckes im Inneren der Kammer 2 a, was das Ansteigen des Wasserspiegels im Inneren der Kammer bewirkt, so daß der Schwimmer 17 des Chloreinlaßventils angehoben wird. Das auf diese Weise in der Entspannungskammer A freigegebene Chlor kann nur einen Weg verfolgen, der es zu der Öffnung 21 führt.The maintenance of Δ h at the desired constant value is effected by the combined change in K and V ² while the other factors remain constant. For any degree of opening, the passage of the negative pressure takes place through the opening 21 and therefore the generation of the negative pressure inside the chamber 2 a, which causes the water level inside the chamber to rise, so that the float 17 of the chlorine inlet valve is raised. The chlorine released in this way in the expansion chamber A can only follow one path which leads it to the opening 21.

Im Inneren der Kammer 2 a steigt der Wasserspiegel an, bis die durch das Anheben des Schwimmers 17 freigegebene erforderliche und ausreichende Chlormenge in dem stromaufwärts der Öffnung 21 angeordneten Rohr eine Geschwindigkeit erzeugt, die mit dem Öffnungsgrad dieser Öffnungen vereinbar ist, um zu erhalten: Ah = 100 mm Wassersäule.Inside the chamber 2 a, the water level rises until the 17 shared by the lifting of the float necessary and sufficient amount of chlorine in the upstream of the opening 21 arranged tube generates a speed which is compatible with the degree of opening of said openings, to obtain: Ah = 100 mm water column.

In dem gleichen Zeitraum hat sich der Schwimmer 29 angehoben, der das Ansteigen der Glocke 34 bewirkt, die mit demselben fest verbunden ist. Diese aufsteigende Bewegung erzeugt auf konstruktivem Wege eine Verringerung des Druckverlustes durch die Öffnung 36.In the same period of time, the float 29 has risen, which causes the bell 34 to rise, which is firmly connected to the same. This ascending movement generates on constructive Ways of reducing the pressure loss through opening 36.

Es ergibt sich schließlich in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad der Öffnung 21 eine Gleichgewichtsstellung zwischen dem Wasserspiegel im Inneren der Kammer A und dem Wasserspiegel im Inneren der Absorptionskammerß, so daß P₁-P₂=^=IOOmDiI Wassersäule wird. Die Wirkung der Vorrichtung besteht im Einspritzen einer abgemessenen Chlormenge sowie im Messen dieser abgemessenen Gasmenge.Finally, depending on the degree of opening of the opening 21, there is an equilibrium position between the water level inside the chamber A and the water level inside the absorption _{chamber, so that P 1} -P ₂ = ^ = 100mDiI water column. The effect of the device is to inject a measured amount of chlorine and to measure this measured amount of gas.

Man ist daher von der Gleichung (I) abhängig, welche das Strömungsgesetz eines Gases in einer Leitung angibt und welche lautet:One is therefore dependent on equation (I), which is the law of flow of a gas in a pipe indicates and which is:

°ι-Λ° ι-Λ

Der WurzelausdruckThe root expression

Λ-Λ-

wird entsprechend der Konstruktion der Vorrichtung auf einem konstanten Wert gehalten. Die Koeffizienten cc und β sind leicht berechenbar und verändern sich nur innerhalb der im voraus bekannten Grenzen, die bei der Eichung leicht berücksichtigt werden können.is kept at a constant value according to the construction of the device. The coefficients cc and β are easy to calculate and only change within the limits known in advance, which can easily be taken into account in the calibration.

Die Veränderung der Gasmenge ist daher praktisch eine Funktion der Veränderung von S, d. h. der frei bleibenden Querschnittsfläche der Öffnung 21. Es genügt daher, diese Querschnittsfläche genau zu messen, um daraus die Menge des eingespritzten Gases ableiten zu können. Dies ist die Aufgabe der Einrichtung F. The change in the amount of gas is therefore practically a function of the change in S, ie the remaining free cross-sectional area of the opening 21. It is therefore sufficient to measure this cross-sectional area precisely in order to be able to deduce the amount of injected gas. This is the job of institution F.

Diese Einrichtung verwandelt indirekt die Veränderungen der Öffnung 21 in erster Linie in Veränderungen der Höhenlage des Nockens 48 und in zweiter Linie in Veränderungen der Luftmenge, die durch die Leitung 54 entweicht. Diese letzteren Veränderungen sind sofort bekannt, weil sie Veränderungen des Druckes erzeugen, die auf dem Manometer 56, 57 leicht ablesbar sind.This device indirectly transforms the changes in the opening 21 primarily into changes the height of the cam 48 and secondly in changes in the amount of air that escapes through line 54. These latter changes are immediately known because they are changes of the pressure, which can be easily read on the manometer 56, 57.

Tatsächlich sind zwei Öffnungen, nämlich die Öffnung 61 und die Austrittsöffnung des Taststiftes 53, hintereinander angeordnet und werden durch einen Druckluftstrom aus der Leitung 60 gespeist. Wenn der Druck in der Leitung 60 konstant ist, ist der Druck h, der im Schenkel 57 herrscht, d. h. zwischen den beiden obengenannten Öffnungen, vom Verhältnis der Querschnitte derselben abhängig.In fact, two openings, namely the opening 61 and the outlet opening of the stylus 53, are arranged one behind the other and are fed by a stream of compressed air from the line 60. If the pressure in the line 60 is constant, the pressure h which prevails in the leg 57, ie between the two above-mentioned openings, depends on the ratio of the cross sections of the same.

Da der Querschnitt der ersten (kalibrierten) Öffnung 61 feststeht, registriert das zur Feststellung der Werte von h verwendete Manometer getreu die Veränderungen des Querschnittes der AustrittsöffnungSince the cross-section of the first (calibrated) opening 61 is fixed, the manometer used to determine the values of h accurately registers the changes in the cross-section of the outlet opening

ίο des Taststiftes 53. Wenn der Querschnitt dieser Öffnung zunimmt, nimmt der Druck h ab, und umgekehrt nimmt der Druck zu, wenn der Querschnitt der Öffnung abnimmt.ίο of the stylus 53. When the cross-section of this opening increases, the pressure h decreases, and conversely, the pressure increases when the cross-section of the opening decreases.

Auf konstruktivem Wege sind jedoch die Veränderangen dieses Querschnittes unmittelbar mit dem Öffnungsgrad der Öffnung 21 verbunden. Man sieht daher, daß der Höhenunterschied h im Schenkel 57 der eingespritzten Chlormenge proportional ist und daß diese Menge leicht auf der Skala 63 abgelesen werden kann. In Abhängigkeit von den beiden Querschnitten der hintereinander angeordneten Öffnungen kann man wichtige Verstärkungskoeffizienten verwenden, wodurch die Genauigkeit der Vorrichtung noch erhöht wird.In a constructive way, however, the changes in this cross section are directly linked to the degree of opening of the opening 21. It can therefore be seen that the height difference h in the leg 57 is proportional to the injected amount of chlorine and that this amount can easily be read on the scale 63. Depending on the two cross-sections of the openings arranged one behind the other, important gain coefficients can be used, which further increases the accuracy of the device.

Die vorstehenden Angaben werden durch die Erfahrung vollkommen bestätigt. Trotzdem sind in der Praxis während des Betriebs der Vorrichtung manchmal sogenannte Pumperscheinungen zu beobachten. Man versteht unter diesem Ausdruck Niveauschwanklingen zwischen den Kammern A und B, die auf Unstabilitäten der Regelorgane zurückzuführen sind, welche ihrerseits durch unvermeidbare Übertragungsverzögerungen zwischen den Befehlsorganen und den Ausführungsorganen hervorgerufen werden.The above information is fully confirmed by experience. Nevertheless, so-called pumping phenomena can sometimes be observed in practice during operation of the device. This expression is understood to mean fluctuations in level between chambers A and B, which are due to instabilities in the regulating organs, which in turn are caused by unavoidable transmission delays between the command organs and the executive organs.

Es wurde bei einer abgeänderten Ausführungsfonn der Vorrichtung gemäß der Erfindung gefunden, daß man diese Erscheinungen durch eine verbesserte Ausbildung der Entspannungskammer vollständig unterbinden kann.It has been found in a modified embodiment of the device according to the invention that these phenomena can be completely eliminated by an improved design of the expansion chamber can prevent.

Diese abgeänderte Ausführungsfonn ist in Fig. 2 dargestellt, welche der Fig. 1 entspricht und in welcher die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsfonn ist jedoch die Entspannungskammer. in zwei Abschnitte unterteilt, in welche das Gaszuführungsrohr bzw. die Verbindungsöffnung der beiden Kammern münden. Die beiden Abschnitte sind durch eine Öffnung mit verengtem Querschnitt miteinander verbunden, die daher zwischen den beiden Abschnitten einen Druckverlust erzeugt.This modified embodiment is shown in FIG. 2, which corresponds to FIG. 1 and in FIG which the same parts are denoted by the same reference numerals. In this execution form however, is the relaxation chamber. divided into two sections, into which the gas supply pipe or the connection opening of the two chambers open. The two sections are through an opening with a narrowed cross-section connected to each other, which is therefore a between the two sections Pressure loss generated.

Diese Unterteilung erfolgt am einfachsten durch eine Scheidewand 64, die sich von der Kuppel der Kammer 2 a bis zu einem geringen Abstand von dem Boden la erstreckt. In den oberen Teil der Scheidewand ist die Öffnung 65 angeordnet, welche eine kalibrierte Öffnung bildet und den gewünschten Druckverlust zwischen den beiden Abschnitten gewährleistet, wenn das Venturirohr 42 eine Gaszuführung bewirkt.This subdivision is most easily done by a partition 64 which extends from the dome of the chamber 2 a to a small distance from the floor la . The opening 65 is arranged in the upper part of the septum, which forms a calibrated opening and ensures the desired pressure loss between the two sections when the venturi 42 effects a gas supply.

Die Verzögerung, welche durch die Scheidewand 64 in der kinematischen Kette erzeugt wird, die das Venturirohr 42 mit den Öffnungen 16 verbindet, verhindert Schwankungen zwischen den Wasserspiegeln in den Kammern A und B sowie die sich daraus in der Wirkungsweise der Vorrichtung ergebenden Störungen. Die Vorrichtung ermöglicht somit eine genaue Messung der eingespritzten Chlormenge sowie gleichzeitig eine genaue Regelung derselben. DieThe delay generated by the partition 64 in the kinematic chain which connects the venturi tube 42 with the openings 16 prevents fluctuations between the water levels in chambers A and B and the resulting disturbances in the operation of the device. The device thus enables an exact measurement of the injected amount of chlorine and, at the same time, an exact regulation of the same. the

Messung erfolgt mittels einer robusten Einrichtung, die der korrodierenden Wirkung des Chlors nicht unterworfen ist. Die Robustheit ist übrigens ein allgemeines Kennzeichen der Vorrichtung, weil sie keine störanfälligen Teile aufweist, wie beispielsweise mit Membranen versehene Druckminderventile, und weil die meisten Verschlüsse hydraulische Verschlüsse sind. Außerdem wird der Betrieb der Vorrichtung einfach durch die Ingangsetzung des Verteilerkreislaufs D gesteuert, der gleichzeitig die Pumpe der Vorrichtung bildet, welche die Erzielung des gewünschten Unterdrucks ermöglicht. Es ist daher sehr leicht, die Vorrichtung vollkommen automatisch zu betreiben.Measurement is carried out using a robust device that is not subject to the corrosive effects of chlorine. Incidentally, robustness is a general characteristic of the device, because it does not have any parts susceptible to failure, such as, for example , pressure reducing valves provided with diaphragms, and because most of the closures are hydraulic closures. In addition, the operation of the device is controlled simply by starting the distribution circuit D , which at the same time constitutes the pump of the device which enables the desired negative pressure to be achieved. It is therefore very easy to operate the device completely automatically.

Claims

Patent claims:

1. Device for introducing a measured amount of a gas into a liquid, in particular for chlorinating water, in which the liquid is continuously mixed with the gas by means of a control device and moved by means of a pump, characterized in that two chambers (A, B, ) with hydraulic closure, of which the first chamber (A) is fed with the gas to be introduced and forms an expansion chamber and the second chamber (B) contains the liquid to be treated and serves as an absorption chamber and is arranged on the gas side through an opening (21) of adjustable cross-section are connected, that a negative pressure is generated in the second chamber (B) and the treated liquid is discharged and that a regulating device (29 to 31) is provided for maintaining a constant pressure difference between the two chambers, which is a needle valve (33 to 37) in the second chamber (B) , which is controlled by a float (29) in the first chamber ( A) is to be operated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the second chamber (B) with the pump (42) and with the discharge line (41) connected pipe (38) protrudes, which is surrounded by a bell (34) which immersed with the lower end in the liquid to be treated and is connected to the float (29), and that the tube (38) has a needle (37) which engages in the opening (36) of the bell (34) such that this opening is more or less closed depending on the position of the bell controlled by the float (29).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the discharge line (£>) a Venturi tube (42) is arranged at the connection point of the outlet tube (38, 41).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two chambers (A, B) are arranged one above the other, wherein the first chamber (A) is above the second chamber (B) , and that the float (29) with the bell ( 34) is connected by a rod (31) which is passed through the plate (la) of the first chamber by means of a hydraulic lock (32).

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that in each trough (3a, 3b) outside the chambers (2a, 2b) an .Überlaut-.

(6a, 6b) and a float (Ία, Ib) are arranged.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that a feed pipe (15) for the gas opens into the chamber (2a) and has an outlet opening (16), the cross section of which is controlled by a float (17).

7. The device according to claim 3, characterized in that an opening (21) between the two chambers (A, B) in the bottom (la) of the first chamber (.4) is provided and with the gas space of the chamber (2a) through a tube (18) is connected and that a Naidel (22), the movements of which are transmitted to a measuring device (F) , is arranged displaceably in the opening (21).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the measuring device (F) is a liquid manometer, the two legs (56, 57) of which are connected to a compressed gas source (59), namely the first leg (56) through a dip tube (58 ) and the second limb (57) through a calibrated opening (61) arranged at the upper end thereof, and that the second limb (57) is also connected to a line (54) which is arranged in series with the calibrated opening (61) and the cross section of which can be changed in inverse proportion to the cross section of the connecting opening (21) of the two chambers (A, B) . .

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the needle (22) has a thread provided part (47) which is surrounded by an adjustable nut (49), and that the needle (22) is firmly connected to a cam (48) in the shape of a wedge, which on a stylus (53) acts, which opens or closes the outlet opening of the line (54).

10. The device according to claim 1, characterized in that a manometer is arranged in the first chamber (A) which measures the pressure difference between the two chambers (A, B) and that from a bell (26) which is on the floor (la) the first chamber, and consists of a tube (25) which is arranged in the bell and passes through the bottom (la) for connection to the interior of the second chamber (B) .

11. The device according to claim 10, characterized in that the bell (26) of the manometer is surrounded by a float (28) which carries a pointer (28 ') whose length is the same is the column of liquid which corresponds to the constant pressure difference.

12. The device according to claim 1, characterized in that a piston (45) closed at the top is provided in the second chamber (B) , which rests on the bottom of the chamber (2 b) , with which the piston is connected at the lower end, and a tube (44) is arranged in the piston (45) which is in communication with the outside of the device.

13. The device according to claim 3, characterized in that a valve in the Venturi tube (42) z. B. a ball valve (43) is arranged.

14. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the expansion chamber. (/ 4) is divided into two sections, in

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which the gas supply pipe (15) or the opening (21) open out, and that the two sections through an opening (65) of narrowed Cross-section are connected to each other.

15. The device according to claim 14, characterized in that the two sections through a septum (64) separated from

the dome of the chamber (2a) extends to a small distance from the floor (la), and that the calibrated opening (65) is arranged in the upper part of the septum »

Considered publications:
■ German patent specification No. 330 634.

1 sheet of drawings