CH298515A - Verfahren und Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Gasmengen. - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Gasmengen.



   Gegenstand vorliegender   Erfindvmg    ist ein Verfahren zur dosierten Abgabe von Gasmengen, insbesondere kleinster Gasmengen.



   Man trachtet zum Beispiel bei der Desinfektion von Wasser mittels Chlor oder andern Gasen Gasmengen zuzuführen, die zwar zur Desinfektion genügen, anderseits aber so klein sind, dass keine unerwünsehten Erscheinungen, wie zum Beispiel   Geruchsstorungen,    auftreten. Man hat zur Erreichung dieses Ziels bei der Desinfektion von Wasser bisher verschiedene Wege beschritten. So hat man zum Beispiel schon das Chlorgas mit Luft verdünnt und dann dieses verdünnte Gas dem Wasser zugeführt. Die hierbei erreichbare Dosierung ist aber nicht so fein, dass sie allen   Anfordertmgen    genügen kann.



   Man hat auch in sogenannten indirekten Verfahren zuerst ein konzentriertes Chlorwasser erzeugt und dann dem zu desinfizierenden Wasser zugeführt. Bei diesem indirekten Verfahren entstehen leicht'Geruchsstörungen, und die hier notwendigen Ab  sorptionstiirme ergeben einen verhältnismässig    grossen Raumbedarf.



   Bei den direkten Verfahren, wo man dosierte Chlorgasmengen direkt dem zu   desinfi-    zierenden Wasser zuführt, verwendete man bisher   Gleichdruckkammern    zur Konstanthaltung des Gasdruckes oder Messkammern, in welchen   man'die Gasdosis mass. Zur    Messung einer Dosis füllte man die Kammer bei verschlossenem   Kammeraustritt,    und zur Entleerung schloss man den Eammereintritt und öffnete den Austritt. Apparate mit   Messkammem    sind verhältnismässig kompli  ziert,    besonders in ihrer Steuerung.



   Das   erfindlmgsgemässe    Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas mittels eines Ventils intermittierend einer Expansionskammer in   dosiertenMengen    zu  fuhrt,    die von der Anzahl Ventilhübe abhängen, worauf man das intermittierend zugeführte Gas in der Expansionskammer expandiert und das expandierte Gas kontinuierlich   inMengenentnimmt,die    von dem mit der   An : zahl Ventilhübe variierenden Druck in    der Expansionskammer abhängen.

   Dank der Expansion der kleinen zugeführten Gasmenge im Expansionsraum und   dank der Abhängig-    keit der Entnahme von dem mit der Anzahl   Ventilhübe    variierenden Druck im Expan  sionsraum    sind äusserst feine Dosierungen möglich, die es gestatten, das Verfahren überall dort anzuwenden, wo solche feine Dosierungen unumgänglich notwendig sind. Gleichdruckkammern und Messkammern mit ihren komplizierten Steuerungen entfallen.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Gaszufuhrleitung in ein Ventilgehäuse einmündet, dessen Inneres in ununterbrochener Verbindung mit einer Expansionskammer steht und ein durch vom Druck in der Expansionskammer unab  hängige    Mittel intermittierend steuerbares Ventil zur dosierten Zufuhr von Gas von der Gaszufuhrleitung zur Expansionskammer   entx    halt, und dass die Expansionskammer einen abschlusslosen Austritt zur kontinuierlichen Abgabe von expandiertem Gas aufweist.



      Beiliegende'Zeichnung zeigt eine beispiels-    weise Ausfiihrungsform der   erfindungsge-      mässen.    Vorrichtung, an Hand welcher gezeigt wird, wie das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise zur Desinfektion von Wasser durchgeführt werden kann.



   Fig.   1    ist ein Schnitt durch die Achse des den Einlass zum Expansionsbehälter steuernden Ventis.



   Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, und
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.



   Der Expansionsbehälter 1 ist an das Ejek  torgehäuse 2 angeschweisst und bildet    mit diesem zusammen ein   blockformiges    Aggregat.



  Am Expansionsbehälter 1 ist das Messersitzeinlassventil 3 festgeschraubt. Die Ventilspindel   4 wird    auf bekannte, nicht dargestellte Weise durch einen Elektromagneten 5 betÏ  tigt,    dessen Spule in einem elektrischen   Steuer-    kreis 6 liegt, der vom Wassermesser 7 der   Wasserzuflussleitung    8 periodisch geöffnet und geschlossen wird. An der Ventilspindel 4 sind die beiden   Ventilteller 9 lmd    10 befestigt. Zwischen diesen Tellern liegen die   Messersitze 11 und    12 des Ventilgehäuses 13, dessen. Inneres durch die Öffnung   13a    in ununterbrochener Verbindung mit dem Innern des Behälters   1    steht.

   Die Sitze   11und    12 bilden Kanten eines Innenflansches   14    des Gehäuses 13. Der Raum zwischen diesem   Innenflansch    14 und der Hülse 15 bildet einen Dosierraum für das pro Ventilhub an die Expansionskammer 16 des Behälters 1 abzugebende Gas. Das direkt den Eintritt in die Kammer 16 steuernde Ventil   3    steht über den Anschluss   2.    direkt mit einer nicht dargestellten Gaszufuhrleitung in Verbindung, die zu einem   Chlorgasbehälter führt.    In der Gaszufuhrleitung kann ein nicht dargestelltes Druckreduzierventil eingeschaltet sein. Von der Kammer 16 führt durch die Wandung des Behälters 1 und durch das Gehäuse 2 eine Leitung 17 zum Ringraum 18 des Ejektors 19.



  Der Austritt aus der Kammer   16    zur Leitung 17 ist abschlusslos, der Austritt von Gas aus der Kammer 16 kann also nicht unterbrochen werden. Die Leitung 17 ist lediglich durch ein Kugelrückschlagventil 20 zur Vermeidung einer Rückstromung selbsttätig verschliessbar.



  Das durch die Leitung 17 in den Ejektor 19 einstr¯mende Gas tritt in den Kanal 22 des Ejektors 19, in welchem Kanal sich das Gas   mit'demdurchdieDüse21austretenden    Wasser vermischt. Das Wasser tritt von der Zuleitung 8 bei   23      in die Vorrichtung-ein.'Wäh-    rend ein'Teil dieses Wassers durch die Düse 21, also den Ejektor 19 strömt, gelangt der andere Teil durch eine Bohrung   24    in den zum Ejektor   19    parallel liegenden Ejektor 25, der durch die Íffnung 26 mit dem Ejektor 19 verbunden ist.



   Das Verfahren kann zur Desinfektion von Wasser zum Beispiel durch Chlorgas mittels der dargestellten Vorrichtung wie folgt durchgeführt. werden :
Es soll zum Beispiel nach dem Durchlauf einer bestimmten Wassermenge durch die Leitung 8 jeweils dem Expansionsraum 16 eine kleine Chlorgasmenge zugeführt werden, deren Volumen im   unexpandierten    Zustande unge  fähr    dem Ringraum zwischen dem Innenflansch 14 und der H lse 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 11 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 obgenannten Ringraum kann in die Expansionskammer 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   Rin : graum einströmen    kann. Da aber der Niedergang des Ventiltellers praktisch plötzlich erfolgt, so ist die naehstromende Gasmenge praktisch   vernach-    lässigbar. Es strömt   aliso    bei jedem   Arbeits-    gang des Elektromagneten 5 praktisch die kleine Gasmenge in die Kammer 16 ein, die sich vor dem Niedergang der Ventilspindel im Ringraum zwischen den Teilen 14 und 15 befand. Die von der Kammer 16 durch die Leitung 17 strömende Gasmenge ist abhängig von der Differenz der Drücke in der Kammer 16 und im Ejektor 19.

   Wassermesser 7 und Magnet 5 bilden Steuerungsmittel für das Ventil, die vom Druck in der Kammer 16 nicht beeinflusst werden, also in ihrer Arbeit von diesem Druck unabhängig sind.



   Die Speisung der Expansionskammer erfolgt also intermittierend in kleinen Dosen in Abhängigkeit der durch die Leitung 8 stromenden Wassermenge. Wird diese Wassermenge grosser, arbeitet also der Wassermesser raseher, so folgen die einzelnen   Ventilhübe    rascher aufeinander, das heisst die Anzahl Ventilhübe pro Zeiteinheit wird grosser, die Speisung der Kammer 16 wird somit grosser und der Druck des expandierten Gases in der Kammer 16 steigt. Dadurch steigt aber auch die Differenz zwischen den Dr cken in der Kammer 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 zur Kam mer   16 und damit    vom Druck in der Expansionskammer abhängig ist, welcher Druck, wie oben gezeigt, von der Anzahl Ventilhübe abhängt. Der Austritt aus der Kammer 16 erfolgt somit kontinuierlich, also auch während der intermittierenden Zufuhr von Gas zur Kammer durch das Ventil.



   Da das Gas in kleinen Mengen zur Expansionskammer 16 geführt und dort ausserdem noch expandiert wird, das spezifische Volumen des Gases in der Kammer   1'6    somit sehr gross ist, so ist die Dosierung des Wassers mit Chlorgas im Ejektor 19 eine sehr feine.



   Das Chlorgas, das sich im Ejektor 19 bereits mit Wasser vermengt, wird im zweiten Ejektor   25    noch inniger mit dem Wasser vermiseht. Nach dem zweiten Ejektor   25    kann d. as Wasser entweder dem zu desinfizierenden   Hauptwasserstrom zugeführt werden,    oder es kann der Hauptwasserstrom selbst durch die Leitung 24 fliessen.



   Das Verfahren kannzu beliebigen andern   Zweeken    als zur   Wasserdesinfektion,    so zum    Beispiel für Narkosen, verwendet werden.   



  Auch ist es nicht unbedingt notwendig, den Einlass in den Behälter   1    automatiseh zu steuern. Es könnte dies zum Beispiel auch von Eand (besonders bei einer Narkose) oder in Abhängigkeit einer ändern Grosse als einer Durchflussmenge intermittierend geschehen.



  Auch in all diesen Fällen expandiert das Gas in der Expansionskammer und wird von dieser in einer Dosierung entnommen, die vom Druck in der Expansionskammer und damit von der Anzahl Ventilhübe abhÏngig ist.



   Man kann'die Expansionskammer   in-zwei    oder mehr miteinander verbundene Einzelräume   unterteiTen.   



   Der   Kontaktgeber für den Elektromagne-    ten 5 kann auf bekannte Weise so ausgebildet sein, dass die   Kontaktdauer    bei jeder Geschwindigkeit der durch den Messer 7 fliessenden Flüssigkeit gleich gross ist. So kann zum Beispiel eine federbelastete   Schleppkupplung    zwischen einem vom Wasser angetriebenen Rad und einem den Kontakt steuernden Rad vorgesehen sein. Die beiden Räder sindl durch eine Feder miteinander verbunden. Zuerst läuft nur das vom Messer angetriebene Rad und spannt die Feder. Hat die Feder eine    e    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   Geschwindig-      keit der Flüssigkeit gleichbleibenden    Spannung der Feder abhängig.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I : Verfahren zur dosierten Abgabe von Gasmengen, insbesondere kleinster Gasmengen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas mittels eines Ventils intermittierend einer Expansionskammer in dosierten Mengen zuführt, die von der Anzahl Ventilhübe abhÏngen, worauf man das intermittierend zuge- führte Gas in der Expansionskammer expandiert und das expandierte Gas kontinuier- lich in Mengen entnimmt, dtie von dem mit der Anzahl Ventilhübe variierenden Druck in der Expansionskammer abhängen.

   UNTEBANSPRÜCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas dem direkt den Eintritt in die Expansionskammer steuernden Ventil von einer Zufuhrleitung direkt zuf hrt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas der Expansionskammer in Abhangigkeit einer vorgeschriebenen Grösse selbsttätig zuf hrt ond das Gas in Abhängigkeit der Differenz zwischen den Drücken in der Expansionskammer und an der Aufnahmestelle selbsttätig entnimmt.

   3. Verfahren nach Unteransprüchen 1 und 2.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 2, zur Desinfektion von Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas in Abhängigkeit von der zu desinfizierenden Wassermenge pro Zeiteinheit der Expansionskammer intermit tierend zuführt und das expandierte Gas der Expansionskammer kontinuierlich in AbhÏn gigkeit der Differenz der Dr cke in der Expansionskammer und in einem vom Wasser durchflossenen Ejektor entnimmt.

   5. Verfahren nach Unteransprüohen3 und 4.

   6. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu desinfi- zierende Wasser zwei zueinander parallel ge schalteten Ejektoren zuführt, und das der Expansionskammer entnommene Gas einem dieser Ejektoren zuführt und darin mit Wasser mischt, worauf man das Gas-Wassergemisch dem zweiten Ejektor zuführt.

   7. Verfahren nach Unteranspriiehen 5 und 16.

   PATENTANSPRUCH II : Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gaszufuhrleitung in ein Ventilgehäuse einmündet, dessen Inneres in ununterbrochener Verbindung mit einer Expansionskammer steht und ein durch vom Druck in der Expansionskammer unabhängige Mittel intermittierend steuerbares Ventil zur dosierten'Zufuhr von Gas von der Gaszufuhr- leitung zur Expansionskammer enthält, und dass die Expansionskammer einen abschlusslosen Austritt zur kontinuierlichen Abgabe von expandiertem Gas aufweist.

   UNTERANSPBÜCHE : 8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, zur Desinfektion von in einer Leitung flie ssendem Wasser, gekennzeichnet durch mindestens einen an die Wasser'leitung anschliess- baren, mit der Expansionskammer in Verbin- dung stehenden Ejektor und Mittel zur inter- mittierenden Steuerung des Ventils in Ab hängigkeit von der Durehflussmenge des Wassers durch die Leitung.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ejektor in einem Gehäuse untergebracht. ist, welches mit der Expansionskammer zu einem blockformi- gen Aggregat verbunden ist, und dass die Ver bindungsleitung zwischen Expansionskammer und Ejektor im Innern des Gehäuses verläuft.

   10. Vorrichtung nach Unteransprueh 8, gekennzeichnet durch zwei parallel zueinander gesehaltete Ejektoren. l'l. Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektoren in einem Gehäuse untergebracht sind, welches mit der Expansionskammer zu einem blockformigen Aggregat verbunden ist, und dass die Verbindungsleitung zwischen der Expansionskammer und dem einen der Ejektoren im Innern des Gehäuses verlÏuft.

   12. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da, das Ventil einen Dosierungsraum aufweist, der bei offenem Ventil nach der Gaszufuhrleitung hin abgesehlossen ist.

   13. Vorrichtung nach Unteransprüchen 8 und 12.

   14. Vorrichtung nach Unteransprüchen 9 und 12.

   15. Vorrichtung naeh Unteransprüehen 10 und 12.

   16. Vorrichtung nach Unteranspriichen 11 und 12.

   17. Vorrichtung nach Patentanspruch II und wie in der Beschreibung und der Zeichnung beschrieben und dargestellt.