Dosierapparat zum Einführen von Chemikalien in eine in einer Leitung strömenden Flüssigkeit Die Erfindung betrifft einen Dosierapparat zum Einführen von Chemikalien in eine in einer Leitung strömende Flüssigkeit mit einer in der Leitung ein gebauten Querschnittverengung, einem im Neben schluss dazu und darüber angeordneter Vorratsraum mit einer eine Diffusionsschicht aufweisenden Löse vorrichtung für das Chemikal und druckgesteuerten Ventilen in der Nebenschlussleitung.
Der Nachteil dieser bekannten Geräte mit durch ein Ventil abschliessbarer Nebenschlussleitung, deren Löse- und Vorratsraum über der Hauptstromleitung angeordnet ist, besteht darin, dass die Genauigkeit der Dosierung insbesondere bei Stillständen ausschliesslich von der Güte dieses Ventils abhängt. Lässt z.
B. die Federkraft des meist federbelasteten Ventils nach, so ergibt sich insbesondere bei Stillständen oder schwa chen Strömungen im Hauptstrom dadurch eine Über dosierung, dass im Löse- und Vorratsraum sich eine spezifisch schwere konzentrierte Lösung des Chemikals ansammelt, die abwärts zu strömen bestrebt ist und bei leckem Ventil in den stillstehenden oder schwach strömenden Hauptstrom gelangt und hier eine ge gebenenfalls starke 'Überdosierung an Chemikal ver ursacht.
Zur Behebung dieses Nachteils soll zusätzlich zu der Wirkung des Ventils bei Stillständen im Löse- und Vorratsraum stets ein geringerer Druck herrschen als im Hauptstromraum, so dass dieser Druckunterschied dahingehend wirkt, dass kein Lösungskonzentrat aus dem Vorratsraum in den Raum der Hauptstromleitung absinkt.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Nebenschlusszuleitung mit einem bei Druckanstieg infolge Stillegung des Hauptstromes sich schliessenden Ventil und die Nebenschlussableitung mit einem Rück schlagventil ausgestattet ist. Es wird also der Druckanstieg in der Hauptleitung beim Aufhören des Stromes dazu ausgenutzt, den Löse- und Vorratsraum kurz zuvor zu verschliessen, so dass darin der geringere Druck erhalten bleibt, der sonst, also bei Stromfluss in System herrscht.
Auf diese Weise steht das Rückschlagventil in der Nebenschluss- ableitung bei Stillständen unter einem gegen den Löse- und Vorratsraum gerichteten, also zusätzlich ab dichtendem, Druck.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Vor richtung; Fig. 2 die Draufsicht auf den Bodenteil der Vor richtung, nach Entfernung des darauf befestigten Zylinders, Fig. 3 den Bodenteil nach Fig. 2 teilweise im Vertikalschnitt, Fig. 4 die Ansieht von links in Fig. 3 bei geöffnetem Rückschlagventil in der Hauptleitung, Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Nachfüll- patrone für eine Variante der Vorrichtung,
und Fig. 6 den Boden der Patrone nach Fig. 5, Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Einlassventil. Bei der gezeichneten Vorrichtung tritt das Leitungs wasser, welches mit den Phosphaten versehen werden soll, am Eingang 26 durch ein Rückschlagventil 1 und eine Staudüse 2 in den unteren Teil 22 der Vorrichtung ein. Das Rückschlagventil 1 besteht aus einer Zusam menfassung von mehreren Lippenventilen, deren Lippen in der Richtung des Stromflusses angeordnet sind.
Die beispielsweise Anordnung der Lippenventile in dem Rückschlagventil ist aus Fig. 4 ersichtlich. Vor der Staudüse 2 führt eine Zweigleitung über das Nebenstromeinlassventil 5 und die Leitung 4 in den Raum A der Vorrichtung. Der Hauptwasserstrom wird jedoch in der Fliessrichtung zum Ausgang 27 weitergeführt, wobei diese Leitung über die Öffnung 3 mit einem Mischraum C verbunden ist.
Diese Ver bindung der durch den Unterteil 22 hindurchgehenden Wasserleitung mit dem Mischraum C hat den Vorteil, dass durch die an dieser Stelle entstehenden Wirbel eine gute Durchmischung der durch das Lippenventil 11 einströmenden konzentrierten Phosphatlösung mit dem Wasser gewährleistet wird. Das Lippenventil stellt ein Rückschlagventil dar.
Nachdem die Vorrichtung an ihren beiden An schlussstellen '26 und 27 in die Wasserleitung eingebaut ist, durchströmt das Wasser den Bodenteil 22 sowie das Rückschlagventil 1 und zum grössten Teil geht es durch die Staudüse 2 an der Öffnung 3 und dem Raum C vorbei.
Dicht vor der Staudüse 2 liegt die Abzweigung zur Nebenschlusszuleitung 4 über das sich selbst schliessende Einlassventil 5. Dieses Nebenstromeinlassventil 5 (vgl. Fig. 3 und 7) hat die Aufgabe, bei Stillstand der Vor richtung den Druck im oberen Teil derselben, also in Räumen<I>A</I> und<I>B,</I> etwas niedriger zu halten als in der Hauptleitung bzw. Raum C. Durch die so entstehende Druckdifferenz zwischen der Hauptleitung bzw. dem Raum C und den Räumen<I>A</I> und<I>B</I> bleibt das Lippen ventil 11 bei Stillstand immer geschlossen, so dass keine Lösung aus dem Raum B zum Raum C gelangen kann.
Das in Fig. 7 im Schnitt dargestellte Ventil 5 ist vor der Nebenschlussleitung 4 im unteren Teil des Gerätes angeordnet. Es besteht aus einer elastischen Membran 26a, die von beiden Seiten durch die Federn 27a und 30 beaufschlagt ist, von oben her jedoch nur soweit es das Ventil 28 zulässt.
Beim Öffnen der Leitung zwecks Wasserentnahme erfolgt Druckabfall in der Leitung, so dass die Membran 26a durch die Feder 27a nach oben gedrückt und das Wasser in die Wirkdruckgeberleitung 4 und dann weiter in den Raum A eindringen kann. Schliesst man nun den Entnahmehahn, so wird die Membran 26a infolge des Druckanstieges in der Leitung und infolge der Wirkung der Feder 30 entgegen der Feder 27a nach unten ge drückt, so dass sich das durch seinen Schaft 29 auf die Membran 26a stützende Ventil 28 schliesst. Beim Schliessen des Entnahmehahns schliesst sich auch das Rückschlagventil 1. Die Folge davon ist, dass in der Leitung und im Raum C ein Druckanstieg gegenüber dem Raum A erfolgt, der nicht absinken kann, da das Lippenventil 11 den Ausgleich verhindert.
Ein Ein dringen der Lösung aus dem Raum B in den Raum C während des Stillstandes der Apparatur wird somit verhindert.
Der Raum B wird durch ein auf vier Höckern 24 ruhendes Lochsieb 23, an welchem ein Verbindungs rohr 8 mit der Schutzkappe 9 und den Löchern 25 befestigt ist, nach oben begrenzt. Dieses Verbindungs rohr 8 dient dem raschen Druckausgleich zwischen den Räumen<I>A</I> und<I>B,</I> wenn das im Raum<I>A</I> eingefüllte Phosphat zusammengebacken ist. Durch das Rückschlagventil 1, welches nur in einer Richtung durchgängig ist, wird die Druckschwankung in der Zuflussleitung in der Vorrichtung aufgefangen. Der Druck im Raum C kann bei Stillstand nicht fallen und das sonst durch die Druckschwankung erzeugte Überdosieren wird völlig ausgeschlossen.
Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung, d. h. wenn Wasser entnommen wird, ändert sich das be stehende Druckverhältnis, da der Druck in der Leitung und dem Raum C fällt, das Ventil 5 sich öffnet und in den Räumen<I>A</I> und<I>B</I> ein Überdruck gegenüber dem Raum C entsteht, d. h. die Phosphatlösung wieder zu dosieren beginnt.
Eine Diffusionsschicht 7, welche zwischen den Räumen<I>A</I> und<I>B</I> angeordnet ist, sorgt für das ständige Vorhandensein der konzentrierten Phosphatlösung im Raum B und die Diffusion oder das Inlösunggehen des meist pulverförmigen Phosphates wird durch eine Vielzahl von neben-* und übereinanderliegenden feinen Poren in der porösen Schicht erreicht. Massgebend hierbei ist nicht das Material, sondern das Vorhanden sein von Kanälen oder Durchgängen in der Schicht.
Ein Sieb allein ist z. B. keine Diffusionsschicht, sondern eine solche entsteht erst, wenn mehrere Siebe so übereinandergelegt sind, dass kein direktes Durch fallen des festen Materials möglich ist. Die Diffusions schicht kann auch aus verschieden körnigem Material, wie Kies, Glas usw., gebildet sein. Sogar das Mischen von grob- und feinkörnigen Phosphaten stellt eine poröse Schicht dar. Vorzugsweise wird jedoch eine schwammartige Kunststoffschaummasse verwendet, welche den Vorteil einer leichten Formgebung und Handhabung hat.
Versuche haben zu den Beobachtungen geführt, dass hochpolymere Phosphate sich durch die groben Poren schneller, dagegen durch feine Poren langsamer lösen lassen. Bei Erreichen einer Konzentration von 40-48 B6 hört das Inlösunggehen gänzlich auf.
Tritt durch irgendeinen Umstand eine Verdünnung der Lösung im Raum B ein, setzt die Diffusion sofort wieder ein, bis die Sättigung wieder erreicht ist. Durch diesen Vorgang entsteht im Raum B automatisch eine praktisch immer gleichbleibende Phosphatlösung, welche zudem durch die Diffusionswand 7 zugleich auch filtriert ist.
Sinkt durch eine Wasserentnahme der Druck in dem Raum C, so erzeugt die Staudüse 2 infolge Nach strömens des Wassers über dem Eingang 26 einen Wirkdruck in den Verbindungsleitungen 4 und 8, welcher wiederum die Phosphatlösung über das Dosier ventil 6, über die Leitung 10 und das Lippenventil 11 in den Raum C drückt. Das Dosierventil 6, welches als Nadel ausgebildet ist, hat an der Spindel eine Steigung von 0,5 mm bei einer Umdrehung. Die dazu gehörige Skala 12 ist in fünfzig gleiche Teile eingeteilt.
Somit ergibt sich beim Einstellen auf der Skala von Teilstrich zu Teilstrich an der Verschlussnadel eine Verschiebung von einem Hundertstelmillimeter, was wiederum eine Einteilung auf mg/1 zulässt. Die Boh rung 14 und die Ableitung 10 sind gegeneinander ver- setzt angeordnet. Hierdurch ist eine exakte Mengen regelung und eine genaue Dosierung gewährleistet.
Anstelle der Diffusionsschicht 7 und der Ver bindungsleitung 8 kann in dem die Vorrats-, Lösungs- und Dosierräume umschliessenden Zylinder 20, 21 eine Patrone gemäss Fig. 5 eingesetzt werden, welche das zu lösende Phosphat enthält. Vor dem Einsetzen der Patrone sind natürlich die Schutzdeckel 17 und 18 zu entfernen. Der Boden 15 der Patrone ist siebförmig ausgebildet und enthält darüber die Diffusions schicht 16.
Die beschriebene Vorrichtung hat gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen auch den grossen Vorteil, dass man darin auch beim Lösen im Wasser zu schwerlöslichen Klumpen zusammenbackende Chemikalien, wie hochpolymere Alkaliphosphate, gut verwenden kann.