Dosiervorriehtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum dosierten Einführen der Lösung eines festen Stoffes in einen Flüssigkeitsstrom mit einem Hauptkanal und einem Nebenschlusspfad, der den Lösungsraum eines Lösebehälters, eine Zuleitung, eine Rückleitung und eine Drosselvorrichtung aufweist. An einer solchen Vor richtung wird ein Teilstrom vom Hauptstrom abge zweigt, mit der Lösung vermischt und dem Hauptstrom wieder zugeführt.
Es ist eine Dosiervorrichtung bekannt, die aus einem den Hauptstrom führenden Kopfteil mit einer Blende, vor und hinter der je eine Bohrung abzweigt, und einem damit verbundenen Lösebehälter besteht. Dieser be sitzt einen Raum zur Aufnahme der zu lösenden festen Stoffe, der durch einen siebartigen Einsatz von dem die zu verarbeitende Lösung aufnehmenden Raum getrennt ist. Ein Zuleitungsrohr führt den durch Düsen oder düsenähnliche Einsätze regelbaren Teilstrom in den Lö sungsraum und verdrängt hierbei einen Teil dessen In halts über die Rückleitung in den Hauptkanal.
Nachteilig ist hierbei, dass die Düsen im Neben schlusspfad sehr leicht durch Schmutzteilchen verstopft werden, da sie meistens nur einen Durchmesser von 0,15 bis 0,25 mm haben und bei Verwendung von regelbaren Düsen die auftretende Ring- oder Segment breite noch kleinere Abmessungen besitzt. Ferner wer den innerhalb des Lösungsraumes gewisse Teile der Lösung durch die aus der Zuleitung austretende Flüs sigkeit stärker verdünnt als andere Teile, wobei diese Unterschiedlichkeit auch noch von der Strömungsge schwindigkeit des Hauptstromes abhängt. Infolgedessen ist keine genaue Proportionalität bei der Dosierung zu erzielen.
Bei einer anderen bekannten Dosiervorrichtung wird der abgezweigte Teilstrom nicht durch den Lösungs raum geführt; vielmehr saugt die durch den Lösebehäl ter hindurchströmende Flüssigkeit jeweils einen Teil der Lösung aus dem Lösungsraum an. Zu diesem Zweck befindet sich der Lösungsraum am unteren Ende des Lösebehälters. Das in dieser Höhe mündende Zulei- tungsrohr ist jedoch durch ein hierzu konzentrisches Rohr umgeben, das unten über öffnungen eine Ver bindung zum Lösungsraum herstellt und so weit nach oben ragt, dass es über den zu lösenden festen Stoffen endet.
Auch hierbei ist die Verstopfung von in Zulei tung und Rückleitung eingebauten Düsen möglich. Fer ner kommt es auch hierbei zu Unregelmässigkeiten bei der Vermischung mit der Lösung, so dass keine genau proportionale Zugabe der Dosierungslösung möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs beschriebenen Art an zugeben, bei der die Gefahr einer Verstopfung von Düsen nicht besteht und eine hohe Genauigkeit hinsicht lich der Proportionalität bei der Dosierung erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass die Drosselvorrichtung durch ein Wandstück aus porösem Material gebildet und am Ende der Zu leitung im Lösungsraum angeordnet ist.
Durch das poröse Wandstück wird der abgezweigte Teilstrom in eine grosse Anzahl sehr kleiner Stromfäden mit grosser Oberfläche aufgelöst, die sich beim Hoch steigen mit der sie umgebenden Lösung vermischen und somit eine gleichmässige Dosierung gewährleisten. Gleichzeitig ersetzt das poröse Wandstück die sonst not wendige Düse, da es infolge seiner Poren dem Teil- Strom einen von der Durchflussmenge abhängigen Wi derstand darbietet. Eine Verstopfung der Poren ist aber nicht zu befürchten, da das Wandstück bei glei cher Wirksamkeit gegenüber den normal verwendeten Düsen einen viel grösseren belastbaren Querschnitt hat.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das poröse Wand stück aus Sintermaterial mit einer Porenweite zwischen 1 und 1000 Mikron besteht, Bei einem solchen Sinter material berechnet sich der Durchflusswiderstand k nach der Formel
EMI0001.0032
wobei Q = die Teilstrommenge und d p = der Druck abfall an der Blende des Hauptkanals ist. Da sich der Widerstand annähernd quadratisch verhält und im Lö- sungsraum eine sehr gleichmässige Mischung erfolgt, er gibt sich eine ausserordentlich gute Proportionalität bei der Dosierung.
Ferner ist die für den Durchtritt des Teil stroms zur Verfügung stehende Oberfläche des Wand stücks nahezu hundertmal so gross wie die Durchtritts- öffnung einer gleichwertigen Düse, so dass eine Ver stopfungsgefahr nahezu ausgeschlossen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Wandstück die Form eines Hohlzylinders, in dessen Innenraum die Zuleitung mündet. Die durch den Hohl zylinder nach aussen tretenden Stromfäden des Teil stromes erreichen auf diese Weise ein sehr grosses Ge biet innerhalb des Lösungsraumes und führen zu einer sehr gleichmässigen Vermischung mit der Lösung.
Ferner kann der Hohlzylinder senkrecht stehen und den Teil einer geschlossenen Kammer bilden, die unten einen Schlammraum aufweist. Wenn Schmutzteilchen mit dem Teilstrom mitgeführt werden, können sie von den senkrechten Innenwänden des Hohlzylinders ab fallen und sich im Schlammraum sammeln.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn Drosselvorrich tung und Lösungsraum durch eine mit einem einstell baren Drosselorgan versehene Leitung überbrückt sind. Insbesondere kann die Überbrückungsleitung in die Rückleitung vor deren Eintritt in den Hauptkanal mün den. Auf diese Weise wird ein wählbarer Anteil des abgezweigten Teilstroms am Lösungsraum vorbeige führt, so dass man unter Beibehaltung der gewünschten Dosierungsproportionalität auch ausserordentlich kleine Dosierungsmengen zugeben kann. Die Verwendung re lativ grosser Teilströme, von denen nur ein kleiner Anteil durch das poröse Wandstück geleitet wird, stellt darüber hinaus sicher, dass Schmutzteilchen durch die Überbrückungsleitung weggeschwemmt werden, sofern sie sich nicht im Schlammraum absetzen.
Durch das Einleiten der Überbrückungsleitung in die Rückleitung entsteht ausserdem ein Vermischungseffekt, der sich günstig auf die Vergleichmässigung der Lösung im aus tretenden Teilstrom auswirkt.
Bei einer Vorrichtung mit den Hauptkanal und zwei Zu- bzw. Rückleitungsbohrungen aufweisenden Kopfteil und einem damit verbundenen Lösebehälter empfiehlt es sich, dass im Kopfteil eine Drosselschraube die Ver bindungsöffnung zwischen der Rückleitungsbohrung und einer dritten Bohrung beherrscht und zwei Rohrstücke die Kammer mit dem porösen Wandstück flüssigkeits leitend mit der Zuleitungsbohrung und der dritten Boh rung verbinden. Damit entsteht eine kompakte Bau einheit, bei der alle funktionswesentlichen Teile mit dem Kopf zusammenhängen, so dass der Lösebehälter zum Nachfüllen der zu lösenden festen Stoffe ohne Schwie rigkeiten abgenommen werden kann.
Sodann ist es günstig, wenn die Rohrstücke flexible Schläuche sind und das Eigengewicht der Kammer so be messen ist, dass es etwa dem spezifischen Gewicht der Lösung im Lösungsraum entspricht. Auf diese Weise stellt sich die Kammer selbsttätig in diejenige Höhe ein, in der eine bestimmte Lösungskonzentration vorhanden ist, so dass der Teilstrom aus dem porösen Wandstück immer in eine etwa gleichbleibende Umgebung austritt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach stehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Dosiervorrich- tung und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dosiervorrich- tung. Die Dosiervorrichtung besitzt einen Kopfteil 1 und einen lösbar damit verbundenen Lösebehälter 2. Den Kopfteil 1 durchsetzt ein Hauptkanal 10 mit einer Blende 11. Vor und hinter der Blende 11 sind Ab zweigbohrungen 3 und 4 vorgesehen, die eine Verbin dung zum Lösebehälter 2 herstellen.
Der Lösebehälter 2 ist durch einen Siebeinsatz 12 in zwei Räume unterteilt, nämlich einen Raum 13 zur Aufnahme des pulverförmigen oder stückigen, zu lösen den Stoffes und einem Lösungsraum 17, in dem sich von dem festen Stoff freie Lösung sammeln kann.
In dem Lösungsraum 17 befindet sich eine Kam mer 6, die zum Teil aus einem Hohlzylinder 7 aus porösem Sintermaterial besteht. Den unteren Teil der Kammer 6 bildet ein Schlammraum B. Die Kammer ist über ein erstes Rohr 14 mit der Bohrung 3 verbunden. Ein zweites Rohr 15 verbindet die Kammer 6 mit einer dritten Bohrung 16 im Kopfteil 1. Die Bohrungen 4 und 16 sind über einen Querkanal 5 miteinander ver bunden, in welchen die Spitze einer Drosselschraube 9 hineinragt.
Vor Inbetriebnahme der Dosiervorrichtung wird der Lösebehälter 2 abgenommen, im Raum 13 mit dem zu lösenden Stoff und im übrigen mit Wasser gefüllt, so wie anschliessend wieder mit dem Kopfteil 1 verbunden. In dem Lösungsraum 17 bildet sich dann die Lösung, die in den Hauptstrom eingeführt werden soll.
Wenn ein Hauptstrom im Kanal 10 fliesst, entsteht an der Blende 11 ein Druckunterschied, der einen Teil strom durch den Nebenschlusspfad erzwingt, der durch die Zuleitung 3, 14, die Kammer 6, den porösen Wand zylinder 7, den Lösungsraum 17 und die Rückleitung 4 gebildet ist. Durch Öffnen der Drosselschraube 9 kann ein Anteil des Teilstroms durch die Überströmleitung 15, 16 am Lösungsraum 7 vorbeigeleitet werden.
Die durch den porösen Hohlzylinder 7 tretende Flüssigkeit gelangt in einer Vielzahl von Einzelfäden in die kon zentrierte Lösung, steigt in ihr hoch und erreicht nach einer sehr gleichmässigen Vermischung mit dem Lösungs mittel die Rückleitungsbohrung 4, wo eine Vermischung mit der Flüssigkeit aus der Überbrückungsleitung er folgt.
Die Vermisühung des durch die Poren des Sinter körpers 7 hindurchtretenden Teilstroms mit der Lösung im Raum 17 sowie der mengenabhängige Strömungs widerstand dieses Sinterkörpers führen zu einer äusserst gleichmässigen Lösungskonzentration des Teilstroms, der trotz Schwankung der Strömungsgeschwindigkeit von über 1 : 25 im Hauptstrom zu Abweichungen von einer genau proportionalen Dosierung von nur wenigen Pro zenten führt.