Titel: | Bemerkenswerte technische Neuerungen auf dem Gebiete der Zuckerfabrikation im ersten Halbjahr 1907 (s. d. Bd. S. 278). |
Autor: | A. Stift |
Fundstelle: | Band 322, Jahrgang 1907, S. 746 |
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Bemerkenswerte technische Neuerungen auf dem
Gebiete der Zuckerfabrikation im ersten Halbjahr 1907 (s. d. Bd. S. 278).
Von k. k. landw. techn. Konsulent A. Stift
(Wien).
(Fortsetzung von S. 733 d. Bd.)
Bemerkenswerte technische Neuerungen auf dem Gebiete der
Zuckerfabrikation usw.
Die selbsttätige, kontinuierlich arbeitende
Flüssigkeitswage von Leinert bewährt sich nach der Mitteilung von TurekZeitschrift
f. Zuckerindustrie in Böhmen 1907, 31. Jahrgang, S. 258. überall
dort, wo es auf die genaue Feststellung der zu verarbeitenden Flüssigkeitsmenge,
ohne andere Nebenzwecke, ankommt. In diesem Falle verdient die Abwäge der
Flüssigkeit immer den Vorzug vor dem Abmessen derselben und gilt dies z.B. für die
Bestimmung der Menge des mit Pumpen in den Wasserturm geförderten Wassers, ferner
des Speisewassers im Kesselhaus oder des Saftes nach den Schlammpressen und
schließlich für die Mengenbestimmung der Absüßwässer, des Dünn-, Mittel- oder
Dicksaftes, der Abläufe von den Zentrifugen, der Melasse usw. Der Apparat (Fig. 27 u. 28)
besteht aus zwei großen Gefäßen A1, A2, die mit den Schneiden C in der Achse XX auf Stahllagern gußeiserner
Ständer, die auf Eisenrahmen befestigt sind, ruhen. Die Achse XX geht nicht durch die Mittelachse der Gefäße, sondern
sie liegt näher der Wand, welche das Gegengewicht G
trägt. Die Stirnwände gegenüber G tragen
Ausflußknierohre, die ein Heberrohr bilden, dessen Ende in der vertieften Stelle des
Bodens, unter der Achse, innerhalb des Gefäßes einmündet. Die zu messende
Flüssigkeit tritt durch das Einlaufrohr e in die
gedeckte Kipprinne B ein, welche mit dem Zähler K in Kontakt ist.
Textabbildung Bd. 322, S. 746
Fig. 27.
Textabbildung Bd. 322, S. 746
Fig. 28.
Sind beide Gefäße leer, dann bekommt das Gegengewicht G das Uebergewicht und die Gefäße A1, A2 ruhen mit ihren
Enden bei G auf zwei Anstoßschrauben, während die Rinne
B über das eine Gefäß geneigt ist. Die durch den
Stutzen e zugeführte Flüssigkeit fließt in der
geneigten Rinne B in jenes Gefäß, welches gefüllt wird,
ab. Das Gegengewicht G ist so bemessen, daß es das
Gefäß A in der ursprünglichen Lage so lange erhält, bis
die Flüssigkeit die bestimmte Höhe erreicht hat, wo das Gleichgewicht der
Flüssigkeit mit dem Gegengewicht eintritt. Tritt noch mehr Flüssigkeit ein, so wird
das Gegengewicht gestört und das Gefäß kippt nach vorne über bis zu dem elastischen
Anstoß auf dem Rahmen. Durch dieses Umkippen kommt der höchste Punkt des Heberrohres
a unter die Oberfläche der Flüssigkeit, das
Heberrohr fängt zu funktionieren an und entleert rasch das Gefäß A, welches sodann durch das Gegengewicht wieder in die
ursprüngliche Lage gebracht wird. Beim Kippen des Gefäßes nach vorne wird die
Kipprinne durch die Seitenwand umgesteuert, und zwar auf die andere Seite, so daß
während des Entleerens des Gefäßes A1 das zweite Gefäß A2 mit der Flüssigkeit gefüllt wird, daher beide
Gefäße abwechselnd selbsttätig und ununterbrochen arbeiten. Die Größe des Gefäßes
A und der Durchmesser des Ausflußrohres a sind je nach der gewünschten Leistungsfähigkeit des
Apparates derart bemessen, daß das eine Gefäß viel früher entleert als das andere
gefüllt wird, wodurch somit in dem Arbeiten der Wage keine Störung eintreten kann.
Die Kipprinne B ruht auf dem Anstoßstück D, ohne die Gefäße zu berühren und ohne auf die
Empfindlichkeit der Wage einzuwirken. Der Zähler K wird
durch die Kipprinne B, deren Zahl von Kippungen er
anzeigt, bewirkt, und es wirken daher auch die Widerstände des Zählerwerkes in
keiner Weise auf den Kippmoment der Wage, so daß deren Empfindlichkeit, welche nur
in den zwei Schneiden liegt, höchst vollkommen ist; durch offizielle Versuche wurde
eine Maximaldifferenz von 0,02 bis 0,05 v. H. festgestellt. Wo sehr große
Temperaturschwankungen vorkommen und man den geringen Fehler, der dem Apparat –
wegen Unsymmetrie seiner Meßgefäße in bezug auf die Drehachse – anhaftet, gänzlich
beseitigen will, sind die Gefäße mit Kompensationsröhren R versehen, welche einen entsprechenden Teil des Gegengewichtes G an ihren freistehenden Enden tragen und durch
entsprechende Verlängerung durch den Temperaturwechsel die ungleiche Ausdehnung der
ersten Hälfte des Gefäßes kompensieren. Das Röhrchen P
dient dann als Luftauslaßrohr für das Rohr R. Um auch
die ganz kleinen Ungenauigkeiten, welche bei stark wechselndem Flüssigkeitszulauf
auftreten, indem im Augenblick des Umsteuerens der Kipprinne verschiedene große
Flüssigkeitsmengen in das Gefäß nachfließen können, zu beseitigen, versieht man den
Flüssigkeitszulauf mit einer Drosselklappe L, welche
von zwei Schwimmern S betätigt wird; diese Schwimmer
drosseln entsprechend die Klappe in dem Augenblick, wo die Flüssigkeit bereits die
nötige Höhe erreicht hat, wodurch sämtliche Unregelmäßigkeiten, welche durch einen
ungleichen Druck beim Flüssigkeitszulauf hervorgerufen werden könnten, beseitigt
werden. Diese Drosselklappe, ihre Hebel und Schwimmer wirken aber in keiner Weise
direkt auf die Gefäße A1, A2, sind
daher auch ohne Einfluß auf die Empfindlichkeit der Wage, welche nach wie vor stets
gleich bleibt, nämlich von den zwei Schneiden der Prismen abhängig. Anstatt des
direkt angeschlossenen Zählwerkes an der Kipprinne B,
kann diese auch durch elektrischen Strom mit dem in beliebiger Entfernung
aufgestellten Zählwerk verbunden werden, was namentlich dort von großer Wichtigkeit
ist, wo aus örtlichen Rücksichten die Wage an einer schwer zugänglichen Stelle
aufgestellt werden muß.
Eine Vorrichtung zum selbsttätigen Abmessen gleicher
Gewichtsmengen von Flüssigkeiten verschiedener Dichte mit selbsttätiger
Registrierung und Probenahme hat A. Rak konstruiert,
deren Arbeit Referent Gelegenheit hatte, in der Zuckerfabrik Böhm. Brod zu
verfolgen. Da der Apparat in jeder Beziehung verläßlich und korrekt gearbeitet
hat, so erscheint ein näherer Hinweis auf das Prinzip und die Konstruktion desselben
von Interesse, wobei Referent den Mitteilungen folgt, welche ihm von Rak zur Verfügung gestellt worden sind. Bei
vorliegender Konstruktion sind die Vorteile der einen kontinuierlichen Betrieb nicht
hindernden volumetrischen Methode mit der peinlichen Genauigkeit der zeitraubenden
und unhandlichen direkten Wägungsmethode vereinigt und dabei die Nachteile beider
Methoden gänzlich vermieden. Bei vorliegender Erfindung sind nämlich die einfachen
Naturgesetze, durch welche die Beziehungen zwischen Volumen, spezifischem und
absolutem Gewicht festgesetzt sind, als Grundlage einer neuen Methode der direkten
Bestimmung des absoluten Gewichtes von Flüssigkeiten durch das gleichzeitige
Zusammenwirken eines Meßgefäßes und eines Aräometers ausgenutzt.
Textabbildung Bd. 322, S. 747
Fig. 29.
Textabbildung Bd. 322, S. 747
Fig. 30.
Das neue Prinzip findet durch die Fig. 29 und 30 seine Erklärung. A ist ein Aräometer vom Gewichte q, welches innerhalb des Gefäßes schwimmt und hier in
einer Flüssigkeit vom spez. Gewicht S bis zur Marke m und in einer Flüssigkeit vom spez. Gewicht s bis zur Marke n
eintaucht. Das Gefäß B enthält in beiden Fällen
dieselbe Gewichtsmenge Flüssigkeit, welche im ersten Falle nur bis zur Marke m', im zweiten Falle jedoch bis zur Marke n' reicht. In beiden Fällen steht das Aräometer im
Vergleich zum Gefäß B in gleicher Höhe. Um diese
Wirkung zu erzielen, muß der Querschnitt p des
Aräometers A zwischen den Marken mn, und der Querschnitt P
des Gefäßes B zwischen den Marken m'n' in folgender Beziehung stehen:
p : (P –
p) = q : Q . . .
. . . . . . . 1)
oder
P=p\,\frac{Q+q}{q} . . . . . 2)
Stellt man also die Füllung des Gefäßes B mit einer Flüssigkeit in dem Augenblick ein, in
welchem das Aräometer die vorher bestimmte Höhe erreicht hat, so ist im Gefäß B sicher das Q der
betreffenden Flüssigkeit enthalten. Diese Behauptung läßt sich auch in folgender
Weise rechnerisch beweisen: Bei richtiger Dimensionierung des Aräometers A und des Gefäßes B müssen
die Marken m und m' in
eine horizontale Ebene fallen, wobei selbstverständlich der Inhalt der vom Aräometer
verdrängten Flüssigkeit \frac{q}{s} und der von der Flüssigkeit erfüllte Raum
\frac{Q}{S} betragen muß. Wenn die obige Behauptung richtig ist, so müssen auch die
Marken n und n' in eine
horizontale Ebene
fallen oder der Abstand der Marken mn muß gleich dem
von m'n' sein.
m\,n=\frac{\frac{q}{s}-\frac{q}{S}}{p}
m\,n=\frac{q}{p}\,\frac{S-s}{S\,s} . . . . . . . 3)
m'\,n'=\frac{\frac{Q}{s}-\frac{Q}{S}}{P-p},
oder durch Substitution nach Gleichung 1
m'\,n'=\frac{q}{p}\,\frac{S-s}{S\cdot s} . . . . . . . 4)
Aus den Gleichungen 3 und 4 ist ersichtlich, daß
mn = m'n',
was zu beweisen war.
In manchen Fällen wird es sich als notwendig herausstellen, daß sich das abzuwägende
Gewicht nach Bedarf ändern lasse, wie z.B. in der Zuckerindustrie, wo, je nach dem
Rübenmaterial, der Saftabzug auf der Diffusionsbatterie geändert werden muß. Zur
Erreichung dieses Zweckes wird das Aräometer derart konstruiert, daß im Betrieb das
Gewicht q geändert werden kann, wie folgendes Beispiel
zeigt: Ist der Normalabzug 5000 kg, und das Verhältnis p : (P – p) = 1 : 100, so ist das normale
Aräometergewicht q = 50 kg. Will man nun den Abzug auf
5200 kg erhöhen, so hat man nur das Gewicht des Aräometers um 2 kg, d. i. auf 52 kg
zu vergrößern, wozu genau geeichte Ringe dienen. Gegenüber der meist gebräuchlichen
aber weniger genauen Methode der Bestimmung des absoluten Gewichtes von
Flüssigkeiten durch Berechnung aus dem gemessenen Volumen und der Flüssigkeitsdichte
unterscheidet sich das neue Prinzip wesentlich durch die absolute Präzision auf
Grund der Zusammenwirkung von Aräometer und Meßgefäß. Die direkte Wägung eignet sich
wieder für die Anforderungen des Großbetriebes nicht, weil sie verlangt, daß das
Wägegefäß während der Wägungsperiode vollkommen frei und isoliert von seiner
Umgebung auf der Wage, daher also auch außer jeder Verbindung mit Einlaß- und
Auslaßrohrleitungen, steht. Der neue Apparat hingegen besitzt für den Großbetrieb
den Vorteil, daß er unbeweglich auf seinem Platz stehend in fester Verbindung mit
den Rohrleitungen bleibt und sich deshalb allen Anforderungen des Betriebes anpassen
läßt. C und D (Fig. 31) sind die mit dem tiefsten Teil des Apparates
verbundenen Ventile für den Ein- und Austritt der Flüssigkeiten und werden durch die
übereinander angeordneten Gewichte E und F gesteuert. E und F sind durch eine Kette mit dem Aräometer verbunden,
werden durch dasselbe gehoben und durch das im Gestell H eingerichtete Sperrwerk in dieser Lage gehalten. Hat nun das von der
einlaufenden Flüssigkeit wieder gehobene Aräometer seine Höchstlage erreicht, so
läßt es mittels des Kipphebels M das Sperrwerk H aus, die Gewichte E und
F können nun frei auf die Ventilhebel fallen,
bewirken so das Schließen des Eintritts und sofort darauf das Oeffnen des
Ausflusses. Bevor die Flüssigkeit während der Füllungsperiode in den rohrförmigen
Oberteil des Meßgefäßes eintritt, wird von derselben ein kleiner Schwimmer gehoben.
Das mit demselben durch eine Kette verbundene Gewicht L
betätigt vor Erreichung der Höchstlage den Probenahmehahn S und die Drosselklappe P samt Hebel, welche
den Eintritt der zuletzt eintretenden Flüssigkeitspartien verzögert, um die
Genauigkeit des Abschlußmomentes zu verschärfen. Ist nun auf diese Weise die genaue
Gewichtsmenge der Flüssigkeit in den Apparat eingetreten und die Umsteuerung
der Ventile erfolgt, so beginnt sofort wieder seine Entleerung. Inzwischen bleibt
das Aräometer in der Höchstlage hängen, da seine Bewegung durch das zweite auch im
Gestell H enthaltene Sperrwerk gehemmt ist. Der kleine
Schwimmer hingegen sinkt ungehindert mit der Flüssigkeit und schließt dabei den
Probenahmehahn S und öffnet die Zuflußdrosselklappe P. Die Rolle J, in der die
Kette dieses Schwimmers läuft, trägt auf ihrer Welle einen Daumen aufgekeilt,
welcher während der Entleerungsperiode den Kipphebel M
in seine ursprüngliche Lage zurückbringt.
Textabbildung Bd. 322, S. 748
Fig. 31.
Gegen den Schluß der Ausflußperiode tritt nun ein zweiter
Schwimmer von kleineren Abmessungen in Tätigkeit, der sich im sackförmigen Unterteil
des Gefäßes befindet. Dieser ist mittels einer über die Rollen O laufenden Kette zur Erreichung größter Genauigkeit
mit einer den Austritt der Flüssigkeit verzögernden Drosselklappe R verbunden. Außerdem ist an dieser Kette ein Hahn T angehängt, welcher die vom Probenahmehahn S entnommene Probe in einen Sammelflasch U abläßt. An der Kettenrolle dieses Schwimmers ist
ebenfalls ein Hebel aufgekeilt, welcher bei der tiefsten Lage des Schwimmers das
zweite Sperrwerk auslöst. Das infolgedessen frei gewordene Aräometer fällt nun
herunter und zieht die Gewichte EF in die Höhe, welche
die Ventile
umsteuern, wodurch selbsttätig das Spiel von neuem beginnt. Die unterhalb der
Gewichte EF angebrachte hydraulische Bremse W dient zur Milderung des durch den Fall
hervorgebrachten Schlages und ein mit dem Hebel des Ventiles verbundenes Zählwerk
Z zeigt selbsttätig jede erfolgte Wägung, welche
durch den Klang eines Glöckchens angezeigt wird. Der Apparat kann auf ein Postament
gestellt werden, läßt sich aber auch in beliebiger Weise an eine Mauer anbringen.
Seine Verwendbarkeit ist eine äußerst vielseitige, er ist für alle Flüssigkeiten
verwendbar, zu deren Dichtigkeitsbestimmung ein Aräometer zulässig ist. In der
Zuckerfabrikation kann der Apparat zur Mengenbestimmung von Diffusions-, Dünn- und
Dicksäften, filtrierten Sirupen usw. dienen, er ermöglicht ohne Mühe und Rechnung
die Regelung des Diffusionssaftabzuges nach dem Gewichte und gestattet aus den
mechanisch entnommenen Durchschnittsproben einwandsfrei die in die Verarbeitung
eingeführte Zuckermenge zu bestimmen, man ist weiter in der Lage auf Grund der durch
den Apparat festgestellten Menge des Dicksaftes genau die Wirkung einer
Verdampfungsanlage zu berechnen, wie auch ferner die Kontrolle der Füllmassearbeit,
wenn man die Menge der Abläufe mittels des Apparates bestimmt, ermöglicht wird. Sehr
praktisch ist die Verwendung des Apparates in solchen Fabriken, die flüssige
Zwischenprodukte wie Dicksaft, Melassen, Klären, Absüße usw. an eine andere Fabrik
abzugeben haben, wie dies z.B. bei Unternehmungen, wo Rohfabrik und Raffinerie
getrennt verwaltet werden, öfter der Fall ist. Schließlich eignet sich der Apparat
auch noch für andere Industriezweige, nämlich zum Wägen von Wasser, besonders
Kesselspeisewasser behufs Kontrolle des Kesselhauses, für Alkohol und alkoholische
Lösungen, für Bier und Bierwürze, für Petroleum und dessen Nebenprodukte, für Oele
und für eine große Menge flüssiger Produkte und Nebenprodukte der chemischen
Industrie. Wie bereits bemerkt, so hat der Apparat in der Zuckerfabrik Böhmisch Brod tadellos und korrekt gearbeitet, wie sich
Referent speziell durch Kontrolle mittels einer Dezimalwage von der richtigen
Funktion überzeugt hat. Bei einer Zuflußröhre von nur 80 mm Durchm. waren 5
Meterzentner Grünsirup in längstens 4 Minuten abgewogen. Eine besondere
Beaufsichtigung erscheint bei der genauen Arbeit des Apparates nicht notwendig. Die
Wage ist durchaus nicht empfindlich, verlangt aber naturgemäß wie jede sicher
arbeitende Wage, daß sie rein gehalten und in einem Raum aufgestellt wird, der frei
von Wasserdämpfen und auch frostfrei ist. Zum Schluß sei noch bemerkt, daß der durch
das D. R. P. No. 182881 geschützte Apparat in der nächsten Kampagne auch in anderen
Zuckerfabriken Einführung findet und zwar nicht nur für Rohsäfte allein, sondern
auch für Dünn- und Dicksäfte und Sirupe.
(Schluß folgt.)