Titel: Gamble's, Apparat zur Concentrirung alaunhältiger Auflösungen etc.
Autor: Gamble, Josias Christopher
Fundstelle: 1826, Band 21, Nr. CXXVI. (S. 503–510)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj021/ar021126

CXXVI. Apparat zur Concentrirung und Krystallisirung alaunhältiger und anderer salziger krystallisirbarer Auflösungen, zum Theile auch zur Abdampfung, Destillation, Verdichtung, Austroknung, und vorzüglich zur Dampferzeugung, worauf J. C. Gamble, Chemiker zu Liffybank, Dublin, sich am 11. Febr. 1826 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Juli, 1826, S. 5.

Mit Abbildungen auf Tab. IX.

Fig. 1. Tab. IX., A, ist der Kessel, welcher aus zwei Metall-Gefäßen besteht, wovon das eine in dem anderen stekt. Die oben hervorragenden Randflügel, B, B, correspondiren mit einander, und sind auf die gewöhnliche Weise mittelst Schrauben und Kitt luftdicht gemacht. Das innere Gefäß ist von dem äußeren unten und an den Seiten drei Zoll weit entfernt. An dem äußeren Gefäße ist unten am Boden eine Abzugs-Röhre, um dasjenige, was sich in dem Zwischenraume der beiden Gefäße befindet, auslaufen zu lassen.

Der Kessel wird auf die gewöhnliche Weise in dem Ofen angebracht, so daß es hierüber keiner besonderen Beschreibung bedarf.

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C, ist eine gekrümmte Röhre von 1 bis 2 Zoll im Durchmesser, je nachdem der Apparat selbst größer oder kleiner ist.

Die krumme Röhre steigt ungefähr 18 Zoll empor, und ihre Schenkel stehen ungefähr Zwei Fuß von einander.

D, ist eine Röhre für die Luft, welche auf dem obersten Theile der Brunnen-Linie sizt, und ungefähr Einen Zoll im Durchmesser hat. Sie ist bei, E, mit einem Sperrhahne versehen, und steigt so hoch als der Behälter, F.

Ein Schenkel der gekrümmten Röhre ist bei, B, auf dem Randflügel des inneren Gefäßes, A, befestigt; der andere Schenkel senkt sich in die Seite des Behälters, F; auf diese Weise wird eine ununterbrochene Verbindung zwischen der Kammer des Gefäßes, A, und dem Behälter, F, hergestellt. (Wir werden in Zukunft den Zwischenraum zwischen der äußeren und inneren Wand des Gefäßes, A, die Kammer, die darin enthaltene Flüßigkeit, die Mittel-Flüßigkeit (medial fluid), und die Flüßigkeit, welche bearbeitet werden soll, die siedende Flüßigkeit nennen.)

Bei Anwendung dieses Apparates gieße ich meine Flüßigkeit in den Behälter, F, deren Siedepunkt um 35° oder mehr höher ist, als jener der zu siedenden Flüßigkeit. Sobald die besagte Flüßigkeit höher als bis zur punctirten Linie, G, H, steigt, läuft sie durch die gekrümmte Röhre, und füllt die Kammer des Kessels, A, und treibt die Luft aus derselben durch die Röhre, D, aus.

Sobald die Kammer gefüllt ist, und die Mittel-Flüßigkeit auf der Linie, G, H, stillsteht, d.h., über dem Niveau der gekrümmten Röhre, kann der innere Raum des Kessels, A, mit der siedenden Flüßigkeit gefüllt, und das Feuer in dem Ofen angezündet werden. Sobald ferner die Temperatur der Mittel-Flüßigkeit um 30° über den: Siedepuncte der siedenden Flüßigkeit erhöht ist, wird diese leztere anfangen zu sieden, während die Mittel-Flüßigkeit selbst nicht sieden wird.

Ich habe stets die interessante Thatsache bemerkt, daß irgend ein flüßiges Mittel, welches eine Schichte von 2 bis 3 Zoll im Durchmesser bildet, wie dieß bei obigem Apparate der Fall ist, in seiner Temperatur nicht über 30 bis 32° höher, als die Temperatur der Flüßigkeit in dem inneren Kessel getrieben werden kann, d.h., mit anderen Worten, ich fand die Leitungs-Kraft der Mittel-Flüßigkeit nach dem inneren Gefäße |505| und der siedenden Flüßigkeit so groß, daß die Hize bei dem Verdampfen der siedenden Flüßigkeit so schnell verbraucht wird, als sie der Mittel-Flüßigkeit durch das Feuer mitgetheilt wird.

Wenn dieser Apparat zum Destilliren verwendet werden soll, kann das innere Gefäß, A, mit einer Wölbung versehen werden, wie die punctirten Linien in Fig. 1. zeigen; oder, man kann irgend eine schikliche Form hierzu wählen, muß aber jedes Mahl die Art des Metalles nach der Art der Arbeit wählen. Ein Behälter kann für irgend eine Anzahl von Kesseln hinreichen, wenn derselbe mittelst einer Hauptröhre mit den krummen Röhren dieser Kessel in Verbindung steht; der Hohlraum desselben muß jedoch wenigstens Ein Achtel des gesammten Hohlraumes aller Kammern dieser Kessel betragen, damit Raum zur Ausdehnung der Mittel-Flüßigkeit übrig bleibt, wenn diese erhizt wird.

Obschon ich obige Form dieses Apparates zum Abdampfen, Destilliren etc. vorziehe, gebe ich demselben nach Umständen doch auch verschiedene andere Formen. Zuweilen gebe ich ihm, wie in Fig. 2., die Form eines flachen Parallelogrammes, A, B, und in diesem Falle nehme ich hierzu geschlagenes Eisen oder Kupfer.

Die Kammer, C, C, ist zwei oder drei Zoll tief, und ist an der Deke wie auf dem Boden durch starke Niete, wie die Figur zeigt, verstärkt. Der Siederaum, D, D, ist 8 bis 12 Zoll tief. Die krumme Röhre ist an der höchsten Eke der oberen Scheidewand der Kammer angebracht, und ist in allen Theilen, so wie auch der Behälter etc., dem Apparate in Fig. 1. ähnlich.

Der Apparat, den ich zur Dampferzeugung vorziehe, besteht aus drei cylindrischen Gefäßen, die an einem Ende offen, an dem anderen geschlossen und halb kugelförmig sind, wie Fig. 3. zeigt. Das mittlere Gefäß, B, B, stekt in dem äußeren, A, A, und wird in dieser Lage mittelst einer kleinen eisernen Walze erhalten, die in Fig. 4. von ihrem Ende her dargestellt ist.

An ihrem offenen Ende sind sie mittelst eines kreisförmigen Ranftes geschlossen, der Doppelflügel, D, D, bildet, welche auf die gewöhnliche Weise mittelst Schrauben und Kitt befestigt sind. Nachdem das äußere und mittlere Gefäß gehörig befestigt ist, wird das innerste Gefäß, E, E, in das mittlere, |506| B, B, eingeführt, und durch eine ähnliche Walze in seiner Lage erhalten.

Das innerste Gefäß hat einen Ranft, F, F, welcher rings umher an seinem Umfange drei Zoll weit absteht. Dieser Ranft paßt auf den Mittel-Cylinder, und ist mit demselben zusammengefügt, und bestimmt durch seinen Vorsprung die Weite der Kammer, G, G. Die gekrümmte Verbindungs-Röhre zwischen der Kammer, G, und dem Behälter ist in der Mitte des Cylinders bei, F, angebracht. Der mittlere und innere Cylinder muß 6 Zoll über den äußeren hervorragen, um Raum zu deren Verbindung sowohl, als zur Verbindung der krummen Röhre mit der Kammer zu lassen.

In dem inneren Cylinder ist ein Bogen aus Baksteinen gebaut, der etwas unter dem Mittelpuncte entspringt, und bis auf einen Fuß von dem gegenüberstehenden Ende hinläuft.

Das Feuer befindet sich vorne an dem Bogen und unter demselben. Die Flamme läuft unter dem Bogen, bis sie das untere Ende des Cylinders erreicht, steigt dann in die Höhe, kehrt über den Bogen zurük, und steigt in den Schornstein, K.

L, ist eine Röhre, durch welche der Bodensaz herausgeschafft werden kann, der aus dem Wasser auf den Boden des äußeren Cylinders niederfällt.

M, ist eine ähnliche Röhre zur Reinigung der oberen Wand des mittleren Cylinders.

Das äußerste Gefäß ist, obschon es Cylinder genannt wird, kein eigentlicher Cylinder. Er ist an dem halbkugelförmigen Ende etwas kleiner, damit man daselbst eine gehörige Anzahl starker cylindrischer Reifen, wie bei dem Beschlagen starker Karren-Räder anbringen kann.

Diese Reifen werden auf den Cylinder kräftig angetrieben, und vermehren hinlänglich die Stärke, mit welcher er dem Druke widerstehen muß.

An dem kreisförmigen Ende des Kessels kann die Dampf- und Speise-Röhre, wie hier bei, N und O, angebracht werden. Die Vortheile dieser Vorrichtung sind, wie es mir scheint, folgende.

1) gewährt die Form des äußeren Cylinders, so wie die Zahl der starken Reifen aus geschlagenem Eisen, womit er beschlagen ist, eine solche Stärke, daß er selbst dem hohen Dampf-Druke zu widerstehen vermag.

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2) Erspart man durch den langen Umzug der Flamme in dem zurüklaufenden Zuge sehr viel an Hize.

3) Hat man durch den Umstand, daß man durch die Mittel-Flüßigkeit das Wasser schon unter 30 Grad unter ihrem Siedepuncte zum Sieden bringen kann, jeden höheren Dampfdruk in seiner vollen Gewalt.

Wenn z.B. fixe Oehle die Mittel-Flüßigkeit sind, kann das Wasser in dem Kessel mit aller Sicherheit bis auf 400 Grad Hize getrieben werden, wodurch man eine Kraft erhält, die bisher noch nirgendwo bei einer Dampfmaschine mit Erfolg angewendet werden konnte.

4) Kann man bei diesem Apparate mit der vollsten Sicherheit arbeiten, ohne daß man einer Klappe hierzu nöthig hätte.

Wenn der äußere Cylinder stark genug ist, um der Kraft des Dampfes zu widerstehen, welcher bei dem Siedepuncte der Mittel-Flüßigkeit erzeugt wird, so kann nie eine Explosion Statt haben, indem das siedende Wasser seine Hize von dem Mittel erhält, folglich nie heißer werden kann, als dieses. Da ferner das Mittel durch keinen Druk beschränkt ist, so kann es nie über seinen Siedepunct erhizt werden, folglich kann auch das siedende Wasser diesen Siedepunct nie übersteigen, und selbst nicht erreichen.

Auf diese Weise hat man, ungeachtet der ungeheuer zunehmenden Kraft des Dampfes mit hohem Druke, mittelst der oben erwähnten starken eisernen Reifen es stets in seiner Gewalt dem äußeren Kessel eine stärkere Kraft zu ertheilen, als der darauf wirkende Dampf nicht besizt. Der mittlere Cylinder ist seiner Form und Lage nach jedes Mahl stärker, als irgend eine auf denselben wirkende Kraft. Wenn die Mittel-Flüßigkeit thierisches oder vegetabilisches Oehl ist, so wird es rathsam seyn, die Temperatur bedeutend unter dem Siedepuncte desselben zu halten, d.h., auf ungefähr 400 Grad Fahrenh., damit es so wenig, als möglich zersezt wird. Aus diesem Grunde muß der mittlere Cylinder vollkommen mit siedendem Wasser bedekt seyn.

Sollte die Mittel-Flüßigkeit in dem Behälter jemahls anfangen zu sieden, so ist dieß ein Zeichen, daß die Temperatur in der Maschine zu hoch gestiegen ist, und daß der Dampf folglich eine zu hohe Kraft besizt. Ich errichte zuweilen bloß |508| Doppelkessel, die aus einem äußeren und aus einem inneren bestehen, und lasse den mittleren Kessel und die Mittel-Flüßigkeit weg. Die Flamme läuft mittelst eines Ziegel-Bogens, und die Verbindung an der Mündung geschieht eben so, wie in Fig. 3. zwischen dem äußeren und dem mittleren Cylinder, und das äußere Gefäß ist auf dieselbe Weise mit Reifen beschlagen. Da aber die Hize der siedenden Flüßigkeit hier nicht durch ein flüßiges Mittel mitgetheilt wird, werden die gewöhnlichen Sicherheitsklappen nothwendig.

Die gekrümmte Röhre zeigt in allen Figuren jene Form, welche ich zur Verbindung der Kammer mit dem Behälter jeder anderen vorziehe: es kann aber diese Röhre auch zu demselben Zweke von dem Boden, oder von der Seite der Kammer hervortreten, und sich mit dem Behälter verbinden. In diesem Falle wird es nothwendig der Röhre eine Neigung nach abwärts zu geben, um zu verhüten, daß die heiße Flüßigkeit aus der Kammer in den Behälter tritt, was nie geschehen darf. Es muß auch eine Luftröhre an dem höchsten Theile der Kammer angebracht seyn, wie in Fig. 6. A, ist eine Form der Verbindungs-Röhre zwischen der Kammer und dem Behälter.

B, ist eine zweite Form.

C, die Luftröhre.

Ich nehme die Doppel-Gefäße, Fig. 1, 2 und 6. mit ihren Kammern nicht als meine Erfindung in Anspruch, indem sie bereits für Dampf mit hohem Druke, und zu anderen Zweken angewendet wurden; ich nehme aber die Verbindungsröhre und den Behälter, wodurch diese Gefäße vortheilhafter angewendet werden können, als meine Verbindung in Anspruch. Auch nehme ich nicht die Anwendung irgend einer besonderen Mittel-Flüßigkeit in Anspruch. Für einen geringeren Grad von Hize, wie bei der Destillation von Aether und Alkohol, zur Verdikung der Extracte, zum Troknen der Pulver, empfehle ich Wasser, oder eine gesättigte Kochsalz-Auflösung.

Wenn eine stärkere Hize nothwendig ist, können mehrere andere Salze angewendet werden. Wenn aber irgend eine Flüssigkeit zum Sieden gebracht werden soll, deren Siedepunct 225° Fahrenheit nicht übersteigt, ziehe ich eine starke Auflösung von kochsalzsaurem Kalke vor, deren Siedepunct von 250 bis 300 Grad getrieben werden kann, je nachdem sie mehr oder minder dicht ist.

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Bei noch größerer Hize, wie beim Zukersieden, oder bei Dampfe mit hohem Druke, wo nicht mehr als 30 Pfund auf den Quadrat-Zoll kommen, empfehle ich wesentliche Oehle, vorzüglich Theer-Oehl, weil dieses sehr wohlfeil ist, wo aber noch größere Hize nöthig ist, muß man fixe thierische und Pflanzen-Oehle anwenden.

Beim Abdampfen der Alaun- und anderer Salz-Auflösungen wird es nothwendig seyn, den Kessel mit Blei auszufüttern, oder mit irgend einem Metalle, welches der Einwirkung der siedenden Flüßigkeit zu widerstehen vermag. In diesem Falle ist auch eine weit größere Verschiedenheit zwischen dem Siedepuncte der Mittel-Flüßigkeit und der siedenden Flüßigkeit nothwendig. Ich fand zwischen 50 und 60 Grad Unterschied nothwendig.

Das Gefäß, dessen ich mich zur Krystallisation des Alaunes und anderer salzigen krystallisirbaren Substanzen bediene, ist in Fig. 7. dargestellt.

A, B, ist ein Gefäß aus Gußeisen, oder aus anderem tauglichen Metalle, oben weiter als unten. Dieses Gefäß wird auf oder unter der Erde befestigt auf einer festen Grundlage, von welcher es jedoch ungefähr 4 Zoll hoch abstehen muß: es wird folglich von drei oder mehreren Säulen getragen.

C, C, ist eine Ziegelmauer, welche das Gefäß umgibt, und rings um dieselbe einen Raum läßt, in welchem der Dampf circuliren kann.

D, ist eine Dampfröhre, die aus einem Dampfkessel durch die Ziegelmauer herläuft, und bis in die Mute des Bodens des Gefäßes reicht.

E, ist eine Stange, welche auf dem Mittelpuncte des Bodens des Gefäßes ruht, und von da gerade emporsteigt: an ihrem oberen Ende ist sie mit einem Ringe, an dem unterem mit einem großen Knopfe versehen.

Diese Stange wird noch ehe auf den Boden des Gefäßes gestellt, ehe man die zu krystallisirende Flüßigkeit in dasselbe gießt.

Wenn nun die krystallisirte Masse von dem Boden des Gefäßes an herausgehoben werden soll, so befestigt man die Kette eines Krahnes in dem Ringe, und läßt fünf bis zehn Minuten lang, je nachdem die Krystall-Masse groß ist, Dampf rings um das Gefäß streichen. Sobald man hierauf bemerkt, daß |510| der obere Theil des Krystalles, der mit dem metallenen Gefäße in Berührung ist, anfängt etwas zu schmelzen, wird der Krahn gedreht, und die ganze Masse von Krystallen herausgehoben, welche sodann bei Seite geschafft und zerschlagen wird. Die Mutterlauge wich gleichfalls beseitigt.

Wo man weniger feste Krystalle, als Alaun, verfertigt, kann unten an der Stange statt des Knopfes eine breite starke Platte befestigt werden. In großen Fabriken, wo man viele Krystallisier-Gefäße braucht, bringe ich den Krahn in der Mitte derselben an, und stelle die Krystallisier-Gefäße in einem einfachen oder in einem doppelten Kreise um denselben. In diesem Kreise lasse ich aber eine Lüke, in welcher die Alaun etc. Krystallen zerschlagen werden können, und die Mutterlauge durch eine Rinne in den Behälter abfließt.

Bei dem Alaune und bei vielen anderen Salzen müssen die Krystallisier-Gefäße, so wie die Stange, mit Blei überzogen seyn, oder mit irgend etwas, wodurch dem Einwirken der Flüßigkeit vorgebeugt werden kann.

Das Gehäuse, welches das Gefäß umgibt, kann auch, statt der Ziegelmauer, aus Holz seyn, oder aus irgend einem anderen hierzu geeigneten Material; es kann fest und beweglich seyn.

In Fig. 3. ist, H, H, der Ziegel-Bogen, welcher die Hize nach der Richtung der Pfeile in den Schornstein, K, ziehen macht.

Fig. 5. ist ein Quer-Durchschnitt dieses Bogens.

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