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Was die Genauigkeit der Beobachtung der Hubhöhe anbetrifft, so war es schon schwierig, bei dem heftig ausströmenden Dampfe am Ende des Zeigers auf 32stel Zoll (0“,8) genau abzulesen; die Maße der sechsten Spalte können also leicht einer Berichtigung um t 0,0156 Zoll (0“,4) bedürfen. Vergleicht man diesen möglichen Fehler mit der gemessenen Hubhöhe, so können die Werthe der Coefficienten in Nr. 1 und 2 um 8 pCt., in Nr. 3 um 6, in Nr. 4 um 9, in Nr. 5 um 12, in Nr. 6 um 11, in Nr. 7 um 16, in Nr. 8 um 31, in Nr. 9 um 9, in Nr. 10 um 16, in Nr. 11 um 38, in Nr. 13 um 7, in Nr. 14 um 9, in Nr. 15 um 20, in Nr. 16 um 14, in Nr. 17 um 7, in Nr. 18 um 9 und in Nr. 19 um 16 pCt. sehr leicht von den richtigen Werthen abweichen, welche Möglichkeit schon hinlänglich die Abweichungen der Coefficienten p von einander erklärt. Daß übrigens diese Abweichungen wirklich in Beobachtungsfehlern ihren Grund haben, zeigt der Umstand, daß, wo Versuche mit nahezu gleichen Dampfspannungen gemacht wurden, alle drei Coefficienten sich ziemlich in demselben Verhältnisse ändern; der Fehler muß also allen drei Berechnungen gemeinsam sein, was am leichtesten in der falschen Beobachtung der Hubhöhe seine Erklärung findet.
Die Fehler werden sich besser compensiren, wenn man aus den ersten eilf Versuchen, als mit demselben Ventile angestellt, das arithmetische Mittel der Werthe von op bestimmt, wonach für diesen Fall
p = 0,977 im Mittel und für die letzten sieben Versuche mit dem conischen Ventile p = 0,886
sich ergeben würde. Daß der erste Contractionscoefficient größer als der zweite ausfiel, dürfte, ähnlich wie bei dem Ausflusse des Wassers, in der durch die conische Erweiterung der Sitz
sein muß; p erhält also einen Werth, der für Po > 1,8 p,
sen Versuchen bei den Dampfstrahlen kein Minimum des Querschnittes, und Gl. (IV) verliert ihre Bedeutung für diese Reihe. Die Uebereinstimmung der übrigen Werthe von p in jeder verticalen Rubrik ist jedenfalls überraschend groß, wenn man die bedeutende Druckdifferenz während der einzelnen Versuche berücksichtigt. / Welche Genauigkeit dagegen den absoluten Werthen von op beigemessen werden kann, ist unsicher zu bestimmen, indem große Genauigkeit der Dampfspannungsangaben bei einer Verschraubung des Manometerrohres am Zuflußrohre und bei Benutzung eines geschlossenen Quecksilbermanometers nicht erwartet werden darf, und man annehmen kann, daß dadurch die Dampfspannungen vom Manometer zu niedrig angegeben wurden. Auch war der Dampf an der Stelle, o
seine Spannung gemessen wurde, nicht mehr im Zustande wasserfreier Sättigung, für welchen die benutzten Zeuner'schen Werthe nur Geltung haben. Ferner ließ der Apparat keine Möglichkeit zu, sich davon zu überzeugen, ob der Dampf Wasser mitführe oder nicht, und die in der Rubrik II angeführten Werthe von p, welche alle größer als eins wurden, dürften besonders durch mitgerissenes Wasser so groß geworden sein, da bei ihnen die größte Ausflußmündung benutzt worden ist, und die Experimentatoren selbst anführen, daß sie die Versuche mit derselben der starken Stöße wegen nicht weiter ausdehnen konnten. Die Uebereinstimmung der einzelnen Werthe ist in den einzelnen Rubriken jedenfalls groß genug, um die Wahrscheinlichkeit der der Gleichung (IV) zu Grunde gelegten Voraussetzungen zu zeigen und ein auch für verschiedene Dampfspannungen nahezu constantes Verhältniß zwischen dem kleinsten Querschnitt und der Mündung annehmen zu können. (Fortsetzung folgt.)
Ueber Filterpressen für Zuckerfabriken.
(Hierzu Tafel XI.)
Alle bis jetzt üblichen Methoden der Zuckergewinnung
aus Zuckerrüben kommen darin überein, den durch Pressen,
Schleudern 2c. gewonnenen rohen Rübensaft zu scheiden, d. h.
Saturation unmittelbar nach der Scheidung in den Scheide-
reißen, und deren ganzer Inhalt in den Saft geht, was in dem mit Brüden angefüllten Schlammpreßraume kaum bemerkt und noch weniger verhindert werden kann. Diese Uebelstände machen ein baldiges Verschwinden der Pressen sehr wahrscheinlich, um so mehr, als die neuerdings sehr in Aufnahme gekommenen Filterpressen – Louis Walkhoff schlägt
für dieselben den Namen „ Fachfilter“ vor, weil in denselben
keine Pressung, sondern nur eine Filtration unter Druck stattfindet – mindestens dieselbe Ausbeute möglich machen und eine äußerst bequeme und saubere Arbeit gewähren. Die Filterpressen*) sind im Principe von Neadham & Kite, London, angegeben und, von Holz erbaut, zuerst in Preßhefenfabriken, Porzellanfabriken 2c. angewendet worden, wo sie noch heute geschätzte Apparate sind. Sehr bald, und nachdem sie in Eisen erbaut und mechanisch verbessert worden waren, fanden sie eine ausgedehnte Verbreitung in der Zuckerfabrication. In der Hauptsache lassen sich zwei Systeme unterscheiden; das eine mit hohlen Platten von Trinks in Helmstedt; das andere mit geraden Platten und zwischen liegenden Rahmen von Riedel & Kemnitz in Halle angegeben. Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen eine in der Maschinenfabrik von Rudolph Dinglinger in Cöthen nach dem ersten Systeme erbaute Filterpresse. Den wichtigsten Theil derselben bildet die Filterplatte a, in Fig. 7 bis 9 in der natürlichen Größe gezeichnet. Dieselbe trägt auf ihren beiden großen Seiten einen gehobelten Dichtungsrand b, innerhalb dessen verticale Riefen in ihrer Gesammtheit eine concave Oberfläche bilden; in der Mitte befindet sich eine 3 Zoll (78“) große Oeffnung C und oben eine 1 Zoll (26“) große d. Die verticalen Riefen münden unten in horizontale (auf jeder Seite in eine), welche durch die Durchbrechung e der Platten sich vereinigen und durch die Durchbohrung f (Fig. 2) mit dem Hahne g in Verbindung stehen. Innerhalb der Dichtungsränder b und um die Oeffnungen C und d liegen gekrümmte, auf ihrer ganzen Ausdehnung gelochte, # Zoll (1“,6) starke Bleche – früher waren Siebe in Anwendung – welche durch die Schrauben h,h (Fig. 2, 7 und 8) an der Platte a festgehalten werden. -? Um die Filterplatte werden zwei leinene Filtertücher gebunden, welche in der Mitte kreisförmige Oeffnungen haben und am Umfange dieser an einander genäht sind, derart daß die Nath innerhalb der Oeffnung C liegt. Dieses Zusammennähen der Tücher fällt weg, wenn man die in Fig. 7 und 9 gezeichnete Verschraubung anwendet, durch welche mittelst der Ränder i, i das Tuch an der Filterplatte um die Oeffnung C gedichtet werden kann. Solcher Filterplatten befinden sich gewöhnlich 11, 15, 17
gen C durch einen Ring p und oben durch eine Schiene q festgeklemmt (Fig. 4). z s Man sieht nun, daß die einander zugekehrten Seiten der Platten nach außen dicht geschlossene Räume – Kammern – bilden, welche durch die Oeffnungen C, C.. mit einander communiciren und in ihrer Gesammtheit ein Filter von großer Oberfläche bilden. Soll nun die Filterpresse arbeiten, so wärmt man dieselbe durch Dampf an und läßt den Schlamm aus einem damit vorher angefüllten Montejus durch den Hahn r eintreten. Der Schlamm füllt nun die einzelnen Kammern gleichmäßig aus; seine flüssigen Bestandtheile – der Saft – dringen unter dem im Montejus herrschenden Dampfdrucke durch die Tücher und gelochten Bleche in die verticalen Riefen und gelangen durch die Hähne g, g... in eine Rinne s, aus welcher sie zur weiteren Verarbeitung abgeleitet werden. Sollte hierbei einer der Hähne g, g... in Folge des Bruches eines Tuches trübe laufen, so hat man nur nöthig, diesen Hahn zu schließen. Hören die Hähne auf zu laufen, so ist die Operation des Filtrirens als beendigt anzusehen. Viele begnügen sich damit; Viele lassen dem Filtriren ein Aussüßen folgen, um den dem Feuchtigkeitsgehalte von ungefähr 80 pCt. entsprechenden Zuckergehalt der Schlammrückstände zu verringern, also weiteren Zuckergehalt zu gewinnen. Walkhoff empfiehlt dieses Aussüßen dringend („Polytechnisches Journal“, Bd. 180, S. 291).*) Um dasselbe möglich zu machen, steht der durch die Oeffnungen C, C.. in deren Aufeinanderfolge gebildete Canal in Verbindung mit den Rückseiten der Bleche der ersten, dritten, fünften u. s. w. Platte, vermittelst der von d aus führenden kleinen Canäle t, t... und der Durchbrechungen u, u... (Fig. 3). Schließt man nun die Hähne g, g... der ersten, zweiten, fünften *) Obengenannte Quelle (danach auch „Polytechn. Centralblatt“, 1866, So 933) enthält darüber Folgendes: „Bei einem einmaligen Absüßen ergab eine Schlammpresse, welche 192 Pfd. Schlamm enthielt, 150 Pfd. Flüssigkeit à 3,43 pCt. Polarisationszucker oder 5,14 Pfd. Zucker; das macht pro 100 Pfd. Schlamm 2,70 Pfd. Zucker, während ohne Absüßen pro 100 Pfd. Schlamm 4,16 Pfd. Zucker verloren gingen. Es ist also hierdurch der Verlust auf 1,46 Pfd. vermindert worden, somit nahezu auf ein Drittel. Wenn diese einfache Verdrängung mit Wasser länger andauerte oder wiederholt wurde, so wurde dadurch der Zuckergehalt des Schlammes so weit vermindert, daß pro 100 Pfd. desselben nur noch 1,20 bis 1,10 Pfd. Zucker verloren gingen, also auf 100 Rübe (da 100 Pfd. Schlamm das Product von 1530 Pfd. Rübe sind) 0,08 Zucker. Bedenkt man nun, daß mit denselben Geräthschaften ohne das Mittel der Verdrängung pro 100 Rübe 0,412 Zucker verloren gehen, aber mittelst der Anwendung von Wasser zum Verdrängen desselben nur noch 0,08, so erscheint der mit geringen Kosten erzielte Gewinn von 0,332 Pfd. Zucker pro 100 Pfd. Rübe bedeutend genug, um das Aussüßen des Schlammes in solchen Filtern als Wesentliches zu betrachten, und diese Apparate sollten daher so construirt werden, daß der Zuckerfabricant die Verdrängung mittelst Wasser anzuwenden im Stande ist. Es ist vielfach die Meinung verbreitet worden, daß durch dieses sogenannte „Aussüßen“ des Schlammrückstandes viele der Zuckerabscheidung schädliche, sogenannte „fremde Substanzen“ wieder ausgezogen werden. Wie eine nähere Untersuchung der beim Aussüßen erhaltenen Lösungen ergiebt, enthalten dieselben aber im Gegentheil durchaus nicht mehr Salze, als die Säfte. Es ist also auf das Verdrängen mittelst Wasser ein großes Gewicht zu legen, da außerdem die Saftausbeute aus dem Scheideschlamme als eine sehr mangelhafte bezeichnet werden muß.“
u. s. w. Platte und läßt durch das Ventil v Wasser unter Druck – Walkhoff schlägt eine Druckhöhe von 16 Fuß (5") vor – in den Canal d treten, so geht dasselbe durch die Canäle t, t... und die Durchbrechungen u, u . . (Fig. 3) in die Riefen, dringt durch die Löcher der Bleche und das Filtertuch in den Schlammkuchen ein, löst einen Theil Zuckers auf und fließt, wie beim Filtriren schon beschrieben worden ist, durch die Hähne g, g... der nullten, zweiten, vierten u. s. w. Platte ab. Glaubt man die Schlammkuchen hinreichend ausgesüßt, so schließt man das Wasserventil v und öffnet das Dampfventil v'. Dringt aus den Hähnen g, g... Dampf, so ist auch das Aussüßen beendet. Man reinigt nun die Schlammdurchgänge C, C.. dadurch, daß man durch den Hahn r' Wasser eintreten läßt, während Hahn r geöffnet ist, und nöthigenfalls mit einem Stabe durch die für gewöhlich verschraubte Oeffnungx des Hahnes r' stößt; hierauf löst man die Muttern m, m, schlägt die Einklinker o, o zurück, welche da sind, um ein längeres Schrauben der Muttern überflüssig zu machen, zieht den losen Holm n' zurück, worauf der erste Schlammkuchen nach unten fällt, zieht die erste Platte zurück, wobei der zweite Schlammkuchen nach unten fällt u. s. w. Werden hierauf die Platten wieder an einander geschoben, die Einklinker herabgeschlagen und die Muttern angezogen, so ist die Filterpresse zur Wiederholung des beschriebenen Processes fertig. Die Tücher müssen von Zeit zu Zeit in salzsäurehaltigem Wasser gewaschen werden, um Incrustationen von kohlensaurem Kalke aufzulösen. Die Dauer derselben ist um so geringer, je größer die beim Scheiden angewendeten Mengen von Kalk waren, und erreicht in manchen Fällen kaum eine Woche; sie ist viel größer, wenn sie nur Saturationsschlamm oder bei dem Jelinek'schen Scheideverfahren erhaltenen Schlamm, welche beide Arten nahezu neutral sind, zu filtriren haben. Ueber die Leistungsfähigkeit läßt sich eine genaue Angabe nicht machen, da die bei den verschiedenen Scheideverfahren sich bildenden Schlamme sich besser oder schlechter verarbeiten. Im Allgemeinen darf man annehmen, daß eine Filterpresse von 12 Kammern für eine tägliche Rübenverarbeitung von 400 bis 500 Ctr. ausreicht. Die zweite Art der Filterpressen, die mit Rahmen, unterscheidet sich von der vorhin beschriebenen dadurch, daß die Filterplatten eben und die Kammern durch zwischen die Platten gestellte Rahmen gebildet sind; ihre Wirkungsweise ist die der vorigen. Fig. 5 zeigt einen Rahmen theilweise in der Ansicht, Fig. 6 Rahmen und Platten im Verticalschnitt. c ist der Schlammcanal, welcher hier oben liegt und auch durch den Rahmen geht, d der Absüßcanal. In den Canälen c und d der Platten sind kurze Gasröhren angebracht, welche in die entsprechenden Canäle der Rahmen passen und dazu dienen, das über die Filterplatte hängende Tuch an einer Verschiebung und einem Verdecken der Canäle zu verhindern. Die Erbauer dieser Pressen führen als Vorzug derselben an, daß die Tücher, weil gerade hängend, nicht gespannt würden und deshalb länger hielten; in der Praxis hat sich jedoch, wie dem Verfasser von Zuckerfabricanten mitgetheilt ist, welche mit beiderlei Ap
paraten gearbeitet hatten, der Tücherverbrauch als ganz gleich herausgestellt. Als Nachtheil der zweiten Art von Filterpressen ist jedoch zu bezeichnen, daß deren Rahmen behufs Befreiung von den darin gebildeten Schlammkuchen aus der Presse herausgenommen werden müssen. – Nachdem die Filterpressen billigen Ansprüchen im Principe möglichst entsprechend hergestellt waren, hat man sich bemüht, einzelne Theile zu verbessern; in Folgendem seien einige Versuche mitgetheilt. Die Anwendung von zwei Muttern zum Dichten der Platten läßt die Möglichkeit des ungleichen Anziehens zu, und sind (vielleicht) deswegen schon Holme gesprengt worden. Walkhoff giebt, dies zu vermeiden, eine Construction, Fig. 11, an, bei welcher zwei Räder, durch ein in der Mitte auf einer Kurbelwelle y sitzendes Getriebe bewegt, die Muttern m vertreten. Diese Anordnung erfordert jedoch etwas mehr Raum und macht die Fortschaffung der herabgefallenen Schlammkuchen weniger bequem, als die oben näher beschriebene. Dasselbe läßt sich von der Anordnung mit einer, auf die Mitte des losen Holmes n' wirkenden Spindel sagen (Fig. 10). – Schließlich sei hier noch einer Filterpresse, construirt von Mankowski und veröffentlicht im „Génie industriel“ (Mai, 1866), Erwähnung gethan. Fig. 12 giebt einen Verticalschnitt derselben. Sie besteht aus einem hohlen abgestumpften Kegel A, der oben durch eine mit dem Schlammeingange b versehene Calotte B, unten durch einen Boden D, in welchem eine Anzahl oben geschlossener, unten offener und in ihrer ganzen Ausdehnung in der Wandung durchlöcherter Röhrend, d.. befestigt ist, Abschluß nach Außen findet. Sd Die Röhren d, d... sind mit Filtertuch überzogen. Der Boden D wird durch Schrauben gleichzeitig mit einer unteren Calotte C, welche den Saftausgang c trägt, an den Körper A dicht angezogen. Läßt man unter Druck Schlamm durch b in den Apparat treten, so filtrirt klare Flüssigkeit durch das Filtertuch in die Calotte C ab. Ist der Apparat mit abfiltrirtem Schlamme gefüllt, so soll zu seiner Reinigung und Entleerung in vielen Fällen genügen, denselben um die Zapfen t, t.. in die umgekehrte Lage zu bringen und Wasser unter Druck in c eintreten zu lassen; Das Wasser tritt dann durch die Löcher der Röhren d, d.. und das Filtertuch in den Körper A und fließt, mit den bei der Filtration zurückgebliebenen festen Substanzen einen Brei bildend, durch b ab. In Fällen, wo die Schlammrückstände von größerer Consistenz sind, wird nöthig sein, nach Abschrauben der Calotte C, den Boden D mit seinen Röhren d, d... und den an diesen haftenden ganzen Schlammkuchen herauszunehmen. Die Mängel des Apparates im Vergleich zu anderen Filterpressen liegen auf der Hand: Unbequeme Handhabung, Unmöglichkeit abzusüßen und Trübelaufen des Saftes beim Schadhaftwerden von Filtertüchern. V. Lwowski.
Einige Worte über den „Constructeur“ des Professor Reuleaux.
Das achte Capitel des „Constructeurs“ bringt uns die Regeln über die Wellen, einen Gegenstand, den Hr. Reuleaux zum Theile zwar in neuer, aber nach unserer Ansicht in keinesweges glücklicher Weise behandelt hat.
Es ist auch hier durchaus nothwendig, auf die „Constructionslehre“ zuerst zurückzugehen, da die in derselben gegebenen Anleitungen wiederum im höchsten Grade von den im „Constructeur“ gegebenen abweichen. Hr. Reuleaux unterscheidet in der „Constructionslehre“ S. 206 u. ff. zuerst „Wellen, welche ausschließlich auf Drehungsfestigkeit berechnet werden. Zu diesen gehören die der Triebwerke (Transmissionswellen), dann die Schwungrad- oder Kurbelwellen und die Mehrzahl der an Arbeitsmaschinen vorkommenden Wellen“ und zweitens „Wellen, bei deren Berechnung die biegenden Kräfte besonders berücksichtigt werden müssen. Solche Wellen kommen besonders bei Wasserrädern und den Seilkörben der Fördermaschinen vor“. Die Wellen der ersteren Art werden dann wieder in schwere und leichte getheilt und zwar zählen zu den ersteren: „diejenigen, welche unmittelbar von den Kraftmaschinen getrieben werden, z. B. die Kurbelwellen der Dampfmaschinen, dann die mit ihnen unmittelbar verbundenen Wellen, besonders wenn sie schwere Räder tragen und Erschütterungen ausgesetzt sind“. Zu den leichten Wellen gehören: „die meisten Wellen der Triebwerke, die Wellen der Arbeitsmaschinen, wenn sie keinen heftigen Stößen und Vibrationen ausgesetzt sind, und die Wellen der durch Menschenkraft bewegten Maschinen“. Für die schweren Wellen wird nun vorgeschrieben:
für Schmiedeeisen: S = 2,1392 - d=1,33 VPr.
Die belasteten Wellen endlich sollen als leichte Wellen auf Torsion berechnet und dann so viel verstärkt werden, daß das Elasticitätsmoment des ganzen Querschnittes den biegenden Kräften gegenüber genügende Sicherheit bietet. Wegen der für sehr lange Wellenleitungen erforderlichen Verstärkungen wird auf spätere Capitel verwiesen, in denen indessen nur einige allgemeine Erörterungen, aber keine neuen Regeln gegeben werden.
Wir würden die Berechnung der Wellen durch die vorstehenden Regeln, gegen die an und für sich freilich Manches sich einwenden läßt, für erledigt halten, da alle Hauptfälle erwähnt sind; dennoch kommt Hr. Reuleaux im zweiten Theile der „Constructionslehre“ wieder darauf zurück und giebt bei den Kurbeln einerseits die schon besprochenen veränderten Regeln für die Zapfen, andererseits neue und sehr abweichende Regeln über die Dimensionen der früher den schweren Wellen zugezählten Kurbelwellen.
für Schmiedeeisen: S = 3,93 - d= 1,08 VPr.
Von diesen neuen Regeln wird in ähnlicher Weise, wie seiner Zeit von den früher gegebenen, gesagt: „Der Gebrauch der Praxis stimmt hiermit sehr gut überein, namentlich in dem wichtigsten der hier zu betrachtenden Fälle, nämlich bei den Kurbelwellen“.
Auch auf die belasteten Wellen kommt Hr. Reuleaux jetzt noch einmal zurück, hebt aber nicht mehr die todten Belastungen wie früher, sondern die von den an den Kurbelzapfen wirkenden Kräften hervorgerufenen Biegungsspannungen hervor und rechnet nach den Formeln der zusammengesetzten Festigkeit. Dem Leser wird nun klar, weshalb in diesen Capiteln die zulässige Biegungsspannung auf 6 Kilogrm. und die zulässige Torsionsspannung auf 2,5 Kilogrm. normirt wurde, indem bei diesen Beanspruchungen die Regel annähernd gültig wird, daß, wenn man eine Welle auf Biegung einerseits und auf Torsion andererseits berechnet und ihr dann den größten der beiden so gefundenen Durchmesser giebt, die in ihr durch die gleichzeitige Biegung und Verdrehung entstehende Spannung
S = 1,96 Kilogrm.;