<Desc/Clms Page number 1>
Inrichting voor de overdracht van energie en/of oplosbare materie tussen een vaste stof en een vloeistof.
Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor de overdracht, tussen een vaste stof en een vloeistof, van energie en/of in de vloeistof oplosbare materie, welke inrichting een buitenste trommel bevat die liggend is opgesteld, een binnenste trommel die van perforaties is voorzien en die coaxiaal in de buitenste is opgesteld en met deze buitenste is verbonden, middelen om de twee trommels samen te wentelen, en binnen de binnenste trommel gelegen middelen om de vaste stof van een toevoer op een uiteinde van deze trommel naar een uitlaat op zijn andere uiteinde te verplaatsen, waarbij tussen de twee trommels een aantal bakjes gevormd zijn die, tijdens de rotatie van de trommels, vloeistof van onderaan tussen de trommels opscheppen en omhoog brengen en meer naar boven gelegen deze vloeistof doorheen de binnenste trommel op de vaste stof in de binnenste trommel uitgieten.
Dergelijke inrichtingen worden onder meer gebruikt voor de extractie van suiker, zetmeel, oliën, vetstoffen of andere oplosbare bestanddelen uit een plantaardige vaste stof die geplet, gemalen, in stukken gesneden of ontvezeld is.
Een dergelijke inrichting is beschreven in de Europese octrooiaanvrage nr. 0. 168. 371. De twee trommels zijn met elkaar verbonden door een schroefblad. Tussen naburige windingen van dit schroefblad zijn schotten aangebracht die onder een hoek ten opzichte van een radiaal vlak gericht zijn, en die samen met de windingen en de buitenste trommel een reeks bakjes vormen.
<Desc/Clms Page number 2>
Vloeistof die door de vaste stof neerstroomt en ofwel materie ervan of energie ervan opneemt of afgeeft, dringt onderaan door de geperforeerde binnenste trommel en wordt opgevangen in de onderaan gelegen bakjes die geleidelijk met vloeistof worden gevuld.
Deze vloeistof wordt door de rotatie van de trommels in de bakjes mee naar boven genomen. Wanneer een bakje naar boven gaat, loopt de vloeistof eruit en wanneer dit bakje voldoende hoog is, zal het volledig leeglopen. De vloeistof uit het bakje valt op de vaste stof die continu door een schroef in de binnenste trommel wordt verplaatst.
De vloeistof stroomt onderaan tussen de trommels in tegengestelde zin als de beweging van de vaste stof, mede door voornoemd schroefblad.
Bij het vullen van een bakje oefent de erboven gelegen vaste stof door zijn gewicht een druk uit en samen met de vloeistof zal in veel gevallen een hoeveelheid vaste stof doorheen de perforaties in de binnenste trommel in het bakje dringen.
Wanneer de vloeistof uit het bakje stroomt doorheen de binnentrommel geschiedt dit enkel onder invloed van de zwaartekracht en vastgesteld werd dat een gedeelte van de in een bakje binnengedrongen vaste stof in dit bakje achterblijft.
Het gevolg is dat de bakjes zich in de loop van de tijd met vaste stof vullen waardoor ze minder vloeistof kunnen opnemen en dus het rendement van de uitwisseling van materie of energie sterk afneemt.
<Desc/Clms Page number 3>
De uitvinding heeft tot doel dit nadeel te verhelpen en een inrichting voor de overdracht van energie en/of materie tussen een vaste stof en een vloeistof te verschaffen waarin op een eenvoudige manier belet wordt dat de bakjes zieh geleidelijk aan vullen met vaste stof.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de binnenste trommel, langs de in de draaizin van de trommel vooraan gelegen rand van elk bakje van minstens een uitstroomopening is voorzien die groter is dan de perforaties van de binnenste trommel, tegenover welke uitstroomopening middelen aangebracht zijn om, wanneer de uitstroomopening zieh tijdens de rotatie van de trommels onderaan bevindt, het binnendringen van vaste stof erdoorheen te verhinderen maar, tijdens het uitgieten van vloeistof uit het bakje toelaat dat de vloeistof er praktisch ongehinderd doorheen naar buiten stroomt samen met eventueel zieh in het bakje bevindende vaste stof.
Het uit de bakjes terugstromen van de vloeistof geschiedt in de eerste plaats of zelfs volledig doorheen de uitstroomopening en niet meer door de perforaties van de binnenste trommel. Doordat deze uitstroomopening veel groter is dan de perforaties gebeurt dit uitstromen gemakkelijk en snel zodat praktisch alle vaste stof uit het bakje meegesleurd wordt met de uitstromende vloeistof of door de zwaartekracht doorheen de uitstroomopening valt.
Voornoemde middelen kunnen stationair ten opzichte van de binnenste trommel zijn en bijvoorbeeld een kap bevatten die met een gedeelte in de binnenste trommel tegenover de uitstroomopening is gelegen.
<Desc/Clms Page number 4>
Wanneer de opening onderaan is gelegen en er zieh dus vaste stof boven bevindt, bevindt voornoemd gedeelte van de kap zieh ook boven de opening zodat de vaste stof enkel door een zigzag beweging doorheen de opening zou kunnen. In de uitgietstand van het bakje vormt de kap een soort gietteut die de vloeistof leidt.
In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding bevatten deze middelen een naar de binnenkant van de binnenste trommel scharnierbare klep die in sluitstand de uitstroomopening afsluit.
Wanneer de uitstroomopening onderaan gelegen is, bevindt de klep zich in sluitstand. Wanneer tijdens de rotatie van de trommels de klep hoger en boven de vaste stof komt te liggen, valt ze open door de zwaartekracht, en kan de vloeistof en eventueel vaste stof doorheen de opening naar buiten.
Tussen de twee trommels kunnen middelen aanwezig zijn zoals een schroef om de vloeistof in tegengestelde zin van de vaste stof te verplaatsen, maar de ruimte tussen de trommels kan door radiale schotten in secties ingedeeld zijn met een aantal over de omtrek van de binnenste trommel verspreide bakjes in elke sectie.
Voor de stroming van de vloeistof van de toevoer ervan op een uiteinde van de binnenste trommel naar het andere uiteinde kan dan in deze radiale schotten ter plaatse van elk bakje minstens een opening aangebracht zijn zodat, wanneer het bakje onderaan gelegen is, de vloeistof door een opening naar een bakje van de naburige sectie kan stromen.
<Desc/Clms Page number 5>
Op het uiteinde van de trommels waar de vaste stof wordt toegevoerd, kunnen middelen voorzien zijn om de vloeistof die afgevoerd wordt te filteren en die bijvoorbeeld bestaan uit een rad met geperforeerde schotten die rond een invoerkanaal voor de vaste stof ten opzichte van de binnenste trommel is vastgemaakt, welk rad tussen de schotten open is aan de zijde van het invoerkanaal dat bovenaan van een opvangtrechter voor de vaste stof is voorzien.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een paar voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een inrichting voor de overdracht van energie en/of materie tussen een vaste stof en een vloeistof volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een zijaanzicht weergeeft van een inrichting volgens de uitvinding ; figuur 2 schematisch een langse doorsnede weergeeft van het middelste gedeelte van de inrichting van figuur 1 ; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens de lijn III-III in figuur 2, op grotere schaal getekend ; figuur 4 een doorsnede weergeeft analoog aan deze van figuur 3, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding ;
figuur 5 op grotere schaal een langse doorsnede weergeeft van het gedeelte dat in figuur l met F5 is aangeduid ; figuur 6 een doorsnede weergeeft volgens de lijn VI-VI in figuur 5.
<Desc/Clms Page number 6>
Zoals weergegeven in de figuren 1 en 2 bevat de inrichting volgens de uitvinding een liggend opgestelde cilindrische buitenste trommel 1 en een co-axiale geperforeerde binnenste trommel 2 die door radiale schotten 3 aan de buitenste trommel 1 vastgemaakt is.
De perforaties van de binnenste trommel 2 zijn eenvoudigheidshalve niet in figuur 2 weergegeven.
De buitenste trommel 1 wordt gedragen door wielen 4 waarvan er minstens een wordt aangedreven door een motor 5 die middelen vormt om de trommel 1 rond zijn as te wentelen.
Met zijn ene uiteinde eindigt de buitenste trommel 1 in een vast opgestelde kamer 6 die onderaan van een uitlaat 7 voor de vloeistof 8 is voorzien.
Doorheen deze kamer 6 strekt zieh een toevoerkanaal 9 voor de vaste stof 10 uit dat doorheen een centrale opening 11 in een eindwand 12 van de trommel 1 axiaal in de binnenste trommel 2 uitmondt zoals verder meer in detail zal worden beschreven.
Met zijn andere uiteinde steekt de trommel 1 in een vast opgestelde kamer 13 die onderaan van een uitlaat 14 voor de vaste stof 10 is voorzien.
Een toevoerleiding 15 voor de vloeistof 8 strekt zich doorheen deze kamer 13 en een centrale opening 16 in de eindwand 17 van de trommel 1 tot binnen de binnenste trommel 2 uit.
Zoals in detail in figuur 2 is weergegeven, is in de binnenste trommel 2 een schroefblad 18 opgesteld dat met
<Desc/Clms Page number 7>
zijn rand vastgemaakt, bijvoorbeeld vastgelast, is aan de binnenste trommel 2.
Voornoemde radiale schotten 3 verdelen de ruimte tussen de twee trommels 1 en 2 in ringvormige secties 19.
In elke sectie 19 zijn, verdeeld over de omtrek van de binnenste trommel 2, tussen de schotten 3 nog zieh in axiale richting uitstrekkende schotten 20 aangebracht die zowel aan de buitenste trommel l als aan de binnenste trommel 2 vastgemaakt zijn.
Zoals in detail in figuur 3 is weergegeven, zijn deze schotten 20 ten opzichte van de rotatiezin van de trommels 1 en 2, die in deze figuur door de pijl Pl is weergegeven, in hoofdzaak naar de binnenste trommel 2 toe in de bewegingszin gericht.
Samen met delen van twee radiale schotten 3 en delen van de buitenste trommel 1 vormen de schotten 20 bakjes 21 voor het in een sectie 19 naar boven transporteren van vloeistof 8.
In beide door een gedeelte van een radiaal schot 3 gevormde eindwanden van elk bakje 21 is nabij de buitenste trommel 1 een opening 22 aangebracht die een doorgang naar een naburig bakje 21 van een naburige sectie 19 vormt.
Juist voor elk schot 20, gezien in de door de pijl Pl aangegeven zin, is in de binnenste trommel 2 een uitstroomopening 23 aangebracht in de vorm van een gleuf die zieh tussen de twee schotten 3 op het uiteinde van een bakje 21 in de langsrichting van de binnenste trommel 2
<Desc/Clms Page number 8>
uitstrekt en die afsluitbaar is door een naar de binnenkant van de trommel 2 openwentelbare klep 24.
Eenvoudigheidshalve zijn deze uitstroomopeningen 23 niet in figuren 1 en 2 weergegeven.
De scharnieras van een klep 24 is op de rand van een uitstroomopening 23 gelegen die, gezien in de door de pijl Pl aangeduide rotatiezin van de trommel 2, de voorste rand van deze uitstroomopening 23 is en samenvalt met de rand van een schot 20.
Op de tegenoverliggende rand van de uitstroomopening 23, waarop de rand van de klep 24 in gesloten stand rust, staat een naar de buitenste trommel 1 gerichte rand 25 voor het leiden van de vloeistof en een naar de binnenkant van de binnenste trommel 2 gerichte rand 26 voor het beschermen van de klep 24.
Tussen de uitstroomopeningen 23 is de binnenste trommel 2 vlak zodat hij in feite een veelhoek vormt.
Om het openwentelen van de kleppen 24 niet te hinderen, is het schroefblad 18 van uitsnijdingen 18A daarvoor voorzien.
Zoals weergegeven in de figuren 5 en 6 is tegenover de laatste sectie 19 nabij de kamer 6 het schroefblad 18 in de binnenste trommel 2 vervangen door een rad met een aantal geperforeerde schotten 27 die tussen de eindwand 12 en een in het verlengde van het laatste radiale schot 3 binnen de binnenste trommel 2 gelegen dwarswand 28 die het toevoerkanaal 9 voor de vaste stof 10 los omringt.
<Desc/Clms Page number 9>
De schotten 27 zijn op dezelfde manier geperforeerd als de binnenste trommel 2 en strekken zieh van tegen de binnenste trommel 2 tot tegenover de binnenste rand van de dwarswand 28 en dus tot op een afstand van het toevoerkanaal 9 uit, eventueel zoals weergegeven onder een hoek ten opzichte van de radiale.
Op het buitenste uiteinde van elk compartiment 29 gevormd tussen twee naburige schotten 27 mondt een uitstroomopening 23 uit terwijl elk compartiment aan de zijde van het toevoerkanaal 9 open is.
De schotten 27 vormen middelen om de vloeistof 8 te filteren vooraleer ze de trommels 1 en 2 verlaat.
Tegenover deze schotten 27 is op de bovenkant van het toevoerkanaal 9 een trechtervormig mondstuk 30 aangebracht dat op de binnenkant van het toevoerkanaal 9 uitgeeft.
De werking van de inrichting is als volgt.
Vaste stof 10 die in de vloeistof 8 oplosbare materie bevat, wordt via het toevoerkanaal 9 in de binnenste trommel 2 gebracht waarin het door de wenteling van de trommel 2 en het schroefblad 18 naar het tegenoverliggende uiteinde wordt verplaatst, om daar opgevangen te worden in de kamer 6 en via de uitlaat 7 te worden afgevoerd.
De vloeistof 8 die een oplosmiddel vormt voor voornoemde materie wordt op het laatstgenoemde uiteinde via de toevoerleiding 15 op de vaste stof 10 in de binnenste trommel 2 gegoten.
<Desc/Clms Page number 10>
Deze vloeistof 8 sijpelt door de vaste stof 10, lost materie op en wordt doorheen de perforaties van de binnenste trommel 2 opgevangen in de onderaan gelegen bakjes 21.
Een deel van de vloeistof 8 stroomt onderaan via de openingen 22 naar bakjes 21 van een volgende sectie 19. De niet weggestroomde vloeistof 8 in een bakje 21 wordt door de rotatie van de trommels 1 en 2 mee opwaarts verplaatst en daarna op de hierna beschreven manier opnieuw uitgegoten op de vaste stof 10 die door de continue beweging reeds een andere massa van deze vaste stof 10 is.
Wanneer een klep 24 zieh tijdens de rotatie van de trommels 1 en 2 bovenaan bevindt, hangt ze door de zwaartekracht in open stand. Wanneer ze naar beneden wordt verplaatst zal ze door de zwaartekracht dichtwentelen en zich nog vooraleer ze onder de vaste stof 10 in de binnenste trommel 2 terechtkomt, in sluitstand bevinden.
Het gewicht van de vaste stof 10 houdt mee de klep 24 in sluitstand.
Door deze klep 24 in sluitstand kan geen vaste stof 10 doorheen de uitstroomopening 23 in het overeenstemmende bakje 21 binnendringen.
Wanneer de klep 24, bij verdere wenteling van de trommels 1 en 2, een bepaalde hoogte bereikt en de vaste stof 10 het openwentelen niet meer belet, zal de klep 24 onder invloed van de zwaartekracht openwentelen.
De vorm van de schotten 20 is zodanig dat pas na het openen van de uitstroomopening 23 door het kantelen van de klep 24
<Desc/Clms Page number 11>
vloeistof 8 uit een bakje 21 wordt gegoten zodat het in hoofdzaak doorheen de opengemaakte uitstroomopening 23 uit het bakje 21 stroomt, hetgeen met grotere stroming kan geschieden dan doorheen de perforaties van de binnenste trommel 2.
De rand 26 leidt daarbij de vloeistof naar de uitstroomopening 23.
Samen met deze stroming, of achteraf, wordt door de relatief grote uitstroomopening 23 ook eventueel vaste stof 10 die, mede onder invloed van de druk van de vaste stof 10, onderaan door de perforaties van de binnenste trommel 2 gedrongen is, uit het bakje 21 verwijderd.
Dit betekent dat, terwijl de vloeistof 8 via de openingen 22 in de richting van de kamer 13 stroomt, in elke sectie 19 een gedeelte van deze vloeistof door de bakjes 21 naar boven gebracht wordt en opnieuw via een uitstroomopening 23 op de vaste stof 10 wordt gegoten, meer bepaald op een nieuwe hoeveelheid van de zieh verplaatsende vaste stof 10.
Op deze manier wordt de vloeistof 8 continu verrijkt met de materie die uit de vaste stof 10 wordt opgelost.
Vooraleer de vloeistof 8 de trommels 1 en 2 verlaat, wordt ze nog gefilterd door de geperforeerde schotten 27.
De vloeistof 8 die door de bakjes 21 uit de onderkant van de laatste sectie 19 wordt omhoog gebracht en wordt uitgegoten doorheen de binnenste trommel 2 valt nu in een compartiment 29 gevormd tussen twee schotten 27 en meer bepaald op het onderste schot 27 dat een dergelijk compartiment 29 begrenst.
<Desc/Clms Page number 12>
De vloeistof 8 dringt door de perforaties van dit schot 27 terwijl de eventuele vaste stof 10 erin door dit schot 27 wordt tegengehouden.
De vloeistof 8 stroomt doorheen schotten 27 tot onderaan en vloeistof 8 vloeit over door in de eindwand 12 aangebrachte openingen 31 naar de kamer 6 waaruit ze via de uitlaat 7 wordt afgevoerd.
De op de schotten 27 tegengehouden vaste stof 10 valt, wanneer het compartiment 29 bovenaan gelegen is, door de opening dit compartiment 29 in het mondstuk 30 en wordt dus aan de aangevoerde vaste stof 1 toegevoegd.
In een variante zijn de kleppen 24 op de uitstroomopeningen 23 vervangen door kappen 32 zoals weergegeven in figuur 4.
De twee zijvlakken van elke kap 32 maken een hoek met elkaar van iets meer dan 900. De kap 32 is nabij haar afgeronde top vast aan de binnenste trommel 2 op de meest vooraan in de rotatiezin gelegen rand van de uitstroomopening 23 en in radiale richting gezien, dekt het zijvlak dat binnen de binnenste trommel 2 is gelegen, de uitstroomopening 23 volledig af.
De rand van elk schot 20 dat op de binnenste trommel 2 aansluit, kan afgerond zijn en tot binnen deze trommel 2 reiken om de uitgegoten vloeistof 8 te geleiden en te beletten dat ze langs de wand van de trommel 2 stroomt.
De kappen 32 oefenen dezelfde functie uit als de kleppen 24 in die zin dat, wanneer de uitstroomopening 23 onderaan gelegen is ze de toegang tot deze opening voor de vaste stof 10 beletten.
<Desc/Clms Page number 13>
Onderaan is de kap 32 verticaal boven de uitstroomopening 23 gelegen zodat de vaste stof 10 moet zigzaggen om onder de kap 32 door de uitstroomopening 23 te kunnen bereiken.
Naarmate de kap 32 zieh hoger bevindt, kantelt ze ook zodat ze samen met de afgeronde rand van het schot 20 een gietteut vormt voor het uitstromen van de vloeistof 8 uit het bakje 21.
Zowel door de kleppen 24 als door de kappen 32 wordt vermeden dat vaste stof 10 zich in de bakjes 21 opstapelt.
De inrichting kan bijvoorbeeld worden gebruikt om suiker uit bietenpulp over te dragen in water. Terwijl de pulp steeds armer wordt aan suiker, zal het in de andere richting stromende water continu rijker aan suiker worden.
Andere stoffen kunnen worden behandeld met eventueel andere oplosmiddelen dan water.
Op dezelfde manier kan in plaats van materie thermische energie of warmte van een vaste stof aan een vloeistof of omgekeerd worden overgedragen zodat de inrichting als warmtewisselaar dient.
De schotten 20 in naburige secties 19 kunnen, in de omtreksrichting gezien, ten opzichte van elkaar verschoven zijn.
De ruimte tussen de buitenste trommel 1 en de binnenste trommel 2 moet niet noodzakelijk door radiale schotten 3 in secties 19 ingedeeld zijn.
<Desc/Clms Page number 14>
In plaats daarvan kunnen de twee trommels 1 en 2 met elkaar verbonden zijn door een of meer schroefbladen waarvan de windingen bij voorkeur in tegengestelde zin zijn als deze van het schroefblad 18 zodat ze onderaan de vloeistof 8 in tegengestelde zin als de vaste stof 10 verplaatsen. De schotten 20 kunnen dan tussen opeenvolgende windingen van het schroefblad tussen de trommels 1 en 2 aangebracht zijn.
De trommels 1 en 2 moeten ook niet perfect horizontaal zijn opgesteld. Om het transport van de vloeitof 8 te bevorderen kunnen ze ook licht omlaag hellend in de verplaatsingszin van de vloeistof 8 zijn opgesteld.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke inrichting kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.