CH218637A - Verfahren und Vorrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur     Begasung    von Flüssigkeiten.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren  und eine Vorrichtung zur     Begasung    von  schäumenden Flüssigkeiten, insbesondere zur  Belüftung von zu starker Schaumbildung       steigenden    Gärflüssigkeiten.  



  Es ist bekannt, Gärflüssigkeiten in der  Weise zu belüften     bezw.    zu begasen, dass  durch geeignete Einrichtungen die     Gärflüs-          sigkeit    mit Luft oder mit andern Gasen in       #    möglichst innige     Berührung    gebracht wird.

    Dabei entsteht bei leicht schäumenden Flüs  sigkeiten eine sehr grosse Schaumbildung, der  bisher in der Weise entgegengetreten wurde,       dass    schaumzerstörende Mittel, beispielsweise  Wollfett, der Flüssigkeit zugesetzt     wurden.     Diese     bekannten    Verfahren haben aber den  Nachteil, dass die schaumzerstörenden Mittel,  beispielsweise das Wollfett, nicht in den er  forderlichen Mengen zu dem gedachten  Zweck zur Verfügung gestellt werden kön  nen und dass ihr Aufwand ferner hohe Ko  sten verursacht.  



  Diese Nachteile vermeidet das neue Ver-    fahren, welches ermöglicht, die Schaumbil  dung ohne     Anwendung    von chemischen Mit  teln zu beseitigen.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren besteht  darin, dass in die zu     begasende    Flüssigkeit in  einer     Begasungskammer    Gas eingeführt, der  entstehende Schaum ohne Anwendung  schaumzerstörender Mittel wie     Gärfett    und  dergleichen über eine     Überlaufkante    in einen  oben offenen     Entgasungsbehälter    überführt  und die     entschäumte    Flüssigkeit durch das  untere Ende des     Entgasungsbehälters    in die       Begasungskammer    wieder     hineingeführt    wird.  



  Ausführungsbeispiele von erfindungs  gemässen Vorrichtungen     sind    in der Zeich  nung dargestellt, an Hand welcher auch  Durchführungsbeispiele des erfindungsge  mässen Verfahrens erläutert     sind.    Es bedeu  tet:       Fig.    1 eine     Begasungsvorrichtung    im  senkrechten     Mittelschnitt,          Fig.    2 die Ansicht auf ein Schleuderrad,           Fig.    3 eine andere Ausbildung der Vor  richtung,       Fig.    4 eine Aufsicht auf ein Schleuderrad  gemäss     Fig.    3,       Fig.    5 eine andere Ausführungsform der  Vorrichtung im senkrechten Mittelschnitt,

         Fig.    6 eine Aufsicht auf das Schleuder  rad gemäss     Fig.    5.  



  Gemäss dem Ausführungsbeispiel nach       Fig.    1 und 2 ruht auf Trägern a ein     Gär-          behälter    b. In diesen wird eine leicht schäu  mende Gärflüssigkeit so eingebracht, dass sie  etwa ein Viertel bis ein Drittel des     Gärbehäl-          ters    ausfüllt. Darauf wird das als Lüfter  ausgebaute, zentral in dem Behälter ge  lagerte Schleuderrad vom Motor g aus über  die Riemenscheiben<I>f</I> und<I>f'</I> in Umdrehung  versetzt.

   Der Lüfter, dessen unteres Ende       Fig.    2 im Querschnitt zeigt, besitzt ein zen  trales Rohr c, welches unten in die     End-          kammer    o mündet, die ihrerseits mehrere  seitliche, beiderseits offene Ansatzrohre d  trägt, welche auf der der Flüssigkeit sich       entgegenbewegenden    Seite mit jeweils einer  oder mehreren Öffnungen e versehen sind,  durch welche beim Umlauf des Schleuder  rades     Flüssigkeit    in die Ansatzrohre d     ein-          gepresst    wird, welche an den vordern Enden  derselben wieder herausgeschleudert wird.

    Da nämlich Luft allein infolge ihres gerin  gen spezifischen Gewichtes bei der Dreh  bewegung nur eine verhältnismässig geringe  Zentrifugalkraft auslösen und dementspre  chend nur eine geringe Saugwirkung erzeu  gen kann, wird die durch den Lüfter strö  mende Luft im Innern desselben selbsttätig  mit gewissen Mengen der zu belüftenden  Flüssigkeit gemischt, welche bei dem durch  die Zentrifugalkraft bewirkten Herausschleu  dern, da sie den Querschnitt der     Lüfterrohre     nicht voll ausfüllt, die die Zwischenräume  füllende Luft mit sich reisst und dadurch  eine verstärkte     Saugwirkung    hervorruft, wie  dies dem bekannten physikalischen Prinzip  (das zum Beispiel auch der einfachen Was  serstrahlpumpe zugrunde liegt) entspricht.

    Demgemäss wird durch die Drehung des  Lüfters oben Luft in denselben eingesaugt,    welche an den vordern Enden der Ansatz  rohre d in die zu belüftende Flüssigkeit aus  tritt und diese in einen mehr oder weniger  feinporigen Schaum verwandelt, welcher zu  nächst in dem Zwischenraum zwischen der  äussern Behälterwand und dem Innenmantel  m emporsteigt.

   Der zwecks Temperaturregu  lierung     doppelwandig    ausgebildete Mantel  körper     na,    der zum Beispiel mittels des durch  <I>i</I> zuströmenden und bei<I>k</I> wieder abfliessen  den Wassers gekühlt werden kann, mit dem  Innenraum h dient dazu, die Schaummenge  in den erwünschten Grenzen zu halten, also  den überschüssigen Schaum zu zerstören und  die rückgebildete Flüssigkeit wieder der       Hauptflüssigkeitsmenge    zuzuführen.

   Dies  geschieht dadurch, dass der emporsteigende  Schaum über den     obern    Rand des Innen  mantels auf die rotierende Scheibe     l    fällt,  von dieser zerschlagen     wird    und durch den  Entlüftungsbehälter     bezw.    den innern Man  telraum h an dessen unterem Ende als     ent-          schäumte    Flüssigkeit wieder der im untern  Teil des Behälters b befindlichen     Hauptflüs-          sigkeitsmenge    zufliesst.

   Die ausgegorene Lö  sung wird durch     Ablassventil    n entfernt,       worauf    der Behälter wieder, zum Beispiel  durch den Trichter p, mit neuer     Gärlösung     beschickt wird.  



  Das untere Ende des     Lüfters    kann bei  spielsweise auch so ausgebildet sein, wie       Fig.    3 es im Durchschnitt und     Fig.    4 im  Querschnitt zeigt. Hier ist die Endkammer o  mit den Ansatzrohren d von einer sich eben  falls     mitdrehenden        zweiten    Kammer     i    mit  Ansatzrohren k umgeben, welch letztere  einen grösseren Austrittsquerschnitt besitzen  als die düsenförmig in sie mündenden An  satzrohre<I>d.</I> Die     Sammelkammer   <I>i</I> steht mit  der zu begasenden Flüssigkeit direkt in Ver  bindung;

   die in sie eintretenden Mengen der  letzteren werden durch den Umlauf des  Schleuderrades bei k     herausgeschleudert    und  reissen aus d heraustretende Luft mit,  wodurch ein fortwährendes Ansaugen solcher  durch das Saugrohr c hindurch zustande  kommt.  



  Auch die Umdrehung des Schleuderrades      wirkt für sich allein schon hinreichend  schaumzerstörend, so dass die in     Fig.l    ge  zeigte Scheibe l in Fortfall kommen kann.  Eine solche     Einrichtung    ist     in    den     Fig.     und 6 gezeigt.  



  b bezeichnet wie in     Fig.    1 den auf Stüt  zen a ruhenden Gärbehälter von zylindrischer  Form. Er ist oben offen, so dass aus der     Gär-          flüssigkeit    entweichende Gase frei abströmen  können. Im Innern, und zwar gleichachsig  mit dem     Gärbehälter,    ist ein eine zylin  drische Entlüftungskammer h bildender Be  hälter     na    angeordnet.

   Er ist oben und unten  offen, bildet oben eine freie     Überlaufkante,     und an seinem Boden isst ein     Sehleuderrar3          angeordnet.    Von oben     :nagt    senkrecht ,durch  die Entlüftungskammer hindurch nach unten  .ein     Gaszuführungsrohr        e,    welches unbeweg  lich isst.

   Mit Hilfe eines     Übergangsstutzens    p  ist die zentrale Endkammer     q        ders    Schleuder  rades: -an das Luftrohr angeschlossen.     Ani    die  zentrale Kammer q     rsühliesst    sieh eine Mehr  zahl     von    Belüftungsrohren r an, die entgegen  der Drehrichtung nach hinten zurückweichen  und im     :dargestelilten        Ausführungsbeispiel          bogenförmig    .gekrümmt sind. Die äussern  Enden der Rohrre r sind nach einer durch :die  Drehachse     verlaufenden    Ebene     x-x        (Fig.    6)  abgeschnitten.

   Beim Umlauf des:     Schleuder-          rades    durch die     Gärflüssigkeit        entsteht    an  den entgegen zur Drehrichtung     offenen@Öff-          nungen    s ein     Cavitationseffekt,    der das durch  das Zentralrohr c     zutretende    Gas in die Flüs  sigkeit einsaugt.

   Gleichzeitig bewirkt der  Umlauf des.     Rohrsternes    infolge der Flieh  kraft     ein    Hinausdrängen     bezw.    Hinaus  schleudern der in der     Entlüftungskammer        h     unten sich     ansammelnden        Flüssigkeit    nach  aussen in :die Ringkammer, die     zwischen    dem       Gärbehälter    b und, dem Entlüftungsbehälter  m besteht.

   Gleichzeitig aber zerschlägt der  umlaufende Rohrstern den Schaum der im  untern Teil der Entlüftungskammer h be  findlichen     schäumenden        Gärflüssigkeit.    Die  aus dem Schaum entweichenden Gase (Luft,  Kohlensäure) entweichen nach oben und zie  hen     aus    den obern Öffnungen des     Gärbehäl-          ters    ab. Wird der Gärbehälter zu etwa ein    Drittel oder ein Viertel mit     Gärflüssigkeit,     z.

   B.     Buchenholzsulfitlauge,    gefüllt und das  Schleuderrad, der Rohrstern, in Umdrehung  versetzt, dann     wird    die Flüssigkeit in Be  wegung gesetzt und Luft in die im äussern  Ringraum befindliche Flüssigkeit durch den  an den Rohrenden s     auftretenden        Cavitations-          effekt    eingesaugt. Die Flüssigkeit wird  schaumig und immer schaumiger. Dazu tritt  der     Schleuderradeffekt,    so dass in der ring  förmigen Belüftungskammer die     Gärflüssig-          keit        unter    immer stärker fortschreitender  Schaumbildung nach oben steigt.

   Der leich  teste Schaum tritt dann über die obere Kante  der Entlüftungskammer nach deren     Innerem     über und sinkt nach unten, wo er in den Be  reich des     umlaufenden    Schleuderrades kommt,  der den Schaum zerschlägt und die     ent-          schäumte    Flüssigkeit     wieder    in den Belüf  tungsbehälter wirft.  



  Als besonders vorteilhaft hat es sich er  wiesen, den Rohrstern nach unten durch eine       Platte    t abzudecken, deren Grösse etwa der  Bodenfläche der     Entlüftungskammer    h ent  spricht. Diese Platte kann entweder fest mit  dem Rohrstern verbunden sein, beispielsweise  durch     Verschweissung    mit     einigen    oder sämt  lichen Rohrarmen r.

   Sie kann aber auch un  beweglich angeordnet sein, so dass der Rohr  stern oberhalb der     Platte    t frei     umläuft.        Zur     Erhöhung des Schleudereffektes hat sich die  Anordnung einer Ringscheibe     u    als zweck  mässig     erwiesen,    welche, wie die     Platte    t,  ortsfest z. B. an der Unterkante der Entlüf  tungskammer     h        befestigt    oder mit dem Rohr  stern     verbunden        und    mit diesem umlaufend  sein kann.

   Die Ringscheibe bildet mit der       Platte        t    und dem dazwischen     umlaufenden     Rohrstern eine wirksame Schleuderpumpe.  



  Zur Erleichterung des     Einlaufes    der  schäumenden Gärflüssigkeit     in    das Schleu  derrad ist eine     kegelige        Verjüngung    des In  nenraumes der     Entlüftungskammer        h    zur  Mitte     hin.    vorteilhaft.

   Diese     Verjüngung,    die  durch das Blech v dargestellt ist, kann als  einfaches konisches Ringblech     ausgestaltet     werden, das mit der     obern    Kante an der  innern Umfläche der Entlüftungskammer      und mit der untern     gante    an der Ringscheibe       u    angeschlossen, beispielsweise verschweisst,  ist.  



  Der Entlüftungsbehälter m kann eben  falls zusammen mit dem Rohrstern     bezw.    mit  der     Abschlussplatte    t umlaufen. Es ist jedoch  zur Verringerung der umlaufenden Massen  vorteilhafter, den Entlüftungsbehälter     7n     ebenso wie das Zentralrohr c feststehend an  zuordnen und nur das Schleuderrad mit der       Abdeckplatte    t umlaufen zu lassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zur Begasung von schäu menden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeich- i net, dass in die Flüssigkeit in einer Be- gasungskammer Gas eingeführt,

   der entste hende Schaum ohne Anwendung schaum zerstörender Mittel über eine Überlaufkante in einen oben offenen Entgasungsbehälter überführt und die entschäumte Flüssigkeit durch das untere Ende des Entgasungsbehäl- ters in die Begasungskammer wieder hinein geführt wird.

   II. Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass innerhalb eines oben offenen Gärbehälters (b) ein mit ihm eine ringförmige Belüftungskammer bildender, oben offener, mit einer Überlaufkante ver sehener und eine Entlüftungskammer (lt) bildender Entlüftungsbehälter angeordnet ist, an dessen offenem Boden ein umlaufendes, die innerhalb der Entlüftungskammer nieder fallende Flüssigkeit nach aussen förderndes Schleuderrad angeordnet ist, dessen Umlauf zugleich die Zufuhr der Luft zu der Gär- flüssigkeit bewirkt,

   die in schaumigem Zu stande in dem zwischen Gärbehälter und Entlüftungsbehälter gebildeten Ringraum bis zur Überlaufkante der Entlüftungskammer aufsteigt und über diese in die Entlüftungs kammer überläuft. UNTERANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuder- rad als eine die Entlüftungskammer unten abschliessende Sammelkammer (i) ausgebil det ist, an welche entgegen der Drehrichtung zurückweichende, bogenförmig gekrümmte, an ihren Enden offene Ansatzrohre (k) an gesetzt sind, in welche mit einer zentralen Endkammer (o) in Verbindung stehende, an ihren Enden ebenfalls offene Luftrohre (d) einmünden,

   aus denen Luft in die infolge der Fliehkraft nach aussen geschleuderte Gär- flüssigkeit eingesaugt wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das den Boden der Entlüftungskammer abdeckende Schleu derrad eine Mehrzahl von an eine zentrale Endkammer (9) angeschlossenen, entgegen der Drehrichtung zurückweichenden Rohren (r) aufweist, deren äussere Enden (s) offen sind, und die nach unten durch eine der Boden fläche der Entlüftungskammer entsprechende Abdeckplatte (t) abgedeckt sind. 3.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die äussern Öff- nungen der Rohre in einer durch die Dreh achse des Schleuderrades gelegten Ebene (x-x) liegen. 4. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (r) mit der Abdeckplatte (t) fest verbunden sind. 5. Vorrichtung nach Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Er höhung der Schleuderwirkung eine Ring scheibe (u) angeordnet ist, welche mit der untern Abdeckplatte und dem Rohrstern eine , Schleuderpumpe bildet. 6.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeck- platte feststehend unterhalb des umlaufenden Rohrschleuderrades angeordnet ist. 7. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die entgegen gesetzt der Drehrichtung des Schleuderrades zurückweichenden Rohre (r) bogenförmig ge krümmt sind. 9