Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung von Schäumen in ihre flüssigen und gasförmigen Komponenten Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung der in Hauptpatent Nr. 449 585 definierten Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung von Schäumen in ihre flüssigen und gasförmigen Komponenten, insbesondere zur schaumfreien Ableitung der gasförmigen Reaktions produkte aus Fermentationsbehältern, bei der an einer senkrechten, rotierenden Welle Teller angeordnet sind, die unten weit offen, nach oben konisch verjüngt sind.
In der im Hauptpatent als Beispiel dargestellten und in der Praxis eingeführten Gestaltungsform ist die rotie rende Welle hohl ausgebildet und mit Löchern versehen, welche in den oberen Teil des von jedem konischen Tel ler umschlossenen Raumes münden, und diese Hohl welle ist aus dem den Schaum enthaltenden Behälter durch ein gedichtetes Lager nach aussen geführt, wo sich die Antriebsvorrichtung (Elektromotor, Riemenscheibe, Getriebe und andere) und eine besonders zu dichtende Gasableitung befinden.
Bei bekannten Vorrichtungen, die einen grossen Gasdurchsatz bewältigen, also kontinuierlich eine grosse Menge Schaum in seine Komponenten zerlegen müssen, sind zur Ausleitung des Gases grosse Leitungsquer schnitte erforderlich. Es muss dann die rotierende Hohl welle einen grossen Durchmesser haben, wodurch dann die zur Lagerung und Abdichtung dienenden Einheiten entsprechende Grössen erhalten müssen. Es ergeben sich hierbei grosse Nachteile durch die hohen Kosten solcher Teile und die dazu nötigen aufwendigen Konstruktionen, die z. B. bei den bevorzugten Gleitringdichtungen nöti gen engen Toleranzen.
Besonders wenn es sich um eine Vorrichtung zur schaumfreien Ableitung gasförmiger Reaktionsprodukte aus Fermentationsbehältern handelt, müssen im Hinblick auf leichte Sterilisierbarkeit und Sterilhaltung Ausführungen mit Sperrflüssigkeiten, mehrfacher Abdichtung und Lagerung gewählt werden, die dann in solchen Grössen besonders hohen Aufwand erfordern.
Zweck der Zusatzerfindung ist es, eine auch für gro ssen Gasdurchsatz und mit entsprechend grossen Quer- schnitten der Gasableitungen mit geringerem Aufwand ausführbare Gestaltung zu ermöglichen.
Die Zusatzerfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Welle aus zwei Teilen besteht, von welchen der eine Teil in einem zur Aufnahme des Schaumes bestimmten Behälter angeordnet und als Rohr ausgebildet ist und gegenüber einem mit der Behälter wand fest verbundenen, zur Ableitung des Gases die nenden Rohr durch eine Ringdichtung aus weichelasti schem Material abgedichtet ist, während der andere, mit einem Antriebsteil verbundene Teil als volle Welle mit kleinerem Durchmesser als der als Rohr ausgebil dete Teil ausgeführt ist und mit einer auf der Welle an gebrachten Querwand fest mit dem Teil verbunden und durch eine mit einer Dichtung versehene Wand im zur Gasableitung dienenden Rohr gasdicht hindurchgeführt ist.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt.
Im Behälter 1 befindet sich der in seine Komponen ten zu zerlegende Schaum, die Vorrichtung zur Zerle gung des Schaumes ist mit Flansch 2 im Oberteil dieses Behälters befestigt; sie besteht aus den konischen Tel lern 3, die an der in der unteren, in den Behälter ragen den Teil als weites Rohr 4 ausgebildeten Welle befestigt sind; dieser Teil der Welle ist durch eine gelochte Platte 5 mit ihrem oberen, als volle Welle kleineren Durch messers 6 ausgebildeten Teil verbunden, die an ihrem oberen Ende von der Keilriemenscheibe 7, Keilriemen 8 und Elektromotor 9 angetrieben wird, so dass die volle und die hohle Welle samt der auf letzterer befestigten konischen Teller rasch rotiert und den in die Zwischen räume zwischen die Teller eindringenden Schaum durch Ausschleuderung der Flüssigkeitsanteile zerstört.
Das von Flüssigkeit und Schaum befreite Gas strömt durch die Löcher 10 in den Hohlraum des Rohrteiles 4 und durch die Löcher in der Platte 5 in den festen Rohrteil 11, der rechtwinklig in das Ausleitungsrohr 18 über geht. Die volle Welle 6 ist in den Lagern 12 und 13 ge- führt und in der als Gleitringdichtung oder Stopfbüchse ausgeführten Abdichtung 14 gasdicht gegen aussen abge schlossen. Eine Manschette 15 ist auf dem festen Rohr teil 11 aufgezogen und liegt mit ihrer freien Ringlippe 16 dem flanschartig vergrösserten oberen Ende 17 des rotierenden, weiten Wellenteiles 4 auf, so dass eine Lippendichtung entsteht.
Der Druckunterschied zwi schen dem Behälterinnern und der Gasausleitung ist gering, so dass diese Dichtung ausreicht, um einen Über tritt von Schaum in die Gasausfuhrleitung zu verhin dern. Eine geringe Druckdifferenz presst die freie Ring lippe der Gleitfläche am rotierenden Bund 17 an, wie dies bei Lippendichtungen allgmein bekannt ist. Die Abdichtung des Behälterinnern nach aussen geschieht durch das Dichtungselement 14, das als Gleitringdich- tung, Stopfbüchse, Manschettendichtung, auch mit Sperrflüssigkeit und Kühlung in bekannter Weise ausge führt sein kann.
In der dargestellten Ausführung ist noch eine zu sätzliche Zentrierung dadurch erreicht, dass der rotie rende Rohrteil am oberen Ende über das untere Ende des festen Rohrteiles 11 gleitend geführt ist. Jedoch ist eine solche Ausführung nicht nötig, an dieser Stelle kann auf eine Führung verzichtet werden.
Die Manschette 15 kann auch auf dem rotierenden unteren Wellenteil aufgezogen sein und die dichtende Ringlippe auf einem am festen Rohrteil angebrachten Gleitring aufliegen.
Die Vorrichtung löst die gestellte Aufgabe in voll kommener Weise. Die Lager- und Dichtungselemente haben nur die zum Durchmesser des vollen Wellenteiles passende Grösse, und es ist nur eine einzige Dichtung nach aussen nötig, die für einen grösseren Innendruck bemessen sein kann. Auch ist bei Anwendung auf Fer- mentationsanlagen eine leichtere Sterilisation und Ste- rilhaltung möglich.
Device for the continuous separation of foams into their liquid and gaseous components The invention relates to a further embodiment of the device defined in main patent No. 449 585 for the continuous separation of foams into their liquid and gaseous components, in particular for the foam-free discharge of the gaseous reaction products from fermentation vessels, in which plates are arranged on a vertical, rotating shaft, which are wide open at the bottom and tapered conically at the top.
In the design form shown in the main patent as an example and introduced in practice, the rotating shaft is hollow and provided with holes which open into the upper part of the space enclosed by each conical Tel ler, and this hollow shaft is from the foam containing Container passed through a sealed bearing to the outside, where the drive device (electric motor, belt pulley, gearbox and others) and a specially sealed gas outlet are located.
In known devices that cope with a large gas throughput, so must continuously break down a large amount of foam into its components, large line cross-sections are required to discharge the gas. The rotating hollow shaft must then have a large diameter, which means that the units used for storage and sealing must be given corresponding sizes. This results in major disadvantages due to the high cost of such parts and the complex constructions required for this, which, for. B. with the preferred mechanical seals neces conditions tight tolerances.
Especially when it comes to a device for the foam-free discharge of gaseous reaction products from fermentation vessels, designs with barrier liquids, multiple sealing and storage must be selected with regard to easy sterilizability and sterility, which then require particularly high effort in such sizes.
The purpose of the additional invention is to enable a design that can also be implemented for a large gas throughput and with correspondingly large cross-sections of the gas discharge lines with less effort.
The additional invention is characterized in that the rotating shaft consists of two parts, one part of which is arranged in a container designed to hold the foam and designed as a tube and ends opposite a wall firmly connected to the container to discharge the gas Tube is sealed by a ring seal made of Weichelasti cal material, while the other part connected to a drive part is designed as a full shaft with a smaller diameter than the part ausgebil Dete as a tube and firmly connected to the part with a transverse wall attached to the shaft and is passed gas-tight through a wall provided with a seal in the pipe serving for gas discharge.
An example embodiment of the invention is shown in section in the drawing.
In the container 1 there is the foam to be broken down into its components, the device for decomposing the foam is attached to the flange 2 in the upper part of this container; it consists of the conical Tel learners 3, which are attached to the shaft formed in the lower, protruding into the container as part of a wide tube 4; This part of the shaft is connected by a perforated plate 5 with its upper part, designed as a full shaft smaller diameter 6, which is driven at its upper end by the V-belt pulley 7, V-belt 8 and electric motor 9, so that the full and the hollow The shaft together with the conical plate attached to the latter rotates rapidly and the foam penetrating into the spaces between the plates is destroyed by ejection of the liquid components.
The gas freed of liquid and foam flows through the holes 10 into the cavity of the pipe part 4 and through the holes in the plate 5 into the solid pipe part 11, which goes over at right angles into the discharge pipe 18. The full shaft 6 is guided in the bearings 12 and 13 and sealed against the outside in a gas-tight manner in the seal 14, which is designed as a mechanical seal or a stuffing box. A cuff 15 is pulled onto the fixed tube part 11 and rests with its free annular lip 16 on the flange-like enlarged upper end 17 of the rotating, wide shaft part 4, so that a lip seal is formed.
The pressure difference between the inside of the container and the gas outlet is small, so this seal is sufficient to prevent foam from entering the gas outlet. A small pressure difference presses the free ring lip of the sliding surface against the rotating collar 17, as is generally known in the case of lip seals. The interior of the container is sealed to the outside by the sealing element 14, which can be designed as a mechanical seal, stuffing box, sleeve seal, also with barrier fluid and cooling in a known manner.
In the embodiment shown, an additional centering is achieved in that the rotating pipe part is slidably guided at the upper end over the lower end of the fixed pipe part 11. However, such a design is not necessary; a guide can be dispensed with at this point.
The sleeve 15 can also be pulled onto the rotating lower shaft part and the sealing ring lip can rest on a sliding ring attached to the fixed tube part.
The device solves the problem in a perfect way. The bearing and sealing elements are only of the size that matches the diameter of the full shaft part, and only a single seal to the outside is necessary, which can be dimensioned for a greater internal pressure. When used in fermentation plants, easier sterilization and sterile maintenance are also possible.