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Zentrifuge zum Entgasen von Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich
auf eine Zentrifuge zum Entgasen von Flüssigkeiten. Bisher wurde das Entgasen von
Flüssigkeiten so durchgeführt, daß man die von Gasbläschen zu befreiende Flüssigkeit
in hohen Behältern stehenließ. Hierbei schwimmen die Gasbläschen infolge ihres Auftriebes
allmählich nach oben und sammeln sich an der Oberfläche in Schaumform an. Nach erfolgter
Entschäumung kann die schaumfreie Flüssigkeit am Boden des Behälters abgezogen werden.
Bei viskosen Flüssigkeiten, wie z. B. Lösungen, erfordert aber diese Art des Entschäumens
einen erheblichen Zeitaufwand und infolgedessen den Einsatz einer großen Anzahl
von Trennbehältern.
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Eine andere Möglichkeit des Entschäumens besteht darin, daß man die
Gasbläschen enthaltende Flüssigkeit in eine gewöhnliche Zentrifuge gibt. Infolge
des hohen Unterschiedes in der Dichte trennen sich die Gasbläschen im allgemeinen
rasch von der Flüssigkeit und sammeln sich in Schaumform in der Nähe der 7, entrihfugenaclhse
an. Nach vorsichtigem Abstellen der Zentrifuge kann die von Gasblasen befreite Flüssigkeit
entnommen werden. Dieses Verfahren kann aber nur im diskontinuierlichen Betrieb
durchgeführt werden, was einen erhöhten Aufwand an Energie, Arbeit und Zeit erfordert.
Außerdem hängt es wesentlich von der Geschicklichkeit dier Bedienungsperson ab,
ob beim Abstellen der Zentrifuge eine völlige Trennung von Flüssigkeit und Schaum
erzielt wird.
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Die Verwendung von sogenannten Schälzentrifulgen ist zum Entschäumen
von Flüssigkeiten überhaupt nicht möglich, da beim Ausschälen der Flüssigkeit immer
erhebliche Mengen von Luft in die Flüssigkeit eingeführt werden.
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Es ist auch bereits eine Zentrifuge bekannt, die eine umlaufende
Abscheidetrommel enthält. welche in ihrem Innern ein Entlüftungsrohr aufweist, das
mit Außenrippen versehen ist, wobei unterhalb der letzten Rippe Löcher vorgesehen
sind, durch welche die Luft entweichen soll. Beim Arbeiten mit dieser Zentrifuge
findet keine scharfe Trennung von luftfreier Flüssigkeit und Schaum statt, denn
bei der bekannten Zentrifuge ist das untere Lager der Trommel in seinem Durchmesser
fast ebenso groß wie der Durchmesser der Trommel selbst. Der Durchfluß der luftfreien
Flüssigkeit gebt an der Stelle mit dem großen Durchmesser radial nach außen in den
Sammelraum. Demgegenüber tritt gemäß der Erfindung die luftfreie Flüssigkeit axial
aus der Zentrifugentrommel bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten aus.
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Es ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt, die aus einer Kombination
von Förderpumpe und Abschleudervorrichtung besteht und eine Trommel aufweist, die
in ihrem Innern durch Drahtsiebe oder durchlöcherte Scheiben unterteilt ist. Am
unteren Ende der Trommel
sind dabei schräg gestellte Bleche vorgesehen, die während
des Arbeitens der Zentrifugentrommel die zu entlüftende Flüssigkeit aufnehmen und
in das Innere der Trommel fördern woselbst die Trennung von Gas und Flüssigkeit
unter Nititwirkung von Siebböden stattfinden soll. Das Gas entweicht nach oben;
die gasfreie Flüssigkeit soll entlang der Trommel wand nach unten fließen und dann
vom Trommelrand radial weggeschleudert werden.
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Versuche, welche mit wäßrigen Flüssigkeiten und Suspensionen unter
anderem von eiweißhaltigen Flüssigkeiten, welche Kolllagenfibrillen enthalten. durchgeführt
wurden, haben ergeben, daß bei der hekannten Arbeitsweise e beim Aufprallen der
Flüssigkeitstropfen auf die Trommelwand erneut Luft in die Flüssigkeit hineingearbeitet
wird. Andererseits hat sich gezeigt, daß die gleichen Flüssigkeiten mit Hilfe der
Zentrifuge gemäß der Erfindung laufend unter Erzielung einwandfreier Ergebnisse
von den darin befindlichen Gasbläschen befreit werden.
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Nach der Erfindung ist das Entschäumen von Flüssigkeiten, insbesondere
auch viskoser Flüssigkeiten, im kontinuierlichen Betrieb möglich. Dieser Erfolg
beruht in der Anwendung einer neuartigen Zentrifuge, deren Trommel durch eine im
Unterteil derselben angeordnete Trennfläche in zwei Räume unterteilt ist.
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In dem oberhalb dieser Trennfläche b, efindlichen Hauptraum findet
die Trennung der Gasbläschen von der Flüssigkeit statt. Der Schaum sammelt sich
in der Kernzone und wird durch einen oberen, zentral augeordneten Rohrstutzen albgefüllrt.
Die entschäumte Flüssigkeit tritt durch einen zwischen der Trennfläche und der Trommelwand
befindlichen. vorzugsweise ringförmigen Durchlaß in den kleineren unteren Raum der
Zentrifugentrommel ein und wird aus diesem durch
einen zentral angeordneten
unteren Rohrstutzen abgeführt. Hierbei ist es wesentlich, daß der Durchmesser des
unteren Rohrstutzens erheblich größer ist als der Durchmesser des oberen, zur Abführung
des Schaumes dienenden Rohrstutzens.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein ausführungsbeispiel einer derartigen
Zentrifuge. Im lTnterteil der Zentrifugentrommel 1 ist eine kreisförmige Abgrenzplatte2
angeordnet, welche verhindert, daß der sich in der Kernzone des Haiiptraumes 3 ansammelnde
Schaum in den Unterteil der Zentrifugentrommel gelangt. Der Hauptraum 3 steht mit
dem unteren Raum 4 durch den Ringraum 5 in Verbindung. Am zentralen Teil der oberen
Wand 6 der Zentrifugentrommel ist ein Rohrstutzen 7 angeordnet, durch den der Schaum
nach oben abgeführt wird. Der Rohrstutzen 7 mündet in ein Sammelgefäß 8, das mit
einem Ablauf 9 für den Schaum versehen ist. An der unteren Wand 10 der Zentrifugentrommel
ist zentral ein Stutzen 11 angeordnet, der zum Abführen der entschäumten Fliissigkeit
dient und bei dem Ausführungsbeispiel sich in seinem Unterteil 12 konisch verjüngt.
Das Ausflußende des unteren Stutzens mündet in ein Sammelgefäß 13 für die entschäumte
Flüssigkeit, das mit einem Abfluß 14 versehen ist.
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Zum Einführen der zu entschäumenden Flüssigkeit in die Schleudertrommel
1 dient ein Rohr 15, das durch den oberen Rohrstutzen 7 geführt ist und sich vorzugsweise
so weit in den Hauptraum 3 der Trommel erstreckt, daß es wenig oberhalb der Trennplatte
2 endigt.
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Der Ringraum 16 zwischen dem Flüssigkeitszuführutngsrolhr 15 und der
Innenwand des oberen Rohrstutzens 7 dient zum Abführen der sich im zentralen Teil
des Hauptraumes 3 der Schleudertrommel ansammelnden Schaumsäule.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist am zentralen Teil der Abgrenzplatte
2 ein fingerartiges Organ 17 vorgesehen, das sich in den unteren Rohrstutzen 11
erstreckt. Mit 18 sind die Lager für die Trommelwelle und mit 19 ist die Antriebscheibe
für die Zentrifuge bezeichnet.
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Das Entschäumen von Flüssigkeiten, in denen Gasbläschen suspendiert
sind, mit Hilfe von Zentrifugen der vorstehend erläuterten Art kann z. 13. wie folgt
vor sich gehell.
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Die zu behandelnde Flüssigkeit wird durch das Rohr 15 in den Hauptraum
3 der Zentrifugentrommel 1 eingeführt. Die Luftbläschen sammeln sich längs der Achse
der Schleudertrommel und steigen nach oben. während die gasfrei gemachte Flüssigkeit
den Hauptraum 3 durch den zwischen der Trennscheibe 2 und der Wand der Schleudertrommel
1 befindlichen Ringraum 5 in den unteren Raum 4 der Trommel strömt und die Trommel
durch den unteren Stutzen 11 verläßt. Da der untere Rohrstutzen 11 eine größere
lichte Weite hat als der obere Rohrstutzen 7. kann die von Gasbläschen befreite
Flüssigkeit ohne Zwang die Zentrifuge veMassen. Das Ausfließen der entschäumten
Flüssigkeit kann bereits stattfinden, bevor der Schaum in den oberen Rohrstutzen
7 eingetreten ist. Wie gefunden wurde, werden gute Durchlsatzgeschxvindigkeiten
erreicht, wenn der untere, die entschäumte Flüssigkeit abführende Rohrstutzen um
etwa 30 °/o weiter ist als der ohere. für die Abfuhr des Schaumes dienende Stutzen.
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Der durch den Ringraum 16 des oberen Rohrstutzens 7 hochsteigende
Schaum wird in den Auffangraum 8 geschleudert und fließt durch den Auslaß 9 ab.
Die gas freie Flüssigkeit strömt nach SIaRgabe der Zufufir der zu behandelnden Gasbläschen
enthalten-
den Flüssigkeit durch den unteren Rohrstutzen 11 ab.
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Die Oberfläche der abfließenden entgasten Flüssigkeit bildet in dem
unteren Rohrstutzen 11 eine Rotationsparabel, die in dem konischen Unterteil 12
endet. Die Rotationsparabel kann zum Versch winden gebracht werden, wenn am Unterteil
der Abgrenzplatte 2 ein fingerartiger Teil 17 angeordnet wird, der den Luftraum
der Rotationsparabel ausfüllt. Es empfiehlt sich, das untere Ende des Rohrstutzens
11 in die im Auffaugbehälter 13 befindliche, bereits entgaste Flüssigkeit eintauchen
zu lassen. Hierdurch wird mit Sicherheit vermieden, daß erneut Gase in die Flüssigkeit
eintreten. Nach einer anderen (nicht gezeich, neten) Ausführungsform ist das untere
Ende des Rohrstutzens 11 an ein feststehendes Ableitungsrohr mit Dichtung der VErbindungsstelle
angeschlossen.
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Die Zentrifuge gemäß der Erfindung kann in jeder praktisch in Betracht
kommenden Größe hergestellt und den besonderen Bedingungen angepaßt werden.
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Sie kann unter anderem zum Entgasen von Fl2ssigkeiten in der Kunstseidenindustrie,
bei der Herstellung von Folien nach dem Gießverfahren, bei der Aufarbeitung von
biologischen Flüssigkeiten usw. verwendet werden. Die Erfindung hat sich insbesondere
zuir Behandlung von viskosen Flüssigkeiten, welche hochmolekulare Stoffe enthalten,
bewährt.