DE1139100B

DE1139100B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen, Aufrechterhalten oder Niederschlagen von Dispersionen

Info

Publication number: DE1139100B
Application number: DEST11676A
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1956-09-15
Filing date: 1956-09-15
Publication date: 1962-11-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen, Aufrechterhalten oder Niederschlagen von Dispersionen In der chemischen Industrie und in allen Industriezweigen, die mit Stäuben und Aufschlämmungen zu tun haben, sowie neuerdings in der Atomtechnik, spielt das Beeinflussen von Dispersionen eine große Rolle. Als Dispersionen sind hierbei zu betrachten, je nachdem ob das Dispersionsmittel eine tropfbare Flüssigkeit oder aber ein Gas ist, Suspensionen, Aufschlämmungen und Emulsionen einerseits und Aerosole, Staub- oder Nebelwolken andererseits. Man ist dabei entweder daran interessiert, die dispergierten Teilchen möglichst gleichmäßig und ungestört in der Schwebe zu halten, d. h., die Dispersion zu stabilisieren, oder aber die Dispersion möglichst schnell und vollständig niederzuschlagen. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, in den die Dispersion enthaltenden Gefäßen bzw. Kanälen Schallquellen anzuordnen, die die Dispersion in Schwingung versetzen sollen. So sind z. B. Vorrichtungen bekannt, bei denen zwecks Herstellung einer Dispersion eine aus fortschreitenden Wellen bestehende Schwingung gewählt wird, die auf die zu dispergierenden Teilchen Schwingungskräfte überträgt. Hiermit kann auch ein Niederschlagen von Dispersionen erzielt werden, falls die dispergierten Teilchen koagulierende Eigenschaft haben. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Niederschlagen von Dispersionen werden stehende Wellen erzeugt, wobei sich die dispergierten Teilchen je nach ihrer Beschaffenheit in den Schwingungsknoten oder -bäuchen sammeln.
Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, an den dispergierten Teilchen Triebkräfte zu erzeugen die jeweils eine der erstrebten Wirkung entsprechende Größe und Richtung haben; so muß z. B. beim Herstellen und Aufrechterhalten der Dispersion die Triebkraft der Wirkung der Schwerkraft, des Auftrieb es oder einer Strömungskraft entgegenwirken, während beim Niederschlagen der Dispersion die Triebkraft vorzugsweise in der natürlichen Bewegungsrichtung der dispergierten Teilchen wirken sollte.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die von der Schallquelle in der Dispersion erzeugte Schwingung, die im Schall- oder Ultraschallbereich liegen kann, bei der Hin- und Rückschwingung unterschiedliche mittlere Geschwindigkeiten hat und infolgedessen an den dispergierten Teilchen unterschiedliche Schwingungskräfte verursacht, so daß der über eine Schwingungsperiode gebildete Mittelwert der Schwingungskräfte von Null verschieden ist und an den Teilchen als Triebkraft wirksam wird. Eine solche Schwingung hat etwa eine sägezahnförmige Kurvenform.
Nimmt man an, daß die Schallquelle etwa den Bo- den des die Dispersion enthaltenden Gefäßes oder Durchlaufkanals bildet und daß die dispergierten Teilchen spezifisch schwerer als das Dispersionsmittel sind, so wird die Schallquelle einmal auf die Dispersion stabilisierend, ein andermal aber trennend wirken, je nachdem, ob die aus den Schwingungskräften resultierende Triebkraft nach oben oder nach unten gerichtet ist. Maßgeblich für die Größe der Triebkraft ist die Frequenz und Amplitude der Schwingung in Verbindung mit der Größe und dem Strömungswiderstandsbeiwert der dispergierten Teilchen.
Um die Schwingungsvorgänge nicht durch Reflexionen oder Interferenzen zu stören, werden in an sich bekannter Weise die der Schallquelle gegenüberliegenden Gefäß- oder Kanalwände nicht senkrecht zu den ankommenden Schallwellen ausgebildet, damit dieselben nicht oder nur schlecht reflektiert werden. Sie können vorteilhaft in an sich bekannter Weise auch durch passende Formgebung oder geeigneten Belag schallschluckend ausgebildet sein.
In einem anderen Falle können diese Begrenzungsflächen aber auch selbst mit Schallquellen besetzt sein, die nach Frequenz, Phase und Amplitude mit denen der von der Hauptschallquelle stammenden und durch die Dispersion bis zu diesen Begrenzungsflächen übertragenen Schwingungen abstimmbar sind.
Beim Trennen von Dispersionen, insbesondere von Staub- oder Nebelwolken, muß naturgemäß die durch die Beschallung auf die Dispersionsteilchen ausgeübte Triebkraft in Richtung der Schwerkraft wirken, d. h. also, auf den Boden des Dispersionsbehälters hin gerichtet sein. Nur wenn die Dispersionsteilchen spezifisch leichter als das Dispersionsmittel sind, muß die Triebkraft nach oben wirken.
Bei Kanälen oder Behältern, die zum Niederschlagen derartiger Dispersionen bestimmt sind, werden vorteilhaft die Decke und/oder der Boden des Behälters bzw. des Kanals ganz oder zum Teil als Schallquelle ausgebildet, wobei der Behälterboden in an sich bekannter Weise auch die Form von Aschentrichtern annehmen kann.
In weiterer Ausbildung dieser vorgenannten Anordnung werden die im Boden vorgesehenen Trichter mit bekannten, mechanisch oder hydrodynamisch arbeitenden Vorrichtungen zum Wegfördern der niedergeschlagenen Staub- oder Flüssigkeitsteilchen ausgerüstet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen, Aufrechterhalten oder Niederschlagen von Dispersionen, bei dem das Dispersionsmittel einer aus fortschreitenden Wellen bestehenden Schall- oder Ultraschallschwingung ausgesetzt wird, die auf die dispergierten Teilchen Schwingungskräfte überträgt, -dadurch gekennzeichnet, daß eine sägezahnförmige Schwingung gewählt wird, die bei der Hin-und Rückschwingung im Dispersionsmittel unterschiedliche mittlere Geschwindigkeiten hat und infolgedessen an den dispergierten Teilchen unterschiedliche Schwingungskräfte verursacht, so daß der über eine Schwingungsperiode gebildete Mittelwert der Schwingungskräfte von Null verschieden ist und an den Teilchen als Triebkraft wirksam wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform, Amplitude und Frequenz der Schwingung derart auf Größe und Strömungswiderstandsbeiwert der dispergierten Teilchen abstimmbar sind, daß die aus den Schwingungskräften resultierende Triebkraft die Größe der übrigen auf die Teilchen wirksamen Kräfte (Schwerkraft, Grundströmungskraft) erreicht oder überschreitet.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schallquelle gegenüberliegenden Gefäß- bzw. Kanalwände ebenfalls als Schallquelle ausgebildet sind, wobei die Schwingungen beider Schallquellen hinsichtlich Frequenz und Kurvenform übereinstimmen und eine der beiden Schallquellen hinsichtlich Amplitude und Phase den von der anderen Schallquelle ankommenden Schwingungen angleichbar ist.
4. Anordnung zum Niederschlagen von Dispersionen nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke und/oder der Boden des die Dispersion enthaltenden Gefäßes bzw. Kanals ganz oder zum Teil als Schallquelle ausgebildet und gegebenenfalls in an sich bekannter Weise als Aschentrichter geformt sind.
5. Anordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Boden vorgesehenen Trichter in an sich bekannter Weise mit mechanisch oder hydrodynamisch arbeitenden Vorrichtungen zum Wegfördern der niedergeschlagenen Staub- oder Flüssigkeitsteilchen ausgerüstet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 944 667, 904525; schweizerische Patentschrift Nr. 200 053.