DE1542385A1

DE1542385A1 - Vorrichtung zum Verteilen von Fluessigkeit fuer einen Behaelter

Info

Publication number: DE1542385A1
Application number: DE1966P0040457
Authority: DE
Inventors: Watson Frederick Dalmond; Mayse Weldon Dean
Original assignee: Petrolite Corp
Current assignee: Baker Petrolite LLC
Priority date: 1966-04-18
Filing date: 1966-09-28
Publication date: 1970-03-26
Also published as: DE1542385C3; GB1120579A; US3458429A; DE1542385B2

Description

154238

Doing.
Dipi.-ln

r^r. 2

P 15 42 385.5 unser Zeichen P 649

Petrolite Gooporation, St. Louis, Missouri

"Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit für

einen Behälterο"

Die Erfindung besieht sich auf eine Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit für einen Behälter, der übereinander angeordnete Mengen nicht mischbarer Flüssigkeiten enthält, welche durch entsprechende Rohrleitungen austreten, von denen zumindest eine mit einem Ventil versehen ist. . '

Früher wurde ein erhöhter Wirkungsgrad in Destil latbehandlungsgeräten, Entsalzungsgeräten oder

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,^,Λ (Art 7 51 Abe.2 Nr. 1 Satz4 auakmmnKWü=*· - "- ~. V

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andereii Einrichtungen durch eine verbesserte Verteilung in und/oder Sammlung aus der Behandlungszone erreich!;. Bei einem verbesserten Fluss der behandelten Flüssigkeit durch die Behandlungszone wird nahezu eine Maximalausnutzung des Querschnittsbereich des Behandlungsgefässes erzielt mit einer sich daraus ergebenden Erhöhung im Behandlungswirkungsgrad.

Bei Einrichtungen dieser Art ist es üblicherweise wünschenswert, den mit hoher Geschwindigkeit einfliessenden -flüssigkeitsstrom in einen sich langsam bewegenden Strom umzuwandeln, der im wesentlichen nicht wirbelnd vorwärts fliesst, wobei alle Stränge der behandelten Flüssigkeit sich mit im wesentlichen gleichmässigen Geschwindigkeiten in einer Querschnittsebene quer zur Fliessrichtung bewegen. Verschiedene Arten von Verteilern wurden in der Vergangenheit für diesen allgemeinen Zweck verwendet, die üblicherweise irgend eine Form einer gebohrten Rohranordnung aufwiesen, oder irgend eine Form einer umgekehrten zangenartigen Einrichtung mit Wehren oder Kerben entlang den Kanten, wie in den USA-Patenten Fr. 2 894 895, 3 141 ooo und 3 2o7 686 gezeigt. Diese Patente zeigen auch typische Behandlungsgeräte, bei denen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Bei der mit Kerben versehenen

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Bauweise kann jedoch kein beträchtlicher Druck über die Einkerbung hin entwickelt werden und daher ist kein gleichmässiger Druck vorhanden, der die Flüssigkeit durch alle Auslasskerben hindurchdrückt. Die Bedeutung dieses Nachteiles wira später in der Beschreibung offensichtliche Da kein beti'ächtlieher Druck über eine Kerbe Vorhandei ι ist, ist auch keine Selbsteinatellung möglich.

Eg iax eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einer, neuartigen und verbesserten Vert.eileraufbau su.n gleichmässigen Zuführen einer einströmenden Flüssigkeit zum aufwärts gerichtetes Fiiessen durch eii.e FlüssigkeitemaGse i;. einer i?ehandiui:gsei::riohtuii_t; su schaffen, womit die Imchteile vermieder. werden, die sij.i IeL • erteiler:. nlz jeboiirxer. Hohre- und niit umgekehrten e:. Wezirverteilern ergeben luia ei:, rsehandr:i;, ::u roiiafi'ei., das eine solche neue creir-riehtuiig auf weis te

Die Vcrri^-itiu;» gemäss Erfindui'..^ ±sx dadurch gekei-ixzeieluie-u, dai die ?liissigi:-eixei. eine ertste lIüssiMckeix niederer Dichxe in eine™ oberen L-ereiji: ate 3--hälxers und eii.e zweite Flüssigkii ν -;v;.orcr üchxe in einem unxere:. Bereich

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BAD ORIOtNAt

des Behälters umfassen, daß eine Grenzflächenzone an der Angrenzung der beiden Flüssigkeitsmengen vorgesehen ist, wobei der Flüssigkeitsverteiler eine einheitliche, aufwärts gerichtete Strömung einer einlaufenden Flüssigkeit unabhängig von volumetrischen Schwankungen dieser einlaufenden Flüssigkeit schafft, daß diese eintretende Flüssigkeit zumindest teilweise zusätzliche Mengen der zweiten Flüssigkeit höherer Dichte enthält und weiter gekennzeichnet durch einen in dem Behälter horizontal angeordneten Trog, innerhalb dessen sich ein nach unten auf die zweite Flüssigkeitsmenge höherer Dichte geöffneter V_erteilerraum von variablen Pegels befindet, wobei der Trog zumindest ein Wandglied aufweist, welches den Verteilerraum begrenzt} durch eine Auslasseinrichtung für den Trog mit einer horizontal angeordneten Durchlasseinrichtung, die über das genannte Glied verteilt ist und dadurch führt, v/ob ei alle Teile der Durchlasseinrichtungen in einer Ebene oberhalb des Bodens des Troges und des Bodens des darin befindlichen Verteilerräumes angeordnet sind, wobei der Trog ein unperforiertes langgestrecktes Teil in einer Zone zwischen der Ebene der Durchlasseinrichtung und dem Boden des Verteile rraumes variabler Höhe aufweist, wobei die unteren Kanten des unperforierten Teiles sich am Boden

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Verteilerraumes 'befindenj durch eine Einlasseinrichtung, welche die einlaufende Flüssigkeit unter erheblichem Druckdifferenzial durch die Durchlasseinrichtung zum oberen inneren Bereich des Verteilerraumes zuführt, und zwar in einem Mass, dass darin in einer Ebene über dessen Boden, jedoch unterhalb der Durchlasseinrichtung eine im wesentlichen horizontale Flüssigkeit-Flüssigkeit-Berührungsfläche zwischen einem oberen, längsgerichteten Strom einlaufender Flüssigkeit und einem unteren relativ statischen Körper der genannten zweiten Flüssigkeit höherer Dichte gebildet und aufrechterhalten wird, in offener Berührung am Boden des Verteiler raumes mit dem Körper der zweiten Flüssigkeit höherer Dichte in dem unteren Bereich des Behälters, wobei das Druckgefälle, das die einlaufende Flüssigkeit durch die Durchlasseinrichtungen hindurchdrückt, mit der Höhe der Flüssigkeitsberührungsfläche in dem Verteilerraum veränderlicher Höhe variiert, wobei die Flüssigkeitsberührungsfläche den Trog überbrückt und eine Dichtung der zweiten Flüssigkeit an der unteren Oberfläche des Verteilerraumes schafft, durch eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines im wesentlichen konstanten Niveaus der zweiten Flüssigkeit höherer Dichte in Bezug auf den Boden des Verteilerraumes, wobei diese Einrichtung

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eirie Niveausteuereinrichtung umfasst, welche auf Niveauschwankungen der Flüssigkeitsberührungszone in einer Lage im Behälter ausserhalb des Verteilerraumes anspricht und durch eine Einrichtung, welche im Betrieb die Niveausteuereinrichtung mit dem Ventil in einer der Eohrleitungen verbindet, um die Grenzzone auf einem im wesentlichen konstanten Miveau in dem Kessel unabhängig von Miveauschwankungen in der Flüssigkeitsberührung sz one innerhalb des Verteilerraumes durch Halten des liiveaus der Grenzflächenzone über dem Boden und.vertikal in Abstand zu der Auslasseinrichtung aufrecht zu erhalten»

Die Anordnung kann auch so geschaffen sein, daß das unperforierte längliche Teil des Troges eine Höhe aufweist, die wenigstens etwa der halben Höhe des Verteilerraumes entspricht, wegen wesentlicher Niveauschwankungen der ]?lüssigkeitsberührungszone, die den Trog überbrückt .

Bs kann auch eine zweite horizontal angeordnete Burchlasseinrichtung durch den Trog vorgesehen sein, welche über diesen Trog verteilt ist und sich unterhalb des Hiveaus der einen. Durehlasa-•erinrtahtimg, jedoch oberhalb des unperforierten

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BAD ORIGINAL

länglichen-Teils des Troges angeordnet ist, wobei diese zweite Durchlasseinrichtung der einströmenden Flüssigkeit ausgesetzt ist und sie absauft, wenn sich das I'iveau der Flüssigkeitsberührimgsf lache auf ein Niveau unterhalb der zweiten Durchlasseinrichtung senkt, infolge eines beträchtlich erhöhten Volumens der einströmenden Flüssigkeit, die in den Verteilerraum einströmt.

Zweckmässig ist die Anordnung derart getroffen, daß der Trog in Abstand voneinander angeordnete, sich in Längsrichtung erstreckende Seitenglieder, wel^Le den Verteilerraum begrenzen, und ein üuckglied umfasst, welches den Raum nach oben hin ab s c hli e s s t.

Vorteilhaft weist der Trog einen ausreichenden Durchstund, tt auf, so daß die Menge der einströmenden Flüssigkeit darin untergebracht werden ka-jui, wobei die 3erührungszone innerhalb des Troges bei normalem J¹IUs sigke its Zustrom in den Trog im wesentlichen horizontal verläuft und der gesamte 3ereich der Durchlasseinrichtung des Troges mit der vertikalen Dimension des unperforierter. Teiles in 'liecliselbeziehung steht,

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so daß die Berührungsfläche innerhalb des Troges unterhalb des Niveaus der Durchlasseinrichtung und oberhalb des unteren Endes des unperforierten Teiles bei normalem Zustrom der einlaufenden Flüssigkeit in den Trog und bei erheblichem Druckdifferential quer zu der Durchlassvorrichtung verbleibt.

Die Grenzflächenzone wird vorteilhaft auf einem Niveau unterhalb der Auslasseinrichtung gehalten, wobei die Grenzflächenzone auf einem Niveau oberhalb der Auslasseinrichtung gehalten wird.

Die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung ist vorteilhaft in Form einzelner Löcher ausgebildet, welche horizontal in Abstand voneinander längs des Troggliedes angeordnet sind«

Die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung kann auch in Form von Gruppen eng aneinanderliegender Löcher ausgebildet sein, wobei diese Gruppen horizontal im Abstand voneinander längs des Troggliedes angeordnet sind.

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Zweckmässig ist die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in Form von Schlitzen ausgebildet, welche horizontal im Abstand voneinander längs des [Droggliedes angeordnet sind, wobei die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in dem Deckglied angeordnet ist und wobei die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in mindestens einem der Seitenglieder angeordnet ist.

Die Vorrichtung ist vorteilhaft derart ausgebildet, daß die Auslasseinrichtung eine aweite horizontal angeordnete Durchlasseinrichtung durch das eine Glied umfasst, welche im Abstand voneinander längs des Gliedes des Troges angeordnet ist, wobei sämtliche Teile der Durchlasseinrichtung sich oberhalb des Bodens des Verteilerraumes befinden, und wobei die zweite Durchlasseinrichtung zwischen diesem Boden und der ersten Durchlasseinrichtung angeordnet ist, wobei die Flüssigkeitsberührungsfläche innerhalb des Troges unterhalb des Niveaus zumindest einer der DurchlasSeinrichtungen steigt und fällt.

Es können auch zwei der genannten Tröge vorgesehen sein, welche parallel zueinander angeordnet

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sind, wobei jeder der Tröge in dem Wandglied zumindest eine Durchlasseinrichtung aufweist, welche in derselben horizontalen Ebene angeordnet sind und wobei eine Einrichtung zum Zuführen der einlaufenden Flüssigkeit zu der Einlassöffnung jedes Troges vorgesehen ist.

Der Trog oder die Troge weisen vorteilhaft eine horizontale Querschnittsfläche auf, welche einen wesentlichen Bereich der Horizontalfläche ist, die von dem Elektrodensystem in dem elektrischen Teil des Behandlungsgerätes eingenommen ist.

Der Trog kann auch mit einem Ablenkblech versehen sein, das anliegend an der Einlassöffnung angeordnet ist und dazu dient, die einlaufende Flüssigkeit horizontal in den Trog abzuleiten.

Die Erfindung eignet sich, um eine verbesserte Separation bei Schwerkraftbehandlungssystemen zu erreichen, sowie auch in elektrischen und chemisch-elektrischen Systemen nach dem vorstehend erwähnten Stand der Technik·

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BAD-ORIGINAL*

Weitei-e I,IerJtmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der Erfindung an Ausf ülirungsbeispielen an Hand der beigefügten Zeichnungen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine senkrechte Querschnittsansicht eines elektrischen Behandlungsgerätes mit zwei Abteilungen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine senkrechte Schnittansicht entlang der linie 2-2 der Fig. 1,

Fif> 3 und 4 Teilansichteii, die verschiedene Formen für die öffnungen in dem Trog nach Fig. 1 zeigen,

ii> 5 eii.e Ansicht ähnlich der nach 5¹Xg. 3 und 4i woIei eine andere wahlweise Fora für die Öffnungen in dem Trog gezeigt wird,

eine teilweise senkrechte Schnittansicht eines 3ehandlungsgerätes, wobei eine abgeivar-äelte Ausführungsform der Erfindung ,.-„■i ,--»- -5 cs-r

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BAD ORfGIhiAL

Pig. 7 eine teilweise senkrechte Schnittansicht nach der Linie 7-7 der Figo 6,

Fig» 8 eine teilweise senkrechte Schnittansicht eines Behandlungsgerätes, wobei eine andere Abwandlung der Erfindung gezeigt ist,

Fig. 9 eine teilweise senkrechte Schnittansicht nach der Linie 9-9 der Figo 8, und

Fig.io eine vergrösserte, teilweise waagerechte Schnittansicht entlang der Linie 1o-1o der Fig. 80

Die Erfindung kann in jedem beliebigen geeigneten senkrechten oder waagerechten Behälter eingebracht werden und ist in Fig. 1 und 2 mit einem waagerecht angeordneten Behälter 1o gezeigt, der durch Kopfteile 12 und 13 abgeschlossen ist. Eine einströmende Flüssigkeil;, wie etwa eine Roh-Ölemulsiori aus einem oder mehreren Bohrlöchern oder Vorrattanks kann durch Leitungen H zu einem Sammler 15 und von dort in das Behandlungsgerät gepumpt werden. Obwohl das nicht wesentlich ist, ist es häufig wünschenswert, eine kleine Menge eines chemischen Entemulsionierungsmittels in die Emulsion vor dem Behandlungsgerät einzubringen.

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BAD ORIGINAL

Dieses Mittel kann von jeder beliebigen, bekannten Art sein und wird im Hinblick auf seine Fähigkeit gewählt, die besondere Behandlung zu unterstützen, die in dem Behälter durchgeführt werden soll«. Es kann von dem Vorratstank 16 durch eine Dosierungspumpe 18 zur Einlassleitung 17 gepumpt werden.

Das Innere des Behälters 1o ist durch eine Trennwand 2o getrennt, um ein Gastrennabteil 21 und einen Hauptbehandlungsabschnitt oder Behälter 22 zu schaffen» Ein oberer G-asraum 24 und ein unterer Bmulsionsraum 25 sind innerhalb des Behälters 21 vorgesehene Die hereinströmende Flüssigkeit kann an jeder beliebigen Stelle in der Kammer 21 abgegeben werden, tritt aber vorzugsweise in den Gasraum 24 durch einen mit seitlichen Öffnungen versehenen Verteiler 26 aus.

Verteilertröge Jo, 31 sind in der Kammer 22 in paralleler Anordnung vorgesehen, wobei die Tröge an den rechten Enden auf Beinen 32 und an den linken Enden durch die Trennwand 2o gehalten werden. Öffnungen 29 in der Trennwand 2o sorgen für den Flüssigkeitsstrom von der Kammer 21 in die Tröge 3o, 31. Platten 33 können entlang dem

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Boden der Tröge in der Nähe der Einlassöffnungen zum strukturellen Halten angeordnet werden. Die beiden Tröge sind identisch in ihrer Bauweise und nur einer wird im Einzelnen beschrieben.

Der Trog 31 hat einen Oberteil 36, im Abstand liegende Seiten 37, 38 und ein Ende 39, die zusammen mit der Platte 33 in Gebrauch einen umgekehrten Trogaufbau mit einem offenen Boden bilden. Eine waagerechte Reihe von Öffnungen 4o ist entlang einer Seite des Troges vorgesehen» Die Öffnungen stehen vorzugsweise in einem gleichmässigen Abstand und normalerweise ist eine Reihe von Öffnungen auf jeder Seite eines jeden Troges vorgesehen, um bei der gewünschten gleichmäasigen Verteilung zu unterstützen. Gleichartige öffnungen können auch im Ende 39 vorgesehen sein. Der Oberteil 36 kann sich abwärts von der Öffnung 29 gering neigen, was Gas gestattet, vom Trog zurück in den Abschnitt 21 zu fHessen» Bei einer wahlweisen Anordnung können eine oder mehrere Entlüftungsöffnungen in der Oberseite des Troges vorgesehen werden, um Gase abzuleiten, die sich innerhalb des Troges sammeln können» Die Arbeitsweise des Verteilertroges wird im Einzelnen nachstehend beschrieben» Ein oder mehrere Verteilertröge können verwendet werden, und die Öffnungen 4o können in einer Seite oder beiden

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Seiten oder in der Oberseite eines Troges angeordnet sein und können sich nur teilweise entlang dem Trog erstrecken«. Zur besten Arbeitsweise eines Behandlungsgerätes sollten die Auslassöffnungen so angeordnet werden, daß sie Auslassströme schaffen, die gleichmässig über den Arbeitsbereich des Behandlungsgerät es verteilt sind, und die besondex*e dargestellte Anordnung wird zurzeit für Behälter dieser allgemeinen Form "bevorzugt.

Bei einem typischen Behandlungsgerät ist die Kammer 22 mit einer plüssigkeitsmenge gefüllt, die aus einer Flüssigkeit höherer Dichte im unteren Teil der Kammer und einer Flüssigkeit niederer Dichte im ooereii ϊβϋ der Kammer besteht, wobei die beide:: Pliinsigkeiteii sich in einer Grenzflächenzone miteinander vermischen, die durch die gestrichelte Linie 44 dargestellt wird. Die Lage der Grenzflächei-zone Au wird im wesentlichen durch eine l.iveaukor.tro'lleinrichtung bekannter Art aufrecht erhalten, die einen Schwimmer 45 umfasst, der ein Gestänge 4-c betätigt, das die Einstellung eines Ventils 4-7 in einer Leitung 4c steuert, die die Flüssigkeit- höherer Dichte vom Boden der Kammer ab nie lit c

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ßAD ORfGlNAL

I)_as Behandlungsgerät ist hierin mit einem üblichen Elektrodensystem gezeigt, um ein elektrostatisches Hochspannungsfeld in dem Teil der Kammer 22 über der Zone 44 zu schaffen, um die aufsteigende Emulsion zu behandeln. Solch ein elektrisches Feld vereint die dispergierten Y/asserteilchen einer Emulsion zu Massen genügender Grosse, um durch Schwerkraft in den unteren Teil der Kammer 22 zu sinken* Wie gezeigt, definieren obere und untere gelochte Elektroden 5o, 51 zwei Behandlungsbereiche, die aus einem Hauptbehändlungsraum 52 zwischen den Elektroden und einem Hilfsbehandlungsraum 53 zwischen der unteren Elektrode 51 und der V/assermenge im unteren Teil der Kammer bestehen» Jede Elektrode kann eine Platte einer Metallabschirmung 55 aufweisen, die auf einem geeigneten Rahmen 56 gehalten wird. Aufhänger 57 halten die obere Elektrode 5o am Behälter, um diese Elektrode auf Erdspannung zu halten. Die untere Elektrode ist am Behälter durch Isolatoren 56 aufgehängt und wird durch einen Hochspannungstransformator 6o unter Strom gesetzt. Die V/echs el Stromspannung, die der Primärspule dieses Transformators zugeführt wird, wird in geeigneter Art und Weise durch eine Drosselspule 61 gesteuert. Die Hochspannungseixdklemme der Sekundärwicklung ist dur-ch eine Eingangsbuchse 64 mit einen Leiter verbunden, der seinerseits mit einem Pfosten 66

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BAD ORfGiNAL

verbunden ist, der von der Elektrode 51 durch eine (nicht gezeigte) Öffnung der oberen Elektrode 5o ragt.

Die behandelte Flüssigkeit, typischerweise das weitgehend von dispergierten Wasser freie Öl, wird vorn oberen Ende der Kammer 22 vorzugsweise durch ein Rohrnetz 72 mit zahlreichen Löchern abgezogen, das aus zwei Längsrohren besteht, die in der Mitte mit einer Steigleitung 73 verbunden sind, die sich zu einer Stelle ausserhalb des Behälters erstreckte Längsrohre haben vorzugsweise nach oben gerichtete Öffnungen, die durch das obere Innere der Kammer 22 verteilt sind, um das Herstellen des gleichmässigen Stromes zu unterstützen, durch den die Masse der Flüssigkeit in diese Kammer steigt.

In der Kammer 21 befindet sich eine Grenzfläche zwischen dem Gas im oberen Teil der Kammer und der hereinströmenden Flüssigkeit in ihrem unteren Teil, wobei diese Grenzfläche durGh die gestrichelte Linie 75 angedeutet ist. Das Niveau dieser Grenzfläche wird durch eine Niveausteuerungsvorrichtung 76 verhältnismässig konstant gehaltene Diese Vorrichtung ist typischerweise ein weiterer Schwimmer

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und ein Gestänge zum Steuern eines Ventiles 77 in der Ausflussleitung 73 für die behandelte Flüssigkeit, Eine Auslassleitung 79 mit einem Steuerungsventil 8o kann zum periodischen Ausspulen von Feststoffen verwendet werden, die sich am unteren Teil der Kammer 21 sammeln. Das abgetrennte Gas, das sich im oberen Teil der Kammer 21 sammelt, kann durch eine Leitung 82 entfernt werden, die ein verstellbares Überdruckventil 83 aufweist, wobei dieses Ventil so eingestellt ist, daß es jeden beliebigen gewünschten Staudruck in dem Behälter aufrecht erhält.

Beim Betrieb des Behandlungs gerät es nach Pig. 1 und 2 fliesst die hereinströmende Flüssigkeit durch den Verteiler 26 in die Kammer 21 ein. Die Flüssigkeit fliesst dann durch die Einlassöffnungen 29 in die Tröge 3o, 31 und aus den Trögen durch die Auslassöffnungen 4o wieder heraus. Die hereinströmende Flüssigkeit steigt dann langsam durch die Flüssigkeitsmasse in der Kammer 22, während welcher Zeit die Behandlung erfolgt, wobei diese Behandlung normalerweise das Trennen · irgendeines Bestandteiles von der hereinkommeriden Flüssigkeit ist, normalerweise das Entfernen · von V/asser aus einer Emulsion. Die behandelte Flüssigkeit sammelt sich an der Oberseite der

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Kaiamer 22 and wird durch die Auslassleitung 73 abgezogen. Wie bereits vorher gesagt, ist es äusserst wünschenswert, daß während der Behandlungsphase die behandelte Flüssigkeit sich senkrecht mit langsamer und gleichmässiger Geschwindigkeit bewegt und daß die Flüssigkeit gleichmässit; in der gesamten 3e hand lungs kamm er verteilt ist. Dies wird mit der Einrichtung nach der Erfindung erzielt durch Vorgehen der Auslas söffnungen des Verteilertroges im wesentlichen im gleichen Abstand durch die ganze Kammer und durch Schaffen einer Trogbauweise, die einen gleichraässigen Druck über sämtliche Auslassöffnungen erzeugte Bei dieser Anordnung werden gleichmä-ssige !.engen der hereinkommenden Flüssigkeit in die Behandlungskammer über den gesamten waagerechten Bereich der Kammer eingeführte

Es ist eine durch die gestrichelte Linie 9o dargestellte Grenzfläche innerhalb des Verteilerxroges uni des Abschnittes 21 zwischen der einströmend ei. Flüssigkeit und der Flüssigkeit höherer Dielte in oberen Teil des Behälters vorhanden. lypischerweise ist dies die G-renzflache zwischen der lei^;-terei. einströmenden Emulsion und dem schwerere:: Y/asser, das sie:: im unteren Teil des

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Behandlungsgerätes sammelt» Der Druck der Flüssigkeit höherer Dichte, z.B. des getrennten Wassers, der aufwärts auf die einströmende Flüssigkeit, beispielsweise die einströmende Emulsion an der Grenzfläche einwirkt, zwingt die hereinströmende Flüssigkeit aus den Auslassöffnungen heraus. Der Druck durch eine Auslassöffnung hängt von dem senkrechten Abstand zwischen der Öffnung und der Grenzfläche innerhalb des Troges ab. Bei einer waagerechten Reihe von Öffnungen, wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Druck in jeder Öffnung der gleiche, so daß ein gleichmässiger Druck wirkt, um die einströmende Flüssigkeit aus jeder öffnung herauszudrücken, was zu einer gleichmassigen Durchflussgeschwinäigkeit der Flüssigkeit in die Behanälungskammer aus jeder der Öffnungen führt. Bei dieser Bauweise hangt die Pliessgescir.vindigkeit der Flüssigkeit aus einer Auslassöffnung eines Troges von dem senkrechten Abstand zwischen der Auslassöffnung und der Grenzfläche 9o ab und ist im v/es entlichen unabhängig -von anderen Faktoren, wie etwa der Stellung der Öffnung entlang dem Trog* Es ist vorzuziehen, daß der Querschnittsbereich der Tröge verhältnismässig gross ist, so daß die Fliessgeschvvinaigkeit der einströmenden Flüssigkeit entlang dein Trog sehr niedrig ist. Dann ist ein

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vernachlässigenswerter Druckabfall entlang dem Trog vorhanden und die Grenzflache 9o liegt im wesentlichen waagerecht und alle Auslassöffnungen arbeiten mit dem gleichen Druckdifferential ο

Der Verteilertrog kann mit einer Einströmgeschwindigkeit verwendet werden, die über einen weiten Bereich schwankt, ohne daß irgend eine Veränderung oder Steuerung der Einströmgeschwindigkeit erforderlich ist. Anders ausgedrückt stellt sich der Verteilertrog selbst für Veränderungen in der !Fliessgeschwindigkeit ein, sowie auch für Veränderungen in dem spezifischen Gewicht und der Temperatur. Eine Erhöhung des Einströmens erhöht die Menge einströmender Flüssigkeit innerhalb des Troges und bewegt die Grenzfläche 9o abwärts_β Eine Abwärtsbewegung der Grenzfläche erhöht den Druck in den Auslassöffnungen und erhöht dadurch die Fliessgeschwindigkeit durch die Auslassöffnungen» Das gestattet dem Verteiler die erhöhte Fliessgeschwindigkeit aufzunehmen, ohne daß irgend eine Regulierung des Einströmens erforderlich isto . In gleicher Art und Weise führt eine Abnahme in dem hereinkommenden Strom zu einem Steigen der Grenzfläche und einer entsprechenden Verringerung des Durchströmens durch die Auslassöffnungenβ

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Bei dieser Verteilerbauweise kann eine Einströmgeschwindigkeit, die mindestens von ein Halb des Normalen bis zu zweimal dem Normalen schwankt, verkraftet werden, ohne daß eine Steuerung der Einstrümgeschwindigkeit erforderlich wäre»

Die Arbeitsweise des Verteilers nach der Erfindung steht im scharfen Gegensatz zu der des umgekehrten Trogverteilers, der Kerben oder Wehre entlang der Unterkanten verwendet.

Während die Auslassöffnungen 4o als einzelne, im Abstand voneinander stehende Löcher in Pig» 1 dargestellt sind, ist darauf hinzuweisen, daß verschiedene andere Anordnungen für die Auslassöffnungen verwendet werden können.

Die Wahl der Form und Anordnung für die Auslassöffnungen wird in erster Linie durch die verfügbaren Herstellungsmöglichkeiten diktiert<, Fig, 3 zeigt eine wahlweise Anordnung, bei der eine Auslassöffnung aus einem Paar nahe aneinanderliegender Löcher 40», 40» besteht.

Fig. 4 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform, worin die Auslassöffnung die Form eines Schlitzes 91 hat.

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Fig. 5 stellt eine andere, wahlweise Anordnung dar, wobei die Auslassöffnungen 92 entlang der Oberseite 36 des Troges anstatt in den Seiten angeordnet sind β Die Arbeitsweise der Tröge nach Fig. 3> 4 und ? ist die gleiche wie die, die für den Trog nach Figo 1 beschrieben wurde«

In der Illustration der Fig. 1 liegt die Grenzflächenzone 44 über dem Verteilertrog, so daß die einströmende Flüssigkeit in die Flüssigkeit höherer Dichte des Behandlungsgerätes verteilt wird. Das Gerät arbeitet gleich gut mit Verteilung der einströmender: Flüssigkeit in die Flüssigkeit niedrigerer Dioiite des Behandlungsgerätes« Für diese Anordnung" wird die Grenzflächenzone 44 auf einem 1,'iveau unter dem der Reihe der Auslassöffiiungen gehalten und über dem des offenen Bodens des Vorteilertrogesc

Eine wahlweise Ausführungsform der Erfindung ist ir. i-'ig. ο und-7 dargestellt, worin lediglich der Verteilerteil des Behar.dlurigs.-eraxes gezeigt ist. 3in Trog 1o1 und ein ähnlicher Trog 1o2 sind in unleren "eil eir.es waagerecht angeordneten Behälters 1o? aricTeurx.e^, wobei die Trö^e auf den Beinen 1o4 gei^alxe:- werdenc Die Tröge 1o1, 1o2 sind identisch in inrer -anweise und nur der Tro_b- 1o1 wird im Einzelne:. >.aschrieben.

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BAD ORIGINAL

Der Trog 1o1 hat eine A-förmige Oberseite 1o6, Seiten 1o7 und 1o8 und Enden 1o9 (wobei das andere nicht gezeigt ist). Eine Einlassleitung 11o ist an einer Verbindungsstelle 111 unterteilt und schafft eine Durchflussleitung 112 zum Trog 1o1 und eine weitere Durchflussleitung 113 zum Trog 1o2. Eine waagerechte Prallplatte 114 kann innerhalb des Troges direkt unter der Einlasslinie 112 liegen, um ein direktes AbwärtsfHessen der hereinströmenden Flüssigkeit zu verhüten<>

Eine waagerecht angeordnete Reihe von Öffnungen 12o ist in den Seiten und Enden des Troges vorgesehen. Eine zweite waagerechte Reihe von Öffnungen 121 ist in den Seiten und Enden des Troges in einer Stellung unter der ersten Reihe von Öffnungen angeordnet.

Die innere Grenzfläche innerhalb des Troges, die durch die gestrichelte Linie 125 angedeutet ist, entspricht der Grenzfläche 9o in der Ausführungsform nach Fig. 1. Unter einen Satz von Arbeitsbedingungen ist diese Grenzfläche 125 auf einem liiveau zwischen dem Iliveau der oberen Reihe von

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BAD ORIQiNAL

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Öffnungen und dem der unteren Reihe von Öffnungen Der Betrieb des Verteilers ist der gleiche wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Pig.i beschrieben, wobei die Grenzfläche 125 zwischen den Niveaus der beiden Reihen von Öffnungen steigt und fällt, wenn die Geschwindigkeit des Strömens der hereinkommenden Flüssigkeit sich ändert»

für einen anderen Satz von Arbeitsbedingungen mit einer wesentlich höheren Einströmgeschwindigkeit liegt die Grenzfläche zwischen der unteren Reihe der Öffnungen und der Unterkante des Troges, wie durch die gestrichelte Linie 126 gezeigt* Unter diesen Bedingungen dienen beide Reihen von Öffnungen als Auslassöffnungen, wobei die Grenzfläche 126 zwischen den Niveaus der Bodenkante und der unteren Reihe der Öffnungen steigt und fällt. Diese Anordnung schafft den Betrieb des Behandlungsgerätes an zwei ziemlich verschiedenen Bereichen von hereinkommendem flüssigkeitsstrom» Eine besondere Benutzungsart für diese Art von Aufbau ist» mit zwei parallel betriebenen Behandlungsgeräten* Unter normalen Bedingungen wird die Grenzfläche 125 zwischen den beiden Reihen von Öffnungen gehalten* Wenn aus irgend einem Grunde

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ein Behandlungsgerät ausser Betrieb genommen wird, handhabt das andere Behandlungsgerät den gesamten Strom, wobei die Grenzfläche zwischen der unteren Reihe von Öffnungen und dem Boden des Verteilers gehalten wirdο Für diese besondere Anordnung ist der Gesamtbereich der Öffnungen für die untere Reihe grosser als der Gesamtbereich der Öffnungen der oberen Reihe, um die gewünschte Doppelfliessgeschwindigkeit zu erreichen, da der Druck durch die Öffnungen der unteren Reihe geringer ist als der Druck über die Öffnungen der oberen Reihe_β Menn alle Öffnungen den gleichen Bereich haben, wie in Fig. 6 dargestellt, v/ird eine grö'ssere Anzahl von Öffnungen in der unteren Reihe vorgesehen.

Der Gesamtbereich der Öffnungen einer Reihe, und daher die Zahl und Grosse der einzelnen Öffnungen, lässt sich einfach für jede besondere Anlage berechnen, basierend auf der gewünschten Fliessgeaohwindigkeit und dem Druckdifferential, das bei der körperlichen Grosse des Troges und verfügbaren Behälters erreicht werden kanno

Sin anderer wahlweiser Aufbau ist in J¹Ig. 8 und 9 gezeigt,

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Diese Anordnung ist ähnlich der nach Fig. 6 und 7 und entsprechende Elemente werden durch die gleichen Bezugsaeichen identifiziert. Die Arbeitsweise der Ausfuhrungsform nach Figo 8 und 9 ist die gleiche, wie die d-er Ausführungsform nach Pig. 6 und 7, wobei die beiden Bauweisen in der Konstruktion des Einlassteiles des Systemes abweichen. Ein Einlassrohr 13o erstreckt sich aufwärts durch den Boden des Behälters 1o3 und bewirkt einen einströmenden Flüssigkeitsstrom Xu die Leitungen 112, 113, wodurch die Verteilertröge 1o1, bezv/. 1o2 gespeist werden. Die einströmende .Flüssigkeit wird in einen Raum 131 eingeführt, der von den Trogseiten und der Oberseite, einer unteren Prallplatte 132 und Durchflüssrichtern 133, 134 definiert wird. Die Durchflussausrichteeinrichtung 134 besteht aus einer Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten 135 in waagerechter Anordnung, die durch die Prallplatte 132 in dem Trog an ihrer richtigen Stelle gehalter, wird. Die Flüssigkeitsausrichtvorrichtung 153 ist von gleicher 3auarto Die Prallplatte 152 und die Flüssigkeitsausriclrtuiigseinrijiicunirei-133, 134 wirken, um die einströmende Flüssigkeit- in verhältnisnässig nicht wirbelnden Fliessnusterr. entlang der Länge des Troges zu leiten.

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Der Verteiler nach der vorliegenden Erfindung hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber Verteilern, die in der Vergangenheit zu dem Zweck verwendet wurden, einen gleichmässigen Strom einer hereinkommenden Flüssigkeit durch die Masse einer Flüssigkeit eines Behandlungsgerätes od. dgl. zu erzielen. Der neue Verteiler gestattet es, daß Feststoffe ausgefällt werden, ohne daß die Verteilungsöffnungen sich verstopfen. Gleichzeitig' ist die Vorrichtung selbsteinstellend für Veränderungen in den Geschwindigkeiten der hereinströmenden Flüssigkeit und für Veränderungen in der Schwerkraft der genannten Flüssigkeit. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit an den Auslassöffnungen ist niedrig und gleichmässig für alle Öffnungen, wodurch unerwünschtes Mischen und hydraulische Störungen vermieden werden» Der Verteiler nach der Erfindung ist im v/es entlichen weniger empfänglich gegen die Ablagerung von Kesselstein, schlechte Verteilung der hereinkommenden Flüssigkeit infolge von Reibungsverlusten und schlechter Verteilung infolge der kinetischen Energie des Einlaufetromes. Der Verteiler kann ohne weiteres benutzt v/erden, um die einströmende Flüssigkeit in die Flüssigkeit höherer Dichte des Behandlungsgerätes oder in die Flüssigkeit niedrigerer Dichte des Behandlungsgerätes abzugebene

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Der Verteiler lässt sich einfach anwenden, um drastische Veränderungen in der einströmenden Flüssigkeitsgeschwindigiceit zu handhaben, und zwar mit Hilfe von zwei Reihen von Auslassöffnungen, wodurch es der oberen Reihe ermöglicht wird, normal zu arbeiten, während die untere Reihe als Reserveverteiler verwendet wird,

^009813/1397 Patentansprüche

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Claims

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1<») Vorrichtung zum Verteilen von Flüssigkeit .für einen Behälter, der Übereinander angeordnete Mengen nicht mischbarer Flüssigkeiten enthält, welche durch entsprechende Rohrleitungen austreten,L von denen zumindest eine mit einem Ventil -versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeiten eine erste Flüssigkeit niederer Dichte in einem oberen Bereich des Behälters und eine zweite Flüssigkeit höherer Dichte in einem unteren Bereich des Behälters umfassen, daß eine Grenzfläehenzone an der Abgrenzung der beiden Flüssigkeitsmengen vorgesehen ist, wobei der Flüssigkeitsverteiler eine einheitliche, aufwärts gerichtete Strömung einer einlaufenden Flüssigkeit unabhängig von volumetrischen Schwankungen dieser einlaufenden Flüssigkeit Bohafft, daß diese eintretende Flüssigkeit zumindest teilweise zusätzliche Mengen der zweiten Flüssigkeit höherer Dichte enthält und weiter gekennzeichnet durch einen in dem Behälter horizontal angeordneten Trog, innerhalb dessen sich ein nach unten, auf die zweite Flüssig-. keitsmenge höherer Dichte geöffneter Verteilerraum von variablen Pegels befindet, wobei der Trog .-zumindest ein Wandglied aufweist, welches den Verteilerraum begrenzt} durch eine Auslasseinrichtung für den Trog mit einer horizontal angeordneten

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Durehlasseinrichtung, die über das genannte Glied verteilt ist und dadurch führt, wobei alle Teile der Durchlasseinrichtungen in einer Ebene oberhalb des Bodens des Troges und des Bodens des darin befindlichen Verteilerraumes angeordnet sind, wobei der Trog ein unperforiertes langgestrecktes Teil in einer Zone zwischen der Ebene der Durchlasseinrichcung und dem Boden des Verteilerraumes variabler Höhe aufweist, wobei die unteren Kanten des unperforierten Teiles sich am Boden des Verteilerraumes befinden; durch eine Einlasseinrichtung, welche die einlaufende Flüssigkeit unter erheblichem Druckdifferenzial durch die Durehlasseinrichtuiig zum oberen inneren Bereich des Verteilerraumes zuführt, und zwar in einem Mass, da3 darin ir. einer Ebene über dessen Boden, jedoch unterhalb der Durchlasseinrichtung eine im wesentlichen horizontale Flüssigkeit-Flüssigkeit-Berühruiigsfläche zwischen einem oberen, längsgerichteten Strom einlaufender Flüssigkeit und einem linieren relativ statischen Körper der genannten zweiten Flüssigkeit höherer Dichte gebildet und aufrechterhalten wird, in offener Berührung am 3ode:i des Verteilerraumes mit dem Körper der zweiten Flüssigkeit höherer Dichte in dem unteren Bereich des Behälters, wobei das Druckgefälle, das die einlaufende Flüssigkeit durch die Durchlasseinriohvar.gen hindurchdrückt, mit der Höhe der

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FlUssigkeitsberührungsflache in dem Verteilerraum veränderlicher Höhe variiert, wobei die FlUssigkeitsberührungsflache den Trog überbrückt und eine Dichtung eier zweiten Flüssigkeit an der unteren Oberfläche des Verteilerraumes schafft, durch eine Einrichtung zum Aufrechterhalten eines im wesentlichen konstanten Niveaus der zweiten Flüssigkeit höherer Dichte in Bezug auf den Boden des Verteilerraumes, wobei diese Einrichtung eine Hiveausteuereinrichtung umfasst, welche auf Hiveauschwankungen der Flüssigkeitsberührungszone in einer Lage im Behälter ausserhalb des Verteilerraumes anspricht und durch eine Einrichtung, welche im Betrieb die Hiveausteuereinrichtung mit dem Ventil in einer der Rohrleitungen verbindet, um die Grenzzone auf einem im wesentlichen konstanten Niveau in dem Kessel unabhängig von Niveauschwankungen in der Flüssigkeitsberührungszone innerhalb des Verteilerraumes durch Halten des Niveaus der Grenzflächenzone über dem Boden und vertikal in Abstand zu der Auslasseinrichtung aufrecht zu erhaltene

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2o) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 das unperforierte längliche Teil des Troges eine Höhe aufweist, die wenigstens etwa der halben Höhe des Verteilerraumes entspricht, wegen wesentlicher Niveauschwankungen der Flüssigkeitsberührungszone, die den Trog überbrückt.

3o) Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite horizontal angeordnete Durchlass einrichtung durch den Trog, welche über diesen Trog verteilt ist und sich unterhalb des Niveaus der einen Durchlasseinrichtung, jedoch oberhalb des unperforierten länglichen Teils des Troges angeordnet ist, v/o bei diese zweite Durchlass einrichtung der einströmenden Flüssigkeit ausgesetzt ist und sie absaugt, wenn sich das Niveau der Flüssigkeitsberührungsfläche auf ein Niveau unterhalb der zweiten Durchlasaeinrichtung- -senkt, infolge eines beträchtlich erhöhten Volumens der einströmenden Flüssigkeit, die in den Verteilerraum einströmt₀

40 Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Trog in Abstand

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voneinander angeordnete, sich in Längsrichtung erstreckende Seitenglieder, welche den Verteilerraum begrenzen, und ein Deckglied umfasst, welches den Raum nach oben hin abschliesst.

5·) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4i dadurch gekennzeichnet, daß der Trog einen ausreichenden Durchschnitt aufweist, so daß die Menge der einströmenden Flüssigkeit darin untergebracht werden kann, wobei die Berührungszone innerhalb des Troges bei normalem Flüssigkeitszustrom in den Trog im wesentlichen horizontal verläuft und der gesamte Bereich der Durchlasseinrichtung des Troges mit der vertikalen Dimension des unperforierten Teiles in \7echselbeziehung steht, so daß die Berührungsfläche innerhalb des Troges unterhalb des Hiveaus der Durchlasseinrichtung und oberhalb des unteren Endes des unperforierten Teiles bei normalem Zustrom der einlaufenden Flüssigkeit in den Trog und bei erheblichem Druckdifferential q_uer zu der Durchlassvorrichtung verbleibt.

6o) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß" die G-renzflächenzone auf einem Niveau unterhalb der Auslasseinrichtung gehalten wird.

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7·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5_? dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächenzone auf einem Niveau oberhalb der Auslasseinrichtung gehalten wird.

8.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-/7» dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in Form einzelner Löcher ausgebildet ist, welche horizontal in Abstand voneinander längs des Troggliedes angeordnet sind.

9·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in Form von Gruppen eng aneinand erliegend er Löcher ausgebildet ist, wobei diese Gruppen horizontal im Abstand voneinander längs des Troggliedes angeordnet sind.

1oc) Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 - I dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in Form von Schlitzer ausgebildet ist, welche horizontal im Abstand voneinander längs des Troggliedes angeordner si:-j c

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11.) Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in dem Deckglied angeordnet ist.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlasseinrichtung der Auslasseinrichtung in mindestens einem der Seitenglieder angeordnet sind.

13.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslasseinrichtung eine zweite horizontal angeordnete Durchlasseinrichtung durch das eine Glied umfasst, welche im Abstand voneinander längs des Gliedes des Troges angeordnet ist, wobei sämtliche Teile der Durchlass einrichtung sich oberhalb des Bodens des Verteilerraumes befinden, und wobei die zweite Durchlasseinrichtung zwischen diesem Boden und der ersten Durchlasseinrichtung angeordnet ist, wobei die Flüssigkeitsberührungsfläche innerhalb des Troges unterhalb des I-Tiveaus zumindest einer der Durchlasseinrxchtungen steigt und fällt.

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14·) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei der genannten Tröge umfasst, welche parallel zueinander angeordnet sind, wobei jeder der Tröge in dem Wandglied zumindest eine Durchlasseinrichtung aufweist, welche in derselben horizontalen Ebene angeordnet sind, und daß eine Einrichtung zum Zuführen der einlaufenden Flüssigkeit zu der Einlassöffnung jedes Troges vorgesehen ist*

15·) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog oder die Tröge eine horizontale Querschnittsfläche aufweisen, welche einen wesentlichen Bereich der Horizontalfläche ist, die von dem Elektrodensystem in dem elektrischen Teil des Behandlungsgerätes eingenommen ist„

16 ο) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog ein Ablenkblech aufweist, das anliegend an der Einlassöffnung angeordnet ist und dazu dient," die einlaufende flüssigkeit horizontal in den Trog abzuleiten»

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