DE1808593A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Behandlung von FlUssigkeiten Die Eriindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur.Behandlung von Flüssigkeiten, die insbesondere zum Filtrieren von Flüssigkeiten, aber auch zum Mischen, Dispergieren oder Losen von Drittstoffen in Flüssigekeiten geeignet ist.
• In der chemischen und galvanischen Industrie müssen oft stark verunreinigte und aggressive Flüssigkeiten einem Filtrierverfahren unterworfen werden. Bekannt sind Filterpumpen, wobei die Pumpe und das Filter neben oder Uber einem Flüssigkeitsbehälter angeordnet sind und die FlUssigkeit mit in dem Behälter hängenden Rohren oder Schläuchen durch das Filter hindurchgepumpt wird.
• Ferner ist es bekannt, FlUssikeiten mit einer Tauchfilterpumpe zu reinigen, die teilweise unter der Flussigkeita-Oberfläche in dem Behälter angeordnet ist.
• Die bekannten systeme haben die Nachteile, daß einmal die Vorrichtungen sehr kostspielig sind, daß ferner die mechanischen Abdichtungen, Schließ- und Steuerelemente und Pumpenflügel auch in aggressiven Flflssigkeiten funktionieren müssen und demzufolge aus teuren korrosion^ festen Werkstoffen hergestellt werden müssen, und daß drittens der Kreislauf von neben dem Bebäiter aufgestellten Filterpumpen außerdem einen verhältnismäßig großen Inhalt erfordert, durch den zumal beim Reinigen wertvoller Edelmetallbäder mit kleinem Volumen ein großer Anteil der Flüssigkeit umläuft und dadurch eine erhebliche Vergrößerung des Badinhaltes erforderlich macht.
• Die Erfindung soll diese Nachteile beheben durch eine Filterpumpe einfacher Konstruktion, bei der die Anwendung von Schläuchen, mechanischen Abdichtungen, Schließ-und Steuerelementen sowie Pumpenflügeln vermieden wird.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Pumpe nach der Erfindung ausgeführt als eine in die FlUssigkeit eintauchbare, rotationsantreibbare Kammer mit durchlochter zylindrischer Wandung und einem die Bodenmitte durohragenden sich in die Kammer aufwärts erstreckenden Axialrohr.
• Vorzugsweise kann die Zylinderwandung mit einem Filter ausgekleidet sein. Ferner kann gemäß der Erfindung die Zylinderwandung an der Innenseite mit einer Wendelnut versehen sein. Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich das Axi@lrohr bis nahe an das obere Ende der Kammer erstreckt, und ferner wenn es den Kammerboden unterragt.
• Die Bohrungen in der Wendung können entweder radial oder aber in einer Richtung zwischen-der radialen und der tan gentialen verlaufen.
• Die erfindungsge:näße Filterpw:pe ist an ihrer oberen Seite durch einen lösbaren Schraubdeckel verschlossen, in dem das untere Ende einer verlängerten Motorwelle befestigt werden kann.
• Nach einer erfindungsgemäßen AusfUhrungsform kann die Motorwelle hohl und in einer Zentralbohrung des Deckels angeordnet sein, Zur Verdeutlichung der Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnungen ein Ausftilirungsbeispiel der Vorrichtung beschrieben; es zeigen: Fig.1 - einen Axialschnitt durch eine Filterpumpe gemäß Erfindung ; Fig.2 - einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig.1 ; Fig.3 - eine Seitenansicht des Pumpendeckels und Fig.4 - eine Seitenansicht einer auf bzw. in einem Behälter angeordneten Filtereinrichtung.
• Die Filterpumpe nach Pis.1 besteht aus einer Zylinderkammer 1, die an ihrem oberen ende mit einigen in der Innenwandung angeordneten Schraubengängen 2 versehen ist.
• Ein an de unteren Bnde sit Schraubengängen 3 3 versehener Deckei 4 ist unter Zwischenlegung eines elastischen@-Ringes 5 auf die Kammer aufgeschraubt. Die Wandung der Zylinderkammer ist an vielen Stellen durchlocht und an der Innenseite sit einer sich Uber dengrößten Teil der Höhe erstreckenden Wendelnut 6 versehen. Die Bohrungen 7 können radial oder aber in einer Richtung zwischen der radialen und tangentialen Richtung verlaufen. Der Boden 8 ist in der Mitte mit einem den Boden durchragenden Axialrohr 9 versehen, das einerseits den Boden unterragt und andererseits sich bis nahe an den aufgeschraubten Deckel erstreckt.
• An der Innenseite der Kammerwandung ist ein Filtertuch 10 angeordnet, das sich praktisch Uber die ganze Höhe der Kammerwandung erstreckt. Statt des Filtertuches kann selbstverständlich auch Filterpapier oder ein anderes Filtermedium angeordnet sein. In der Mitte des Deckels 4 ist eine gegebenenfalls mit Gewinde versehene Bohrung zwecks Befestigung einer durch einen Motor 13 in Rotation antreibbaren Aufhängewelle 12 angeordnet (Fig.4)4 Die Bohrung kann entweder eine Sackbohrung 11 (Fig.1) oder eine durchlaufende Bohrung 15 (Fig,3) sein. Im ersten Falle ist neben der Bohrung 11 ein enger EntlUftungskanal 14 gebohrt, um die Kammer beim Untertauchen zu entlüften. Im zweiten Falle kann die Aufhängewelle 12 hohl ausgebildet sein. Nach Fig. 4 ist an der Wandung 16 eines PlUssigkeitsbehUlters 17 eine Konsole angeordnet, auf welcher der Elektromotor 13 mit seiner Welle in Vertikallage durch Schellen 19, 20 befestigt ist. An dem unteren Ende der verlängerten Motorwelle 12 hängt die Filterpumpe 1 in der zu behandelnden PlUssigkeit.
• Die Wirkung der Vorrichtung ist wie folgt: Sobald der Motor 13 angelassen wird, wird die Zylinderkammer 1 mit großer Geschwindigkeit um ihre Achse gedreht. Die durch die Zentrifungalkraft an die Wände gedrückte Flüssigkeit strömt durch das Filter 10 und Uber die Nuten der Wendel 6 den Bohrungen 7 zu, wodurch die filtrierte Flüssigkeit hlnausgeschleudert wird.
• In dem Zentrum der Kammer ist ein Unterdruck entstanden, so daß unfiltrierte FlUssigkeit aus dem Behälter Uber das zentrale Axialrohr 9 in die Kammer eingesaugt wird und demselben Kreislauf folgt. FUr eine gute Durchströmung ist es von Belang, daß die gesamte Querschnittsfläche aller Bohrungen größer ist als die Querschnittsfläche des Zentralrohres. Die in der Flüssigkeit mitgeführten Verunreinigungen bleiben auf dem Filtertuch zurUck Zum Reinigen des Filters wird der Motor ausgeschaltet, worauf die Kammer 1 aua dem Behälter genommen wird. Dabei lagern sich die Verunreinigungen auf dem Boden der Kammer ab, während die Flüssigkeit durch die Bohrungen hinausströmt. Weil das zentrale Zufuhrrohr 9 sich bis oben in die Kammererstreckt, können kein Absatz oder keine Schmutzflüssigkeit Uber dieses Rohr in den Behälter zurückströmen. Außerhalb des Behälters wird der Deckel abgeschraubt und die Kammer reingespült. Auch das Filtertuch wird gereinigt oder ausgetauscht und die Pumpe ist wieder betriebsfertig.
• Die Filterpumpe kann aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden, wie aus rostfreiem Stahl. Natur- oder Synthesekautsehuk, oder aus einem der vielen bekannten Kunststoffe, die nicht von aggressiven Flussigkeiten (z.B.
• 8§uren) angegriffen werden.
• Außer als Filterpumpe eignet sich obige Vorrichtung auch fUr andere Behandlungsarten. So ist die Vorrichtung vor allem dazu geeignet, Feststoff und Flüssigkeiten in einer FlUssigkeit zu lösen. Wenn man s.B. die Zylinderkammer mit Zucker füllt, so kann dieser Zucker gegebenenfalls unter Anwendung des Filtertuches schnell in der Flussigkeit gelöst werden. Wenn man die Kammer mit einem Stoff wie Anilin fUllt, so wird dieses sich schnell in der FlUssigkeit lösen, während die in dem Anilin vorhandenen unlöslichen Teile durch das Filtertuch abgefangen werden.
• Weiter kann derApparat ohne Filtertuch zum Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeiten angewendet werden. So kann man z.B. die Kammer, aus der man das Filtertuch entfernt hat, mit Filterhilfsstoff fUllen, der ziemlich schnell in der Flüssigkeit dispergiert wird.
• Wenn eine hohle Motorwelle angewendet wird, die den Motor Uberragt, kann der zu lösende oder zu dispergierende Stoff über diese Hohlwelle und den Deckel in die Kammer eingebracht werden, während sich die Vorrichtung kontinuierlich unter Wasser dreht.
• Die neue Vorrichtung nach der Erfindung kann selbstverständlich in großen und kleinen Abmessungen hergestellt werden und eignet sich besonders für dielAnwendung als Filterpumpe, Mischer, Lösevorriohtung und dergleichen in kleinen Behältern, und zwar insbesondere in chemischen und galvanischen Betrieben, Laboratorien und haibtechnischen Anlagen.
• Im Nachstehenden werden noch einige Anwendungsmöglichkeiten der beschriebenen Vorrichtung angegeben.
• Mischer Der Apparat läßt sich mit Vorteil zum Mischen von Plussigkeiten und zum Lösen von Feststoffen in Flüssigketten verwenden. Die Mischwirkung durch Rotieren der Filterkammer wird durch die Zentrifungalkraft der herausgeschleuderten Flussigkeit vergrößert. Aus Versuchen ging hervor, daß sich die Feststoffe viel schneller lösen.
• Weiter ist es auch möglich, oberflächenaktive Stoffe in Wasser zu lösen oder mit Wasser au vermischen, ohne daß Schaumbildung auftritt.
• Lösen schwerlöslicher Stoffe Auoh hier gibt es zahlreiche insatzmögliohkeiten, wie beispielaweise in der Galvanotechnik : 1. Bei Glanzsilberbädern werden Antimonverbindungen angewendet, die als komplexierte Glanamittel zugesetzt werden. Bin Nachteil ist, daß in dem Glanzsilberbad daß Antimon auf elektrolytischem Wege niedergeschlagen wird und das Komplexiermittel in Lösung bleibt, wodurch der Gehalt an Xomplexiermittel im Bad auf die Dauer ansteigt.
• Wenn die Tagesbeschiokung an Antimonoxyd in diesen Fil terapparat eingebracht wird, so kann der Apparat als Dosiervorrichtung dienen. Die benötigte Menge Antimon löst sich im Bad, ohne daß der Gehalt an Komplexiermittel ansteigt.
• 2. Bei Halbglanznickelbädern und stark füllenden Hochglanzniokelbädern werden Cumarin und dessen Derivate angewendet, um die PUllfähigkeit zu vergrößern; wegen der schlechten Wasserlöslichkeit werden organische Lösungsmittel angewendet. Beim Zusetzen entsteht die Gefahr der Ausflockung und des löcherförmigen Angriffs oder "fitting" durch die geringere Löslichkeit in wä@@-rigem Medium. Es ist Jetzt möglich. diese Chemikalien in der erforderlichen Menge zu dosieren, indem man sie in den neuen Filterzylinder einbringt. Als Besonderheiten bei diesen Cumarin enthaltenden Bädern ist das Auftreten von Abbauprodukten zu erwähnen, wodurch es erforderlich ist, diese Mder periodisch mit Aktivkohle zu reinigen.
• Kurz bevor diese Reinigung erforderlich ist, bat sich die Qualltät der Nickelschicht schon bedeutend verschlechtert. Wenn der neue mit Aktivkohle gefüllte Apparat nachts dem Bad aufgesetzt Wrdg erübrigt sich nicht nur die periodische Behandlung mit Aktivkoile, sondern es bleibt auch die Qualität des Nickelwerks konstant.
• 3. Bei Glanznickelbädern sind als Glanzmittel dreiwertige organische Verbindungen allgemein üblich, ebenso wie bei Glanzailberbädern Selenverbindungen. Eislang wurden nur wasserlösliche Verbindungen bevorzugt, weil die nicht wasserlöslichen Verbindungen sich schwer anwenden lassen. Die vorliegende Vorrichtung ermöglicht als Dosierapparat die Anwendung einer vollkommen neuen Gruppe von Glanzmitteln für Glanznickelbäder und Glanzeilberbäder, in denen nur Neigen von 1 der betreffenden Produkte erforderlich sind. Die erforderliche Tagesdosis, gegebenenfalls sit den anderen erforderlichen Stoffen vermischt, wird in den Zylinder eingebracht.
• 4. Bei den modernen Chrombädern, in denen schwer lösliche ßilikonfluoride und Sulfate gebraucht werden, mußte man sich bisher damit begnügen, diese Stoffe dem Bad zuzugeben und zu rühren, ohne daß an Wußte, welcher Teil sich löste, Mit der neuen Vorrichtung, in der der schwer lösliche Stoff in der Filterkammer dosiert wird, weiß man bestimmt, be der Stoff sich schnell und völlig löst 5. Beim Galvanisieren der sogenannten A.B.S. - Kunststoffe werden Chromsäure enthaltende Xtzbäder angewendet, um das Basismaterial durch Oxydation des Butadiens metallophil zu machen. Die Haftung des Materials auf dem A.B.9.
• ist stark von der Chromsäurekonzentration abhängig. Die in der hohen Säurekonzentration schwer lösliche Chromsäure oder die Chromsäuresalze werden leicht mit Hilfe dieses Apparates gelöst.
• Dispergieren von Feststoffen Oft ist es notwendig, Feststoffe in fein verteilter Form in Flüssigkeiten zu dosieren. Ein bekanntes Beispiel in der Galvanotechnik ist das Erhalten einer mikroporösen Chromschicht mit Hilfe von nicht-leitenden Isolatoren. Das kann durch eine Zwischenschicht swisehen so en Glanznickel und Chrom bewirkt werden ; es kann jedoch auch die Glanznickelschicht selbst Isolatoren enthalten, sofern die Xonzentration derart ist, daß der @lanz der Nickelschicht nicht beeinflußt wird. Die täglich erforderliche Menge an nichtleitenden Feststoffen kann dazu in den Zylinder eingebracht werden.
• Eine andere bekannte Anwendung ist die Selektivfiltration feststoffhaltiger Satinnickelbäde. Hier müss aufrauhende Teilchen selektiv von den Teilchen getrennt werden, welche den Satinglanz hervorrufen und deren Durchmesser wesentlich kleiner ist. Wenn in dem Filterzylinder in Filtertuch bestimmter Maschenbreite angeordnet ist, kann auch diesen Bedingungen entsprochen werden.
• Ander Möglichkeiten : Wenn man den Doden des Filterzylinders geschlossen ausbildet und anstatt der massiven Verbindungsstange zwischen Zylinder und Motor eine Hohlwelle anwendet, welche dicht unter dem motor und Uber der Flüssigkeit Locher autwetst, so wird Luft in die Flüssigkeit eingebracht. Bildet man die Vorrichtung so aus, daß die hohlwelle sich durch einen Vorrat zu dispergierender Stoffe hindurch erstreckt, so lassen sich kontinuierlich Feststoffe, Pltlssigkeiten und/oder Gase durch das Rohr in die Filterkammer hineinsaugen und in die die Filterkammer tungebende Flüssigkeit einbringen.
• Aus dem Vorstehenden erhellt, daß die praktische An-Wendung dieses neuen Gerätes zahlreiche neue Möglichkeinen bietet. Mit einer solchen Filterpumpe läßt sich in einem Labor viel Zeit ersparen. In den balbtechntschen Anlagen der chemischen ndustrie lassen sich viele Verfahrensschritte oder Maßnahmen mit Leichtigkeit und in einfacher Weise durchführen.
• Galvanische Edelmetallbäder lassen sich ohne irgendwelches Risiko oder irgendwelche Verluste filtrieren. Sogar als Küchenapparatur zum Herstellenyon Kaffee oder Tee oder zum Schlagen von Sahne läßt sich dieses Gerät einsetzen.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine in die Flüssigkeit eintauchbare, rotationsantreibbare Kammer (1) mit durchlochter Zylinderwandung und einem die Bodenmitte durchragenden, sich in die Kammer erstreckenden Axialrohr (9).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammerwandung mit einem Filter (10) ausgekleidet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammerwandung auf der Innenseite eine Wendelnut (6) aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch@ge kennzeichnet, daß das den Boden durchragende Axialrohr (9) sich bis nahe an das obere Ende der Kammer erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialrohr (9) den Kammerboden (8) unterragt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennseichnet, daß die Bohrungen (7) in der Wandung radial verlaufen.

7. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß' die Bohrungen (7) in der Wandung in einer Richtung zwischen der radialen und der tanSentialen Richtung verlaufen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer oben durch einen lösbaren Schr@ubdeckel (4) verschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schraubdeckel (4) ein Entlüftungskanal (14) vorgesehen ist.

10, Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schraubdeckel zwecks Befestigung der RoW tationswelle (12) eine Gewindebohrung vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationswelle (12) hohl ist. Leerseite