DE2032824A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Be handlung einer Flüssigkeit mit zusatzh chen Bestandteilen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Be handlung einer Flüssigkeit mit zusatzh chen BestandteilenInfo
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Description
Fu 1601
Thomas John KEARiIEY
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer ?l'.i3sigkeit mit zusätzlichen Bestandteilen
Die _rfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur Behandlung von Flüssigkeiten, die zusätzliche Bentandtrlle
aufvjcist, wie Feststoffe oder eine bzw. weitere
Flüssigkeiten.
Das erfiiidungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen
darin, da.0* nan einen Oberflächenteil der Flüssigkeit von der
KauptflÜDGijkeitömasse abzieht und diesen abgezogenen Flüssigkeitsteil
entweder wieder in die Hauptflüsslgkeitsmasse unter dom flüssigkeitsspiegel oder in einen Raum außerhalb der Hauptflüfjsl
jkeitsmasse einführt. '
Dieser Raum kann ein gesonderter Flüssigkeitsbehälter sein, {
wobei der abgezogene Oberflächenteil der Flüssigkeit entweder auf den flüssigkeitsspiegel in diesem gesonderten Behälter oder
in die Flüssigkeit unter dem Oberflächenspiegel eingeführt wird.
Wenn lie zusätzlichen Bestandteile Feststoffe sind, von
denen einige auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmen,, so
kann man diese schwimmenden Teile im wesentlichen dadurch erfindungsgomäß
vollständig zum Sinken bringen, daß man einen Oberflächenteil der Flüssigkeit, der die schwimmenden Bestandteile enthält, von der Hauptflü33lgkeit3mas3e abzieht und die-
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sen Teil unter Druck in die Hauptflüssigkeitsmenge unterhalb
der Oberfläche wieder einführt.
In dieser Weise kann die Erfindung vorteilhaft für die Aufbereitung
von Luft-Waschflüssigkeiten benutzt werden, die in Farbsprühzellen verwendet wird, beispielsweise zum Sprühen von
Autokarosserien. Hierbei muß die sich in der Luft-Waschflüssigkeit
ansammelnde Farbe entfernt werden. In solchen Zellen schwimmt die Hauptmenge der entfernten Farbstoffteilchen auf
der Oberfläche der in einem Tank-gesammelten Waschflüssigkeit;
ein kleinerer Teil, der manchmal jedoch bis zu 30% des Farbstoffgehaltes
betragen kann, sinkt auf den Boden des Tankes. Dadurch werden zur Entfernung der Rückstände zwei Arbeitsvorgänge
erforderlich, nämlich zur Abführung der Rückstände von der Flüssigkeitsoberfläche und zur Entfernung der Rückstände
vom Boden des Tankes; dies ist umständlich und unwirtschaftlich.
Läßt man dagegen alle Farbstoffteilchen auf den Boden des Tankes absinken, so wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
das Entfernen der Farbstoffteilchen aus dem Tank wesentlich erleichtert.
Der abgezogene Oberflächenteil kann durch Pumpen oder sonstige geeignete Druckeinrichtungen in. die Hauptflüssigkeitsmasse zurückgeführt
v/erden. Man kann dabei annehmen, daß bei diesem An wendungsfall die Bewegung und Umwälzung des Flüssigkeits-Farbstoff gemisches mit dazu beiträgt, den Farbstoffgehalt in sinkfähige
Elemente aufzubrechen und zu zerkleinern.
Ein weiterer Anwendungsfall der Erfindung betrifft das
Mischen und Homogenisieren von zwei oder mehr Materialien, von denen eines in einer Flüssigkeit enthalten ist oder eine
Flüssigkeit bildet.
Zu diesem Zweck zieht man einenOberflächenteil der Flüssig
keiten V(jn der Ilauptflüssigkeitsraasse ab und führt diesen abq
1088 t3-/J 777. " ^
J&MU&&O ■'■*** BAD
zogenen Oberflächenteil entweder unter Druck wieder in die
Hauptflüssigkeitsmasse zurück, jedoch unteo/ihrer Oberfläche,
oder man bringt diesen abgezogenen Flüssigkeitsteil in eine weitere Flüssigkeitsmenge ein, und zwar entweder unterhalb
oder auf die Oberfläche dieser Flüssigkeitsmasse.
Dieses Verfahren kann zweckmäßig verwendet werden, um eine gleichmäßige Vorteilung eines Stoffes in einem anderen Stpff
in Fällen aufrecht zu erhalten, in denen eine Tendenz der Stoffe, sich voneinander zu trennen,besteht, beispielsweise bei in
einer Flüssigkeit suspendierten Feststoffteilchen. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann dazu verwendet werden, Stoffe gründlich
zu durchmischen, wenn der eine Stoff zum anderen hinzuge- I fügt wird; das Verfahren kann beispielsweise auch zur Begünstigung
einer Homogenisierung, beispielsweise von Milch,eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten
ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsbehältervorgesehen
ist, der so ausgestaltet ist, daß ein Oberflächenteil der Flüssigkeit kontinuierlich von der Kauptflüssigkeitsnasse
abgezogen werden kann, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen
ist, die den abgezogenen Oberflächenteil entweder in die Hauptflüssigkeitsmasse unter ihrer Oberfläche wieder einführt
oder ihn in einen weiteren Flüssigkeitsraum auf oder un- λ
ter den Flüssigkeitsspiegel führt.
Der Behälter kann zweckmäßig ein Tank nit einem oder mehreren
VJehren sein, die dieselbe, unterschiedliche oder eine veränderliche
Ilühe besitzen und über die der Oberflächenteil der
Flüssigkeit den Tank verlassen kann. Sr xfird dann in einem Hilfstank
gesannelt aus dem er entfernt und unter Druck wieder in die
Ilauptflüssigkeitsmasse oder in eine weitere Flüssigkeitsmenge eingebracht wird. :
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Die Rückführung des abgezogenen Flüssigkeitsteiles in die
Hauptflüssigkeitsmasse oder ihre Einführung in eine weitere
Flüssigkeitsmenge in einem gesonderten Tank kann durch geeignete Pumpen oder sonstige Druckfördermittel erfolgen, beispielsweise
eine Venturipumpe, die Flüssigkeit von der Hauptflüssigkeitsmasse als Antriebs- bzw. Förderflüssigkeit verwendet.
Wird ein gesonderter, weiterer Tank benutzt, so kann dieser eine gemeinsame Wand mit dem ersten Tank besitzen, wobei der abgezogene
Oberflächenteil der Flüssigkeit durch eine Öffnung 'in dieser Wand in den weiteren Tank eingeführt wird.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
veranschaulicht. Es zeigen
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Farbsprühzelle mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Flüssigkeitsbehandlung;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene vergrößerte Ansicht der Behandlungseinrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles, bei dem der abgezogene Oberflächenteil
in die Flüssigkeit eines weiteren Behälters eingeführt wird.
Fig. 1 zeigt eine übliche Sprühzelle mit der zugehörigen Luftreinigungseinrichtung, die den Farbnebel aus der Luft in
der Zelle entfernt. Der Sprühvorgang erfolgt innerhalb der Zelle 1; die verunreinigte Luft wird durch einen (nicht dargestellten)
Ventilator unter einem fallenden Wasservorhang 2 hindurchgezogen und nach oben über den Vorhang geführt, wobei
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der Luftstrom durch nach unten gerichtete Wasser-Düsenstrahlen
'■gewaschen und durch Ablenkplatten und/oder Filter ^ weiter gereinigt-wird,
ehe er durch einen Kamin 5 in die Umgebung entlassen wird.. Eine von einem Ilotor angetriebene Pumpe 6 zieht
Wasser-von einem Tank 8 ab und fördert es durch eine Leitung
einerseits zu den Waschdüsen 3 und andererseits in einen Trog 10, aus dan das Wasser über ein Wehr unterBildung des Vorhanges 2
nach unten fällt.
Der Tank 3, in dem das verunreinigte Waschwasser gesammelt .wird, enthält in einer Ecke des Tankes die erfindungsgemäße
Hinrichtung 11. I
Diese Einrichtung 11 ist in größerem Maßstab in Fig. 2 veranschaulicht.
Sie enthält einen Hilfstank 12, von dem eine Seite 13 ein V/ehr bildet, über das Wasser von der Oberfläche des
Tankes. 3 in den Hilfstank 12 überströmen kann. Die Höhe des
Wehres kann einstellbar sein, wodurch die Wasserströmung über das V/ehr beeinflußt werden kann. Die Einstellung kann entweder
von Hand oder durch nicht veranschaulichte automatische Einrichtungen
erfolgen. Im Zentrum des Bodens des Hilfstankes 12
befindet sich ein Auslaß 1-4, der mit einem hydraulischen
Ejektor in Form einer Venturipumpe 15 verbunden ist, deren Auslaß 16 unter der Flüssigkeitsoberfläche des Tankes 8 liegt. ä
Die Pumpe 15.ist über eine Rohrleitung 17 mit der Leitung 9
und dadurch mit der Pumpe 6 verbunden9 die Wasser über einen
Filterkasten 8a und einen Auslaß 3b aus dem Tank 8 abzieht.
Auf diese Weise kann ein kontinuierlicher Druckwasserstrom durch die Pumpe 15 gefördert werden; er nimmt Flüssigkeit aus
dem Hilfstank 12 mit, die von der Oberfläche der im Tank 8 befindlichen Flüssigkeit in den Hilfstank übergeströmt ist und
einen hohen Gehalt von Farbstoffteilchen aufweist« Die umgepumpte Flüssigkeit wird in den Haupttanic 8 unter der Flüssigkeitsoberfläche wieder eingeführt; die Farbstoffteilchen sinken
auf den Boden des Haupttankes S„ wie bei 18 angedeutet.
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Pig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Mischen
von zwei oder mehr Materialien, beispielsweise Nahrungsmitteln,
von denen eine entweder in einer Flüssigkeit enthalten ist oder die Flüssigkeit bildet. Die Vorrichtung enthält einen Behälter
Vj, der die Hauptflüssigkeitsmenge aufnimmt. Ferner ist ein
Hilfstank 20 etwa koaxial im Behälter 19 vorgesehen. Ein Auslaß
21 des Hilfstankes 20 befindet sich in der Hauptflüssigkeitsmenge unter ihrer Oberfläche. Umwälzwasser wird unter Druck
durch eine Pumpe 22 über Rohrleitungen 23, 24 dem Hilfstank 20
zugeführt und tritt über den Auslaß 21 aus» Dabei wird Flüssigkeit
vom Flüssigkeitsspiegel im Behälter 19 mitgezogen, im Hilfstank 20 gesammelt und unter Druck wieder in den Behälter
19, jedoch unter die Oberfläche, eingeführt. Hierdurch ergibt
sich eine sehr gründliche Durchmischungs wie durch die Pfeile
veranschaulicht ist.
Die Wände des Behälters 9 sind hohl ausgebildet. Sie können Heizelemente enthalten oder einen Dampfraum bilden, durch den
die Flüssigkeit im Behälter 19 beheizt wird» Stattdessen oder zusätzlich kann am Auslaß des Hilfstankes 20 ein Heizelement
25 (strichpunktiert angedeutet) angeordnet werden, durch das die vom Flüssigkeitsspiegel abgezogene und im Hilfstank 20 gesammelte
Flüssigkeit in. den Behälter 19 zurückgeführt wird. Wird die Flüssigkeit in dieser oder einer sonstigen Weise aufgeheizt,
so gewährleistet der von der Einrichtung -bewirkte 111schvorgang zugleich einen raschen und wirksamen Wärmeaustausch
zwischen den heißeren und kühleren Bereichen der Flüssigkeit. Ist der gewünschte Misch- oder Erwärmungsvorgang durchgeführt,
so kann über ein Ventil 2β ein Teil der Mischung zur Verwendung,
zur weiteren Verarbeitung oder zum Abfüllen in Behälter
abgezogen werden.
Statt Flüssigkeit aus dem Behälter als Umwälz--bs.w. Antriebsflüssigkeit zu verwenden., kann man bei einer abweichenden Ausführung
auch ein anderes "t.rf5munßsmittel (Flüssigkeit oder Dampf
belsplelsuolfirt) untor Druck aus einer gesonderten Strönungsmit-
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BADORiGiNAL ■
telquelle in den Hilfstank 20 einführen und dadurch eine Oberflächenströmung
vom Behälter 19 in den Tank 20 zur Rezirkulation \iie zuvor zu bewirken. Dieses weitere Strömungsmittel kann
seinerseits beheizt sein und dadurch den Inhalt des Behälters durch Wärmeaustausch bei der Umwälzung aufwärmen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist in einem· Hauptbehälter
19 gleichfalls ein Hilfs-tank 20 vorgesehen, in den
vom Flüssigkeitsspiegel aus dem Hauptbehälter Flüssigkeit überströmt. Bei dieser Ausführung ist .wie gemäß Fig. 2 eine Venturi-pumpe
15 vorgesehen; der Auslaß 16 der Pumpe befindet sich jedoch in einem weiteren Behälter 27, und zwar normalerweise unter
der Flüssigkeitsoberfläche (voll ausgezogene Linien), möglicher- |
weise Jedoch über dem Flüssigkeitsspiegel (strichpunktierte Darstellung). Die Pumpkraft der Pumpe 15 wird wie bei Fig. 2
durch eine Wasserpumpe 22 erzeugt, durch die aus dem Behälter 27 über einen Auslaß 28 Flüssigkeit abgezogen wird.
Werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung für Mischswecke benutzt, so können geeignete
Verteiler- und gegebenenfalls Meßeinrichtungen vorgesehen !herden, um die Einführung von Zusätzen zu erleichtern, beispielsweise
Detergentien bei Anwendungen, die eine Emulsionierung erfordern, oder Bestandteile der gewünschten Mischung,
beispielsweise Nahrungsmittel.
Die Schaumbildung von schäumbaren Materialien, wie Detergentien, beim Mischen kann durch das erfindungsgemäße
Verfahren auf ein Minimum reduziert werden. Der an der Flüssigkeitspberflache
gebildete Schaum kann ferner dadurch entfernt werden,' daß er von der Oberfläche abgezogen und unter der Oberfläche
wieder eingeführt wird.
Ein weiterer Anwendungsfall der Erfindung betrifft die Entfernung
bzw. Verteilung von ölschichten bzw. Ölfilmen. Die er-
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findungsgemäße Vorrichtung wird dabei mit dem Tank dicht unter
der Flüssigkeitsoberfläche (von Meer oder Fluß) angeordnet,
auf der eine ölschicht vorhanden ist. Die abgezogene Oberflächen-Flüssigkeitsmenge,
die einen starken ölgehalt besitzt, kann dann in einen anderen Behälter, beispielsweise in den
Laderaum eines Tankers, gepumpt werden.
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Claims (9)
1.) Verfahren zur Behandlung einer Flüssigkeit, die zusätzliche Bestandteile enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Oberflächenteil der Flüssigkeit
von der Hauptflüssigkeitsmasse abzieht und diesen abgezogenen Flüssigkeitsteil entweder wieder in die Hauptflüssigkeitsmasse unter dem Flüssigkeitsspiegel oder in einen Raum
außerhalb der Hauptflüssigkeitsmasse einführt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß *
der genannte Raum ein gesonderter Flüssigkeitsbehälter ist und der abgezogene Flüssigkeitsteil auf den Flüssigkeitsspiegel
in dem gesonderten Behälter oder unter den Flüssigkeitsspiegel eingeführt wird.
3.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Bestandteile Feststoffteilchen
sind, von denen einige auf dem Flüssigkeitsspiegel schwimmen, wobei die schwimmenden Teilchen dadurch im wesentlichen
vollständig zum Sinken gebracht werden, daß ein Oberflächeriteil
der Flüssigkeit, der die schwimmenden Bestandteile enthält, von der Hauptflüssigkeitsmasse abgezogen und unter
Druck in die Hauptflüssigkeitsmenge unter ihrem Flüssigkeits- i
spiegel wieder eingeführt wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene Oberflächenteil durch eine Pumpe entweder
in die Hauptflüssigkeitsmasse unter ihrer Oberfläche oder in
einen Raum außerhalb der Hauptflüsslgkeltsmasse eingeführt wird.
5.) Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitsbehälter vorgesehen ist, der
3D ausgestaltet ist, daß ein Oberflächenteil der Flüssigkeit
kontinuierlich von der Hauptflüssigkeitsmasse abgezogen werden
kann, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist," die den
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abgezogenen Oberflächenteil entweder in die Hauptflüssigkeitsmasse
unter ihrer Oberfläche wieder einführt oder ihn in einen1
weiteren Flüssigkeitsraum auf oder unter den Flüssigkeitsr.piegel führt.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 5S dadurch gekennzeichnet, daß
der Behälter ein Tank mit wenigstens einem Wehr ist, über das der Oberflächenteil der Flüssigkeit den Tank verlassen kann,
woraufhin er in einem Hilfstank gesammelt wird, aus dem er entfernt
und unter Druck in die Hauptflüssigkeitsmasse zurückgeführt oder in einen weiteren Flüssigkeitsraum eingeführt wird.,
7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Höhe des Wehres einstellbar ist.
8.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung der Flüssigkeit eine
Venturipumpe vorgesehen ist, deren Antriebsflüssigkeit von dem Behälter oder von einer gesonderten Strömun^squelle abgesogen
wird.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
der abgezogene Oberfliichenteil in einen gesonderten Tank eingeführt
wird, der eine gemeinsame Wand mit dem Behälter aufweist, wobei der Oberflächenteil durch eine öffnung in dieser
gemeinsamen Wand in den gesonderten Tank geführt wird.
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BAD
Lee rse i te
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