DE2106660C3

DE2106660C3 - Vorrichtung zum Umwälzen einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE2106660C3
Application number: DE2106660A
Authority: DE
Inventors: Andre Paris Champeau
Original assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS
Current assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS
Priority date: 1970-02-12
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1974-02-21
Also published as: FR2090420A5; DE2106660A1; DE2106660B2; GB1342784A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwälzen einer Flüssigkeit in einer mit senkrechten Außenwänden versehenen Wanne, in der senkrecht verlaufende, Strömungskanäle bildende Trennwände unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und im Abstand vom Boden der Wanne angeordnet sind, wobei in den Strömungskanälen mit nach oben gerichteter Strömung im unteren Teil der Wanne Gasinjektoren angebracht sind.

In einer solchen Vorrichtung bestimmt das Einführen eines Gases oder eines Dampfes in eine Flüssigkeit, die eventuell mit Festteilchen beladen ist, in Form von regelmäßig verteilten Bläschen geringer Abmessungen, z. B. von 1 bis 8 mm Durchmesser, den vertikalen Anstieg der Flüssigkeit auf Grund deren Erleichterung. Es ergeben sich jedoch gewisse Schwierigkeiten, solche Vorrichtungen derart zu konstruieren, daß sie die Erzeugung und Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Emulsion sowie einer wirkungsvollen Umwälzung ermöglichen.

Es ist eine Vorrichtpng der eingangs genannten Art bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 457 065), bei der die Strömung am Innenumfang der Wannenwand nach oben und im Zentrum der Wanne nach unten gerichtet ist und die Gasinjektoren dementsprechend nur an der Wannenwand angeordnet sind und mit einer hohen Lufteinblasgeschwindigkeit arbeiten. Das Mittelstück des Wannenbodens ist konisch aufgewölbt und wirkt als Strömungsführungsstück. An der Flüssigkeitsoberfläche kann das in die Flüssigkeit injizierte Gas frei austreten, und der Verlauf der Umwälzströmung ist hier nicht beeinflußbar.

Weiter ist eine Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten bekannt (österreichische Patentschrift 187 863), bei der die Flüssigkeit in einer Wellenlinie über mehrere bis zum Wannenboden reichende schräge Trennwände von einem Wannenende zum anderen getrieben und vor jeder zu überwindenden Trennwand mittels eines Injektors begast wird. Eine Zirkulationsbewegung der Flüssigkeit liegt dabei nicht vor.

Schließlich ist eine Vorrichtung zum Umwälzen von Flüssigkeiten mittels Gaszufuhr bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 026 283), bei der das Gas vom Boden eines Behälters eingeblasen und aus einem Spalt zwischen dem Behälterboden und einer darüber angeordneten Führungsplatte mit einer hohen, etwa 10 bis 20 m/s betragenden Geschwindigkeit austritt. Konzentrisch zur Behälterachse ist ein Leitzylinder zur Lenkung der Zirkulationsströmung angeordnet. An der Flüssigkeitsoberfläche kann das eingeblasene Gas frei austreten während der Verlauf der im Leitzylinder aufsteigenden Umwälzströmung durch eine am obere:= Ende eines konzentrisch innerhalb des Leitzylinders angeordneten Flüssigkeitszuführrohres ausgebildete trichterförmige Erweiterung nach außen in die waagerechte Richtung umgelenkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Umwälzung der Flüssigkeit einfacher und vollkommener gesteuert werden kann und eine Steuerung des Gasaustritts an der Flüssigkeitsoberfläche ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche mehrere jeweils zwei nebeneinanderliegende, aufwärts bzw. abwärts durchflossene Strömungskanäle überspannende, im Querschnitt halbkreisförmige Strömungsführungsstücke aus perforiertem oder siebförmigem Material angebracht sind, und daß nur die mit den Strömungsführungsstücken verbundenen Trennwände je an ihrem oberen Rand einen bezüglich der Wanne nach innen und einen nach außen geneigten Teil aufweisen.

Durch die Anordnung der je einen aufwärts durchflossenen und je einen abwärts durchflossenen Strömungskanal überspannenden, im Querschnitt halbkreisförmigen Strömungsführungsstücke wird eine einwandfreie Umlenkung des aufwärts gerichteten in den abwärts gerichteten Strömungsverlauf erreicht. Da diese Strömungsführungsstücke aus perforiertem oder siebförmigem Material bestehen, ist durch sie hindurch eine mehr oder weniger starke Entgasung möglich, deren Intensität sich — abgesehen von der Gaseintrittsintensität an den Gasinjektoren — im wesentlichen nach der Perforations- bzw. Siebmaschenweite der Strömungsführungsstücke richtet. Dadurch, daß die damit verbundenen Trennwände am oberen Rand einen nach innen und einen nach außen geneigten Teil aufweisen, ergibt sich zusätzlich der Vorteil einer besseren Homogenisierung der Flüssigkeit im ganzen, da so eine gewisse Menge des Strömungsdurchsatzes zwischen den einzelnen Flüssigkeitskreisläufen ausgetauscht wird.

Zweckmäßig weist die Wanne, wie bekannt, einen

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nach oben konkav ausgebildeten Boden auf, und die rial verbunden, die der Umlenkung

Strömungsführung wird auch über dem Boden durch richteten Flüssigkeitsstroms in den

zwischen diesem und den Trennwänden angeordnete außen benachbarten abwärts gerichteten imuss

untere Strömungsführungsstücke verbessert. strom und seiner mehr oder weniger stärken

Nach dem bevorzugten Au; führungsbeispiel der 5 s-ng dienen. Dabei weisen die mit den Mromung·,-

Erfindung hat die Wanne einen kreisförmigen Hori- führungsstücken 20 verbundenen V?^nnwaHr:" ,"

zontalqüerschnitt, wobei die Trennwände parallel ihrem oberen Rand je eine bezüglich der wanneta

zueinander angeordnet sind. nach innen gerichteten Teil 21 und einen nacn auuen

Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Hori- . gerichteten Teil 21' auf. Diese Anordnung errnog-

zontalquerschnitten der Wanne und/oder Trennwän- 10 licht eine Sicherung der Homogenisierung des κ

de:, in Form konzentrischer Zylinder anwendbar. . tionsmediums, denn eine gewisse Menge des

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung mungsdurchsatzes kann dann die verschiedenen

veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erääu- len der Vorrichtung durchlaufen, indem sie

teil; darin zeigt einem Flüssigkeitskreislauf zu einem anderen ge-

Fig. 1 einen Vertikalschnitt in einer durch die 15 langt. Die Vorrichtung kann außerdem (nicniaarge-

Achse einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit stellte) untere StrömungsfuhrungsstucKe ^ZW1^"

einer Wanne kreisförmigen Horizontalquerschniits dem Wannenboden und den Trennwänden auiwci-

gehenden Ebene, sen _T · 1₁·

Fig. 2 eine Aufsicht entsprechend der Linie V-V Im Betrieb wird die Flüssigkeit durch injektion

m F i g. 1 und ao von Gas oder Dampf aas den Injektoren 5 in Bewe-

F ig. 3 eine Perspektivansicht eines in der Vorrich- gung gesetzt und folgt den durch die ™«J^e..·* ^UL'

tt-ng gemäß der Erfindung verwendbaren Gas- oder nierten Kreisläufen. Diese Flüssigkeitsteilstrome em-

Dampfinjektors. halten eine Vielzahl von Gasbläschen kleiner Abme,-

Die in den Fig. 1 und2 dargestellte Vorrichtung sungen, wobei das Gas seitlich zur Richtung aer au-

weist eine Wanne 15 in Form eines Zylinders mit 25 steigenden Flüssigkeitsstrome in diese eimmi. uic

Kreisquerschnitt und eines nach oben konkav abge- zwischen den Trennwänden 16 sowie zwiscnen aen

rundeten Bodens auf. Im Inneren der Wanne 15 sind Trennwänden 18 und der Wand der wanne 1 s aui

parallele senkrechte Trennwände 16, 17, 18 angeord- steigenden Flüssigkeitsstrome werden durcn das tin-

net, unter denen freie Räume sind, durch die die in blasen von Gas oder Dampf leichter und ^Dewegen Umlauf gesetzte Flüssigkeit durchtreten kann. In den 30 sich zum oberen Teil der Trennwände. Hier innen

für eine nach oben gerichtete Strömung vorgesehenen die emulsionsartigen Strome unter umieηκ«ⁿSJ"""¹

Suömungskanälen sind im unteren Teil der Wanne die Strömungsführungsstücke 20 ut>er die 1 renn

15, und zwar zwischen den beiden innersten Trenn- wände 16 bzw. 18 hinüber, um in die nacn unten gc

wänden-16 und zwischen den äußeren Trennwänden richteten Flüssigkeitsstrome überzugehen, uaoei nn-18 und der Wand der Wanne Gas- oder Dampfinjek- 35 det eine gewisse Entgasung der Emulsionsstrome am,

toren 5 angebracht. wobei Gas oder Dampf durch die Perforationen oder

Ein solcher Injektor ist schematisch in Perspektiv- Sieblöcher der StrömungsfuhrungsstucKe nacn ooen

ansicht in F i g. 3 dargestellt. Er weist einen an der austritt, die > eispielsweise aus nichtrostendem aiam

Basis 6 geöffneten Behälterraum auf, und in sein In- oder anderen geeigneten Materialien oestenen1 konneres führen Rohre 7, die das Gas oder den Dampf 40 nen. Die mehr oder weniger entgaste riussigKcii

einleiten. Das Gas oder der Dampf tritt aus dem In- sinkt längs der Trennwände nach unten ^und *°^mn"

jektor5 durch eine perforierte Platte 8 aus. Diese wieder in die freien Räume unter den Trennwanden.

Platte kann z. B. aus einer gefritteten Metall- oder Sie wird dann, gegebenen alls durch (nicht darge-

Keramikplatte oder irgendeinem anderen geeigneten stellte) unter Führungsstücke wieder in ^den *^au™ Material bestehen. 45 zwischen den Trennwänden 16 bzw. zwischen den

Mit den oberen Rändern der zwischen den Trenn- Trennwänden 18 und der Wand ^df^{r wa}"^ne " .^"

wänden 16 und 18 angeordneten Trennwände 17 lenkt. Es ist möglich, daß die Flüssigkeit nicht völlig

sind im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche jeweils entgast ist, wenn sie zum Raum über dem' wannen-

zwei nebeneinanderliegende, aufwärts bzw. abwärts boden zurückkommt, und dies _ ist zur vermenning durchflossen Strömungskanäle 19 überspannende, 50 des Umsatzes der Reaktion zwischen dem Gas,und

im Querschnitt halbkreisförmige Strömungsführungs- der Flüssigkeit im Lauf der verschiedenen Zyklen

stücke 20 aus perforiertem oder siebförmigem Mate- günstig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umwälzen einer Flüssigkeit in einer mit senkrechten Außenwänden versehenen Wanne, in der senkrecht verlaufende, Strömungskanäle bildende Trennwände unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und im Abstand vom Boden der Wanne angeordnet sind, wobei in den Strömungskanälen mit nach oben gerichteter Strömung im unteren Teil der Wanne Gasinjektoren angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche mehrere jeweils zwei nebeneinanderliegende, aufwärts bzw. abwärts durchflossene Strömungskanäle (19) überspannende, im Querschnitt halbkreisförmige Suömungsführungsstücke (20) aus perforiertem oder siebförmigem Material angebracht sind, und daß nur die mit den Strömungsführungsstücken verbundenen ao Trennwände (17) je an ihrem oberen Rand einen bezüglich der Wanne (IS) nach innen und einen nach außen geneigten Teil (21 bzw. 21') aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (15) einen nach oben konkav ausgebildeten Boden aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wannenboden und den Trennwänden untere Strömungsführungsstücke angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (15) einen kreisförmigen Horizontalquerschnitt aufweist und die Trennwände (16, 17, 18) paral-IeI zueinander angeordnet sind.