DE329658C - Verfahren und Vorrichtungen zum Verdampfen oder Eindicken von Loesungen, Emulsionen und Suspensionen, sowie zur Ausfuehrung chemischer Reaktionen - Google Patents

Description

Zum Verdampfen oder Eindicken von Lösungen, sowie zur Ausführung chemischer Reaktionen kennt man Verfahren und Vorrichtungen, wobei die Flüssigkeit zerstäubt und vernebelt und in diesem Zustande mittels eines gas- oder dampfförmigen Verdampfungs- (Trocken-) oder Reaktionsmittek in Wechselwirkung gebracht wird.

Die Erfahrung hat weiter gezeigt, daß to solche Verfahren und Vorrichtungen den au sie gestellten Anforderungen am besten gerecht werden, wenn die .Flüssigkeit von einer im Innern des Verdampfungsraumes angeordneten Schleuderanlage aus zerteilt und so einem an einer geeigneten Stelle in den Verdampfungsraum eingeführten gas- oder dampfförmigen Trockenmittel ausgesetzt wird.

Mat hat bisher zur Ausschleuderung der ; Flüssigkeit beispielsweise flache oder konische, sich umdrehende Teller oder Schei- : ben benützt, welche aber für den Großbetrieb nicht besonders geeignet waren, weil bei Verarbeitung größerer Mengen Flüssigkeit sehr oft statt Flüssigkeitsstaub oder Nebel größere Tropfen abflogen, die verhältnismäßig viel zu langsam verdunsteten und die ganze Trocknung nachteilig beeinflußten.

Es waren ferner bisher Vorrichtungen bekannt, wobei die Flüssigkeit von unten in den Verdampfungsraum eingeleitet wurde. Dies geschah dadurch, daß man von einem höher gelegenen Vorratsgefäß aus, evtl. mit einer Pumpe, die Flüssigkeit einer feststehenden, unterhalb des Verdampfungsraumes vertikal aufwärts gebogenen Röhre zuführte, an welche eine zweite, drehbar angeordnetete, in den Verdampfungsraum vertikal hineinragende und mit zwei oder mehreren horizontalen Armen versehene Röhre angeschlossen war. Die horizontalen Arme waren hierbei von gleichem inneren Durchmesser wie das vertikale Zuleitungsrohr und an ihren Enden mit besonders ausgebildeten Rohrstücken versehen; diese besonders ausgebildeten Endstücke sollten die Zerteilung der Flüssigkeit bewirken, während die Umdrehung nur dazu dienen sollte, die Flüssigkeit horizontal im Kreise herumzuführen.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine äußerst wirksame und in großen Betrieben besonders geeignete Zerstäubung dadurch erzielt wird, wenn man die Flüssigkeit in einen im Verdampfungs- oder Reaktionsraum angeordneten, äußerst schnell sich umdrehenden Rotationskörper einleitet, der als ein oben mit zentraler Einlaßöffnung versehenes Gefäß ausgebildet ist, an dessen Umfang selbst sehr enge Austrittsöffnungen oder Schlitze sich befinden, wobei durch die außergewöhnlich hohe Geschwindigkeit am inneren Umfang des Gefäßes die aus einer mit dem letzteren nicht starr verbundenen Röhre fortgesetzt zugeführte Flüssigkeit unter sehr starken Druck gestellt wird, welcher die Flüssigkeit aus den engen Schlitzen mit einer sehr großen Geschwindigkeit austreten läßt. Dabei können die feinen öffnungen tmmittelbar am

Umfang des Rotationskörpers selbst angebracht sein oder man bildet das Rotationsgefäß mit zwei oder mehreren Armen aus, die an ihren Enden feine Öffnungen besitzen. Man kann ferner mittels eines in das Gefäß eingebauten Saugkanals Luft oder Gas von innen zuführen, wodurch die Zerstäubung oder Vernebelung der Flüssigkeit durch Saugluftwirkung unterstützt und vermehrt ίο wird. Ferner kann man auch derart arbeiten, daß bei der Rotation des Gefäßes an die Zerstäubungs- oder Yernebelungsstellen von außen Luft oder Gas zugeführt oder von diesen Stellen abgesaugt und dadurch die Zerstäubung oder Vernebelung begünstigt wird. Eine beispielsweise Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens ist in der Zeichnung in Fig. ι in einem Höhenschnitt durch den Arbeits- (Verdampfungs-, Trocken- oder Reaktions-) Raum dargestellt. Fig. 2 zeigt einen achsialen Schnitt durch das Zerstäubungs- oder Vernebelungsgefäß, wobei rechts und links zwei voneinander verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind. Fig. 3 .25 ist ein Grundriß einer Ausführungsform eines Gefäßes, wobei ebenfalls verschiedene Ausführungsformen in dieser einen Figur zum Ausdruck kommen. Zwei weitere Abarten, der Einrichtung sind in Fig. 4 in Ansieht mit teilweisem Schnitt, in Fig. 5 im Grundriß und in Fig. 6 in einem achsialen Schnitt dargestellt.

A ist ein mit trichterförmigem Boden B versehener Arbeits- (Verdampfungs-, Trokken- oder Reaktions-) Raum, in welchen bei C Luft oder sonst ein gas- oder dampfförmiges Trocken- oder Reaktionsmittel eingeführt wird, das bei D in den Verdampfungs- oder Reaktionsraum austritt und seinen Weg den Pfeilrichtungen / entsprechend nimmt. E ist die Röhre zur Zuleitung der Flüssigkeit, F das noch zu beschreibende Zerstäubungsoder Vernebelungsgefäß und G der Gas-, Luft- oder Dampfabzugskanal. Das als Rotationskörper mit zentraler Einlauföffnung versehene Zerstäubungs- oder Vernebelungsgefäß F sitzt fest auf einer Achse/, die mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Wandungen des Gefäßes sind mit sehr engen Schlitzen oder mit zwei oder mehreren radial, bögen- oder knieförmig verlaufenden Röhren K versehen ' (s. insbesondere Fig. 3), die sich aus Festigkeitsrücksichten vorteilhaft nach außen verengen. In letzterem Falle sind die Enden dieser Röhren mit einer oder mehreren gegenüber dem inneren Röhrendurchmesser kleinen Öffnungen L versehen, die in Richtung der Rohrachse oder senkrecht oder schräg hierzu verlaufen können. Je nach Wahl dieser Öffnungen kann die Zerstäubung nach irgend- * einer gewünschten Richtung hin erfolgen. Man kann aber auch in ein und derselben Röhre verschieden verlaufende Öffnungen anbringen, so daß die Zerstäubung gleichzeitig nach verschiedenen Richtungen hin stattfindet. Ferner kann man auch in die äußeren ! Enden der Röhren K auswechselbare Düsen M einsetzen, die mit den Öffnungen L versehen sind. Die Art und Weise, w:e die ; Düsen hierbei befestigt werden, kann eine beliebige sein. Nach Fig. 2 rechts und Fig. 6 ! sind die Düsen (die eine Durchgangsöffnung , bis zu ι mm und noch weniger besitzen können) rückwärts mit einem Flansch N versehen und werden von innen, also durch die j obere Öffnung des Gefäßes F, in die Röhren K eingeführt, beim Arbeiten durch die Zentrifμgalkraft nach auswärts getrieben und an den Enden der Röhren K mittels der Flanschen N, welche sich gegen dementsprechende innere Ringansätze der Röhren K legen, festgehalten.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß bei entsprechendem Bau des Ge- _ f äßes F die Öffnungen bzw. Düsen unmittelbar in demselben angebracht sind.

Bei Ausführung des Verfahrens wird die Flüssigkeit durch die Röhre E in das Gefäß F geleitet, hier sofort infolge der Zentrifugalkraft nach außen in die Röhren K geschleudert und zugleich auf hohen Druck gebracht. Die Folge davon ist, daß der Austritt der Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch die Öffnungen L unter Staub- und Nebelbildung erfolgt.

Bei der aus Fig. 6 ersichtlichen Einrichtung sind in das Gefäß F bzw. die Röhren K beiderseits offene Saugkanäle O eingebaut. Diese münden einerseits nächst der Rotationsachse des Gefäßes F, anderseits an der-Arbeits-(Zerstäubungs-) Stelle aus, ' und zwar derart, daß hier die Öffnungen L der äußeren Enden der Röhren K bzw. der Düsen ringförmig um die freien Enden der Kanäle O verlaufen. Beim Arbeiten saugen die letzteren Luft oder Gas innen an und leiten es nach außen. Die Folge davon ist, daß die Zerstäubung der durch die Öffnungen L unter Druck austretenden Flüssigkeit durch n° die Wirkung des Saugkanäles O unterstützt wird (Saugdüsenwirkung).

Die Flüssigkeit kann auf die angegebenen Arten im Arbeits- (Verdampfungs-, Trockeneder Reaktions-) Raum nach jeder beliebigen Richtung in einem Schwaden feinster Nebelteilchen nach allen Seiten ausgebreitet und das gas- oder dampfförmige Trockenoder Reaktionsmittel hiermit auf irgendeine geeignete Art in Wechselwirkung gebracht werden.

Wie aus Fig. 4 und 5. ersichtlich, kann

man, sofern das Gefäß mit Armen versehen ist, die röhrenförmigen Arme K in bekannter Weise flügel- oder propellerartig gestalten und die Flügel oder Propeller windschief, sowie unter Umständen auch schräg zur Rotationsachse des Gefäßes F stellen, oder auch entsprechend winden. Diese Flügel können zur Förderung des Verdampfungs- (Trok-, ken-) oder Reaktionsmittels dienen. Sie können aber auch derart wirkend gestaltet und. angeordnet werden, daß sie bei der Rotation ein Zuführen von Gas oder Luft von außen an die Zerstäubungsstelle oder ein Absaugen hiervon und dadurch ein Ansaugen der zu zerstäubenden Flüssigkeit bewirken.

Claims (9)

1. Patent-Ansprüche :

   i. Verfahren zum Verdampfen oder Eindicken von Lösungen, Emulsionen und Suspensionen, sowie zur Ausführung chemischer Reaktionen durch Zerstäuben in einem Arbeitsraum, in welchen das Verdampfungs- " (Trocken-) oder Reaktionsmittel eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in ein mit zentraler Einlauföffnung versehenes, • mit hoher Geschwindigkeit rotierendes Gefäß eingeleitet wird, welches unmittelbar an seinem Umfang oder am Ende von röhrenförmig ausgebildeten Armen des Gefäßes mit kleinen Austrittsöffnungen versehen ist, wobei infolge der durch die Fliehkraft entstehenden Druckerhöhung die zu zerstäubende Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch die feinen Öffnungen ausgeschleudert wird, so daß eine wirksame Zerstäubung und Vernebelung der Flüssigkeit eintritt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch 4.0 gekennzeichnet, daß der Arbeits- (Zerstäubungs- oder Vernebelungs-) Stelle mittels eines in das Gefäß eingebauten Saugkanals Luft von innen zugeführt wird, wodurch die Zerstäubung oder Vernebelung der Flüssigkeit durch Saugluftwirkung unterstützt und vermehrt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zerstäubungs- oder Vernebelungsstelle Luft oder Gas von außen abgesaugt und dadurch eine Saugwirkung auf die austretende Flüssigkeit zur Unterstützung des Zerstäubungs- oder Vernebelungsvorganges ausgeübt wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem im Verdampfungs- oder Reaktionsraum rotierenden, mit zentraler Einlauföffnung versehenen Gefäß (F), an dessen Umfang feine Schlitze zwecks Austritt der Flüssigkeit angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gefäß (F) zwei oder mehrere radiale, bogen- oder knieförmige Röhren (K) angeordnet sind, deren äußere Enden mit in Richtung der Röhrenachse oder senkrecht oder schräg hierzu verlaufenden, gegenüber dem Innendurchmesser der Röhren verengten Aüstrittsöffnungen (L) versehen sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (L) Düsen (M) angehören, welche auswechselbar in die Röhren (K) eingesetzt sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (K) nach außen sich verengen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (M) von innen lose in die Röhren (K) eingeführt sind und, durch die Zentrifugalkraft nach außen getrieben, mittels Flansche (N) an dementsprechenden Ringansätzen der Röhren (K) gehalten werden.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gefäß (-F) bzw. die Röhren (K) beiderseitig offene Kanäle (O) eingebaut sind, welche einerseits nächst der Rotationsachse des Gefäßes (F), anderseits an der Arbeits-(Vernebelungs- oder Zerstäubungs-) Stelle ausmünden und hier saugdüsenartig wirken.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.