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Einrichtung zum Niederkämpfen des Schaumes beim Kochen von Flüssigkeiten.
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Die Schaumbildung beim Kochen und Verdampfen von Flüssigkeiten, wie
Seifenlaugen, bietet viele Nachteile, und zwar erstens, weil, um das übertreten
der Flüssigkeit bzw. des Schaumes nach außen zu v erhindern, sehr bedeutende Dimensionen
des Kochbehälters im Vergleich zum Volumen der kochenden Flüssigkeit notwendig sind,
und zweitens, weil in geschlossenen Behältern die Schaumteilchen hoch über den Flüssigkeitsspiegel
aufsteigen und durch den abziehenden Dampf mitgerissen werden, wodurch die abgehenden
Leitungen, falls diese Flüssigkeiten ätzend sind, beschädigt werden, und evtl. sehr
unangenehme Folgen auftreten, wenn das Kondensat in Abwässer gelangt und zugleich
ein Verlust an Flüssigkeit eintritt, der bei wertvollen Flüssigkeiten, wie Farblösungen,
Laugen usw., ins Gewicht fällt.
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Es sind bereits sogenannte Zentrifugalschaumdämpfer vorgeschlagen,
deren Wirkung auf der schnellen Rotation eines Rades oder einer Trommel mit nach
außen umgebördeltem Rand beruht und die unterhalb oder in
reiner
Dampfaustrittsöffnung angebracht si od.
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Der wirkende Teil dieser Vorrichtungen ist jeweils die äußere Kante
des den größten Durchmesser aufweisenden Teiles. Man läßt bei diesen Vorrichftlngen
den Schaum in aller Ruhe sich entwickeln und empfiehlt sogar ausdrücklich, das Rad
bzw. die Trommel möglichst hoch anzubringen, so daß die Schaumhildung ohne weiteres
zugelassen wird und nur die Zentrifugalwirkung den emporsteigenden Schaum, der in
die Dampfaustrittsöffnung eintreten will, gegen die Kesselwandung schleudert, so
daß die fliissigen und festen Teile sich an dieser ahscheiden und ablaufen, während
die Gase entweichen können.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten \ orrichtungen ist die vorliegende
Einrichtung zum Niederkämpfen des Schaumes beim Kochen von Flüssigkeiten möglichst
nahe der Entstehungsstelle des Schaum es angebracht.
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Bei dieser Einrichtung befindet sich eine Rührvorrichtung möglichst
nahe an der Flüssigkeitsoberfläche und erstreckt sich der Höhe und Breite nach,
damit heim Umlaufen des Rührwerkes ein großer Hohlraum möglichst unmittelbar oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels aufrechterhalten wird, und welches Rührwerk an der Begrenzungsfläche
des Hohlraum es in der Schaummasse den dort sich ansammelnden Schaum angreift, vernichtet,
aufschneidet und zum Platzen bringt. Versuche haben ergeben, daß die Größe der ununterbrochenen
Höhlung im Schaum eine Rolle spielt, und zwar soll diese Umfangsfläche ein Mehrfaches
des freien Kesselquerschnittes betragen bzw. die natürliche Verdampfuiigsfläche
wesentlich übersteigen. Ferner hat sich gezeigt, daß auch die Form des Riihrwerkes
die Leistung beeinflussen kann. Es hat sich nun herausgestellt, daß die günstigste
Leistung mit einem Rührwerk erhalten werden kann, welches bei seinem Umlaufen einen
sich gegen die Flüssigkeit hin verjüngenden Hohlraum, z. B. einen nach unten gerichteten
Kegel oder Stumpfkegel, in der von der Flüssigkeit aufsteigenden Schaummasse erzeugt
und aufrechterhält. Zweck mäfligerweise weist das Rührwerk eine LIehrzahl geneigter
Schlagarme auf, die an zwei verschieden großen Armkreuzen befestigt sind, wobei
die Durchmesser dieser Armkreuze nach oben hin zunehmen.
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Auf der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Abb. 1 zeigt eine erste Ausführungsform.
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Abb. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform. teilweise im Aufriß, teilweise
im Schnitt.
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Abb, 3 zeigt eine dritte Ausführungsform, wozu Abb. 4 einen Grundriß
darstellt, und Abb. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform.
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In Abb. 1 kann ein Kochkessel I sowohl durch einen äußeren Dampfmantel
2 als auch durch eine innere Heizschlange 3 mit Dampf geheizt und die im Kessel
enthaltene Flüssigkeit 4 4 zum Kochen gebracht werden. Auf dem Kochkessel I befindet
sich ein Dampfdom 5, an den ein Dampfableitungsrohr 6 angeschlossen ist. In Lagern
7 und 8 ist eine senkrechte drehbare Welle g gelagert, an deren unlerem freiliegenden
Ende eine Nlehrzahl Flügelarme 10, 11 und I2 übereinander angeordnet ist. Die Welle
9 mit den Flügel armen I0, 11, 12 bildet ein Rührwerk, das in nächster Sähe oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels angebracht ist.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende: Die Menge des
sich beim Kochen einer stark schäumenden Flüssigkeit, beispielsweise Seifenlauge,
bildenden Schaumes hängt von der Regsamkeit der Dampfentwicklung ab. Je stärker
die Dampfbildung ist, desto größer ist aber auch die Geschnvindigkeit des aus der
kochenden Flüssigkeit entweichenden Dampfes. Bei großer Dampfgeschwindigkeit würde
auch der Dampf mehr Flüssigkeit und diese mit größerer Gewalt unter Bildung von
bedeutenden Schaummassen mitreißen und diese große Schaum masse würde so hoch steigen,
bis infolge Zerplatzens der Blasen die endgültige Abscheidung des Dampfes von der
Flüssigkeit stattfindet.
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Das Rührwerk 9, 10, II, 12 schafft nun bei seiner Drehung in der
Schaummasse in nächster Nähe des Flüssigkeitsspiegels einen Hohlraum und hält diesen
aufrecht. Dieser Hohlraum ist im wesentlichen unten durch die von den unteren Kanten
der Flügelarme 10 hestrichene Fläche begrenzt und seitlich durch eine Rotationsfläche,
deren Meridiankurve durch die Enden aller Flügelarme geht. Durch diesen Hohlraum
wird das Zerplatzen der Schaumblasen gefördert, indem längs der Begrenzungsfläche
eine Zerstörung der Schaumblasen und ein Loslösen des Dampfes vom Schaum stattfindet.
Der Dampf entweicht durch den geschaffenen Hohlraum.
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Es ist einleuchtend, daß die Abmessungen des Kochgefäßes im Vergleich
zu den sonst gebräuchlichen sehr weiten Kochkesseln wesentlich vermindert sein können,
wodurch eine große NIaterialersparnis erzielt werden kann.
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In Abb. 2 wird ein Kochkessel r, in lrelchem eine Flüssigkeit, die
liei ihrem Kochen stark Schaum bildet, sich befindet, unten mit einem Dampfmantel
2 beheizt. Auf dem Boden dieses Kessels liegt außerdem eine Heizschlange 3. Oben
auf dem Kessel 1 befindet sich ein Dampfdom 5 mit einem Dampf
ableitungsrohr
6. Dieser Dom 5 trägt zwei Lager 7 und 8 für eine senkrechte Welle g, welche bis
nahe des Flüssigkeitsspiegels verlängert ist. Auf diesem unteren Ende der Welle
g sind nun zwei Armkreuze 14 und 15 angebracht, die untereinander durch eine Reihe
von Schlagarmen I6 verbunden sind.
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Das Armkreuz IX ist größer als das Armkreuz I5, und verlaufen die
Schlagarme I6 geneigt zur Welle g derart, daß beim Rotieren ein mit der schmäleren
Basis nach unten gerichteter Stumpfkegel gebildet wird. Die Verteilung der Schlagarme
ist eine symmetrische.
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Im Betrieb wird dieses Rührwerk in Umdrehung versetzt, und die entstehende
Schaummasse, die das Bestreben hat, hinaufzusteigen, wird durch das Rührwerk an
einem Eindringen in den durch das Rührwerk beschriebenen Hohlraum verhindert. Längs
der Umfangsfläche dieses Hohlraumes findet eine Zerstörung der Schaumblasen statt
und ein Loslösen des Dampfes vom - Schaum. Dabei ist die Umfangsfläche des Hohlraumes
ein Mehrfaches des freien Kesselquerschnittes, so daß die natürliche Verdampfungsfläche
wesentlich vergrößert ist.
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In Abb. 3 und 4 besteht das Rührwerk nicht aus acht Flügeln wie in
Abb. 2, sondern nur aus vier Flügeln 1 8, die unter Vennittlung von oberen Armen
15' mit einer Muffe 14' und unter Vermittlung von unteren Armen I7 mit einer Muffe
16' verbunden sind, die beide auf dem unteren Teil einer senkrecht zum Flüssigkeitsspiegel
angebrachten Welle befestigt zu werden bestimmt sind. Auch hier sind die Flügel
derart geneigt, daß ein kegelartiger Korb gebildet wird, dessen Durchmesser unten
wesentlich geringer ist als oben.
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Die aufsteigende Schaummasse wird durch die rotierenden Flügel zerschlagen
und der vom Schaum losgelöste Dampf kann leicht in die Höhe steigen und in den Hohlraum,
welcher durch das korbähnliche Riiilrwerk aufrechterhalten wird, eintreten und oben
entweichen.
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Hierbei braucht der Dampf nicht erst noch durch weitere Schaummasse
hindurchzutreten oder wird hierbei der Dampf nicht durch Schaummassen am Aufsteigen
verhindert.
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In Abb. 5 befindet sich wiederum, ähnlich wie in Abb. 2, oberhalb
der Flüssigkeit 4, welche beim Kochen Schaum bildet, das fliegende Ende der Welle
9. Auf diesem unteren Endteil befinden sich in verschiedenen Röhren vier Fliigelarmkreuze
I0, II, I2, I3. Die Länge der Flügelanne nimmt von unten nach oben zu. Der oberste
Flügelarm erstreckt sich bis nahe zu der Kesselwandung. Auch hier ist die Wirkung
ähnlich wie in den vorbeschriebenen Beispielen, indem die Menge des sich beim Kochen
bildenden Schaumes nicht in das Innere des Hohlraumes, der bei der Rotation des
Rührwerkes aufrechterhalten wird, eindringen kann. Am Umfang dieses Hohlraumes findet
eine Zerstörung der Schaumblasen und ein Loslösen des Dampfes von der Flüssigkeitshülle
des Schaumes statt.
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Die neue technische Wirkung der Einrichtun gemäß Erfindung besteht
nun darin, daß in der Schaummasse bei der Drehung des Rührwerkes ein sich nach unten
verjüngender, d. h. sich gegen den Flüssigkeitsspiegel hin verjüngender Hohlraum
gebildet und aufrechterhalten wird, wobei dieser Hohlraum durch eine Rotationsfläche
begrenzt ist, deren Meridianlinie durch die Außenkante aller Flügelarme bestimmt
ist.
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Es ist nicht absolut notwendig, daß eine mathematisch genaue Stumpfkegelfläche
bei der Rotation des Rührwerkes entsteht, sondern die Hauptsache ist vielmehr, daß
der Hohlraum sich gegen den Flüssigkeitsspiegel hin verjüngt.