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Verfahren und Vorrichtung zum AuskristJlìisieren.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren oder eine Vorrichtung, zum aus
Flüssigkeiten durch Wärmeaustausch Kristalle in Form von Flocken oder kleinen Stücken
auszuscheiden.
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Bekannt sind Vorrichtungen dieser Art, bei denen die an benetzten
Wänden ausgeschiedenen Kristalle mittels Wechsel des auf die Wände ausgeübten Flüssigkeitsdruckes
abgelöst werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß zu diesem Zweck
der Druck der kristallbildenden Flüssigkeit geändert wird.
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Die Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß der die kristallbildende
Flüssigkeit aufnehmende Behälter geschlossen ist, durch eine Pumpe unter Druck gehalten
und durch ein zweckmäßig in regelbaren Zeitabständen selbsttätig geöffnetes Ventil
vom Druck entlastet wird. Vorzugsweise wird das Ventil in dem Kanal zur Abführung
der gebildeten Kristalle angebracht.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung.
Abb. 1 ist ein Lingsschnitt Abb. 2 bis 6 sind Einzelheiten der Vorrichtung nach
Abb. I in verschiedenen Ausführungen.
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Bei der Ausführung nach Abb. I befindet sich die kristallbildende
Flüssigkeit in dem geschlossenen Behälter 5 von beliebiger Außenform und bel.e igem
Fassungsvermögen. Der Behälter ist allseitig mit Wärmeisolierungsstoff bekleidet;
an seiner höchsten Stelle endet er in einem verhältnismäßig schmalen wagerechten
Kanal 6, der zur Abführung der gebildeten Kristalle dient. Mit dem Kanal ist ein
Ventil 7 eingebaut, durch das der Kanal gesperrt oder geöffnet werden kann. Es wird
durch eine in bestimmten Zeitabständen wirkende Vorrichtung selbs. tätig geöffnet
und geschlossen, die schematisch durch die Vorrichtung 8 dargestellt ist.
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Hinter dem Ventil zweigt von dem Kanal 6 abwärts ein Rohr g ab. Die
Abzweigöftnung ist durch ein Sieb 10 überdeckt. Das Sieb läßt die mit den Kristallen
abgeführte Flüssigkeit durch, hält aber die Kristalle zurück.
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Weiterhin zweigt von dem Kanal 6 abwärts ein Ausfallrohr II für die
festen Teile ab, die durch eine Förderschraube 12 durch den Kanal bewegt werden.
Die Förderschraube ist im Kanal 6 gelagert und wird durch einen beliebigen Antrieb
von außen her angetrieben.
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Das Rohr g reicht in einen Zwischenbehälter I3 hinein, der durch
eine Speiseleitung 14 ständig mit Flüssigkeit gefüllt wird. Die Füllung des Zwischenbehälters
wird durch einen Schwimmer 15 selbsttätig bis zu einer bestimmten Höhe begrenzt.
Aus dem Zwischenbehälter 13 führt das Saugrohr I6 zu einer Pumpe 17, deren Druckrohr
I8 in den gesch'ossenen Behälter 5 am Boden eingeführt ist. Ein Druckwindkessel
19 ist zweckmäßig an das Druckrohr I8 angeschlossen.
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Im Behälter 5 sind ein oder mehrere den Wärmeträger aufnehmende Membrankörper
20 angeordnet. Sie können nach Abb. 2 und 3 oder nach Abb. 5 und 6 ausgeführt sein.
Die Membrankörper bestehen nach Abb. 2 und 3 aus Ringen 21, deren Öffnungen mit
nachgiebigen Wänden 22 vorzugsweise aus Metall bekleidet sind. Die Wände 22 sind
an den Ringen nur am äußeren Umfang befestigt; der nicht befestigte mittlere Teil
der Wände ist erheblich größer als der lichte Durchmesser des Ringes 21. Um den
Umfang des Ringes 21 läuft eine Nut 23, in die eine den Ring 2I und die Ränder der
nachgiebigen Wände, insbesondere ihre Einspannungsstelle umhillende, wärmeisolierende
Bekleidung 24 aus Gummi o. dgl. eingreift. Diese Membrankörper können kreisrund,
elliptisch oder sonstwie geformt sein und sind vorzugsweise, jedoth nicht nctwendig,
senkrecht im Behälter 5 aufgestellt. Sie werden dann am Boden des Behälters befestigt.
Der Wärmeträger wird ihm durch eine Rohrleitung 25 zugeführt, deren Abzweigrohre
von unten in die Membrankörper 20 einmünden. Entsprechend hat die Auslaßleitung
26 Abzweigungen, die mittels Stopfbuchsen 27 durch die Decke des Behälters 5 geführt
sind. Die Abzweigungen sind durch Expansionsventile 28 oder andere Überdruckventile
abgeschlossen, die den Druck in den Membrankörper 20 nach oben begrenzen.
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Die Membrankörper können unter anderem auch nach Abb. 5 und 6 ausgeführt
sein; sie bestehen in diesem Falle aus biegsamen, muldenförmigen Seitenwänden 22',
die untereinander an den Rändern dicht verbunden sind und unten das Auslaßrohr 32
dicht umfassen, in dessen Inneres das Einlaßrchr 31 eingeführt ist. Etwas abweichend
ist die Ausführung nach Abb. 6, bei der das Einlaßrchr 3I' und das Auslaßrohr 32'nebeneinander
durch den Rand des iNiembrankörpers geführt sind und sich an das Zuführungsrchr
40 und das Ausführungsrohr 41 unten anschließen. Bei dieser Ausführung der Membrankörper
können sie mit einer gemeinsamen Schubstange 29 (Abb. 4) verbunden sein, die durch
eine beliebig angetriebene Kurbel 30 bewegt wird.
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Die beschriebene Einrichtung tvird wie folgt benutzt: Der Bchälter
5 wird nach Schließen des Ventils 7 mit einer Flüssigkeit, aus der feste Bestand@eile
ausgeschieden werden sollen, also beispie'sweise mit Wasser angefüllt, die durch
die Pumpe 17 ständig unter einem gleichmäßigen Druck gehalten wird.
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Der auf den nachgiebigen Wänden 22 der Membrankörper 20 lastende Druck
des Wassers biegt sie in die in Abb. 2 ersich@liche Form ei@. Durch die Membrankörper
20 wird ein Wärmeträger, beispielsweise Kühllauge, geleitet. Die Überdruckventile
28 begrenzen den Druck des Wärmeträgers in den Membrankörpern 20 nach oben, und
zwar auf eine geringere Höhe als die des durch die Pumpe erzeugten Druckes.
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An den nachgiebigen Wänden 22 anliegen des Wasser wird sich nun als
Eisschicht an diesen Wänden niederschlagen, deren Dicke sich nach der Dauer der
ungestörten Eisbildung richtet.
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Von Zeit zu Zeit öffnet sich nun das Ventil 7, so daß der Behälter
5 vom Druck der Pumpe I7 entlastet wird. Der Druck im Behäl@er wird dadurch geringer
als der Druck des Wärmeträgers in dem Membrankörper 20, Die nachgiebigen Wände 22
der Membran körper werden daher nach auswärts gedrückt, wie in Abb. 3 dargestellt
ist. Dabei wird die auf den Wänden 22 befindliche Eissch@cht in kleinen Stückchen
oder FLocken abgebröckelt, die infolge ihres geringeren spezifischen Gewichtes sofort
an die Wasseroberflüche steigen. Das Ventil 7 schließt den Kanal 6 unter der Wirkung
der Steuerung 8, und die Teile nehmen wieder die frühere Stellung ein. Je nach der
Bemessung des Druckes im Behälter 5 im Ve@hältnis zum Druck in den Membrankörpern
20 kann eine geringere oder stärkere Durchbiegung der Wände 22 erreicht werden.
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Bei jedem Öffnen des Ventils 7 tritt das in der Nähe befindliche
Wasser mit den darin schwimmenden Eisstückchen in den Kanal 6 und die Förderschraube
12 ein. Die Eisstückchen werden zum Auslasser 11 bewegt, während das ausgetretene
Wasser durch das Sieb 10 zum Zwischenbehälter I3 abfließt, von wo es durch die Pumpe
17 wieder in den Behälter 5 gedrückt wird.
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Mit Zurhilfenahme einer Vorrichtung, wie in Abb. 4 dargestellt, kann
die Entfernung des fiederschlages auf den Wunden des Membrankö@pers durch mechanische
Verbiegung des Membrankörpers beschleunigt werden.
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Dadurch wird der Ansatz in etwas größeren Stücken von den biegsamen
Wänden abgelöst.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt wie ersich@lich, vollkommen selbsttätig.
Die zur Förderung der kristallbildenden Flüssigkeit verwendeten Pumpen dienen gleichzeitig
zum Austragen der gebildeten Flocken oder Kristallstückchen. Die Einrichtung wird
dadurch verhältnismäßig einfach; dennoch gestattet sie kleinstückige oder flockige
Kristalle in großen Mengen schnell herzustellen.
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Die Vorrichtung läßt sich zur Herstellung von Pa@keis für chemische
Zwecke oder zum Ausfällen von Niedersch@ägen aus Lösungen verwenden. Sind die Ausscheidung@n
schwerer als die Lösung und s@nken zu Boden, so muß au@h der Auslaßkanal mit dem
Ventil am Boden ang@bracht sein.