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Vorrichtung zum Scheiden von Schaum Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Scheiden von Schaum mittels eines Kreiselkörpers.
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Bekanntlich werden bei Gärvorgängen, beispielsweise bei der alkoholischen
Gärung u. dgl., durch Gärerreger, wie Hefezellen, Bakterien, Pilze u. dgl., Gase,
wie Kohlendioxyd, und leichtflüchtige Stoffe, wie Alkohole u. dgl., erzeugt, die
aus der Gärlösung entweichen und eine sehr starke Schaumbildung verursachen.
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Die Gärbottiche müssen daher einen sehr großen (aber nur unvollkommen
ausgenutzten) Inhalt aufweisen, damit der sich bildende Schaum nicht über den Rand
des Behälters tritt und damit keine Verluste an Gärflüssigkeit entstehen, oder die
flüchtigen Erzeugnisse verunreinigt werden. Dieser Nachteil der starken Schaumbildung
macht sich insbesondere bemerkbar bei der Gewinnung von flüchtigen organischen Stoffen,
wie Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Diacetyl u, dgl.
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Man hat bereits Läutervorrichtungen, die den Schaum insbesondere
in Gäreinrichtungen durch Zentrifugalkraft in die flüssigen und gasförmigen Bestandteile
zerlegen, vorgeschlagen. Diese Vorrichtungen wurden auf der Oberfläche der schaumerzeugenden
Flüssigkeit so angeordnet, daß der Schaum in die Vorrichtung eingesaugt und durch
ein kreisendes Flügelrad geleitet wird und die abgetrennten Gase und die Flüssigkeit
auf gleichem Wege abgeführt werden.
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Auch hat man über der Flüssigkeitsoberfläche kreisende Flügelräder
angeordnet, die den Schaum zerschlagen sollten. Man hat den Schaum auch durch Zentrifugen
geleitet und auf diese Weise in die gasförmigen und flüssigen Bestandteile getrennt.
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Alle diese Vorrichtungen haben sich nicht einführen können, weil
sie zu einer wirksamen Beseitigung des Schaumes nicht geeignet sind.
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Insbesondere können die Vorrichtungen nicht am Austritt eines geschlossenen
Behälters verwendet werden, wenn es sich darum handelt, den flüssigen Anteil des
Schaumes in das Gefäß zurückzuführen und die gasförmigen Anteile abzuleiten, wenn
es sich z. B. um die Wiedergewinnung von Lösungsmitteln 0. dgl. handelt.
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Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Scheiden von Schaum
mittels eines Kreiselkörpers geschaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß der Kreiselkörper
von einem feststehenden oder sich mitdrehenden Mantel in geringem Abstand umgeben
ist und der Kreiselkörper und der Mantel konisch in Richtung des Dampfstromes verjüngt
sind. Der Kreiselkörper kann auch durch konzentrische Mantelflächen unterteilt sein.
Nach einer besonderen Ausführungsform kann über dem Mantel eine Fangscheibe zum
Abfangen und Ableiten des Lageröles 0. dgl. angeordnet sein und im unteren Teil
zwischen Mantel und Gehäusewandung das Lageröl abgelassen werden.
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- In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht.
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Fig. I zeigt einen Schaumscheider nach der Erfindung in senkrechtem
Schnitt,
In Fig. 2 ist derselbe Schaumscheider in Aufsicht von unten
gegen den Kreiselkörper veranschaulicht.
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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist auf den Flansch 1 der Austrittsöffnung
2 eines Gärgefäßes 0. dgl. ein zylindrisches Gehäuse 3 mittels des Flansches 4 aufgesetzt.
Das zylindrische Gehäuse 3 steht an der einen Seite in Verbindung mit einem Rohrkrümmer
5 o. dgl., der nach außen, beispielsweise nach einem Verflüssiger, führt.
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In das Schaumscheidegehäuse 3 ist unten ein Blechmantel 6 von der
Gestalt eines abgestumpften Kegels mit Flansch 7 eingebaut.
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Unter dem Flansch 7 kann ein Verbindungsstück 8 mit einem Spurlager
g zur Aufnahme und Lagerung des Schaumscheiders befestigt sein.
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Der Schaumscheider besteht aus einem kegeligen Teil 10, der mit Flügeln
12 versehen ist. Der Kreisel ist an einer Welle 13 befestigt, die mit ihrem unteren
Teil 14 im Spurlager g und mit ihrem oberen Teil im Lager 15 drehbar gelagert ist.
An dem oberen Teil der Kreiselwelle 13 ist ein Stellring I6 befestigt, der in einer
Vertiefung des Lagers 15, gegebenenfalls auf einem Kugellager I8, drehbar eingebaut
ist. Das Halslager I5 wird nach oben abgedichtet durch eine Stopfbüchse I9, die
zweckmäßig einen Wassermantel 20 mit Einführungs-bzw. Ausführungsrohren für das
Kühlwasser 21, 22 besitzt. Durch den inneren Teil 23 der Stopfbüchse wird beim Anziehen
in bekannter Weise ein Druck auf die Packung 24 ausgeübt, so daß ein gasdichter
Abschluß gegen das Innere des Gehäuses 3 erzielt wird.
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Am oberen Teil der Kreiselwelle I3 ist eine Riemen- oder Seilscheibe
25 ; oder eine andere geeignete Antriebsvorrichtung angeordnet. An dem mittleren
Teil der Kreiselwelle I3 kann noch ein Fangblech 26 in geeigneter Weise angebracht
sein, das über den oberen Rand des kegeligen Mantelblechs 6 hinwegragt und zum Abfangen
von aus dem Lager 15 heraustropfendem Ö1 o. dgl. bestimmt ist, das durch die sich
schnell drehende Fangscheibe 26 gegen die Seitenwandung des Gehäuses 3 geschleudert
wird und sich in einer Rinne 27 zwischen der Gehäusewand 3 und dem kegeligen Mantelblech
sammelt. Durch eine geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Ablaßvorrichtung
kann das in der Rinne 27 aufgefangene Ö1 gegebenenfalls abgelassen werden.
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Der Kreiselkörper kann auch durch eine konzentrische Mantelfläche
oder durch mehrere unterteilt werden, wie es beispielsweise in Fig. I bei 28 dargestellt
ist. In diesen Fällen kann der feststehende Mantel 6 auch fehlen.
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Der Schaum, der zunächst in den inneren Kern 10 des Kreiselkörpers
gelangt, wird durch die Schleuderkraft zunächst gegen die konzentrische, kegelig
ausgebildete Mantelfläche 28 geschleudert und hier bereits zum größten Teil in den
gasförmigen und den flüssigen Bestandteil abgetrennt. Der flüssige Bestandteil und
der Rest etwa nicht abgeschleuderten Schaumes werden durch die Fliehkraft nach dem
erweiterten Ende der kegeligen Mantelfläche 28, in der Zeichnung also nach unten
zu getrieben und von der unteren Kante der kegeligen Mantelfläche 28 durch die Schleuderkraft
gegen das Mantelblech 6 geschleudert und hier vollends aufgetrennt.
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Die Arbeitsweise des Schaumscheiders nach der Erfindung ist folgende:
In dem Behälter 2 möge sich eine Gärflüssigkeit befinden, aus der Kohlendioxyd und
Alkohol gewonnen werden sollen Durch den Gärvorgang setzt eine starke Schaumentwicklung
ein. Der mit Gärflüssigkeit durchsetzte Schaum steigt durch die Öffnung 2 des Gärbehälters
nach oben und gelangt an den sich schnell drehenden Schaumabscheider 10. Die Umdrehungszahl
des Schaumabscheiders kann verschieden sein und richtet sich nach den jeweiligen
Bedingungen. Die Schaumblasen steigen auf und werden von den Flügeln 12 zerrissen
und zerschlagen. Die Flüssigkeit wird gegen den kegeligen Mantel 6 geworfen und
tropft in den Behälter 2 zurück.
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Die gasförmigen Bestandteile hingegen steigen in den Räumen zwischen
den Flügeln auf und ziehen durch das Gehäuse 3 und den Krümmer 5 nach außen ab.
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Der Schaumscheider nach der Erfindung kann aus jedem geeigneten Werkstoff,
beispielsweise aus Kupfer, Eisen, Blei, oder auch aus säurebeständigen Stoffen,
wie säurebeständigen Legierungen, aus metallisierten oder mit metallischen Uberzügen
bzw. Überzügen von indifferenten Stoffen, wie Kunsthorn u. dgl., versehenen Metallen
oder aus Glas, Porzellan, Steinzeug, Holz o. dgl. hergestellt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung beispielsweise veranschaulichte
Ausführungsform beschränkt. Es hat sich gezeigt, daß das Schaum- und Gasgemisch
auch beispielsweise von oben auf einen sich drehenden Kreisel, eine Speichenscheibe,
eine geschlossene Scheibe o. dgl., geleitet werden kann, wobei die gegen das Gehäuse
geschleuderte Flüssigkeit nach unten tropft und die gasförmigen Bestandteile durch
geeignete Ausführungen seitlich oder oben abgeführt werden können.
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Die Vorrichtung eignet sich nicht allein für die Verhinderung des
Überschäumens von Gärflüssigkeiten, sondern auch für schaumentwickelnde Ansätze
oder siedende Flüssigkeiten, namentlich beim Verdampfen unter Minderdruck o. dgl.
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Es hat sich gezeigt, daß die Schaumscheider nach der vorliegenden
Erfindung auch für das
Eindampfen weit besser geeignet sind als.
die bekannten Fangvorrichtungen, die auf Schaffung einer großen Oberfläche einer
Verlangsamung des Dampfstromes durch große Querschnitte des Ableitungsgefäßes oder
durch Prallwirkung von Fangblechen o. dgl. beruhen.
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Versuche ergaben, daß mit dem Schaumscheider nach der Erfindung auch
die stärkste Schaumbildung leicht bewältigt werden kann.