DE60032753T2 - Schlammherstellungsverfahren - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Aufschlämmung bzw. eines Schlamms. Ein Ausgangsfluid, aus dem sich Feststoffe bilden, wenn es abgekühlt wird, wird durch eine Vorrichtung geführt, die ein Endlos-Wiedereintrittslumen definiert. Das Lumen weist eine wärmeleitfähige Bearbeitungswand auf, von der Wärme von Außen extrahiert wird, wenn das Ausgangsfluid durch das Lumen strömt, was in der Bildung von Feststoffen bzw. festem Material an der inneren Oberfläche bzw. der Innenseite der Lumenwand führt. Ein Läufer zirkuliert um das Lumen und löst Material ab, das sich an der inneren Oberfläche der Lumenwand abgesetzt hat. Dieses Material wird danach als Feststoffe einer Aufschlämmung mit dem Fluidstrom aus der Vorrichtung geführt. Wärmetauschersysteme, die kontinuierlich innen durch einen Läufer gereinigt werden, sind bekannt aus dem U.S. Patent US-A-3.425.083.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Verarbeitungsvorrichtung, die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird; -
2 eine vergrößerte Ansicht des Läufers, der Bestandteil der Vorrichtung aus1 ist; und -
3 eine Komponente des Läufers aus2 . - In Bezug auf die Abbildungen weist die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzte Vorrichtung
10 eine Wand11 auf, welche das Endlos-Wiedereintrittslumen12 definiert, das durch die Bearbeitungswand tritt, sowie eine Läufer-Rücklaufstruktur19 . Der Einlassanschluss13 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem Lumen12 , ebenso wie der Auslassanschluss14 . Ein erster Pfad22 verläuft von dem Einlassanschluss13 zu dem Auslassanschluss14 durch das Lumen12 . Die Lumenwand um den ersten Pfad22 weist einen Wärmetauscherabschnitt15 auf, der aus einem wärmeleitfähigen Material besteht. Das Lumen12 in dem Wärmetauscherabschnitt15 weist in vorteilhafter Weise einen einheitlichen Querschnitt auf. Ein kürzerer Pfad23 durch das Lumen12 von dem Einlassanschluss13 zu dem Auslassanschluss14 ist ebenfalls definiert, wobei dieser Pfad nur durch die Läufer-Rücklaufstruktur19 verläuft. - Die Läufer-Rücklaufstruktur
19 weist einen reduzierten Abschnitt30 auf, in dem der Querschnitt des Lumens12 kleiner ist als in dem Wärmetauscherabschnitt15 . Die Läufer-Rücklaufstruktur19 weist ferner einen Stopfenmechanismus auf, wie zum Beispiel ein Absperrventil31 , das den Strom von dem Einlassanschluss13 durch den zweiten Pfad23 zu dem Auslassanschluss14 blockiert bzw. sperrt. - Eine Wärmetauscher-Sicherheitshülle
25 schließt einen Raum20 um den Wärmetauscherabschnitt15 der Lumenwand11 ein. Ein Kühlmittel-Einlassanschluss26 ist so angeschlossen, dass er Kühlmittel in den Raum20 eintreten lässt, und ein Kühlmittel-Ausflussanschluss27 ist so gekoppelt bzw. angeschlossen, dass er Kühlmittel aus dem Kühlmittelraum20 ausstößt. - Der speziell in der Abbildung aus
2 dargestellte Wandkonditionierungsläufer24 ist in dem Lumen12 angeordnet und kann sich um den Kreis des Lumens unabhängig und frei bewegen. Der Läufer24 weist eine gereckte Form auf, die sich von dem vorderen Ende41 zu dem hinteren Ende42 erstreckt und ein Wandkonditionierungselement43 , ein vorderes Mitführungselement44 , ein hinteres Mitführungselement45 und die Rücklaufblockierungselemente81 ,82 ,83 aufweist, die alle an einem flexiblen Rücken48 angebracht sind, der entlang der Länge des Läufers verläuft. Das Wandkonditionierungselement besteht aus einem verformbaren oder flexiblen Material, so dass es durch den reduzierten Abschnitt30 verlaufen kann. - Der Abstand zwischen dem vorderen Mitführungselement
44 und dem hinteren Mitführungselement45 ist größer als der Abstand von dem Einlassanschluss13 zu dem Auslassanschluss14 entlang dem Pfad23 . Jeder der Abstände zwischen dem Rücklauf-Blockierungselement81 und dem Rücklauf-Blockierungselement82 , zwischen dem Rücklauf-Blockierungselement82 und dem Rücklauf-Blockierungselement83 und dem Rücklauf-Blockierungselement83 und dem Rücklauf-Blockierungselement84 ist kleiner als die Länge des reduzierten Abschnitts30 . - In besonderem Bezug auf die Abbildung aus
3 können die Mitführungselemente44 ,45 in vorteilhafter Weise aus Ausschnitten50 gebildet werden, die aus einem flexiblen Metall- oder Polymer-Lagenmaterial ausgeschnitten werden, zugeschnitten in der in der Abbildung aus4 dargestellten Form. Zwei derartige Ausschnitte werden zentral aneinander angebracht, wobei die Flügel51 eines Ausschnitts die Vertiefungen52 des anderen abdecken. Dieses Ausschnittspaar wird danach über den Rücken48 geschoben und an die schalenförmigen Seite bzw. Fläche des Rücklauf-Blockierungselements81 geklemmt. Die schalenförmige Seite drückt auf die Ausschnitte und biegt die Ausschnitte in einer konischen Form nach hinten. Die Peripherie der montierten Struktur bzw. Konstruktion nimmt leicht einen kleineren Radius an, wobei die Flügel nach hinten gebogen werden und sich gegenseitiger mehr überlappen, so dass die Mitführungselemente in ihrer erweiterten Form den Querschnitt des Lumens in dem Pfad22 füllen, während sie eine komprimierte Form annehmen, die in den reduzierten Abschnitt30 passt, wenn der Läufer durch den Pfad23 verläuft. - Im Einsatz wird ein Kühlmittelfluid durch den Kühlmittel-Einlassanschluss eingelassen, zirkuliert durch den Raum
20 und tritt durch den Kühlmittel-Ausstoßanschluss27 aus. Das Fluid, aus dem ein Feststoff gebildet wird, wenn das Fluid gekühlt wird, wird durch den Einlassanschluss13 eingelassen und zirkuliert durch das Lumen12 entlang dem Pfad22 und nach außen durch den Auslassanschluss14 . Das Absperrventil31 ist geschlossen und verhindert einen Fluss durch den Pfad23 . Dem Fluid, das durch den Einlassanschluss13 eingetreten ist, während es entlang dem Pfad22 zirkuliert, wird Wärme entzogen, durch Kontakt bzw. Berührung mit der Bearbeitungswand15 , die wiederum durch das Kühlmittelfluid in dem Raum20 gekühlt wird, das die Außenseite der Bearbeitungswand15 badet. Als Ergebnis dieses Wärmeentzugs bilden sich aus dem zirkulierenden Fluid Feststoffe, die sich an der Innenseite der Bearbeitungswand15 ansammeln. - Wenn Fluid um das Lumen
12 fließt, schiebt des den Läufer24 mit. Während sich der Läufer durch das Lumen in der Bearbeitungswand bewegt, entfernen die Wandkonditionierungselemente43 die angesammelten Feststoffe von der Wandoberfläche, so dass sich keine Feststoffe an der Wand dauerhaft festsetzen, sondern mit dem strömenden Fluid als ein Schlamm bzw. eine Aufschlämmung mitgeführt werden. - Wenn der Läufer
24 in der Rücklaufstruktur19 geführt wird, verläuft das vordere Mitführungselement44 über den Auslassanschluss14 und tritt in den reduzierten Abschnitt30 ein, wobei dabei eine Verformung eintritt, so dass ein kleinerer Umriss angenommen wird. Danach wird das hintere Ende des Läuferelements weiter vorgeschoben, wobei das Absperrventil31 geöffnet wird, den Einlassanschluss13 passiert und in den Pfad22 des Lumen eintritt. Hiermit kann festgestellt werden, dass das vordere Mitführungselement44 in vorteilhafter Weise in das obere Ende des Pfads22 eintritt, bevor das hintere Mitführungselement45 das untere Ende des Pfads22 verlassen hat, so dass sich mindestens eines dieser Mitführungselemente immer in dem Pfad22 befindet, während der Fluss bzw. die Strömung es weiter führt. Hiermit kann ferner festgestellt werden, dass der Läufer das Absperrventil31 zwar offen hält, sich jedoch stets mindestens ein Rücklauf-Blockierungselement in dem reduzierten Abschnitt30 befindet, so dass ein Kurzschluss des Stroms von dem Einlassanschluss13 durch den reduzierten Abschnitt23 zu dem Auslassanschluss14 verhindert wird. Nachdem der Läufer durch den Rücklaufabschnitt19 getreten ist, wird er durch den Fluss durch einen anderen Kreis des Lumens12 geführt, wo er wiederum die Wand von sich angesammelten Feststoffen reinigt. - Als ein besonderes Beispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird Wasser in den Einlassanschluss
14 eingeführt, und gekühlte Sole wird auf einer Temperatur von unter 0°C dem Kühlmittel-Einlassanschluss26 zugeführt. Eiswasser bzw. Wassereis bildet sich an der Bearbeitungswand15 und kann durch den Läufer von der Wand in den Wasserstrom gekratzt werden, so dass ein Schlamm bzw. eine Aufschlämmung von in Wasser verteilten Eisteilchen erzeugt wird, wobei dieser bzw. diese durch den Auslassanschluss13 ausgestoßen wird. - Hiermit wird festgestellt, dass das vorliegende Verfahren eingesetzt werden kann, um einen umfassenden Fluidbereich zu verarbeiten, aus dem sich beim Abkühlen bzw. Kühlen Feststoffe bilden, so dass Aufschlämmungen mit diesen in dem Fluid suspendierten Feststoffen erzeugt werden, und so dass ferner Fluide verarbeitet werden, aus denen sich Feststoffe durch Erwärmung bilden, indem ein heißes Fluid durch den Raum
20 zirkuliert. Die Auswahl der entsprechenden Stoffe bzw. Materialien und Temperaturen für das Wärmetauscherbad ist für den Fachmann auf dem Gebiet der Wärmetauscher ersichtlich.
Claims (4)
- Verfahren zur Herstellung einer Aufschlämmung von Feststoffen in einem Fluid, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Bereitstellen einer Vorrichtung mit einer Struktur, die ein Endlos-Wiedereintrittslumen (
12 ) definiert, wobei das Lumen eine Wand (15 ), einen Einlassanschluss (13 ), der sich an einer ersten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, und einen Auslassanschluss (14 ) aufweist, der sich an einer zweiten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, so dass ein erster Pfad (22 ) und ein zweiter Pfad (23 ) von dem Einlassanschluss zu dem Auslassanschluss durch das Lumen definiert werden, wobei eine Rücklaufstruktur (19 ) um den genannten zweiten Pfad angeordnet ist, mit einer Bearbeitungswand, an der sich während dem Betrieb der genannten Vorrichtung Material ansammelt, wobei die genannte Bearbeitungswand Bestandteil der genannten Lumenwand ist und entlang dem genannten ersten Pfad angeordnet ist, wobei ein Läufer (24 ) in dem Lumen angeordnet und frei durch das Lumen beweglich ist, wobei der genannte Läufer einen Wandkonditionierungsabschnitt umfasst, der wenn sich der Läufer entlang dem genannten ersten Pfad bewegt, um angesammeltes Material von der genannten Bearbeitungswand zu entfernen, und mit einem Stopfenmechanismus, der so wirkt, dass er die Strömung von dem genannten Einlassanschluss zu dem genannten Auslassanschluss durch den genannten zweiten Pfad blockiert; das Einführen von Fluid in den genannte Einlassanschluss, aus dem sich beim Abkühlen Feststoffe bilden; das Entziehen von Wärme von der Außenseite der genannten Bearbeitungswand; das Abscheiden von Feststoffen an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand; das Führen des genannten Wandkonditionierungsläufers um das genannte Lumen; das Lösen von an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand gebildeten Feststoffen mit dem genannten Läufer; und das Entziehen einer Fluidaufschlämmung mit darin suspendierten Feststoffen aus dem genannten Auslassanschluss. - Verfahren zur Herstellung einer Aufschlämmung von Feststoffen in einem Fluid, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Bereitstellen einer Vorrichtung mit einer Struktur, die ein Endlos-Wiedereintrittslumen (
12 ) definiert, wobei das Lumen eine Wand (15 ), einen Einlassanschluss (13 ), der sich an einer ersten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, und einen Auslassanschluss (14 ) aufweist, der sich an einer zweiten Position in Übertragungsverbindung mit dem genannten Lumen befindet, so dass ein erster Pfad (22 ) und ein zweiter Pfad (23 ) von dem Einlassanschluss zu dem Auslassanschluss durch das Lumen definiert werden, wobei eine Rücklaufstruktur (19 ) um den genannten zweiten Pfad angeordnet ist, mit einer Bearbeitungswand, an der sich während dem Betrieb der genannten Vorrichtung Material ansammelt, wobei die genannte Bearbeitungswand Bestandteil der genannten Lumenwand ist und entlang dem genannten ersten Pfad angeordnet ist, wobei ein Läufer (24 ) in dem Lumen angeordnet und frei durch das Lumen beweglich ist, wobei der genannte Läufer einen Wandkonditionierungsabschnitt umfasst, der wenn sich der Läufer entlang dem genannten ersten Pfad bewegt, um angesammeltes Material von der genannten Bearbeitungswand zu entfernen, und mit einem Stopfenmechanismus, der so wirkt, dass er die Strömung von dem genannten Einlassanschluss zu dem genannten Auslassanschluss durch den genannten zweiten Pfad blockiert; das Einführen von Fluid in den genannten Einlassanschluss, aus dem sich beim Erwärmen Feststoffe bilden; das Zuführen von Wärme an die Außenseite der genannten Bearbeitungswand; das Abscheiden von Feststoffen an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand; das Führen des genannten Wandkonditionierungsläufers um das genannte Lumen; das Lösen von an der Innenseite der genannten Bearbeitungswand gebildeten Feststoffen mit dem genannten Läufer; und das Entziehen einer Fluidaufschlämmung mit darin suspendierten Feststoffen aus dem genannten Auslassanschluss. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bereitgestellte Vorrichtung eine Sicherheitshülle aufweist, welche einen Raum um die genannte Bearbeitungswand einschließt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bereitgestellte Vorrichtung eine Sicherheitshülle aufweist, welche einen Raum um die genannte Bearbeitungswand einschließt.
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