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Mischen von körnigen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen Die vorliegende
Erfindung bezweckt, Stoffe aller Art und Aggregatzustände mittels bewegter Luft,
bewegter Gase oder Dämpfe oder mittels eines Flüssigkeitsstroms auf eine besonders
wirksame Weise untereinander zu mischen. Das Mischen kann Anwendung finden sowohl
in luft- und gastechnischen als auch in diesen gleichartig wirkenden Anlagen mit
Flüssigkeitsbewegung in bezug auf I. unmittelbare Mischwirkung zwischen den Stoffen
und dem Bewegungsträger, II. mittelbare Mischurirkung des Bewegungsträgers mittels
seiner Saugwirkung, III. Verbindung beider Anwendungsarten.
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Bisher wird die Bewegung des Mittels durch Hindurchführen durch beliebig
gestaltete. Innenräume von Maschinenteilen oder durch unmittelbares Aus- oder Einströmen
bewirkt. Hierbei sind Geschwindigkeit und Richtung des strömenden Mittels von der
Größe und Formgebung dieser durchströmten Innenräume vollkommen abhängig. Es ist
bekannt, daß eine so erzwungene und mechanisch gelenkte Bewegung infolge der äußeren
und inneren Reibungsverluste, Stoßverluste usw. einen beträchtlichen Abfall an Strömungsintensität
erleidet und daher sehr an Wirksamkeit verliert. Weitere Hilfsmittel zur Erzielung
besonderer Drall- oder Umkehrbewegungen erhöhen diese Verluste noch erheblich.
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An die Stelle der bekannten Strömungsarten tritt gemäß der Erfindung
die Trombe, eine in der Technik bisher noch nicht benutzte Strömungsform. Der Natur
ihrer Entstehung und ihres Verlaufes nach ist die Trombe weitgehend von den Verlusten
der bekannten Strömungsarten frei und gestattet daher, als Wirbelströmung wesentlich
höhere Strömungseffekte zu erzielen.
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Die Trombe ist eine bestimmte Wirbel form der Luft in der Atmosphäre,
die unter der landläufigen Bezeichnung Wind- oder Wasserhose bekannt ist. Sie entsteht
nur in schweren Gewitterwolkenpartien, sobald in ihnen heftig kreisende Luftbewegungen
ausgelöst werden. Aus ihnen heraus formt sich blitzartig der sehr große Rotations-
und Vertikalgeschwindigkeit besitzende Wirbelkörper in Gestalt einer schlanken Röhre,
an der Erd-oder Wasseroberfläche einen etwa 5- bis 1 nach im Durehmesser größeren
Wirblelfuß von kronenähnlichem Aussehen ausbildend, der in der Breite seiner Spur
schwerste zerstörende Kraftwirkungen verbunden mit kräftiger Saugwirkung auslöst.
Zur Bildung des Wirbels bedarf es jedoch oberhalb der drehenden noch einer axial
zu ihr liegenden, vertikal aufwärts gerichteten Luftbewegung.
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Nach Untersuchungen besteht zwischen den kreisenden horizontalen Bewegungen
und der axialen Vertikalbewegung eine streng gesetzmäßige Abhängigkeit.
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Der Trombenfuß unterstützt die Kraftentfaltung der Trombe und ihre
gesamten Bewegungsvorgänge in so hervorragendem Maße, daß man von ihm als von einer
zweiten Kraftquelle des' Wirbels spricht. Er holt in spiraligen
Bahnen
alle in seinen Bereich kommenden Luft-, Wasser- oder festen Teile zur Achse zusammen,
saugt sie in sich hinein und führt sie nach heftigster Durchwirbelung innig vermischt
dem aufsteigenden zylindrischen Teil des Wirbelkörpers zu.
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Der Wirbelkörper erzeugt durch die ungehemmte Entwicklung sehr hoher
Umdrehungsbewegungen Unterdrücke, die diejenigen anderer ähnlicher Umdrehungsformen
weit übertreffen. Er besteht aus einem System ineinandergeschobener Luftzylinder.
In ihm bewegt sich die rotierende Luft in einem inneren aufsteigenden Zylinder in
zentrifugaler und in einem äußeren absteigenden Zylinder in zentripetaler Richtung.
Die Luft des äußeren Zylinders geht über den Fuß in den inneren Zylinder in schneller
Bewegung über.
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Da die Bewegungen nach außen sehr schnell abklingen, sind die Ränder
des Trombenkörpers praktisch schtdrf begrenzt.
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Die Wirkungen der Trombe sind sowohl dynamischer als auch statischer
Natur und beschränken sich streng auf den Wirbelquerschnitt. Sie vollziehen sich
also völlig iso liert von der Umgebung der Trombe. Ihre Intensität wächst in der
Potenz mit der linearen Zunahme der Wirbeidrehung. In ähnlich hohem Maße steigern
sich die statischen Drücke in der Wirbelachse. Hier entstehen besonders im Fuß überraschend
hohe Unterdrücke von einer Größe, die das Mehrfache sonstiger gewöhnlicher Luftrotations-und
-saugvorgänge, wie Versuche bestätigt haben, betragen. Das Material, was vom Fuß
in den aufsteigenden Teil des Wirbelkörpers gelangt, wird von diesem in zylindrischen
Schraubenbahnen mit großer Geschwindigkeit nach oben getragen. Die Größe der Frémdw
körper und ihre Transportgeschwindigkeit richten sich nach der Kraft und Größe der
Trombe. Flüssigkeitsteile tinterliegen dabezin hohem Maße noch der Vakuumwirkung
in der Achse. Sie führt schließlich zu deren Vernebelung und Verdampfung (z. B.
bei Wasser und schwereren Kohlenwasserstoffen) und sogar Vergasung (z. B. bei leichten
Kohlenwasserstoffen), sobald der jeweiligen Kraft der Trombe und der Raum- bzw Flüssigkeitstemperatur
entsprechend mit der Druckerniedrigung im Innern der Siedepunkt der betreffenden
Flüssigkeit erreicht bzw, unterschritten ist. Fremdkörper, die sich dabei für die
Kraft der Trombe als zu groß und schwer er weisen, werden von ihr automatisch schon
im Fußteil ausgefällt. Feste Körper bleiben im allgemeinen - unversehrt, zerschlagen
würden sie aber dann, wenn ihre Bahnen im Fuß härtere schwerere Körper kreuzen,
die vom Wirbelkörper nicht mehr emporgetragen werden können. Experimentell erzeugte
Flüssigkeitstromben haben gezeigt, daß sie den Lufttromben genau analoge Eigenschaften
besitzen.
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Auf der Zeichnung sind schematisch die Vorgänge, welche sich in einer
Trombe gemaß der Erfindung abspielen, und beispielsweise eine Vorrichtung dargestellt.
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Abb. I zeigt die Wirbelvorgänge im Wirbelkörper und Wirbelfuß.
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Abb. 2 zeigt die Gestalt des Wirbelschlauches, und zwar auf der linken
Hälfte in der Luft, auf der rechten Hälfte im Wasser.
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Abb. 3 zeigt die Anordnung der Düsen im Grundriß.
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Abb. 4 zeigt schematisch, teilweise in Ansicht teilweise im Schnitt,
eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, und Abb. 5 zeigt die Vorrichtung in
teilweiser Ansicht und teilweisem Schnitt im Grundriß.
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Der Linienverlauf der schematischen Abb. I zeigt nur angenähert ein
Bild der besonders in Frage kommenden senkrechten Bewegungsvorgänge im Strömungsfeld
des Wirbels, die man sich mit den kreisenden vereinigt zu denken hat. In Wirklichkeit
sind die gesamten Bewegungsvorgänge viel verwickelter, wenngleich sie sich auch
streng regelmäßig vollziehen.
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Im Wirbelkörper bedeuten die schwarz ausgezogenen Linien C die aufsteigende
Strömung, die gestrichelten Linien E und A die herabsteigende Strömung, die dünnen
gekrümmten schwarzen Linien F die vermittelnde Bewegung zwischen den verschiedenen
Schichten.
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Im Fuß deuten die schwarz ausgezogenen gekrümmten Linien B die Projektion
der Bahnen von Fremdkörpern im Aufriß an, die in das kreisende System des Wirbels
geraten, aber noch nicht in den aufsteigenden Teil des Körpers gelangt sind. Ihre
Bahnen sind auf der Oberfläche eines sich zweifach drehenden Wirbelringes liegend
zu denken. Am Boden führen sie dabei sehr genaue, spiralig zusarnmenlaufende Bewegungen
mit zur Achse hin stark zunehmender Geschwindigkeit aus.
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Aus diesen Erläuterungen über Trombenwesen geht hervor, daß künstlich
erzeugte Strömungsformen nach Art der Naturtromben hervorragend geeignet sind, nutzbringend
an die Stelle der bisher bekannten Verfahren für Bewegungen von Mitteln gesetzt
zu werden.
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Sie stellen eine bei Erzeugung und Verlauf vollkommen freie, sich
selbst überlassene Wirbeiströmung dar, die den Hemmungen jener Strömungen nicht
mehr unterliegt und daher höchste Kraftentfaltung gewährleistet; die Wirbelbewegungen
im Fuß sind dabei von solcher Vielseitigkeit und Gewalt, wie sie eine gewöhnliche
Strömung nie hervorbringen kann. Ihre praktische Erzeugung läßt sich auf verschiedenen
Wegen erreichen.
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Abb. 2 und 3 zeigen im Aufriß und Grundriß das Schema des zur Anwendung
gelangten Erzeugungsvorganges sowie den etwaigen Umriß des entstehenden Wirbels.
In Abb. 2 linke Hälfte ist das Bewegungsmittel Luft oder Gas, in Abb. 2 rechte Hälfte
Flüssigkeit.
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D sind Düsen aus denen das Mittel zur Bildung des Wirbelkopfes (oder
Mutterwirbels) zuströmt; sie liegen in gemeinsamer Achsenebene über dem ruhenden
Luftraum oder etwa am oberen Ende eines ruhenden Flüssigkeitsraumes, in dem die
künstliche Trombe entstehen soll Bei S wird die vertikale àbsaugende Bewegung des
Mittels (z, B. durch Absaugrohr) bewirkt. Abb. 3 zeigt die Anordnung der Düsen D
in einer Ebene im Grundriß. Ihre Zahl kann zwei oder mehr sein.
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Sie sind rings um die spätere Wirbelachse oder um die von S im gleichen
Abstande davon und in einer senkrechten Ebene zu ihr so angeordnet, daß die von
ihnen ausgehenden, annähernd gegen die Mittelachse gerichteten Ströme unter gleichen
Winkeln aufeInander treffen, wobei die verlängerten Achsen benachbarter Düsen einander
überschneiden.
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Nur wenn die ganze Anordnung derart getroffen ist, daß Zustrom und
Abstrom hin sichtlich Lage und Länge zueinander sowie Intensität und Menge des Mittels
in ein bestimmtes gesetzmäßiges Abhängigkeitsverhältnis gelangt sind, bildet sich
augenblicklich der wirkliche Trombenwirbel, in Gestalt und Wirksamkeit genau analog
der Naturtrombe, schießt in die Tiefe und ruft an der unteren Begrenzung B des Raumes
die gewünschten Wirbelfußwirkungen hervor.
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Auch für die Naturtrombe bestehen derartige gesetzmaßige Vorbedingungen,
daher ihr seltenes Auf treten. Ferner darf sich ihrem Entwicklungsgang weder im
Wirbelkopf noch im Wirbelkorper noch im Fuß außer der etwa rechtwinklig zur Wirbelachse
verlaufenden unteren Begrenzung irgendein Hindernis in den Weg stellen, andernfalls
zerfällt der Wirbel und wird wirkungslos.
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Flüssigkeitstromben entwickeln sich in derselben Weise wie Lufttromben;
bei größerer Anhäufung von Fremdkörpern im Wirbelfuß gehen diese zu einer Art schwebenden
Hohlzylinder über, von dem die feineren Teilchen je nach ihrer Größe und der Intensität
des Wirbels sich in rasch aufsteigender Säule nach dem Mutterwirbel zu bewegen.
Die gröberen, schwereren Teilchen bilden am Boden einen stark flüssigkeitsdurchspülten
Wall.
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Die hauptsächlichste Mischwirkung bei Flüssigkeitstromben tritt analog
derjenigen bei Luft- und Gastromben ebenfalls im Wirbelfuß ein. Auch hier entsprechen
die 13ewegungsbahnen der zu mischenden flüssigen und festen Teile im großen und
ganzen angenähert dem Bewegungsbild nach Abb. I, wie es dort durch das Durcheinanderlaufen
der in Vertikalprojektion wiedergegebenen Linienzüge B, C, E dargestellt ist.
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Der Abstand der Düsen D über dem Boden B hängt ab von der Wirbeilänge,
die man bei einer bestimmten Kraftleistung des Wirbelfußes beabsichtigt. Hierbei
spielen jedoch Menge und Strömungsintensität des Mittels eine ausschlaggebende Rolle.
Die Länge für einen noch wirkungsfähigen Wirbel kann also je nach den Faktoren,
die mitwirken, sehr verschieden sein; indessen scheint eine Länge gleich dem 50-
bis 60fachen desWirbeldurchmessers die oberste Grenze des Erreichbaren zu sein.
Mit der horizontalen Verschiebung des Erzeugungsortes oder des Düsensystems verschiebt
sich auch ganz automatisch der Wirbel, ohne Form und Struktur zu ändern.
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Auch Horizontal- oder Schrägstellung des ganzen Systems ist möglich.
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Von dem Wirbel emporgetragene Fremdkörper, z. B. Fördergut, können
ihm in einfachster Weise entnommen werden, indem man sie in bekannter Weise zu Anfang
oder an beliebiger Stelle der Absaugleitung S zur Abscheidung oder Absichtung bringt.
Durch die hohe Rotation der Fremdkörper wird diese Wirkung sehr unterstützt.
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Sollen bestimmte Wirbelvorgänge oder -verwendungsarten (Gasmischungen,
flüssigkeits bewegungen usw.) dabei gegen die Umgebung abgegrenzt werden, so kann
das ohne Nachteil für die Wirkung des Wirbels durch eine geeignete Umhüllung geschehen.
Damit ist es auch möglich, sie in anderen als nur atmosphärischen Druckgebieten,
z. B. in Gebieten sehr hohen oder sehr niedrigen Druckes, mit genau denselben Wirkungen
laufen zu lassen.
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Der Anwendtmgsbereich der künstlich erzeugt ten Trombe ist daher
sehr groß.
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Die Trombe kann beispielsweise folgenden Zwecken dienen: I. feste
Teile aufzulockern, durchzulüften, durchzuspülen oder umzulagern, wie das beispielsweise
bei Entstaubung von körnigem Gut, bei lagernden Pflanzensamen zur Verhinderung des
Keimens usw. erwünscht ist; 2. feste, flüssige und gasförmige Teile unter sich und
mit dem Luft- oder Gasstrom innig zu vermischen. Vor Prozessen, die eine gute Durchmischung
zur Voraussetzung haben, z. B. bei Vorbereitung des Rohmaterials fubr Portlandzementerzeugung,
bei der Bereitung der Kohlenstaubemulsion, um den Kohlenstaub leichter fortbewegen
und von schweren Bestandteilen scheiden zu können, bei der Vorbereitung der Brennstoffgemische
für Hochofengichtgasbrenner usw.; 3. mittels der mit großer Schnelligkeit und Kraftwirkung
sich abspielenden Vorgänge im
Wirbelfuß eingebrachte gröbere Stoffe
durch beigemischte härtere (z, B. Kugeln) bis zur kolloidalen Feinheit zu zerteilen
nach Art der Mahlvorg, änge in Kugelmühen; 4. zu solche Teile regelrecht zu fördern,
z. B. bei der pneumatischen Förderung von Kohle, Kohlenstaub, Getreide usw., zum
Transport von steinigen oder ähnlichen Bestandteilen durch Flüssigkeitsförderung
z. B. bei der Erzaufbereitung, bei Rauch- und Staubbekämpfung mittels Flüssigkeitsnebels,
besonders wenn die Teilchen zurückgewonnen werden sollen, beim Absichten feinster
Teilchen im Anschluß an Vorprozesse nach Ziffer 3; 5. auf dem Gebiet der chemischen
Kinetik, wo es sich darum handelt, die mitgeführten Teilchen bei katalytischen und
gekoppelten Reaktionen vorübergehend der Gas- oder Lufteinwirkung auszusetzen oder
sie bei Reduktions- und Extraktionsprozessen ganz vom Strom aufsaugen zu lassen,
oder bei chemischen Verfahren zur Absorption und Reinigung von Gasen und Dämpfen
usw.; 6. bei technischen Prozessen, bei denen auch Ejektoren und Vakuumpumpen im
Gebrauch sind, z. B. beim Fördern von Flüssigkeiten und Gasen; 7. bei Evakuierung
von Räumen sowie zum Eintrocknen von S.toffen, die ein Abkochen zu - diesem Zwecke
bei normalem- Luftdruck und I00° C nicht vertragen, z. B. bei eiweißhaltigen Produkten,
für Trockenprozesse von Holz, Getreide, Pflanzensamen, Leder heim Gerbereiprozeß
u. dgl., für Vakuum : Eltrieranlagen usw.; 8. bei der einfachen Saugzugerzeugung
z. B. bei Lokomotiven usw.
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Als praktisches Beispiel für die Darstellung von Trombenwirbeln zeigen
Abb. 4 und 5 das Schema einer Anlage. Durch die Düsen D wird Druckluft ausgeblasen,
S bezeichnet das Mundstück des Saugluftkanals. Sind die Verhältnisse hinsichtlich
Lage und Länge der Druckstrahlen usw., Geschwindigkeit und Menge des Mittels richtig
aufeinander eingestellt, so bildet sich sofort in. der Mitte des Wirbelkopfes der
in diesem Falle vertikal verlaufende Wirbel frei im Raume nach unten aus und erzeugt
auf dem flachen Boden B, hier auf demj, enigen des darunterstehenden Gefäßes, den
Wirbelfuß von der beschriebenen Größe und Form. Die Beimischung von Fremdstoffen
kann an beliebiger Stelle des Wirbels, am zweckmäßigsten aber am Wirbelfuß, geschehen.
Abscheidung von gehobenem Gut, das auf seinen Weg durch den Wirbel in die Saugleitung
S gelangt, geschieht über der Düse 8 durch Einschaltung eines Beruhigungsbehälters
bekannter Art für Zentrifugalabscheidung. Für Gasmischungsvorgänge besonderer Art
oder für Flüssigkeitstromben ist die erforderliche Abtrennung gegen die Atmosphäre
leicht durch eine Abs-chlußhülle erreicht. Die Glocke, die luer als Träger der Düsen
D und S dient, kann natürlich beliebige Lagen im Raum einnehmen und damit beliebig
gerichtete Tromben ermöglichen, also auch horizontale. Sie ist nicht an das daruntergesetzte
Gefäß gebunden. Man hat nur Sorge zu tragen, daß der Trombenentwicklungsraum bis
zum Fuß vollkommen frei von jedwedem Hindernis z. B. in Form von irgendwelchen Einbauten
ist und daß ferner der Boden genügend breiten Raum zur 5- bis 1 nach verbreiterten
Fußentwicklung bietet. Leicht gehöhlte Bodenform, wie in Abb. 4 strichpunktiert
angedeutet, unterstützt die Wirkung unter Umständen sehr. Das in Abb. 4 beispielsweise
eingezeichnete Bodengefäß mit Förder- oder Mischgut usw. kann ebensogut durch ieinen
weiten Lagerraum ersetzt werden (z. B. einen Schüttboden oder Schiffsraum), über
dem die Düsenglocke hin und her bewegt wird, indem sie je nach Größe entweder mit
Hand bewegt oder beweglich an einem Deckengerüst aufgehängt werden oder auf einem
Gestell ruhen kann. Die Stärke des jeweils erzeugten Wirbels kann durch Regelung
des Düsenstromes von der hauchfeinsten Wirkung bis zu größerer Wucht den besonderen
Zwecken angepaßt werden. Es bereitet bei genügender Luft- oder Gasgeschwindigkeitssteigerung
keine Schwierigkeit, Sprengwirkungen auf festere luftdurchsetzte Bodenschichten
zwecks Auflockerung usw. durch besonders scharf saugende Tromben auszuüben. Automatisch
oder pneumatisch betriebene mechanische Hilfsmittel, wie Misch- oder Schaufeleinrichtungen
usw., die dem Verschleiß ausgesetzt sind, werden hier bei entbehrlich.
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Zur Praxis des Mischvorganges ist noch folgendes zu sagen: Die Zuführung
des Materials erfolgt bei flüssigem und festem Gut am zweckmäßigsten von der Seitenwand
des Mischgefäßes her durch Überlauf oder Zulauf, derart, daß es beispielsweise etwas
oberhalb des Mischgutniveaus im Gefäß von diesem durch schmalen Spalt, evtl. verdeckt,
getrennt zugeleitet und im Boden des Gefäßes durch beweglichen Platten oder Stempelverschluß
wieder abgezogen werden kann. Der Zusatz von Gut kann dabei kontinuierlich oder
in gegebenenfalls notwendigen Zeitintervallen erfolgen.
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Bei Mischung von Gasen und Dämpfen kann die Zuführung gemeinsam oder
getrennt durch die Düsen D erfolgen, oder man leitet den einen Mischteil an beliebiger
Stelle des Mischraumes, am besten aber im unteren Teil des Mischraumes, zu.
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Bei Prozessen des Durchspülens z. B. in
Waschprozessen
bietet das Verfahren die Möglichkeit, auf natürliche einfache Weise intensivste
und komplizierteste Bewegungsbahnen von Waschgut und Spülflüssigkeit zu erzielen,
wie sie in heutigen Anlagen ohne umständlichere mechanische Leit- oder Drehvorrichtungen
und besonderen Kraftaufwand nicht zu erreichen sind. Waschgut und Waschflüssigkeit
werden durch den Flüssigkeitswirbel hindurch oben abgesaugt und ihrer Rotationsbewegung
entsprechend nach bekannten Zentrifugierungsverfahren getrennt.
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Bei bestimmten Mahlprozessen erzielt man mittels des Verfahrens ebenfalls
erhebliche wirtschaftliche Verbesserungen. Für Zerkleinerung von festen Stoffen
bedient man sich neuerdings an Stelle früherer langwieriger und teuerer Naßverfahren
sogenannter Kugel mühlen, in denen man das Gut in der Zeiteinheit einer großen Zahl
von Schlägen umgewälzter Kugeln in einer sogenannten Mahlschüssel aussetzt. Dazu
muß durch eine Antriebsvorrichtung die ziemlich schwere Schüssel in lebhafte Drehung
gebracht und zugleich in geeigneter Weise durch ein Gebläse ein kräftiger Luftstrom
in sie hineingeleitet werden.
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Besondere Leitvorrichtungen lenken dann die Luft- und Kugelbahnen,
während andere Vorrichtungen wiederum das feinst ausgemahlene Gut herausheben und
einem Abscheider zuführen. Das Trombenverfahren dagegen vereinfacht mit seiner doppelten
Wirkung der natürlichen Wucht der Bewegungen im Fuß und der Förderwirkung im Wirbelkörper
diesen Prozeß außerordentlich, indem es besondere Dreh-, Leit- und Fördervorrichtungen
vollkommen entbehrlich macht. Es erzielt hierbei gleichzeitig eine ungleich höhere
Wirkung und enthält bereits die natürlichen Bedingungen einer späteren Zentrifugalabschei
dung des gemahlenen und emporgehobenen Gutes. Dem Boden der Mahlschüssel wird man
hier zweckmäßig zur Unterstützung der Kugelbewegung die leicht gewölbte Form Bj
in Abb. 4 geben, die annähernd den Kugelbahnen im Trombenfuß entspricht, wie sie
in Abb. I für im Fuß verbleibende Fremdkörper gezeigt wurden.
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Noch deutlicher treten die Vorzüge des Verfahrens bei reinen pneumatischen
Förderprozessen von z. B. Getreide, Kohlenstaub und sonstigem groberem und reinerem
Material in Erscheinung. Hier muß eine besonders ausgebaute Tauchdüse in das zu
einem Berg angehäufte Gut ziemlich tief hineingetaucht werden, um das Anheben des
Gutes in den Luftstrom der Saugleitung, die unter der Wirkung einer Kolbenpumpe
steht, zu gewährleisten. Die anschließende Förderleitung leitet es sodann dem Abscheidungs-
und Entnahmeraum zu. Von diesen zu einer Anlage gehörigen Elementen ist, abgesehen
von etwa kompliziert verlaufenden Fördlerwegen, die Tauchdüse durch die Art ihrer
Materialaufnahme ein ganz besonders verlustbringender Teil. Die Luft muß erst durch
das um die tief eintauchende Düse geschichtete Fördergut hindurch, ehe sie zum Düsenmund
gelangt, erfährt natürlich auf diesem Wege schon eine starke Bremsung und die Saugleitung
einen beträchtlichen Druckverlust.
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Dann muß der dem Düsehmund am nächsten gelegene Teil des Fördergutes
noch beschleunigt werden. Taucht die Düse zu tief ein, so wird der Ansaugvorgang
erschwert, und es tritt dann leicht bei plötzlich zuviel Gutaufnahme ein Verstopfen
oder Versagen der Förderleitung ein. Taucht sie zuwenig ein oder geht die Menge
des aufzunehmenden Gutes stark zur Neigung, so tritt leicht ein Leerlaufen solcher
Düsen ein, d. h. sie nehmen gar nicht mehr auf, die Förderung setzt aus.
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Es muß jetzt außer der mechanischen Arbeit noch durch Handarbeit das
Gut zugeschaufelt werden. Die Druckschwankungen in einer solchen Anlage und mit
ihnen die tragfähige Luftdichte und Geschwindigkeit werden also durch die Unzulänglichkeit
der Tauchdüsenarbeit ganz erheblich verstärkt.
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Die Trombenanwendung bringt für den Ansaugprozeß bei solchen Anlagen
eine grundlegende Änderung, mit der gegenüber dem bisherigen Verfahren folgende
Vorteile verbunden sind: A. Die Erzeugungsintensität ist gänzlich unabhängig von
den zur Verwendung gelangenden Vorgängen in der Trombe; ein Einfluß auf die Luftdichte,
wie bei den eingangs geschilderten Methoden, ist nicht vorhanden.
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Das geförderte Luftgewicht, das sich aus Druck und Geschwindigkeit
in den Düsen ergibt, erfährt durch die Arbeitsleistung der Trombe kaum eine Änderung.
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B. Die Luftdichte in dem zylindrischen Teil des Wirbelkörpers, der
die Hubarbeit verrichtet, ist genau so groß oder nur unbedeutend geringer als diejenige
der umgebenden Atmosphäre; es steht also ihrer Luft die volle Hubfähigkeit zur Verfügung,
so daß die bei bisherigen Verfahren eintretende Gesamtabnahme der Luftdichte bis
beinahe auf die Hälfte ihres Wertes und damit auch die 5001obige Minderung der Hubfähigkeit
ganz erheblich gemildert wird.
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C. Es wird die Verwendung der viel billigeren und einfacheren Turbogebläse
möglich, weil die stoßartigen Druckschwankungen von Null bis Maximum und umgekehrt
fortfallen.
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D. Der Trombenwirbel hebt das Gut, nachdem er es in zemripetal verlaufenden
Spiralen am Boden zu seiner Achse zusammengeholt
hat, ohne jede
fremde Hilfe (Zuschaufeln usw.) empor, wobei die Menge des unter ihm lagernden Gutes
völlig gleichgültig ist; er braucht keine Eintauchtiefe, und er hebt nur das empor,
was seiner inneren Kraft entspricht.
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E, Gleichzeitig verbindet sich damit ein weiterer Vorteil. Je nach
der Einstellung der Luftgeschwindigkeiten tritt eine für viele Fördervorgange höchst
erwünschte Scheldung des Fördergutes nach Korngröße, Korngewicht usw. ein; man ist
also beispielsweise in der Lage, dem eigentlichen Fördervorgang eine Art Staubabsaugung
vorangehen zu lassen F. Eine für manche Förderprozesse erwünschte - Durchlüftüng
des zu fördernden Gutes ist gegeben.
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G, Übersättigen der Trombe mit Fördergut, sogenanntes Verschlucken,
wie es die Unterdruckschwankungen bisheriger Verfahren sehr leicht eintreten lassen
und was dann zum Stillstand der Anlage führt, ist ausgeschlossen.
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H Durch die mögliche Verwendung von Turbogebläsen an Stelle heute
erforderlicher Kolbenpumpen kann der Luftfiltrierptozeß vor Eintritt der Förderluft
in den Unterdruckerzeuger fortfallen, was weitere lufttechnische Verbesserung des
ganzen Prozesses bedeutet.
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An einer Versuchsanlage mit sehr schwachem Niederdruckgebläse ergab
sich für die gewöhnliche Tauchdüse unter den geringen Druckverhältnissen überhaupt
keine Möglichkeit mehr, das Getreidematerial im ein getauchten Zustand anzuheben,
während der Trombendüse außer der Anhebkraft noch die Kraft zu etwa 10 nt Fdrderweg
zur Verfügung stand. Dabei war ihr Leistungsbedarf nur So oio desjenigen der Tauchdüse.
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Für gewisse Materialien kamin der Trombenwirbel auch noch einen Teil
der anschließenden Saugleitung übernehmen, die Trombe also als Ganzförderanlage
in Anwendung kommen. Denn es besteht nach Versuchen keine Schwierigkeit, selbst
schon mit Düsengeschwindigkeiten, wie sie schwächere Mitteldruckgebläse erzeugen,
Tromben von mehreren Metern Länge zu erreichen Auf die Mischung und Förderung mittels
Flüssigkeit smd die vorstehenden Ausführungen sinngemäß zu übertragen Hierbei spielt
jedoch die größere Zähigkeit dieses Mittels eine Rolle.
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Es verhalten sich Flüssigkeit und Luft bzw.
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Gas zu ein und demselben Mischstoff absolut gemessen verschieden,
aber relativ genommen nahezu gleich.
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Förderung von Flüssigkeiten, z. B. Wasser durch Luft, geht nur bei
sehr kurzen Tromben in einer Art Wassersäure, sonst in Form von Tropfen, die eine
dichte Hohlröhre bilden, vor sich.
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Zur Nutzung der besonderen Unterdruckwirkung für die in Gruppe 6
bis 8 genannten Prozesse genügt es, den zu beeinflussenden Raum mit den Druckverhältnissen
in der Wirbelachse zweckmäßig durch eine zentral in den Fuß eingebrachte Rohrleitung
in Verbindung zu bringen.