DE658446C - Einrichtung zum Kuehlen von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten unter Verwendung eines Kältemittels, das unmittelbar mit den Flüssigkeiten gemischt wird. Dieses Kältemittel verdampft bei Erzeugung eines Unterdruckes in einem das Flüssigkeitsgemisch enthaltenden Behälter und kühlt dieses dadurch ab. Häufig wird die Aufgabe gestellt, durch Abkühlung in dem Flüssigkeitsgemisch gelöste Beimengungen auszuscheiden, z. B. beim Entparaffinieren von Mineralölen, die zu diesem Zweck mit einem zugleich als Kältemittel verwendbaren Lösungsmittel gemischt werden, wozu beispielsweise ein Gemisch von Benzol und S 02 verwendet werden kann. Dabei muß nun aus Löslichkeitsgründen die Bedingung erfüllt werden, daß die Kältezufuhr stetig bleibt und trotz des Ausdampfens sich das Lösungsmittelgemisch nicht ändert, weil sich sonst die Löslichkeit des ausgeschiedenen Teiles unerwünscht verändert. Diese Aufgabe konnte mit den bisher bekannten Einrichtungen nicht oder nur unvollkommen gelöst werden.
• Gemäß der Erfindung werden mehrere ineinandergeschachtelte und durch Flüssigkeitsverschlüsse miteinander verbundene Behälter verwendet, die Ringräume bilden, aus denen das verdampfte Kältemittel getrennt abgeleitet wird. Die Konzentration des Flüssigkeitsgemisches bleibt unverändert, wenn die jeweils verdampfte Kältemittelmenge in flüssiger Form den Behältern wieder zugeführt wird. Auf diese Weise fallen die auszuscheidenden Stoffe immer unter den gleichen Lösungsbedingungen aus. In den Ringräumen der ineinandergeschachtelten Behälter entsteht ein in Richtung des Flüssigkeitsstromes zunehmender Unterdruck infolge der sinkenden Temperatur. An die Behälter werden Zuführungsleitungen für das flüssige Kältemittel und Abführungsleitungen für die Kältemitteldämpfe angeschlossen. Diese Leitungen erhalten zweckmäßig regelbare Ventile oder dergleichen, um die Zufuhr des flüssigen Kältemittels nach der Menge des in den einzelnen Ringräumen jeweils verdampften Kältemittels einstellen zu können.
• Die ineinandergeschachtelten, verschieden großen Behälter werden zweckmäßig glockenförmig ausgebildet und mit einer gemeinsamen Bodenplatte fest verbunden.
• In dem oberen Teil der Behälterwand werden Verbindungsöffnungen angebracht, die von oben geschlossenen und unten offenen Fallrohren umschlossen sind. Diese Fallrohre bilden unten einen Flüssgkieitsverschluß und leiten die Flüssigkeit von dem einen Behälter zum unteren Teil des nächsten Behälters.
• Bei Verdampfern, insbesondere Destilliervorrichtungen, ist es bekannt, mehrere glockenförmige Behälter ineinanderzuschachteln, in denen die zu verdampfende Flüssigkeit kondensiert und wieder verdampft. Es findet hier aber weder eine Abführung des verdampften Mittels statt, noch sind die von den einzelnen Behältern gebildeten Ringräume durch FlüssigkeitsVcrschlüsse gegeneinander abgedichtet.
• Die gemäß der Erfindung erfolgte Ineinanderschachtelung der Behälter hat den Vorteil, daß nur der äußere Behälter für den vollen Druckunterschied gegen die Außenluft bemessen zu werden braucht. Die inneren Behälter stehen lediglich unter dem geringen Druckunterschied der einzelnen Behälterkammern. Dies bedingt eine besonders einfache raum- und werkstoffsparende Ausbildung der ganzen Vorrichtung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Raum niedrigsten Druckes im Innern der Vorrichtung liegt, so daß das Flüssigkeitsgemisch in Richtung von außen nach innen durch die Vorrichtung getrieben wird. Hierdurch erhält der innerste Raum, der infolge des niedrigsten Druckes auch die niedrigste Temperatur hat, durch die ihn umschließenden übrigen Behälter einen guten Wärmeschutz, so daß än Wärmeisolierung gespart werden kann.
• Wird die Erfindung zum Ausscheiden von Paraffin aus Öl verwendet, so fällt das durch die Abkühlung kristallisierende Paraffin in den Zwischenräumen der einzelnen ineinandergeschachtelten Behälter aus, bleibt hierbei jedoch in dem Flüssigkeitsstrom in der Schwebe. Es entfallen deshalb die für diese Zwecke bisher vielfach verwendeten mechanischen Hilfsvorrichtungen zum Entfernen der Paraffinkristalle, da die Kälteübertragung durch Metallwände fehlt. Die ganze Vorrichtung arbeitet vielmehr unter Vermeidung jeglicher bewegter Teile und erhält dadurch eine besonders große Betriebssicherheit und Lebensdauer.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zeichnung in Fig. i im Längsschnitt und Fig. 2 im Querschnitt dargestellt.
• Eine Anzahl, z. B. sechs, glockenförmige, unten offene Gefäße i von verschiedenem Durchmesser sind konzentrisch ineinandergeschachtelt und stehen in fester und dichter Verbindung mit einer gemeinsamen Bodenplatte 2. An der Innenseite dieser Glocken i sind senkrechte Fallrohre 3 angeordnet, die nur an ihrem unteren Ende offen sind. An dem oberen Ende der Fallrohre 3 sind in den Glocken i Öffnungen q. angebracht. Die in der Außenglocke i befindliche Öffnung q. ist mit einem Stutzen ii versehen, durch den das Flüssigkeitsgemisch eintritt. In der innersten Glocke i ist ein senkrechtes Rohr 5 angeordnet, dessen Ende oben offen ist und etwas unterhalb der Öffnung q. endigt. Durch dieses Rohr tritt die abgekühlte Flüssigkeit aus. Zum Zuführen des flüssigen Kältemittels dienen Rohre 6, von denen nur eines gezeichnet ist. Die Rohre 6 münden in je einen ringförmigen Verteilerraum 7, der am ganzen Umfang feine Öffnungen oder Poren besitzt, durch welche die Kälteflüssigkeit fein verteilt in das Flüssigkeitsgemisch einströmt. An der Decke jeder Glocke sind Rohre 8 angebracht, die an der höchsten Stelle des Glockenraumes münden und das verdampfte Kältemittel abführen. Die Rohre 8 sind einzeln odef in Gruppen über Ventile io an die Saugleitung eines Verdichters o. dgl. angeschlossen. Zum Entleeren und Ausdämpfen der Glocken dienen die mit Ventilen versehenen Rohrleitungen g, die durch Bohrungen 12 der Bodenplatte z geführt und an eine gemeinsame Leitung 13 angeschlossen sind.
• Die zu behandelnde Flüssigkeit wird durch den Stutzen ix in die äußere Glocke z eingeführt, fällt durch Fallrohr 3 in den Zwischenraum I und bildet einen Flüssigkeitsverschluß. Der nachdrängende Flüssigkeitsstrom steigt durch den hier herrschenden Unterdruck in diesem Zwischenraum hoch bis zur nächsten Öffnung q. und fällt durch das nächste Fallrohr 3 in den nächsten Zwischenraum II, wobei sich der Flüssigkeitsspiegel im Fallrohr 3 nach dem im Zwischenraum I herrschenden Unterdruck einstellt. Dieser Vorgang wiederholt sich sinngemäß in der geschilderten Weise, bis das abgekühlte Flüssigkeitsgemisch in die innerste Kammer VI gelangt, durch das Rohr 5 austritt, und durch eine angeschlossene Rohrleitung über ein Filter geleitet wird, wo die ausgefüllten Stoffe von der Flüssigkeit getrennt werden. Die kalte filtrierte Flüssigkeit kann zum Vorkühlen weiteren Einlaufgutes benutzt werden.
• Die Anordnung kann sinngemäß auch so getroffen werden, daß das Flüssigkeitsgemisch in die innerste Kammer eingeleitet wird und aus der äußersten Kammer austritt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten durch unmittelbare Mischung mit einem Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ineinandergeschachtelte und durch Flüssigkeitsverschlüsse miteinander verbundene Behälter (i) Ringräume (I, II usw.) bilden, aus denen das verdampfte Kältemittel getrennt abgeleitet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von den ineinandergeschachtelten Behältern (i) gebildeten Ringräume unter einem in Richtung des Flüssigkeitsstromes zunehmenden Unterdrück von geringerem als den Druck der Außenluft stehen und mit Leitungen (6) für die regelbare Zuführung des flüssigen Kältemittels verbunden sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Teil der Behälterwandungen (i) angebrachte Öffnungen (.
4. 4) von oben geschlossen und unten offenen Fallrohren (3) umschlossen sind, durch die das Flüssigkeitsgemisch in den Behälter niedrigeren Druckes strömt. q.. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Ringräume (I, II . .) mit durchlässigen Wänden versehene Kanäle (7) zur feinen Verteilung des Kältemittels angeordnet sind.
5. 5. Verfahren zum Kühlen von Flüssigkeiten durch unmittelbare Mischung mit einem Kältemittel unter Verwendung einer Einrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der Kälte verdampfte Komponente des Flüssigkeitsgemisches in flüssiger Form und der gleichen Menge wie vor der Verdampfung in die kingräume (I, II . .) der ineinandergeschachtelten und durch Flüssigkeitsverschlüsse miteinander verbundenen Behälter (i) eingeführt wird, in denen die Verdampfung stattfindet.