DE69410520T2

DE69410520T2 - Behandlungsbehälter

Info

Publication number: DE69410520T2
Application number: DE69410520T
Authority: DE
Inventors: Peter David Martin
Original assignee: AEA Technology PLC
Current assignee: Accentus Medical PLC
Priority date: 1993-04-03
Filing date: 1994-03-07
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: DE69410520D1; EP0619139B1; GB9307225D0; US5395593A; GB9404591D0; JPH07810A; JP3483928B2; EP0619139A1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Behälter zur Verwendung bei der Bearbeitung bzw. Verarbeitung von Flüssigkeiten oder Flüssigkeit-/Feststoffmischungen und insbesondere einen Behälter, um die Flüssigkeit oder die Flüssigkeit-/Feststoffmischung einer Beschallung auszusetzen.
Falls eine Flüssigkeit einer hohen Ultraschallintensität ausgesetzt wird, beispielsweise von mehr als 0,3 W/cm², gibt es aufgrund von Dämpfung und nichtlinearen Effekten einen beträchtlichen Eintrag von Energie in die Flüssigkeit hinein. Dies kann im Zusammenhang mit Kavitation stehen, bei der kleine Blasen erzeugt werden, die mit Dampf oder Gas gefüllt sind und die während des Kompressionshalbzyklus der Ultraschallwelle rasch kollabieren. Temperaturspitzen von Tausenden von Graden und Druckspitzen von Hunderten von Atmosphären werden in Volumen mit Durchmessern von einigen zehn bis hundert Mikrometern erzeugt. Transiente Schockwellen werden auch in der Umgebung der Kavitationsblasen erzeugt. Die resultierenden chemischen Veränderungen kann man als Sonochemie bezeichnen, wobei auch physikalische Änderungen vorliegen, wie beispielsweise eine Emulgation. In GB 2 243 092 A wird eine Vorrichtung beschrieben, um eine Flüssigkeit in einer Röhre mit einem Innendurchmesser bzw. einer Bohrung von 125 mm solch einer Beschallung auszusetzen. In solch einer Vorrichtung kann jedoch nur ein kleines Flüssigkeitsvolumen beschallt werden und die Verwendung solch einer Vorrichtung in einem gepumpten bzw. umgewälzten Kreislauf, der mit einem Reaktionsbehälter verbunden ist (wie in diesem Dokument vorgeschlagen wird), kann nicht immer hingenommen werden.
Daß der Inhalt eines Tankes Ultraschallwellen ausgesetzt wird, wurde beispielsweise von Willems (US 3 161 402) vorgeschlagen, aber dieser lehrt, daß die Verwendung von magnetostriktiven oder piezoelektrischen Signalwandlern zu diesem Zweck nicht praktikabel ist, weil die Intensität des Ultraschalles zu gering ist. Er schlägt die Verwendung von mechanischen Oszillatoren mit Sätzen von ineinandergreifenden Zähnen vor, die sich relativ zueinander drehen, um so hochfrequente Oszillationen zu erzeugen und um auch eine Umwälzung bzw. Zirkulation einer Flüssigkeit zu bewirken; eine solche Vorrichtung kann verwendet werden, um Holzschnitzel und Holzspäne zu zerlegen, um eine faserhaltige Masse zu bilden, die zur Papierherstellung geeignet ist. Ein Reaktionsbehälter, der Ultraschall-Signalwandler (Transducer) in den Wänden und in dem Sockel bzw. der Basis beinhaltet, wird in EP 0 584 685 (Hoechst AG) beschrieben. Die Signalwandler (Transducer) können integral mit der Wand und der Basis ausgebildet sein, d.h. sie können in diese eingeschweißt sein; es können bis zu dreizehn Signalwandler vorhanden sein, acht in der Wand und fünf in der Basis.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Behandlungsbehälter geschaffen, der Wände und eine Basis bzw. einen Sockel umfaßt, die einen Behälter für eine Flüssigkeit festlegen, einen Rührflügel, um eine Strömung der Flüssigkeit in dem Behälter zu bewirken, ein Mittel, um ein Rohr vorzugeben, dessen Bohrung mit der Flüssigkeit in dem Behälter kommuniziert und eine deutlich kleinere Querschnittsfläche aufweist, als der Behälter, sowie ein Beschallungsmittel, um Flüssigkeit in dem Rohr einer hohen Ultraschallintensität von mehr als 0,3 W/cm² auszusetzen, wobei der Rührflügel angeordnet ist, um eine Zirkulation von Flüssigkeit zwischen dem Rohr und anderen Teilen des Behälters zu bewirken, und das Rohr entweder vollständig innerhalb des Behälters eingeschlossen bzw. enthalten ist oder von dem Behälter vorsteht und ein totes Ende, entfernt von dem Behälter, aufweist.
Das Rohr kann ein Stichrohr bzw. ein Rohr mit einem toten Ende sein, das einen Teil der Basis des Behälters bildet. In diesem Fall ist vorzugsweise eine Strömungsverkleidung angeordnet, um die Flüssigkeitsströmung in die Umgebung des Rührflügels zu zwingen, wobei die Strömungsverkleidung so geformt ist, daß sie einen Flüssigkeitsstrahl in das Rohr hinein ausstößt. Alternativ kann das Rohr innerhalb des Behälters, entfernt von dessen Wänden, gehalten werden und mit solch einer Strömungsverkleidung ausgerichtet sein. Das Rohr könnte sich gerade unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit befinden und die Strömungsverkleidung angeordnet sein, um einen Flüssigkeitsstrahl in das Rohr hineinzuschicken. Alternativ könnte das Rohr in der Flüssigkeit versenkt sein, so daß Flüssigkeit durch dieses hindurchfließen kann, und in diesem Fall kann das Rohr zumindest einen Teil der Strömungsverkleidung bilden.
In einer bevorzugten Anordnung ist der Behälter im wesentlichen von einer zylindrischen Gestalt und die Strömungsverkleidung besitzt einen kreisförmigen Querschnitt. Wo ein Rohr mit einem toten Ende vorliegt, können die Basis, die Wände und das Rohr alle Teile eines einzigen, integralen Bauteiles bilden. Alternativ können eine oder mehrere von diesen getrennt vorliegen und beispielsweise über Flansche verbunden sein. Das Rohr mit einem toten Ende kann mit einem Anschluß und einem Ventil an seinem geschlossenen Ende versehen sein, damit Flüssigkeit und feste Partikel von dem Behälter abgelassen werden können.
Der Behälter sorgt somit für eine einzige, in sich geschlossene Einheit, wodurch eine Flüssigkeit behandelt bzw. verarbeitet werden kann. Alle oder die meisten der Oberflächen, mit denen die Flüssigkeit in Berührung gelangt, können beispielsweise aus elektropoliertem Edelstahl bestehen, so daß der Behälter zur Behandlung von Flüssigkeiten geeignet sein kann, die sehr rein und steril gehalten werden sollen. Keine externen Rohrkreisläufe sind notwendig und keine Pumpe wird benötigt, um eine Flüssigkeitsströmung herbeizuführen. Ein herkömmlicher Reaktionsbehälter mit einem herkömmlichen Rührflügel kann modifiziert werden, um mit nur wenigen Abänderungen am Reaktionsbehälter selbst und mit einer nur geringen Änderung des Fassungsvermögens des Reaktionsbehälters den Behandlungsbehälter der Erfindung zu bilden.
An dem Verfahren kann eine chemische Reaktion beteiligt sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Kristallisation beteiligt sein. Bei einigen verschiedenen Materialien hat man herausgefunden, daß eine Beschallung mit intensivem Ultraschall das Ausmaß verringert, in dem sich übersättigte Lösungen entwickeln können, und zwar durch Auslösung einer Keim- bzw. Kernbildung, so daß eine Kristallisation bei geringerer Übersättigung auftritt. Dies ist dann von besonderer Relevanz, wenn sehr reine kristalline Produkte gebildet werden, weil die Reinheit der Flüssigkeit und die Sauberkeit der Behälteroberflächen bedeutet, daß anderweitig keine Kristallisationskeime bzw. -kerne vorhanden sind. Der erfindungsgemäße Behandlungsbehälter kann es somit ermöglichen, daß ein reineres, kristallines Produkt erhalten werden kann und daß verschiedene Größen von Kristallen gebildet werden können. Das resultierende, kristalline Material, wenn es von der Flüssigkeit getrennt wurde, kann beispielsweise freifließender sein und ein größeres Schüttvolumen bzw. eine größere Füllkonstante aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend in nur beispielhafter Art und Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Behandlungsbehälters in einer vertikalen Ebene zeigt;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1 zeigt; und
Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines alternativen Behandlungsbehälters in einer vertikalen Ebene zeigt.
Der Behandlungs- bzw. Verarbeitungsbehälter 10 umfaßt in Figur 1 eine röhrenförmige, zylinderförmige Edelstahlwand 12 mit Flanschen an jedem Ende, einen gebauchten bzw. gewölbten Deckel 14 am oberen Ende mit einem mit einem Ventil versehenen Einlaßrohr 15 sowie ein bogenförmig gekrümmtes Übergangs- bzw. Reduzierstück 16, das eine Basis bzw. einen Sockel bildet. Das Übergangsstück 16 definiert einen mit einem Flansch versehenen Anschluß mit einem Innendurchmesser von 130 mm in der Mitte der Basis, mit der ein mit einem Flansch versehenes Rohr 18 mit dem gleichen Durchmesser verbunden ist. Das Rohr 18 besitzt eine Länge von 300 mm und ist an seinem unteren Ende durch eine konische Endscheibe 19 abgeschlossen, die mit einer Ablaßröhre 20 und einem Ventil 21 versehen ist. Während des Betriebs des Behandlungsbehälters 10 wird das Ventil 21 geschlossen gehalten. Das Rohr 18 ist mit drei Ultraschallmodulen 24 versehen, die in gleichen Abständen um dieses herum angeordnet sind und ausführlich nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben werden, und die Module 24 werden von einer zweiteiligen, ringförmigen Schutzumhüllung 26 mit einem U-förmigen Querschnitt eingeschlossen.
Die Wand 12 besitzt einen Durchmesser von 450 mm und eine Höhe von 700 mm, so daß die Wand 12, das Übergangsstück 16 und das Rohr 18 gemeinsam einen Flüssigkeitsbehälter 28 mit einem Volumen von etwa 150 Litern definieren, wobei der typische Flüssigkeitsstand 29 durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist. Koaxial abgestützt innerhalb des Behälters 28 befindet sich eine röhrenförmige Strömungsverkleidung 30 aus Edelstahl, die an jedem Ende offen ist, mit einem zylinderförmigen oberen Abschnitt mit einem Durchmesser von 210 mm, einem konisch zusammenlaufenden Mittelabschnitt und einem zylinderförmigen unteren Abschnitt mit einem Durchmesser von 60 mm; das obere Ende der Strömungsverkleidung 30 befindet sich unterhalb des Flüssigkeitspegels 29, während sich ihr oberes Ende auf gleicher Höhe wie das obere Ende des Rohres 18 befindet. Innerhalb des oberen Abschnittes befindet sich ein Rührflügel bzw. ein Flügelrad 32, der bzw. das von einem Motor mit Hilfe einer Welle 36 angetrieben wird, die sich durch eine Axialöffnung in dem Deckel 14 hindurch erstreckt. Der Behälter 28 ist auch mit einer Wärmeübertragungsumhüllung 37 versehen.
In Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Rohres 18 und der drei Ultraschallmodule 24 gezeigt, von denen nur eines vollständig gezeigt ist. Das Rohr 18 besitzt eine Wandstärke von 2,5 mm und einen Bohrungs- bzw. Innendurchmesser von 130 mm. Drei gestufte Edelstahiansatzstücke 38 mit einer Wandstärke von 3 mm sind in einer gemeinsamen Ebene an die Außenseite des Rohres 18 geschweißt, und zwar gleichmäßig um dieses herum beabstandet; am äußeren Ende von jedem Ansatzstück befindet sich ein Montageflansch 40. Insbesondere auch in Fig. list zu erkennen, daß jedes Ansatzstück 38 mit Einlaßanschlüssen 42 und Auslaßanschlüssen 44 versehen ist, um Olivenöl 43 durch das Ansatzstück 38 und einen Wärmetauscher (nicht gezeigt) zirkulieren zu lassen. Jedes Ansatzstück 38 schließt ein Ende eines im allgemeinen zylinderförmigen Halbwellenlängenkopplers 46 aus einer Titanlegierung (nur einer ist in Fig. 2 gezeigt) ein, der einen Knotenpunktflansch 48 aufweist. Der Koppier 46 wird koaxial zum Ansatzstück 38 gehalten, mit seiner Stimseite 6 mm von der Außenoberfläche der Wand des Rohres 18 entfernt, indem der Außenrand des Knotenpunktflansches 48 zwischen zwei Silkongummidichtungen 50 geklemmt wird, die zwischen dem Montageflansch 40 und einem Spann- bzw. Klemmring 52 aus Stahl gehalten und mit Hilfe von Schrauben 54 (nur zwei sind gezeigt) gesichert werden.
Am anderen Ende des Kopplers 46 ist eine Signalwandlereinheit 56 mit Hilfe eines kurzen Gewindebolzens 58 fest angebracht, der in mit entsprechenden Gewinden versehene Bohrungen in dem Koppier 46 und in der Einheit 56 eingreift. Die anstoßenden Oberflächen sind glatt und eben, um die Einkopplung von Ultraschallwellen von der Einheit 56 in den Koppler 46 hinein zu maximieren. Die Resonanzfrequenz der Einheit 56 beträgt 20 kHz und die Länge des Kopplers 46 beträgt eine halbe Wellenlänge bei dieser Frequenz, so daß sich der Flansch 48 an einer Position befindet, die im Betrieb einen Knotenpunkt der Verdrängung darstellt. Das Ende des Kopplers 46 in der Nähe der Einheit 56 besitzt einen Durchmesser von 33 mm (der gleiche Durchmesser, wie der des in der Nähe befindlichen Endes der Einheit 56), aber das andere Ende besitzt einen Durchmesser von 50 mm, um den Ultraschall effizienter in das Olivenöl 43 einzukoppeln. An jedem Ende befindet sich ein kurzer zylinderförmiger Abschnitt; zwischen dem weiteren Endabschnitt und dem Flansch 48 verjüngt sich der Koppler 46 gleichförmig; der Koppler 46 besitzt auf jeder Seite des Flansches 48 den gleichen Durchmesser und entspricht auf jeder Seite des Flansches 48 einer Hohlkehlnaht; und zwischen dem Flansch 48 und dem engeren Endabschnitt befindet sich ein zylindrischer Abschnitt und anschließend ein kurzer, konisch verlaufender Abschnitt.
Die Signalwandlereinheit 56 umfaßt einen im allgemeinen zylinderförmigen Verbindungsklotz 60 aus einer Titanlegierung (der auch einen Knotenpunktflansch 62 festlegt) und einen zylinderförmigen Versteilungsklotz 64 aus einer Titanlegierung, zwischen denen zwei ringförmige Schreiben 66 aus pzt(Bleizirkonattitanat)-piezoelektrischem Material geschichtet sind, die in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind. Die Einheit 56 wird mit Hilfe eines Bolzens 68 mit einem Durchmesser von 8 mm zusammengehalten, der angezogen wird, um sicherzustellen, daß die Scheiben 66 im Betrieb unter Druck bleiben. Die Abmessungen und Massen sind so bemessen, daß die Einheit 56 bei etwa 20 kHz eine Resonanzfrequenz aufweist. Eine solche Einheit ist von der Firma Sonic Systems, Isle Brewers, Taunton, Somerset, erhältlich.
Im Betrieb des Behandlungsbehälters 10 ist jede Signalwandlereinheit 56 jeweils mit einem 20 kHz-Signalgenerator (nicht gezeigt) verbunden, wobei die elektrischen Signale an die aneinander anliegenden Oberflächen bzw. Seiten der Scheiben 66 angelegt werden und die Außenoberflächen geerdet sind. Üblicherweise kann jeder Generator eine elektrische Leistung von etwa 300 W an die Einheit 56 abgeben. Olivenöl 43 wird durch die Ansatzstücke 38 und den Wärmetauscher zirkuliert, um eine Überhitzung zu vermeiden. Aufgrund von Energieverlusten, prinzipiell aufgrund der Reflexion an der Trennschicht zwischen dem Olivenöl 43 und dem Rohr 18, beträgt die Schalleistung, der die Flüssigkeit innerhalb des Rohres 18 ausgesetzt wird, von jeder Einheit 56 etwa 200 W. Für den Fall, daß die Flüssigkeit Wasser ist, hat man herausgefünden, daß eine Kavitation längs des Rohres 18 (etwa 300 mm) stattfindet, so daß das behandelte Volumen etwa 3,6 Liter beträgt.
Zur gleichen Zeit wird der Rührflügel 32 aktiviert, so daß die Flüssigkeit zirkuliert wird, wie durch die Pfeile angegeben, und zwar in das Stichrohr 18 hinein und um den Rest des Behälters 28 herum. Folglich wird über einen Zeitraum im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit im Behälter 28 der intensiven Beschallung innerhalb des Rohres 18 ausgesetzt. Beispielsweise könnte die Flüssigkeit so beschaffen sein, daß ihr pH allmählich geändert wird (durch Hinzugeben einer Säure oder einer Base), so daß die Kristallisation eines Produktes auftritt; oder eine Übersättigung kann als Folge des Hinzufügens einer Reagenz erfolgen, um eine Mischung aus einem Feststoff, gelöst in der Flüssigkeit, zu bilden, wobei die Mischung eine geringere Löslichkeit aufweist; oder eine Übersättigung könnte durch Hinzufügen eines anderen Lösungsmittels herbeigeführt werden; oder durch Änderung der Temperatur der Flüssigkeit. Die Verwendung des Behandlungs- bzw. Verarbeitungsbehälters 10 ermöglicht es, daß der Kristallisationsvorgang in kontrollierterer Art und Weise ausgeführt werden kann und daß man ein reineres Produkt erhalten kann.
Man wird es zu schätzen wissen, daß der Behandlungsbehälter von dem vorstehend Beschriebenen abweichen kann und dennoch innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung verbleiben kann. Der Behälter 28 könnte ein anderes Volumen aufweisen, beispielsweise könnte die Wand 12 1,0 m hoch sein und im Durchmesser 0,6 m betragen, so daß das Volumen etwa 300 Liter beträgt, und das Rohr 18 könnte einen größeren Durchmesser von beispielsweise 225 mm besitzen, so daß das beschallte Volumen größer ist. Die Wand 12, das Übergangsstück 16 und das Rohr 18 können aus einem anderen Material hergestellt sein, beispielsweise könnten die Wand 12 und das Übergangsstück 16 aus emalliertem Stahl bestehen und das Rohr 18 aus einer korrosionsbeständigen Legierung. Das Rohr 18 könnte auch mit einer Auskleidung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) versehen sein. Die Wand 12 und das Übergangsstück 16 können integral miteinander ausgebildet sein. Die Strömungsverkleidung 30 kann Ablenkbleche umfassen, die von deren Innenoberfläche vorstehen, um darin eine Kreisströmung bzw. Wirbelströmung zu unterdrücken.
Die Anzahl und Anordnung der Ultraschallmodule 24 könnte ebenfalls abweichen, beispielsweise könnte es zwei Sätze von drei solchen Modulen 24 geben, die in Axialrichtung entlang des Rohres 18 zueinander beabstandet sind. Die Ansatzstücke 38 sind vorzugsweise von einer solchen Länge, daß der Spalt bzw. Abstand zwischen dem Ende des Kopplers 46 und dem naheliegendsten Teil der Wand weniger als 10 mm und viel weniger als eine viertel Wellenlänge in der Puffer- bzw. Kopplungsflüssigkeit 43 beträgt, vorzugsweise etwa 6 mm. Der Spalt zwischen den Seiten des Kopplers 46 und dem Ansatzstück 38 beträgt vorzugsweise weniger als 10 mm aber vorzugsweise nicht weniger als 2 oder 3 mm. Das Ansatzstück 38 besitzt seinerseits vorzugsweise eine Stärke zwischen 2 und 5 mm und ist vorzugsweise etwa 3 mm stark und besteht aus Stahl.
Die Pufferflüssigkeit 43 kann Olivenöl sein, wie beschrieben wurde; die Pufferflüssigkeit muß eine geringe Dämpfüng ergeben und einen Kavitationsschwellenwert oberhalb von dem der Flüssigkeit innerhalb des Rohres 18 besitzen, so daß andere Pufferflüssigkeiten verwendet werden können. Ein Mittel muß vorgesehen sein, um die Pufferflüssigkeit zu zirkulieren bzw. umzuwälzen und um diese zu kühlen, wie vorstehend beschrieben wurde; dieses kann eine Pumpe verwenden oder eine passive Zirkulation kann ausreichend sein und in der Tat braucht gar keine Veranlassung dafür zu bestehen, einen Wärmetauscher vorzusehen.
In Fig. 3 ist ein alternativer Behandlungsbehälter 70 gezeigt, der in vielerlei Hinsicht ähnlich zu dem aus Fig. 1 ist. Der Behälter 70 umfaßt eine röhrenförmige, zylinderförmige Edelstahlwand 72, die integral mit einer bogenförmig gekrümmten Basis 76 ausgebildet ist und mit einer mit einem Flansch versehenen Verbindung zu einem gebauchten Deckel 74 mit einem mit einem Ventil versehenen Einlaßrohr 75 versehen ist. Der Behälter 70 ist mit einer Wärmeübertragungsummantelung 77 versehen und ist an seinem tiefsten Punkt mit einer Ablaßröhre 80 und einem Ventil 81 (das während des Betriebes geschlossen ist) versehen. Ein Rührflügel 82 befindet sich nahe der Basis 76 und wird von einem Motor mit Hilfe einer Welle 86 angetrieben, die sich durch eine Axialöffnung in dem Deckel 74 hindurch erstreckt. Der Rührflügel 82 befindet sich somit gut unterhalb des normalen Flüssigkeitspegels 88, der mit Hilfe einer gestrichelten Linie angedeutet ist.
Oberhalb des Rührflügels 82, aber gut unterhalb des Flüssigkeitspegels 88, befindet sich ein hohler, gasgefüllter Edelstahltorus 90. Der Torus 90 bildet ein zylinderförmiges Rohr 92 mit einem Innendurchmesser von 130 mm aus, durch den die Flüssigkeit vom Rührflügel 82 zu strömen veranlaßt wird. Innerhalb des hohlen Torus 90 befinden sich drei Ultraschallmodule 24, gleichmäßig um die Wand des Rohres 92 herum beabstandet; diese Module 24 sind identisch zu denen im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen. Der Torus 90 wird vom Deckel 74 mit Hilfe von Verbindungsstangen 94 (von denen nur eine gezeigt ist) gehalten und eine Röhre 96 erstreckt sich bis oberhalb des Deckels 74, durch die elektrische Kabel (nicht gezeigt) verlaufen, um die Ultraschallmodule 24 mit Spannung zu versorgen, sowie Röhren (nicht gezeigt), um eine Pufferfiüssigkeit und ein Reinigungsgas für den Torus 90 zu führen.
Der Behandlungsbehälter 70 fünktioniert im wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie der Behälter 10 aus Fig. 1. Jedes Ultraschallmodul 24 wird aktiviert, so daß die Inhalte des Rohres 92 einem Schallfeld bzw. einer Schalleistung ausgesetzt werden; der Rülirflügel 82 wird gedreht, so daß die Flüssigkeit durch das Rohr 92 und durch den Behälter 70 zirkuliert.
Der Torus 90 kann aus zwei Teilen bestehen, mit einer zum Rest des Torus 90 abgedichteten, ringförmigen Kappe an seinem Innen- und Außenumfang, welche zwei Teile mit Hilfe von Laschen (nicht gezeigt) aneinander befestigt sind, die sich außenseitig oder innenseitig, jedoch fembetätigt, befinden können. Alternativ könnte der Torus 90 zusammengeschweißt und an seinen Außenoberflächen elektropoliert sein. Der Innendurchmesser des Rohres 92 könnte von dem vorstehend genannten abweichen. Beispielsweise könnte es einen Durchmesser von 180 mm oder 260 mm besitzen und es könnte mit einer anderen Anzahl von Ultraschallmodulen 24 versehen sein, beispielsweise mit 5 oder 7.
Die Unterseite des Torus 90 kann im wesentlichen den gleichen Krümmungsradius wie der unmittelbar darunter befindliche Abschnitt der Basis 76 aufweisen und der Torus 90 kann in solch einem Abstand oberhalb der Basis 76 gehalten werden, daß die Flüssigkeitsströmung zwischen diesen ausreicht, um feste Reagenzien oder Kristalle in Suspension bzw. Lösung zu halten. Man wird es zu schätzen wissen, daß der Rührflügel 82 oberhalb des Torus (wie durch gestrichelte Linien angedeutet), anstatt unterhalb davon angeordnet sein kann. Außerdem könnte die Richtung der Strömung durch das Rohr 92 hindurch entweder nach unten (wie durch die Pfeile angedeutet) oder nach oben erfolgen. Und insbesondere für den Fall eines hohen Behälters 70 könnte auch eine Strömungsverkleidungsröhre (nicht gezeigt) vorhanden sein, die mit dem Rohr 92 fluchtet oder für eine Verlängerung des Rohres 92 sorgt, um so die Zirkulation innerhalb des Behälters 70 zu verstärken. Ein anderes, optionales Merkmal ist die Bereitstellung von vertikalen Ablenkblechen (nicht gezeigt), die von der Unterseite des Torus 90 in radialen Ebenen vorstehen, um so eine Verwirbelung in der Flüssigkeit zu unterdrücken.

Claims

1. Behandlungs- bzw. Verarbeitungsbehälter (10), der umfaßt: Wände (12) und eine Basis bzw. einen Sockel (16), die einen Behälter (28) für eine Flüssigkeit festlegen, einen Rührflügel (32), um eine Flüssigkeitsströmung in dem Behälter zu bewirken, ein Mittel, um ein Rohr (18) festzulegen, dessen Innenvolumen mit der Flüssigkeit in dem Behälter (28) kommuniziert und eine deutlich kleinere Querschnittsfläche als der Behälter (28) aufweist, sowie ein Beschallungsmittel (24), um Flüssigkeit in dem Rohr (18) einer hohen Ultraschallintensität von mehr als 0,3 W/cm² auszusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührflügel (32) angeordnet ist, um eine Zirkulation von Flüssigkeit zwischen dem Rohr (18) und anderen Teilen des Behälters (10) zu bewirken, und daß das Rohr entweder vollständig innerhalb des Behälters (70) eingeschlossen ist (92) oder von dem Behälter (28) vorsteht (18) und ein totes Ende (19), entfernt von dem Behälter (28), aufweist.

2. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, bei dem das Rohr (18) von der Basis (16) des Behälters (28) vorsteht.

3. Behandlungsbehälter nach Anspruch 2, der auch eine Strömungsverkleidung (30) umfaßt, die angeordnet ist, um die Flüssigkeitsströmung in der Umgebung des Rührflügels (32) einzüschließen, wobei die Strömungsverkleidung (30) so geformt ist, daß ein Flüssigkeitsstrahl in das Rohr (18) ausgestoßen wird.

4. Behandlungsbehälter nach Anspruch 3, bei dem der Behälter (28) im wesentlichen eine zylinderförmige Gestalt und die Strömungsverkleidung (30) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, deren Innendurchmesser bzw. Bohrung sich zu ihrem Ende, das näher zur Basis (16) liegt, hin verjüngt.

5. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, bei dem das Rohr (92) innerhalb des Behälters, entfernt von den Wänden (72) und von der Basis (76) beabstandet, gehalten wird.

6. Behandlungsbehälter nach Anspruch 5, bei dem das Rohr (92) durch die axiale Öffnung eines im wesentlichen torusförmigen Beschallungsmoduls (90) festgelegt wird.

7. Behandlungsbehälter nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei dem das Rohr (92) so angeordnet ist, daß Flüssigkeit durch dieses strömen kann, und bei dem das Rohr (92) zumindest einen Teil einer Strömungsverkleidung bildet, um die Flüssigkeitsströmung in der Umgebung des Rührtlügels (82) einzuschließen.

8. Behandlungsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest die Basis (76) und die Wände (72) integral miteinander ausgebildet sind.

9. Behandlungsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Ablenkbleche vorgesehen sind, um eine Verwirbelung der Flüssigkeitsströmung zu unterbinden.

10. Behandlungsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Beschallungsmittel (24) umfaßt: zumindest einen Ultraschallsignalwandler (56) und einen Ultraschalltrichter (46), um Ultraschall von dem Signalwandler (56) zu dem Rohr (18, 92) zu übertragen, wobei der Trichter bzw. das Horn (46) einen Knotenpunktflansch (48) aufweist, wobei jener innerhalb eines Ansatzstückes (38) gehalten wird, das Ansatzstück (38) an der Außenseite der Wand des Rohres (18, 92) angebracht ist und die Spalte zwischen dem Trichter und dem Ansatzstück (38) und der Wand des Rohres (18, 92) mit einer Kopplungsflüssigkeit (43) gefüllt ist.