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Vorrichtung zum Konzentrieren von Flüssigkeit durch Ausfrieren Zusatz
zum Patent 688 ei5 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Konzentrieren
von Flüssigkeiten durch Ausfrieren nach Patent 688 775.
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Diese Vorrichtuug zum Konzentrieren von Flüssigkeiten durch Ausfrieren
unter Absieben der gefrorenen Teile und Rückführung der Flüssigkeit zeichnet sich
im wesentlichen aus durch einen in einem Gefäß angeordneten feststehenden Kühlkörper
aus vom Kühlmittel durchffossenen Gliedern, zwischen denen hindurch die neu zufließende,
zu konzentrierende Flüssigkeit mittels einer unterhalb des Kühlkörpers angeordneten
Leitschaufel nach oben bewegt wird, ferner durch einen über dem Kühlkörper angeordneten,
durch eine Siebkammer gebildeten Schacht, in der eine die gefrorenen Teile nach
oben in einen Behälter fördernde Schnecke angeordnet ist, und zwei Ringräume, von
denen der untere, den Kühlkörper und den unteren Teil der Siebkammer umgebende ringförmige
Kanal mit dem Sammelgefäß für die konzentrierte Flüssigkeit unterhalb der Leitschaufel
verbunden ist und von denen der obere, den oberen Teil der Siebkammer umgebende
Ringraum mit der Zuleitung für- die neu zufließende, zu konzentrierende Flüssigkeit,
die unterhalb des Kühlkörpers, jedoch oberhalb der Leitschaufel in das Gefäß einmündet,
in Verbindung steht.
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Es ist der Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, durch
die eine vollständige Ausscheidung der gefrorenen und halbgefrorenen Teile der Flüssigkeit
erreicht werden soll, bevor diese Teile wieder eine flüssige Form erhalten. Es soll
also vermieden werden, daß der abfließenden, bereits konzentrierten Flüssigkeit
solche Teile beigemengt werden, die zunächst gefrieren und bei dem Ausscheidungsvorgang
wieder flüssig werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
erreicht,
daß die Kühlkörper über die Ausscheidungsgrenze der konzentrierten Flüssigkeit zwischen
Kühlkörpergefäß und Siebkammer hinaus bis in die Siebkammer hineinragen.
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Es ist dabei grundsätzlich unbedeutend, ob die Kühlkörper im Kühlkörpergefäß
fest, d. h. unbeweglich, gelagert sind oder aber, ob sie an einer durch das Kühlkörpergefäß
hindurchgehenden Mittellängsachse angebracht sind, die sich in der Flüssigkeit dreht.
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Werden die Kühlkörper auf der Mittellängsachse angeordnet, so können
die den Auftrieb der gefrorenen Teile und der konzentrierten Flüssigkeit fördernden
Leitschaufeln am lGmfang der Kühlkörper angeordnet sein. Bei einer derartig ausgebildeten
Vorrichtung sind gegenüber den Kühlkörpern im Kühlkörpergefäß bzw. in der daran
nach oben anschließenden Siebkammer an sich bekannte Abschaber angeordnet, die mit
dem Profil der Kühlkörper und der Leitschaufeln entsprechenden Ausschnitten versehen
sind und die die Kühlkörper von den sich ansetzenden gefrorenen Teilen befreien.
Über den Kühlkörpern ist dabei auf der Mittellängsachse ein umlaufendes Leitglied
angeordnet, das die aus der Siebkammer nach oben getriebenen gefrorenen Teile aufnimmt
und einem besonderen mit Auslaßöffnungen versehenen Ringraum zuleitet. in dem das
Leitglied umläuft. Die Auslaßöffnungen des Ringraums sind mit Schiebern oder Klappen
verschließbar, um die gefrorenen Teile gegebenenfalls entsprechend den zum die Vorrichtung
heruin angeordneten Zentrifugen zur Nachbearbeitung zuleiten zu können. Selbstverständlich
ist es aber auch ohne weiteres möglich, durch Öffnen aller Schieber oder Klappen
der Auslaßöffnungen die gefrorenen Teile direkt zur Ausscheidung zu bringen.
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Bei der anderen Ausführungsform der Vorrichtung sind die Kühlkörper
im Kühlkörpergefäß angeordnet. und zwar in der ÄVeise, daß die aus spiralenförmig
gewundenen Röhren bestehenden Kühlkörper waagerecht in Abständen voneinander befestigt
sind, wobei die Ein- und Auslaßöffnungen der einzelnen Kühlkörper je untereinander
verbunden sind.
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Zwischen den einzelnen Kühlkörpern gleiten die auf der drehbaren
Mittellängsachse angeordneten Abschaber, die gleichzeitig als Leitglied ausgebildet
sind, so daß die abgeschabten, zwischen den Kühlkörpern gefrorenen Teile der Flüssigkeit
nach der Mitte des Kühlkörpergefäßes geleitet werden. Dort werden die gefrorenen
Teile von einer rings um die Mittellängsachse angeordneten Förderschnecke aufgenommen
und nach oben in die Siebkammer befördert. Die Förderschnecke übernimmt damit gleichzeitig
die Aufgabe der den Auftrieb fördernden Leitschaufeln. In der in diesem Fall seitwärts
verlagerten Siebkammer ist ein Leitglied angeordnet, das die gefrorenen Teile von
der Förderschnecke al>-nimmt und einem Auslaßschacht zuleitet.
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Auf die Anordnung einer besonderen Förderschnecke kann aber auch
verzichtet werden, wenn an der Mittellängsachse zwischen den Abschabern schräg gerichtete
Leitschaufeln angeordnet werden, die die von den Abschabern, nach der Mitte des
Kühlkörpergefäßes geleiteten gefrorenen Teile unter Ausnutzung des natürlichen Auftriebs
nach oben befördern.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in drei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigen Abb. r einen Schnitt durch die Vorrichtung mit beweglichen
Kühlkörpern, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in Abb. 1, Abb. 3 einen Schnitt
durch die Vorrichtung mit festen Kühlkörpern, Abb. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4
in Abb. 3 und Abl>. 5 die Einzelheit einer weiteren Ausführungsform.
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Die Ausführungsform gemäß Abb. 1 und 2 besteht aus einem kreisrunden
Kühlkörpergefäß 1. das mit einem Deckel 2 versehen ist.
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In diesem ist eine senkrechte Mittellängsachse 3 angeordnet, die als
Hohlwelle derart ausgebildet ist, daß das Kühlmittel auf der einen Seite von oben
oder unten zugeleitet und auf der anderen Seite abgeleitet wird.
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Auf dieser Hohlwell 3 sind in Abständen voneinan der hohle, tellerförmige
Kühlkörper 4 angeordnet, die mittels entsprechenden Öffnungen 5 in der Hohlwelle
3 vom Kühlmittel durchflossen sind. Die Öffnungen 5 der Hohlwelle 3 können so angeordnet
sein, daß das Kühlmittel aus einer Öffnung 5 in den Kühlkörper 4 einströmt und zu
einer anderen Öff nung 5' wieder in die Hohlwelle 3 zurückfließt, wobei die Hohlwelle
3 zwischen den Öffnungen 5 und 5' durch eine Trennwand 6 abgeschlossen ist.
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Die Kühlkörper sind an ihrem äußeren Umfang in beliebigen Abständen
mit schräg gerichteten Leitschaufeln 7 versehen; vorzugsweise ist die Anordnung
so getroffen, daß die Leitschaufeln des einen Kühlkörpers gegenüber den Leitschaufeln
des angrenzenden Kühlkörpers versetzt sind. An der Innenwand des Kühlkörpergefäßes
1 sind vorzugsweise an einander gegenüberligegenden Seiten Führungen 8 angeordnet,
in die von oben Abschaber 9 eingesetzt sind. Die Abschaber, die mit dem Profil der
Kühlkörper 4 und der Leitschaufeln 7 entsprechenden Ausschnitten versehen sind,
können in Form eines kammförmigen
Metallstreifens auf jeder Seite
des Kühlkörpergefäßes als zusammenhängendes Ganzes ausgeführt.sein. Zwischen den
Ausschnitten der Abschaber g werden die Kühlkörper 4 mit den Leitschaufeln 7 hindurchbewegt.
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Das Kühlkörpergefäß ist außerdem in bekannter Weise mit einer Zuleitung
10 für die zu konzentrierende Flüssigkeit und mit einer Stopfbüchse 1 1 für die
Mittellängsachse verschen. Der Antrieb für die Hohlwelle 3 ist durch ein Zahnrad
12 angedeutet.
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An das Kühlkörpergefäß I grenzt nach oben die Siebkammer 13 an, die
in diesem Ausführungsbeispiel einerseits durch eine Ausladung des Kühlkörpergefäßes
und andererseits durch einen diese Ausladung abdeckenden Siebzylinder 14 in der
Weise gebildet wird, daß die Siebkammer I3 innerhalb des Siebzylinders 14 als Fortsetzung
des Kühlkörpergefäßes 1 betrachtet werden kann.
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Die Kühlkörper 4 erstrecken sich bis in die Siebkammer I3 hinein.
Die Siebkammer I3 ist mit einer Ableitung 15 für die konzentrierte Flüssigkeit versehen.
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Durch eine weitere Ausladung des Kühlkörpergefäßes wird über der
Siebkammer 13 ein Ringraum 16 gebildet, in dem ein mit der Hohlwelle 3 umlaufendes
und an dieser befestigtes Leitglied I7 umläuft. Der Ringraum 16 ist mit einer Anzahl
Auslaßöffnungen IS für die gefrorenen Flüssigkeitsteile versehen, die in den Schacht
19 einmünden. Die Auslaßöffnungen 18 können mittels Schiebern 20 oder aber mittels
Klappen nach Belieben geschlossen oder geöffnet werden.
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Die zu konzentrierende Flüssigkeit tritt durch die Zuleitung 10 in
das Kühllçörper gefäß ein und wird von den Leitschaufeln 7 am Umfang der an der
Hohlwelle 3 befestigten Kühlkörper 4 kräftig in Bewegung yersetzteund nach oben
geleitet.- Das durch die Ilohlwelle 3 geleitete Kühlmittel bringt dabei in bekannter
Weise die wässerigen Teile der Flüssigkeit zum Gefrieren, die sich teilweise in
fester oder halbfester Form auf den Kühlkörpern ansetzen. Diese gefrorenen Teile
der Flüssigkeit werden jedoch sofort durch die Drehbewegung der Kühl körper 4 gegenüber
den festen Abschabern 9 von den Kühlkörpern 4@ abgeschabt und zusammen mit der konzentrierten
Flüssigkeit teils durch den natürlichen Auftrieb und teils durch die von den Leitschaufeln
7 verursachte, nach oben gerichtete Strömung der Siebkammer I3 zugeleitet, wo die
konzentrierte Flüssigkeit unter fortdauernder Kältezufuhr durch den Siebzylinder
14 und die Ableitung 15 abgeleitet wird. De sich über dem Spiegel der abfließenden
konzentrierten Flüssigkeit ansammelnden festen oder halbfesten Flüssigkeitsteile
werden von dem Leitglied 17 aufgenommen und durch dessen besondere Formgebung im
Ringraum 16 nach außen in die Ausladung des Ringraumes I6 gedrängt und von dort
über die Auslaßöffnung 18 und den Schacht 19 ununterbrochen oder von Zeit zu Zeit
ausgeschieden.
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Bei der Ausführung der Vorrichtung gemäß den Abb. 3 und 4 sind in
den mit einem Deckel versehenen Kühlkörpergefäß 22 Kühlkörper 23 befestigt, die
aus spiralenförmig gewundenen Röhren bestehen. Die Kühlkörper 23 die in bestimmten
Abständen voneinander waagerecht angeordnet sind, stehen mit dem einen Ende der
spiralenförmigen Röhren windung mit einer Zuleitung 24 und mit dem anderen Ende
der spiralenförmigen Röhrenleitung mit einer Ableitung 25 fiir das Kühl mittel in
Verbindung. Die Zuleitung für die zu konzentrierende Flüssigkeit in das Kühlkörpergefäß
22 ist mit 26 und die Stopfbüchse der Mittellängsachse 27 iiiit 28 bezeichnet.
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Auf der Mittellängsachse 27 sind Abschaber 29 befestigt, die durch
die Zwischenräume zwischen den einzelnen Küblkörpern 23 hindurchführen. Auf der
Achse ist ferner noch eine Förderschnecke 30 vorgesehen, die die gefrorenen Flüssigkeitsteile
nach oben in die Siebkaninier 31 fördert. wo sie beispielsweise von einem um eine
besondere Achse umlaufenden Zeitglied abgenommen und einem Auslaßschacht zugeleitet
werden.
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Die zu konzentrierende Flüssigkeit wird durch die Abschaber 29. die
in der Bewegungsrichtung mit Bohrungen versehen sind, in Bewegung versetzt, wobei
die gefrorenen Flüssigkeitsteile durch die Abschaber 29 gleichzeitig von den Kühlkörpern
23 abgeschabt oder mitgenommen und der um die Achse 27 angeordneten Förderschnecke
30 zugeleitet werden. Die gefrorenen Teile werden danach durch einen Auslaßschacht
ausgeschieden, während die konzentrierte Flüssigkeit unter stetiger Kälteeinwirkung
zu einer Siebplatte in der Siebkammer gelangt und von dort abgeleitet wird.
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Die Förderschnecke 30 kann bei einer weiterpen Ausführungsform der
Vorrichtung (Abb. 5) auch in Wegfall kommen und durch Leitschaufeln 37 ersetzt werden,
die um die Mittellängsachse 27 herum in einer Ebene mit den Kühlkörpern 23, 7;1
h. zwischen den Abschabern 29, schräg gerichtet angeordnet sind. Die Leitschaufeln
37 übernehmen dabei die Arbeit der Förderschnecke 30, d. h. sie unterstützen den
Auftrieb der gefrorenen Flüssigkeitsteile und der konzentrierten Flüssigkeit.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die zu konzentrierende
Flüssigkeit ohne Zwischenräume, d. 11. ohne Berührung
mit Luft.
bis zur Konzentration an den Kühlflächen entlang geführt wird. Die gefrorenen festen
oder halbfesten Flüssigkeitsteile werden jeweils unmattelbar nach oben in die Siebkammer
befördert, wobei der natürliche Auftrieb durch die schraubenförmigen Leitschaufeln
gefördert wird. Durch die im Verhältnis zum gesamten Innenraum sehr großen Kühlflächen
geschieht das Auffrieren besonders rasch. Vor allem aber sammelt sich in der Siebkammer
neben den gefrorenen Flüssigkeitsteilen nur konzentrierte Flüssigkeit, die noch
unter unmittelbarer Einwirkung der Kälteausstrahlung durch die Kühlkörper abgeleitet
wird. Der konzentrierten Flüssigkeit kann sich daher kein Eisschmelzwasser beimischen.
Außerdem wird die Flüssigkeit im Kühlkörpergefäß in stetiger Bewiegung gehalten
durch die umlaufenden Leitschaufeln.