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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 1. Oktober 1948 Bekanntgemacht am 13. Oktober 1955Registration date: October 1, 1948. Advertised on October 13, 1955

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

In der Technik besteht vielfach die Aufgabe, Gase in einer Flüssigkeit fein und gleichmäßig zu Vierteilen. Hierfür sind schon die verschiedenstein Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden. So wurden für die Förderung der Flüssigkeit Kreiselpumpen oder Flügelräder verwendet, und es wurden die Gase in dem rotierenden Teil dieser Vorrichtungen eingeleitet. Hierbei stören die Gase die Förderwirkung. Auch müssen sie unter einem ίο Druck zugeführt werden, der über dem Druck in der Fördervorrichtung liegt. Ferner sind Kreiselrührer bekannt, die sowohl die Flüssigkeit als auch die Gase, und zwar getrennt voneinander, fördern. Die Austrittsrichtung des einen geförderten Mittels aus dem Kreisielrührer liegt senkrecht zu der des anderen. Diese Vorrichtung hat aber einen verhältnismäßig großen Energieverbrauch. Audi läßt ihre Wirkung noch zu wünschen übrig.In technology there is often the task of finely and evenly distributing gases in a liquid Quarter. Various methods and devices have already been developed for this purpose. For example, centrifugal pumps or impellers were used for conveying the liquid, and the gases were introduced into the rotating part of these devices. The gases interfere with this the promotional effect. They must also be supplied under a pressure that is higher than the pressure in the conveyor is located. Furthermore, rotary stirrers are known that both the liquid and promote the gases separately from one another. The exit direction of the one funded agent from the rotary stirrer is perpendicular to that of the other. But this device has a relative large energy consumption. Audi still leaves much to be desired in terms of their effect.

Durch die Erfindung gelingt eine besonders innige und gleichmäßige Verteilung von Gasen in Flüssigkeiten, so daß es z. B. möglich wird, auch Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten, derenThe invention enables a particularly intimate and uniform distribution of gases in Liquids so that there are e.g. B. is possible, also reactions between gases and liquids, their

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Ablauf in sehr hohem Ma(Je von der Intensität der Verteilung des Cases in der Flüssigkeit abhängig ist, mit gutem Kilo!;; durchzuführen. Gut bewährt hat sich die KiTitidung /.. B. bei der Oxydation von ("ilen oder Fellen nj/r bei der Vertiefung von zuckerhaltigen Flü.- igkeiten.Flow to a very high Ma (Depending on the intensity distribution of the case in the liquid is dependent, ;; perform with good kilo!. Good has proven to be the KiTitidung / .. B. ilen in the oxidation of ( "skins or nj / r when deepening sugary liquids.

Die Vorrichtung zinn Verteilen eines Gases in tiΙΚΊ" Flüssigkeit genial.) der Erfindung bestellt ans einer oiler mehreren Mischdüscii, die vorzugsweiseThe device tin distributing a gas in tiΙΚΊ "liquid ingenious.) The invention ordered an one oiler several mixing nozzles, which are preferably

ίο einschließlich ihrer ! )iflusoren, mit dem Kreisel umlaufen, der die Flüssigkeit durch die Mischdüsen und die Dilliisorcn fördert. IHe aus den Düsen austretende Flüssigkeit, deren kinetische F.ncrgie im Diffusor in Druckenergie umgesetzt wird, reißt beim Kintritl in den Diffusor das (ins mit ^v:ch, das in einem Kaum /wischen der Diisemnüiidung und (Ut der Düse zugekehrten Dili UMiröll llung sich be liiitlel. Im Dili'ii.-.or mischen sich ('.as und Flüssigkeit innig miteinander. Diese Mischung wird beimίο including hers! ) iflusoren, revolve with the gyroscope, which conveys the liquid through the mixing nozzles and the dilliisorcn. The liquid emerging from the nozzles, the kinetic energy of which is converted into pressure energy in the diffuser, tears the (ins with ^v : ch, which in a barely wipe of the diisemnuid and (ut the nozzle facing dilution) into the diffuser in the diffuser be liiitlel. In the Dili'ii .-. or ('.as and liquid mix intimately with one another. This mixture becomes in the

2u Austritt aus dem Diffusor in die vor der Diflusnrmiinduiig befmdliche Flüssigkeit noch wesentlich verbessert, so dal.') eine feinste und gleichmäßigste Verteilung des Gases in der Flüssigkeit erreicht wird. Gleichzeitig tritt eine schnelle und gründliehe Mischung des aus dem Diffusor ausströmenden Gemisches mit dem Mittel ein, das in dem Kaum vorhanden ist, in den der Dülusor fördert, imd das ails einer Flüssigkeit oder einem Gemisch von Flüssigkeil und Gas bestehen kann.2u exit from the diffuser into the front of the Diflusnrmiinduiig Critical liquid is still considerably improved, so that ') the finest and most uniform Distribution of the gas in the liquid is achieved. At the same time, a quick and thorough one occurs Mixing of the mixture flowing out of the diffuser with the agent contained in the There is hardly anything into which the nozzle conveys, in the form of a liquid or a mixture may consist of liquid wedge and gas.

3» I Herbei kann ein Kreislauf aufrechterhalten werden, so daß also Fliissigkeii, die au.; dem DiiHisor auslrilt, wieder von der Fördervorrichtung erfaßt wird, die ihr aufs neue kinetische F.nergie erteilt und sie durch die l)ü-e und den Diffusor schickt.3 »I By doing this, a cycle can be maintained, so that therefore liquids, the au .; the DiiHisor auslrilt, is detected again by the conveyor, which gives her kinetic energy again and sends them through the l) ü-e and the diffuser.

Im Diffusor kann sie dann .nochmals mit dein (ins gemischt werden, das sich inzwischen aus ihr abgeschieden hat oder da-, insbesondere wenn es mit der Flüssigkeit reagiert, durch zugeführle neue Gas-'ineiigcn ergänzt wurde, oder es können standig oder zeitweise neue Gasmengen für die Mischung verwendet werden. Dabei kann das Gas vor den Diffusor gefördert werden, es kann aber auch die Flüssigkeil dazu benutzt werden, das Gas anzusaugen. In the diffuser it can then be used again with your (ins that has since separated itself from it or since, especially when it is with the liquid reacts by injecting new gas has been added, or new amounts of gas can be constantly or intermittently added to the mixture be used. The gas can be conveyed in front of the diffuser, but it can also be Liquid wedge can be used to suck in the gas.

■15 Die Krfmdung soll an I land der Zeichnung näher erläutert werden, in der verschiedene Au -1 ührungslornicn der erfmduiigsgemäßen Vorrichtung beispielsweise und schematise!) dargestellt smd.■ 15 The load should be closer to the drawing are explained in the various presentations the device according to the invention, for example and schematize!) shown smd.

AbI). ι zeigt eine solche Vorrichtung, teils im Schnitt, teils in der Seitenansicht. Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie Ci/ in Abb. 1. In Abb. 3 ist die Anordnung dieser Vorrichtung in einem Kiaktionsgel'äß dargestellt, und aus Abb. 4 ist eine andere Ausfühningsl'orm des Diffusors ersichtlich. Abb. 5 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsl'onii drv Krfinduiig. Abb. 6 ist ein Schnitt nach Linie;;-// und Abb. 7 ein Schnitt nach Linier/ in Abb. 5. Aus diesen beiden Schnitten ist eine besondere Flüssigkeitszuführung und LuftzuführungAbI). ι shows such a device, partly in section, partly in side view. Fig. 2 is a section along the line Ci / in Fig. 1. In Fig. 3 the arrangement of this device in a Kiaktionsgel'äß is shown, and from Fig. 4 another embodiment of the diffuser can be seen. Fig. 5 is a plan view of another Ausführungsl'onii drv Krfinduiig. Fig. 6 is a section along the line ;; - // and Fig. 7 is a section along Linier / in Fig. 5. These two sections result in a special fluid supply and air supply

Go zu uvr Düse ersichtlich. Abb. 8 zeigt beispielsweise die Anwendung der Frfindung in Verbindung mit mehreren Keaktionsgefäßen und Abb. 9 eine Ausführungsform der Frfindung. die aus mehreren zusammengebauten Mischeinrichtungen besteht, sowie einigem Zubehör.Go to uvr nozzle can be seen. Fig. 8 shows, for example, the application of the invention in connection with several reaction vessels and Fig. 9 shows an embodiment of the invention. which consists of several assembled mixing devices, as well as some accessories.

Läuft die Vorrichtung nach Abb. 1 und 2 in Richtung des Pfeiles um, so tritt Flüssigkeit, die aus dem Rohr 4 nachströmt, aus dem Raum 1 durch die Düsen 3 des Düsenkranzes 2. Zur Sicherung der Förderleistung sind im Düsenkranz die Schaufein 5 angeordnet. Aus den Düsen 3 gelangt die Flüssigkeit in die mit der gleichen Geschwindigkeit rotierenden Difi'usorcn 6. Dabei wird Gas, z. B. Luft, die sich in dem Raum 7 befindet, und in diesen durch das Rohr S gelangt, vo'n dem Flüssigkeitsstrahl mitgenommen. In den Diiffusorcn 6 mischen sich Gas und Flüssigkeit, und es stößt das so erzeugte Gasflüssigkeilsgcmiscli auf die die rotierende Vorrichtung 9 umgebende Flüssigkeit, wodurch nochmals eine intensive Aufteilung der Gasbläseben erreicht wird, die sich in dem die Dil'fusoren 6 verlassenden Gemisch bzw. in der Flüssigkeit befinden. Die Diffusoren 6 könmen hierbei beliebig gestaltet sein. In Abb. 1 und 2 haben sie die Form von Kanälen, die überall gleichem. Querschnitt haben können, die aber auch nach Art der Diffusoren von Strahlapparatcn oder ähnlichen Vorrichtungen ausgebildet sein können. Die Kanalform ist aber nicht unerläßliche Bedingung'. Wie Abb. 4 zeigt, kann auch z. B. die Form eines Ring- go spaltcs gewählt werden, wobei der Diffusor feststehend oder ebenfalls rotierend angeordnet sein kann. Die jeweilige Form und Anordnung des Diffusors bzw. der Diffusoren richtet sich z. B. nach der Art des mit Gasen zu behandelnden Stoffes oder nach dem Grade der Belüftung bzw. Begasung, der erreicht werden soll. Wie Abb. 3 zeigt, kann beispielsweise die Vorrichtung 9 mittels der hohlen Welle 8 durch den Motor 10 in Drehung' versetzt werden. Dadurch wird die Flüssigkeit durch das Rohr 4 angesaugt, im it dem durch das Rohr iS zutretenden Gas gemischt und nach außen geschleudert. Das Gas kann hierbei durch Öffnungen ι ι in die Hohlwelle eintreten. Die Begasung der Flüssigkeit kann abschnittsweise oder kontiinnerlich durchgeführt werden, wobei, wie Abb. 8 beispielsweise· zeigt, auch ein kontinuierlicher Zu- und Abfluß nach bzw. aus dem Mischbehälter möglich ist.If the device according to Fig. 1 and 2 in the direction of the arrow, so occurs liquid that flows in from the pipe 4, from the space 1 through the nozzles 3 of the nozzle ring 2. To secure the conveying capacity, the blades 5 are arranged in the nozzle ring. From the nozzles 3 comes the Liquid in the Difi'usorcn 6 rotating at the same speed. B. Air that is in the space 7 and enters it through the pipe S from the liquid jet taken away. In the diffusers 6 gas and liquid mix, and the gas-liquid wedge formed in this way collides with the rotating device 9 surrounding liquid, whereby again an intensive division of the Gas bubble level is achieved in the mixture leaving the Dil'fusoren 6 or in the Liquid. The diffusers 6 can be designed in any way. In fig. 1 and 2 have they take the form of channels that are the same everywhere. May have a cross-section, but which, according to Art the diffusers of jet apparatus or similar devices can be formed. The channel shape but is not an indispensable condition '. As Fig. 4 shows, z. B. the shape of a ring go Spaltcs can be chosen, with the diffuser stationary or can also be arranged to rotate. The respective shape and arrangement of the Diffuser or the diffusers are directed z. B. on the nature of the substance to be treated with gases or according to the degree of ventilation or fumigation that is to be achieved. As Fig. 3 shows, For example, the device 9 can be rotated by the motor 10 by means of the hollow shaft 8 ' be moved. As a result, the liquid is sucked in through the pipe 4, in the it through the Pipe mixed with incoming gas and thrown outwards. The gas can pass through openings ι ι enter the hollow shaft. The fumigation The liquid can be carried out in sections or continuously, whereby, as Fig. 8 for example · shows a continuous inflow and outflow to and from the mixing tank is possible.

Dies hat besondere Bedeutung, beispielsweise bei der Verliefung von zuckerhaltigen Flüssigkeiten,. Durch das intensive Belüften der Flüssigkeit entsteht ein schaumiges Flüssigkcits-Luft-Gemisch. Läßt man dieses durch den Überlauf 12 in das neben dem Belüftungsgefäß angeordnete, zuvor leere Gefäß 13 allmählich überlaufen, so füllt sich bei entsprechendem Nachfluß in das Belüftungsgefäß der Behälter 13 allmählich bis an den Überlauf 12, und zwar erreicht hierbei der Inhalt des Behälters 13 durch das Entweichen der Luft odor des Gases aus der Flüssigkeit ein spezifisch höheres¹ Gewicht als der Inhalt des BelüftungsbehäJtcrs, In diesem Behälter 13 kann z.B. eine Nachgärung stattfinden. Sollte die in der Flüssigkeit eingeschlossene Luft für die Nachgärung oder Nach-Oxydation nicht genügen, so ist es möglich, durchThis is of particular importance, for example in the case of liquids containing sugar. The intensive ventilation of the liquid creates a foamy mixture of liquid and air. If this is gradually overflowed through the overflow 12 into the previously empty vessel 13 arranged next to the aeration vessel, the container 13 gradually fills up to the overflow 12 with a corresponding flow into the aeration vessel, and the contents of the container 13 reach through the escape of the odor of the air gas from the liquid a higher specific weight than the content of ¹ BelüftungsbehäJtcrs, In this example, container 13 can take place a secondary fermentation. If the air enclosed in the liquid is not sufficient for secondary fermentation or post-oxidation, it is possible to go through

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allmähliches Öffnen des Absperr organs 14 den Inhalt wieder in den Belüftungsibehälter fließen zu lassen. Geschieht dies bei stillgesetztem Rotor, dann hebt die nachfließende, inzwischen entlüftete Flüssigkeit die schaumige Flüssigkeit ,im Belüftungsbeihälter derart, daß man diese durch den anderen, Überlauf in 'ein anderes Gefäß ,abfließen lassen kämm,. Die wieder in den Belüftungstiehälter zurückkehrende Flüssigkeit kann wiederum belüftet werden. In derselben Weise können ;an den Belüftungsbehälter noch weitere Behälter angeschlossen werden, so daß mit derselben Belüftungseinrichtung der Inhalt mehrerer Behälter belüftet werden kann.gradual opening of the shut-off organ 14 den Allow the contents to flow back into the aeration container. If this happens with the rotor stopped, then the flowing in, meanwhile deaerated liquid lifts the foamy liquid in the aeration container in such a way that these can be drained off through the other 'overflow' into another vessel comb ,. The one returning to the ventilation container Liquid can in turn be aerated. In the same way, further containers can be connected to the ventilation container so that the contents of several containers can be aerated with the same ventilation device can.

Aus den beiden Abb. 6 und 7 ist insbesondere die Flüssigkeit s- und Luftzuführung zu der Düse einer ,anderen erfindungsgemäßen Ausführungsfoirm ersichtlich, bei der die Düsen und die Diffusoren ringförmig ausgebildet sind. 15 ist die oberste und 16 die unterste Diffusor-Scheibienhälfte. 17 ist eine Scheibe, die innerhalb der Vorrichtung die Trennung zwischen Luftzufuhr und Flüssigkeitszufuhr bewirkt. Außerdem trägt sie an ihrem äußeren Ende die eine Hälfte der ,ringförmigen Düse 22, durch die die Flüssigkeit in den Diffusor austritt. Die andere Hälfte 18 der Düse ist zusammen mit der DiffusiOirerihälfte 16, dem Faßstück 19 und dem Flansch 23 dies Flüssigkeitszuführungsrohres mittels der Schnauben 24 mit dem Flansch 2 5 des: Luftzuführungsrohres 8 verbunden, wobei das Rohr gleichzeitig den Antrieb der Vorrichtung vermittelt. Im Betrieb tritt die Flüssigkeit aus dem Zuführungsrohr durch die Kanäle 26, die zwischen den Schrauben im Ring 20 vorgesehen .sind, in die Düse 22 und strömt aus der Düse durch den Diffusor 27 in die umgebende Flüssigkeit. Die Luft gelangt aus dem Zuführungsrohr 8 durch den Luftkanal 28 in Richtung der Pfeile durch den Ring 21, Scheibe 17, den Ring 20 und die Düsenhalf te 18 sowie den Ring 19 in die untere Kammer 29 vor die Düse und vermischt sich hier und im Diffusor mit der aus der Düse austretenden Flüssigkeit. Eine weitere innige Mischung tritt beim Austreten der Flüssigkeit aus dem Diffusor ein. Der Zutritt zur oberen Kammer ist aus Abb. 7 ersichtlich; wie der Pfeil 30 zeigt, gelangt die Luft aus dem Zuführungsrohr 8 durch den Zwischenring 21 unmittelbar in die Kammer 31.From both Figs. 6 and 7, in particular, the liquid and air supply to the nozzle of another embodiment according to the invention can be seen, in which the nozzles and the diffusers are annular. 15 is the top and 16 the bottom half of the diffuser disk. 17 is a disk which effects the separation between the air supply and the liquid supply within the device. In addition, at its outer end it carries one half of the annular nozzle 22 through which the liquid exits into the diffuser. The other half 18 of the nozzle, together with the diffuser half 16, the barrel 19 and the flange 23 of this liquid supply pipe, are connected to the flange 25 of the air supply pipe 8 by means of the screws 24, the pipe simultaneously providing the drive for the device. During operation, the liquid from the supply pipe passes through the channels 26, which are provided between the screws in the ring 20, into the nozzle 22 and flows out of the nozzle through the diffuser 27 into the surrounding liquid. The air comes from the supply pipe 8 through the air duct 28 in the direction of the arrows through the ring 21, disk 17, ring 20 and the nozzle half te 18 and ring 19 in the lower chamber 29 in front of the nozzle and mixes here and in the diffuser with the liquid emerging from the nozzle. Another intimate mixture occurs when the liquid emerges from the diffuser. The access to the upper chamber can be seen in Fig. 7; As the arrow 30 shows, the air from the supply pipe 8 passes through the intermediate ring 2 1 directly into the chamber 31.

Diese Ausiführungsform der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß die Mischung der Treibflüssigkeit 'mit der Luft mit geringem Energieaufwand möglich ist und an sich auch zwangloser erfolgt.This embodiment of the invention has the further advantage that the mixture of the propellant liquid 'is possible with the air with little energy expenditure and in itself also more informal he follows.

Außerdem können diese Vorrichtungen für sehr große Leistungen vorgesehen werden, wobei auch noch zwei oder mehrere ringförmige Belüftungseinrichtungen scheibenförmig 'übereinander angeordnet werden können, wie Abb. 9 beispielsweise zeigt. In dieser Abbildung sind wiederum 8 das Luftzuführungsrohr mit dem Flansch 2 5 und 23 der Flansch des Flüssigkeitsrohres. Zwischen Luftzuführunigsrohr und Flüssigkeits'zuführungsrohr liegt die Verteilungsvorrichtung, die in diesem Falle vier übereinanderliegende, scheibenförmige Düsen und Diffusoren aufweist, die im einzelnen so¹, wie in Abb. 5 bis 7 dargestellt, eingerichtet sein können. Die Vorrichtung ist mit dem Luftzuführungsrohr und seinem Lager pendelnd in einer kugelförmigen Pfanne aufgehängt. Der Antrieb kann, direkt mittels Elektromotors erfolgen. Am unteren Ende des Flüssigkeitszuführuingsrahres ist ein Führungslager vorgesehen, das dazu dient, die Ausschläge, 'die bei kritischen Drehzahlen auftreten können, abzufangen. Dieses Lager wird in einem trichterförmigen Körper am Boden des Flüssigkeitsbehälters befestigt. In seinem unterein, zylindrischen Teil können Siebe oder Filter angebracht werden, welche die umgewälzte Flüssigkeit von ■groben Verunreinigungen befreien, die die Belüftungseinrichtung verstopfen könnten. D'er -obere Teil dieser Verteilvorrichtung eignet sich besonders igut dafür, noch eine Schaum-Zerstöruings-Einrichtung mit dem Verteiler zu verbinden. Es ist nämlich nur noch notwendig, auf die Vorrichtung ein Schleuderrad 3 2 aufzusetzen und den Raum innerhalb des Schleuderrades durch ein Rohr 33 mit dem obersten Teil des Flüssigkeitsbehälters zu verbinden, in welchem sich der Schaum bildet. Dieser wird dann im Betrieb immer wieder durch das Schleuderrad in die Flüssigkeit gepreßt. Die Vorrichtungbewirkt also 'eine ständige Umwälzung des Schaumes und kann andererseits so aus- ' gebildet sein, daß z. B. durch geeignete Neigung des Schleuderradmantels ein Platzen der Schaumbläschen durch die auftretende Fliehkraftwirkung bewirkt wird. Die schaumigen Teile werden dann nämlich gegen den Mantel gedrückt und beschleunigt. Durch die auftretende Fliehkraftwirkung wird die Flüssigkeit weiter nach außen geschleudert, wodurch das Platzen der Schauimiblasen erreicht wird.In addition, these devices can be provided for very high outputs, with two or more ring-shaped ventilation devices also being able to be arranged in a disk-like manner on top of one another, as FIG. 9 shows, for example. In this figure, again, 8 are the air supply pipe with the flange 2 5 and 23 are the flange of the liquid pipe. Between Luftzuführunigsrohr Flüssigkeits'zuführungsrohr and the distribution device, the superposed in this case four, disc-shaped nozzles and diffusers is having the shown in detail as ¹ as shown in Fig. 5 to 7, can be set up. The device with the air supply pipe and its bearing is suspended in a spherical pan. It can be driven directly by an electric motor. At the lower end of the liquid feed pipe, a guide bearing is provided which serves to absorb the deflections that can occur at critical speeds. This bearing is fastened in a funnel-shaped body at the bottom of the liquid container. In its lower, cylindrical part, sieves or filters can be attached, which free the circulated liquid from ■ coarse impurities that could clog the ventilation device. The upper part of this distribution device is particularly suitable for connecting a foam destruction device to the distributor. It is only necessary to place a centrifugal wheel 3 2 on the device and to connect the space within the centrifugal wheel by a pipe 33 to the uppermost part of the liquid container in which the foam is formed. This is then repeatedly pressed into the liquid by the centrifugal wheel during operation. The device thus causes' a constant circulation of the foam and on the other hand can be designed so that z. B. by suitable inclination of the centrifugal wheel jacket bursting of the foam bubbles is caused by the centrifugal force that occurs. The foamy parts are then pressed against the jacket and accelerated. Due to the centrifugal force that occurs, the liquid is thrown further outwards, which causes the Schauimi bubbles to burst.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for distributing a gas in a liquid by means of a liquid set in motion by a small top flowed through, the gas preferably sucking in mixing nozzle with diffuser, characterized in, that the mixing nozzle or several mixing nozzles, preferably including their Diffusers, revolve with the top.

2. Device according to claim 1, characterized in that that both the mixing nozzle and the diffuser consist of two coaxially arranged, exist between one another a ring slot leaving free discs.

3. Apparatus according to claim 2, gekeninzeich-.net due to their multiple arrangement on one shaft.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive shaft with two holes serving to feed the media to be mixed

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can be seen, which preferably emanate from the shaft ends.

5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized by rotating nozzles arranged on the shaft above the top and with a protruding above the liquid level Suction tube for the return of the Scliaumes floating on the liquid level communicate with the liquid.

Referred publications:

German patent specifications No. 263149, 566830, 449091, 265585, 263202, 714080; British Patent No. 562,894.

For this purpose 2 sheets of drawings