DE2354557A1

DE2354557A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2354557A1
Application number: DE19732354557
Authority: DE
Inventors: Barton L Cotton; Gerald F Humiston
Original assignee: Pollution Control Inc
Current assignee: Pollution Control Inc
Priority date: 1972-11-03
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1974-05-22
Also published as: FR2205487A1; US3837491A; IT1001615B; JPS49134566A; NL7314745A; FR2205487B1

Description

PATENTANWALT DR. I. MAAS
8 MÖNCHEN 40

SCHLEISSHEIMEPv STR. 299 TEL. 35922G1 /205

POLLUTION CONTROL, INC. South Barre, Vermont* V.St.A.

Verfahren und, Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten.

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum kontinuierlichen mechanischen Reinigen bzw· Klären von Flüssigkeiten, die feste und gelöste Verunreinigungsstoffe enthaltene

Aus bekannten ökologischen Gründen werden in neuerer Zeit zunehmend strengere Anforderungen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen von Flüssigkeiten gestellt, und es ist erforderlich, große Mengen verunreinigter Flüssigkeiten - gewöhnlich Wasserdie feste und gelöste Verunreinigungen in beliebiger Anzahl enthalten können, schnell, auf wirtschaftliche Weise und automatisch so zu behandeln^ daß man unter einem möglichst geringen Kostenaufwand ^e Mengeneinheit eine relativ reine Flüssigkeit erhält«

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Zwar ist das "bekannte Zentrifuge erverfahren sehr gut zum Abscheiden von Feststoffen aus einer verunreinigten Flüssigkeit geeignet, doch erweist es sich beim Entfernen gelöster Verunreinigungen aus einer flüssigkeit als nicht besonders brauchbar, und es kann sogar das Zurückhalten der gelösten Verunreinigungen in der Flüssigkeit fördern_o Im allgemeinen erweist sich eine ausschließliche Behandlung durch Zentrifugieren als nicht ausreichend, wenn ein Erzeugnis von hoher Reinheit, z· B. Trinkwasser, gewonnen werden soll» Ein weiteres Problem, das sich bei der Anwendung des Zentrifugierverfahrens ergibt, bestellt darin, daß sehr hohe Zentrifugalbeschleunigungen erforderlich sind, die das Arbeiten mit sehr hohen Drehzahlen bedingen, wenn eine Stofftrennung im gewünschten Ausmaß innerhalb einer vertretbaren Zeit erreicht werden soll.

Bei der Vakuumdestillation handelt es sich um ein weiteres bekanntes Verfahren, das zum Reinigen verunreinigter Flüssigkeiten insbesondere dann angewendet wird, wenn ein hoher Reinheitsgrad erzielt werden soll. lefcLt Hilfe der Vakuumdestillation ist es häufig möglich., gelöste Verunreinigungen aus der Flüssigkeit zu entfernen, denn da die Flüssigkeit ständig verdampft wird, sammeln sich die gelösten Verunreinigungen in der noch vorhandenen Flüssigkeit an, bis schließlich eine übersättigte Lösung entsteht, aus der sich der Verunreinigungsstoff abscheidet und praktisch zu einem weiteren festen Verunreinigungsstoff wird, der entfernt werden kann₀ Eines der sich bei der Vakuumdestillation ergebenden Probleme "besteht jedoch darin, daß hohe Konzentrationen der festen Verunreinigungen die Geschwindigkeit der Verdampfung der Oberfläche herabsetzen, so daß sich der Ablauf des Prozesses verlangsamt. Ferner erweist es sich als schwierig, auf zweckmäßige Weise dafür zu sorgen, daß die festen Verunreinigungen kontinuierlich entfernt werden, die nach dem Destillieren der Flüssigkeit zurückbleiben,. Schließlich ist es bei der Vakuumdestillation schwierig, eine hinreichend

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große Oberfläche der Flüssigkeit dem Unterdruck auszusetzen, damit eine ausreichende Verdampfungsgeschwindigkeit erzielt wird«,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neuartige Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, die es ermöglichen, kontinuierlich und auf mechanischem Wege eine feste und gelöste Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit dadurch zu reinigen, daß die Flüssigkeit von den festen und gelösten Verunreinigungen schnell und auf wirtschaftliche Weise getrennt wird, und daß die abgeschiedenen Verunreinigungen auf zweckmäßige Weise beseitigt werden, bei denen es ferner möglich ist, einen relativ hohen Reinheitsgrad der Flüssigkeit zu erzielen, bei denen ein Betrieb mit wirtschaftlichen Durchsatzgeschwindigkeiten möglich ist, bei denen sich die abgeschiedenen Verunreinigungen automatisch aus der Behandlungszone entfernen lassen, und wobei die Reinigungsvorrichtung von relativ einfacher und robuster Konstruktion ist, so daß sie eine lange nutzbare Lebensdauer erreicht·

Zur lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung ein Verf ahren * zum kontinuierlichen mechanischen Reinigen einer verunreinigten Flüssigkeit geschaffen worden, bei dem die verunreinigte Flüssigkeit gleichzeitig durch Zentrifugieren der Wirkung von Fliehkräften ausgesetzt und durch Aufbringen eines Unterdrucks destilliert wird«, Genauer gesagt, wird die feste und gelöste Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit einer Flüssigkeitskammer zugeführt, in der sie dadurch Fliehkräften bzwo Beschleunigungen ausgesetzt wird, daß sie mit hoher Geschwindigkeit in Drehung um die Achse der Flüssigkeitskammer versetzt wird, um die festen Verunreinigungen nach außen und die Flüssigkeit nach innen in Richtung auf die Achse der Kammer zu verlagern, während die verlagerte Flüssigkeit gleichzeitig einem Unterdruck ausgesetzt wird, um eine Vakuumdestillation durchzuführen und

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die Flüssigkeit in Dampf zu verwandelnο Der erzeugte Dampf wird aus der Flüssigkeitskammer abgezogen, um dann wieder kondensiert zu werden, so daß man eine im wesentlichen reine Flüssigkeit erhält. Außerdem wird aus der Flüssigkeitskammer der Schlamm entfernt, der sich aus den nach außen verlagerten festen Verunreinigungen zusammensetzt.

Gemäß der Erfindung wird die verunreinigte Flüssigkeit der·Flüssigkeitskammer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels zugeführt und außerdem in der Flüssigkeitskammer erhitzte

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen mechanischen Reinigen einer feste und gelöste Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeit weist allgemein ein ortsfestes Gehäuse mit einer allgemein zylindrischen Seitenwand, einem Boden und einer oberen Wand- sowie ein allgemein zylindrisches Sieb auf, das im·wesentlichen konzentrisch mit dem Gehäuse in diesem angeordnet ist, und dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Seitenwand des Gehäuses, so daß zwischen dem Sieb und der Seitenwand ein Abstand vorhanden ist. Das Sieb hat eine gelochte Seitenwand und einen im wesentlichen keine Öffnungen aufweisenden Basisabschnitt, der eine Kammer zum Aufnehmen von Flüssigkeit abgrenzte Das Gehäuse ist nahe seinem unteren Ende mit einem Schlammauslaß versehen, der in Verbindung mit dem Raum zwischen dem Sieb und der Seitenwand des Gehäuses steht und zum Abführen des Schlamms aus dem Gehäuse dient.

In dem Gehäuse steht eine Einlaßeinrichtung in Verbindung mit der Flüssigkeitskammer, damit dieser die feste und gelöste Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit im wesentlichen kontinuierlich zugeführt werden kann. Durch die obere Wand des Gehäuses erstreckt sich ein Dampfauslaß, der mit der Flüssigkeitskammer an einem Punkt in Verbindung steht, welcher gegenüber der gelochten Seitenwand des Siebs

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nach innen in Richtung auf die Achse des Siebes versetzt ist, und an diesen Dampfauslaß ist eine Einrichtung angeschlossen, die dazu dient, die Flüssigkeit in der Kammer mit einem Unterdruck zu beaufschlagen und den Unterdruck aufrechtzuerhalten·

In der Flüssigkeitskammer sind mehrere Ansätze oder Flügel vorhanden, und eine Antriebseinrichtung dient dazu, mindestens diese Flügel um die Achse des Siebes zu drehen, damit die verunreinigte Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer zentrifugiert wird, so daß sich die Flüssigkeit innerhalb des Siebes nach innen verlagert, während sich die festen Verunreinigungen in dem Sieb nach außen verlagern, bis sie schließlich die gelochte Seitenwand des Siebes passieren, um in den Raum zwischen dem Sieb und der Wand des Gehäuses zu gelangend Die festen Verunreinigungen werden aus' dem Aufnahmeraum über den Schlammauslaß abgezogen, und die nach innen verlagerte Flüssigkeit wird vorzugsweise dem durch eine Absaugeinrichtung erzeugten Unterdruck ausgesetzt, so daß sie in Dampf verwandelt wird, der über den Dampfauslaß abgezogen wird, um danach kondensiert zu werdeno Die gelösten Verunreinigungen in der verlagerten Flüssigkeit verbleiben in der Flüssigkeitskammer und konzentrieren sich immer weiter, bis eine Übersättigung eintritt, so daß die Verunreinigungen ausgefällt und in der Flüssigkeitskammer nach außen verlagert werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung ist das Sieb in dem Gehäuse um seine senkrechte Achse drehbar gelagert, die erwähnten Flügel sind an dem Sieb so befestigt, daß sie von der gelochten Seitenwand des Siebes aus nach innen ragen und sich in Richtung auf die Achse des Siebes erstrecken, und die Antriebseinrichtung treibt das Sieb so an, daß die Flügel um die Siebachse umlaufen.

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Gemäß der Erfindung werden die festen Verunreinigungen aus der Flüssigkeit ebenso wirksam entfernt, wie bei dem "bekannten Z entrifugi erverfahr en, und man erhält ebenso wie "bei dem "bekannten Verfahren der Vakuumdestillation eine Flüssigkeit von äußerste hohem Reinheitsgrad. Hie Behandlung der Flüssigkeit vollzieht sich mit einer hohen Geschwindigkeit, da ständig eine große Fläche der Flüssigkeit dem Unterdruck ausgesetzt ist, weil die Feststoffe durch die auf sie wirkenden Fliehkräfte schnell aus der Vakuumdestillationszone entfernt werden· Die gelösten Verunreinigungen, bei denen eine Übersättigung eintritt, so daß sie im Verlauf der Vakuumdestillation ausgefällt werden, werden ebenfalls durch Fliehkräfte von der Flüssigkeit getrennte

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert· Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise schematisch und teilweise als senkrechter Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung, bei der Teile des Gehäuses und des Siebes weggebrochen gezeichne-t sind, um weitere Einzelheiten erkennbar zu machen} und

Fig. 2 einen Schnitt längs der linie 2-2 in Fig. 1, in dem Teile des Gehäuses und des Siebes weggebrochen gezeichnet sind, um weitere Einzelheiten erkennbar zu machen, wobei Teile der verunreinigten Flüssigkeit und der abgeschiedenen festen Verunreinigungen in einem repräsentativen oberen Querschnitt angedeutet sind·

Gemäß den Zeichnungen gehört zu der Vorrichtung ein insgesamt mit 10 bezeichnetes ortsfestes Gehäuse von allgemein zylindrischer Form, das einen allgemein, zylindrischen Hohlraum 12 abgrenzt, in dem ein insgesamt mit 14 bezeichnetes, allgemein zylindrisches Sieb konzentrisch mit dem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Außendurchmesser des Siebes

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14 ist kleiner als der Innendurclunesser des Gehäuses 10, und seine Höhe ist geringer als die Höhe des Gehäuses, so daß zwischen dem Gehäuse und dem Sieh ein Ringraum 16 zum Aufnehmen der aus der verunreinigten Flüssigkeit abgeschiedenen Feststoffe vorhanden ist. . ^; .

Das Sieh 14- weist eine gelochte zylindrische Seitenwand 18 auf, die mit zahlreichen kleinen runden Löchern 20 versehen ist, welche im wesentlichen über die gesamte Umfangsflache des Siebes verteilt sind, ferner einen geschlossenen, do ho, nicht mit Öffnungen versehenen Basisabsehnitt 22 sowie eine obere Wand 24- mit einer relativ großen, zentral angeordneten, runden Öffnung 27o Die Bestandteile 18, 22 und 24- des Siebes 14 "begrenzen eine Flüssigkeitskammer 25, und das Sieh 14 ist in dem Hohlraum 12 über dessen Boden 30 angeordnet und um seine senkrechte Achse drehbar gelagert, so daß es mit Hilfe einer Welle 26, die durch den Gehäuseboden ragt und mit dem Basisabschnitt 22 verbunden ist, angetrieben werden kann, um in schnelle Drehung versetzt zu werden. Der Basisabsehnitt 22 und die gelochte Seitenwand 18 des Siebes sind mit mehreren Flügeln 28 versehen, die sich von der gelochten Seitenwand aus nach innen auf die Achse der Flüssigkeitskammer 25 zu erstrecken, und bei denen es sich lediglich um radial nach innen abgewinkelte Ansätze handelt, die mit der Flüssigkeit zusammenarbeiten und eine drehende Bewegung der Flüssigkeit in der Kammer 25 hervorrufen. Die Flügel 28 des Siebes 14 laufen mit einer hohen, vorzugsweise zwischen 1000 und 50 000 U/min liegenden Drehzahl um, so daß die Flüssigkeit in der Kammer 25 einer Schleuder wirkung ausgesetzt wird, wobei die Flüssigkeit natürlich eine Kavirtationsströmung bildet, wie sie für zentrifugierte Flüssig- , keiten in einem stehenden Zylinder typisch ist, so daß sie gemäß Fig. 2 im oberen Teil des Siebes 14 an der Seitenwand l8 des Siebes anliegt und den Basisabschnitt 22 des Siebes vollständig bedeckt.

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Das GeMuse 10 setzt sich aus einer allgemein zylindrischen Seitenwand 29? einem Boden und einer oberen Wand 32 zusammen» Nahe dem Gehäuseboden 30 ist ein Auslaßrohr 34 für Schlamm bzw. Feststoffe angeordnet, das in Verbindung mit dem Ringraum 16 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Sieb 14 steht, so daß feste Stoffe oder Schlammteilchen, die sich von der Flüssigkeitskammer 25 aus radial nach außen durch die Löcher 20 des Siebes bewegen, in dem Ringraum 16 herabfallen, sich zu dem Schlammauslaßrohr 34 bewegen und durch dieses aus dem Gehäuse 10 abgezogen werden können_o Die Geschwindigkeit, mit welcher der Schlamm oder die festen Verunreinigungen aus dem Gehäuse 10 abgeführt werden, wird mit Hilfe eines in das Schlammauslaßrohr 34 eingebauten Ventils 56 geregelt.

In einen Ringkanal an der Oberseite der oberen Wand

24 des Siebes 14 ist gemäß Pig. I eine Dichtung 40 eingebaut, die in Gleitberührung mit der ihr benachbarten Innenfläche der oberen Gehäusewand 32 steht, um zwischen diesen Teilen eine relativ gute Abdichtung zu bewirken, und um zu verhindern, daß Schlammteilchen aus dem Ringraum 16 über die Öffnung 27 der oberen V/and 24 des Siebes in die Plüssigkeitskammer 25 gelangen.

Durch die obere Gehäusewand 32 und die Öffnung 27 am oberen Ende des Siebes 14 ragt ein Dampfauslaßrohr 36, dessen unteres Ende¹ 37 in Verbindung mit der Plüssigkeitskammer

25 steht, und an dessen anderes Ende eine Pumpe 38 angeschlossen ist, die dazu dient, die Kernzone der Plüssigkeitskammer mit einem Vakuum bzwo einem Unterdruck zu "beaufschlagen, so daß die Flüssigkeit in der Kammer 25 zum Verdampfen gebracht und der Dampf aus der Kammer über das Dampfauslaßrohr 36 abgesaugt wird. Das untere Ende 37 des Dampfauslaßrohrs 36 ist vorzugsweise in einem Abstand von der gelochten Seitenwand 18 des Siebes 14 und in unmittelbarer Nahe der Kernzone bzw» der senkrechten Mittelachse der Plüssigkeitskammer

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angeordnet,, und seine Mündung muß mindestens oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer 25 liegen, doch ihm vorzugsweise nahe "benachbart sein.

Die von der Pumpe 38 abgegebenen Dämpfe werden dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt, so daß sie kondensieren und als Folge hiervon eine gewisse Menge an Wärmeenergie erzeugen. Im Hinblick hierauf ist gemäß Fig. 1 eine insgesamt mit 42 bezeichnete Kühleinrichtung, z. B. ein Wärmetauscher bekannter Art mit einem Einlaß 44 und einem Auslaßt 46 zum Umwälzen eines Wärmeaustauschmediums zwischen der Pumpe 38 und einem Flüssigkeitsabgaberohr 48 angeordnet? alternativ könnte die Pumpe 38 zusammen mit der Kühleinrichtung 42 in einem einzigen gemeinsamen Pumpen-, Kondensator- und Kühlergehäuse untergebracht sein₀ Natürlich ist es möglich, das Wärmeaustauschmedium zu benutzen, um der Flüssigkeit im Gehäuse 10 der Vorrichtung Wärme zuzuführen.

Ferner ragt durch die obere G-ehäusewand 32 ein Flüssigkeit seinlaßrohr 50 mit einem oberen Abschnitt 52 zum Aufnehmen einer Trübe bzw. einer feste und gelöste Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeit und mit einem unteren Endabschnitt 53, der in der Flüssigkeitskammer 25 an einem gegenüber ihrer senkrechten Achse radial nach außen versetzten Punkt mündete Die verunreinigte Flüssigkeit wird vorzugsweise im wesentlichen kontinuierlich in die Flüssigkeitskammer 25 in einem gewissen Abstand unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eingeleitet, und daher kann es erforderlich sein, die verunreinigte Flüssigkeit einem gewissen Überdruck auszusetzen, um ein Zurückströmen von Flüssigkeit aus der Kammer 25 in das untere Ende 53 der Rohrleitung 50 zu verhindern. Die Durchsatzmenge, in der die Flüssigkeit der Vorrichtung zugeführt wird, kann mit Hilfe eines in das Einlaßrohr 50 eingeschalteten Ventils 54 geregelt werden.

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Da eine kontinuierliche Vakuumdestillation einer Flüssigkeit bereits zu einer Abkühlung der in der Kammer 25 zurückbleibenden Flüssigkeit führen kann, so daß sich die Viskosität der Flüssigkeit erhöht, und da die Wärme, die durch die schnelle Drehung des Siebes 14 und die Reibung zwischen der Flüssigkeit und den Flügeln 28 erzeugt wird, gewöhnlich nicht ausreicht, um diese Abkühlung auszugleichen, ist es zweckmäßig, eine Einrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, der Flüssigkeitskammer 25 zwangsläufig Wärme über diejenige Wärmemenge hinaus zuzuführen, die bei der Drehbewegung entsteht, um ein übermäßiges Abkühlen der Flüssigkeit in der Kammer 25 zu verhindern. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist zum Erwärmen der Flüssigkeit zweckmäßig eine Wärmeaustausch—Rohrleitung 58 vorhanden, die von oben nach unten durch die obere Gehäusewand 32 und die Öffnung 27 in der oberen Wand 24 des Siebes 14 ragt und in der Flüssigkeitskammer 25 mündete Das von dem Tifärmet aus eher 42 über seinen Auslaß 46 abgegebene, jetzt erwärmte Kühlmittel wird unter Druck durch die Wärmeaustausch— leitung 58 geleitet, so daß es durch einen Ringraum 59 in dieser leitung strömt und über eine innere Rohrleitung 61 in der Leitung 58 wieder abgeführt wird» Das abgekühlte Medium wird dann von der inneren Rohrleitung 61 aus dem Wärmetauscher 42 erneut über den Kühlmifcbeleinlaß 44 zugeführt₀ Ein Vorteil der Verwendung des Kühlmittels als Heizmittel besteht darin, daß die beschriebene Anordnung auf wirtschaftliche Weise einen teilweise geschlossenen Heiz- und Kühlkreis bildeto Alternativ oder zusätzlich könnte man zum Erwärmen der Flüssigkeit und zum Verhindern einer übermäßigen Abkühlung auf direktem Wege frischen Dampf oder ein erhitztes Kühlmittel in den Innenraum des Siebes 14 einleiten oder in diesem Raum elektrische Heizelemente anordnen.»

Gemäß Fig. 2 hat die obere Gehäusewand 32 drei Öffnungen, durch die das Flüssigkeitseinlaßrohr 50, das Dampfauslaßrohr 36 und die Wärmeaustauschleitung 58 nach unten ragen.

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Die verschiedenen Rohre oder Leitungen sind im mittleren Teil der Flüssigkeitskammer 25 so untergebracht, daß sich das Dampfausläßrohr 36 in der Mitte befindet und den größten Durchmesser hat, während die anderen Rohre gegenüber der senkrechten Achse der Flüssigkeitskammer nach außen versetzt, jedoch noch genügend weit von der gelochten Seitenwand 18 des Siebes 14 entfernt sind, daß sie sich nicht im Drehbereich der Flügel 28 befinden. Das Ende 37 des Dampfauslaßrohrs 36 ragt in die Flüssigkeitskammer 25 bis zu einem Punkt hinein, der nur durch einen kleinen Abstand von der Oberfläche der Flüssigkeit getrennt ist, während sich die Wärmeaustauschleitung 58 vorzugsweise nahezu bis zu dem Basisabschnitt der Flüssigkeitskammer erstreckte Das Ende des Flüssigkeitseinlaßrohrs ist vorzugsweise in einem erheblichen senkrechten Abstand unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet, um eine erneute Verunreinigung der von Feststoffen relativ freien Flüssigkeit nahe der Oberfläche, die der Vakuumdestillation unterzogen wird, zu vermeiden,, Natürlich könnte man die genannten Rohre auch in der verschiedensten anderen V/eise anordnen.

Um eine kurze Beschreibung der Wirkungsweise der Reinigungsvorrichtung zu geben, sei erwähnt, daß eine verunreinigte Flüssigkeit von einer Quelle 52 aus über das Regelventil 54 dem Sinlaßrohr 50 zugeführt wird, um an.die Flüssigkeit skammer 25 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels abgegeben zu werden, so daß sie von den radial nach innen ragenden Flügeln 28 des sich schnell drehenden Siebes 14 erfaßt und zentrifugiert wird.

Die relativ reine Flüssigkeit ist während des Zentrifugiervorgangs bestrebt, sich in Richtung auf den mittleren und oberen Teil der Flüssigkeitskammer zu verlagern, so daß sie am stärksten dem Unterdruck in der Umgebung des zentral angeordneten Dampfauslaßrohrs an dessen Ende 37 über dem

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Flüssigkeitsspiegel ausgesetzt ist. Infolge des Zusammenwirkens des Zentrifugeervorgangs und der Vakuumdestillation wird somit eine relativ große Fläche der reinen Flüssigkeit der Wirkung des Unterdrucks ausgesetzt, so daß eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit erzielt wird.

Von'der freiliegenden Oberfläche der Flüssigkeit aus werden die Dämpfe durch die Pumpe 38 in das Dampfauslaßrohr 36 hineingesaugt, und nach dem Passieren der Pumpe, wo die Dämpfe kondensiert werden, wird die entstandene Flüssigkeit in dem Wärmetauscher 42 gekühlt, bevor sie als im wesentlichen reine Flüssigkeit über das Auslaßrohr 48 abgegeben wird. Im Laufe der Zeit sammeln sich die in der Flüssigkeit gelösten Verunreinigungen in der Flüssigkeitskammer 25 in einem solchen Ausmaß an, daß die Flüssigkeit schließlich übersättigt wird, woraufhin die Verunreinigungen ausgefällt und dann als feste Verunreinigungen beseitigt werden können. Die festen Verunreinigungen und ein Teil der Flüssigkeit bewegen sich unter der Wirkung der Fliehkräfte in der Flüssigkeitskammer 25 radial nach außen durch die Löcher 20 des Siebes 14, um in den Ringraum 16 einzutreten, aus dem sie dann über das Schlammauslaßrohr 34 entweichen. Dieser Schlamm, der die festen Verunreinigungen in hoher Konzentration hält, kann dann verascht oder auf andere Weise behandelt werden, wie es der ökologischen Aufgabe der Vorrichtung entspricht_o

Die verschiedenen Betriebsparameter können in weiten Grenzen variiert werden, um die optimalen G-leichgewichtsbe— dingungen zu ermitteln. Zu diesen Parametern gehören die Konzentration, die JSusammensetzung und die Einströmgeschwindigkeit der verunreinigten Flüssigkeit, die Umlaufgeschwindigkeit des Siebes, die Betriebstemperaturen in der Flüssigkeitskammer, die Menge des je Zeiteinheit abgezogenen Schlamms, der auf die Flüssigkeitskammer aufgebrachte Unterdruck, die Füllhöhe der Flüssigkeitskammer und dergleichen. Ferner kann man Abänderungen an der Konstruktion der Reinigungsvorrich-

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•bung vorsehenj solche Änderungen können ζ. B. die relativen Abmessungen und die Anordnung des Flüssigkeitseinlaßrohrs 50, des Schlammauslaßrohrs 34 und des Dampfauslaßrohrs 36 "betreffen, ferner die Abmessungen und die Form des Siebes 14 und insbesondere der Löcher 20 sowie Anaahl, Größe und Form der Flügel 28, die Breite des Ringraums 16 usw. Ohne Rücksicht auf solche konstruktiven und betriebsmäßigen Änderungen arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer bevorzugten Ausf ührungsform im wesentlichen kontinuierlich, mit hoher Geschwindigkeit und auf wirtschaftliehe Weise, da über der Flüssigkeit in der Destillationskammer ein Vakuum aufrechterhalten wird, und da die Flüssigkeit gleichzeitig in schnelle Drehung um die Achse der Kammer versetzt wird, um 'die festen Verunreinigungen durch die löcher des Siebes unter der Wirkung von Fliehkräften aus der Kammer zu entfernen.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Flügel in der Flüssigkeitskammer die Form von Schöpfkellen oder Taschen haben, die in der Drehrichtung offen sind, um die verunreinigte Flüssigkeit aufzufangen und sie in Drehung zu versetzen. ·

Bei einer weiteren Ausführungsform, bei der nach einem funktionell gleichwertigen Zentrifugierverfahren gearbeitet wird, sind die radialen Flügel an einem sich schnell drehenden Kernteil befestigt, das in einem ortsfesten Sieb und konzentrisch damit angeordnet ist; hierbei ragen die Flügel radial nach außen in Richtung auf die gelochte Seitenwand des Siebes, um die Flüssigkeit zu erfassen und sie innerhalb des ortsfesten Siebes zu zentrifugieren» Bei einer -solchen Ausführungsform kann das Kernteil mit elektrischen . Heizelementen versehen sein, um der Flüssigkeitskammer Wärme zuzuführen, so daß sich die Benutzung- einer Wärmezuführungsleitung 58 erübrigt. Zusätzlich kann das Kernteil oder eine Läuferwelle eine zentrale Bohrung aufweisen, über die die verunreinigte Flüssigkeit von einer Quelle aus in die

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Flüssigkeitskammer eingeleitet werden kann, so daß man kein gesondertes llüssigkeitseinlaßrohr 50 "benötigt.

Somit sind durch die Erfindung ein mechanisches Reinigungsverfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung geschaffen worden, die einen wirtschaftlichen Betrieb "bei hoher Reinigungsgeschwindigkeit ermöglichen, so daß man eine im wesentlichen gereinigte Flüssigkeit erhält, aus der sowohl feste als auch gelöste Verunreinigungen im wesentlichen entfernt worden sind, wobei die abgeschiedenen Verunreinigungen aus der Behandlungszone abgeführt werden_o Die Vorrichtung ist von einfacher und robuster Konstruktion, so daß sie sich mit geringen Kosten herstellen läßt und nur minimale Ansprüche an die Wartung stellt»

Ansprüche;

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Claims

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ANSPRÜCHE

• 1.) Verfahren zum kontinuierlichen, mechanischen Reinigen einer feste und gelöste Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeit, dadurch gekennzei chnet , daß die feste und gelöste Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit einer Flüssigkeitskammer zugeführt wird, daß die verunreinigte Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer durch schnelles Drehen der verunr einigt en Flüssigkeit um die Achse der Flüssigkeitskammer einer Zentrifugalbeschleunigung ausgesetzt wird, um die festen Verunreinigungen nach außen und die Flüssigkeit nach innen in Richtung auf die Achse der Flüssigkeitskammer zu verlagern, daß gleichzeitig die verlagerte Flüssigkeit durch Aufbringen eines Unterdrucks einer Vakuumdestillation unterzogen wird, um die Flüssigkeit -in Dampf zu verwandeln, daß der erzeugte Dampf aus der Flüssigkeitskammer abgezogen -wird, daß der abgezogene Dampf zu einer im wesentlichen reinen Flüssigkeit kondensiert wird_f und daß der durch die nach außen verlagerten festen Verunreinigungen gebildete Schlamm beseitigt wird.

2o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verunreinigte Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer erhitzt wird.

3o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verunreinigte Flüssigkeit der Flüssigkeitskammer unterhalb des darin vorhandenen Flüssigkeitsspiegels zugeführt wird_c

4. Vorrichtung zum kontinuierlichen, mechanischen Reinigen einer feste und gelöste Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeit g e k e η η ζ e i c h η et durch ein ortsfestes Gehäuse (10) mit einer allgemein zylindrischen Seitenwand (29), einem Boden (30) und einer oberen Wand (32),

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ein allgemein zylindrisches Sieh (14), das in dem Gehäuse im wesentlichen konzentrisch damit angeordnet ist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Seitenwand des Gehäuses, so daß dazwischen ein Ringraum (l6) vorhanden ist, das eine mit Löchern (20) versehene Seitenwand (l8) hat und einen im wesentlichen ungelochten, eine Flüssigkeitskammer (25) abgrenzenden Basisabschnitt (22) aufweist, einen in die obere Gehäusewand eingebauten Dampfauslaß (36), der mit der Flüssigkeitskammer an. einem Punkt (37) in Verbindung steht, welcher gegenüber der gelochten Seitenwand des Siebes in Richtung auf ihre Achse nach innen versetzt ist, einen in das Gehäuse nahe seinem unteren Ende eingebauten, in Verbindung mit dem Ringraum stehenden Schlammauslaß (34) zum Abführen von Schlamm aus dem Gehäuse, einen in das Gehäuse eingebauten, in Verbindung mit der Flüssigkeitskammer stehenden Einlaß (50), der dazu dient, die I¹IUssigkeitskammer im wesentlichen mit der feste und gelöste Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeit zu füllen, eine an den Dampfauslaß angeschlossene Einrichtung (38) zum Aufbringen und Aufrechterhalten eines Unterdrucks auf das Innere der Flüssigkeitskammer, mehrere in der Flüssigkeitskammer■angeordnete Flügel (28) sowie eine Antriebseinrichtung, die dazu dient, mindestens die Flügel schnell um die Achse des Siebes zu drehen, um zu bewirken, daß die Flüssigkeit in .der Flüssigkeitskammer zentrifugiert wird, so daß die Flüssigkeit in dem Sieb nach innen verlagert wird, während die festen Verunreinigungen in dem Sieb nach außen verlagert werden, um über die Löcher der Seitenwand des Siebes in den Ringraum einzutreten, damit die festen Verunreinigungen aus dem Ringraum über den Schlammauslaß abgeführt werden, damit die nach innen verlagerte Flüssigkeit vorzugsweise dem durch die genannte Einrichtung aufgebrachten Unterdruck ausgesetzt und in Dampf verwandelt wird, der über den Dampfauslaß abgezogen wird, und damit die gelösten Verunreinigungen in der verlagerten Flüssigkeit in der Flüssigkeitskammer zurückbleiben und sich in ihr konzen-

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•freieren, Ms eine Übersättigung eintritt, die "bewirkt, daß die gelösten Verunreinigungen, ausgefällt und in der■Flüssigkeitskammer nach außen verlagert werden,

5· Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (14) in dem Gehäuse (10) um seine Achse drehbar gelagert ist, daß die Flügel (28) an dem Sieb befestigt sind und sich von der mit den Löchern (20) versehenen Seitenwand (l8) des Siebes aus nach innen in Richtung auf die Achse des Siebes erstrecken, und daß .die Antriebseinrichtung (26) dazu dient, das Sieb zu drehen, um auch die Flügel um die Achse des Siebes zu drehen»

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (50) die Flüssigkeit der Flüssigkeitskarmner (25) nahe ihrem unteren Ende zuführt.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (50) durch die obere Wand (32) des Gehäuses (10) in das Sieb (14) hineinragt und an einem Punkt (53) mündet, der dem Basisabschnitt (22) des Siebes benachbart, in einem Abstand von der mit Löchern (20) versehenen Seitenwand (l8) des Siebes angeordnet und nach innen in Richtung auf diese Achse versetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch A₁ gekennzeichnet durch eine in der'Flüssigkeitskammer (25) angeordnete Heizeinrichtung (58) zum kontinuierlichen Erhitzen des Inhalts der Flüssigkeitskammer·

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ ei ebnet , daß die Heizeinrichtung (58) durch die obere Wand (32) des Gehäuses (10) ragt und sich durch die Flüssigkeitskammer (25) hindurch bis zu einem Punkt nahe ihrem unteren Ende erstreckt.

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1Ο_β Vorri ehtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine in Verbindung mit dem Dampfauslaß (36) stehende Eondensations einri chtung (42) zum Kondensieren des in der Flüssigkeitskammer (25) durch die Destillation er- . zeugten Dampfes sowie durch eine Einrichtung (48) zum Abführen des Kondensats aus der Kondensationseinrichtung.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sieb (14) und der oberen Wand (32) des Gehäuses (10) eine Dichtung (40) angeordnet ist, um das Übertreten verunreinigter Flüssigkeit aus dem Einlaß (50) in den Dampf auslaß (36) zu verhindern.

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