DE4041975C1

DE4041975C1 - Uniform gasification of e.g. galvanising processes and septic tanks - involves injecting gas into liq. through horizontal inflow tube in lower part of liq. bath, and displacing liq. through capillary tubes

Info

Publication number: DE4041975C1
Application number: DE4041975A
Authority: DE
Inventors: Jens 1000 Berlin De Heydecke
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Atotech Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1992-06-25
Anticipated expiration: 2010-12-22

Abstract

Gas is injected into a liq., e.g. to cause turbulence, through a horizontal inflow tube (1), positioned in the lower part of the liq. bath, and displaces the liq. (2), which flows out through capillary tubes (3,4). When the liq. level (5) is below the lateral holes (6) in the tube, gas flows out. The length of each capillary tube is at least ten times its' dia. and at least one of the outlet holes is at the lowest position of the tube. USE/ADVANTAGE - Uniform gasification. Used in galvanising process and septic tanks.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Einblasen eines Gases in eine Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for blowing in a gas into a liquid according to the preamble of claim 1.

Eine allgemeine Anwendung beschreibt die CH-PS 1 61 777; das Einblasen von Luft in Jauchegruben zum Zwecke des Aufrührens wird durch ein perforiertes Rohr erreicht.A general application describes the CH-PS 1 61 777; the Blowing air into septic tanks for the purpose of stirring is achieved through a perforated tube.

Die Gaseinblasung sorgt für eine starke Turbulenz und damit für eine Verringerung der Diffusionsschichtdicke, beispielsweise in galvanischen Bädern, und gelegentlich für eine oxidierende Wirkung, wenn beispielsweise Luft eingeblasen wird.The gas injection creates a strong turbulence and thus for a reduction in the diffusion layer thickness, for example in galvanic baths, and occasionally for an oxidizing one Effect if, for example, air is blown in.

Die Gaseinblasungen werden gewöhnlich durch ein einfaches Rohr, welches Bohrungen auf der Unterseite aufweist, realisiert.The gas injections are usually through a simple pipe, which has holes on the underside.

Diese Bohrungen liegen im allgemeinen in zwei Reihen. Sie besitzen in der Galvanotechnik Durchmesser von typischerweise etwa 3 mm. Aufgrund der Druckverluste im Gaszustromrohr und einer praktisch immer existierenden geringen Schiefstellung des Rohres zur Flüssigkeitsoberfläche kommt es zu einer ungleichmäßigen Gaszustromverteilung entlang des Gaszustromrohres. Hinzu kommt eine gewisse Durchbiegung des Gaszustromrohres der Gaseinblasung.These holes are generally in two rows. they have a typical diameter in electroplating about 3 mm. Due to the pressure drops in the gas supply pipe and a practically always existing slight misalignment of the There is a pipe to the liquid surface uneven gas inflow distribution along the Gas inflow pipe. There is also a certain deflection of the Gas inflow pipe of gas injection.

Für einfache Anwendungsfälle ist dies tolerierbar. Für anspruchsvollere Technologien, bei denen es, z. B. auf eine gleichmäßige Turbulenzintensität über die Flüssigkeitsbadbreite ankommt, sind bisher verschiedene Maßnahmen ergriffen worden, die zu einer Verringerung der Volumenstromabweichungen führten.This is tolerable for simple applications. For more sophisticated technologies where, e.g. B. on a uniform turbulence intensity across the width of the liquid bath arrives, various measures have been taken so far, which led to a reduction in volume flow deviations.

Dazu gehörten:These included:

- large gas inflow pipe diameters,
- small bore diameters,
- Air distribution systems in the gas inflow pipe and
- double-sided gas injection.

Die Abweichungen der Düsenvolumenströme (Ströme des Gases durch die Gasaustrittsöffnungen) aufgrund des Druckverlustes entlang des Rohres können durch solche Maßnahmen weitgehend kompensiert werden. Es bleiben jedoch die Abweichungen durch die Schiefstellung, die sich naturgemäß besonders bei geringen Druckverlusten durch die Bohrungen bemerkbar machen.The deviations of the nozzle volume flows (flows of gas through along the gas outlet openings) due to the pressure loss the pipe can be largely compensated by such measures will. However, there remain the deviations from the Misalignment, which is naturally particularly at low Make pressure losses through the holes noticeable.

Der Bohrungsdurchmesser läßt sich aus mehreren Gründen nicht beliebig verringern. Gegen die Verringerung spricht z. B. die Verstopfungsneigung, der fertigungstechnische Aufwand und das Verhalten der Gaseinblasung im Anfahrzustand, das heißt beim Ausblasen der Flüssigkeit aus dem Gaszustromrohr. In diesen Zustand muß die Flüssigkeit zunächst aus den Bohrungen verdrängt werden. Der notwendige Differenzdruck verhält sich umgekehrt proportional zum Bohrungsdurchmesser. Übersteigt dieser Differenzdruck nun den Druckverlust an einer offenen Bohrung, so kommt es dazu, daß einige Bohrungen mit Flüssigkeit gefüllt bleiben und kein Gas durchlassen. Die Folge ist eine ungewünscht inhomogene Gaseinblasung. Praktischerweise wird der Bohrungsdurchmesser nicht wesentlich kleiner als 1 mm gewählt.The hole diameter cannot be used for several reasons decrease arbitrarily. Speaks against the reduction. B. the The tendency to blockage, the manufacturing expenditure and that Behavior of the gas injection in the start-up state, that is when Blow out the liquid from the gas supply pipe. In these Condition, the liquid must first be pushed out of the holes will. The necessary differential pressure is reversed proportional to the bore diameter. If this exceeds Differential pressure is the pressure loss at an open bore, see above it happens that some holes are filled with liquid stay and let no gas through. The consequence is one undesired inhomogeneous gas injection. Conveniently, the Bore diameter chosen not significantly smaller than 1 mm.

Zusammenfassend haben diese Konstruktionen drei wesentliche Nachteile:In summary, these constructions have three main ones Disadvantage:

- complex construction,
- relatively large dimensions and
- A precise alignment of the gas inflow pipe parallel to Liquid surface is necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beseitigung der beschriebenen Nachteile eine möglichst gleichmäßige Begasung in der Flüssigkeit zu erreichen.The object of the invention is to eliminate the Disadvantages described a uniform fumigation in to reach the liquid.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst. Der genannte Druckverlust an einer offenen Bohrung wird dabei nicht durch eine Verringerung des Bohrungsdurchmessers, sondern durch eine Vergrößerung der wirksamen Bohrungslänge erreicht. Der Druckverlust in den entstandenen Gasdüsen kann so hoch gewählt werden, daß der Druckverlust in dem Gaszustromrohr trotz geringerem Durchmesser des Gaszustromrohres vernachlässigt werden kann. Dies hat den weiteren Vorteil einer besseren Dosierbarkeit des Gasstromes über den Druck im Gaszustromrohr. Mit dieser Dosierung kann nicht nur die Turbulenzintensität (wichtig für galvanische Bäder) sondern auch der Übergang von Bestandteilen des Gases in die Flüssigkeit gesteuert werden.The object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1. The pressure loss mentioned an open hole is not reduced by a reduction in the Hole diameter, but by increasing the effective bore length reached. The pressure loss in the created gas nozzles can be chosen so high that the Pressure loss in the gas supply pipe despite the smaller diameter of the gas inflow pipe can be neglected. This has the Another advantage of better meterability of the gas flow about the pressure in the gas inlet pipe. With this dosage not just the turbulence intensity (important for galvanic Baths) but also the transition of gas components into the liquid can be controlled.

Um eine kompakte Bauweise zu erreichen, sind die Luftdüsen als Schlauch (Kapillarschlauch) ausgebildet. Diese Kapillar schläuche, die einen Durchmesser von 1 mm oder kleiner besitzen, können innerhalb und außerhalb des Gaszustromrohres liegen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet unabhängig davon, ob sich die Kapillarschläuche im Gasstromrohr oder außerhalb, also geführt vom Gasstromrohr hinein in die umgebende Flüssigkeit, befinden.To achieve a compact design, the air nozzles are as Tube (capillary tube) formed. This capillary hoses with a diameter of 1 mm or smaller, can be inside and outside the gas inflow pipe. The The inventive device works regardless of whether the capillary tubes in the gas flow tube or outside, so led from the gas flow pipe into the surrounding liquid, are located.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wesentlich und vorteilhaft, daß die Gasaustrittsöffnungen nicht genau in einer horizontalen Ebene sein müssen, da Unterschiede des hydrostratischen Druckes an diesen Öffnungen nur einen sehr geringen Einfluß auf den Gasstrom haben.For the device according to the invention is essential and advantageous that the gas outlet openings are not exactly in one horizontal level, because differences of the hydrostratic pressure at these openings only a very have little influence on the gas flow.

Weiterhin kann der Durchmesser der Kapillarschläuche vergrößert werden, da durch eine größere Länge der Kapillarschläuche der gleiche Druckverlust erreicht wird. Auf diese Weise kann das Leerblasen der Kapillarschläuche im Anfahrzustand zuverlässiger und unabhängiger von der Art und Viskosität der Flüssigkeit gemacht werden. Aufgrund des hohen Betriebsdruckes im Vergleich zu bekannten Gaseinblasungen in der Galvanotechnik ist die Entleerung aller Luftdüsen im Anfahrzustand gewährleistet.Furthermore, the diameter of the capillary tubes can be increased be because of a greater length of the capillary tubing same pressure loss is achieved. That way it can Empty the capillary tubes more reliably when starting up and independent of the type and viscosity of the liquid be made. In comparison due to the high operating pressure to known gas injections in electroplating is Guaranteed emptying of all air nozzles when starting.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt dargestellt. Das Gas tritt in das Gaszustromrohr 1 ein und verdrängt die Flüssigkeit 2, die durch die Kapillarschläuche 3, 4 abfließt. Sobald der Flüssigkeitspegel 5 unterhalb der seitlichen Bohrungen 6 liegt, strömt das Gas durch die Kapillarschläuche 3. Der Druckverlust ist daher größer als der Kapillardruck im unteren Schlauch 4.In the drawing, a preferred embodiment of the invention is shown in cross section. The gas enters the gas inflow pipe 1 and displaces the liquid 2 which flows out through the capillary tubes 3 , 4 . As soon as the liquid level 5 lies below the lateral bores 6 , the gas flows through the capillary tubes 3 . The pressure loss is therefore greater than the capillary pressure in the lower tube 4 .

Infolge dessen sinkt der Flüssigkeitspegel 5 bis zur vollständigen Entleerung des Gaszustroms 1. Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei Bohrungen 7 an der tiefsten Stelle des Gaszustromrohres 1 angeordnet, eine am Anfang, die zweite am Ende des Gaszustromrohres 1, damit es unabhängig von der Neigung vollständig leerlaufen kann. Die Bohrungen 6 wurden in beliebigen Abständen nebeneinander angeordnet, um eine gleichmäßige Gaseinblasung über die Badbreite zu erreichen. Die Gasaustrittsöffnungen der Schläuche 3 und 4 wurden in einer Halterung 8 unabhängig vom Gaszustromrohr etwa horizontal fixiert.As a result, the liquid level 5 drops until the gas inflow 1 is completely emptied. At least two bores 7 are expediently arranged at the lowest point of the gas inflow pipe 1 , one at the beginning and the second at the end of the gas inflow pipe 1 , so that it can run completely empty regardless of the inclination. The holes 6 were arranged next to each other at any intervals in order to achieve a uniform gas injection across the width of the bath. The gas outlet openings of the hoses 3 and 4 were fixed approximately horizontally in a holder 8 independently of the gas inflow pipe.

Claims

1. Device for blowing a gas into a liquid with a substantially horizontal inflow pipe ( 1 ) for the gas, which is arranged in particular in the lower region of the liquid bath and which has outlet openings ( 6 ) distributed over its length for the gas, characterized in that each outlet opening of the inflow tube is connected to a capillary tube ( 3 , 4 ), that the length of each capillary tube is at least 10 times its diameter and that at least one of the outlet openings of the inflow tube is approximately in the deepest region of the inflow tube.

2. Device according to claim 1, characterized in that the capillary tubes ( 3 , 4 ) outside the inflow tube ( 1 ) are attached to this.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the gas outlet openings of the capillary tubes ( 3 , 4 ) are held in an approximately horizontal plane next to or above the inflow pipe ( 1 ).

4. The device according to claim 2, characterized in that the gas outlet openings of the capillary tubes ( 3 , 4 ) can be laid in an approximately horizontal plane and / or closed individually controllable.

5. The device according to claim 1, characterized in that the capillary tubes ( 3 , 4 ) within the inflow tube res ( 1 ) are attached to it, the gas outlet openings of the capillary tubes being connected to the outlet openings ( 6 , 7 ) of the inflow tube.