DE834089C - Verfahren und Vorrichtung zum Entlueften von viskosen Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Entlüften von viskosen Flüssigkeiten Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entlüften von viskosen Flüssigkeiten. Das Verfahren löst die Aufgabe, die in einer viskosen Flüssigkeit enthaltenen Gas-, insbesondere Luftmengen mit Hilfe einer rotierenden gekrümmten Fläche auszuscheiden.
• Zentrifugalentlüftungsverfahren haben bisher in der Kunstseidenindustrie keinen Eingang gefunden, da mit Hilfe der bekanntgewordenen Vorrichtungen keine ausreichend entlüftete Spinnlösung erhalten werden konnte. Bei diesen wurden zu große Mengen von Spinnlösungen in Umdrehung versetzt, wodurch infolge der großen Schichthöhe der Entlüftungseffekt gering war. Ein anderer Vorschlag ging davon aus, den rotierenden Behälter mit einem Vakuumkessel zu verbinden und auf diese Weise kontinuierlich aus dem rotierenden Gefäß die viskose Flüssigkeit abzusaugen. Auch dieser Vorschlag führte infolge der ungünstigen Strömungsverhältnisse nicht zu dem gewünschten Erfolg. Schließlich ging man dazu über, aus einer liegenden rotierenden Trommel die viskose Flüssigkeit vom Rand abzuschöpfen. Aber auch diese Ausführungsform fand aus den gleichen Gründen keinen Eingang in die Kunstseidenindustrie.
• Bei dem Verfahren nach der Erfindung geht man so vor, daß ein um eine senkrechte Welle rotierender Flüssigkeitsstrahl auf einen ebenfalls rotierenden Gefäßmantel gespritzt wird und sich dort schraubengangförmig in einer dünnen Schicht ausbreitet. Durch eine glockenförmig gekrümmte Ausgestaltung des Gefäßmantels erreicht man, daß die Flüssigkeitsschichtdicke beim Entlangströmen an der Wand verringert wird, wodurch der Weg, den die Luftblasen in der viskosen Flüssigkeit zurückzulegen haben, zunehmend geringer wird. Als gekrümmte Gefäßbegrenzung hat sich eine Hyperbel oder Parabel mit anschließendem Kreis, welcher schließlich in eine schwach zur Rotationsachse geneigte Gerade übergeht, als zweckmäßig erwiesen. Infolge der Zentrifugalwirkung werden die Luftblasen aus der viskosen Flüssigkeit ausgeschieden. Man kann die gekrümmte Gefäßwand durch zafinförmige Erhöhungen unterbrechen, wodurch der Flüssigkeitsfilm periodisch verdünnt und verdickt wird. Die Luftblasen wandern radial zur Rotationsachse hin und sammeln sich an der Oberfläche des Flüssigkeitsfilms. An die gekrümmte Gefäßbegrenzung schließt sich ein geradliniger Teil an, welcher schwach kegelförmig ausgebildet ist und in der Wand kleine Öffnungen aufweist, durch welche die entlüftete viskose Flüssigkeit an den zweiten Gefäßmantel gespritzt wird. Die lufthaltige viskose Schicht und der Schaum sammeln sich an der Innenfläche des Flüssigkeitsringes, welcher -dadurch entsteht, claß sich die Flüssigkeit in dem geradlinigen Teil staut. Die durch die Öffnungen geführte Flüssigkeit läuft an dem zweiten Gefäßmantel herab, wobei derselbe Luftausscheidungsvorgang nochmals durchgeführt wird. Während an dem ersten Gefäßmantel die Hauptmenge derLuft ausgescbieden wird, dient der zweite Gefäßmantel dazu, noch die kleinsten Luftblasen aus der viskosen Flüssigkeit zu entfernen. DieÖffnungen in derWand des geradlinigen Teiles sind für die Entlüftung auch insofern noch von großer Bedeutung, als man durch den Lochdurchmesser alle Blasen, welche größer sind als dieser, zum Zerplatzen bringen kann, wodurch die an dem zweiten Gefäßmantel vorzunehmende Luftausscheidung und Schaumbildung entsprechend verringert wird. Man wählt zweckmäßig für den Durchmesser der Öffnungen in der Wand eine Größe, die dem durchschnittlichen Durchmesser der Luftblasen entspricht.
• Die Schaumbeseitigung kann auf zwei Arten vorgenommen werden. Entweder man setzt den rotierenden Hohlraum unter Vakuum und bringt durch Volumenvergrößerung die Schaumblasen zum Platzen, oder man führt einen Luftstrom von ausreichender Geschwindigkeit und/oder erhöhter Temperatur durch das Gefäß, welchen man mittels einer auf der rotierenden Welle befindlichen Luftschraube erzeugt. Bei letzterer Ausführungsform sammelt sich die viskose Flüssigkeit in einem Ringbehälter, welcher den geradlinigen Teil des rotierenden zweiten Gefäßmantels umgibt. Bei Verwendung von Vakuum sammelt sich die viskose Flüssigkeit in einem Trichter von der Gestalt einer Kugelkalotte, welcher in ein Abflußrohr übergeht.
• An Hand der Fig. i und 2 sollen zwei Ausführungsbeispiele zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert werden.

  Die Vorrichtung nach Fig. i, bei der niitVakuum

  gearbeitet wird, bestellt aus einer Welle i, auf

  welcher die Deckelnabe 2 fest aufgekeilt ist. Sie

  enthält zwecks Zuführung der viskosen Flüssigkeit

  dieZentralbohrung3, die nur Iris zum oberen Drittel

  der Welle durchgeführt ist. Die Zentralbohrung 3

  geht in zwei um 18o' versetzte IZadialbohrungen.

  über. Die Deckehiahe 2 ist als Lager ausgebildet.

  Sie enthält die Kugellager 3 und 6, die sich mit

  ihren äußeren Ringen auf den zylindrisch auf-

  gebogenen Teil 7 des Zwischenarmes (S abstützen.

  Die Kugellager werden durch eine Verschraubung

  io fest auf der Deckelhalle gehalten. Zuin Absaugen

  der Luft ,sind in der I)ecl;elnalm 2 die Bohrungen 9

  angebracht. Die allgesaugte Luft sammelt sich in

  dem Rohr i i, welches gleichzeitig mit als Lager-

  deckel ausgebildet ist. All der Deckelnabe 2 sind

  zwei konzentrisch zueinander angeordnete Gefäß-

  mäntel 12 und 13 befestigt. Die C-#ef:if.3mälltel weisen

  im Schnitt die Gestalt einer Parabel oder Hyperbel

  mit anschließendem Kreis auf. :\n diese ge-

  krümmten Gefäßwände schließt sich je ein schwach

  kegelförmig ausgebildeter Teil 14 und 15 an. Im

  Bereich des kleinsten Durchmessers der Gefäßwand

  12 sind Bohrungen 16 angebracht. Der Gefäßmantel

  13 enthält im Bereich des gröf.iteil Durc'limessers an

  seinem äußeren Umfang einen Drucklagerring 17,

  welcher die Kräfte auf das Gestell 18 überträgt.

  Die Schmierung des DrucklagerrinIes geschieht

  durch 01. Der Olal>spritzrinig spritzt eventuell

  durchtretendes 0I in den Sammelring 2o, welcher

  das 01 nach außen abführt, so daß es nicht in die

  entlüftete Flüssigkeit dringen kann. Der gerad-

  linige Teil 1:I des Gefäßmantels 12 enthält in der

  Wand Öffnungen 21. Der Gefäßmantel 12 ist durch

  einen Boden 22 abgesclilossell. :\tif der Welle i ist

  der Rotationskörper 23 angebracht, welcher dafür

  sorgt, daß nicht entlüftete hlüssigkeitsspritzer nach-

  träglich der Zentrifugalwirkung ausgesetzt «-erden.

  Durch die Wahl des Durchmessers dieses Hohl-

  körpershat man es in der Hand, clen Spalt zwischen

  dem Hohlkörper und dein geradlinigen Teil i 5 des

  Gefäßmantels 13 zu Verbindern. Der geradlinige

  Teil i5 desGefäßmantels 13 wird von einem trichter-

  förmigen Teil 2.4 umgeben, welcher in das Ahfluß-

  rohr 25 mündet.

  Der Antrieb der Welle. i geschieht in der üblich-en

  Weise durch einen auf dein Gestell abgebrachten

  Elektromotor.

  Die Wirkungsweise des Verfahrens ist folgende:

  Die zu entlüftende Flüssigkeit fließt durch die Boh-

  rung 3 der rotierenden Welle i zu und wird durch

  die Radialbohrungen 4 an die Gefäßwand 12 ge-

  spritzt, wo sie schraubengangförmig an der Gefäß-

  wand abgelegt wird. Beim Entlangströnien an der

  Wand tritt infolge der gekriiinniten Gefäßwand

  eine Schichtverdünnung ein. Die Luftblasen werden

  wegen ihrer geringen Maße all die Oberfläche ge-

  drückt. In dem geradlinigen Teil 1,4 des Gefäß-

  mantels 12 tritt ein Stau der Flüssigkeit ein, so

  daß in diesem Bereich die Flüssigkeitssc'hic'htdicke

  größer ist als an der Gefäßwand. All der Oberfläche

  dieses Flüssigkeitsringes sammelt sich der Schaum

  an. Die weitgehend vorentlüftete Flüssigkeit dringt durch die Löcher 21 der Gefäßwand i4 und wird wiederum in schraubengangförmigen Bahnen an den Gefäßmantel 13 abgelegt, wo der Luftausscheidungsvorgang nochmals vorgenommen wird. Die entlüftete Flüssigkeit sammelt sich sodann in dem trichterförmigen Teil 24 und kann durch das Abflußrolir 25 aus dem Gefäß entnommen werden. Zur Schaumbeseitigung wird durch das Rohr i i ständig Luft abgesaugt, welche durch die Löcher 16 der Gefäßwand 12 und schließlich durch die Bohrungeng der Deckelnabel strömt, wodurchVakuum entsteht.
• Die Vorrichtung nach Fig. 2, bei welcher mit einem Luftstrom gearbeitet wird, besteht gleichfalls aus einer hängenden Welle 26, welche eine Zentralhalirung 27 mit anschließenden Radialljohrungen 28 aufweist. Auf der hängenden W'e'lle ist eine Deckelnabe29 fest aufgekeilt. Sie ist als Lager ausgebildet und hält die Kugellager 30 und 31. An der Deckelnabe 29 sind zwei konzentrisch zueinander angeordnete Gefäßmäntel 32 und 33 befestigt. Der Gefäßmantel 32 ist an seinem oberen Ende erweitert. Die achsparallele Wand 34 dieser Erweiterung enthält die Öffnungen 35. An dem geradlinigen Teil 36 (des Gefäßmantels 32 ist der Gefäßmantel 33 befestigt. Die Abstützung der beiden Gefäßmäntel geschieht durch einen Druckfagerring 37, welcher die Kräfte auf einen Zwischenarm 38 des Gestells 39 überträgt. Der Gefäßmantel 32 wird durch einen Siebboden 45 abgeschlossen. Der geradlinige Teil 4o des Gefäßmantels 33 enthält Öffnungen 41, die in einen Sammelbehälter42 führen, welcher den geradlinigen Teil 4o ringförmig umgibt. Der rotierende Teil des Ringbehälters reicht bis zu den Gleitfugen43und44, welche gleichzeitig als Lagerung für den Gefäßmantel 33 ausgebildet sind. Der andere Teil des Sammelbehälters steht still. Der geradlinige Teil 4o des Gefäßmantels 33 geht in ,ein Ansaugrohr 46 über. Die Welle 36, auf welcher sich die Luftschraube 47 befindet, wird durch ein Gegenlager 48, welches sich auf zwei Stege 49 abstützt, gehalten. An den geradlinigen Teil 36 schließt sich ein Blech 5o an, welches der Luftführung dient.
• Nach dem Verfahren arbeitet man nun wie folgt: Die zu entlüftende Flüssigkeit dringt durch die Zentralbohrung 27 in den Rotationshohlraum ein, erfährt an der Gefäßwand 32 eine Schichtverdünnung und staut sich in dem geradlinigen Teil 36. An der Oberfläche des Flüssigkeitsringes, der in dem geradlinigen Teil 36 entsteht, sammelt sich der Schaum. Die weitgehend vorentlüftete Flüssigkeit kann durch dieLöcher inderWand des geradlinigen Teils 36 abfließen. Sie trifft auf die gegenüberliegende Gefäßwand 33, wo derselbe Luftausscheidungsprozeß nochmals vorgenommen wird. Die vollkommen entlüftete Flüssigkeit sammelt sich in dem Behälter 42, da immer nur der entlüftete Teil der viskosen Flüssigkeit durch die Löcher 41 abfließen kann, während der Schaum sich an der Oberfläche des rotierenden, Flüssigkeitsringes ansammelt. Die Luft wird aus dem Ansaugkanal 46 durch die Luftschraube 47 angesaugt und dringt durch die Siebplatte 45 schließlich in das Gefäß 32 und wird durch die Bohrungen 35 nach außen abgeführt. Dadurch erfolgt eine einwandfreie Beseitigung des Schaums.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Entlüften: von viskosem Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Flüssigkeitsstrahl auf eine ebenfalls rotierende, glockenförmig gekrümmte Gefäßwand gebracht wird, die im Längsschnitt die Gestalt einer Hyperbel bzw. Parabel aufweist, welche zur Flüssigkeitsaustfittsseite hin in einen Kreis übergeht, um schließlich in einer schwach zur Rotationsachse geneigten Geraden zu enden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Seite der rotierenden Flüssigkeitsschicht ein Luftstrahl von ausreichender Geschwindigkeit und höherer Temperatur als die Umgebungstemperatur vorbeigeleitet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entlüftete Flüssigkeit in einen Sammelbehälter abgeführt wird, der von derselben vollkommen ausgefüllt ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung,der viskosen Flüssigkeit auf die rotierende Gefäßwand durch Öffnungen (21, 36°, 41) vorgenommen wird, deren Durchmesser kleiner ist als der der durchschnittlich in ihr enthaltenen Gasblasen.
5. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gefäßmäntel konzentrisch auf einer senkrecht angeordneten, rotierenden Welle befestigt sind.
6. 6. Vorrichtung .nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere rotierende Gefäßmantel (13 bzw. 33) an seinem Umfang einen Drucklagerring (17 bzw. 37) aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (42) für die entlüftete viskose Flüssigkeit den äußeren rotierenden Gefäßmantel (33) an seinem unteren Ende ringförmig umgibt. B.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfuge (43) auf der oberen waagerechten Wand des Sammelbehälters (42) angebracht ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5, :dadurch gekennzeichnet, daß auf der rotierenden Welle eine Luftschraube (47) angebracht ist.