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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einsatz für einen Vakuumentlüfter mit einer Aufnahme- einrichtung für eine Flüssigkeit, in der Gas mitgeführt wird, einer mit der Aufnahmeeinrichtung verbundenen Verteileinrichtung zur Zuleitung der Flüssigkeit zu einer Gasfreigabefläche, die sich von der Verteileinrichtung nach unten erstreckt, um das Entfernen des mitgeführten Gases aus der Flüssigkeit zu erlauben wobei die Verteileinrichtung eine Vielzahl von Führungen für die Flüssigkeit aufweist, die sich von der Aufnahmeeinrichtung radial nach aussen erstrecken. Insbesondere betrifft sie das kontinuierliche Entfernen von Luft und anderen Gasen aus zähflüssigen Lösungen wie z. B. Viskose und anderen Cellulosederivaten.
Gas und Luft können in Flüssigkeiten in Form von Blasen mitgeführt werden, wie z. B. in dem Prozess des Aufbereitens flüssiger Viskoselösungen für das Spinnen von Kunstfasern. Sollte diesen Gasen und Luftblasen erlaubt werden, in einer solchen Viskoselösung zu verbleiben, wären beim Extrudieren derselben durch die Öffnungen der Spinndüsen gebrochene Fäden in dem gesponne- nen Garn die Folge. Ein so hergestelltes Garn hätte eine schwankende Anzahl von Fäden und deshalb keine gleichbleibende Qualität.
Es gibt zahlreiche Verfahren zum Entfernen mitgeführter Luft aus Flüssigkeiten. Die US 2,684,728A offenbart z. B. eine Einrichtung der eingangs genannten Art zum Entfernen von Luft aus einer Viskoselösung, in der die Viskoselösung gekocht und dann kontinuierlich zu einem Kanal und durch diesen hindurch geführt wird, aus dem die Flüssigkeit überfliesst und sich als dünner Film über Tragflächen, wie die Innenwand eines Tanks und die Aussenwand eines im Inneren des unte- ren Teils des Tanks angeordneten trichterförmigen Zylinders ausbreitet.
Die US 2,306,265A offenbart eine Einrichtung zum Entgasen viskoser Zusammensetzungen durch vorübergehendes Exponieren einer maximalen Oberfläche des Materials in Gegenwart eines Vakuums und anschliessendes rasches Zurückbringen des Materials zu einem Körper mit minimaler Oberfläche, um das Verdampfen von Feuchtigkeit und anderer flüchtiger Bestandteile zu verhin- dern. Bei dieser Einrichtung bedient sich die zu entgasende Zusammensetzung eines Entlüfterein- satzes, bei dem die Zusammensetzung durch Schwerkraftzufuhr durch Kanäle hindurchtritt und beim Austreten aus diesen Kanälen als dünner Film auf der Innenwand einer zylindrischen Kam- mer, in der der Einsatz untergebracht ist, ausgebreitet wird.
Dieser Film ist dünner als die Dicke der in der Flüssigkeit mitgeführten Gasblasen, sodass die Blasen durch das Vakuum in dem Entlüfter zum Aufplatzen gebracht werden
Es wurden Versuche angestellt, die für das Entfernen der in der Flüssigkeit mitgefühlten Gase zur Verfügung stehende Oberfläche zu vergrössern. So offenbart z. B. die US 2,041,059A eine Einrichtung, bei der eine gashältige Flüssigkeit einem Teilvakuum ausgesetzt wird und dann als dünner Film über eine Folge von sanft geneigten konischen Oberflächen fliesst, die sich mit dazu umgekehrten Konen abwechseln, um die Oberfläche und die Anzahl der Punkte, von denen die Gase abgehen, zu vergrössern und so die rasche Emission der Gase aus der Flüssigkeit weiter zu fördern.
Ein Problem bei diesen konischen Oberflächen liegt jedoch darin, dass die Dicke des Films nahe dem unteren Ende des Konus grösser ist als nahe dem oberen Ende des Konus, und diese grössere Dicke zu gross sein kann, um dem Gas zu erlauben, zu entweichen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine verbesserte Einrichtung zum Entfernen von mitgefühlter Luft und mitgefühlten Gasen aus Flüssigkeiten in Form eines Einsatzes für einen Entlüfter gefunden, welcher eine grosse Oberfläche für das Entfernen von in Flüssigkeiten enthalte- nen Gasen zur Verfügung stellt und die mit dem bekannten Stand der Technik verbundenen Nachteile behebt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einsatz für einen Vakuumentlüfter der ein- gangs genannten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gasfreigabefläche aus radia- len Leitplatten gebildet wird, die an Führungen für die Flüssigkeit angebracht sind und sich von diesen nach unten erstrecken, um die Flüssigkeit von der Verteileinrichtung zu erhalten.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Einsatzes für einen Entlüfter, Fig 2 eine Draufsicht des Entlüftereinsatzes nach Fig. 1 und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Endab- schnittes des Entlüftereinsatzes.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einsatz für einen zum Entfernen von Luft und anderen in Flüssigkeiten gelösten und mitgefühlten Gasen verwendeten Vakuumentlüfter Insbe- sondere ist sie bei der kontinuierlichen Entfernung von Luft und anderen Gasen aus zähflüssigen
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Lösungen wie z. B. Viskose und anderen Cellulosederivaten von Nutzen.
Der Entlüftereinsatz enthält eine Aufnahmeeinrichtung für eine Gas mitführende Flüssigkeit, eine Verteileinrichtung zur Zuleitung der Flüssigkeit zu einer Gasfreigabefläche, welche Verteilein- richtung aus Führungen besteht, die mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden sind, sodass der
Flüssigkeit erlaubt wird, von der Aufnahmeeinrichtung in die Verteileinrichtung zu fliessen, und
Leitplatten, die an den Führungen angebracht sind und sich von dieser nach unten erstreckt, um die Flüssigkeit aus der Verteileinrichtung aufzunehmen und eine Gasfreigabefläche vorzusehen, um das Entfernen des mitgeführten Gases aus der Flüssigkeit zu erlauben.
Die Aufnahmeeinrichtung kann ein zentraler Kanal, Trog oder anderer zur Aufnahme von mit- geführte Gase enthaltender Flüssigkeit geeigneter Behälter sein. Die Verteileinrichtung kann auch als Aufnahmeeinrichtung wirken.
Die Führungen können Kanäle, Tröge, Aquädukte, Rohre od. dgl. sein, die an die Aufnahme- einrichtung angeschlossen sind und der Flüssigkeit erlauben, aus der Aufnahmeeinrichtung ent- lang der oder durch die Verteileinrichtung zu fliessen und sich auf eine Gasfreigabefläche zu vertei- len.
Die Verteileinrichtung kann auch eine Überlaufregeleinrichtung enthalten, um den Flüssigkeits- strom aus den Führungen zur Gasfreigabefläche zu regeln. Wenn die Verteileinrichtung Kanäle,
Tröge, Aquädukte od dgl. aufweist, kann die Überlaufregeleinrichtung eine Wand sich verändern- der Höhe sein, wobei die Höhe so gewählt wird, dass der Flüssigkeitsstrom über die Wand der
Führung in der gewünschten Weise geregelt wird. Diese Überlaufregeleinrichtung ist besonders wichtig, wenn Luft und andere Gase aus Flüssigkeiten entfernt werden, die viskos sind, da viskose
Flüssigkeiten aufgrund ihrer Natur nicht gut fliessen und an ungewünschten Stellen über die Fuh- rung fliessen könnten. Wenn z.
B. die Verteileinrichtung eine Vielzahl von Kanälen umfasst, die sich von einem zentralen Punkt radial aus nach aussen erstrecken, kann die Überlaufregeleinrichtung eine Wand sein, die vom zentralen Punkt zum Ende der Verteileinrichtung hin in ihrer Höhe ab- nimmt, sodass die Flüssigkeit entlang der Ventileinrichtung vom zentralen Punkt bis zum distalen
Ende mit ungefähr gleicher Strömungsrate über die Wand fliesst.
Alternativ kann die Überlaufregeleinrichtung von mehreren in den Wänden der Führungen aus- gebildeten Wehren gebildet sein, die erlauben, dass die Flüssigkeit von der Verteileinrichtung zur
Gasfreigabefläche und die Gasfreigabefläche entlang als ein im wesentlichen gleichmässiger Film fliesst. Die Anzahl und die örtliche Lage der Wehre ist nicht kritisch, vorausgesetzt, dass die Wehre die gewünschte Funktion erfüllen. Normalerweise sind die Wehre entlang beider Seiten der Füh- rungen unter gleichen Abständen angeordnet. Im Falle einer viskosen Flüssigkeit, wo die Verteil- einrichtung eine Mehrzahl von Kanälen enthält, die sich von einem zentralen Punkt radial nach aussen erstrecken, würde die Flüssigkeit die Tendenz haben, die Kanäle näher dem zentralen Punkt zu überströmen.
Die Verwendung von Wehren als Überlaufregeleinrichtung erlaubt, dass die Flüssigkeit an den Wehren über die Wände des Kanals fliesst, bevor sie über die Wände des Kanals näher dem zentralen Punkt fliesst.
Die Verteileinrichtung muss notwendigerweise eine Einrichtung zum Stoppen der Strömung der Flüssigkeit durch die Verteileinrichtung enthalten, sodass die Flüssigkeit über die Verteileinrichtung und auf die Gasfreigabefläche fliesst. Typisch ist diese Stoppeinrichtung eine am Ende der Verteil- einrichtung ausgebildete Wand.
Ist die Führung ein Rohr, so kann die Überlaufregeleinrichtung eine Vielzahl von in dem Rohr ausgebildeten Löchern oder Öffnungen sein, um der Flüssigkeit zu erlauben, auf die Gasfreigabe- fläche zu fliessen.
Die Führung kann von ihrem einen Ende, wo die Flüssigkeit in die Führung eintritt, zu ihrem zweiten Ende hin so nach unten abfallen, dass die Flüssigkeit durch die Schwerkraft zu dem zwei- ten Ende fliesst. Der Neigungswinkel kann dabei so gewählt sein, dass weiters die Art, in der die Flüssigkeit über die Wände der Führung fliesst, geregelt wird.
Zumindest eine Leitplatte ist an der Führung angebracht und erstreckt sich von dieser nach unten, um eine Gasfreigabefläche zum Entfernen von Luft und anderen Gasen aus der Flüssigkeit vorzusehen. Beim Hinunterfliessen der Flüssigkeit auf der Oberfläche der Leitplatte bildet die Flüs- sigkeit einen sehr dünnen Film. Damit der Entlüfter richtig arbeitet und Blasen mitgefühlten Gases aus der Flüssigkeit entfernt, sollte der Film so dünn wie möglich sein, um den in der Flüssigkeit mitgefühlten Blasen zu erlauben, sich zur Oberfläche des Films zu bewegen und, wenn dem
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Vakuum ausgesetzt, zu platzen.
Bei der Verteileinrichtung die eine Mehrzahl von Kanälen, Trögen, Aquädukten, Rohren od. dgl. umfasst, wird bevorzugt, dass eine Leitplatte an jedem derselben angebracht ist, Wenn z. B. die Verteileinrichtung aus acht Kanälen besteht, die sich von einem zentralen Punkt radial nach aussen erstrecken, so ist an jedem dieser Kanäle eine Leitplatte angebracht.
Die Leitplatte kann eine glatte Oberfläche aufweisen oder Rippen, Riffeln oder andere darauf ausgebildete erhabene Flächen aufweisen, um die Oberfläche der Leitplatte zu vergrössern, vor- ausgesetzt, dass solche erhabenen Flächen nicht Flüssigkeitssammelpunkte auf der Leitplatte hervorrufen. Die Rippen, Riffeln oder anderen erhabenen Flächen können auf der Leitplatte in jeder der X-, Y- und/oder Z-Achsen ausgebildet sein. Das Anordnen von Rippen, Riffeln oder anderen erhabenen Flächen unter irgendeinem Winkel ausser vertikal ergibt eine Möglichkeit, die Abwärtsströmung der Flüssigkeit an der Leitplatte zu steuern.
Die Dicke der Leitplatte ist für die Erfindung kein Kriterium. Die Leitplatte kann z. B. die gleiche
Breite und Dicke wie die Verteileinrichtung aufweisen, die Leitplatte sollte jedoch nicht so dick oder breit sein, dass der Flüssigkeitsstrom von der Verteileinrichtung beim Übergang auf die Leitplatte in unerwünschter Weise behindert wird.
Die Leitplatte kann auch Heiz- oder Kühlelemente enthalten, um die Viskosität der Flüssigkeit bei ihrer Abwärtsbewegung auf der Leitplatte zu verändern.
Um die Bildung des Films zu erleichtern und zu verhindern, dass Tropfen der Flüssigkeit von der Verteileinrichtung auf den Boden des Entlüfters tropfen, ohne die Leitplatte zu berühren, kann eine Tropfplatte zwischen der Verteileinrichtung und der Leitplatte angeordnet werden. Die Tropf- platte sieht eine die Verteileinrichtung und die Leitplatte verbindende Fläche vor, die erlaubt, dass die Flüssigkeit von der Verteileinrichtung gleichmässig auf die Leitplatte fliesst.
Alternativ kann die Verteileinrichtung so geformt sein, dass sie erlaubt, dass Flüssigkeit auf die Aussenwände der Verteileinrichtung und auf die Leitplatte fliesst. Die Verteileinrichtung kann z. B. ein
Kanal, Trog, Aquädukt od. dgl. sein, der bzw. das im Querschnitt V-förmig oder C-förmig ist, wobei die V-Form oder C-Form so ist, dass der Flüssigkeit erlaubt wird auf die Aussenflächen der Verteil- einrichtung und dann gleichmässig auf eine Leitplatte zu fliessen.
Der erfindungsgemässe Einsatz ist für die Verwendung in einem Vakuum-Entlüfter bestimmt Solche Entlüfter arbeiten typisch unter einem Vakuum von 28 Zoll Quecksilbersäule oder mehr Bei der Verwendung zur Entlüftung von Viskose beträgt das Vakuum nicht weniger als 26 Zoll Queck- silbersäule. Das Vakuum erlaubt, in der Flüssigkeit mitgefühlten kleinen Gas- oder Luftblasen auf eine Grösse zu expandieren, wo die Blasen durch den Flüssigkeitsfilm hindurch platzen, wenn sich die Flüssigkeit auf der Gasfreigabefläche abwärts bewegt.
Es gibt keine Beschränkung für das Material, aus dem der Entlüftereinsatz hergestellt werden kann.
Was die Zeichnungen betrifft, so zeigt Fig. 1 einen Entlüftereinsatz 1 für die Verwendung in einem Behälter 2. Der Entlüftereinsatz 1 umfasst einen Kanalabschnitt 3 und Leitplatten 4. Die Leitplatten 4 sind an ihrem distalen Ende von einem kreisförmigen Tragring 5 abgestützt, der die Leitplatten 4 verbindet und trägt.
Einzelheiten des Kanalabschnitts 3 sind in Fig. 2 veranschaulicht, wonach der Kanalabschnitt 3 eine Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 6 und acht Kanäle 7 beinhaltet, die sich von der Aufnahme- einrichtung 6 aus strahlenförmig in einem Achtzackenstern-Muster nach aussen erstrecken. An jedem Kanal 7 ist eine Leitplatte 4 angebracht.
Wie in Fig. 3 gezeigt, können die Kanäle 7 in den Kanalseitenwänden 9 ausgebildete Wehre 8 aufweisen. In jeder Seitenwand 9 jedes Kanals 7 sind fünf Wehre 8 ausgebildet. Die Kanäle 7 fallen von der Flüssigkeitssammeleinrichtung 6 aus ab, um der Flüssigkeit zu erlauben, durch Schwerkraft in Richtung auf das distale Ende der Kanäle 7 zu fliessen.
Der Entlüftereinsatz 1 kann auch eine zwischen den Kanälen 7 und den Leitplatten 4 angeord- nete Tropfplatte 10 enthalten. Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst die Tropfplatte 10 zwei Wände 11, von denen jede an einem Ende mit einer Kanalseitenwand 9 und an dem anderen Ende mit dem obe- ren Ende einer Leitplatte 4 verbunden ist. Die Tropfplatte 10 sorgt dafür, dass die über die Kanalsei- tenwände 9 fliessende Flüssigkeit die Leitplatten 4 in einer Weise erreicht, dass eine im wesentli- chen gleichmässige Filmdicke erzielt wird.
Es gibt keine Beschrankung in bezug auf den Behälter 2, wenn auch bevorzugt wird, dass der
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Behälter ein unter Vakuum arbeitender Entlüftungsapparat ist.
Im Betrieb tritt Flüssigkeit, die Luft oder andere Gase mit sich führt, in den Behälter 2 ein und wird in der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 6 des Kanalabschnitts 3 gesammelt. Die Flüssigkeit fliesst durch Schwerkraft zu den distalen Enden der Kanäle 7, wo die Flüssigkeit sich ansammelt, bis sie eine ausreichende Höhe in den Kanälen 7 erreicht, um über die Kanalwände 9 oder, so vorhanden, über die Wehre 8 zu fliessen. Die Flüssigkeit fliesst an der Aussenseite der Kanalseiten- wände hinab und, wenn vorhanden, die Tropfplatte 10 entlang und auf die Leitplatten 4, wo die Flüssigkeit in einen im wesentlichen gleichmässigen Film verschmilzt. Beim Abwärtsfliessen des Flüssigkeitsfilms auf den Leitplatten 4 wird der Film einem Vakuum ausgesetzt, um zu erlauben, dass die mitgeführten Luft- und anderen Gasblasen entlüftet werden.
Die Kanäle 7 sind als rechteckige Kanäle gezeigt, ihre Form ist jedoch für die Erfindung kein Kriterium.
Wenn auch der Entlüftereinsatz 1 mit acht Leitplatten 4 und acht Kanälen 7 gezeigt ist, ist die Anzahl der Leitplatten 4 und Kanäle 7 für die Erfindung kein Kriterium, vorausgesetzt, dass eine ausreichend grosse Oberfläche vorgesehen wird, um ein zufriedenstellendes Entfernen der in der Flüssigkeit mitgeführten Gas- und/oder Luftblasen zu ermöglichen.
Der Entlüftereinsatz nach der vorliegenden Erfindung ist insbesondere zur Verbesserung von bestehenden Entlüftern verwendbar. Bei der Neuausrüstung von bestehenden Entlüftern sieht die Erfindung eine in hohem Mass vergrösserte Luftfreigabefläche für ein bestimmtes Vakuumentlüfter- volumen im Vergleich zu herkömmlichen Entlüftereinsätzen vor. Diese vergrösserte Luftfreigabe- fläche erlaubt eine Verminderung der Dicke des die Leitplatten hinabfliessenden Flüssigkeitsfilms verglichen mit der Filmdicke bei herkömmlichen Entlüftereinsätzen, was die Stoffübergangsrate an Gas aus der Flüssigkeit heraus verbessert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einsatz für einen Vakuumentlüfter mit einer Aufnahmeeinrichtung für eine Flüssigkeit, in der Gas mitgeführt wird, einer mit der Aufnahmeeinrichtung verbundenen Verteileinrich- tung zur Zuleitung der Flüssigkeit zu einer Gasfreigabefläche, die sich von der Verteilein- richtung nach unten erstreckt, um das Entfernen des mitgefühlten Gases aus der Flüssig- keit zu erlauben wobei die Verteileinrichtung eine Vielzahl von Führungen für die Flüssig- keit aufweist, die sich von der Aufnahmeeinrichtung radial nach aussen erstrecken, da- durch gekennzeichnet, dass die Gasfreigabefläche aus radialen Leitplatten (4) gebildet wird, die an den Führungen (7) für die Flüssigkeit angebracht sind und sich von diesen nach unten erstrecken, um die Flüssigkeit von der Verteileinrichtung zu erhalten.