DE10251923A1 - Vorrichtung zum Einpressen von Gasen in Flüssigkeiten - Google Patents

Abstract

Das Aufgabengebiet der Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mikroblasen für Flotationsanlagen. DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Einpressen von Gasen in Flüssigkeiten, die von einer Pumpe zur Druckerhöhung angesaugt und danach in einer turbulenten Entspannung in einem Kavitationsbereich als Mikroblasen für Zwecke der Flotation wieder abgegeben werden. DOLLAR A Das Ziel der Erfindung ist eine robuste, energiesparende, kostengünstige und blasenfreie Herstellung der begasten Flüssigkeit. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Pumpe zur Druckerhöhung eine Mischpumpe nachgeschaltet wird und die gasbeaufschlagte Flüssigkeit diese Mischpumpe mehrfach in einem Bypass durchströmt, bevor sie der Entspannung im Kavitationsfeld zugeleitet wird. DOLLAR A Die blasenfreie Abnahme der begasten Flüssigkeit erfolgt dadurch, daß der Stutzen zur Abnahme der Flüssigkeit aus dem Bypass so angeordnet ist, daß verbliebene Gasblasen nicht in die abgehende Flüssigkeit gelangen.

Description

• Anwendungsgebiet
• Das Aufgabengebiet der Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mikroblasen für Flotationsanlagen.
• Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen
• Die Erzeugung von Mikroblasen setzt die Herstellung einer unter Druck stehenden begasten Flüssigkeit voraus, in der die für die Mikroblasen erforderliche Luftmenge in gelöster Form eingetragen ist.
• Wie in vielen anderen Anwendungsfällen wird in der Patentschrift DE 37 33 583 C2 der gereinigte Teilstrom aus einer Flotationszelle mit einer Kreiselpumpe auf ein höheres Druckniveau gebracht und in einem Druckkessel mit Druckluft begast.
• Die Entspannung erfolgt in diesem Fall über eine Hohlkegeldüse als Mikroblasenbildner.
• Um den Einsatz eines Druckkessels zu vermeiden, wird in der Offenlegungsschrift DE 40 14 088 A1 ebenfalls Druckluft hinter der Pumpe zur Druckerhöhung eingebracht und auf den Druckkessel verzichtet.
• In der Schrift DE 37 29 995 C2 wird dagegen das Luftgemisch vor einer Mehrstufenpumpe zur Druckerhöhung zugegeben. Dadurch kann auf eine Drucklufterzeugung verzichtet werden. Als Mikroblasenbildner fungiert hier ein Entspannungsventil.
• Das Ziel der Erfindung ist es, ebenfalls ohne einen Druckkessel und eine Drucklufterzeugung auszukommen.
• Bei der Erzeugung von druckbegaster Flüssigkeit mit nur einer ein- oder mehrstufigen Pumpe zur Druckerhöhung bleiben immer noch ungelöste Luftblasen im Flüssigkeitsstrom, da die Verweilzeit in solchen Pumpen sehr kurz ist.
• Um trotzdem eine hohe Luftlösung in der Flüssigkeit zu erreichen, wird mit höheren Drücken und mit Luftüberschuß begast.
• Merkmale der Erfindung
• Erfindungsgemäß wird das Ziel der Erfindung dadurch erreicht, daß hinter der Pumpe zur Druckerhöhung eine Mischpumpe nachgeschaltet wird und die gasbeaufschlagte Flüssigkeit diese Mischpumpe über einen Beipaß mehrfach durchströmt, bevor sie der Entspannung im Kavitationsfeld des Mikroblasenbildners zugeleitet wird.
• Die nach der Pumpe zur Druckerhöhung verbliebenen Gasblasen sind nicht beim ersten Umlauf durch den Beipaß in die Flüssigkeit eingepreßt. Durch die Wirkung der Zentrifugalkräfte werden die Gasblasen aber auf die Innenseite der Rohrleitung des Beipasses gedrückt und dadurch wieder vollständig in die Mischpumpe gezogen. Auf der Außenseite rotiert dagegen eine blasenfreie Flüssigkeit, in der in gelöster Form das Gas eingepreßt ist. Aus diesem Grunde wird der Abgangsstutzen außen am Beipaß angeordnet.
• Die Pumpe zur Druckerhöhung und die Mischpumpe können auch auf eine Welle angeordnet oder von einem Motor angetrieben werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 näher erläutert. Das dargestellte Schema zeigt die Vorrichtung zum Einpressen von Gasen in Flüssigkeiten.
• Die unbegaste Flüssigkeit (1) wird von der Pumpe zur Druckerhöhung (2) durch ein Ventil (3) gezogen, so daß zwischen Ventil und Pumpe ein regelbarer Unterdruck entsteht. Damit kann eine solche dosierte Luftmenge (4) in das System eingezogen werden, welche unter einem veränderten Druckniveau in der Flüssigkeit gelöst werden kann.
• Die Pumpe zur Druckerhöhung versetzt die nunmehr gasbeaufschlagte Flüssigkeit auf ein Druckniveau von 4-5 bar. Dieses Niveau bleibt bis zur Entspannung am Mikrobiasenbildner {5) erhalten.
• Bei dieser vorrangig einstufigen Druckerhöhung reicht aber die Verweilzeit noch nicht aus, die lösbare Luftmenge in die Flüssigkeit einzupressen. Am Ausgang der Pumpe zur Druckerhöhung befinden sich also noch Luftblasen im abgehenden Flüssigkeitsstrom.
• Zum Einpressen der restlichen Luftmenge wird aus diesem Grunde in das System eine Mischpumpe (6) eingebunden, die eine hohe Förderleistung und eine niedrige Druckerhöhung besitzt. Vorrangig sollte die 5-6 fache Durchsatzleistung gegenüber der Pumpe zur Druckerhöhung eingesetzt werden.
• Der gasbeaufschlagte Flüssigkeitstrom, der noch Luftblasen enthält, wird von dieser Mischpumpe angesaugt. Über den Beipaß (7), der den Ausgang dieser Pumpe mit dem Eingang verbindet, entsteht eine Kreislaufströmung. Der mehrfache Durchlauf durch die Pumpe und die damit zusammenhängende Verlängerung der Verweilzeit gewährleistet, daß die noch verbliebenen Luftblasen in die Flüssigkeit eingepreßt werden.
• Die verbliebenen Gasblasen sind nicht beim ersten Umlauf durch den Beipaß in die Flüssigkeit eingepreßt. Durch die Wirkung der Zentrifugalkräfte werden die Gasblasen auf die Innenseite der Rohrleitung des Beipasses gedrückt und wieder vollständig in die Mischpumpe gezogen. Auf der Außenseite rotiert dagegen eine blasenfreie Flüssigkeit, in der in gelöster Form das Gas eingepreßt ist.
• Aus diesem Grunde ist der Abgangsstutzen (8) außen am Beipaß angeordnet. Die so blasenfreie begaste Flüssigkeit wird nun dem Mikroblasenbildner (5) zugeführt in dem in unter turbulenter Entspannung im Kavitationsbereich Mikroblasen entstehen und somit als Auftriebsmedium (9) für die nachfolgende Mikrobasenflotation zur Verfügung steht.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Einpressen von Gasen in Flüssigkeiten, die vor einer Pumpe zur Druckerhöhung angesaugt werden, wobei die Gase danach in einer turbulenten Entspannung in einem Kavitationsbereich als Mikroblasen für Zwecke der Flotation wieder abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpe zur Druckerhöhung eine Mischpumpe nachgeschaltet wird und die gasbeaufschlagte Flüssigkeit diese Mischpumpe über einen Beipaß mehrfach durchströmt, bevor sie der Entspannung im Kavitationsfeld des Mikroblasenbildners zugeleitet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen zur Abnahme der Flüssigkeit aus dem Beipaß so angeordnet ist, daß verbliebene Gasblasen nicht in die abgehende Flüssigkeit gelangen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe zur Druckerhöhung und die Mischpumpe auf einer Welle angeordnet werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe zur Druckerhöhung und die Mischpumpe von einem Motor angetrieben werden,