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Verfahren zum fortlaufenden Trennen der Komponenten eines Stoffes
und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum fortlaufenden Trennen mindestens einer Komponente aus einem Stoff, bzw. Trennen
der Komponenten eines Stoffes, sowie eine Vorrichtung mit einem Trennabschnitt zur
Aufnahme des Stoffes, einem Zufuhrabschnitt zur Zufuhr des Stoffes in den Trennabschnitt
und einem Aufnahmeabschnitt, zur Aufnahme der getrennten Komponente, bzw. Komponenten.
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Es sind viele Verfahren und Vorrichtungen zum Trennen der Komponenten
eines Stoffes aus mechanischem, chemischem, physikalischem etc. Weg oder Verbindungen
derselben bekannt.
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Die meisten Verfahren arbeiten diskoninierlich bzw. absatzweise,
so dass viele an sich verwendbare Verfahren für Versuchs zwecke sich im Labor gut
bewährt haben, aber in der Industrie nicht anwendbar sind.
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Aus Kostengründen wird von der Industrie angestrebt, möglichst fortlaufende,
ununterbrochene Arbeitsvorgänge zu verwenden, da jeder absatzweise erfolgende Arbeitsvorgang
Ruhepausen aufweist, während welcher kein Erzeugnis erhaltbar ist. Folglich ist
der Ausstoss pro Zeiteinheit absatzweise erfolgender Vorgänge klein, was dementsprechend
hohe Herstellungskosten zur Folge hat.
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Ziel der Erfindung ist, den angeführten Nachteil zu beheben.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponenten unterschiedlichen ersten Geschwindigkeiten unterworfen werden und
jeder ersten Geschwindigkeiten eine zweite Geschwindigkeit überlagert wird, deren
Richtung von der Richtung der ersten Geschwindigkeiten verschieden ist, und dass
die dadurch getrennten Komponenten an örtlich verschiedenen Stellen gesammelt werden
und die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Relativlage zwischen dem Trennabschnitt und/oder dem Aufnahmeabschnitt
und dem Zufuhrabschnitt, oder zwischen dem Trennabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt
zur Erzeugung der zweiten Geschwindigkeit zeitlich veränderbar ist., bzw. Geschwindigkeiten
in Abhängigkeit der ersten Geschwindigkeit zeitlich veränderbar ist.
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Somit ist eine Relativbewegung nur zwischen dem Trennabschnitt und
dem Zufuhrabschnitt, nur zwischen dem Trennabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt,
nur zwischen dem Zufuhrabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt, und auch gleichzeitig
zwischen dem Trennabschnitt und dem Zufuhrabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt möglich.
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Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen
beispielsweise näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine vereinfachte, schaubildliche, teilweise aufgeschnittene
Darstellung eines ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 2 eine schematische Darstellung
der Geschwindigkeiten zweier Komponenten, Fig. 3 eine vereinfachte,schaubildliche
Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles mit Rückspülung, Fig. 4 eine vereinfachte
schaubildliche Darstellung eines weiteren Ausfmirungsbeispieles,
Fig.
5 eine Aufsicht auf: die in der Fig. 4 dargestellte Trennvorrichtung, Fig. 6 eine
vereinfachte, schaubildliche teilweise aufgeschnittene Darstellung eines- -weiteren
Ausführungsbeispieles, Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung der Geschw#indigkeiten
der Komponenten gemäss dem in der Fig. 6 aufgezeigten Ausführungsbeispiel, Fig.
8 eine schematische Darstellung von durch die Bewegungspfade gebildete Körper, Fig.
9 eine schematische Darstellung von durch Bewegungspfade gebildete Körper, und Fig.
10 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles.
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Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Trennen weist allgemein
drei Abschnitte auf, nämlich den Zufuhrabschnitt, der allgemein mit der Bezu#gsziffer
1 bezeichnet ist, den Trennabschnitt, der allgemein mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet
ist, und den Aufnahmeabschnitt, der allgemein mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet
ist.
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Der Zufuhrabschnitt weist ein Zufuhrorgan 4 zur Zufuhr des in die
einzelnen Komponenten zu trennenden Stoffes auf. Die Beschaffenheit des Stoffes
ist nicht erfindungswesentlich. Es kann beispielsweise eine Lösung, eine Dispersion,
ein pulverförmiges oder grobkörniges Gemisch, ein staubhaltiges Gas, oder ausschliesslich
gasförmig sein, um einige mögliche Formen aufzuzeigen. Das Zufuhrorgan 4 ist hier
als Rohrstutzen aufgezeigt. Dieses Zufuhrorgan ist mit einem Behälter 5 verbunden,
in welchem der in einzelne Komponentenzu trennende Stoff 6 angeordnet ist. Zur Vereinfachung
der Beschreibung wird angenommen, dass der Stoff 6 aus -nur zwei Komponenten besteht,
die mit 7 und 8 bezeichnet sind. Die Komponenten 7 und 8 können in einem Lösungsstoff
11 gelöst sein bzw. in einem-flüssigen,
gasförmigen oder dampfförmigen
Trägermedium 11, mit welchem sie zum Strömen gebracht werden können, angeordnet
sein.Zwischen dem Behälter 5 und dem Zufuhrorgan 4 ist eine Steuereinrichtung 9
geschaltet, welche ein vorbestimmtes Volumen des Stoffes 6 pro Zeiteinheit durchlässt,
wobei diese Steuereinrichtung 9 eine Drossel irgendwelcher Art, z.B. eine Rohrverengung
oder ein gesteuertes Durchstromventil aufweisen kann. Dementsprechend strömt der
Stoff 6 in Form eines Strahles oder nur tröpfchenweise durch das Zufuhrorgan 4.
Dabei ist zu bemerken, dass der Ausdruck Strahl nicht nur auf einen Stoff 6 in flüssigem
Zustand, sondern auch in festen (z.B. Pulverförmig, Granulatj Zustand im gasförmigen
Zustand, oder eine Vereinigung derselben zu beziehen ist.
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Der Zufuhrabschnitt weist ein weiteres Zufuhrorgan für nur den Lösungsstoff
11 oder Trägermedium 11 auf. Diese weitere Zufuhr dient dazu, den Pegel im Trennabschnitt
auf einem gleichen Wert zu behalten, ein mögliches Austrocknen zu verhindern und
den Trennabschnitt auszuschwemmen.
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Das Zufuhrorgan 10 weist einen Zuführstutzen 12 auf, der mit einem
Sammelbehälter 13 für den Lösungsstoff 11 verbunden ist.
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Der Zuführstutzen 12 mündet in einen Ringkanal 14, der oberhalb des
Trennabschnittes 2 angeordnet ist. Weiterhin ist dem Zuführstutzen eine Steuervorrichtung
15 zugeordnet, so dass ein vorbestimmtes Volumen pro Zeiteinheit des Lösungsstoffes
11 dem Ringkanal zuführbar ist. Der-Ringkanal 14 weist mehrere, nach unten gerichtete
Auslässe 16 auf, durch welche der Lösungsstoff in dem Trennabschnitt 2 zuführbar
ist.
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Der Trennabschnitt 2 dieses Ausführungsbeispieles ist als kreiszylinderförmiger,
doppelwandiger Zylinder ausgebildet.
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Er weist ein äusseren,kreiszylinderförmigen Mantelteil 17 und einen
inneren kreiszylinderförmigen Mantelteil 18 auf. Die zwei Mantelteile verlaufen
koaxial zueinander. Sie sind mittels mehrerer in radialer Richtung verlaufenden
Zwischenwänden 19 miteinander verbunden. Die Zwischenwände 19 dienen vor allem als
Verbindungsglieder der zwei Mantelteile 17 und 18. So könnten auch zur Unterteilung
des Raumes zwischen der Mantelteilen 17 und 18 in einzelne Trennkammern 20, müssen
aber nicht dazu verwendet werden.
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Somit ist mindestens eine Trennkammer 20 gebildet.
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Der äussere Mantelteil 17 des Trennabschnittes 2 weist einen Träger
21 auf. Dieser stützt sich auf mehrere Tragrollen 22 ab, die ihrerseits in einem
Lager 23 getragen sind. Demgemäss ist der Trennabschnitt um eine senkrecht verlaufende
Mittellinie drehbar. Der Träger 21 ist mit mindestens einer Antriebsrolle 24 antriebsverbunden.
Diese ist zweckdienlich mit einem Antriebsmotor 25 verbunden, der von einem Steuerapparat
26 steuerbar ist. Mittels der beschriebenen Anordnung ist der Trennabschnitt mit
beliebiger, vorbestimmbarer Geschwindigkeit fortlaufend oder absatzweise drehbar,
wobei im letzeren Fall die Zeitspannen des Drehens und des Stillstehens vom Steuerapparat
26 bestimmbar sind. In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, dass die
Drehrichtung des Trennabschnittes 2 entsprechend dem Pfeil 27 festgelegt ist.
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Es soll aber auch bemerkt werden, dass der Trennabschnitt auch nur
eine Hin- und Herbewegung begrenzten Ausmasses ausführen kann, wobei er andauernd
um eine vorbestimmte Strecke um die Drehachse oder in einer senkrecht verlaufenden
Ebene hin- und herschwingt.
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In jeder Kammer 20 ist ein Füllstoff 28 angeordnet. Dieser Füllstoff
kann einen auf die Komponenten unterschiedlich einwirkenden Wirkstoff aufweisen,
oder kann ausschliesslich der Wirkstoff selbst sein.
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Jede Kammer 20 ist unten mit einem siebförmigen Bauteil 29 versehen,
welcher Bauteil für den Füllstoff 28 undurchlässig ist. Schliesslich weist die Kammer
20 einen trichterförmigen Auslass 30 auf.
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Unterhalb des Trennabschnittes 2 ist der Aufnahmeabschnitt 3 angeordnet.
Er weist mehrere Auffangtrichter 31 zum Auffangen der aus der Kammer 20 strömenden
Komponenten auf. Diese Auffangtrichter sind über Aufnahmebehälter 32 angeordnet.
Die Aufnahmebehälter sind mit einer Abscheidevorrichtung 33 verbunden, welche weiter
unten näher beschrieben sein wird. Die Abscheidevorrichtung 33 weist eine Austrittsstelle
34 für die Komponente und eine Austrittsstelle 35 für das Lösungsmittel auf.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Der Trennabschnitt
2 dreht sich fortwährend in Richtung des Pfeiles 27. Der Lösungsstoff 11 strömt
aus dem Sammelbehälter 13 durch die Steuervorrichtung 15, durch den Zuführstutzen
12, durch den Ringkanal 10 und die Auslässe 16 in die Kammern 20. Die Zufuhrmenge
pro Zeiteinheit des Lösungsstoffes 11 ist gleich der Menge pro Zeiteinheit des Lösungsstoffes
11, der aus dem Auslass 30 der Kammer 20 ausfliesst. Dies kann notwenig sein, wenn
z.B. die Zufuhr aus dem Behälter 5 unterbrochen wird. Daher bleibt die Höhe, der
Pegel der Flüssigkeitssäule des Lösungsstoffes 11 in der Kammer 20 annähernd unverändert.
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Im Behälter 5 ist der zu trennende Stoff. 6, der aus den zwei Komponenten
7 und 8 besteht, angeordnet. Der Fluss des Stoffes 6 in das Zufuhrorgan 4 ist durch
die Steuereinrichtung 9 derart steuerbar, dass einzelne aufeinanderfolgende Mengenteile,
z.B. Tropfen oder ein fortlaufender Strahl oder Fluss des Stoffes 6 in das Zufuhrorgan
4 eintritt, wobei auch hier der Mengenfluss pro Zeiteinheit durch die Steuereinrichtung
bestimmbar
ist. Also wird einmal pro Umdrehung des Trennabschnittes 2 eine vorbestimmte Menge
des -Stoffes 6 jeder Kammer 20 zugeführt.
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Selbstverständlich kann mehr als ein Zufuhrorgan angeordnet sein,
so dass jeder Kammer 20 pro Umdrehung des Trennabschnittes mehrere vorbestimmte
Mengen des Stoffes 6 zugeführt werden In der Kammer 20 befindet sich ein Füllstoff
28. Die Komponenten 7 und 8 des zu trennenden Stoffes, die im Lösungsstoff 11 innerhalb
der Kammer gelöst sind, bewegen sich auf Grund der Schwerkraft durch die Kammer
20 nach unten. Der Füllstoff 28 ist ein Stoff, der auf die Komponenten 7 und 8 eine
adsorbierende Wirkung ausübt. Ein dazu verwendbarer Stoff ist beispielsweise Aluminiumoxyd,
das pulve#rförmig in der Kammer 20 vorhanden ist. Da * #eine der Komponenten, in
diesem Ausführungsbeispiel die Komponente 8, vom Füllstoff 28 in einem kleineren
Ausmass als die Komponente 7 adsorbiert wird, weisen die Komponenten auf dem Weg
durch die Kammer 20 unterschiedliche Geschwindigkeiten auf, wobei eine der Kammer
20 zugeführte Einheitsmenge des zu trennenden Stoffes in zwei Teile auftrennt wird,
wobei der eine Teil die Komponenten 7 und der andere die Komponente 8 aufweist.
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Die Strömungsgeschwindigkeit ist demnach durch die Adsoptionswirkung
und die Schwerkraft bestimmt, wobei in diesem Ausführungsbeipiel die durch das Drehen
des Trennabschnittes 2 erzeugten Zentrifugalkräfte vernachlässigbar klein sind,-so
dass die Komponenten 7 und 8 innerhalb der und in bezug auf die Trennkammer 20 einem
geradlinigen Pfad folgen.
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Die Komponente 8 erreicht nun den Auslass 30 zeitlich vor der Komponente
7. Jedoch müssen die Komponenteian örtlich verschiedenen Stellen gesammelt werden.
Dieser wird durch das Drehen des Trennabschnittes 2 bewirkt, wodurch, in bezug auf
einen Festpunkt, der Richtung der Geschwindigkeit der
Komponenten
7, 8 eine zweite Geschwindigkeit überlagert wird, welche eine von der erstgenannten
verschiedene Richtung aufweist, und somit eine örtliche Trennung erzielt wird.
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Die Komponente 8 erreicht also den Auslass 30 zuerst, und bewegt
sich von diesem in den Auffangtrichter 31. Die Komponente 7 befindet sich in diesem
Zeitpunkt noch innerhalb der Kammer 20. Nun dreht sich der Trennabschnitt 20 weiter,
wobei zu bemerken ist, dass sie Drehung fortlaufend oder absatzweise durchführbar
ist. Wenn daher die Komponente 7 den Auslass 30 erreicht hat,befindet sich dieser
über einem andern Auffangtrichter 31. Es ist dabei völlig unwichtig, ob dieser zweite
Auffangtrichter 31 unmittelbar benachbart zum ersten Auffangtrichter angeordnet
ist oder nicht, und auch wie viele Auffangtrichter 31 entlang der Kreisbogenlinie
angeordnet sind. Wichtig ist nur, dass nun die zwei Komponente 7 und 8 erfolgreich
örtlich getrennt sind.
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Die im Auffangtrichter 31 vorhandene Komponente,z.B. die Komponente
8,strömt nun in den Aufnahmebehälter 32. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel ist die
Komponente 8 in einem Lösungsstoff 11 gelöst. Daher ist dem Aufnahmebehälter 32
eine Abscheidevorrichtung 33 nachgeschaltet aufgzeigt, in welcher die Komponente
8 aus dem Lösungsstoff z.B. mittels Destillation ausgeschieden wird und dann durch
die Austrittsstelle 34 zur endgültigen Verwendung austritt.
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Der Lösungsstoff tritt aus der Austrittsstelle 35 auf, und ist nun
wieder zum Sammelbehälter 13 zur Wiederverwendung im Kreislauf zurückfübrbar.
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Die beschriebene Vorrrichtung ist zum Trennen von Flüssigkeiten,
von Gasen und von Flüssigkeiten und Gasen verwendbar.
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Beispielsweise kann sie für pha#zeutische Anlagen verwendet werden,
in welchen Verunreinigungen aus Erzeugnissen ausgeschieden werden.
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In der Fig. 2 sind die Geschwindigkeitsverhältnisse und die Bewegungspfade
der zwei Komponenten schematisch aufgezeigt.
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Der Trennabschnitt 2 bewegt sich mit einer Drehgeschwindigkeituo
. Beim Punkt A werden die zwei Komponenten 7 und 8 zugeführt. Auf die Komponenten
wirkt eine Beschleunigungskraft ein, welche durch Einwirkung eines Druckes oder
eines Vakuums oder beider zusammen, oder auch durch Schwerkraft, mit oder ohne Zusammenwirkung
mit den obengenannten Beschleunigungskräften erzeugt ist. Die somit erzeugte Beschleunigung,
vermindert durch die Adsorptionskräfte und andere, für die Ueberlegung unwichtige
Einwirkungen, ergibt die erste Geschwindigkeit vl der Komponente 8, und die erste
Geschwindigkeit v2 der Komponente 7, somit einen Geschwindigkeitsunterschied der
Grösse v2 - vl Im Punkt A sind die zwei Komponenten auch der Tangentialgeschwindigkeit
v unterworfen. Durch vektorielle x Addition ergibt sich daher für die Komponente
8 der Geschwindigkeit vk2 und für die Komponente 7 der Geschwindigkeitsfaktor vkl,
wobei für beide die Drehgeschwindigkeit wz gleich gross ist. Dementsprechend wandert
die Komponente 8 entlang der gestrichelten, schraubenlinienförmigen Linie S2 und
die Komponente 7 entlang der strichpunktierten, schraubenlinienförmigen Linie S2
nach unten. Diese zwei Linien kreuzen die Auslassebene D in zwei örtlich getrennten
Punkten B für S1 und C für Vergleicht man die Fig. 2 mit dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 1, erkennt man, dass bei bekannten, z.B. durch Versuche festgestellten
Grössen von vl und v2 und gleichbleibender Drehgeschwindigkeit Wadie Lage des Zufuhrorganges
4, nämlich der Punkt A, und die Lage der Auffangtrichter 31, nämlich die Punkte
B und C, genau bestimmbar ist.
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In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit
Rückspülung aufgezeigt. Diese T£rennvorrichtung ist beispielsweise zum Reinigen
von Rauchgas verwendbar.
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Der Trennabschnitt 2 ist wieder in der Richtung des Pfeiles 27 drehbar.
Die Bauteile zum Tragen, zum Antrieb und zum Steuern sind ähnlich denjenigen der
Fig. 1 ausgebildet und daher der Einfachheit halber fortgelassen, wobei die Bezugsziffern
die selben wie in der Fig. 1 sind.
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In diesem Ausführungsbeispiel durchströmt Rauchgas, welches insbesondere
SO, enthält, das Zufuhrorgan 4, um aufeinanderfolgend in die Kammern 20 einzutreten.
Der Füllstoff 28 in jeder Kammer adsorbiert das SO2, hält es zurück, und somit strömt
gereinigtes Raugas aus dem Austritt 30 hinaus. Beim selben Enbereich des Trennabschnittes
2, an welchem der Auslass 30 angeordnet ist, befindet sich ein weiterer Stutzen
36, durch welchen ein Spülstoff der Kammer 20 zuführbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist dieser Spülstoff heisser Dampf. Dieser strömt nun im Gegenstrom in Richtung
des Pfeiles 37 durch die Kammer 20 und den Füllstoff 28. Somit wird der Füllstoff
regeneriert, aufbereitet. Aus dem Auslass 38 tritt konzentriertes 502 aus, welches
einer Sammelstelle zuführbar ist.
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Dieses Ausführungsbeispiel macht ein Auswechseln von Filterelementen,
um sie zu reinigen oder aufzubereiten, wie es gemäss den entsprechend dem Stand
der Technik ausgebildeten Rauchgasfiltern notwenig ist, überflüssig, weil der Vorgang
hier fortlaufend und nicht schrittweise abläuft.
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Die Vorrichtung ist ebenfalls zum mechanischen Trennen von Staub
aus der Luft oder Feststoffkörpern aus Wasser verwendbar. Der Aufbau ist gleich
demjenigen der Fig. 3. Wieder ist der Trennabschnitt 2 drehbar angeordnet. Das zu
trennende Gemisch, welches gasförmig oder flüssig sein kann und in beiden Fällen
Feststoffteilchen
aufweist, strömt durch das Zufuhrorgan 4 in die Kammer 20. In der Kammer 4 ist ein
herkömmlicher Füllstoff 28 angeordnet, der die Feststoffteilchen beispielsweise
mechanisch zurückhält, oder deren Geschschwindigkeit auf 0 vermindert.
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Demgemäss tritt gereinigte Luft, bzw. gereinigtes Wasser aus dem
Auslass 30 aus. -Durch den Stutzen 36 strömt fortwährend Luft oder Wasser in Richtung
des Pfeiles 37 in die Kammer 20 ein. Die darin vom Füllstoff 28 mechanisch zurückgehaltenen
Teilchen werden somit im Gegenstrom 37 ausgespült und verlassen die Vorrichtung
durch den Austritt 38, um einer Sammelstelle zugeführt zu werden.
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Auch hier läuft der Vorgang fortlaufend ab. Ein Auswechseln von Filterelementen,
verbunden mit einem ausser Betrieb nehmen der Filtervorrichtung ist nicht notwendig.
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In den Fig. 4 und 5 ist ein Ausführungsbei- -spiel als Destillationsapparat
aufgezeigt. Beispielsweise soll ein Gemisch aus Azeton, Alkohol und Wasser getrennt
werden.
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Das Gemisch wird durch das Zufuhrorgan 4 in den Trennabschnitt 2
geführt, der sich in Richtung des Pfeiles 27 dreht. Dem Trennabschnitt 2 wird Wärme
zugeführt. Während einem ersten Abschnitt 2 des Kreislaufes wird der Inhalt des
Trennabschnittes 2 auf eine Temperatur von ungefähr 56,50C erwärmt, welche Temperatur
die Yerdampfungstemperatur von Azeton ist. Das Azeton verdampft und verlässt den
Trennabschnitt 2durch die -Abzugshaube 39. Während des nachfolgenden Abschnittes
B des Kreislaufes wird das verbleibende Gemisch aus I Alkohol und Wasser auf eine
Temperatur#von ungefähr 78,50C erwärmt,#welche Temperatur di#e Verdampfungstemperatur
von Alkohol ist. Der Alkohol verdampft und verlässt den Trennabschnitt durch die
Abzugshaube 40. Somit verbleibt Wasser, welches durch den Auslass oder während dem
Durchlaufen des Abschfiittes C geöffnet
ist, den Trennabschnitt
verlässt.
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Der Trennabschnitt wird entweder von aussen erwärmt, wobei zwei Wärmequellen
41 und 42 angeordnet sind. Die Leistung der Quellen ist offensichtlich derart bemessen,
dass die Temperatur des Gemisches die obenerwähnten Werte erreicht.
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Alternativ kann in jeder Kammer 20 eine Heizschlage 42 angeordnet
sein, wovon nur eine in der Fig. 5 aufgezeigt ist, und wobei die Leitung der Heizschlangen
42 entsprechend den oben erwähnten Bedingungen änderbar ist.
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Das in der Fig. 1 aufgezeigte Ausführungsbeispiel ist auch zur Trennung
Gasen, als Gaschromatograph verwendbar.
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Die Arbeitsgrundlagen sind dieselben. Nur ist der Füllstoff 28 entsprechend
ausgewählt.
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Das in der Fig. 3 aufgezeigte Ausführungsbeispiel, welches einem
Rückstrom unterworfen wird, ist als Ionentauscher verwendbar, um Ionen von Flüssigkeiten
abzuschneiden. Dementsprechend ist die Oberfläche der Füllstoffteile 28 aktiviert.
Durch die Rückströmung 37 eines zweckdienlichen Stoffes wird der Füllstoff 28 regeneriert.
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Das in den Fig. 1-5 aufgezeigte Ausführungsbeispiel umfasste grundlegend
einen Zylinder mit Doppelmantel als Trennabschnitt 2, wobei sich Trennkammern 20
um eine sich ausserhalb diesen befindlichen Mittelachse entlang ein kreisförmigen
Linie drehen, wobei der Mittelpunkt der kreisförmigen Linie auf der Mittelachse
liegt.Dabei ist die Drehgeschwindigkeitoz derart kEin, dass die Einwirkung von Zentrifugalkräften
vernachlässigbar ist.
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Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Zentrifugalkräfte
nutzbar gemacht.
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Zur Vereinfachung wird wieder angenommen, dass nur zwei Komponenten
7 und 8 zu trennen sind.
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Der Trennabschnitt 2 weist nur eine Trennkammer 20 auf, ist hohlzylinderförmig
ausgebildet und um seine Mittelachse mit hoher Geschwindigkeit drehbar Oberhalb
der Trennkammer 20 ist wieder -das Zufuhrorgan 4 als Rohrstutzen 4 aufgezeigt. Im
Ausführungsbeispiel fällt die Mittelachse des Rohrstutzens mit der Mittel,- bzw.
Drehachse der Trennkammer 20 zusammen.
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Dieses muss aber nicht notwendigerweise so sein, die zwei Achsen müssen
nicht unbedingt zusammenfallen. Dem Zufuhrorgan 4 ist eine Steuereinrichtung 9 zugeordnet,
mittels welcher das Volumen pro Zeiteinheit des zu trennenden Stoffes 6 steuerbar
ist, wobei die Zufuhr in Tröpfchenform oder als ununterbrochener Strahl vor sich
gehen kann. Durch das Zufuhrorgan kann -auch --ein Lösungsstoff 11 zugeführt werden.
Der Trennabschnitt 2 ist kreiszylinderförmig, oben offen und- unten abgeschlossen.
Somit weist er eine einzige Trennkammer 20 auf. Der Mantelteil 17 des Trennabschnittes
2, bzw.
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Trennkammer 20 weist einen Träger 21 auf. Dieser stützt sich auf mehrere
Tragrollen 22 ab, die ihrerseits in einem Lager 23 getragen sind. Demgemäss ist
der Trennabschnitt 2 um seine senkrecht verlaufende- Mittellinie drehbar. Der Träger
21 ist mit mindestens einer Antriebsrolle 24 antriebsverbunden. Dies ist zw#eckdienlich
mit einem Antriebsmotor 25 verbunden, der von einem Steuerapparat 26 steuerbar ist.
Mitt-els der beschriebenen Anordnung ist der Trennabschnitt 2 mit einer hohen geschwindigkeit
drehbar, auf welche weiter unten eingegangen wird. Es wird angenommen, dass die
Drehrichtung des Trennabschnittes 2 entsprechend dem Pfeil 27 festgelegt ist.
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In der Trennkammer 20 ist ein Füllstoff 28 angeordnet. Im Mantel
17 der Trennkammer 20 sind Auslässe 30A und 30B angeordnet. Die-Auslässe 30A und
30B sind entlang einer kreisförmigen Umfangslinie der Trennkammer 20 angeordnet,
wobei die durch die kreisförmige Umfangslinie beschriebene Ebene mit der
Drehachse
der Trennkammer einen rechten Winkel einschliesst. Weitere Auslasse 30B sind entlang
einer weitern kreisförmigen Umfangslinie der Trennkammer 20 angeordnet, wobei die
durch die kreisförmige Umfangslinie beschriebene Ebene parallel zur vorgenannten
verläuft und um eine vorbestimmte Strecke unterhalb der vorgenannten angeordnet
ist.
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Jeder Auslass -30A und 30B weist einen siebförmigen Bauteil 29 auf,
welcher Bauteil für den Füllstoff 28 undruchlässig ist.
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Der Aufnahmeabschnitt 3 ist durch zwei kreisringförmige Kanäle 43A
und 43B gebildet, welche die Auslässe 30A, bzw. 30B umgreifen, um die austretenden
Stoffe aufzufangen und je einem Auslass 44A bzw. 44B zuzuleiten. Die Auslässe 44A
und 44B sind wieder mit in der Fig. 1 aufgezeigten Vorrichtung zum Sammeln und Abscheiden
verbunden, welche zur Vereinfachung in der Fig. 6 nicht aufgezeigt sind. Die scheibenförmigen
Bodenflächen 45A und 45B der Kanäle 43A und 43B liegen in je einer Ebene, die mit
der Drehachse der Trennkammer einen Winkel einschliessen, der 0 von 90 verschieden
ist, um somit eine geneigte Führungsbahn zu beschreiben,entlang welcher die aus
den Auslässen 30A und 30B austretenden Stoffe zu den Auslässen 44 A, bzw. 44B fliessen
können.
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Die Arbeitsweise des in der Fig. 6 aufgezeigten Ausführungsbeispiels
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 beschrieben.
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Der Trennabschnitt 2 dreht mit einer Drehgeschwindigkeit# o 5 welche
gross genug ist, eine im Punkt A befindlicher Masse einer Fliehkraft zu unterwerfen.
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Die sich im Punkt A befindliche Masse ist der zu trennende Stoff.
Auf den Massenpunkt wirkt die Fliehkraft als zusätzlich zur Drehbewegung, Bewegungs-und
Bewegungsrichtung bestimmenden Einfluss ein.
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Es wird nun angenommen, dass im Punkt A zwei Komponenten dem Füllstoff
28 zugeführt werden,
wobei die Komponente 8 diesen schneller durchdringt
als die Komponente 7.
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Daher erfährt die Komponente 8, hier als Massenpunkt betrachtet eine
ersten Geschwindigkeit vl, die durch Einwirkung der Fliehkraft aufgebaut wird.
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Zusätzlich ist sie der tangentialen Geschwindigkeit tl unterworfen,
bewegt sich also mit der Vektorgeschwindigkeit vl + vl. Dieser Vektorgeschwindigkeit
wird die durch Druck erzeugte Geschwindigkeit Si vektoriell -zugezählt. Somit ergibt
sich die gerichtete Geschwindigkeit v7, gemäss welcher sich der Massenpunkt, bzw.
die Komponente 8 schraubenlinienförmig durch die Trennkammer 20 nach unten bewegt,
um am vorbestimmten Punkt B den Austritt 30B zu erreichen.
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Die Komponente 8 ist auch einer Fliekraft unterworfen, wobei aber
z.B. wegen Adorption durch den Füllstoff 28, ihre insgesamte Geschwindigekeit v2
beträgt, die kleiner als v1 ist. Diese Geschwindigkeit v2 wird wieder eine Tangentialgeschwindigkeit
t2 vektoriell dazugezählt. Somit ergibt sich die Vektorgeschwindigkeit v2 + t2,
die kleiner ist als die Vektorgeschwindigkeit vl + tl. Bemerkenswert ist noch die
Tatsache, dass, weil v2 kleiner als v1 ist, t2 ebenfalls in jedem Zeitpunkt kleiner
als tl ist. - -Nun wird zu v2 + t2 das ebenfalls durch beispielsweise Adsorptionskräfte
verminderte die erste erzeugte Geschwindigkeit, vetoriell dazul gezählt, dass sich
endlich die gerichtete Geschwindigkeit v8 ergibt.
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Somit folgt der Massenpunkt, d.h. die Komponente 8 einem schraubenlinienförmigen
Pfad 8, um beim Punkt B, den Auslass 30A auszutretn. Und damit sind die Komponenten
7 und 8 getrennt. -Wird der zu trennende Stoff in einem Punkt, der mit der Drehachse
der Trennkammer 2 zusammenfällt, eingeführt, beschreiben die Pfade der Komponente
7 und 8 die in der Fig. 8 aufgezeigten glockenförmigen Durchflusskörper
7
und 8.
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Wird der zu trennende Stoff in einem Punkt A, der nicht mit der Drehachse
der Trennkammer 2 zusammenfällt, eingeführt, beschreiben die Pfade der Komponenten
7 und 8 die in der Fig. 9 aufgezeigten bogenförmigen oder hornförmigen Durchflusskörper.
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Demgemäss ist eine eindeutige Trennung zweier Komponenten durchführbar.
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Es ist nicht notwendig, die Trennvorrichtung kreiszylinderförmig
auszuführen, wobei sich die Trennkammer 20 entlang einer kreisbogenförmigen Linie
und eine Mittelachse drehen.
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Zur Erzeugung der zweiten, dem Erfindungsgedanken entsprechender
Geschwindigkeit, können die Trennkammer 20 jeder beliebigen Fortbewegungslinie folgen.
In der Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel aufgezeigt, entsprechend welchem mehrere
Trennkammern 20 mittels einem endlosen Band 46 miteinander verbunden sind, welches
mit einem Antrieb 25 verbunden ist.
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In diesem Fall wird der zu trennende Stoff durch das Zufuhrorgan
4 in die Trennkammer 20 eingeführt, wobei dann die Komponente 7 in einen Aufnahmebehälter
4'7, und die Komponente 8 in einem weiteren Aufnahmebehälter ~47 und ~48 an örtlich
verschiedenen Stellen angeordnet sind.
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Abschliesend soll noch festgehalten werden, dass das Verfahren und
die Vorrichtung zum Durchführen desselben nicht nur zum Trennen eines beispielsweise
3 Komponenten A,B und C aufweisenden Stoffes in eine Komponente A, ein Komponente
B und eine Komponente C verwendbar ist. Es ist ebenso verwendbar zum Trennen um
eines-Komponenten aus einem mehrere Komponenten aufweisenden Stoffes. Beispielsweise
könnte vom obigen Stoff von der Komponente C abgetrennt werden, so dass der Stoff
in nur 2 Teile, nämlich (A + B) und C getrennt wird.~