DE282310C

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Publication number: DE282310C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 282310 -KLASSE 12e. GRUPPE-^ /■-■■> J

ERWIN MÖLLER in BRACKWEDE i.W.

Zusatz zum Patent 277091.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. August 1912 ab. Längste Dauer: 11. März 1926.

Das Patent 277091 basiert auf dem Gedanken, die schädlichen Rückwirkungen der zu behandelnden Flüssigkeit oder des zugeleiteten elektrischen Stromes bei der bekannten Methode zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekörpern aus elektrisch isolierenden Flüssigkeiten, insbesondere Gasen, durch besondere Hilfsmittel dadurch zu unterdrücken, daß man das elektrische Feld dem jeweils vorliegenden eigenartigen Zustande der zu behandelnden Flüssigkeit anpassungsfähig macht, und es ist dort bereits darauf hingewiesen, daß die dort angegebenen Ausscheideelemente in Parallel- und Hintereinanderschaltung verwandt werden können.

Die vorliegende Erfindung schließt nun an die bei solchen zusammengesetzten Systemen gemachte Beobachtung an, daß die Einstellung der Adjustiermittel bei den vorgeschalteten Behandlungselementen häufig eine ganz andere sein muß als bei den darauffolgenden, da der Zustand des zu behandelnden Gases in elektrischer Beziehung durch die Vorbehandlung ein anderer geworden ist, und auch die Zusammensetzung" des in dem Gas enthaltenen Schwebekörpergemengesweseutlich derart verändert ist, daß zur Erzielung des günstigen Wirkungsgrades der einzelnen Behandlungsabschnitte sowie der Gesamtbehandlung eine verschiedene Einregelung des Verhältnisses zwischen elektrostatischer Feldstärke und der Stärke bzw. Dichte des die zu behandelnde Flüssigkeit durchsetzenden elektrischen Stromes notwendig wird.

Es kommt dazu die Beobachtung, daß es regelmäßig nicht möglich ist, beim Vorhandensein faseriger Körper dieselbe maximale Feldstärke zu erreichen wie bei anders gestalteten, z. B. kugelartigen Schwebekörpern, daß dagegen die Wanderungsgeschwindigkeit der groben, insbesondere faserigen Körper bei gleichem elektrischen Feld und gleichem Verhältnis zwischen Feld- und Stromstärke in der Regel eine wesentlich höhere ist als diejenige der kleineren, daß endlich das Volumen der Ausscheidungen in der Zeiteinheit bei der Wahl gleicher, in gleicher Weise adjustierter Behandlungselemente in den ersten Behandlungsabschnitten in der Regel außerordentlich viel größer ist als in den nachfolgenden, so daß das elektrische Feld in den voraufgehenden Behandlungselementen infolge der größeren Menge der Abscheidungen viel stärker ungünstig beeinflußt wird als bei den darauffolgenden.

Diese Beobachtungen führen nun dazu, von vornherein die Ausscheideelemente verschieden einzustellen und die Adjustierbarkeit für die Feinregulierung vorzubehalten, und es ist ein Beispiel hierfür zur Veranschaulichung

der vorliegenden Erfindung auf der beiliegenden Zeichnung angegeben, und zwar ist die hier dargestellte Ausführungsform des Verfahrens an stufenweise verschiedenartige Behandlungselemente angeknüpft, während anderseits ersichtlich die Übergänge von einem Behandlungsabschnitt zum andern auch stetig ausgestaltet werden können.

Fig. ι und 2 stellen in zwei zueinander senkrechten Schnitten nach X-X bzw. Y-Y einen Niederschlagsraum o. dgl. dar, in welchen im Sinne der stetig angenommenen Strömungsrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit verschiedene parallel geschaltete Elektrodengruppen stufenweise hintereinander geschaltet sind. Die Bezeichnungen sind ini allgemeinen im Einklang mit denjenigen der Hauptpatentschrift gewählt.

Sclrwarzgeschnittene Teile bezeichnen wieder Leiter, welche in dem gewählten Beispiel mit der Erde in leitender Verbindung stehen. Einfachschraffierte Querschnitte bezeichnen dagegen isolierte Leiter, welche betriebsmäßig Hochspannung führen. Kreuzweise Schraffur ist für elektrische Isolierkörper gewählt. Doppelziffern, von denen die letzte in Klammer gesetzt ist, weisen wiederum auf vorteilhafte Doppeleigenschaften hin, welche der Bezeichnungsgegenstand in sich vereinigt. Zur Kennzeichnung der Behandlungsstufe (A, B, C₁ D) ist den Zahlenbezeichnungen, wo erforderlich, bzw. a, b, C₁ d hinzugesetzt.

ι bezeichnet dementsprechend wieder allgemein einen Elektrizitätsausströmer und im besonderen i^a, i^b, i° die Elektrizitätsausströmer bzw. von A₁ B, C.

2 ist wieder die Ausscheidefeldfläche, die im vorliegenden Beispiel als Blechplatte gewählt ist, welche in der Richtung der Hauptflüssigkeitsströmung orientiert ist. Die Plattenenden sind oben Und unten verlagert.

3 ist eine Ergänzungs- oder Hilfsfeldfläche, 4' ein Schirm zur richtigen freistrahlartigen

Einführung der zu behandelnden Flüssigkeit in den Hauptbereich des elektrischen Feldes. Die in der Hauptpatentschrift beschriebenen Hilfsvorrichtungen zum Schutz des Ausströmers sind nicht gezeichnet.

7 bezeichnet wieder eine Feder zur nachgiebigen Gespannthaltung des am angeführten Ort beschriebenen Ausströmerdrahtes, welcher in der vorliegenden besonderen Ausführungsform durch röhrenartige Führungen oben und unten in der richtigen Stellung festgehalten wird.

8 ist das Gewicht zur Erzielung einer gleichmäßigen Spannkraft des Ausströmerdrahtes.

Die Stellschraube 9 kann in der vorliegenden Ausführungsform entbehrt werden, da die elektrostatischen Seitenkräfte infolge der symmetrischen, senkrechten Lagerung der Ausströmerdrähte in der Mittelebene zwischen den parallel gewählten Ausscheidefeldflächen 2 vorteilhaft kompensiert sind.

13 bezeichnet die gegen Hochspannung isolierten, balkenförmig ausgestalteten. Träger der Elektrizitätsausströmer, welche den Ausströmern innerhalb jeder einzelnen Gruppe gemeinsam dienen, derart, daß dieselben mit gleicher Spannung gespeist werden; nötigenfalls können die elektrisch sowie in bezug auf die Gasströmung parallel geschalteten Einzelausströmer auch getrennt adjustierbar angeordnet sein.

16 bezeichnet wieder einen (geerdeten) Träger der plattenförmig gewählten Ausscheidefeldfläche.

Die Adjustierung der einzelnen Stufen erfolgt durch je einen vorgeschalteten Hilfsregulierwiderstand, der wieder mit 27 bezeichnet ist.

34 sind kleine Gewichte oder dergleichen Vibrationsdämpfer, welche in auszuprobierender Stellung auf den Enden der Ausströmerdrähte namentlich dann behufs Abdämpfung der bisweilen störend auftretenden Transversalschwingungen der letzteren anzuordnen sind, wenn dieselben in der Nähe von anderen Elektroden untergebracht sind und die elektrische Spannung, mit welcher dieselben gespeist werden, periodische Schwankungen aufweist.

100 bezeichnet die Wandung des kanalartig gewählten, von der zu behandelnden Flüssigkeit durchströmten Abscheideraumes, an welchem die ev. erforderlich werdenden Einrichtungen zur Sammlung und Abführung der von den Ausscheideflächen abgelösten Abscheidungen (Trichter, öffnungen, Transportschnecken usw.) der Einfachheit halber nicht mit zur Darstellung gebracht sind.

Die zu behandelnde Flüssigkeit tritt gemäß den eingezeichneten Pfeilen . zunächst . durch die Elektrodenstaffelyi und strömt alsdann der Reihe nach durch die hintereinander geschalteten Staffeln B₁ C, D. Diese Staffeln sind verschiedenartig ausgebildet. Die Ausströmer der Staffel A arbeiten mit gröberen büschelförmigen Elektrizitätsentladungen, zu deren Erzeugung vorzugsweise in an sich bekannter Weise nichtmetallische Spitzen geeigneter Anzahl dienen, welch letztere auch gegebenenfalls durch metallische, auf nichtmetallischem Material von genügender Leitfähigkeit befestigte Spitzen ersetzt werden können, während die Ausströmer der folgenden Staffeln linienartig ausgebildet sind und vorzugsweise mit kontinuierlichen Glimmentladungen arbeiten, und zwar erweist es sich bei den meisten Flüssigkeiten vorteilhaft, die Büschelentladungen der ersten Staffel mit positiver Elektrizität zu speisen, dagegen die Glimmentladungen der

nachfolgenden Staffeln mit negativer Elektrizität. (In manchen Fällen ist die umgekehrte Reihenfolge der Polarität empfehlenswerter.) Verzichtet man in Sonderfällen — etwa mit Rücksicht auf die Einfachheit der Schaltung — darauf, verschiedene Polarität für die verschiedenen Ausströmer der hintereinander geschalteten Elektrodenreihen einzuführen, so erweist es sich in der Regel als besonders vorteilhaft, die sämtlichen Ausströmer mit negativer Elektrizität zu speisen.

Während in der Vorstaffel A- zwischen den Elektroden die Abstände zwischen den Ausströmern und den zugehörigen Ausscheidefeldflächen groß bemessen sind, werden diese Abstände von Staffel zu Staffel enger. Während der Durchtrittsquerschnitt der Gase in der Gruppe A verhältnismäßig klein gewählt ist, wird derselbe in den nachfolgenden Staffeln stufenweise derart vergrößert, daß die entsprechenden, nacheinander in den verschiedenen Gruppen sich einstellenden Gasgeschwindigkeiten stufenweise vermindert werden. Die Nachstaffel D, deren Anordnung häufig zweckmäßig ist, ist dadurch vor den vorhergehenden Staffeln ausgezeichnet, daß ihr die Ausströmerorgane fehlen, daß vielmehr ein wesentlich reines, elektrostatisches Feld durch die abwechselnd mit verschiedenen Vorzeichen elektrisch geladenen Platten, welche sich in genügend dichtem Abstand gegenüberstehen, gebildet wird, die Elektroden also gleichsam nur aus Hilfsfeldflächen τ,^α und Ausscheidefeldflächen 2'¹ bestehen.

Während also in dem ersten Staffelsatz A überhaupt keine besonderen Hilfsfeldflächen enthalten sind, sind die Hilfsfeldflächen 3^& von verhältnismäßig kleiner Oberfläche als dicke Drähte oder Stäbe gewählt, welche mitsamt den Ausströmern ι¹' und i⁶" in der Mittelebene zwischen den Parallelplatten 2^b angeordnet sind. Außerdem schützen die dicken Drähte 3⁶ die Ausströmerdrähte i^h gegen Zerstörung durch Lichtbogenbildung, indem ein bei Überspannung einsetzender Lichtbogen zwischen 2^Ö und 3* sich entlädt. 3^Ö wirkt somit als Schutzfunkenstrecke für den Ausströmer ; wenn dagegen, wie in der Staffel A, eine entsprechende Hilfsfeldfläche fehlt, kann eine besondere Hilfsfunkenstrecke zum Schutz parallel geschaltet werden.

In der beispielsweisen Elektrodenausbildung der Staffel C sind die Ergänzungsfeldflächen 3° wesentlich größer; sie sind als Rahmen ausgebildet, welche schubladenartig sich mitsamt den Ausströmern i^c durch den Deckel .35 leicht herausziehen lassen, so daß dadurch eine bequeme Wiederherstellung etwa beschädigter Ausströmerdrähte bewirkt werden kann.

Die Staffeln selbst können wiederum . aus mehreren parallel geschalteten Elektrodenreihen gleicher Art bestehen. So ist als Beispiel hierfür die Staffel A aus drei hintereinander geschalteten Elektrodenreihen gebildet. Diese Reihen liegen jedoch nicht sämtlich in der Strömungsrichtung des Gases, sondern sind abwechselnd gegeneinander quer zur Gasrichtung versetzt. Durch diese Versetzung der Platten wird es auch möglich, die Auflagerstützen i6^a und i6°" für die gegeneinander versetzten Plattenreihen gemeinsam zu benutzen.

Die Wirkungs- und Behandlungsweise der Einrichtung ist wie folgt:

Das Gas tritt zunächst in die breit auseinanderstehenden, entgegengesetzten Elektrodenpaare i^a>, 2,^a' der ersten Reihe von Staffel A ein, unterliegt hier gröberen Büschelentladungen in verhältnismäßig sclnvachem, elektrostatischem Felde, so daß vorwiegend nur die gröberen Körper eine genügende Ladung erhalten, um zur Abscheidung zu gelangen, wenn sie nahe genug der Ausscheidefeldfläche sich befinden. Der übrige Teil gelangt in die zweite Reihe von Staffel A, deren Ausscheideplatten nunmehr besonders diejenigen der gröberen Teile zur Abscheidung bringen, welche von den Platten 2,^a der ersten Reihe infolge des weit gewählten Elektrodsnabstandes zuweit entfernt waren. Durch die Stellung der Platten mit ihren schmalen Seiten in die Richtung des Gasstromes werden Energieverluste durch Stoß- und Wirbelbildung in der Flüssigkeit nach Möglichkeit vermieden. Aus der zweiten Reihe gelangt die Flüssigkeit in die dritte Reihe, deren Elektroden i^a'" bzw. 2^ft/" gegen die Elektroden der vorhergehenden Reihe wieder um V₂ Elektrodenabstand, gemessen zwischen gleichpoligen Elektroden, seitlich versetzt sind.

Während die Abstände in den drei Elektrodenreihen der Gruppe A gleichgewählt waren, ist in B der Elektrodenabstand und damit die Intensität des elektrostatischen Feldes, besonders unter Mitwirkung von der Ergänzungsfeldfläche 3^S, erheblich verstärkt, so daß in B — nach Ausfällung des Hauptteiles der gröberen Körper in der Staffel A. — die feineren nunmehr eine kräftigere elektrische Ladung no erhalten, in dem verstärkten, elektrostatischen Felde eine entsprechend höhere Wanderungsgeschwindigkeit gegen die Ausscheidefeldfläche 2¹ hin annehmen und infolge der durch entsprechende Querschnittserweiterung von 100 herabgesetzten Strömungsgeschwindigkeit Zeit zur Ausscheidung haben.

Die Hilfsfeldflächen 3* haben für den Fall, daß verschiedene lineare Ausströmer i^B parallel nebeneinander angeordnet sind, noch die Wirkung, daß bei geeignet gewähltem Abstand eine übermäßige Strombelastung der außen-

liegenden (ΐ^δ/) Ausströmer zu Gunsten der weiter innen liegenden (z.B. ]''") verhindert wird.

Um auch die feinsten Teilchen in kräftigem, ■ elektrostatischem Felde mit kräftiger Eigenladung zu versehen und auszuscheiden, gelangt die in Λ und B vorbehandelte Flüssigkeit wei- ; tcr in das Elektrodensystem C₁ Avelches wie- j deriun eine Verstärkung des elektrischen FeI-des bei weiter herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit des Gases aufweist, was dadurch bewirkt ist, daß einerseits der Elektrodenabstand weiter vermindert ist, dagegen die . Oberfläche des Ergänzungsf eldflächensystems 3 noch gesteigert ist.

Die Zahl der Ausströmer richtet sich nach der Eigenart des zu behandelnden Gemenges. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, in der voraufgehenden Stufe dem stromabgebenden

System eine größere Ausdehnung einzuräumen j als in den nachfolgenden Staffeln, und zur j Nachbehandlung dementsprechend ein Kick- j trodensystem D ohne Ausströmerorgan mit sehr kräftigem elektrischen Felde und mögliehst weitgehend herabgesetzter Gasgeschwindigkeit vorzusehen, welches den Zweck hat. die mit kräftiger Elektrisierung aus den Vorstaffeln abgehenden feinsten Schwebeteilchen unter Einfluß eines fast stromlosen, sehr kräftigen (und, in der Richtung der elektrischen Kraftlinien gemessen, sehr kurzen) elektrostatischen Feldes festzuhalten, was durch eine rauhe Ausgestaltung der Ausscheideelektroden noch vermehrt werden kann.

Betreffs der Behandlung kann im allgemeinen auf das in dem Hauptpatent Gesagte verwiesen werden, indem nur noch bemerkt wird, daß die Staffeln nach der Reihenfolge A₁ B, C₁ D sukzessive auf bestmögliche Wirkung mittels bzw. 27, a, b, c, d einreguliert werden. Kommen faserige oder sonst schwach haftende Stoffe in dem jeweils zu behandelnden Gemenge vor, so werden Ausscheidefeldflächen der (ersten) Elektrodenreihen zweckmäßig in Fangräume, wie in der Hauptpatentschrift gezeigt, verlegt.

Es ist leicht einzusehen, daß die vorstehend erörterten Beziehungen auch für andere Elektrodenformen, unabhängig von der beispielsweise veranschaulichten Ausführungsform, z. B. für rohrförmige, sinngemäß anwendbar sind.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekörpern aus elektrisch nichtleitenden, insbesondere gasförmigen Flüssigkeiten, nach Patent 277091, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der in die zu behandelnde, schwebekörperhaltige Flüssigkeit eingeführten Elektrizität in aufeinanderfolgenden Behandlungsabschnitten, entsprechend dem im Verlauf der Behandlung (z. B. nach Schwebekörpergehalt, Strömungsgeschwindigkeit usf.) sich verändernden Zustande der Flüssigkeit unabhängig, verschieden einreguliert wird.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schwebekörperhaltige Flüssigkeit durch ein mit wachsender Behandlungsdauer stufenweise stärker werdendes elektrisches Feld und gegebenenfalls mit stufenweise abnehmender Geschwindigkeit zwischen den Elektroden hindurchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Verteilung der Elektrizität (insbesondere die elektrische Stromdichte) in der schwebekörperhaltigen Flüssigkeit zwischen den Elektroden in einer voraufgehenden Behandlungsstufe geringer eingestellt wird als in einer folgenden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des die Flüssigkeit durchsetzenden elektrischen Stromes in einer voraufgehenden Behändlungsstufe größer eingestellt wird, als die elektrische. Stromstärke in einer nachfolgenden Stufe, beträgt.
5. Vorrichtung zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekörpern aus elektrisch nichtleitenden, insbesondere gasförmigen Flüssigkeiten, nach ,.Patent 277091, mit in bezug auf die Flüssigkeitsströmung stufenweise hintereinander geschalteten Ausscheideelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der voraufgehenden Ausscheideelemente gegen die benachbarten Elektroden gleicher Art der folgenden Stufe (in Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung) räumlich gegeneinander versetzt angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2 die Versetzung der Elemente gleicher Art unter gleichzeitiger Verringerung des Abstandes z\vischen den Elektroden ungleicher Polarität in den folgenden Stufen gegenüber dem entsprechenden Abstande der vorhergehenden Stufe und unter Vermehrung der Zahl der in an sich bekannter Weise parallel geschalteten Elektrodenelemente in der nachfolgenden Stufe bewirkt wird.
7. Vorrichtung zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekörpern aus elektrisch nichtleitenden, insbesondere gasförmigen Flüssigkeiten mit Elektrizitätsaus-

strömer und Feldfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmer zum Zwecke leichter Auswechselbarkeit mit schubladenartig angeordneten Rahmen verbunden sind, welche zugleich als Hilfsfeldfläche ausgestaltet werden können.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 des Patentes 277091, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Ausströmer oder dessen Elemente geradlinig und in solchem Abstand zwischen an sich bekannten geradflächigen, selbständigen Feldflächenelementen angeordnet ist, daß die unter Einfluß des elektrischen Feldes auf schädliches Ausbiegen des Ausströmers gerichteten Kräfte sich gegenseitig aufheben.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die geradflächigen Feldflächenelemente, zwischen denen die geradlinigen Ausströmerelemente (parallel) angeordnet sind, aus spannbar angeordneten, glatten, hinreichend dicken (parallelen) Drähten bestehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der geradlinigen Ausströmerelemente — vorzugsweise eingefaßt von geraden Hilfsfeldflächen gleicher Polarität — parallel mitten zwischen den geraden Ausscheidefeldflächenelementen gleichen elektrischen Potentials (harfenartig) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Patent 277091, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsfähigen Elektrodenelemente zur Aufrechterhaltung ihrer Adjustierung mit Schwingungsdämpfern ausgerüstet werden.
12. Vorrichtung nach Patent 277091, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz des Ausströmers — vorzugsweise umgeben von der gleichen Flüssigkeitsatmosphäre — eine Sicherungsfunkenstrecke angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.