DE914841C

DE914841C - Vorrichtung und Verfahren zur Lenkung eines Fluessigkeitsstromes durch mehrere Leitungen in Abhaengigkeit von der Viskositaet

Info

Publication number: DE914841C
Application number: DEM15930A
Authority: DE
Inventors: Freerk Jan Fontein
Original assignee: Stamicarbon BV
Current assignee: Stamicarbon BV
Priority date: 1951-10-17
Filing date: 1952-10-18
Publication date: 1954-07-12
Also published as: NL75702C; BE514898A; FR1078360A; NL72452C; GB716592A

Description

Die Erfindung· bezieht sich auf eine Vorrichtung· und auf ein Verfahren zur Lenkung eines Flüssigkeitsstroms durch mehrere Leitungen, in Abhängigkeit von der Viskosität dieser Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit kann auch ein Gemisch von Flüssigkeiten sein oder eine Flüssigkeit, in der verschiedene Stoffe gelöst, suspendiert und/oder emulgiert sind.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung· auf ein Verfahren zum Regeln der Viskosität einer Flüssigkeit.

Die Erfindung kann bei vielen technologischen Verfahren angewendet werden, und zwar nicht nur zur Erzielung eines Zwischen- oder Endproduktes mit einer bestimmten minimalen und/oder maximalen Viskosität, sondern auch zur Erzielung eines Produktes mit bestimmten anderen Eigenschaften, z. B. mit einem Mindest- und/oder Hochstprozeiiitgehalt eines gelösten, suspendierten oder emulgierten Stoffes oder eines viskosen Stoffes mit einem minimalen und/oder maximalen Polymerisationsgrad oder einer minimalen und/oder maximalen Temperatur. Dies ist deshalb möglich, weil gewöhnlich ein einfacher Zusammenhang zwischen diesen Eigenschaften und der Viskosität der Flüssigkeit besteht.

Da die Vorrichtung· gemäß der Erfindung eine sehr einfache Konstruktion aufweist und völlig automatisch arbeitet, läßt sich im vielen Fallen die Viskosität als bestimmender Faktor vorteilhafter als die oft mühsam oder nur mit ziemlich komplizierten oder kostspieligen, Instrumenten zu bestimmenden anderen Eigenschaften, wie Zusammensetzung oder spezifisches Gewicht, verwenden.

Die Bestimmung des spezifischen. Gewichtes einer ίο Emulsion oder Suspension wird z. B. oft erschwert, weil sich bei ihrer Herstellung kleine Gasblasen in. der Flüssigkeit bilden. Die Viskosität wird indessen durch solche Gasblasen weniger beeinflußt. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung lassen, sich besonders vorteilhaft in der Kohlen- und Erzwäsche verwenden, unter anderem bei der Regenerierung einer zu stark verdünnten Trägersuspension oder bei verschiedenen Klassierverfahrem, bei denen für eine konstante Klassierung ao die zu klassierenden Teile in einer bestimmten Mindest- und/oder Höchstkoozentration vorhanden sein sollen. Auch in anderen Industriezweigen, wie z. B. in der Stärkeindustrie, wird das Resultat der Reinigung einer Suspension, z. B. Stärkesuspensicm., mit Hilfe von Hydrazyklonen erheblich, von der Zusammensetzung der Ausgangssuspension beeinflußt.

Bei verschiedenen technologischen Verfahren, wie bei dem Lösen oder Extrahieren fester Stoffe, wo man eine bestimmte optimale Zusammensetzung des Endproduktes erzielen will, läßt sich die Erfindung vorteilhaft anwenden« Ist die Konzentration der gelösten extrahierten Stoffe in dem Endprodukt zu gering, was sich aus einer zu niedrigen 35. Viskosität ergibt, so· kann dieses Endprodukt abgeführt und rezirkuliert werden. Weitere Anwendungen, ergeben, sich dort, wo die Viskosität z. B. des Endproduktes selbst von Bedeutung ist, wie bei vielen Verfahren in der Farbstoff-, Fett- oder Klebemittelindustrie.

Die Erfindung ermöglicht auch eine einfache Lösung, wenn man das Abfließen \OnFlüssigkeiten, die in einem Reaktionsgefäß oder Behälter in: gesonderten Schichten vorliegen, durch mehrere Leitungen bezweckt. Falls beim Abfließen eine Phasengrenze durch die Vorrichtung hindurchgeht, läßt sich der Flüssigkeitsstrom automatisch durch eine andere Leitung abführen, vorausgesetzt, daß die Flüssigkeiten verschiedene Viskositäten' haben. Gemäß der Erfindung verwendet man die Eigenschaft einer Flüssigkeit, in der eine Zyklonströmung vorhanden ist, nämlich daß innerhalb bestimmter Grenzen bei gleichbleibendem Druckabfall über die Zyklonströmung die Rotationsgeschwindigkeit erheblich von der Viskosität der Flüssigkeit abhängig ist. So wird eine Zyklonströmung in einer mit einer zentralen- runden! Abfuhröffnung und einer oder mehreren Zuleitungen versehene Rotationskammer erzeugt, wobei die Leitungen eine derartige Form aufweisen und ihre Einmündung so angeordnet ist, daß die Flüssigkeit beim Einströmen in die Rotationskammer auf einen Radius, der größer als der Radius der Abfuhröffnung ist, eine in bezug auf die Rotationskammer tangential gerichtete Geschwindigkeitskomponente erhält.

Leitet man in eine solche Rotationskammer eine Flüssigkeit ein, so wird sich von einem bestimmten Zufuhrdruck an in dieser Kammer eine Zyklonströmung bilden. Die aus der zentralen Abfuhröffnung strömende Flüssigkeit, die bei einem niedrigeren Zufuhrdruck in der Form eines mehr oder weniger tordierten Flüssigkeitsstrahls austritt, fängt dann an derart schnell zu rotieren, daß der Flüssigkeitsstrom die Form eines hohlen Kegelmantels annimmt. Bei Steigerung des Zufuhrdrucks vergrößert sich der Winkel des Spritzkegels, bis er von einem bestimmten Wert dieses Drucks an im wesentlichen konstant bleibt.

Wählt man eine Flüssigkeit mit einer höheren Viskosität, so> zeigt sich, daß die Zyklonströmung erst bei einem höheren Druck einsetzt und außerdem die Rotationsgeschwindigkeit und damit auch innerhalb bestimmter Grenzen der Winkel des Spritzkegels geringer bleibt.

Hält man den Zufuhrdruck konstant, so> ist der Winkel des Spritzkegels ein Maß für die Viskosität derart, daß die meßbaren Viskoeitätswerte niedriger sind als der Viskositätswert, bei dem gerade noch keine Streuung stattfindet, und höher als der go Viskositätswert, bei dem der Spritzkegel eine maximale Streuung hat.

Aus Versuchen ergab sich, daß die Grenzen der Viskosität, zwischen denen bei einem konstanten Druck und bei einer bestimmten. Rotationskammer der Winkel des Spritzkegels hinreichend veränderlich ist, zwischen einer bestimmten, minimalen. Viskosität und. einer Viskosität, die zwei- bis zehnmal so hoch ist, liegen. Dieser Faktor wird durch Form und Größe der Rotationskammer und des Zufuhrdruckes bestimmt.

Werden nun in einiger Entfernung von der Spritzöffnung der Rotationskammer zwei oder mehrere mit Abfuhrleitungen ausgestattete Auffangräume angeordnet, die wenigstens auf der Seite der Spritzöffnung ineinanderliegen und Scheidewände aufweisen, deren der Spritzöffnung zugewendeter Rand derart gestaltet ist und derart hinsichtlich der Rotationskammer aufgestellt worden ist, daß ein bestimmter Spritzkegel gerade no durch diesen Rand hindurchgeht, so gelangt die Flüssigkeit abhängig von der Viskosität in einen dieser Auffangräume.

Vorzugsweise ordnet man die Rotationskammer mit der Achse etwa, senkrecht und mit der Spritzöffnung nach unten an.

In ihrer einfachsten Form entspricht die Auffangvorrichtung einem Behälter, in dem ein koaxial mit der Rotationskammer angeordnetes zylindrisches und an einer Seite flach abgeschnittenes Rohr angebracht ist. Bis zu einem bestimmten! minimalen Wert der Viskosität spritzt die Flüssigkeit in dieses zentrale Rohr; nimmt die Viskosität ab, so spritzt die Flüssigkeit in den Behälter.

Sind zwei konzentrische Auffangfässer oder -leitungen angebracht, so besteht die Möglichkeit,

die Flüssigkeit, deren Viskosität zwischen, einem bestimmten minimalen und maximalen: Wert liegt, gesondert aufzufangen, Die Flüssigkeit spritzt in das innere Auffanggefäß, wenn die Viskosität einen bestimmten minimalen Wert übersteigt; sie spritzt über den Außenrand des zweiten Auffanggefäßes, wenn die Viskosität unter einem bestimmtem maximalen Wert liegt, und kann dann in ein Gefäß beliebiger Form aufgefangen werden. Falls man

ίο mehrere parallel geschaltete Vorrichtungen gemäß der Erfindung benutzen will, kann das letzte Gefäß ein Trog sein.

Es ist natürlich nicht notwendig, daß die Auffangräume völlig ineinaiiderliiegen oder eine rotationssymmetrische Form aufweisen. Wesentlich ist nur, daß sich der Rand eines Gefäßes, das die Scheidewand zwischen diesem Gefäß und dem außerhalb dieses Gefäßes gelegenen Auffangraum bildet, in einem bestimmten! Spritzkegel befindet.

Annähernd ist dies eine gerade Kegeloberfläche, die sich mit der Rotationskammer koaxial durch den Rand der Abfuhröffnung ziehen läßt.

Eine genaue Trennung läßt sich nur erzielen, wenn der Abstand der Spritzöffnung zu den Rändern der Auffangvorrichtung nur wenig größer ist als der Abstand, nach dem der Spritzkegel in. gesonderte Tropfen auseinanderfällt. Von dieser Stelle an tritt nämlich eine beträchtliche Erweiterung des Flüssigkeitsmantels auf.

Auf diese Weise ist die Möglichkeit vorhanden, eine Flüssigkeit mit einer bestimmten minimalen und/oder maximalen Viskosität abzusondern. Die Flüssigkeiten, die den gestellten Anforderungen nicht genügen, können gegebenenfalls in das System zurückgeführt oder gesondert bearbeitet werden. Wird rezirkuliert, so läßt sich in einfacher Weise eine Regelung erzielen, wobei am Ende nur eine Flüssigkeit mit einer bestimmten minimalen und/oder maximalen Viskosität ausgeliefert wird.

Der kritische Wert der Viskosität, bei dem der Flüssigkeitsstrom den Rand der Scheidewand zwischen zwei Auffangräumem passiert, wird, wie schon erwähnt, durch den Druckabfall über die Roftationskammer, weiterhin durch die Form und die Abmessungen der Rotationskammer und des Durchmessers des Randes der Scheidewand und dessen Abstand von der Abfuhröffnung bedingt. Durch Änderung dieser Großem kann man innerhalb gewisser Grenzen eine bestimmte Vorrichtung derart einstellen, daß sie eine Flüssigkeit mit einer bestimmten minimalen und/oder maximalen Viskosität liefert.

Wird nur der Zufuhrdruck erhöht, so nimmt der Wert dieser kritischen. Viskosität zu. Wird, bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen der Abstand zwischen dem oberen Rand der Auffangvorrichtung und dem unteren Rand der Abfuhröffnung verkleinert, so nimmt die kritische Viskosität a,b. Wird die Oberfläche der Zuleitung der Rotationskammer oder der Durchmesser der Abfuhröffnung variabel gestaltet, so läßt sich auch damit eine Regelung innerhalb bestimmter Grenzen verwirklichen.

Weiterhin ist die Form und. der Durchmesser der Rotationskammer von Einfluß. So hat sich herausgestellt, daß, falls die Rotationskammer als ein unten mit einem geradlinigen Kegel ausgestatteter Zylinder ausgeführt ist, der· Kegelwitiikel von großem Einfluß ist. Je kleiner dieser Kegelwinkel ist, um so schwerer setzt die Zyklonströmung ein und um so geringer ist die Rotationsgeschwindigkeit. Wenn man den Kegelwinkel verkleinert, wird die Vorrichtung empfindlich für eine niedrigere Viskosität. Dasselbe tritt ein, wenn die Höhe des zylindrischen. Teils vergrößert wird.

Weiterhin wurde gefunden, daß mam eine bedeutende Vergrößerung des Variationsbereiches des Spritzkegelwi'tiikels erreichen kann, wenn man in die Abfuhröffnung der Rotationskammer koaxial einen festen Kern mit kreisförmigem Querschnitt einsetzt. Dieser Kern kann, unbeweglich oder auch drehbar sein, und ist entweder mit der Innenwand der Rotationskammer gegenüber der Abfuhröffnung oder mit dem inneren Auffangraum zu verbinden. Wichtig ist aber, daß die Befestigungsmittel des Kerns nicht die Zyklomströmung in der Rotationskammeroder den Spritzkegel beeinträchtigen.

Man wählt den Durchmesser des festen Kerns derart, daß unter allen Umständen die nunmehr entstandene ringförmige Abfuhröffnung mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Lenkung eines Flüssigkeitsstroms durch verschiedene Leitungen, abhängig von der Viskosität dieser Flüssigkeit, und ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein bzw. die Anwendung einer mit einer zentralen runden Abfuhröffn>ung ausgestatteten Rotationskammer, die mit einer oder mehreren derart gebildeten und/oder gerichteten Zuleitungen versehen ist, daß ioo eine Flüssigkeit, die in die Rotationskammer strömt, auf einem Radius, größer als der der Abfuhröffnung in Rotation versetzt wird, und ist weiterhin gekennzeichnet durch eine der Abfuhröffnung der Rotationskammer gegenüber angeordnete Auffangvorrichtung, die aus zwei oder mehreren Auffangräumen besteht, welche wenigstens, an der der Spritzöffnung zugewendeten. Seite ineinander angeordnet und durch eine oder mehrere Wände getrennt sind, wobei die Schnittlinie mit einer hinsichtlich der Rotatiomskammer koaxialen, durch den Rand der Abfuhröffnung gezogenen Kegeloberfläche die Begrenzung dieser Wand oder von jeder dieser Wände bildet.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung¹ auf ein Verfahren, zum Regeln der Viskosität einer Flüssigkeit, wobei man die obenerwähnte Vorrichtung verwendet und die Flüssigkeit, die den Anforderungen nicht genügt, rezirkuliert.

Die Erfindung soll an Hand, einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Fig. ι stellt schematisch, im Querschnitt eine einfache Vorrichtung dar, die aus einer Roitationskammer 1 besteht, welche mit einer Abfuhröffnung 2 und. einem tangential gerichtetem Zuleitungsrohr 3 versehen ist. Unter der Abfuhröffmung ist

ein Gefäß 4 angebracht, das mit einer Abfuhrleitung 5 ausgestattet ist, die hier tangential vorgesehen ist, um die Flüssigkeit schneller abführen zu können. Koaxial zur Rotationskammer ist in diesem Gefäß 4 ein rundes Rohr 6, das mit Schraubengewinde an dem im Boden vorgesehenen Ring 7 befestigt ist, angebracht. Mit Hilfe eines Handrads 8 läßt sich das Rohr 6 auf und ab schrauben zum Einstellen der Höhe und dadurch der Viskosität der Flüssigkeit, die noch eben vom zentralen Rohr aufgefangen wird. Die Rotationskammer 1 und das Gefäß 4 sind derart befestigt (in der Zeichnung nicht angegeben), daß sie sich nicht gegeneinander bewegen können.

Fig. 2 stellt eine andere Ausführung dar, die sich zur Erzeugung einer Suspension, z.B. einer Lößsuspensiön mit einer bestimmten minimalen Wichte, eignet. Hierbei" besteht die Rotationskammer 11 aus einem zylindrischen Teil n^a, der mit dem kegelförmigen Teil n^ö durch einen Flansch verbunden und durch den Deckel 17 geschlossen ist. In den zylindrischen Teil II^s mündet ein tangential gerichtetes Zuleitungsrohr 13. Die aus einer Eindickvorrichtung kommende Suspension wird mit einem bestimmten Druck durch die Rotationskammer gepumpt. Ist die Konzentration an festem Stoff und dadurch die Viskosität der Suspension hoch genug, so kann¹ die Suspension in der Leitung 16 aufgefangen werden, die oben mit einem konischen Teil i6" versehen ist, der auf einem umgekehrten konischen Teil 16⁶ ruht. Läßt die Konzentration und also auch die Viskosität nach, so hat dies zur Folge, daß der Winkel des Spritzkegels größer wird, wodurch die Flüssigkeit über den Rand hin in den Auffangbehälter 14 spritzt, aus welchem diese Flüssigkeit durch die Leitung 15 abgeführt werden, kann. Diese Flüssigkeit, deren Konzentration an festem. Stoff zu niedrig ist, kann dann zum Pumpenbehälter der Speisepumpe (nicht gezeichnet) der genannten Eindickvorrichtung zurückgeführt werden. Die Konzentration der Zufuhrsuspension steigt dadurch und damit auch die der durch die Abfuhröffnung 12 austretenden eingedickten Suspension. Dieser Prozeß wiederholt sich, bis die Konzentration und damit die Viskosität wieder so hoch geworden ist, daß die Suspension wieder durch die Leitung 16 aufgefangen und abgeführt werden kann. Zur Festlegung der minimalen Viskosität der abzuführenden eingedickten Suspension muß man die Rotationskammer und die Auffangvorrichtung derart anordnen, daß sie gegeneinander axial verschiebbar sind.

Zur Illustrierung der Wirkung der Vorrichtung soll folgendes Beispiel dienen. Einer Rotationskammer mit den folgenden Abmessungen:

Durchmesser zylindrischer Teil . 350 mm Höhe zylindrischer Teil . . . . . ioomm Halber Konus winkel ....... io° Durchmesser Zufuhröffnung ... 30 mm Durchmesser Abfuhröffnung ... 30 mm

wurde bei einem Druck von 0,5 atü eine Löß-Sand-Suspension mit einer zwischen 1,694 und 1,829

j- schwankenden Wichte zugeführt. Es ergab sich, ! daß der Winkel des Spritzkegels zwischen 99 und ; 63⁰ schwankte. Wurde unter der Abfuhröffnung eine Auffangvorrichtung gemäß Fig. 2 angebracht, bei der der obere Rand des konischen, Teils i6^a einen Durchmesser von. 300 mm hatte, während der Abstand dieses Randes vom Rand der Abfuhröffnung 12 auf 210 mm eingestellt war, so wurde durch die Leitung 16 eine Suspension, mit einer minimalen Wichte von 1,795 abgeführt. Durch die Leitung 15 wurde eine Suspension mit einer niedrigeren Wichte abgeführt. Diese wurde dem Pumpenbehälter der Speisepumpe zugeführt, wodurch man als einziges Produkt eine Suspension mit einer Wichte über 1,795 erhielt, unabhängig von der Konzentration an festem Stoff in der Zufuhr.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung ge- So maß der Erfindung im Querschnitt, in der ein fester Kern in der Abfuhröffnung der Rotationskammer Verwendung findet.

Eine Rotationskammer i^a ist mit einem tangentialen, Zuleitungsrohr 3" und einer zentralen Abfuhröffniung 2" versehen. Ein fester Kern 9 in der Abfuhröffnung 2° verwandelt diese in eine ringförmige Öffnung und ist fest verbunden mit der Innenwand der Rotationskammer gegenüber der Abfuhröffnung. Die Auffangräume 6^a mit der Abfuhr ίο bzw. 4^s mit der Abfuhr ζ^α entsprechen grundsätzlich Fig. 2.

Einer Rotationskammer nach Fig. 3 ohne Kern: 9 mit den folgenden Abmessungen:

Durchmesser 60 mm

Höhe 30 mm

■ Durchmesser Zufuhröffnung ... 12 mm

Durchmesser Abfuhröffnung ... 10,5 mm

wurde bei einem Druck von 0,5 atü eine Flüssigkeit zugeführt, deren Viskosität zwischen 5 und 10 cP schwankte. Man erhielt einen Variationsbereich des Spritzkegelwinkels von 9⁰.

Wenn in die gleiche Rotationskammer ein Kern. 9 mit 8,5 mm Durchmesser eingebracht wird, erhält man bei übereinstimmenden Flüssigkeitsverhältnissen einen Variationsbereich von 23⁰.

. Fig. 4 stellt im Querschnitt eine Vorrichtung dar, mit der es möglich ist, eine Flüssigkeit mit einer sich zwischen zwei Werten befindenden Viskosität zu erhalten. Die Vorrichtung enthält eine Rotationskammer 21, die sich aus einem zylindrischen, von einer Platte abgeschlossenen Teil 23 und einem konischen Teil 24 zusammensetzt. In den zylindrischen Teil mündet eine tangential gerichtete Zuleitung 22. Ein Mundstück 25 bildet die Abfuhröffnung 26. Das Mundstück besteht aus zwei ringförmigen und mittels Schraubengewinde aufeinanderpassenden Teilen 25^a und 25^s, zwischen denen ein Gummiring 25 ^c mehr oder weniger zusammengepreßt werden kann, wenn man an. den Vorsprüngen. 25^rf des unteren Ringes 25^ dreht. Dadurch läßt sich der Durchmesser der Abfuhr-Öffnung 26 ändern.

Diese Rotationskammer ist mittels einiger Unterstütaungsorgane 39 an dem Behälter 27 befestigt,

der mit einer Abfuhröffnung 28 ausgestattet ist. Durch den Boden dieses Behälters 27 ist ein zylinderförmiges Auffanggefäß 30 geführt, das an der oberen Seite einen erweiterten Teil 29 trägt und an der unteren Seite in ein Abfuhrrohr 31 übergeht. Innerhalb dieses Auffanggefäßes ist ein zentrales Rohr 33 montiert, das an der unteren Seite in eine Abfuhrleitung 35 einmündet. An der unteren Seite sind die Auffanggefäße 30 bzw. 33 mit Schraubengewinde versehen, in die die Muttern 36 bzw. 37 eingreifen. Letztere sind drehbar in einem Gestell 38, das unten an dem Behälter 27 befestigt ist, angebracht. Dadurch kann man die Auffanggefäße 29 und 33, die durch, die Führungen 32 bzw. 34 auf und ab bewegbar sind, in dem Gefäß 27 bzw. der Leitung 30 auf und ab bewegen.

Wird bei ■ einem gleichbleibenden. Druck eine Flüssigkeit über die tangentiale Zuleitung 22 durch die Rotationskammer 21 gepreßt, so spritzt diese

Flüssigkeit, abhängig von der Viskosität, als ein geradliniger Strahl oder ein mehr oder weniger geöffneter Kegelmantel ab. Eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität wird in der Leitung 33 aufgefangen und durch die Leitung 35 abgeführt, eine

»5 Flüssigkeit mit niedriger Viskosität spritzt über den Rand des Auffangfasses 29, sammelt sich, im Gefäß 27 und wird durch die Leitung 28 abgeführt. Hat die Flüssigkeit eine zwischen zwei Werten liegende Viskosität, einer Streuung des Spritzkegels entsprechend, bei der gerade die Ränder der Auffanggefäße 29 bzw. 33 berührt werden, so wird die Flüssigkeit im Gefäß 29 aufgefangen und durch die Leitung 31 abgeführt. Durch die Aufwärtsbewegung der Auffanggefäße 29 bzw. 33 mit Hilfe der Stellschrauben: 36 bzw. 37 kann die niedrigste bzw. höchste Grenze der Viskosität der durch die Leitung 31 abgeführten Flüssigkeit herabgesetzt werden. Beim Hinunterbewegen werden diese Grenzen erhöht. Wenn man den Durchmesser der Abfuhröffnung 26 mit Hilfe des Ringes 25* ändert, können diese Grenzen weiter beeinflußt werden.

Die erhaltenen Flüssigkeiten lassen sich entsprechend dem Ziel, für das man, die Trennung nach Viskosität vornimmt, in unterschiedlicher Weise behandeln. Will man eine Flüssigkeit mit einer sich zwischen zwei Werten befindenden Viskosität haben, so wird die Vorrichtung derart dimensioniert und eingestellt, daß diese Flüssigkeit durch die Leitung 31 abgeführt wird. Die aus der Leitung 28 bzw. der Leitung 35 erhaltene Flüssigkeit läßt sich danin wieder zurückführen oder zu anderen Zwecken verwenden. Bei einem Verfahren, bei dem man eine Flüssigkeit mit einer bestimmten Minimalviskosität wünscht, kann die erwünschte Flüssigkeit bei guter Dimensionierung und Einstellung durch die Leitung 35 abgeführt werden. Durch die Leitungen, 31 und 28 erhält man dann Flüssigkeit mit einer zu niedrigen Viskosität. Diese Flüssigkeiten lassen, sich dann vorteilhaft an verschiedenen Stellen zurückführen, z. B. die Flüssigkeit aus der Leitung 31 annähernd in der Mitte, die Flüssigkeit aus der Leitung 28 annähernd am Anfang des Verfahrens.

Fig. 5 zeigt ein Schema einer Eindickvorrichfcung für verdünnte Suspension, z. B. eine Stärkesuspension, bei dem eine Vorrichtung gemäß der Erfindung angewendet wird. Die einzudickende Suspension wird durch die Leitung 40 eingeführt und, über den Pumpenbehälter 41 und die Pumpe42 durch drei in Reihe geschaltete Mehrfachhydrozyklone 43, 44 und 45 gepreßt. Durch die Überlaufleitung 46 des letzten Mehrfachhydrozyklons wird die von suspendiertem Stoff befreite Flüssigkeit abgeführt.

In den ersten Mehrfachhydrozyklon wird der wichtigste Teil des suspendierten Stoffes aufgefanigen und als konzentrierte Suspension der Rotationskammer 47 zugeführt. Ist die Konzentration, und dadurch die Viskosität groß genug, so wird diese Suspension durch die Leitung 48 abgeführt. Ist die Konzentration zu niedrig, so wird die Flüssigkeit über die Leitung 49 in den Pumpenbehälter zurückgeführt. Auch die Ablaßfraktion der folgenden Mehrfachhydrozyklone, die jedenfalls zu wenig konzentriert ist, wird, über die Leitungen 50 bzw. 51 und die Sammelleitung 52 in den Pumpenbehalter 41 zurückgeführt.

Auf diese Weise läßt sich durch Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Regelung in einfacher Weise erzielen.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Extrahieren von Stoffen aus einem festen Rohstoff gemäß einem semikontinuierlichen Verfahren, bei dem man eine Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet. Das Extraktionsverfahren, das man in dieser Vorrichtung verwendet, eignet sich zum Extrahieren von Stoffen, bei dem die Viskosität bei wachsender Konzentration, dieser Stoffe indem Lösungsmittel größer wird. Bei diesen Vorrichtungen durchläuft die Extraktionsflüssigkeit gewöhnlich nacheinander eine Anzahl Extraktionsgefäße oder -türme, die mit dem zu extrahierenden Stoff gefüllt sind. Die gegenseitige Verbindung zwischen den Gefäßen oder Türmen erfolgt derart durch Röhren,, Hähne und gegebenenfalls Pumpen, so daß in Strömungsrichtung der Flüssigkeit immer das vorderste Gefäß gelöst und, nachdem der extrahierte Stoff durch neuen zu extrahierenden Stoff ersetzt worden ist, hinten angegliedert werden kann.

Die Fig. 6 zeigt eine solche Anlage. Die durch no die Leitung 64, den Pumpenbehälter 65, die Pumpe 66 und die Leitung 67 geführte Extraktionsflüssigkeit durchläuft über die gegenseitigen Verbindungsröhren 68, 69 und 70 die Gefäße 60, 61, 62 und 63. In die Verbindungsröhren können gegebenenfalls ebenfalls eine Pumpenvorlage und eine Pumpe geschaltet sein. Die aus dem letzten Gefäß 63 kommende Flüssigkeit wird über eine Leitung 71 in einem Puffergefäß 72 aufgefangen. Von dort strömt die Flüssigkeit, eventuell über eine Pumpe, mit konstantem Druck in die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die sich aus einer Rotationskammer 73 und einer mit drei Räumen versehenen Auffangvorrichtung 74 zusammensetzt. Ist die Konzentration der extrahierten Stoffe hoch genug, d. h. liegt die Viskosität über einem bestimmten Minimahvert, so

wird die Flüssigkeit durch die Leitung 75 abgeführt. Ist die Viskosität niedrig, d.h. ist auch die Konzentration der gelösten Stoffe niedrig, so> wird die Flüssigkeit über die Leitung 79 in den Pumpenbehälter 80 zurückgeführt, aus dem heraus· die Flüssigkeit mittels der Pumpe 81 über die Zuleitung des Gefäßes 61 im das Kreislaufsystem zurückgeführt wird. Ist die Viskosität niedriger als die erwünschte Miinimalviskosität, aber höher als ein anderer Grenzwert, d. h. ist die Menge gelöster Stoff noch nicht hinreichend, aber doch schon ziemlich hoch, so kann man die Flüssigkeit an. einer anderen Stelle dem Extraktionsverfahren wieder zufügen, indem man die Flüssigkeit, die in dem mittleren Auffangraum aufgefangen wird, über die Leitung 76, den Pumpenibehälter yj und die Pumpe 78 der Zuleitung des Gefäßes 62 wieder zuführt. In dieser Weise wird eine einfache Regelung der Konzentration, der gelösten Stoffe in dem End-

ao produkt der Extraktion mittels der Viskosität erzielt, ohne daß die Vollständigkeit der Extraktion merklich beeinflußt wird.

Bei einer anderen Arbeitsweise kann, eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zwischen, die zwei letzten Gefäße geschaltet werden, wodurch, die .Möglichkeit vorhanden ist, die Flüssigkeit nur dann das letzte Gefäß durchlaufen zu lassen, wenn die Flüssigkeit noch ungesättigt ist. Selbstverständlich sind noch verschiedene andere Kombinationen möglich,.

Claims

PaTENTANSPRLCHE:

i. Vorrichtung zur Lenkung eines Flüssigkeitsstromes durch verschiedene Leitungen in Abhängigkeit von der Viskosität dieser Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine mit einer zen^ trafen runden Abfuhröffnung versehene Rotationsikammer, in die eine oder mehrere derart ausgebildete und/oder gerichtete Zuleitungen einmünden), daß eine durch diese Leitungen zugeführte Flüssigkeit auf einem Radius, größer als der Radius der Abfuhröffnung, in Rotation, gerät, und durch eine der Abfuhröffniüng der Rotationskammer gegenüberliegende Auffangvorrichtung, welche aus zwei oder mehreren wenigstens gegenüber dieser Abfuhr öffnungen ineinander angeordneten und durch Wände getrennten, mit Abfuhrleitungen, ausgestatteten Auffangräumen besteht, wobei der Rand dieser Scheidewand oder jeder dieser Wände durch die Schnittlinie dieser Wand mit einem mit der Rotationskammer koaxialen geraden Kegel, der durch den Rand der Abfuhröffnung geht, gebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung einem an der Seite der Abfuhröffnung der Rotationskammer offenen und mit einer Abfuhrleitung ausgestatteten Gefäß entspricht, in welchem ein ; zweites axialsymmetrisches und an. derselben Seite offenes, mit einer Ahfuhrleitung versehenes Gefäß, das hinsichtlich der Rotationskammer koaxial angeordnet ist, aufgestellt ist, wobei gegebenenfalls Mittel vorhanden sind, um das Innengefäß in axialem Sinne hinsiehtlieh des Außengefäßes bewegen zu können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung einem an der Seite der Abfuhröffnung der Rotationskammer offenen und mit einer Abfuhrleitung ausgestatteten Gefäß entspricht, in welchem zwei konzentrische axial symmetrische Gefäße koaxial mit der Rotationskammer aufgestellt sind, welche beide mit einer Abfuhrleitung versehen sind, wobei diese Gefäße gegeneinander und hinsichtlich des Außengefäßes in axialer Richtung beweglich und einstellbar sein können.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Abfuhröffnung der Rotationskammer ein fester Kern mit kreisförmigem Querschnitt befindet, welcher koaxial mit der Rotationskammer sitzt.
5. Verfahren zum Lenken eines Flüssigkeitsstromes durch verschiedene Leitungen in Abhängigkeit von der Viskosität dieser Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 gepreßt wird, wobei die Abmessungen der Rotationskammer und der angewendete Druck derart gewählt sind, daß im kritischen Gebiet der Viskosität der Spitzenwinkel des Spritzkegels eine beträchtliche Variation aufweist, worauf der Abstand zwischen der Spritzöffnung und dem oberen Rand bzw. den oberen Rändern der Scheidewand bzw. der Scheidewände derart angesetzt wird, daß die Flüssigkeit bei den Grenzwerten der Viskosität gerade gegen einen dieser Ränder anspritzt.
6. Verfahren zum selektiven Ablassen einer Flüssigkeit mit einer bestimmten Minimal- und/oder Maximalviskosität aus einem Flüssigkeitsstrom mit wechselnder Viskosität, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren nach Anspruch 5 anwendet.
7. Verfahren zum Regeln der Viskosität einer Flüssigkeit, die unter Beeinflussung ihrer Viskosität als Produkt eines physikalischen oder chemischen Verfahrens erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch eine Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 gepreßt wird, die eine derartige Form und derartige Abmessungen hat und derart eingestellt ist, daß eine den Anforderungen genügende Flüssigkeit gesondert aufgefangen werden kann, während die nicht den Anforderungen genügende Flüssigkeit rezirkuliert wird, um sie abermals völlig oder teilweise nach dem Verfahren zu behandeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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