Einrichtung zum Imprägnieren von Flüssigkeiten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zum Imprägnieren von Flüssigkeiten unter Verwendung von in einem Flüssigkeitslagertank gespeicherten Gasen oder Dämpfen. Die erfindungsgemässe Einrichtung weist mindestens eine von der zu imprägnierenden Flüssigkeit beaufschlagte, in einen mit Imprägniermittel gefüllten Raum mündende Treibdüse auf, wobei durch die mit hoher Geschwindigkeit eintretenden Flüssigkeitsstrahlen das dem Flüssigkeitslagertank entnommene Imprägniermittel in mindestens eine Mischdüse angesaugt und hineingerissen wird, zum Zwecke, eine hohe Intensität der Sättigung in der dem Lagertank zuzuführenden imprägnierten lPlüssig- keit zu erreichen.
Zweckmässig ist der Raum, in welchem das der Vorrichtung zugeführte Imprägniermittel sich befindet, von zwei Düsenplatten begrenzt, welche auswechselbar sind, wobei in der einen Düsenplatte die Treibdüsen und in der zweiten Düsenplatte die Mischdüsen eingesetzt sein können. Die Düsenplatten können einander gegenüberliegen und jeder Treibdüse in der einen Düsenplatte kann eine Mischdüse in der zweiten Düsenplatte zugeordnet sind, wobei die beiden Düsenachsen zusammenfallen. Es ist zweckmässig die Druckerzeugung in der den Treibdüsen zuzuführenden, zu imprägnierenden Flüssigkeit mittels einer mehrstufigen Kreiselpumpe, zum Beispiel einer Zentrifugalpumpe, vorzunehmen.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in die beiliegenden Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt und
Fig. 2 eine Draufsicht des Imprägnierapparates.
Fig. 3 zeigt eine uebersicht einer mit dem Imprägnierapparat ausgerüsteten Anlage, schematisch.
Das hohle Mittelgehäuse 1 ist an beiden Seiten mit je einem Flansch 2 bezw. 3 ausgerüstet. Am obern Gewölbe ist das Mittelgehäuse 1 mit einem eine Bohrung 4 aufweisenden Anschlussstutzen 5 für eine zum flüssigkeitsfreien Teil des Flüssigkeitslagertanks führende Leitung versehen. An der tief sten Stelle des Mittelgehäuses 1 ist ein Entleerungshahn 6 eingeschraubt. Zwischen dem Flansch 2 des Mittelgehäuses und dem Flansch 8 des Eintrittsgehäuses 9 ist die Düsenplatte 7 eingesetzt und mittels in der Zeichnung nicht dargestellter, die Flanschen durchdringender Schraubenbolzen gasdicht befestigt. Das Eintrittsgehäuse 9 besitzt einen Anschlussstutzen 10, an welchem die Zufuhrleitung 22 (Fig. 3) für die zu imprägnierende Flüssigkeit angeschlossen wird.
In der Düsenplatte 7 sind zum Beispiel mittels einer satten Schranbenverbindung die Treibdüsen 12 angeordnet, deren Mündung in den vom Gehäuse 1 und den Düsenplatten 7 und 13 gebildeten Raum 11 einmünden.
An dem Flansch 3 ist die Düsenplatte 13 angesetzt und zwischen diesem und dem Flansch 14 der Abflusshaube 15 mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Schraubenbolzen gasdicht befestigt. Die Abflusshaube 15 wird mit einer Flüssigkeitsleitung 20 (Fig. 3) verbunden, welche die fertig imprägnierte Flüssigkeit demLagertank 19 zuführt.
In die Düsenplatte 13 sind mittels satter Sehraubenverbindungen die Mischdüsen 16 eingesetzt. Es ist zweckmässig, wenn jeder Mischdüse eine in ihrer Achse liegendc Treibdüse zugeordnet ist.
Der Imprägnierungsvorgang mit dem beschriebenen Apparat, der beispielsweise in eine Anlage wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, eingebaut sein kann, geht folgendermassen vor sich:
Der Anschlussstutzen 10 ist mit der Flüssigkeitsleitung 22 verbunden, welche zur Flüssigkeitspumpe 21 führt und die zum Imprägnieren anfallende Flüssigkeit, beispielsweise über eine Leitung 23 aus einem Ausklärgefäss 17, unter einer entsprechenden Druckerhöhung in das Eintrittsgehäuse 9 fördert. Der Stutzen 5 ist mit einer Leitung 18 verbunden, die am Ende an den Lagertank 19 angeschlossen ist, und zwar zweckmässig an dessen Scheitelpunkt.
Der Lagertank 19 ist mit einem gasförmigen Imprägnier- mittel, zum Beispiel Kohlensäure, aufgeladen, und zwar von jener gewichtsmässigen Menge, die notwendig ist, um die dem Lagertankinhalt entsprechende Flüssigkeitsmenge bis möglichst nahe an den theoretischen Sättigungsgrad heran imprägnieren zu können.
Bei gegebener Tankraumtemperatur entspricht dieser Gewichtsmenge ein bestimmter Gasdruck, welcher ebenfalls im Gehäuseraum 11 vorherrscht. Die Aufladung des Lagertankes 19 mit Imprägniermittel kann aus Druckflaschen erfolgen oder aber in Betrieben, welche Fruchtsäfte zu vergorenen und unvergorenen Getränken verarbeiten, kann die aus den Gärbottichen anfallende Gärkohlensäure verwendet werden, nachdem sie zweckentsprechend gereinigt und entfeuchtet worden ist. Massgebend für die Druckumsetzung in Geschwindigkeit in den Treibdüsen 12 ist die Druckdifferenz zwischen dem im Eintrittsgehäuse 9 vorherrschenden Flüssigkeitsdruck und dem niedrigeren Gasdruck im Mittelgehäuseraum 11.
Die Flüssigkeitsstrahlengeschwindigkeit im Gehäuseraum 11 wird derart bemessen, dass einerseits das gasförmige Imprägniermittel in die Flüssigkeitsstrahlen während ihrer Durchquerung des Raumes 11 diffundieren kann und anderseits beim Eintritt derselben in die Mischdüsen 16 infolge der auftretenden Saugwirkung eine gewisse Gasmenge mitgerissen wird, die durch die Wirbelungsintensität in den Mischdüsen 16 und der Abflusshaube 15 mit jedem einzelnen Flüssigkeitsteilchen in Berührung kommt und diese sättigen kann. Die Wirbelungsintensität ist in weitem Masse neben der Mischdüsenausbildung von der Flüssigkeitsstrahlgeschwindigkeit abhängig.
In den Mischdüsen 16 findet eine Geschwindigkeitsumsetzung ungefähr auf den Druck im Lagertank 19 statt, so dass durch die Abflusshaube 15 die fertig imprägnierte Flüssigkeit über eine Leitung 20 dem Lagertank 19 zugeführt wird.
Da der Lagertank 19 mit dem voraus bestimmbar in Lösung gehenden Imprägniermittel vorgespannt ist, so bleibt der Gasdruck während des ganzen Imprägniervorganges konstant, weil die dem Tank 19 zufliessende fertig imprägnierte Flüssigkeit eine ihrem Volumen entsprechende Gewichtsmenge an gasförmigem Imprägniermittel aus dem Tank 19 in das Gehäuse 11 drückt, wo es von der neuzufliessenden, zu imprägnierenden Flüssigkeit absorbiert wird.
Irgendwelche Störungen im Imprägniervorgange werden sich unverzüglich durch eine Druckveränderung im Lagertank 19, zum Beispiel ungenügendes Imprägnieren, durch eine Gasdruckerhöhung bemerkbar machen, was leicht mittels eines am Tank 19 in der Gaszufuhrleitung 18 oder im Mittelgehäuse 1 angebrachten Druckmessers festgestellt werden kann.
Durch die Auswechselbarkeit der Düsenplatten 7, 13 kann in einfacher Weise die Leistungsfähigkeit bestehender Anlagen erhöht werden, indem bei entsprechender Bemessung der Flüssigkeitspumpe 21 solche Düsenplatten eingesetzt werden, die eine grössere Anzahl Düsen 12, 16 enthalten. Es ist ebenfalls möglich, durch Vergrösserung der Düsenquerschnitte in beschränktem Rahmen eine Leistungssteigerung herbeizuführen, welche durch die damit verbundene Herabsetzung der Intensität in der Sättigung begrenzt ist.
Als Flüssigkeitspumpe 21 ist es vorteil haft, eine : Kreiselpumpe, zum Beispiel eine mehrstufige Zentrifugalpumpe oder eine Axialpumpe, zu verwenden. Bei Verwendung von solchen können Sicherheitsvorrichtungen gegen bei Betriebsstörungen auftretenden Überdruck weggelassen werden. Ferner kann bei solchen Pumpen eine nachträglich notwendige Leistungssteigerung durch Einbau einer oder mehrerer zusätzlicher Stufen erfolgen. Dies ergibt infolge der in das Gehäuse 9 zugeführten Flüssigkeit und dem gaserfüllten Raiun 11 eine grössere lPlüssigkeitsstrahl- geschwindigkeit und damit verbunden ein intensiveres Imprägnieren, infolge starker Wirbelwirkung in den Mischdüsen 16 und der Abflusshaube 15.
Werden dagegen zu der vorgangs genannten Pumpendruckerhöhung die Düsenquerschnitte vergrössert, zum Beispiel durch Ausbohren oder Auswechseln der Düsen gegen solche von grösserem Querschnitt, so lässt sich die Leistungserhöhung dadurch erzielen, dass bei gleichbleibender Strahlgeschwindigkeit und gleichem Sättigungs- grad die Durchflussmenge ebenfalls zunimmt.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung eignet sich sehr gut zum Fertigimprägnieren und Einlagern von Teilmengen, weil für solche auch bei nur teilweise gefüllten Lagertanks ein Gärungsprozess nicht eintreten kann, da die imprägnierte Flüssigkeit ständig vom gasförmigen Imprägniermittel eines bestimmten gleichbleibenden Druckes überlagert ist.
PATENTAN8PRCII:
Einrichtung zum Imprägnieren von : Ezlüs- sigkeiten unter Verwendung von in einem Flüssigkeitslagertank gespeicherten Gasen oder Dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von der zu imprägnierenden Flüssigkeit beaufschlagte, in einen mit Im pragniermittel gefüllten Raum (11) mündende Treibdüse vorgesehen ist, wobei durch die mit hoher Geschwindigkeit eintretenden Flüssig keitsstrahlen das dem Flüssigkeitslagertank (19) entnommene Imprägniermittel in mindestens eine Mischdüse angesaugt und hineingerissen wird, zum Zwecke, eine hohe In Intensität der Sättigung in der dem Lagertank zuzuführenden imprägnierten Flüssigkeit zu erreichen.