CH363631A - Einrichtung zur Rückgewinnung eines Lösungsmittels aus einem Gemisch von Luft und Dampf des Lösungsmittels - Google Patents

Description

      Einrichtung    zur     Rückgewinnung        eines        Lösungsmittels     aus     einem        Gemisch    von     Luft    und Dampf des     Lösungsmittels       Insbesondere bei der chemischen Reinigung von  Textilien usw. ergibt sich oft die Aufgabe, ein Lö  sungsmittel, das wasserunlöslich und     schwerer    als  Wasser ist, aus einem Gemisch von Luft und Dampf  des     Lösungmittels    rasch zurückgewinnen zu können.

    Dies wird in der Regel durch Abkühlung des     Luft-          Dampf-Gemisches    bewerkstelligt, wobei das Lösungs  mittel kondensiert. Übliche Kühler, bei denen das       Luft-Dampf-Gemisch    und ein Kühlmedium durch von  einander getrennte, jedoch aneinander angrenzende  Räume geleitet werden, sind aber verhältnismässig  wenig wirksam. Aus diesem Grund ist bereits     ein     Sprühkühler geschaffen worden, der Düsen zum     Ein-          spritzen    von Kühlwasser unmittelbar in das     Luft-          Dampf-Gemisch    aufweist.

   Bei diesem Kühler wird das  Lösungsmittel rasch kondensiert und zusammen mit  dem Wasser einer Vorrichtung zum Abscheiden des  kondensierten Lösungsmittels aus dem Kühlwasser zu  geleitet. Diese     Abscheidung    kann mechanisch     durch-          geführt    werden, da sich die     Lösungsmitteltropfen    im  Kühlwasser nicht lösen.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich  tung zum Ausüben des     zuletzt    erwähnten     Verfahrens     und weist demzufolge einen vom     Luft-Dampf-Ge-          misch    durchströmten Sprühkühler mit Düsen zum  Einspritzen von Kühlwasser sowie eine     Vorrichtung     zum Abscheiden des kondensierten Lösungsmittels  aus dem     Kühlwasser    auf.  



  Gegenüber den bekannten Einrichtungen dieser  Art unterscheidet sich diejenige gemäss der     Erfindung     dadurch, dass der     Sprühkühler    ein an beiden Enden  geschlossenes,     zylindrisches    Gehäuse     aufweist,    das  an seiner einen     Endpartie    mit einem     tangential     angeordneten     Einlassstutzen    für das     Luft-Dampf-          Gemisch    versehen ist,     damit    letzteres das Ge-         häuse    längs     schraubenlinienförmigen    Bahnen durch  strömt,

   dass mehrere entgegen der Strömungsrichtung  des     Luft-Dampf-Gemisches    gerichtete Sprühdüsen für  das Kühlwasser in     der    Mittelpartie des Gehäuses an  geordnet sind, und dass in der anderen Endpartie des  Gehäuses ein als Tropfenfänger dienender,     siebartiger     Mantel angebracht ist, durch den die vom Lösungs  mittel befreite Luft wenigstens annähernd radial hin  durchtreten muss, um zu einem     Luftauslassstutzen    des  Gehäuses zu gelangen.  



  Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, in  welcher rein beispielsweise eine bevorzugte Ausfüh  rungsform des Erfindungsgegenstandes veranschau  licht ist, beschrieben.  



       Fig.    1 zeigt die Einrichtung schematisch im Längs  schnitt.  



       Fig.    2 ist eine perspektivische Darstellung des  Sprühkühlers mit dem Tropfenfänger, teilweise im       Längsschnitt.     



       Fig.    3 stellt die     Vorrichtung    zum Abscheiden des  kondensierten Lösungsmittels vom Kühlwasser im  Längsschnitt dar.  



  Der in     Fig.    1 und 2     ersichtliche    Sprühkühler weist  ein zylindrisches Gehäuse 10 auf, das an seinen bei  den Stirnenden durch     abnehmbare    Deckel 11 und 12  verschlossen ist. Die an den einen Deckel 11 angren  zende Endpartie des Gehäuses 10 ist mit einem     tan-          gential    einmündenden     Einlassstutzen    13 für das     Luft-          Dampf-Gemisch    versehen, aus welchem das in     Form     von Dampf enthaltene     Lösungsmittel    zurückzugewin  nen ist.

   Die andere, an den Deckel 12 angrenzende       Endpartie    des Gehäuses 10 weist einen seitlichen     Aus-          lassstutzen    14 für die vom Lösungsmittel befreite Luft  auf.      In der Mittelpartie des Gehäuses 10 befinden sich  mehrere     Sprühdüsen    15, die an einem kreisbogenför  mig verlaufenden Rohrstück 16 angeordnet sind, das  sich gegen die Innenseite der Umfangswand des Ge  häuses 10 abstützt. Die Düsen 15 sind wenigstens an  nähernd axial zum Gehäuse 10 gegen den     Einlassstut-          zen    13 hin gerichtet.

   Die beiden Enden des Rohr  stückes 16     sind    durch     Schraubkappen    17 oder auf an  dere Weise     verschlossen.    Das Rohrstück 16 ist mit  dem einen Ende eines Rohres 18 verbunden, dessen  anderes Ende mit     Hilfe    einer lösbaren     Schraubkupp-          lung    19 an     ein    Zuleitungsrohr 20 für Kühlwasser an  geschlossen ist, das die Umfangswand des Gehäuses  10 durchsetzt und an demselben befestigt ist.

   Bei ab  genommenem Deckel 11 und gelöster Kupplung 19       kann    die aus den Teilen 15-18 bestehende bauliche  Einheit axial aus dem Gehäuse 10     herausgezogen,    ge  reinigt und     wieder    axial eingesetzt werden.  



  Die mit dem     Luftauslassstutzen    14 versehene     End-          partie    des Gehäuses 10 enthält einen zylindrischen,  siebartigen Mantel 21, der als Tropfenfänger dient  und aus     einer    Schicht von Füllkörpern besteht, die       zweckmässigerweise        zwischen    zwei koaxial ineinander  angeordneten     Siebzylindern.    gehalten sind. Die Füll  körper können z. B. aus kleinen Glasteilchen, vor  zugsweise in der Gestalt von     kurzen    Rohrstücken, be  stehen.

   Der Aussendurchmesser des siebartigen Man  tels 21 ist kleiner als der     Innendurchmesser    des Ge  häuses 10, so dass zwischen dem Mantel 21 und der  Umfangswand des Gehäuses 10 ein     ringförmiger     Raum besteht, der mit dem     Ausiassstutzen    14 kom  muniziert. An dem den     Sprühdüsen    15     zugekehrten     Stirnende des Mantels 21 ist ein     Blendenring    22 be  festigt, dessen äussere Umfangsfläche gegen die Um  fangswand des Gehäuses 10     abgestützt    ist.

   Der     Blen-          denring    22 ragt daher von der Umfangswand des Ge  häuses 10 radial nach innen, und er ist zwischen den  Sprühdüsen 15 und dem     Mantel    21 angeordnet. Ein  am     Blendenring    22     befestigter,    nachgiebiger Dich  tungsring 23 dichtet den     Blendenring    gegen die Um  fangswand des Gehäuses 10 ab.

   Am anderen Stirn  ende des Mantels 21 ist ein Haltering 24     befestigt,    der  einige radial nach aussen     abstehende,        in    der Zeichnung  nicht     dargestellte        Stützarme    aufweist, die an der Um  fangswand des Gehäuses 10 anliegen.     Ferner    ist am  Haltering 24 ein nachgiebiger Dichtungsring 25 an  geordnet, der den Mantel 21 gegen den Deckel 12  abdichtet. Wenn der Deckel 12 abgenommen ist,  kann die aus dem Mantel 21 und den Ringen 22-25  bestehende bauliche Einheit axial aus dem Gehäuse  10 herausgenommen,     gereinigt    und wieder axial ein  geschoben werden.  



  Das Gehäuse 10 ist     annähernd    waagrecht verlau  fend     angeordnet    und weist längs     seiner        tiefstgelegenen          Mantellinie    einen Längsschlitz 26 auf, unterhalb wel  chem     eine    Sammelrinne 27 befestigt ist. Von der     Sam-          melrinne    27     führt        ein.        Abflussrohr    28 zur     Vorrichtung     zum Abscheiden des kondensierten Lösungsmittels  vom Kühlwasser, die nachstehend erläutert wird.

      Gemäss     Fig.    1 und 3 weist die     Abscheidevorrich-          tung    einen wannenförmigen Behälter 30 mit einem  schrägverlaufenden, gegenüber der Horizontalen ge  neigten Boden 31 auf, bis zu dessen oberem Ende  das Rohr 28 reicht. Im Innern des Behälters 30 be  findet sich ein herausnehmbarer Filterkorb 32 mit  einer     Filtermaterialfüllung    33. Der Filterkorb besteht  im     wesentlichen    aus einem rechteckigen     Rahmen    und  einer unteren und einer oberen Siebplatte, zwischen  welchen Teilen das     Filterfüllmaterial    33 gehalten ist,  das z. B. aus Grobsand, Metallwatte oder kleinen Kör  pern wie im Mantel 21 besteht.

   Der Filterkorb 32  ruht auf einer inneren Unterteilung 34, 35, 36 auf, die  bewirkt, dass das über das Rohr 28 in den Behälter 30  einströmende Wasser von unten nach oben durch das       Filtermaterial    33     hindurchtreten    muss, um zu einem  Ablaufstutzen 37 zu gelangen.  



  Zwischen dem Rohr 28 und dem Filterkorb 32  befindet sich im Innern des Behälters 30 ein Wehr  38, dessen obere Kante unterhalb des Flüssigkeitsspie  gels liegt und das an seiner unteren Kante     mindestens     ,einen verhältnismässig kleinen     Durchlass    39     aufweist.     Die das Wehr 38 überlaufende Flüssigkeit muss noch  ein Grobsieb 40 durchlaufen, um zum     Filterkorb    32  gelangen zu können.  



  Unter der tiefsten Stelle des Behälterbodens 31 ist  ein Sammelraum 41 für das Lösungsmittel angeord  net, der mit dem Innern des Behälters 30 über eine  verhältnismässig kleine Öffnung 42 in Verbindung  steht. In den Sammelraum 41 ragt von oben her ein  Entnahmerohr 43 hinein, das bis gegen den Boden des  Sammelraumes 41 hinabreicht. An dem schrägverlau  fenden Boden 31 ist noch eine niedrige Schwelle 45  befestigt, vor welcher sich ein     Schlammabscheidewehr     46 befindet, dessen untere Kante einen Abstand vom  Boden 31 aufweist,     während    die obere Kante des  Wehrs 46 einen grösseren Abstand von der Unterseite  des Filterkorbes 32 aufweist.  



  Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschrie  benen Einrichtung ist wie     folgt:    Durch den Einlass  stutzen 13 wird ein Gemisch von Luft und Dampf  eines Lösungsmittels bei einer Temperatur von bei  spielsweise 40 bis 50  C eingelassen. Wegen der     tan-          gentialen    Anordnung des     Einlassstutzens    13 strömt  das     Luft-Dampf-Gemisch    längs     schraubenlinienför-          migen    Bahnen entsprechend den fett ausgezogenen       Pfeilen    in     Fig.    1 durch das Gehäuse 10.

   über die  Rohrleitung 20, 18, 16 wird den Sprühdüsen 15       Kühlwasser    zugeführt, welches entgegen der axialen  Komponente der Strömung des     Luft-Dampf-Gemi-          sches        urmittelbar    in dieses eingespritzt wird. Dadurch  wird das     Luft-Dampf-Gemisch    sofort abgekühlt, wobei  das Lösungsmittel kondensiert.

   Durch die Rotations  komponente der Strömung des     Luft-Gas-Gemisches     werden     zahlreiche    der entstehenden Lösungsmittel  tropfen, wie auch viele Wassertropfen, bereits gegen  die Umfangswand des Gehäuses 10     ausgeschleudert.     Der     Blendenring    22 bewirkt eine Verkleinerung des  Durchmessers der     Schraubenlinien,    längs denen das           Luft-Gas-Gemisch    in den vom Mantel 21 umgebenen  Raum einströmt.

   Dies hat gemäss bekannten physi  kalischen Gesetzen eine Vergrösserung der Rotations  geschwindigkeit zur Folge, so dass die aus Wasser und  Lösungsmittel bestehenden     Flüssigkeitstropfen    stär  ker     auszentrifugiert    werden. Die Luft ist gezwungen,  den siebartigen Mantel 21 etwa radial zu durchsetzen,  um zum     Auslassstutzen    14 gelangen zu können. Wenn  die Luft     zwischen    den Füllkörpern des Mantels 21       hindurchstreicht,    setzen sich praktisch sämtliche noch  von der Luft mitgeführten     Flüssigkeitstropfen    an den  Füllkörpern ab und werden somit zurückgehalten.

    Alle Flüssigkeitstropfen fliessen nach und nach durch  den Schlitz 26 des Gehäuses 10 in die Sammelrinne  27, um von dort durch das Rohr 28 abzufliessen.  



  Wie bereits eingangs erwähnt, lösen sich die     Lö-          sungsmitteltropfen    im Kühlwasser nicht auf, sondern  bilden mit diesem lediglich ein Gemisch. Das     flüssige     Lösungsmittel hat zudem ein grösseres spezifisches       Gewicht    als Wasser und auch     eine    geringere Ober  flächenspannung als dieses. Diese Eigenschaften wer  den in der Vorrichtung gemäss     Fig.    3 zur Trennung  des Lösungsmittels vom Wasser benutzt.  



  Zufolge ihres grösseren spezifischen Gewichtes  senken sich die     Lösungsmitteltropfen    im Wasser ab.  Während der grösste Teil der durch das Rohr 28 ein  laufenden Flüssigkeit über die obere Kante des Wehrs  38     hinweglaufen    muss, können die bereits abgesenkten       Lösungsmitteltropfen    durch die     Durchlassöffnung    39  an der unteren Kante des Wehrs 38     hindurchtreten     und auf dem schrägen Boden 31 des Behälters 30  nach unten fliessen. Im Sieb 40 werden grössere Ver  unreinigungen der     Flüssigkeit,    wie z. B. Textilfasern  usw., zurückgehalten.

   Im Raum unterhalb des Filter  korbes 32 finden zahlreiche     Lösungsmitteltropfen    Zeit,  sich auf den Boden 31 des Behälters 30 abzusenken.  Die übrigen Tropfen werden mit dem Wasserstrom  von unten nach oben in das Filtermaterial 33 geför  dert. Die geringere Oberflächenspannung der     Lösungs-          mitteltropfen    bewirkt nun, dass die letzteren das Fil  termaterial 33 sofort benetzen und sich an demselben  verteilen. Während das Wasser das     Filtermaterial    33  nach oben verlässt, schliessen sich die Lösungsmittel  tropfen im Filtermaterial 33     zu    grösseren Tropfen zu  sammen, die schliesslich nach unten abtropfen und  sich auf dem Behälterboden 31 absetzen.

   Die in     Fig.    3  durch Punkte angedeuteten     Lösungsmitteltropfen    flie  ssen nach und nach durch die     öffnung    42 in den     Sam-          melraum    41, wo sie sich in dem dort bereits vorhan  denen Wasser absenken. Die Schwelle 45 und das  Wehr 46 bewirken eine     Abscheidung    von Schlamm  und ähnlichen Verunreinigungen, die schwerer sind  als Wasser und leichter als das flüssige Lösungsmittel,  welches unter dem Wehr 46     hindurchtreten    kann.

   Das  vom Lösungsmittel befreite Wasser fliesst schliesslich  über den Auslaufstutzen 37 ab, wog.-gen das im unte  ren Teil des Sammelraumes 41 vorhandene Lösungs  mittel durch den hydrostatischen Druck der darüber  lastenden Flüssigkeitsmenge über das Rohr 43 hin  ausgepresst wird.    Das hier in Frage     kommende    Lösungsmittel ist  z. B.     Perchloräthylen    oder     Trichloräthylen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Rückgewinnung eines Lösungs mittels, das wasserlöslich und schwerer als Wasser ist, aus einem Gemisch von Luft und Dampf des Lösungs mittels, mit einem vom Luft-Dampf-Gemisch durch strömten Sprühkühler, der Düsen zum Einspritzen von Kühlwasser aufweist, und mit einer Vorrichtung zum Abscheiden des kondensierten Lösungsmittels aus dem Kühlwasser, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkühler ein an beiden Enden geschlossenes, zy lindrisches Gehäuse (10) aufweist,

   das an seiner einen Endpartie mit einem tangential einmündenden Ein lassstutzen (13) für das Luft-Dampf-Gemisch versehen ist, damit letzteres das Gehäuse (10) längs schrauben- linienförmigen Bahnen durchströmt, dass mehrere ent gegen der Strömung des Luft-Dampf-Gemisches ge richtete Sprühdüsen (15) für das Kühlwasser in der Mittelpartie des Gehäuses (10) angeordnet sind, und dass in der anderen Endpartie des Gehäuses ein als Tropfenfänger dienender, siebartiger Mantel (21) an gebracht ist,

   durch den die vom Lösungsmittel befreite Luft wenigstens annähernd radial hindurchtreten muss, um zu einem Luftauslassstutzen (14) des Gehäuses (10) zu gelangen. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den Sprühdüsen (15) und dem diesen zugekehrten Stirnende des siebartigen Mantels (21) ein Blendenring (22) angeordnet ist, der von der Umfangswand des Gehäuses (10) radial nach innen ragt. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der siebartige Mantel (21) zylin drisch ist und eine Schicht aus Füllkörpern enthält. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das zylindrische Gehäuse (10) an seinen Stirnenden zwei abnehmbare Deckel (11 und 12) besitzt, und eine die Sprühdüsen (15) aufweisende erste bauliche Einheit (15-l8) und eine den sieb artigen Mantel (21) aufweisende zweite bauliche Ein heit (21-25) derart ausgebildet sind, dass sie nach dem Abnehmen der Deckel (11 und 12) in axialer Richtung aus dem Gehäuse (10)

   herausnehmbar sind. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Gehäuse (10) wenigstens an nähernd waagrecht verläuft und längs seiner tiefsten Mantellinie einen Längsschlitz (26) aufweist, unter halb welchem eine Sammelrinne (27) für das Kühl wasser und das kondensierte Lösungsmittel angeord net ist. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Abscheiden des kondensierten Lösungsmittels einen Behälter (30) mit einem herausnehmbaren Filterkorb (32) mit einer eine im Verhältnis zum Füllinhalt grosse Oberfläche besitzenden Filtermaterialfüllung (33) aufweist,

   durch die das Wasser von unten nach oben zu strömen ge- zwungen ist, und dass sich unterhalb des Filterkorbes (32) ein Sammelraum (41) für das Lösungsmittel be findet.

   6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Filterkorb (32) und einem Einlaufrohr (28) für das Wasser-Lösungs- mittel-Gemisch ein Wehr (38) angeordnet ist, dessen obere Kante unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt und das an seiner unteren Kante mindestens einen Durch lass (39) für Lösungsmitteltropfen aufweist. 7.

   Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Boden (31) des Behälters (30) gegen den Sammelraum (41) geneigt ist, und der Be hälter (30) ein Schlammabscheidewehr (46) aufweist, dessen untere Kante einen Abstand vom schrägen Be hälterboden (31) besitzt, während die obere Kante des Schlammabscheidewehrs (46) sich mit Abstand unterhalb des Filterkorbes (32) befindet. B.

   Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sammelraum (41) von oben her ein Entnahmerohr (43) für das Lösungs mittel hineinragt, durch welches Rohr das Lösungs mittel unter dem hydrostatischen Druck der über dem gesammelten Lösungsmittel lastenden Flüssigkeits menge herauspressbar ist.