Kolonne
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolonne, insbesondere für eine innige Berührung von im Gegenstrom geführten Flüssigkeiten, wie beim Extrahieren von Feststoffen aus denselben, welche Anordnung die Montage, Demontage, Reinigung und J Instandhaltung des darin eingebauten Einsatzes erleichtert.
Es wurde bereits vorgeschlagen, solche Kolonnen mit einer exzentrisch gelagerten, mehrere Drehscheiben tragenden Welle zu bauen, von welchen Scheiben je eine jeweils zwischen zwei benachbarten Kolonnenböden zu liegen kommt, welche Böden einerseits an die Kolonnenwandung eines entlang der Kolonnenachse gelagerten, bis beinahe halbzylindrischen Einsatzmantels dicht anliegen, mit welchem Mantel das Kolonneninnere zu einem zentralen, den Rotor umschliessenden Mischraum und zu einem seitwärts liegenden Überlaufraum aufgeteilt ist (tschechoslowakische Patentschrift 88 514).
Solche Kolonnen mit exzentrischer Welle weisen zwar gegenüber den meist üblichen RDC-Kolonnen (Rotating Disc Contactor mit zentrischer Welle den Vorteil auf, dass in denselben günstigere Bedingungen für eine wiederholte Zerteilung der Tropfen mit deren nachfolgenden Beruhigung und somit für eine mehrmalige innige gegenseitige Berührung der zu behandelnden Flüssigkeiten geschaffen werden, doch deren konstruktive Ausführung viel zu wünschen übrig lässt, da dieselbe keine einfache Montage, Demontage, Reinigung und Instandhaltung des erforderlichen Einsatzes und insbesondere der mechanischen Bestandteile derselben ermöglicht. Vom Standpunkt der Betriebshaltung sind diese Schwierigkeiten besonders schwerwiegend.
Die besagten Nachteile sollen mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. Die erfindungsgemässe Kolonne mit einer exzentrischen Rührscheiben tragenden Welle, Kolonnenböden und einem feststehend eingebauten Einsatz mit einem im Kolonneninneren achsenrecht verlaufenden Einsatzmantel, welch letzterer das Kolonneninnere achsenrecht in einen zentralen Mischraum und einen seitwärts liegenden Überlaufraum aufteilt, ist dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Einsatz mindestens in zwei Teile aufgeteilt ist, durch deren vorübergehende Herausnahme ein freier Raum zur Einführang der Welle mit den daran angel brachten Rührs cheiben geschaffen wird.
Vorteilhaft weist der Einsatz auf Höhe jedes Kolonnenbodens einen sektorförmigen Bodenausschnitt auf, und die so übereinanderliegenden Bodenausschnitte sind am Einsatzmantel angebracht. Bei der Einführung und Lagerung des herausnehmbaren Einsatzes in die Kolonne kann zwischen den Bodenausschnitten, der Welle und den Kolonnenböden eine Lücke belassen sein, die sich gegebenenfalls über den grössten Teil des Umfanges der Bodenausschnitte erstreckt. Zur Erzielung einer besseren Wirksamkeit können vorteilhaft in den freien Raum zwischen dem lotrechten Einsatzmantel und der ihm zugekehrten Kolonnenwandung untereinander verbundene, waagerechte Querwände eingelegt und in den Ebenen der Rührscheiben befestigt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kolonne, die insbesondere zur Extraktion dient, ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Teil der Kolonne in einem lotrechten axialen Schnitt,
Fig. 2 diese Kolonne in einem senkrecht zur Achse geführten Querschnitt,
Fig. 3 ein Schema des Einlegens der Welle mit den daran angebrachten Rührscheiben im Grundriss, und
Fig. 4 ein Schema des nachfolgenden Einlegens des herausnehmbaren Einsatzes im Grundriss.
Im Kolonnenkörper 1 sind die Böden 2 eingebaut.
An die sektorförmigen Ausnehmungen in den einzelnen Böden 2 schliesst der aus einem lotrechten Einsatzmantel 3 mit den daran angebrachten sektorförmigen Bodenausschnitten 4 bestehende herausnehmbare feststehende Einsatz an, welcher Einsatz in mindestens zwei Teile aufgeteilt ist. Zwischen diesen Bodenaus schnitten 4, den Kolonnenböden 2 und der Welle 5 wird eine Lücke belassen, die sich gegebenenfalls über den grössten Teil des Umfanges des Bodenausschnittes 4 erstreckt, eine unbehinderte Herausnahme des Einsatzmantels 3 ermöglicht und die eventuell abgeschiedenen Feststoffe durch sämtliche Böden frei bis in den Kolonnenunterteil herabsinken lässt.
In den freien Raum zwischen dem herausnehmbaren Einsatz und der ihm zugekehrten Kolonnenwandung sind die waagerechten, untereinander verbundenen Querwände 6 eingeschoben und etwa in den Ebenen der Rührscheiben 7 festgesetzt, welche Querwände den Durchtritt der Tropfen zwischen den Böden 2 verhindern sollen.
Daneben kann der Überlaufraum mit den üblichen Füllkörpern, wie mit Raschigringen, ausgefüllt werden, wodurch eine höhere Wirksamkeit der Kolonne erzielt wird. Die Rührscheiben 7 können die Form einer glatten Scheibe haben, die gegebenenfalls kreis- oder spiralförmige Rillen aufweist. Ferner können auch Kegel oder Teller mit einem nach allen Seiten sprühenden Umfange, sowie Scheiben nach Art eines Schaufelrades oder Laufrades einer Turbine Anwendung finden.
Eine rotierende Rührscheibe bewirkt innerhalb der Kolonne eine Beschleunigung der darin im Gegenstrom geführten Flüssigkeiten, nämlich einer emporsteigenden Flüssigkeit von niedrigerem spezifischen Gewicht und einer hinabsinkenden Flüssigkeit von höherem spezifischen Gewicht auf zweierlei Art. In der nächsten Umgebung der Rührscheibe entsteht ein heftiger Wirbel, dessen Mitte in der Achse der Rührscheibe liegt, mit welchem die Flüssigkeitstropfen gegen die Wandungen der Mischzone geschleudert und bereits unterwegs fein zerteilt werden, während sich zu beiden Seiten dieses Wirbels eine langsamere, schraubenlinienförmig sich fortpflanzende Drehbewegung einstellt, deren Mitte etwa in der Kolonnenachse liegt, an welcher besonders auch die Überlaufzone teilnimmt und mittels welcher die entstandenen feinen Tropfen zu den benachbarten Böden überführt werden,
wo sie nach einer vorübergehenden Beruhigung und einer teilweisen Trennung nach ihren verschiedenen spezifischen Gewichten wieder zu einer neuerlichen Durchwirbelung an den näch- sten Rührscheiben geraten und neuerlich feiner dispergiert werden.
Bei der Montage einer solchen Kolonne wird derart verfahren, dass durch den freien Raum zwischen den Böden 2 und der Kolonneninnenwandung 1 die Welle 5 mit den daran angebrachten Rührscheiben 7 - wie in Fig. 3 veranschaulicht - eingeführt, hierauf in der Richtung des darin angedeuteten Pfeils in ihre Arbeitslage verschoben und in ihren Lagern abgesetzt wird.
Alsdann wird in gleicher Weise der herausnehmbare Einsatz 4 in die Kolonne eingeführt, wie in Fig. 4 veranschaulicht, und in Richtung des darin angedeuteten Pfeils verschoben, wodurch der zentrale Mischraum vom seitwärts liegenden Üb erl aufraum abgetrennt wird. Zum Schluss werden die waagerechten Querwände 6 eingeschoben und in den Ebenen der Rührscheiben festgesetzt.
Mit der erfindungsgemässen Kolonne wird eine wesentliche Vereinfachung bei der Montage und Demontage erzielt, da der Raum zwischen den Böden frei zugänglich ist. Selbst nach der Einführung der Welle und nach ihrer Verschiebung in ihre Arbeitslage verbleibt ein genügend grosser freier Raum, aus welchem die Anordnung der Lager, sowie die Vebindung einer eventuell geteilten Welle erfolgen kann. Bei der Reinigung oder Reparatur der Einbauteile werden bloss die waagerechten Querwände und der herausnehmbare Einsatz weggenommen, wodurch das Kolonneninnere zwischen den Kolonnenböden, der die Rührscheiben tragenden Welle sowie der Kolonnenwandung zur Reinigung oder Durchführung einer nötigen Reparatur frei zugänglich wird. Wichtig dabei ist, dass die Demontage des beweglichen Einsatzteiles entbehrlich ist.
Die Aufteilung des feststehenden Einsatzes in mehr als zwei Teile ist ebenfalls aus materialtechnischen und technol logischen Gründen vorteilhaft.