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Dokumentenidentifikation DE102004031015A1 12.01.2006
Titel Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroblasen
Anmelder FAN Separator GmbH, 59510 Lippetal, DE
Erfinder Eichler, Dietrich, Dr., 83109 Großkarolinenfeld, DE;
Eichler, Frank, 01848 Hohnstein, DE
DE-Anmeldedatum 26.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004031015
Offenlegungstag 12.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse B03D 1/14(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
Zusammenfassung Das Aufgabengebiet der Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mikroblasen für Flotationsanlagen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Druckerhöhung und zur intensiven Zirkulation des Gemisches von Luft und Flüssigkeit beispielsweise mit dem Ziel der Erzeugung von begastem Wasser.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß von der einstufigen Kreiselpumpe zur Druckerhöhung ein gegenüber dem Durchsatz durch das System 10facher Zirkulationskreislauf abgezweigt und über einen Injektor vor den Ansaugstutzen der Kreiselpumpe zur Druckerhöhung geleitet wird.
Die blasenfreie Abnahme der begasten Flüssigkeit erfolgt dadurch, daß der Stutzen zur Abnahme der Flüssigkeit so angeordnet ist, daß verbliebene Gasblasen nicht in die abgehende Flüssigkeit gelangen.

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet

Das Aufgabengebiet der Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Mikroblasen für Flotationsanlagen.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Für die Erzeugung von Mikroblasen wird eine unter Druck stehenden begaste Flüssigkeit benötigt, in der die für die Mikroblasen erforderliche Luftmenge in gelöster Form eingetragen ist.

In der Patentschrift DE 37 33 583 C2 wird der gereinigte Teilstrom aus einer Flotationszelle mit einer Kreiselpumpe auf ein höheres Druckniveau gebracht und in einem Druckkessel mit Druckluft begast. Die Entspannung erfolgt in diesem Fall über eine Hohlkegeldüse.

In der Offenlegungsschrift DE 40 14 088 A1 wird Druckluft hinter der Pumpe zur Druckerhöhung eingebracht und so auf den Druckkessel verzichtet.

In der Schrift DE 37 29 995 C2 wird dagegen das Luftgemisch vor einer Mehrstufenpumpe zur Druckerhöhung zugegeben. Dadurch kann auf eine gesonderte Erzeugung von Druckluft verzichtet werden.

In der Patentanmeldung 102 51 923.4 wird zur besseren Begasung zusätzlich zur einstufigen Kreiselpumpe eine Zirkulationspumpe eingesetzt.

Ziel der Erfindung

Beim Einsatz von nur einer ein- oder mehrstufigen Kreiselpumpe zur Druckerhöhung der zu begasenden Flüssigkeit kommt es durch die kurze Verweilzeit zur ungenügenden Luftsättigung. Um trotzdem eine hohe Luftlösung in der Flüssigkeit zu erreichen, wird mit höheren Drücken und mit Luftüberschuß begast, wodurch noch ungelöste Luftblasen im Flüssigkeitsstrom verbleiben und den Flotationsprozeß stören. Außerdem wird durch die Erhöhung des Druckes mehr Luft in der Flüssigkeit gelöst, was zu größeren Blasen bei der Mikroblasenbildung und zu einer schlechteren Abscheidung in der Flotation führt.

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung der begasten Flüssigkeit zu schaffen, die mit Drücken um 3 bar auskommt, keine gesonderte Drucklufterzeugung, keinen Druckkessel und nicht mehrere Pumpen benötigt.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird das Ziel dadurch erreicht, daß von der Druckseite einer einstufigen Kreiselpumpe aus, ein, gegenüber dem Durchsatz durch das System, 10facher Teilstrom zirkulierend über einen Injektor vor die Saugseite der Kreiselpumpe geführt wird.

Die von der einstufigen Kreiselpumpe eingesaugten Gasblasen sind nicht beim ersten Durchgang durch die Pumpe in die Flüssigkeit eingepreßt. Durch die Wirkung der Zentrifugalkräfte im System werden die Gasblasen nach innen gedrückt und von hier aus wieder vollständig in den zirkulierenden Teilstrom gezogen.

Erst der mit dem Teilstrom zustande kommende mehrfache Durchlauf der Flüssigkeit mit den Luftblasen gewährleistet eine gute Lösung der Luft in der Flüssigkeit.

Auf der Außenseite rotiert dagegen die blasenfreie begaste Flüssigkeit. Sie wird von hier aus zur Erzeugung der Mikroblasen in ein Tellerventil abgeleitet.

Ausführungsbeispiel

Die 1 zeigt einen Schnitt durch den Mikroblasenreaktor.

Der Motor 1 versetzt das Laufrad der Kreiselpumpe 2 in Drehung. Dadurch wird aus dem mit Flüssigkeit gefüllten Druckraum 3 Wasser durch die Düse 4 und den Injektor 5 angesaugt. Durch die Zentrifugalkräfte der Kreiselpumpe erhöht sich der Druck im Druckraum 3 und der Unterdruck im Ansaugraum 6.

Bei leicht geöffnetem Tellerventil 7 wird nun über den Ansaugstutzen 8 Flüssigkeit angesaugt und über den Auslaßstutzen 9 abgegeben.

Mit dem Wasseransaugventil 10 und dem Luftansaugventil 11 kann nun das System so eingestellt werden, daß nur die im Wasser lösbare Luftmenge angesaugt wird und die Kreiselpumpe 2 nicht wegen zu geringer Wassermenge und zu hohem Luftanteil zusammenbricht.

Mit Hilfe der Kontrollflasche 12 kann die eingesaugte Luftmenge kontrolliert werden. Entsprechend der Leistungsfähigkeit des Motors mit der Kreiselpumpe 2 erhöht sich kontinuierlich der Druck im Druckraum 3. Da nur ein geringer Teilstrom über das Tellerventil 7 abfließt, wird die Saugseite des Laufrades der Kreiselpumpe 2 von dem Injektor 5 mit einem immer höheren Druck beaufschlagt, was den Durchsatz durch die Pumpe und damit die Zirkulationsmenge im System weiter erhöht. Das Verhältnis zwischen der über das Tellerventil 7 abgegebenen Menge und der Zirkulationsmenge kann bis zu 1:10 betragen.

Angetrieben von der Drehung des Laufrades der Kreiselpumpe 2 befindet sich der Inhalt des Druckraumes 3 in ständiger Rotation. Die noch vorhandenen, noch nicht in Lösung gegangenen Luftblasen im Zirkulationskreislauf werden zur Rotationsachse hin gedrängt und gelangen damit nicht in den abgehenden Teilstrom der begasten Flüssigkeit.

Damit befinden sich diese Blasen eine 10fach längere Zeit in dem turbulenten und unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrom, so daß eine ausreichend gute Lösung der Luft in der Flüssigkeit erfolgt.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroblasen für Zwecke der Flotation von Fasern oder anderen feinen Stoffen aus Flüssigkeiten, wobei das mit Luft begaste Wasser dadurch erzeugt wird, daß durch ein Ventil in der Zuleitung der Flüssigkeit vor der Druckerhöhungspumpe ein Unterdruck erzeugt wird, der das Einsaugen der Begasungsluft ermöglicht und die Bildung der Mikroblasen durch eine Entspannung im Kavitationsbereich erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckseite einer einstufigen Kreiselpumpe aus, ein, gegenüber dem Durchsatz durch das System, 10facher Teilstrom aus Flüssigkeit und Luftblasen zirkulierend über einen Injektor vor die Saugseite der Kreiselpumpe geführt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck stehende begaste Flüssigkeit für die Mikroblasenbildung an einer Stelle entnommen wird, an der sich keine Luftblasen befinden.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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