DE1178041B

DE1178041B - Device for defoaming liquids

Info

Publication number: DE1178041B
Application number: DEW25690A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Forrester
Original assignee: Warren SD Co
Current assignee: Warren SD Co
Priority date: 1955-08-15
Filing date: 1959-05-26
Publication date: 1964-09-17
Also published as: US2908652A; GB813856A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: B Ol dBoarding school Class: B Ol d

Deutsche Kl.: 12 e-3/10German class: 12 e-3/10

Nummer: 1178 041Number: 1178 041

Aktenzeichen:* W 25690 IVc/12 eFile number: * W 25690 IVc / 12 e

Anmeldetag: 26. Mai 1959Filing date: May 26, 1959

Auslegetag: 17. September 1964Opening day: September 17, 1964

Die Schaumbildung ist in vielen Fällen nicht er- , wünscht, beispielsweise bei dem Auftragen von Überzügen auf Papier. Hierbei werden gewöhnlich Überzugsmassen verwendet, die im wesentlichen aus Wasser, Pigment und Klebemittel bestehen. Die verwendeten Leime, z.B. Kasein und Stärke, wirken als Schutzkolloide oder Schaumstabilisierungsmittel, so daß es praktisch unmöglich ist, eine Überzugsmasse dieser Art für Papier herzustellen, die völlig fei von Schaum oder eingeschlossenen Luft- oder ίο Gasblasen ist.In many cases, foam formation is undesirable, for example when applying coatings on paper. In this case, coating compositions are usually used, which essentially consist of Water, pigment, and adhesive are made. The glues used, e.g. casein and starch, work as protective colloids or foam stabilizers, so that it is practically impossible to use a coating of this type for making paper that is completely free of foam or trapped air or ίο Gas bubbles is.

Schaum erhöht die Viskosität von Flüssigkeiten und beeinträchtigt ihre Fließeigenschaften, so daß sie nicht so gut wie schaumfreie Flüssigkeiten gepumpt werden oder sich ausbreiten können. Schaum, der in der trocknenden Schicht der auf dem Papier befindlichen Überzugsmasse anwesend ist, verursacht Löcher, Vertiefungen und Dellen und beeinträchtigt die Qualität des bestrichenen Papiers.Foam increases the viscosity of liquids and affects their flow properties, so they cannot pump or spread as well as foam-free liquids. Foam that is in the drying layer of the coating composition on the paper is present Holes, depressions and dents and affects the quality of the coated paper.

Zwar werden Antischaummittel fast überall in Papierüberzugsmassen verwendet, die die Schaummenge verringern, sie jedoch nicht völlig beseitigen können. Außerdem erhöhen Antischaummittel merklich die Kosten, und ihre Verwendung gibt manchmal Anlaß zu Fehlern in dem bestrichenen Papier, z. B. zu sogenannten ölflecken oder Fischaugen.It is true that antifoam agents are used almost everywhere in paper coating compositions that reduce the amount of foam but cannot eliminate them entirely. In addition, antifoams increase noticeably the cost and its use sometimes gives rise to defects in the coated paper, e.g. B. to so-called oil stains or fish eyes.

Die Verwendung von Antischaummitteln ist überflüssig, wenn eine Vorrichtung zum Entschäumen von Flüssigkeiten unter Vakuum, bestehend aus einem aufrecht stehenden, zylindrischen, Zu- und Ableitengen enthaltenden Behälter mit senkrechter WeUe und daraufsitzenden schaufeiförmigen Rührbläfctern sowie Gegenblättern an der Behälterinnenwand mit Einrichtungen für die selbsttätige Einstellung des Flüssigkeitsspiegels und einer zu einer Vakuumpumpe führenden Leitung verwendet, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die umlaufenden Rühr- und/oder die feststehenden Gegenblätter derart angeordnet sind, daß sie parallel und mit Abstand zu einer durch die Behälterachse gelegten, senkrechten Ebene verlaufen und dabei eine Scherwirkung hervorrufen.The use of anti-foaming agents is superfluous, when a device for defoaming liquids under vacuum, consisting of a Upright, cylindrical, inlet and outlet containing container with vertical WeUe and Shovel-shaped Rührbläfctern seated thereon as well as counter-blades on the inner wall of the container with devices for the automatic adjustment of the liquid level and one to a vacuum pump leading line used, which is characterized according to the invention in that the circumferential Stirring and / or the fixed counter-blades are arranged in such a way that they are parallel and at a distance run to a vertical plane laid through the container axis and thereby create a shear effect cause.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt, teilweise im Aufriß, des Behälters mit den Zu- und Ableitungen;Fig. 1 shows a vertical section, partly in elevation, of the container with the supply and discharge lines;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.Fig. 2 shows a section along the line 2-2 of Fig. 1.

Zur Veränderung des Flüssigkeitsflusses und Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsspiegels in der Vorrichtung und zur Regulierung des Vakuums sind die üblichen Vorrichtungen vorhanden, die in den Zeichnungen jedoch weggelassen sind. Zum Beispiel arbeitet eine Vorrichtung zur Feststellung des Flüssig-Vorrichtung zum Entschäumen von FlüssigkeitenFor changing the liquid flow and maintaining the liquid level in the device and to regulate the vacuum, the usual devices are available, as shown in the drawings however are omitted. For example, a device for detecting the liquid works for defoaming liquids

Anmelder:Applicant:

S. D. Warren Company, Boston, Mass. (V. St. A.)S. D. Warren Company, Boston, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Chem. Dr. jur. W. Beil und A. Hoeppener,Dipl.-Chem. Dr. jur. W. Beil and A. Hoeppener,

Rechtsanwälte,Lawyers,

Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36Frankfurt / M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Gilbert Forrester, Westbrook, Me. (V. St. A.) - -Gilbert Forrester, Westbrook, Me. (V. St. A.) - -

keitsspiegels durch Messen der Änderung der elektrischen Kapazität zufriedenstellend.by measuring the change in the electrical capacitance.

In der Zeichnung ist 1 ein vertikal angeordneter, zylindrischer Behälter mit einem Durchmesser von 30 bis 45 cm und einer Höhe von 1,20 bis 1,80 m. Die Höhe soll im allgemeinen das mehrfache des Durchmessers, z, B. das drei- bis sechs^ oder mehrfache betragen.In the drawing, 1 is a vertically arranged, cylindrical container with a diameter of 30 to 45 cm and a height of 1.20 to 1.80 m. The height should generally be several times the Diameter, e.g. three to six ^ or more be.

Der Behälter 1 ist mit einem flachen Deckel 2 versehen, der einen gasdichten Abschluß bildet und an ihm mittels der Flanschen 3,3, befestigt ist. Der Deckel 2 ist mit einer Öffnung für das mit einem Ventil versehene Rohr 4, durch: das die zu entschäumende Flüssigkeit in den Behalte 1 eingeführt wird, einer zweiten öffmung für das Rohr 5, durch das Luft aus dem Behälter 1 abgesaugt wird und einer dritten; Öffnung versehen, durch die die rotierende Welle 6 hindurchfühlt. Die Welle 6 wird durch die Scheibe 7 und den Antriebsriemen 8 angetrieben. The container 1 is provided with a flat lid 2, which forms a gas-tight seal and is attached to it by means of the flanges 3, 3. Of the Lid 2 is provided with an opening for the valve provided with a pipe 4 through: the one to be defoamed Liquid introduced into the container 1 is, a second opening for the pipe 5, through which air is sucked out of the container 1 and a third; Provided opening through which the rotating shaft 6 feels through it. The shaft 6 is driven by the pulley 7 and the drive belt 8.

Das Rohr 4 entlädt seinen Inhalt gegen eine Prail·- platte 9. Dies- ist an sieb nicht notwendig, ist jedoch zur Verteilung des Flüssigkeitsstooms von Nutzen.The tube 4 unloads its contents against a prail - plate 9. This is not necessary on the sieve, but it is useful for distributing the fluid flow.

Der untere Teil des. Behälters 1 ist durch einen trichterförmigen Bodenteil Ift geschlossen, der durch die Flanschen 11,11 an dem Behälter befestigt ist. Der Trichter 10 besteht aus einem oberen konischen Teil 12 und dem unteren zylindrischen Teil 13, der an seinem unteren Ende durch den Verschluß 14 geschlossen wird. Das- untere Ende des zylindrischen Teils 13 des Trichters. 1Θ ist mit einem Auslaßrohr 15 für die entlüftete bzw. entschäumte Flüssigkeit, deren Bewegung durch die Pumpe 16 beschleunigt wird, verbunden. Das Rohr 5 ist mit der Vakuumpumpe 17 verbunden.The lower part of the container 1 is closed by a funnel-shaped bottom part Ift, which passes through the flanges 11,11 is attached to the container. The funnel 10 consists of an upper conical Part 12 and the lower cylindrical part 13, which is attached to its lower end is closed by the shutter 14. The- lower end of the cylindrical Part 13 of the funnel. 1Θ is provided with an outlet pipe 15 for the vented or defoamed liquid, the movement of which is accelerated by the pump 16, tied together. The pipe 5 is connected to the vacuum pump 17.

Die Wand des Behälters 1 hat sich nach kmen erstreckende, in Abstand voneinander angeordnete stationäre Schaufehl 18, die an ihrem äußeren Ende an der Wandung des Tanks befestigt sind.The wall of the container 1 has extended to kmen, spaced stationary blade 18, which at its outer end are attached to the wall of the tank.

409 687/263409 687/263

Die Blätter 18 können an der Wandung des Behälters in vielfältiger Weise angeordnet werden, d. h. sie können unregelmäßig oder in einer gekrümmten Reihe angeordnet sein, die sich in Längsrichtung und entlang der Wandung des Behälters erstreckt, oder sie können nach einem anderen Schema verteilt sein, solange sie nur die Einführung und Entfernung der Welle 6 mit ihren Blättern 19 und die Drehung der Welle und Blätter zulassen und durch ihre Anordnung mit den sich drehenden Blätter eine Scherwirkung hervorrufen. Jedes Blatt 18 hat eine vertikal angeordnete flache Oberfläche und ist so vertikal angeordnet, daß ein Zwischenraum von vorzugsweise 0,25 bis 12,7 mm bei Behandlung mittlerer bis niedrig viskose Flüssigkeiten und bis zu etwa 18,1 mm für stark viskose Flüssigkeiten zwischen seinem oberen Rand und den Rändern der rotierenden Schaufeln 19 besteht. Ein Zwischenraum von 5,1mm bis 6,4 mm reicht aus, um Flüssigkeiten zu behändem, deren Viskosität zwischen der des Wassers und der höchstmöglichen Viskosität, bei der die Pumpe noch arbeitet, liegt. Es ist natürlich für stärker viskose Flüssigkeiten mehr Energie erforderlich. Die Blätter 18 sind in der Zeichnung in zwei gegenüberliegenden vertikalen Reihen angeordnet. Jedes Blatt hat zweckmäßig eine Breite von etwa 2,54 bis 3,8 cm (vertikale Dimension), eine entsprechende Dicke, die stark genug und starr ist. Ihr einwärts gelegenes Ende befindet sich in einer angemessenen Entfernung von der Welle 6, z. B. 1,2 cm.The leaves 18 can be arranged on the wall of the container in a variety of ways, e.g. H. they can be arranged irregularly or in a curved row that extends in the longitudinal direction and extends along the wall of the container, or they can be distributed according to a different scheme, as long as they only introduce and remove the shaft 6 with its blades 19 and the rotation of the Allow shaft and blades and a shear effect due to their arrangement with the rotating blades cause. Each sheet 18 has a vertically arranged flat surface and is arranged vertically so that that a gap of preferably 0.25 to 12.7 mm when treated medium to low viscous liquids and up to about 18.1 mm for highly viscous liquids between its upper Edge and the edges of the rotating blades 19 consists. A gap of 5.1mm to 6.4mm is sufficient to handle liquids whose viscosity is between that of water and the highest possible Viscosity at which the pump is still working is. It is natural for more viscous liquids more energy required. The sheets 18 are in the drawing in two opposite verticals Arranged in rows. Each sheet is conveniently about 2.54 to 3.8 cm (vertical Dimension), an appropriate thickness that is strong enough and rigid. Its inward end is at a reasonable distance from the shaft 6, e.g. B. 1.2 cm.

Die Blätter 19 entsprechen den Blättern 18 und führen von der Welle 6 nach auswärts bis zu einem Zwischenraum von der Wandung des Behälters 1 von etwa 1,2 cm. Die Schaufeln 19 können um die Welle 6 entsprechend der Anordnung der Schaufeln 18 auf vielfältige Weise angeordnet sein. In der Zeichnung sind sie in zwei gegenüberliegenden vertikalen Reihen angeordnet. Um plötzliche Änderungen des hydraulischen Widerstandes, bedingt durch gleichzeitiges Hinweggleiten der rotierenden Blätter 19 über die stationären Blätter 18 zu vermeiden, sind die rotierenden Blätter und/oder die stationären Blätter um ihre Längsachse verdreht angeordnet. In der Zeichnung führen die Blätter 19 nach auswärts in parallelen Ebenen tangential zur Welle 6. Die Blätter drehen sich, wie in F i g. 2 gezeigt, entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Blätter 18 führen von der Wandung des Gefäßes 1 in parallelen Ebenen tangential zur Welle 6 nach einwärts. Entweder können die Blätter 18 radial von der Wandung des Gefäßes 1 in Richtung auf die Achse desselben angeordnet sein, oder die Blätter 19 können sich radial von der Welle 6 auswärts in Richtung auf die Gefäßwandung erstrecken, um eine Scherwirkung zu erzielen, vorausgesetzt, daß die andere Gruppe nicht radial angeordnet ist.The sheets 19 correspond to the sheets 18 and lead from the shaft 6 outward to one Space from the wall of the container 1 of about 1.2 cm. The blades 19 can be arranged around the shaft 6 be arranged in a variety of ways corresponding to the arrangement of the blades 18. In the drawing they are arranged in two opposite vertical rows. To sudden changes in the hydraulic Resistance, caused by simultaneous sliding of the rotating blades 19 over the To avoid stationary blades 18 are the rotating blades and / or the stationary blades around theirs Rotated longitudinal axis. In the drawing, the blades 19 lead outward in parallel Planes tangent to the shaft 6. The blades rotate as shown in FIG. 2 shown, counterclockwise. The blades 18 lead from the wall of the vessel 1 in parallel planes tangentially to the shaft 6 inward. Either the sheets 18 can radially from the wall of the vessel 1 in the direction of the Axis thereof be arranged, or the blades 19 can be radially outward from the shaft 6 in the direction extend on the vessel wall to achieve a shear effect, provided that the other group is not arranged radially.

Auf dem unteren Teil der Welle 6 innerhalb des zylindrischen Teils 13 des Trichters 10 befindet sich eine Schnecke 20. Diese Schnecke paßt in den zylindrischen Fortsatz 13 (der Zwischenraum beträgt etwa 6,3 mm) und dient dazu, schweres Material oder Klumpen zum Auslaßrohr 15 und zur Pumpe 16 zu transportieren.On the lower part of the shaft 6 within the cylindrical part 13 of the funnel 10 is located a screw 20. This screw fits into the cylindrical extension 13 (the gap is approximately 6.3 mm) and is used to feed heavy material or lumps to the outlet pipe 15 and pump 16 transport.

Oberhalb der auf der Welle 6 befindlichen Schnecke 20 innerhalb des konischen Teils 12 des Trichters 10 hat die Welle 6 die beiden Flügel 21. Diese Flügel sind so angeordnet, daß ihre unteren Ränder dicht an der Oberfläche des Teils 12 des Trichters 10 zu liegen kommen und ihre äußeren Endstücke sich dicht bei der zylindrischen Seitenwand des Tanks 1 befindet, so daß jede wesentliche Anhäufung von Feststoffen auf diesen Oberflächen vermieden wird. Diese Flügel 21 sind winklig zu dem von der Achse zur Seitenwand des Gefäßes 1 verlaufenden Radius angeordnet, so daß ihre äußeren Enden den inneren Enden vorauseilen, wenn sie sich drehen und das von der Oberfläche des konischen Teils 12 abgekratzte Material nach innen und abwärts zur Schnecke 20 führen.Above the screw 20 located on the shaft 6 within the conical part 12 of the Funnel 10, the shaft 6 has the two wings 21. These wings are arranged so that their lower Rims come to lie close to the surface of the part 12 of the funnel 10 and their outer End pieces located close to the cylindrical side wall of the tank 1, so that any substantial Accumulation of solids on these surfaces is avoided. These wings 21 are angled to that arranged from the axis to the side wall of the vessel 1 extending radius, so that their outer Ends run ahead of the inner ends as they rotate and that from the surface of the conical Part 12 of the scraped-off material inwards and downwards to the auger 20.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 1 zweckmäßig um ein kurzes Stück etwa 25,4 cm unter den zuoberst angeordneten rotierenden Blatt gehalten. Die Blätter werden mit einer Geschwindigkeit von z.B. 120 bis 150U/min gedreht. Das Vakuum beträgt etwa 65 bis 70,1 cm Hg. Die Fließgeschwindigkeit der zu entlüftenden Flüssigkeit durch den Behälter 1 kann innerhalb eines weiten Bereiches variieren. Sie kann sehr groß sein, da die Entlüftung fast augenblicklich eintritt. Die Fließgeschwindigkeit ist nur durch die Kapazität der zum Transport der Flüssigkeit benutzten Rohre und Ventile der Vakuumpumpe begrenzt. Die Wände der Schaumblasen werden durch die Einwirkung der rotierenden Blätter 19 zerrissen, während die Blasen sich infolge des Eintritts in den unter verringertem Druck stehenden Behälter 1 vergrößern. Ein Überfließen des Schaums von dem Behälter 1 in die Vakuumpumpe 17 muß verhindert werden. Die Höhe der Flüssigkeit in dem Behälter 1 wird so gehalten, daß sie zusätzlich mit der Höhe des noch nicht zerrissenen Schaums unter der Höhe des obersten rotierenden Blattes 19 liegt.When the device is in operation, the liquid level in the vessel 1 expediently decreases by a short amount Piece held about 25.4 cm below the rotating blade at the top. The sheets are made with rotated at a speed of e.g. 120 to 150 rpm. The vacuum is about 65 to 70.1 cm Hg. The flow rate of the liquid to be deaerated through the container 1 can be widened within a wide range Range. It can be very large as venting occurs almost instantaneously. The flow rate is only determined by the capacity of the Transport of the liquid used pipes and valves of the vacuum pump are limited. The walls of the Foam bubbles are broken by the action of the rotating blades 19, while the bubbles increase as a result of the entry into the container 1 under reduced pressure. An overflow of the foam from the container 1 into the vacuum pump 17 must be prevented. The height the liquid in the container 1 is kept so that it is in addition to the height of the not yet torn Foam is below the level of the uppermost rotating blade 19.

Bei Papierüberzugsmassen, die hinsichtlich der Viskosität und der Zähigkeit ihres Schaums sehr unterschiedlich sind, liegt Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch einen Behälter mit einer Gesamtkapazität von etwa 113,71 zwischen etwa 56,85 und etwa 130,25 l/min liegt.In the case of paper coating compositions, the viscosity and toughness of their foam are very high are different, is the rate of flow of the liquid through a container with a total capacity of about 113.71 is between about 56.85 and about 130.25 l / min.

Claims

Patentanspruch:Claim:

Device for defoaming liquids under vacuum, consisting of a vertical standing, cylindrical, inlet and outlet containing container with vertical Shaft and paddle-shaped stirring blades on it, as well as counter blades on the inner wall of the container, with devices for the automatic adjustment of the liquid level and a line leading to a vacuum pump, characterized in that the rotating stirring blades (19) and / or the stationary Counter-blades (18) are arranged such that their longitudinal axes are parallel and at a distance to a vertical plane laid through the container axis and thereby a Cause shear.

Considered publications:
German Patent Nos. 736 501, 736 607;
German Auslegeschrift No. 1 004 910;
French Patent No. 1,177,418;
British Patent No. 533,065;
U.S. Patent Nos. 1,520,375, 1,704,728.

1 sheet of drawings