DE753613C - Verfahren zum Entgasen von Fluessigkeiten und Metallschmelzen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Entgasen von Flüssigkeiten und Metallschmelzen Es ist bekannt, die in Schmelzen von Metall, Glas oder Quarz oder auch in Flüssigkeiten, wie Wasser, Lösungsmitteln od. dgl., gelösten Gasteilchen durch Rühren oder Schütteln unter Temperaturerhöhung bei Normaldruck oder auch durch Behandeln mit Ultraschall auszutreiben. Bei den Metallschmelzen benutzt man bisher nur die Temperaturerhöhung oder Ultraschallbehandlung zum Entgasen und arbeiter dabei bei norma-Bem Druck. Eine weitgehende, wenn auch nicht vollständige Entgasung tritt dadurch ein, daß infolge der in der Flüssigkeit auftretenden Zugspannungen bei der Ultraschallbehandlung gelöste Gasteilchen aus der Schmelze entbunden werden, sich mit anderen zu größeren Blasen vereinigen und ans der Schmelze aufsteigen.
• Es wurde nun gefunden, daß eine wesentlidh weitergehende Entgasung von Metallschmelzen oder sonstigen Flüssigkeiten möglich ist, wenn man: die Schmelze oder Flüssigkeit mit Schwingungen, beispielsweise durch Schwingplatten, oder in; schwingenden Gefäßen unter gleichzeitiger Anwendung eines derartigen Außendrucks behandelt der etwas kleiner ist als: der Dampfdruck der Schmelze oder Flüssigkeit, so daß diese also während der Entgasung zum Sieden kommt. Darüber hinaus wurde gefunden, daß unter Einhaltung der vorstehenden Bedingungen die Entgasung auch schon mit niederfrequenten Schwingungen von etwa 10 bis 1000 Hz bei Anwendung genügend großer Amplituden bzw. genügend großer Schwingbeschleunigung möglich ist.
• Es hat sich nun bei Anwendung der niederfrequenten Schwingungen gezeigt, daß das Entbinden der gelßsten Gasteilchen im wesentlichen an den Stellen erfolgt, an denen infolge der genügend großen Schwingbeschleunigung Kavitation eintritt, d. h. beispielsweise an der Grenzfläche Schwingplatte-Flüssigkeit. Falls jedoch bei der Entgasung der Außendruck wenig größer oder gleich dem Dampfdruck der Flüssigkeit ist, kommt es sehr bald zu einem Stillstand der Entgasung, da die Gasteilchen bestrebt sind, in das von der Schwingplatte in der Flüssigkeit hervorgerufene Beschleunigungsfeld hineinzuwandern. Dies führt so weit, daß z. B. in einem mit Flüssigkeit gefüllten, 2 m langen, auf und ab schwingenden, senkrecht stehenden Rohr Gasteilchen von der Flüssigkeitsoberfläche her entgegen der Erdschwere zu der am Boden des Rohres sich ausbildenden Kavitationszone wandern.
• Dieser Zustand wird erst überwunden, wenn man den Außendruck etwas unter den Dampfdruck der Flüssigkeit oder Schmelze, der durch die Temperatur gegeben ist, verkleinert.
• Bei dieser Arbeitsweise destilliert selbstverständlich mit dem Gas etwas von der zu entgasenden Flüssigkeit ab, jedoch nimmt die Dampfblasenbildung mit fortschreitender Entgasung andauernd ab, so daß nach Entfernen der gelösten Gase nur noch Verdampfung der Flüssigkeit an der freien Oberfläche stattfindet.
• Zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich nun mit an sich bekannten Vorrichtungen folgende Möglichkeiten: 1. Man läßt das unter dem notwendigen Außendruck gehaltene, gegebenenfalls beheizte, senkrecht stehende, röhrenförmige Gefäß mit der Flüssigkeit auf und alb schwingen; 2. man haut in ein Gefäß beliebiger Form schwingende Platten oder Rührer ein und entgast bei dem entsprechenden Außendruck; 3. man verwendet bei Metallschmelzen einen Schmelzofen, der mit Wechselstrom und überlagertem Gleichstrom betrieben wird, und erniedrigt den Außendruck wenig unter den Dampfdruck der Schmelze.
• Die unter 1 und 2 genannten Vorrichtungen werden zweckmäßig für Flüssigkeiten oder Schmelzen bis zu Temperaturen von 800° verwendet, während mit der unter 3 genannten Vorrichtung noch bei höheren Temperaturen gearbeitet werden kann.
• Grundsätzlich führt sowohl die Anwendung von hoch- als auch niederfrequenten Schwingungen bei genügend großer Intensität zur weitgehenden Entgasung bei Anpassung des Außendrucks an den Dampfdruck der Flüssigkeit. Jedoch ist die Anwendung von Ultraschall gegenüber den niederfrequenten Schwingungen sehr unwirtschaftlich, da die große Schwingungszahl meist gar nicht zur Ausbildung von Kavitationsräumen voll ausgenutzt werden kann; denn die Zeit zum Zusammensturz eines Kavitationsraumes ist viel größer als die Schwingungszeit der Schallquelle, so daß also die größte Zahl der Schwingungen ungenutzt bleibt. Bei Verwendung niederfrequenter Schwingungen dagegen kann man es so einrichten, daß bei jeder Schwingung Kavitation eintritt und die Zeit des Zusammensturzes des Kavitationsraumes etwa gleich der Schwingungszeit wird.
• Es ist selbstverständlich, daß eine Entgasung nach dem vorstehend angegebenen Verfahren auch mit anderen, Kavitation herbeiführenden Mitteln möglich ist, so z. B. mit schnell laufenden Rührern oder in Düsen mit angebautem Diffusor. Wesentlich bleibt immer, daß der Dampfdruck der Flüssigkeit oder Schmelze etwas größer als der auf ihr lastende Außendruck ist, so daß gleichzeitig mit den zu entfernenden Gasen eine entsprechende Menge der zu entgasenden Flüssigkeit abdestilliert.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Entgasen von Flüssigkeiten und Schmelzen, gekennzeichnet durch eine Kavitation auslösende mechanische Behandlung der siedenden Schmelze oder Flüssigkeit.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasung bei niederfrequenten Schwingungen von etwa 10 bis 1000 Hz vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasung in schwingenden Gefäßen oder Gefäßen, in denen schwingende Platten oder Rührer angeordnet sind, vorgenommen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasung in mit schnell laufenden Rührern ausgerüsteten Gefäßen oder in diffusorartig erweiterten Düsen vorgenommen wird.