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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit mit einem geschlossenen, bezüglich einer vertikalen Achse rotationssymmetrischen Behälter, dessen Innenraum durch einen koaxialen Behältereinsatz in einen zentralen Strömungskanal und einen diesen Strömungskanal umschliessenden Ringkanal unterteilt ist, wobei der zentrale Strömungskanal und der Ringkanal an einem Ende über eine koaxiale Umlaufpumpe mit einem saugseitig an den zentralen Strömungskanal anschliessenden Rotor und am gegenüberliegenden Ende über eine zur Umlaufnchtung des Rotors gegensinnige Leiteinrichtung verbunden sind
Zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere zum Herstellen von kolloiden Systemen, ist es bekannt (EP 0 134 890 B1), die zu behandelnde Flüssigkeit über einen vertikalen,
sich in Strömungsrichtung von oben nach unten verjüngenden Strömungskanal mit Hilfe einer Axialpumpe anzusaugen, und dann In einem den zentralen Strömungskanal umschliessenden Ringkanal von unten nach oben in einem Kreislauf zurück zum Stromungskanal zu pumpen, um einerseits einen eine gleichmässige Behandlung der Flüssigkeit sicherstellenden Stromungsverlauf und anderseits eine entsprechende Krafteinwirkung auf die zu behandelnde Flüssigkeit erreichen zu können. Zu diesem Zweck wurde ausserdem eine Vorrichtung vorgeschlagen (DE 37 38 223 A 1), bei der ein rotationssymmetrischer Behälter mit einem koaxialen Einsatz zur Bildung des zentralen Strömungskanales ausgerüstet wird.
Dieser zwischen dem Behälterdeckel und dem Behälter abgestützte Einsatz bildet nicht nur den zentralen Stromungskanal, sondern trägt auch eine Leiteinrichtung in Form von Umlenkschaufeln für die im Ringraum zwischen dem Behältereinsatz und dem Behälter aufwärts strömende Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit wird durch einen im unteren Bereich des Strömungskanales angeordneten Rotor einer Axialpumpe angesaugt, deren Drenchtung gegensinnig zur Umlenknchtung der Leiteinrichtung am anderen Ende des Strömungskanales gewählt wird, so dass die durch den zentralen Strömungskanal angesaugte Flüssigkeit den Ringraum ausserhalb des zentralen Strömungskanales in einer schraubenförmigen, gegensinnig zur Strömung innerhalb des zentralen Strömungskanales verlaufenden Stromung durchsetzt.
Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist neben dem vergleichsweise aufwendigen Aufbau, dass die für die Flüssigkeitsbehandlung erforderlichen Krafteinwirkungen auf die Flüssigkeit im Vergleich zu der zugeführten Pumpenenergie unbefriedigend bleiben
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass nicht nur eine Konstruktionsvereinfachung erhalten, sondern auch eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades erzielt werden kann.
Die Erfindung lost die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Rotor der als Radialpumpe ausgebildeten Umlaufpumpe im Deckel des Behälters gelagert ist, dass sich der Behältereinsatz über die Leiteinrichtung am Boden des Behälters abstützt und dass die Strömungsquerschnitte des zentralen Strömungskanales und des Ringkanales zumindest im wesentlichen gleich sind.
Durch die Anordnung der Umlaufpumpe im Deckel des Behälters ergibt sich zunächst eine erhebliche Konstruktionsvereinfachung hinsichtlich der Lagerung und Abdichtung des Pumpen- rotors. Dazu kommt, dass der Behältereinsatz über die Leiteinrichtung am Boden des Behälters abgestutzt werden kann, so dass keine die Umlaufstromung der Flüssigkeit im Ringraum zwischen dem Behälter und dem Behältereinsatz beeinträchtigenden Halterungen für den Behaltereinsatz erforderlich werden. Da ausserdem die Stromungsquerschnitte des zentralen Strömungskanales und des Ringkanales zumindest im wesentlichen gleich sind, kann eine gleichmässige Umlaufströmung der zu behandelnden Flüssigkeit erreicht werden, die über den zylindrischen Strömung- kanal von unten nach oben angesaugt wird.
Wegen der Ausbildung der Umlaufpumpe als Radial- pumpe stellt sich ausserdem eine intensive Durchmischung der Flüssigkeit während ihres Kreis- laufes mit der Wirkung einer ausgeprägten Rotationsbewegung innerhalb des Ringraumes um die
Behälterachse ein. Die Leiteinrichtung zwischen dem Boden des Behälters und dem Behälter- einsatz bedingt eine für die Flüssigkeitsbehandlung vorteilhafte Umkehr der Strömungsrotation um die Behälterachse, so dass insgesamt sehr günstige Verhältnisse zur Behandlung einer Flüssigkeit bei einem vergleichsweise hohen Wirkungsgrad gewährleistet werden können.
Da die Umlenkschaufeln der Leiteinrichtung im Zulaufbereich zum zentralen Strömungskanal eine entsprechende Länge aufweisen müssen, empfiehlt es sich, den Behältereinsatz aus einem doppelwandigen Rohrstück mit einem an die radiale Länge der Umlenkschaufeln der Leitein- richtung angepassten Wandabstand auszubilden, so dass die Leiteinrichtung radial nicht über den
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Behältereinsatz vorzustehen braucht Um die jeweils günstigsten Umlenkverhältnisse für die Flüssigkeitsströmung im Zulaufbereich zum zentralen Strömungskanal einstellen zu können, kann die Leiteinrichtung verstellbare Umlenkschaufeln aufweisen.
Die radiale Breite des Behäitereinsatzes vereinfacht ausserdem die Anordnung des Rotors der Radialpumpe, weil ja der Aussendurchmesser des Rotors grösser als der Durchmesser des zentra- len Strömungskanales gewählt werden muss. Zur Konstruktionsvereinfachung kann der Rotor der Umlaufpumpe aus einem in den Deckel des Behälters eingelassenen Drehteller bestehen und mit einem auf dem Behältereinsatz vorgesehenen Pumpengehäuse zusammenwirken. Durch diese Massnahme kann der Deckel des Behälters in vorteilhafter Weise zur Strömungsführung der aus dem Rotor der Umlaufpumpe ausgestossenen Flüssigkeit herangezogen werden, ohne im Deckelbereich ein gesondertes Pumpengehäuse vorsehen zu mussen.
Das dem Behältereinsatz zugeordnete Pumpengehäuse bildet den notwendigen Anschluss des Rotors an den zentralen Strömungskanal, wobei einfachste Konstruktionsverhältnisse sichergestellt werden, die eine sehr geringe Bauhöhe erlauben.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Behandlung einer Flüssigkeit in einem vereinfachten Axialschnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor der Umlaufpumpe und
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 1.
Die Vorrichtung gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist einen stehenden Behälter 1 mit einem zylindrischen Behältermantel 2 auf, an dem unten ein Boden 3 und oben ein Deckel 4 angeflanscht sind. Auf den mit einem Strömungskegel 5 versehenen Boden 3 ist ein zum Behälter 1 koaxialer Behaltereinsatz 6 abgestützt, und zwar über eine Lelteinnchtung 7, deren Umlenkschaufeln mit 8 bezeichnet sind. Obwohl diese Umlenkschaufeln 8 gemäss dem Ausführungbeispiel starr angeordnet sind, ist es selbstverständlich möglich, eine Leiteinrichtung 7 mit verstell- baren Umlenkschaufeln 8 vorzusehen.
Der Behältereinsatz 6 besteht im wesentlichen aus einem doppelwandigen Rohrstück 9, dessen Wandabstand s an die radiale Länge der Umlenkschaufeln 8 der Leiteinrichtung 7 angepasst ist. Der Behältereinsatz 6 bildet somit einen zentralen Strömungskanal 10 innerhalb eines sich zwischen dem Behältermantel 2 und dem Behältereinsatz 6 ergebenden Ringraumes 11.
Oberhalb des Behältereinsatzes 6 Ist eine Umlaufpumpe 12 vorgesehen, dessen Rotor 13 im Deckel 4 gelagert ist und Von einem Motor 14 angetrieben wird. Der Rotor 13 besteht gemass der Fig. 2 aus einem Drehteller 15, der entsprechend der Fig. 1 in eine Deckelausnehmung 16 eingelassen ist und daher bündig an den Deckel 4 anschliesst Der Drehteller 15 weist gegen den Behältereinsatz 6 vorragende Leitstege 17 als Pumpenschaufeln auf, die mit einem am Behältereinsatz 6 stirnseitig angebrachten Pumpengehäuse 18 zusammenwirken, wie dies der Fig 1 entnommen werden kann.
Die den Behälter 1 vollstandig ausfüllende Flüssigkeit, die über einen Einfüllstutzen 19 im Deckel 4 in den Behälter 1 eingebracht wird, wird zur Behandlung über die Umlaufpumpe 12 aus dem zentralen Strömungskanal 10 angesaugt und unter einer Rotationserteilung um die Behälterachse radial in den Ringraum 11 zwischen dem Behältermantel 1 und dem Behältereinsatz 6 ausgestossen, wo sie entsprechend der Strömungslinie 20 mit einer Drehung im Uhrzeigersinn gegen den Behälterboden 3 strömt, um dort in den zentralen Strömungskanal 10 umgelenkt zu werden.
Die Umlenkschaufeln 8 der Leiteinrichtung 7 bedingen allerdings eine Drehungsumkehr, so dass die über den Pumpenrotor 16 durch den zentralen Strömungskanal1 10 angesaugte Flüssigkeit in einer zum Uhrzeiger gegensinnigen Drehrichtung entsprechend der Strömungslinie 21 um die Behälterachse rotiert. Die Kreislaufführung der zu behandelnden Ftuss ! gke ! t durch den Ringraum 11 und den zentralen Strömungskanal 10 wird solange fortgesetzt, bis eine ausreichende Behandlung der Flüssigkeit gegeben ist. Danach kann die Flüssigkeit über einen Ablaufstutzen 22 im Boden 3 aus dem Behälter 1 abgezogen werden, der dann für eine weitere Flüssigkeitsbehandlung zur Verfügung steht.