<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET FIJN VERDELEN RESP. OPLOSSEN VAN EEN - 'STOF IN EEN VLOEISTOF.
De uitvinding heeft 'betrekking op een werkwijze en inrichting voor het met elkaar in contact brengen van een of meer stoffen of een stof- mengsel met een vloeistof;, door deze stof of stoffen fijn te verdelen in de vloeistof respa hiermede te mengeno
De vloeistof, waarin de andere component of' componenten fijn worden verdeeld of waarmede de andere component of componenten worden ge- mengd, kan een enkelvoudige stof zijn of er kunnen andere stoffen in zijn opgelost, gedispergeerd of geëmulgeerd. De fijn te verdelen resp. op te lossen stoffen kunnen enkelvoudige stoffen zijn of bestaan uit stofmeng- sels.Ze kunnen verder gasvormige vloeibaar of vast zijne In het laatste geval is het nodig, dat de vaste stof reeds min of meer fijn verdeeld is.
Het doel van dit fijn verdelen resp. oplossen kan zeer verschil- lend zijn. Zo kan de uitvinding worden toegepast voor het maken van min of meer stabiele emulsies of suspensies of voor het bereiden van. homogene op- lossingen...
Vooral is de uitvinding van belang voor het uitvoeren van physi- sche of chemische reacties tussen een vloeistof of een in een vloeistof op- geloste. gedispergeerde of geemulgeerde stof en een of meer andere componen- ten, waarbij het verloop van de reactie afhankelijk is van de snelheid, waar- med.e de stoffen met elkaar in contact worden gebracht of waarbij de grootte van het contactoppervlak een belangrijke rol" speelte
Zonder de uitvinding'hiertoe te willen beperken, 'kunnen alsbij- zondere toepassingen worden genoemd het wassen van een vloeistof of een gas door fijne verdeling in de vloeistof, het beluchten van afvalwater,
sliksus- pensies of andere vloeistoffen" waarin zich áerobe microbiologische proces-
<Desc/Clms Page number 2>
sen afspelen, zoals bij de bereiding van alcool, azijnzuur en verschillen- de bactericide stoffen voorkomen ; verder het uitvoeren van heterogene ka- talytische reacties in een vloeibaar milieu waarbij de katalysator fijn verdeeld wordt in de vloeibare phase enz.
De bekende inrichtingen voor het mengen resp. fijn verdelen van een stof met respo in een vloeistof bevatten veelal bewegende delen zoals roerders, kneedarmen of trillende wanden of platen* Hierdoor wor- den de constructies, vooral wanneer gewerkt wordt met corrosieve stoffen of wanneer bij een hoge of zeer lage temperatuur of onder afsluiting van de atmosfeer moet worden gewerkt, dikwijls vrij ingewikkeld en kostbaar.
Voor het fijn verdelen van een gas in een vloeistof zijn vele methoden beschreven. Ook hier wordt gewoonlijk het gas onder druk in de vloeistof geperst b.v. onder gebruikmaking van poreuze platen of gazen.' Teneinde een fijnere verdeling te verkrijgen is o.a. voorgesteld de wan- den van de openingen waardoor het gas in de vloeistof treedt snel te be- wegen ten opzichte van de vloeistof b.v. door de poreuze plaat of het gaas te laten trillen of door de uittrede-openingen van het gas aan te bren- gen op de uiteinden van de bladen van een snel roterende roerder. Ook is reeds voorgesteld het te verdelen gas in de vloeistof te brengen door het met een injecteur aan te zuigen of door het met waterstralen of met rote- rende borstels in de vloeistof te slaan. De verkregen verdeling is op deze wijze gewoonlijk weinig bevredigend.
Voor het op elkaar doen inwerken van een vloeistof of vaste stof en een vloeistof worden naast inrichtingen overeenkomend met de hier- boven genoemde, ook inrichtingen gebruikt, waarbij het mengsel langs boch- tige wegen wordt geleid of onder hoge snelheid tegen een wand of een an- der lichaam wordt gespoten.
In het Ned. O.S. 31.972 is een inrichting voor de bereiding van asfaltemulsies beschreven bestaande uit een cylindrische ruimte voor- zien van een centrale afvoeropening, in welke ruimte twee tangentiaal gerichte toevoergeleidingen zijn aangebracht. Worden door deze toevoergelei- dingen de te mengen componenten - water en warme dun vloeibare asfalt - in de cylindrische ruimte geperst, dan wordt onder invloed van de in de cylin- drische ruimte optredende roterende stroming een emulsie gevormd.
De uitvinding nu beoogt een verbetering van de bestaande inrich- tingen en werkwijzen voor het mengen resp. fijn in elkaar verdelen van twee of meer stoffen, waarvan er althans een vloeibaar is.
Volgens de uitvinding wordt de menging resp. de dispergering verkregen door in de vloeistof waarmede een tweede component moet worden gemengd of waarin een tweede component moet worden gedispergeerd, een ster- ke cycloonstroming op te wekken, waarbij een tweede component in of nabij het centrum van de cyclconstroming wordt toegevoerd.
Onder een cycloonstroming wordt verstaan een stationnaire ro- terende stroming waarbij de tangentiale snelheidscomponent groter wordt bij het kleiner worden van de straal van de rotatie. Een dergelijke stroming kan worden opgewekt door in een ruimte, begrensd door een gesloten omwente- lingsoppervlak, verder rotatiekamer genoemd, welke is voorzien van een cen- trale afvoeropening, een vloeistof te persen op zodanige wijze, dat op een straal groter dan de straal van de afvoeropening aan de vloeistof een snel- heid met een tangentiaal gerichte component wordt gegeven.
Dit kan worden bereikt door de vloeistof door in hoofdzaak tangentiaal gerichte toevoerge- leidingen in de rotatiekamer te persen of door de vloeistof in in hoofdzaak axiale richting aan de rotatiekamer toe te voeren;, waarbij door de vorm van de toevoer leiding of door in deze toevoerleiding aanwezige organen aan de vloeistof een draaiende beweging wordt gegeven met de as van de rotatieka- mer als rotatieas. Zo kan deze axiale toevoer plaatsvinden door een ringvor- mige spleet, waarin geleideschoepen zijn aangebracht, of door schroeflijn- vormige kanalen.
<Desc/Clms Page number 3>
De tangentiale toevoer.kan door één toevoergeleiding plaats vinden of door een aantal toevoergeleidingen, die op regelmatige afstan- den van elkaar op de omtrek van de rotatiekamer zijn aangebracht. Meerde- re toevoergeleidingen zijn minder eenvoudig te construeren maar hebben het voordeel, dat de rotatie vooral bij kleinere snelheden beter symmetrisch wordt. Deze toevoergeleidingen kunnen ronde of rechthoekige buizen zijn of slechts uit spleten in de buitenwand van de rotatiekamer bestaan-. In het laatste geval moet de toevoer van de vloeistof plaatsvinden van uit een,- de rotatiekamer omsluitende ruimte..
Wordt in een vloeistof een cycloonstroming opgewekt, dan ont- staat in het midden een holle kern waarin lucht of damp aanwezig is met een betrekkelijk lage druk. Bij een goede dimensionering van de rotatie- kamer kan deze druk dalen tot ongeveer de dampspanning van de gebruikte vloeistof.
Volgens de voorkeursuitvoering van de uitvinding wordt van de- ze onderdruk gebruik gemaakt om de met de vloeistof te mengen resp. daar- in fijn te verdelen component aan te zuigen. Ook wanneer het centraal toe- voeren onder invloed van een zekere druk of onder toepassing van een trans- portorgaan geschiedt, kan gebruik worden gemaakt van de aanzuigende werking van de in de kern opgewekte onderdrukpDe toe te passen druk kan dan lager worden genomen en er zijn geen extra maatregelen nodig om lekken te voorkomen.
De te mengen resp. fijn te verdelen stoffen kunnen via een cen- traal in de rotatiekamer- uitmondende zuigleiding in de rotatiekamer worden gebracht. Daar worden ze opgenomen door de snel roterende vloeistof en blootgesteld aan de in de vloeistof optredende grote schuifspanningen. Door de daarbij optredende grote krachten op de afzonderlijke deeltjes wordt een zeer fijne verdeling resp. een snelle menging verkregen.
Het verkregen eindproduct wordt daarna door de centraal ge- plaatste afvoeropening weggespoten.
Teneinde een goede zuigwerking te verkrijgen is het noodzake- lijk, dat de diameter van de aanzuigopening aan de onderzijde van de aan- zuigleiding kleiner is dan die van de afvoeropening of -althans dat de weer- stand van de aanzuigleiding voor de roterende vloeistof hoger is dan de weerstand van de afvoeropening en de eventueel daarachter geplaatste af- voerleiding. Is dit niet-het geval, dat zal de roterende vloeistof in de zuigleiding kunnen treden, waardoor de zuigende werking verloren gaat.
De aanzuigopening kan gevormd worden door een centraal en tegenover de afvoeropening geplaatste opening in de wand van de rotatie- kamer. Op deze opening kan dan een aanzuigleiding zijn aangesloten. Ge- woonlijk steekt de aanzuigleiding in de rotatiekamer. Het is gebleken dat de zuigende werking weinig afhankelijk is van de lengte van de. zuigleiding in de rotatiekamer. De zuigende werking gaat slechts verloren, wanneer de aanzuigleiding tot buiten het nauwste gedeelte van de afvoeropening uit- steekt. De fijnheid van de verkregen verdeling is wel afhankelijk van de lengte van de zuigleiding in de rotatiekamero Wordt de afstand tussen de mond van de zuigleiding en de afvoeropening te klein dan treedt een vergro- ting van de gevormde deeltjes op.
De hoeveelheid vloeistof die door een bepaalde rotatiekamer bij een bepaald drukverval over de rotatiekamer wordt geperst is practisch onafhankelijk van de hoeveelheid centraal aangezogen stof. Daardoor is het op eenvoudige wijze mogelijk met een regelkraan, aangebracht in de aanzuig- leiding de verhouding van de te dispergeren component en de dispergerende . vloeistof te regelen.
Van groot belang hierbij is, dat bij het toenemen van het druk- verval over de rotatiekamer weliswaar de.hoeveelheid.vloeistof die per tijds- eenheid door de rotatiekamer wordt geperst toeneemt, maar dat daarnaast ook de rotatiesnelheid van de vloeistof toeneemt, waardoor het aanzuigend vermo- gen en daarmee de hoeveelheid aangezogen stof toeneemt* Bij de inrichtingen
<Desc/Clms Page number 4>
volgens de uitvinding is de mengverhouding weinig gevoelig voor toevalli- ge drukschommelingen in de toevoer van de dispergerende of oplossende vloeistof. Hierdoor.onderscheiden zich de inrichtingen volgens de uitvin- ding op voordelige wijze van de inrichtingen beschreven in het genoemde Ned. O.S. 31.972, waarbij de te mengen of in elkaar te dispergeren vloei- stoffen beide tangentiaal in de rotatiekamer worden gevoerd.
Een verder voordeel is, dat bij de werkwijze volgens de uitvinding de met de vloei- stof te mengen resp. te dispergeren stof wordt aangezogen, waardoor deze stof niet onder druk behoeft te worden toegevoerd. Vooral in het geval van gevaarlijke of sterk corrosieve stoffen is dit van groot voordeel. Daar- naast is uit uitvoerige proeven gebleken, dat bij de centrale toevoer over het algemeen een aanzienlijk betere en snellere verdeling kan worden verkr- gen dan in de gevallen, waarbij de beide componenten, al of niet van te vo- ren ruw gemengd, tangentiaal worden toegevoerd.
De fijnheid van de verkregen verdeling of de intensiteit van de menging wordt, behalve door de reeds genoemde lengte van de zuigleiding beinvloed door de vorm en grootte van de rotatiekamer en wel speciaal door de diameter van de toevoer- en afvoeropeningen. Gebleken is, dat bij gelijk- blijvende toevoerdruk een verkleining van de dimensies van de rotatiekamer een verkleining van de deeltjesgrootte van de te verdelen stof tot gevolg heeft.
Een vergroting van de toevoerdruk op de vloeistof heeft bij ge- lijkblijvende dimensies van de rotatiekamer eenzelfde effect. Door de hoge- re druk worden hogere rotatiesnelheden verkregen, waardoor hogere schuif- spanningen worden opgewekt. Dit heeft een verkleinende werking op de deel- tjesgrootte. Wordt een vaste korrelvormige stof centraal toegevoerd, dan worden de vaste delen aan de hoge schuif spanningen blootgesteld, waardoor een zeer intensieve wisselwerking optreedt. Zijn de schuifspanningen hoog, dan kunnen de op deze deeltjes uitgeoefende krachten zo groot worden dat een desintegratie optreedt. Hierdoor is de werkwijze volgens de uitvinding ook geschikt voor het maken van fijne dispersies van vaste stoffen.
Zeer geschikt is de werkwijze voor het dispergeren van vaste stoffen bestaande uit secundaire korrels van samengebalde primaire deeltjes.
De vorm van de rotatiekamer kan verschillend zijn. Zo is een cylindrisch vat met een centraal in een der eindwanden geplaatste afvoero- pening en een in de andere eindwand aangebrachte zuigopening of -leiding en een of meer tangentiaal aan dit vat gerichte toevoerleidingen bruikbaar.
Veelal wordt de vorm min of meer conisch gekozen, waarbij de conushoek kan wisselen. Eenvoudig van constructie zijn de rotatiekamers, waarbij een cylindrisch gedeelte, waarin de toevoerleidingen zijn aange- bracht, aansluit op een conisch gedeelte, waarin aan de punt de afvoer- leiding is aangebracht.'
Zijn de tangentiaal gerichte toevoerleidingen axiaal gezien aan een zijde van de rotatiekamer aangebracht en de afvoer aan de andere zijde, dan ontstaat in het vat een enkelvoudige cycloonstroming. Zijn toevoerlei- dingen axiaal gezien aan dezelfde zijde als de afvoer geplaatst dan ont- staat een dubbele cycloonstroming. De vloeistof beweegt zich dan spiraals- gewijs langs de buitenkant naar het andere uiteinde van de kamer en van- daar langs de as naar de afvoeropening.
Deze beweging wordt ten zeerste bevorderd door het andere uiteinde van de rotatiekamer conisch te maken. De op deze wijze opgewekte stroming kan worden beschreven als de stroming, waarbij in een roterende cylindermantel een tweede cylindermantel of cylin- der voorkomt, met e-en ten gevolge vande kleinere straal van rotatie veel hogere rotatiesnelheid, waarbij de axiale snelheid in deze centrale cylin- der of cylindermantel tegengesteld is aan die in de buitenmantel.
Deze laatste inrichtingen kunnen met voordeel worden toegepast bij het dispergeren van stoffen met een hoger soortelijk gewicht dan het soortelijk gewicht van de dispergerende vloeistof. De te dispergeren stof wordt door de centrale aanzuigopening dan in de snel draaiende centrale cy-
<Desc/Clms Page number 5>
linder opgenomen, waardoor op de deeltjes naast de hoge schuifspanningen een centrifugale kracht gaat werken. De deeltjes worden hierdoor naar bui- ten geslingerd, waarbij de grovere deeltjes in dezelfde tijd een grotere weg afleggen dan de kleinere. Slechts deeltjes beneden een bepaalde maxi= male korrelgrootte zullen daardoor nog in de,stroom, die door de afvoer wordt weggespoten aanwezig zijn.
Deeltjes groter dan een bepaalde kriti- sche grootte zijn reeds voor die tijd uit de in'de afvoer stromende cen- trale cylinder verdwenen en opgenomen in de in axiale zin in tegengestelde richting stromende buitenmantel. Hiermede worden deze deeltjes weer naar het punt van uitgang teruggebracht en weer in de centrale cylinder opgeno- meno De deeltjes groter dan een bepaalde kritische grootte recirculeren der- halve. Hierdoor kan een homogeen product worden verkregen,.
Het is mogelijk de werkwijze volgens de uitvinding zodanig uit te voeren., dat afzonderlijk van elkaar twee of meer componenten b. v. tan- gentiaal worden toegevoerd en een verdere component centraal wordt aange- zogen. De te gebruiken inrichting moet dan voorzien zijn van althans twee tangentiaal gerichte toevoergeleiding n of groepen van toevoergeleidingen.
Ook kan een component tangentiaal en een tweede door-een van schoepen voor- ziene axiaal gerichte ringvormige spleet worden toegevoerd, waarbij een derde component wordt aangezogen
Er kunnen op deze wijze volgens de uitvinding meer samengestel- de mengsels worden gevormd.
Het verkregen'mengsel spuit snel roterend met een vrij grote snelheid uit de afvoeropening Door de snelle rotatie heeft het uitstromend 'mengsel de vorm van een holle kegel. Wordt de rotatiekamer met naar beneden gerichte afvoeropening op enige afstand van een vloeistofspiegel gehouden, dan blijft de kegel als een gesloten roterend kegelvormig vlies staan, waarbinnen een gebied van lagere druk aanwezig is. De vloeistofspiegel kan hierdoor zelfs worden opgezogen.
Wordt de afvoeropening onder een vloeistofoppervlak gehouden dan kan de afvoeropening wijder worden gekozen zonder dat hierdoor de aan- zuigende werking achteruitgaat. Het gevaar, dat gas door de afvoeropening naar binnen wordt gezogen, waardoor de onderdruk in de kern wordt vermin- derd, is dan minder groot. Wordt een gas aangezogen dan is bij een onderge- dompelde rotatiekamer de aanzuigende werking verder afhankelijk van de af- stand van de afvoeropening van de rotatiekamer tot het vloeistof oppervlak, daar dan bij het aanzuigen ook de hydrostatische druk van de vloeistof moet worden overwonnen.
De snelle beweging van het uitstromende mengsel kan worden ge- bruikt om de in een voorraads- of reactievat, waarin het verkregen mengsel wordt uitgespoten, reeds aanwezige materie te roeren, of hierin althans circu- latie-stromingen op te wekken.
Ook is het mogelijk de energie van beweging van het uitstromen- de mengsel gedeeltelijk terug te winnen in de vorm van statische druk, door de afvoer opening te voorzien van een diffuser. Door toepassing hiervan is het mogelijk bij gelijkblijvende werking van de inrichting de toevoerdruk van de primaire vloeistof te verlagen of de teruggewonnen druk b.v. te ge- bruiken voor het aandrijven van een volgende rotatiekamer.
Teneinde de capaciteit van de inrichtingen te vergroten is het zonder meer niet mogelijk de te gebruiken rotatiekamers te vergroten. Om in dit geyal dezelfde fijnheid van verdeling te behouden is het noodzakelijk de toevoerdruk aanzienlijk te verhogen. Het is dan energetisch van voordeel meerdere kleine rotatiekamers parallel te laten werken. Deze naast elkaar ge- plaatste rotatiekamers kunnen constructief tot een gesloten eenheid zijn sa- mengebouwd, welke eenheid slechts voorzien is van n aanvoerleiding van de dispergerende vloeistof, n aanzuigleiding en/of n afvoerleiding.
Ook is het mogelijk de verkregen dispersie of emulsie of het verkregen mengsel in achter de eerste rotatiekamer of groep van rotatieka- mers geschakelde rotatiekam rs verder 'te onderwerpen aan cycloonstromingen,
<Desc/Clms Page number 6>
waarbij eventueel verdere stoffen kunnen worden aangezogen.
De uitvinding heeft derhalve betrekking op een werkwijze voor. het met elkaar in contact brengen van een vloeistof met (een) andere com- ponent(en), door in de vloeistof in een gesloten inrichting een cycloon- stroming op te wekken en de andere component(en) onder invloed van deze cycloonstroming aan te zuigen.
Verder heeft de uitvinding betrekking op een inrichting ten gebruike bij deze werkwijze welke als essentieel onderdeel bevat een of meer rotatiekamers met een gesloten omwentelingsoppervlak als begrenzing, een axiaal geplaatste afvoeropening, een tegenover deze afvoeropening ge- plaatste aanzuigopening, die zich eventueel aan het uiteinde van een in de rotatiekamer stekende axiaal gerichte buis bevindt, en een of meer toe- voergeleidingen, welke zodanig zijn aangebracht, dat bij het inpersen van een vloeistof deze vloeistof in rotatie geraakt op een straal groter dan de straal van de afvoeropening.
Ter toelichting van de uitvinding zijn in de figure 1-6 enke- le inrichtingen volgens de uitvinding schematisch aangegeven terwijl daar- bij op enige toepassingen uitvoeriger is ingegaan.
In figuur 1 en 2 zijn schematisch twee inrichtingen volgens de uitvinding in doorsnede aangegeven. De vloeistof wordt onder druk toe- gevoerd door de tangentiale toevoerleiding 1 resp. la en stroomt via de toevoeropening 2 resp. 2a trangentiaal gericht in de rotatiekamer 7 resp.
7a, gevormd als uitholling in het blok 5 resp. 5a, welke holte is afgeslo- ten met de plaat 6 resp. 6a. De afvoer heeft plaats door de opening 3 resp.
3a gevormd door het mondstuk 9 resp 9a dat geschroefd zit in het blok 5 resp. de plaat 6a. Daar de afvoer op een aanzienlijk kleinere straal plaats vindt dan de toevoer gaat de rotatiestroming in de rotatiekamer 7 resp. 7a over in een snelle cycloonstroming, waardoor de vloeistof in de vorm van een draaiende holle kegelmantel uit het mondstuk 9 resp. 9a spuit.
In de rotatiekamer volgens figuur 1 ontstaat een enkelvoudi- ge cycloonstroming, waarbij de axiale snelheidscomponent van de vloeistof steeds 'dezelfde richting heeft. Bij de rotatiekamer van figuur 2 is de afvoer aan dezelfde zijde gelegen als de toevoer, zodat hier een dubbele cycloonstroming ontstaat. De vloeistof beweegt zich langs de wand van de rotatiekamer naar het tegenover de afvoer opening gelegen uiteinde ; hier af stroomt de vloeistof als een snel roterende cylindermantel naar de afvoeropeningo In beide gevallen ontstaat in het midden een holle kern waarin onderdruk heersto Met behulp van deze onderdruk kan nu de met de vloeistof te mengen component worden aangezogen.
Voor dit doel is bij de uitvoering van figuur 1 tegenover de afvoeropening in de plaat 6 een aanzuigpijp 8 aangebracht. De diameter van deze aanzuigpijp 8 is aanzienlijk kleiner dan de diameter van de afvoerope- ning teneinde te verhinderen dat de vloeistofstroming in de rotatiekamer onregelmatig wordt.
Is de weerstand in de aanzuigleiding n.1. groot, bijvoorbeeld doordat de dosering van de aangezogen component tijdelijk is stopgezet, dan wordt de onderdruk in de rotatiekamer en in het ondereinde van de aanzuiglei- ding langzamerhand groter. Daardoor neemt de rotatiesnelheid toe en wordt de diameter van de holle kern kleiner. De roterende vloeistof zou bij een te grote diameter van de aanzuigopening nu door deze opening in de zuigleiding kunnen stromen, waardoor de onderdruk in deze leiding verdwijnt. Daarna wordt deze leiding weer leeggezogen enz. waardoor een ongewenste min of meer regel- matig pulserende stroming ontst'aat, welke het aanzuigmechanisme verstoort.
Bij de rotatiekamer van figuur 2 wordt de aanzuigopening 4a ge- vormd door een centrale boring in de schroef 10, waarop de aanzuigbuis 8a is bevestigdo
De rotatiekamer volgens figuur 2 is in het bijzonder geschikt voor het mengen met resp. fijn verdelen in een vloeistof van een stof of
<Desc/Clms Page number 7>
mengsel van stoffen die soortelijk zwaarder zijn dan deze vloeistof, daar hier een recirculatie kan optreden, wat bij de'uitvoering van figuur 1-niet het geval is.
Bij het fijn verdelen resp. oplossen van soortelijk lichtere stoffen heeft deze inrichting echter geen voordelen boven de uit- voering van figuur 1. '
In figuur 3 is een inrichting volgens de uitvinding aangege- ven die in het bijzonder geschikt is om te worden gebruikt onder een vloei- stofoppervlak, doordat de toevoerbuizen voor de vloeistof en de aan te zui- gen stof parallel lopen en beide aan de bovenzijde zijn aangebracht.
Figuur 3a stelt de doorsnede van de inrichting volgens het vlak AA in figuur 3b voor; figuur 3b is een doorsnede van de inrichting volgens het vlak BB in figuur 3a.
De rotatiekamer 11 wordt gevormd door de cylindrische wand 12 en de eindstandige wanden 14 en 15.In de cylindrische wand zijn een aan- tal wigvormig toelopende tangentiaal gerichte toevoerspleten 13 voor de vloei- stof aangebracht. Om deze rotatiekamer is een kamer 15 aangebracht voorzien van een toevoerkanaal 17.De rotatiekamer is voorzien van een mondstuk 22, met een centraal geplaatste ronde opening 23 voor de afvoer van de vloeistof.
Wordt door de toevoerbuis 17 vloeistof onder druk geperst, dan stroomt deze via de kamer 16 en de toevoerspleten 13 in de rotatiekamer, waardoor hier een cycloonstroming ontstaat. De vloeistof verlaat de rota- tiekamer door de afvoeropening 23.
In de wand 15 is de aanzuigleiding 19 aangebracht welke in de geleiding 18, voorzien van een pakking 21 en een pakkingsring 20 op en neer beweegbaar isoTeneinde de toevoer van de aangezogen stof te regelen kan in de aanzuigleiding een kraan 23 zijn geplaatst.
In figuur 4 is een inrichting aangegeven, die in het bijzonder geschikt is voor het doen aanzuigen van fijn verdeelde vaste of sterk vis- ceuse vloeibare mengsels. Figuur 4a stelt voor een doorsnede van de inrich- ting volgens het vlak AA in figuur 4b; figuur 4b is een doorsnede volgens het vlak BB in figuur 4a. De rotatiekamer 7b is voorzien van twee tangen- tiaal gerichte toevoerpijpen 1b, die in dit geval rechthoekig zijn uitge- voerd, zodat de toevoer openingen 2b in het cylindrische gedeelte van de ro- tatiekamer ook rechthoekig zijn.
De afvoeropening 3b wordt gevormd in het mondstuk 9b dat in de wand, axiaal gezien, aan de zijde yan de toevoer van de vloeistof is aange- bracht. Hierdoor ontstaat in de rotatiekamer bij het binnenpersen van de vloei- stof door de'leidingen 1 b een dubbele cycloonstroming en daardoor de moge- lijkheid van een recirculatie van de te dispergeren Stof. De zuigleiding 8b, geplaatst tegenover de afvoeropening 3b is voorzien van een transportschroef 25, welke gevoed wordt vanuit de trechter 26. De zuigleiding is met de' schroef 27 bevestigd op het huis 5b van de rottiekamer 7b.
De 'hier geschetste inrichting is in het bijzonder geschikt voor het op elkaar doen inwerken van twee vloeistoffen in aanwezigheid van een derde stof b.v. een katalysator. De beide vloeibare componenten van de re- actie kunnen dan afzonderlijk van elkaar door de toevoerleidingen 1 b wor- den aagvoerd, de ratalysator door de zuigbuis 8b worden aangezogen, waarbij het transport door de transportschroef 25 wordt vergemakkelijkt.
Figuren 5a, b, en 6a, b geven twee voorbeelden van inrichtingen, waarbij meerdere rotatiekamers tot een grotere eenheid zijn gecombineerd.
Figuur 5a resp. 6a stelt een doorsnede van de inrichting voor volgens het vlak AA in figuur 5b, resp. 6b ; figuur 5b respo 6b is een door- snede volgens het vlak BB in figuur 5a resp. 6ao
Bij de inrichting volgens figuren 5a en b zijn de rotatiekamers 29, de centrale aanzuigkamer 30 en de afzonderlijke aanzuigleidingen 31 uit- geboord in een cylindrisch blok 28. Op de centrale aanzuigkamer is de zuig- buis 32 aangesloteno De rotatiekamers zijn afgesloten door de platen 33, waarin de mondstukken 34 zijn geschroefd. Op het cylindrische blok 28 is de vloeistofkamer 37 aangebracht, voorzien van de toevoer 38.
Door tangen-
<Desc/Clms Page number 8>
tiaal gerichte toevoer leidingen 35, uitmondende met de toevoeropeningen 36 in de rotatiekamers 29 kan de vloeistof welke door leiding 38 in de kamer
37 wordt geperst in de rotatiekamers stromen, waardoor hier een cycloon- stroming ontstaat en de tweede component via de leiding 32, de centrale ka- mer 30 en de zuigleidingen 31 kan worden aangezogen. Dit type inrichting is in het bijzonder geschikt voor het beluchten van vloeistoffen in een tank. De aangezogen lucht wordt in fijn verdeelde toestand horizontaal weggespoten. Hierdoor ontstaan circulatiestromingen in de tank, waardoor de gehele inhoud op een snelle manier van zuurstof wordt voorzien.
In figuren 6a en b stelt 40 een cylindrisch blok voor, waarin zes rotatiekamers 41 en een centrale boring 42 zijn aangebracht. De onder- zijde van elke rotatiekamer wordt gevormd door de schroef 43 waarin het profiel van het conische gedeelte van de rotatiekamer en de uitlaat zijn uitgespaard.
De centrale boring is met een schroef 46 aan de onderzijde af- gesloten. In het blok 40 zijn verder de tangentiaal aan de rotatiekamer ge- richte toevoergeleidingen 44 uitgefreesd, uitmondende met de toevoeropenin- gen 45 in de rotatiekamers.
De rotatiekamers en de toevoergeleidingen worden aan de boven- zijde afgesloten door een plaat 47. In deze plaat zijn concentrisch met de rotatiekamers de zuigleidingen 49 aangebracht. De gemeenschappelijke zuig- kamer 50 wordt gevormd door een ringvormige uitsparing in het cylindrische blok 51, welk blok weer voorzien is van een centrale boring. In dit blok is de zuigleiding 52 geschroefd en de toevoerleiding van de vloeistof 48. De blokken 51 en 40 kunnen b.v. met trekbouten 53 op elkaar zijn bevestigd. Zo nodig kan nog een plaat van veerkrachtig materiaal tussen de plaat 47 en de blokken worden aangebracht teneinde lekken te voorkomen.
Wordt door de leiding 48 vloeistof geperst, dan beweegt deze zich via de boring 42, de tangentiale toevoerleidingen 44 en de toevoerope- ningen 45 naar de rotatiekamers 41, waar een snelle cycloonstroming ontstaat.
De vloeistof verlaat deze rotatiekamers door de afvoeropeningen in de mond- stukken 43. Tengevolge van de cycloonstroming ontstaat in het centrum van de rotatiekamers een onderdruk, waardoor een tweede component via de zuigleidin- gen 49, de zuigkamer 50 en de zuigleiding 52 kan worden aangezogen.
De inrichting is in het bijzonder geschikt voor het oplossen resp. fijn verdelen van een gas of een weinig visceuse vloeistof in een vloeistof. Evenals bij de inrichting volgens figuren 5a en b is ook hier door het vermenigvuldigen van het aantal rotatiekamers de capaciteit aan- zienlijk verhoogd, zonder dat de fijnheid van de verkregen dispersie achter- uitgaat of de toevoerdruk behoeft te worden verhoogd.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD AND DEVICE FOR FINE DIVIDING RESP. DISSOLVING A SUBSTANCE IN A LIQUID.
The invention relates to a method and apparatus for bringing one or more substances or a mixture of substances into contact with a liquid, by finely distributing said substance or substances in the liquid or mixing with it.
The liquid into which the other component (s) are finely divided or with which the other component (s) are mixed may be a single substance or may have other substances dissolved, dispersed or emulsified in it. The finely divided resp. Substances to be dissolved may be single substances or consist of mixtures of substances. They may furthermore be gaseous, liquid or solid. In the latter case it is necessary that the solid is already more or less finely divided.
The purpose of this finely dividing resp. solving can be very different. Thus, the invention can be used to make more or less stable emulsions or suspensions or to prepare. homogeneous solutions ...
In particular, the invention is important for carrying out physical or chemical reactions between a liquid or one dissolved in a liquid. dispersed or emulsified substance and one or more other components, the course of the reaction being dependent on the speed at which the substances are brought into contact with each other or the size of the contact surface playing an important role
Without intending to limit the invention to this, special applications may be mentioned washing a liquid or a gas by fine distribution in the liquid, aerating waste water,
sludge suspensions or other liquids "in which aerobic microbiological process-
<Desc / Clms Page number 2>
games, such as occur in the preparation of alcohol, acetic acid and various bactericidal substances; further conducting heterogeneous catalytic reactions in a liquid medium wherein the catalyst is finely divided in the liquid phase, etc.
The known devices for mixing resp. fine distribution of a substance with respo in a liquid usually contain moving parts such as stirrers, kneading arms or vibrating walls or plates * This makes the constructions, especially when working with corrosive substances or when at a high or very low temperature or under a barrier. of the atmosphere has to be worked on, often quite complicated and expensive.
Many methods have been described for finely distributing a gas in a liquid. Here, too, the gas is usually forced into the liquid under pressure, e.g. using porous plates or meshes. In order to obtain a finer distribution, it has been proposed, among other things, to move the walls of the openings through which the gas enters the liquid rapidly relative to the liquid, e.g. by vibrating the porous plate or mesh or by applying the gas exit orifices on the ends of the blades of a high speed stirrer. It has also been proposed to introduce the gas to be distributed into the liquid by sucking it in with an injector or by striking it into the liquid with jets of water or with rotating brushes. The resulting distribution is usually not very satisfactory in this way.
For the interaction of a liquid or solid and a liquid, in addition to devices corresponding to the aforementioned, also devices are used in which the mixture is guided along curved roads or at high speed against a wall or an other. - the body is sprayed.
In the Ned. O.S. 31,972 discloses an apparatus for the preparation of asphalt emulsions consisting of a cylindrical space provided with a central discharge opening, in which space two tangentially directed supply guides are arranged. If the components to be mixed - water and warm thin liquid asphalt - are pressed into the cylindrical space by these feed guides, an emulsion is formed under the influence of the rotating flow occurring in the cylindrical space.
The object of the invention is to improve the existing apparatus and methods for mixing resp. finely dividing two or more substances into each other, at least one of which is liquid.
According to the invention, the mixing resp. the dispersion obtained by generating a strong cyclone flow in the liquid with which a second component is to be mixed or into which a second component is to be dispersed, whereby a second component is supplied at or near the center of the cyclcon flow.
A cyclone flow is understood to be a steady rotating flow in which the tangential velocity component increases as the radius of the rotation decreases. Such a flow can be generated by forcing a liquid into a space bounded by a closed surface of revolution, hereinafter referred to as a rotation chamber, which is provided with a central discharge opening, in such a way that at a radius greater than the radius of the the discharge opening is given a velocity to the liquid with a tangentially directed component.
This can be achieved by forcing the liquid through substantially tangentially directed feed lines into the rotation chamber or by supplying the liquid in a substantially axial direction to the rotation chamber, either through the shape of the feed line or through this feed line. organs present on the liquid are given a rotating movement with the axis of the rotation chamber as the axis of rotation. For example, this axial supply can take place through an annular gap, in which guide vanes are arranged, or through helical channels.
<Desc / Clms Page number 3>
The tangential supply can be effected by one supply line or by a number of supply lines arranged at regular distances from each other on the periphery of the rotation chamber. Several supply guides are less easy to construct, but have the advantage that the rotation becomes more symmetrical, especially at lower speeds. These supply guides can be round or rectangular tubes or consist only of slits in the outer wall of the rotation chamber. In the latter case, the liquid must be supplied from a space enclosing the rotation chamber.
If a cyclone flow is generated in a liquid, a hollow core is formed in the center in which air or vapor is present at a relatively low pressure. If the rotation chamber is properly dimensioned, this pressure can fall to approximately the vapor pressure of the liquid used.
According to the preferred embodiment of the invention, this underpressure is used to mix or mix the fluid with the liquid. suction into finely divided component. Also when the central supply is effected under the influence of a certain pressure or with the use of a transport member, use can be made of the suction effect of the underpressure generated in the core. The pressure to be applied can then be taken to be lower and there will be no additional measures required to prevent leaks.
The to mix resp. Substances to be finely divided can be introduced into the rotation chamber via a central suction line opening into the rotation chamber. There they are absorbed by the rapidly rotating liquid and exposed to the great shear stresses occurring in the liquid. Due to the great forces acting on the individual particles, a very fine distribution resp. a rapid mixing is obtained.
The resulting end product is then sprayed out through the centrally located discharge opening.
In order to obtain a good suction effect, it is necessary that the diameter of the suction opening at the bottom of the suction pipe is smaller than that of the discharge opening or at least that the resistance of the suction pipe for the rotating liquid is higher. than the resistance of the discharge opening and any discharge pipe placed behind it. If this is not the case, the rotating liquid will be able to enter the suction line, whereby the suction effect is lost.
The suction opening can be formed by an opening in the wall of the rotation chamber placed centrally and opposite the discharge opening. A suction line can then be connected to this opening. Usually the suction line extends into the rotation chamber. It has been found that the suction effect is little dependent on the length of the. suction pipe in the rotation chamber. The suction effect is only lost if the suction line protrudes beyond the narrowest part of the discharge opening. The fineness of the resulting distribution does depend on the length of the suction line in the rotation chamber. If the distance between the mouth of the suction line and the discharge opening is too small, the particles formed will enlarge.
The amount of liquid that is forced through a specific rotation chamber at a certain pressure drop across the rotation chamber is practically independent of the amount of centrally drawn-in dust. This makes it possible in a simple manner with a control valve, arranged in the suction line, the ratio of the component to be dispersed and the dispersant. liquid.
It is of great importance here that as the pressure drop across the rotation chamber increases, the amount of liquid that is pressed through the rotation chamber per unit time increases, but that in addition the rotational speed of the liquid increases, as a result of which the suction power and thus the amount of dust sucked in increases * At the establishments
<Desc / Clms Page number 4>
according to the invention, the mixing ratio is not very sensitive to accidental pressure fluctuations in the feed of the dispersing or dissolving liquid. This advantageously distinguishes the devices according to the invention from the devices described in the aforementioned Ned. O.S. 31,972, wherein the liquids to be mixed or dispersed in each other are both fed tangentially into the rotation chamber.
A further advantage is that in the method according to the invention, the liquid to be mixed or mixed with the liquid. The substance to be dispersed is sucked in, so that this substance does not have to be supplied under pressure. This is of great advantage, especially in the case of dangerous or highly corrosive substances. In addition, extensive tests have shown that a considerably better and faster distribution can generally be obtained with the central feed than in cases where the two components, whether or not previously mixed, are tangentially. are supplied.
The fineness of the resulting distribution or the intensity of the mixing is influenced not only by the already mentioned length of the suction line, but also by the shape and size of the rotation chamber, and in particular by the diameter of the inlet and outlet openings. It has been found that, with constant supply pressure, a reduction in the dimensions of the rotation chamber results in a reduction in the particle size of the substance to be distributed.
An increase in the supply pressure on the liquid has the same effect with the same dimensions of the rotation chamber. Due to the higher pressure, higher rotational speeds are obtained, so that higher shear stresses are generated. This has a reducing effect on the particle size. If a solid granular substance is supplied centrally, the solid parts are exposed to the high shear stresses, resulting in a very intensive interaction. If the shear stresses are high, the forces exerted on these particles can become so great that disintegration occurs. This makes the method according to the invention also suitable for making fine dispersions of solids.
The method is very suitable for dispersing solids consisting of secondary grains of compacted primary particles.
The shape of the rotation chamber can be different. For instance, a cylindrical vessel with a discharge opening placed centrally in one of the end walls and a suction opening or line arranged in the other end wall and one or more supply lines directed tangentially to this vessel can be used.
The shape is usually chosen to be more or less conical, whereby the cone angle can change. The rotation chambers are simple in construction, a cylindrical part in which the supply lines are arranged, connecting to a conical part in which the discharge line is arranged at the tip.
If the tangentially oriented supply lines are arranged axially on one side of the rotation chamber and the discharge on the other side, a single cyclone flow is created in the vessel. If supply lines are placed axially on the same side as the discharge, a double cyclone flow is created. The liquid then spirals around the outside to the other end of the chamber and from there along the axis to the discharge opening.
This movement is greatly enhanced by making the other end of the rotation chamber conical. The flow generated in this way can be described as the flow in which in a rotating cylinder jacket a second cylinder jacket or cylinder occurs, with a much higher rotation speed due to the smaller radius of rotation, the axial velocity in this central cylinder. - the cylinder jacket is opposite to that in the outer jacket.
The latter devices can advantageously be used in the dispersion of substances with a higher specific weight than the specific weight of the dispersing liquid. The substance to be dispersed is then fed through the central suction opening into the rapidly rotating central cycle.
<Desc / Clms Page number 5>
linder, so that a centrifugal force acts on the particles in addition to the high shear stresses. As a result, the particles are flung outwards, whereby the coarser particles travel a greater distance than the smaller ones in the same time. Only particles below a certain maximum grain size will therefore still be present in the stream which is sprayed away through the discharge.
Particles larger than a certain critical size have already disappeared from the central cylinder flowing in the downstream discharge and have been taken up in the outer casing flowing in an axial direction in the opposite direction. These particles are hereby returned to the point of exit and taken up again in the central cylinder. The particles larger than a certain critical size therefore recirculate. As a result, a homogeneous product can be obtained.
It is possible to carry out the method according to the invention in such a way that two or more components b. v. are supplied tangentially and a further component is centrally drawn. The device to be used must then be provided with at least two tangentially directed supply lines or groups of supply lines.
It is also possible to supply a component tangentially and a second axially oriented annular gap provided by a vane, whereby a third component is drawn in.
More composite mixtures can be formed in this manner according to the invention.
The resulting mixture sprays out of the outlet opening in rapid rotation at a fairly high speed. Due to the rapid rotation, the outflowing mixture has the shape of a hollow cone. If the rotation chamber with downwardly directed discharge opening is kept at some distance from a liquid surface, the cone remains as a closed rotating conical fleece, within which a region of lower pressure is present. The liquid level can even be sucked up as a result.
If the discharge opening is held below a liquid surface, the discharge opening can be chosen to be wider without the suction effect deteriorating as a result. The risk of gas being sucked in through the discharge opening, whereby the underpressure in the core is reduced, is then less great. If a gas is sucked in, the suction effect in a submerged rotation chamber is further dependent on the distance of the discharge opening of the rotation chamber from the liquid surface, since the hydrostatic pressure of the liquid must then also be overcome during suction.
The rapid movement of the outflowing mixture can be used to stir the matter already present in a storage or reaction vessel into which the resulting mixture is ejected, or at least to generate circulation flows therein.
It is also possible to partially recover the energy of movement of the outflowing mixture in the form of static pressure, by providing the discharge opening with a diffuser. By using this it is possible with constant operation of the device to reduce the supply pressure of the primary liquid or to reduce the reclaimed pressure, e.g. to be used for driving a next rotation chamber.
In order to increase the capacity of the devices, it is simply not possible to enlarge the rotation chambers to be used. In order to maintain the same fineness of distribution in this gel, it is necessary to increase the supply pressure considerably. It is then energetically advantageous to have several small rotation chambers operate in parallel. These juxtaposed rotation chambers can be constructed constructively into a closed unit, which unit is provided with only one feed line for the dispersing liquid, one suction line and / or one discharge line.
It is also possible to further subject the obtained dispersion or emulsion or the obtained mixture to cyclone currents in a rotation chamber connected downstream of the first rotation chamber or group of rotation chambers.
<Desc / Clms Page number 6>
whereby further substances can optionally be drawn in.
The invention therefore relates to a method for. bringing a liquid into contact with (another) other component (s), by generating a cyclone flow in the liquid in a closed device and by generating the other component (s) under the influence of this cyclone flow suck.
The invention further relates to a device for use in this method which comprises, as an essential part, one or more rotation chambers with a closed surface of revolution as a boundary, an axially placed discharge opening, a suction opening disposed opposite this discharge opening, which may be located at the end an axially oriented tube protruding into the rotation chamber, and one or more supply conduits, which are arranged such that when a liquid is pressed in, said liquid starts to rotate at a radius greater than the radius of the discharge opening.
To illustrate the invention, Figures 1-6 schematically show some devices according to the invention, while some applications are discussed in greater detail.
Figures 1 and 2 schematically show two devices according to the invention in cross section. The liquid is supplied under pressure through the tangential supply line 1 resp. 1a and flows through the inlet opening 2 resp. 2a transiently oriented in the rotation chamber 7 resp.
7a, formed as a recess in the block 5, respectively. 5a, which cavity is closed with the plate 6 and 6, respectively. 6a. The discharge takes place through the opening 3 resp.
3a formed by the mouthpiece 9, 9a, which is screwed into the block 5, respectively. the plate 6a. Since the discharge takes place at a considerably smaller radius than the supply, the rotational flow enters the rotation chamber 7 and 7, respectively. 7a changes into a fast cyclone flow, whereby the liquid in the form of a rotating hollow cone shell emerges from the nozzle 9 and 9, respectively. 9a syringe.
In the rotation chamber according to figure 1 a single cyclone flow is created, in which the axial velocity component of the liquid always has the same direction. In the rotation chamber of figure 2, the discharge is located on the same side as the inlet, so that a double cyclone flow is created here. The liquid moves along the wall of the rotation chamber to the end opposite the discharge opening; The liquid flows from here as a rapidly rotating cylinder jacket to the discharge opening. In both cases a hollow core is formed in the middle in which underpressure prevails. With the aid of this underpressure, the component to be mixed with the liquid can now be drawn in.
For this purpose, a suction pipe 8 is arranged opposite the discharge opening in the plate 6 in the embodiment of figure 1. The diameter of this suction pipe 8 is considerably smaller than the diameter of the discharge opening in order to prevent the liquid flow in the rotation chamber from becoming irregular.
Is the resistance in the suction line n.1. large, for example because the dosing of the sucked-in component has been temporarily stopped, the underpressure in the rotation chamber and in the lower end of the suction line gradually increases. As a result, the rotational speed increases and the diameter of the hollow core becomes smaller. If the diameter of the suction opening is too large, the rotating liquid could now flow through this opening in the suction line, as a result of which the underpressure in this line disappears. Subsequently, this line is evacuated again, etc., resulting in an undesirable more or less regular pulsating flow, which disturbs the suction mechanism.
In the rotation chamber of Figure 2, the suction opening 4a is formed by a central bore in the screw 10, to which the suction tube 8a is attached.
The rotation chamber according to figure 2 is particularly suitable for mixing with resp. finely distribute in a liquid of a substance or
<Desc / Clms Page number 7>
mixture of substances which are specifically heavier than this liquid, since recirculation can occur here, which is not the case in the embodiment of FIG. 1.
When finely distributing resp. however, this device has no advantages over the embodiment of figure 1 for dissolving specifically lighter substances.
Figure 3 shows a device according to the invention which is particularly suitable for use under a liquid surface, in that the supply tubes for the liquid and the substance to be sucked are parallel and both are at the top. applied.
Figure 3a represents the cross-section of the device according to plane AA in Figure 3b; Figure 3b is a sectional view of the device along the plane BB in Figure 3a.
The rotation chamber 11 is formed by the cylindrical wall 12 and the terminal walls 14 and 15. In the cylindrical wall a number of wedge-shaped tangentially oriented feed slots 13 for the liquid are provided. A chamber 15, provided with a supply channel 17, is arranged around this rotation chamber. The rotation chamber is provided with a nozzle 22, with a centrally placed round opening 23 for the discharge of the liquid.
If liquid under pressure is pressed through the supply tube 17, it flows via the chamber 16 and the supply gaps 13 into the rotation chamber, causing a cyclone flow here. The liquid exits the rotation chamber through the discharge opening 23.
In the wall 15 the suction line 19 is arranged, which in the guide 18 is provided with a gasket 21 and a gasket ring 20 which can be moved up and down. In order to control the supply of the sucked-in substance, a tap 23 can be placed in the suction line.
Figure 4 shows a device which is particularly suitable for drawing in finely divided solid or highly viscous liquid mixtures. Figure 4a represents a sectional view of the device taken along plane AA in Figure 4b; Figure 4b is a section along the plane BB in Figure 4a. The rotation chamber 7b is provided with two tangentially oriented feed pipes 1b, which in this case are rectangular, so that the feed openings 2b in the cylindrical portion of the rotation chamber are also rectangular.
The discharge opening 3b is formed in the nozzle 9b which is arranged in the wall, viewed axially, on the side of the supply of the liquid. This creates a double cyclone flow in the rotation chamber when the liquid is forced in through the lines 1b and thus the possibility of recirculation of the substance to be dispersed. The suction line 8b, located opposite the discharge opening 3b, is provided with a screw conveyor 25, which is fed from the funnel 26. The suction line is attached with the screw 27 to the housing 5b of the rotten chamber 7b.
The device outlined here is particularly suitable for interacting two liquids in the presence of a third substance, e.g. a catalyst. The two liquid components of the reaction can then be fed separately from each other through the supply lines 1b, the catalyst drawn in through the suction pipe 8b, whereby the transport through the screw conveyor 25 is facilitated.
Figures 5a, b, and 6a, b give two examples of devices in which several rotation chambers are combined into a larger unit.
Figure 5a resp. 6a represents a section of the device according to the plane AA in FIG. 5b, respectively. 6b; figure 5b and 6b respectively is a section according to the plane BB in figure 5a and 6b, respectively. 6ao
In the device according to Figures 5a and b, the rotation chambers 29, the central suction chamber 30 and the separate suction lines 31 are bored in a cylindrical block 28. The suction tube 32 is connected to the central suction chamber. The rotation chambers are closed by the plates 33. , into which the nozzles 34 are screwed. The liquid chamber 37, provided with the supply 38, is arranged on the cylindrical block 28.
By pliers
<Desc / Clms Page number 8>
supply lines 35, debouching with the supply openings 36 in the rotation chambers 29, the liquid flowing through line 38 into the chamber
37 is pressed into the rotation chambers, whereby a cyclone flow is created here and the second component can be sucked in via the line 32, the central chamber 30 and the suction lines 31. This type of device is particularly suitable for aerating liquids in a tank. The sucked-in air is ejected horizontally in a finely distributed state. This creates circulation currents in the tank, so that the entire content is quickly supplied with oxygen.
In Figures 6a and b, 40 represents a cylindrical block in which six rotation chambers 41 and a central bore 42 are arranged. The underside of each rotation chamber is formed by the screw 43 in which the profile of the conical portion of the rotation chamber and the outlet is recessed.
The central bore is closed with a screw 46 on the underside. In the block 40, the supply guides 44 directed tangentially to the rotation chamber are also milled out, opening with the supply openings 45 in the rotation chambers.
The rotation chambers and the supply lines are closed at the top by a plate 47. The suction lines 49 are arranged in this plate concentrically with the rotation chambers. The common suction chamber 50 is formed by an annular recess in the cylindrical block 51, which block in turn is provided with a central bore. In this block the suction line 52 is screwed and the liquid supply line 48. The blocks 51 and 40 can e.g. are fastened together with tension bolts 53. If necessary, another sheet of resilient material can be placed between the plate 47 and the blocks to prevent leaks.
When liquid is forced through line 48, it travels through bore 42, tangential feed lines 44 and feed openings 45 to rotational chambers 41, where a rapid cyclone flow is created.
The liquid leaves these rotation chambers through the discharge openings in the nozzles 43. As a result of the cyclone flow, an underpressure is created in the center of the rotation chambers, whereby a second component can be sucked in via the suction lines 49, the suction chamber 50 and the suction line 52. .
The device is particularly suitable for dissolving resp. fine distribution of a gas or a liquid that is not viscous in a liquid. As with the device according to Figs. 5a and b, here, too, the capacity is considerably increased by multiplying the number of rotation chambers, without the fineness of the resulting dispersion decreasing or the supply pressure having to be increased.