Homogeiiiskr- und- Dispergiergerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Homo genisier-und Dispergiergerät zur Verarbeitung von Gemischen, welche mindestens eine flüssige Phase enthalten.
Es sind Apparate bekannt, mit denen Gemische, welche mindestens eine flüssige Phase aufweisen, homogenisiert oder dispergiert werden können. Diese Apparate weisen jedoch verschiedene Nachteile auf.
Bei den herkömmlichen Apparaten ist zur Erreichung der erforderlichen Homogenität von Dispersionen eine relativ grosse Zeit erforderlich, während zur Herstellung von Emulsionen relativ grosse Mengen an Emulgierungsmiltteln benötigt werden. Ferner besteht bei den bekannten Apparaten der Nachteil, dass oft Luft in das zu verarbeitende Produkt eingesaugt wird, was in gewissen Fällen, insbesondere in der pharmazeutischen Industrie, unerwünscht ist. Weitere Nachteile der bestehenden Apparate bestehen darin, dass sie starke Vibrationen erzeugen und dadurch die Verwendung emaillierter Behälter und gläserner Gefässe für das Produkt verunmöglichen, dass sie umständlich zu reinigen sind und einer besonderen Wartung (Schmierung usw.) bedürfen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, ein Homogenisier und Dispergiergerät zu schaffen, das von den oben erwähnten Nach;teilen frei ist.
Das erfindungsgemässe Homogenisier- und Di spergiergerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es in einem vertikalen Rohrstutzen in Abstand vom oberen Rand mindestens je eine nicht drehbare Statorplatte mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen und unmittelbar darunter je ein drehendes Werkzeug mit Pump- und Scherwirkung aufweist und in Abstand über dem oberen Rand oder am oberen Ende des Rohrstutzens eine quer zur Achse des Rohrstutzens gelegene Prallplatte vorgesehen ist.
Im folgenden sind spezielle Ausführungsformen des erfindungsgemässen Geräts beschrieben.
In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines er findungsgemässen Geräts,
Fig. 2 bis 5 acht verschiedene Ausführungsformen eines Bestandteils (Statorplatte) des Geräts in Draufsicht,
Fig. 6 bis 11 acht verschiedene Ausführungsformen eines anderen Bestandteils (drehendes Werkzeug) des Geräts, wobei die Fig. 6 und 7 Draufsichten, die Fig. 8 bis 10 Seitenansichten und d die Fig. 11 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht sind,
Fig. 12 bis 18 je sieben verschiedene Ausführungsformen eines dritten Bestandteils (Prallplatte) des Geräts im Schnitt,
Fig. 19 und 20 zwei verschiedene Ausführungsformen eines vierten Bestandteils (Rohrstutzen) des Geräts im Schnitt,
Fig.
21 eine Teilansicht einer speziellen Aus führungsform des Geräts, teilweise im Schnitt.
In Fig. 1 ist eine spezielle Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts mit einer besonderen Haltevorrichtung dargestellt.
An einem Stativ mit Stativfuss 1 und Stativstange 2 ist verstellbar ein Gehäuse 3 befestigt, das in seinem Inneren einen Elektromotor (nicht eingezeichnet) zum Antrieb des Geräts enthält. Im unteren Teil 3a des Gehäuses sind vier vertikale Haltestangen 4 befestigt.
Die Haltestangen 4 halten an ihrem unteren Ende eine Statorplatte 5 (im Schnitt schematisch) in Position, die ihrerseits einen Rohrstutzen 6 (im Schnitt) trägt. Parallel zu den Haltestangen 4 verläuft eine Antriebswelle 7, die durch die Statorplatte 5 hindurchgeführt ist, und an deren unterem Ende ein drehendes Werkzeug 8 (schematisch) mittels einer Mutter 15 gesichert ist. Das drehende Werkzeug 8 ist unmittelbar unter der Statorplatte 5 angeordnet und wird vom Elektromotor über die Antriebswelle 7 angetrieben. Oberhalb des Rohrstutzens 6 ist eine Prallplatte 9 angeordnet, welche Öffnungen (nicht dargestellt) besitzt, durch welche Haitestangen 4 und Antriebswelle 7 hindurchgeführt sind. Die Prallplatte 9 ist mittels eines Stabes 10 und einer Stellschraube
11 höhenverstellbar am unteren Teil 3a des Gehäuses 3 befestigt.
Die Statorplatte 5 ist mit Öffnungen oder Löchern versehen, die verschieden geformt und angeordnet sein können. In den Fig. 2 bis 5 sind verschiedene Ausführungsformen der Löcher in der Statorplatte dargestellt. Jede dieser Ausführungsformen besitzt 4 am Rande angeordnete Befestigungsöffnungen 12 zur Aufnahme der Enden der Haltestangen 4 und eine mittlere Öffnung 13 zur Durchführung der Antriebswelle 7. Jede der Fig. 2 bis 5 stellt zwei verschiedene Ausführungsformen der Statorplatte dar. Der untere Teil von Fig. 4 zeigt eine als Sieb ausgebildete Statorplatte. Der Rest dieser Figuren erklärt sich selbst und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
Das drehende Werkzeug 8 ist so ausgebildet, dass es zugleich eine Pump- oder Saugwirkung von unten nach oben und eine Scherwirkung auf das zu behandelnde Gemisch ausüben kann. In den Fig. 6 bis
11 sind verschiedene Ausführungsformen des drehenden Werkzeugs dargestellt. Die Fig. 6 und 7 stellen insgesamt vier verschiedene Ausführungsformen des drehen den Werkzeugs in Draufsicht dar. Diese Werkzeuge bestehen aus in verschiedenen Formen gestanzten Platten. Die Platten weisen in der Mitte eine Öffnung 14 auf, mittels welcher die Platte auf die Antriebswelle 7 aufgeschoben werden kann. Die im wesentlichen radial verlaufenden Kanten der Platte, die beim Drehen des Werkzeugs (Pfeilrichtung) zu Vorderkanten 16 werden, sind in Drehrichtung von oben nach unten abgeschrägt.
Dadurch kann das drehende Werkzeug 8 in dieser Ausführungsform nicht nur eine Scher- und Schneide-, sondern auch eine Saugwirkung von unten nach oben auf das zu Ibe- handelnde Gemisch ausüben. Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform des drehenden Werkzeugs weist eine Anzahl radial nach aussen stehender, vertikaler Flügel 17 auf, welche mit einem gemeinsamen zentralen Ring 18 fest verbunden sind. Dieser Ring 18 besitzt ein zentrales Loch und ist auf einen am unteren Ende der Antriebswelle 7 angebrachten Ge windebolzen 19 aufgeschoben und mittels einer Mutter 15 daran befestigt. Die Flügel 17 sind an ihrer Oberkante 20 entgegengesetzt zur Drehrichtung (Pfeil) umgebogen. Das Werkzeug von Fig. 8 besitzt auf Grund seiner Konstruktion im Betrieb eine starke Scherwirkung verbunden mit einer relativ schwachen Saugwirkung.
In Fig. 9 ist ein drehendes Werkzeug von der Seite dargestellt, das dem im oberen Teil von Fig. 6 gezeichneten ähnlich ist. Es besteht aus einem auf die Antriebswelle 7 aufgeschraubten Ring 21, an dem aussen eine Anzahl radialer rechteckförmiger Zähne 22 angebracht sind. Die Zähne 22 sind an ihrer beim Drehen (Pfeil) vorderen Kante 23 in Dreh richtung (Pfeil) von oben nach unten schräg angeschliffen. Das drehende Werkzeug von Fig. 10 besteht aus einer mit radialen, schräg gestellten Flügeln 24 bewehrten Hülse 25, welche auf die Antriebswelle 7 aufgeschraubt ist. Die Flügel 24 verlaufen in Drehrichtung (Pfeil) schräg von oben nach unten. Das drehende Werkzeug von Fig. 11 besteht aus einer an der Antriebswelle 7 festgeschraubten Platte 26, welche auf ihrer Unterseite über eine Anzahl Flügel 27 mit einer zweiten, parallelen Platte 28 fest verbunden ist.
Die Flügel 27 sind nahe der Peripherie der Platten 26, 28 angebracht und sind radial und schräg nach unten gestellt. Die Flügel 27 sind in Drehrichtung schräg von oben nach unten orientiert. Die erste Platte 26 weist zwischen Zentrum und Peripherie mehrere Öffnungen 29 und die zweite Platte 28 eine zentrale Öffnung 30 zum Durchtritt des zu behandelnden Gemisches auf.
In den Fig. 12 bis 18 sind verschiedene Ausführungen der Prallplatte 9 von Fig. 1 dargestellt. Bei allen Ausführungsformen sind Löcher 31 zur Durchführung der Haltestangen und der Antriebswelle vorhanden. Sämtliche Prallplatten sind, von den Löchern abgesehen, rotationssymmetrisch. Die Querschnittsformen der verschiedenen Ausführungen gehen aus den Figuren henor und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Die untere Oberfläche der Prallplatte kann glatt oder gerillt und gezahnt oder mit Karborundumpulver beklebt sein.
In Fig. 19 ist eine alternative Form des Rohrstutzens 6 von Fig. 1 im Querschnitt dargestellt.
Dieser Rohrstutzen weist unten eine konische Erweiterung 32 auf, während er in seinem oberen Teil 33 zylindrisch ist. Unmittelbar oberhalb der tXbergangs- stelle von der konischen zur zylindrischen Partie kommt die Statorplatte 5 zu liegen.
Fig. 20 stellt Rohrstutzen und Prallplatte einer Variante des erfindungsgemässen Geräts mit gedrängter Bauweise dar. Der Rohrstutzen hat dieselbe Form wie in Fig. 19, ausser dass er auch im oberen Teil 34, das heisst unmittelbar oberhalb der Statorplatte 5, konisch erweitert ist. An seinem oberen Ende ist der Rohrstutzen direkt mit der Prallplatte 35 fest verbunden. Rohrstutzen und Prallplatte 35 bilden somit in dieser Ausführungsform eine Art Gehäuse. Die Prallplatte 35 weist oben Öffnungen 36 zur Durchführung der Haltestäbe und der Antriebswelle auf. In ihrem oberen konisch erweiterten Teil besitzt der Rohrstutzen Auslassöffnungen 37 für das behandelte Gemisch.
In Fig. 21 ist eine weitere Ausführungsform der im Inneren des Rohrstutzens 6 angeordneten Teile des Geräts dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 skizzierten dadurch, dass sie ausser einer Statorplatte 5 und einem ersten drehenden Werkzeug 8a ein zweites drehendes Werkzeug 8b und eine mit Löchern versehene Eintrittsplatte 38 besitzt. Die Eintrittsplatte ist am unteren Ende des Rohrstutzens 6 befestigt und schliesst diesen nach unten ab. Das zweite drehende Werkzeug 8b ist an der verlängerten Antriebswelle 7, auf welche das erste drehende Werkzeug 8a aufgekeilt ist, mittels einer Mutter 39 befestigt. Das zweite drehende Werkzeug 8b liegt unmittelbar oberhalb der Eintrittsplatte 38.
Die beiden drehenden Werkzeuge 8a und 8b sind so beschaffen, dass sie beide im Betrieb (Drehung in Pfeilrichtung) eine Saugwirkung nach oben auf das zu behandelnde Gemisch ausüben. Dafür ist bei dem Beispiel von Fig. 21 durch das Umbiegen der oberen (Werkzeug 8a) bzw. der unteren (Werkzeug 8b) Flügelkanten 40 gesorgt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Homo genisier-und Dispergiergeräte sei anhand des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 erläutert. Die Statorplatte habe die im oberen Teil von Fig. 2 gezeigte Gestalt, und das drehende Werkzeug sei in der Form von Fig. 9 ausgeführt.
Die Haitestangen 4 werden so weit in das zu behandelnde Gemisch 41, das in dem Gefäss 42 enthalten ist, eingetaucht, dass der Rohrstutzen 6 ganz allseitig von dem Gemisch umgeben ist, und dass die Prallplatte 9 durch vertikales Verschieben des Stabes
10 noch bequem unte, rhalb die Oberfläche 43 des Gemisches 41 gebracht werden kann. Ist dies geschehen, so lässt man den Elektromotor laufen und versetzt das drehende Werkzeug in rasche Rotation. Die Tourenzahl liegt zwischen 3000 und 10 000 Ujmin. Durch die abgeschrägten Kanten 23 der radialen Zähne 22 des drehenden Werkzeugs (8, Fig. 1, Fig. 9) wird ein Teil des im Rohrstutzen 6 befindlichen Gemisches 41 erfasst und in eine spiralförmige, nach oben gerichtete Bewegung versetzt.
An den Rändern der Löcher 12a der Statorplatte (5, Fig. 1, Fig. 2 oberer Teil) wird die horizontale Komponente dieser Geschwindigkeit vernichtet und das Gemisch 41 strömt vertikal durch die Löcher 12a der Statorplatte hindurch nach oben (vergleiche Pfeile in Fig. 1). An der Prallplatte 9 wird die vertikal nach oben gerichtete Strömung des Ge misches 41 radial nach aussen und unten abgelenkt.
Durch die Saugwirkung am unteren Ende des Rohr stutzens 6 strömt das an der Prallplatte 9 abgelenkte Gemisch 41 entlang dem äusseren Rand des Gefässes
42 wieder nach unten und tritt am unteren Ende des Rohrstutzens 6 wieder in diesen ein. Es bildet sich somit ein rascher Kreislauf des zu behandelnden Ge mischs aus (vergleiche Pfeile in Fig. 1), welcher eine gleichmässige Behandlung aller Teile des Gemischs gewährleistet. Die eigentliche Dispergierung bzw.
Homogenisierung des Gemisches 41 kommt durch die am unteren Rand der abgeschrägten Kanten 23 des drehenden Werkzeugs 8 auftretende Scherwirkung, durch die zwischen der Oberseite des drehenden
Werkzeugs 8 und der Unterseite der Statorplatte 5 auftretende Quetschwirkung, durch die an der unteren
Kante der Öffnungen 1 2a der Statorplatte 5 auf tretende zweite Scherwirkung, im Verein mit der an der Prallplatte 9 auftretenden Prallwirkung zustande.
Die an der Prallplatte auftretende Wirkung kann noch dadurch modifiziert werden, dass man die Unterseite der Prallplatte mit Rillen und Zähnen oder mit einem Überzug von Karborundumpuiver versieht.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts die Zwecke der Erfindung erfüllt bzw. von Iden erwähnten Nachteilen der vorbekannten Geräte frei ist. Durch die hohe Tourenzahl des drehenden Werkzeuges und durch die im ganzen Gemisch entstehende Zirkulation wird bei Dispersionen rasch die erforderliche Homogenität erreicht.
Die Kombination der verschiedenen Scher-, Quetschund Prallwirkungen ergibt einen grossen Zerteilungs- und Durchmischungsgrad der einzelnen Komponenten von zu emulgierenden Flüssigkeitsgemischen, wodurch kleinere Mengen an Emulgierungsmitteln erforderlich sind. Zudem kann das Gerät ohne weiteres zum Arbeiten in Vakuumgefässen eingerichtet werden. Da die wirkenden Elemente des Geräts auf engem Raum zusammengedrängt werden können (vergleiche auch Fig. 20), kann man relativ kleine Substanzmengen damit behandeln (z. B. Mengen bis zu 50 cm herab).
Das Gerät ist praktisch vibrationsfrei und ermöglicht deshalb die Verwendung gläserner und emaillierter Gefässe. Das Gerät lässt sich nach dem Gebrauch sehr einfach dadurch reinigen, dass man es einige Sekunden lang in einer Reinigungsflüssigkeit (warmes Wasser, Seifenlösung usw.) laufen lässt. Das Gerät besitzt absolut keine Schmier- und Wartungsteile. Das Gerät besitzt ferner den Vorteil, dass es nur wenig Platz und keine kostspielige Installation verlangt. Kleinere Ausführungsformen des Geräts können nach Gebrauch versorgt werden. Das Gerät ist zudem nicht an einen besonderen Behälter gebunden, sondern kann in irgendwelchen Gefässen, z. B. auch in Fässern, verwendet werden. Es sei jedoch erwähnt, dass die Form des verwendeten Behälters die Wirksamkeit des Geräts beeinflusst.
Im allgemeinen sind enge, zylindrische oder konische Gefässe vorzuziehen (günstige Strömungsverhältnisse).
Es versteht sich, dass mannigfache Abwandlungen der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen möglich sind. So können beispielsweise anstelle einer einzigen Statorplatte mit drehendem Werkzeug, deren mehrere vorhanden sein, welche mit je einem drehenden Werkzeug zusammenwirken. Alle diese drehenden Werkzeuge sind dann auf der Antriebswelle aufgekeilt bzw. festgeschraubt.
Die Statorplatten und drehenden Werkzeuge können auswechselbar montiert sein, so dass man für jeden Verwendungszweck eine geeignete Kombination dieser Elemente in das Gerät einsetzen kann.
Ferner kann die Aufstellung des Geräts auf ver schiedene Weise erfolgen. So kann das Gerät bei spielsweise mit Traversen versehen sein, mittels deren man es auf dem Rand von Bottichen abstellen kann.
Schwerere Ausführungsformen können mit einer fest im Boden verankerten Stütze versehen sein! Natürlich kann das Gerät auch mit einem entsprechenden Gefäss zusammen zu einer kompakten Anlage ausgebaut wer den.
Homogeneity and dispersing device
The present invention relates to a homogenizing and dispersing device for processing mixtures which contain at least one liquid phase.
Apparatuses are known with which mixtures which have at least one liquid phase can be homogenized or dispersed. However, these apparatus have several disadvantages.
In conventional apparatuses, a relatively long time is required to achieve the required homogeneity of dispersions, while relatively large amounts of emulsifying agents are required to produce emulsions. Furthermore, the known apparatus has the disadvantage that air is often sucked into the product to be processed, which is undesirable in certain cases, in particular in the pharmaceutical industry. Further disadvantages of the existing apparatus are that they generate strong vibrations and thus make it impossible to use enamelled containers and glass vessels for the product, that they are awkward to clean and require special maintenance (lubrication, etc.).
The present invention aims to provide a homogenizing and dispersing apparatus which is free from the disadvantages mentioned above.
The homogenizing and dispersing device according to the invention is characterized in that it has in a vertical pipe socket at a distance from the upper edge at least one non-rotatable stator plate with a large number of passage openings and immediately below each a rotating tool with pumping and shearing action and at a distance above the upper edge or at the upper end of the pipe socket, a baffle plate located transversely to the axis of the pipe socket is provided.
Specific embodiments of the device according to the invention are described below.
In the drawing show:
Fig. 1 is a schematic side view of a device according to the invention,
2 to 5 eight different embodiments of a component (stator plate) of the device in plan view,
6 to 11 eight different embodiments of another component (rotating tool) of the device, wherein FIGS. 6 and 7 are plan views, FIGS. 8 to 10 are side views and FIG. 11 is a partially sectioned side view,
12 to 18 each seven different embodiments of a third component (baffle plate) of the device in section,
19 and 20 two different embodiments of a fourth component (pipe socket) of the device in section,
Fig.
21 is a partial view of a special embodiment of the device, partly in section.
1 shows a special embodiment of the device according to the invention with a special holding device.
A housing 3 is adjustably attached to a stand with stand base 1 and stand rod 2 and contains an electric motor (not shown) for driving the device in its interior. In the lower part 3a of the housing four vertical support rods 4 are attached.
At their lower end, the holding rods 4 hold a stator plate 5 (in a schematic section) in position, which in turn carries a pipe socket 6 (in a section). A drive shaft 7, which is passed through the stator plate 5, and at the lower end of which a rotating tool 8 is (schematically) secured by means of a nut 15, runs parallel to the holding rods 4. The rotating tool 8 is arranged directly below the stator plate 5 and is driven by the electric motor via the drive shaft 7. Arranged above the pipe socket 6 is a baffle plate 9 which has openings (not shown) through which the retaining rods 4 and drive shaft 7 are passed. The baffle plate 9 is by means of a rod 10 and a set screw
11 attached to the lower part 3a of the housing 3 in a height-adjustable manner.
The stator plate 5 is provided with openings or holes which can be shaped and arranged in various ways. In Figs. 2 to 5 different embodiments of the holes in the stator plate are shown. Each of these embodiments has 4 fastening openings 12 arranged on the edge for receiving the ends of the holding rods 4 and a central opening 13 for the passage of the drive shaft 7. Each of FIGS. 2 to 5 represents two different embodiments of the stator plate. The lower part of FIG shows a stator plate designed as a sieve. The rest of these figures are self explanatory and need no further explanation.
The rotating tool 8 is designed so that it can simultaneously exert a pumping or suction effect from bottom to top and a shearing effect on the mixture to be treated. In Figs. 6 to
11 various embodiments of the rotating tool are shown. 6 and 7 represent a total of four different embodiments of the turning tool in plan view. These tools consist of plates punched in different shapes. The plates have an opening 14 in the middle, by means of which the plate can be pushed onto the drive shaft 7. The essentially radial edges of the plate, which become leading edges 16 when the tool is rotated (direction of arrow), are beveled from top to bottom in the direction of rotation.
As a result, the rotating tool 8 in this embodiment can exert not only a shearing and cutting effect, but also a suction effect from bottom to top on the mixture to be treated. The embodiment of the rotating tool shown in FIG. 8 has a number of vertical blades 17 which protrude radially outward and which are firmly connected to a common central ring 18. This ring 18 has a central hole and is pushed onto a threaded bolt 19 attached to the lower end of the drive shaft 7 and attached to it by means of a nut 15. The wings 17 are bent at their upper edge 20 opposite to the direction of rotation (arrow). Due to its construction, the tool of FIG. 8 has a strong shear effect combined with a relatively weak suction effect during operation.
In FIG. 9, a rotating tool is shown from the side, which is similar to that drawn in the upper part of FIG. It consists of a ring 21 screwed onto the drive shaft 7, on which a number of radial, rectangular teeth 22 are attached on the outside. The teeth 22 are ground obliquely from top to bottom on their front edge 23 when turning (arrow) in the direction of rotation (arrow). The rotating tool of FIG. 10 consists of a sleeve 25 reinforced with radial, inclined blades 24, which is screwed onto the drive shaft 7. The wings 24 run obliquely in the direction of rotation (arrow) from top to bottom. The rotating tool of FIG. 11 consists of a plate 26 which is screwed tightly to the drive shaft 7 and which is firmly connected on its underside via a number of blades 27 to a second, parallel plate 28.
The wings 27 are attached near the periphery of the plates 26, 28 and are set radially and obliquely downwards. The blades 27 are oriented obliquely from top to bottom in the direction of rotation. The first plate 26 has several openings 29 between the center and the periphery and the second plate 28 has a central opening 30 for the mixture to be treated to pass through.
In FIGS. 12 to 18, different versions of the baffle plate 9 from FIG. 1 are shown. In all of the embodiments, holes 31 are provided for the passage of the holding rods and the drive shaft. Apart from the holes, all baffle plates are rotationally symmetrical. The cross-sectional shapes of the various designs are taken from the figures and do not require any further explanation. The lower surface of the baffle plate can be smooth or grooved and serrated or covered with carborundum powder.
In Fig. 19, an alternative form of the pipe socket 6 of Fig. 1 is shown in cross section.
This pipe socket has a conical expansion 32 at the bottom, while it is cylindrical in its upper part 33. The stator plate 5 comes to rest directly above the transition point from the conical to the cylindrical part.
20 shows the pipe socket and baffle plate of a variant of the device according to the invention with a compact design. The pipe socket has the same shape as in FIG. 19, except that it is also conically widened in the upper part 34, i.e. directly above the stator plate 5. At its upper end, the pipe socket is firmly connected directly to the baffle plate 35. Pipe socket and baffle plate 35 thus form a type of housing in this embodiment. The baffle plate 35 has openings 36 at the top for the passage of the holding rods and the drive shaft. In its upper, conically enlarged part, the pipe socket has outlet openings 37 for the treated mixture.
In Fig. 21 a further embodiment of the arranged inside the pipe socket 6 parts of the device is shown. This embodiment differs from that sketched in FIG. 1 in that, in addition to a stator plate 5 and a first rotating tool 8a, it has a second rotating tool 8b and an entry plate 38 provided with holes. The entry plate is attached to the lower end of the pipe socket 6 and closes it off at the bottom. The second rotating tool 8b is fastened to the elongated drive shaft 7 on which the first rotating tool 8a is keyed by means of a nut 39. The second rotating tool 8b lies directly above the entry plate 38.
The two rotating tools 8a and 8b are designed so that they both exert an upward suction effect on the mixture to be treated during operation (rotation in the direction of the arrow). In the example of FIG. 21, this is ensured by bending over the upper (tool 8a) or lower (tool 8b) wing edges 40.
The mode of operation of the described homogenizing and dispersing devices will be explained with reference to the embodiment of FIG. The stator plate has the shape shown in the upper part of FIG. 2, and the rotating tool is designed in the shape of FIG.
The holding rods 4 are immersed so far into the mixture 41 to be treated, which is contained in the vessel 42, that the pipe socket 6 is completely surrounded on all sides by the mixture, and that the baffle plate 9 is displaced vertically
10 can still be conveniently brought below the surface 43 of the mixture 41. Once this has happened, the electric motor is left running and the rotating tool is set in rapid rotation. The number of tours is between 3000 and 10,000 Ujmin. The beveled edges 23 of the radial teeth 22 of the rotating tool (8, FIG. 1, FIG. 9) grasp part of the mixture 41 located in the pipe socket 6 and set it in a spiral, upward movement.
At the edges of the holes 12a of the stator plate (5, Fig. 1, Fig. 2, upper part) the horizontal component of this velocity is destroyed and the mixture 41 flows vertically up through the holes 12a of the stator plate (compare arrows in Fig. 1 ). At the baffle plate 9, the vertically upward flow of the Ge mix 41 is deflected radially outward and downward.
Due to the suction effect at the lower end of the pipe socket 6, the mixture 41 deflected on the baffle plate 9 flows along the outer edge of the vessel
42 down again and re-enters at the lower end of the pipe socket 6. A rapid cycle of the mixture to be treated is thus formed (see arrows in FIG. 1), which ensures uniform treatment of all parts of the mixture. The actual dispersion or
Homogenization of the mixture 41 comes from the shearing action occurring at the lower edge of the beveled edges 23 of the rotating tool 8, due to the between the upper side of the rotating tool
Tool 8 and the underside of the stator plate 5 occurring squeezing effect, due to the lower
Edge of the openings 1 2a of the stator plate 5 on occurring second shear action, in conjunction with the impact effect occurring on the impact plate 9.
The effect that occurs on the impact plate can be modified by providing the underside of the impact plate with grooves and teeth or with a coating of carborundum powder.
It is readily apparent that the embodiment of the device according to the invention described above fulfills the purposes of the invention or is free from the disadvantages of the previously known devices mentioned. Due to the high number of revolutions of the rotating tool and the circulation that occurs throughout the mixture, the required homogeneity is quickly achieved with dispersions.
The combination of the various shearing, crushing and impact effects results in a high degree of division and mixing of the individual components of the liquid mixtures to be emulsified, which means that smaller amounts of emulsifying agents are required. In addition, the device can easily be set up for working in vacuum vessels. Since the active elements of the device can be crowded together in a small space (see also Fig. 20), relatively small amounts of substance can be treated with them (e.g. amounts down to 50 cm).
The device is practically vibration-free and therefore enables the use of glass and enameled vessels. The device is very easy to clean after use by running it for a few seconds in a cleaning liquid (warm water, soap solution, etc.). The device has absolutely no lubrication and maintenance parts. The device also has the advantage that it requires little space and no expensive installation. Smaller versions of the device can be supplied after use. The device is also not tied to a special container, but can be stored in any containers, e.g. B. can also be used in barrels. It should be noted, however, that the shape of the container used affects the effectiveness of the device.
In general, narrow, cylindrical or conical vessels are preferable (favorable flow conditions).
It goes without saying that various modifications of the embodiments shown in the figures are possible. For example, instead of a single stator plate with a rotating tool, there may be a plurality of these, each of which interacts with a rotating tool. All these rotating tools are then keyed or screwed onto the drive shaft.
The stator plates and rotating tools can be mounted interchangeably so that a suitable combination of these elements can be used in the device for every purpose.
The device can also be set up in different ways. For example, the device can be provided with crossbars, by means of which it can be placed on the edge of vats.
Heavier designs can be provided with a support firmly anchored in the ground! Of course, the device can also be expanded into a compact system with a corresponding vessel.