Mischkopf
Die Erfindung betrifft einen Mischkopf mit einem antreibbaren Rotor, welcher innerhalb eines zylindri- schen Leit- oder Steuerringes angeordnet ist, an dessen Einströmseite ein Trichter vorgesehen ist, wobei der Rotor und der Leit- oder Steuerring gegeneinander verstellbar sind.
Derartige Vorrichtungen werden zum Homogenisieren, Emulgieren, Dispergieren usw. von Medien leicht flüssiger bis hochviskoser I Konsistenz verwendet und finden auch zum Zugeben von Trockensubstanzen zu Flüssigkeiten Anwendung. Bei den bisher bekannten Mischköpfen dieser Art entstanden bei verschiedenen Viskositäten der durchzumischenden Medien Druckunzukömmlichkeiten im Leitring.
Die vorliegende Erfindung hat die Behebung dieses Nachteiles zum Ziel. Der erfindungsgemässe Mischkopf ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leit- oder Steuerring an seinem Umfang verteilte Durchbrechungen aufweist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, welche verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Mischkopfes darstellt.
Hiebei zeigt Fig. 1 einen Längs schnitt durch eine erste Ausbildungsform, Fig. 2 ebenfalls einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform, bei welcher der Trichter mit einem Fortsatz den Leitring im Abstand übergreift, Fig. 3 einen dem Wesen nach der Ausbildungsart nach Fig. 1 gleichende Ausführung, bei welcher der Leitring zusätzlich mit einer Prallplatte versehen ist, im Längsschnitt, und Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführung, die im wesentlichen jener nach der Fig. 2 gleich, jedoch einen Trichter mit gekrümmter Erzeugender aufweist.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Flügelrad mit 1 bezeichnet. Es sitzt am Ende einer Welle, die in einem stillstehenden Lagerrohr 2 gelagert ist und von einem nicht gezeigten Elektromotor angetrieben werden kann. Das Flügelrad 1 ist von einem zylindrischen Leit- oder Steuerring 3 umgeben, welcher in seiner unteren Hälfte mit länglichen Durchbrechun gen versehen ist, die. gleichmässig über seinen Umfang verteilt sind und deren Längserstreckung in Umfangs richtung des Leitringes liegt. Leitring 3 und Flügelrad 1 können in nicht näher gezeigter Weise in axialer Rich tung gegeneinander verstellt werden.
Oberhalb des Leit ringes 3, somit an dessen Einströmseite, ist ein Trichter
6 angeordnet, welcher bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine im wesentlichen gerade Erzeugende hat und unmittelbar, jedoch mit einer zur Vermeidung jeder
Wirbelbildung entsprechenden Abrundung in den Leit ring 3 übergeht. Das Flügelrad 1 befindet sich im wesentlichen an der Übergangsstelle zwischen Leitring 3 und Trichter 6. Der Öffnungswinkel dieses Trichters ist mit a bezeichnet und ist verhältnismässig gross, jedoch geringer als 900. Die Grösse dieses Öffnungswinkels richtet sich nach der Viskosität des zu bearbeitenden
Mediums. Die mit 8 bezeichnete Höhe des Trichters ist im wesentlichen gleich der Höhe 7 des Leitringes.
Am
Trichter 6 greifen mehrere Haltestreben 9 an, die -vor zugsweise einen sogenannten stromlinienförmigen Querselmitt geringen Strömungswiderstandes haben und von einer am Lagerrohr 2 befindlichen Manschette aus gehen.
Unterhalb des Flügelrades 1 sind im Leitring 3 Siebe
10, 11 angeordnet, deren eines oberhalb und deren an deres unterhalb der Durchbrechungen des Leitringes vorgesehen ist. Anstelle je eines Siebes können auch jeweils mehrere Siebe angeordnet werden. Die
Maschenweite der Siebe 10, 11 kann gleich sein; vor teilhaft wird aber die Maschenweite des oberen Siebes
10 grösser gewählt als jene des unteren Siebes 11. Die
Anordnung der Siebe oder nur eines Siebes insbeson dere unterhalb der Durchbrechungen ist insbesondere beim Dispergieren von pulverförmigen Substanzen in flüssigen oder auch hochviskosen Medien vorteilhaft.
Zusammenballungen des zu dispergierenden Pulvers, die aussen von einer klebrigen Schicht umgeben sind und insbesondere am Beginn des Dispergierungsvorganges entstehen, werden beim Durchgang durch das Sieb bzw. durch die Siebe zertrümmert und im Laufe des weiteren Mischvorganges zum völligen Verschwinden gebracht.
Bei Anordnung je eines Siebes oberhalb und unterhalb der Durchbrechungen können Stauungen zwischen diesen Sieben auch bei hoher Konzentration des Mediums nicht auftreten, da alle sich innerhalb der Siebe befindlichen Teilchen durch die Durchbrechungen nach aussen treten können und d so von neuem zum Flügelrad gelan- gen. Eine Behinderung der durch den Leit- oder Steuerring gehenden Strömung kann demnach nicht entstehen.
Eine besonders für niedrigviskose Flüssigkeiten geeignete Ausführungsform des erfindungsgemässen Mischkopfes ist in der Fig. 2 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform geht der Trichter 6 nicht unmittelbar in den oberen Rand 5 des Leitringes 3 über, sondern der Trichter ist an seinem unteren Ende mit einem zylindrischen Fortsatz 12 versehen, welcher den oberen Rand 5 des Leitringes 3 im Abstand umgibt und übergreift, so dass ein Ringraum 13 zwischen Leitring 3 und Fortsatz 12 entsteht. Mittels Stegen 14 ist der Leitring 3 am Trichter bzw. an dessen Fortsatz 12 befestigt, wobei der Trichter 6 durch Haltestreben 9 am Maschinengestell, insbesondere an einer Manschette am Lagerrohr 2, festgelegt ist.
Der Trichter hat die Form eines geraden Kegelstumpfes; er kann aber auch Erzeugende haben, die nach einer bezüglich der Trichter- bzw. Maschinenachse konvexen, insbesondere logarithmischen Kurve verläuft. In jedem Falle jedoch geht der Trichter mit einer entsprechenden Abrundung in den Fortsatz über.
Durch die Ausbildung mit einem den Leitring mit Abstand umgreifenden Fortsatz am Trichter ergibt sich bei der Tätigkeit des Mischkopfes ein zusätzlicher Flüssigkeitsstrom an der Aussenseite des Leitringes, welcher gerade bei niedrigviskosen Flüssigkeiten eine zusätzliche Verbesserung der Wirkung des Mischkopfes ergibt.
Die in der Fig. 3 im Längsschnitt gezeigte Ausführungsform entspricht dem Wesen nach jener nach der Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, dass der Leitring 3 am Austrittsende eine Prallplatte 15 trägt, die sich in einem Abstand unterhalb des unteren Randes des Leitringes 3 befindet und deren Durchmesser im wesentlichen gleich ist dem Aussendurchmesser des Leitringes 3.
Zur Befestigung der Prallplatte am Leitring dienen die Streben 16, die gleichmässig über den Umfang der Prallplatte verteilt sind. Der Abstand der Prallplatte vom unteren Rand des Leitringes 3 hängt von der Beschaffenheit der zu bearbeitenden Flüssigkeit ab. Zweck der Prallplatte ist es, eine plötzliche Ablenkung des aus dem Leitring 3 austretenden Stromes, und zwar praktisch im rechten Winkel, zu erreichen, wodurch sich eine Verbesserung der Wirkung des Mischkopfes ergibt. Die Prallplatte kann gegebenenfalls mit Löchern versehen sein.
Die Ausführungsform nach der Fig. 4 gleicht im Wesen der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion, jedoch hat diese Ausführungsform einen Trichter 6', dessen Erzeugende nach einer Kurve verläuft, die gegenüber der Trichterachse konvex ist. Vorteilhafterweise beginnt die Kurve in Achsrichtung und entfernt sich in ihrem weiteren, insbesondere logarithmischen Verlauf immer weiter von der Achse. Nach einer derartigen Kurve verlaufende Trichter können natürlich auch bei allen anderen beschriebenen Ausbildungsformen vorgesehen werden.
Zur Veränderung der gegenseitigen Lage von Flü gelrad und Leitring kann bei fester Anordnung des Leitringes das Flügelrad entlang der Antriebswelle in axialer Richtung verstellbar angeordnet sein.
Mixing head
The invention relates to a mixing head with a drivable rotor which is arranged within a cylindrical guide or control ring, on the inflow side of which a funnel is provided, the rotor and the guide or control ring being adjustable with respect to one another.
Devices of this type are used for homogenizing, emulsifying, dispersing, etc. media of slightly liquid to highly viscous consistency and are also used for adding dry substances to liquids. In the previously known mixing heads of this type, with different viscosities of the media to be mixed, there was pressure in the guide ring.
The present invention aims to remedy this disadvantage. The mixing head according to the invention is characterized in that the guide or control ring has perforations distributed around its circumference.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows various exemplary embodiments of the mixing head according to the invention.
1 shows a longitudinal section through a first embodiment, FIG. 2 also shows a longitudinal section through another embodiment in which the funnel with an extension overlaps the guide ring at a distance, FIG. 3 shows a type of embodiment according to FIG The same embodiment, in which the guide ring is additionally provided with a baffle plate, in longitudinal section, and FIG. 4 shows a longitudinal section through an embodiment which is essentially the same as that of FIG. 2, but has a funnel with a curved generator.
In the embodiment shown in FIG. 1, the impeller is denoted by 1. It sits at the end of a shaft which is mounted in a stationary bearing tube 2 and can be driven by an electric motor, not shown. The impeller 1 is surrounded by a cylindrical guide or control ring 3, which is provided in its lower half with elongated Durchbruchun conditions that. are evenly distributed over its circumference and the longitudinal extent is in the circumferential direction of the guide ring. Guide ring 3 and impeller 1 can be adjusted against each other in a manner not shown in the axial direction Rich.
Above the Leit ring 3, thus on its inflow side, is a funnel
6 arranged, which in the embodiment of FIG. 1 has a substantially straight generating line and immediately, but with one to avoid each
Vortex formation corresponding rounding in the Leit ring 3 merges. The impeller 1 is located essentially at the transition point between guide ring 3 and funnel 6. The opening angle of this funnel is denoted by a and is relatively large, but less than 900. The size of this opening angle depends on the viscosity of the material to be processed
Medium. The height of the funnel denoted by 8 is essentially equal to the height 7 of the guide ring.
At the
Funnel 6 attack several struts 9, which -vor preferably have a so-called streamlined Querselmitt low flow resistance and go from a cuff located on the bearing tube 2 from.
Below the impeller 1 are 3 screens in the guide ring
10, 11 arranged, one of which is provided above and the other below the openings in the guide ring. Instead of one sieve each, several sieves can be arranged. The
Mesh size of the sieves 10, 11 can be the same; But before geous is the mesh size of the upper sieve
10 chosen larger than that of the lower sieve 11. The
Arrangement of the sieves or only one sieve in particular below the perforations is particularly advantageous when dispersing powdery substances in liquid or highly viscous media.
Agglomerations of the powder to be dispersed, which are surrounded on the outside by a sticky layer and which arise in particular at the beginning of the dispersing process, are shattered when passing through the sieve or sieves and made to disappear completely in the course of the further mixing process.
If a sieve is arranged above and below the perforations, blockages between these sieves cannot occur, even with a high concentration of the medium, since all the particles inside the sieves can pass through the perforations and thus reach the impeller again. An obstruction of the flow passing through the guide or control ring can therefore not arise.
An embodiment of the mixing head according to the invention which is particularly suitable for low-viscosity liquids is shown in FIG. In this embodiment, the funnel 6 does not go directly into the upper edge 5 of the guide ring 3, but the funnel is provided at its lower end with a cylindrical extension 12 which surrounds and overlaps the upper edge 5 of the guide ring 3 at a distance so that an annular space 13 between guide ring 3 and extension 12 is created. The guide ring 3 is fastened to the funnel or its extension 12 by means of webs 14, the funnel 6 being fixed by holding struts 9 on the machine frame, in particular on a sleeve on the bearing tube 2.
The funnel has the shape of a straight truncated cone; however, it can also have generators that follow a curve that is convex, in particular logarithmic, with respect to the funnel or machine axis. In any case, however, the funnel merges into the extension with a corresponding rounding.
The formation of an extension on the funnel that surrounds the guide ring at a distance results in an additional flow of liquid on the outside of the guide ring when the mixing head is active, which results in an additional improvement in the effect of the mixing head, especially with low-viscosity liquids.
The embodiment shown in longitudinal section in FIG. 3 corresponds essentially to that according to FIG. 1, but with the difference that the guide ring 3 carries a baffle plate 15 at the outlet end, which is located at a distance below the lower edge of the guide ring 3 and the diameter of which is essentially the same as the outer diameter of the guide ring 3.
The struts 16, which are evenly distributed over the circumference of the baffle plate, serve to fasten the baffle plate to the guide ring. The distance between the baffle plate and the lower edge of the guide ring 3 depends on the nature of the liquid to be processed. The purpose of the baffle plate is to achieve a sudden deflection of the flow emerging from the guide ring 3, practically at right angles, which improves the effectiveness of the mixing head. The baffle plate can optionally be provided with holes.
The embodiment according to FIG. 4 is essentially the same as the construction shown in FIG. 2, but this embodiment has a funnel 6 ', the generatrix of which runs along a curve which is convex with respect to the funnel axis. The curve advantageously begins in the axial direction and moves further and further away from the axis in its further, in particular logarithmic, course. Funnels running along such a curve can of course also be provided in all of the other embodiments described.
To change the mutual position of the impeller and guide ring, the impeller can be arranged adjustable in the axial direction along the drive shaft with a fixed arrangement of the guide ring.