Dispergiervorrichtung
Es gibt bereits Durchlaufmischvorrichtungen mit einer senkrecht stehenden Antriebswelle, die oben und unten gelagert ist, und mehreren auf dieser übereinander befestigten Schleuderrädern, einem die Schleuderräder umschliessenden Mantelrohr mit einem Einlass und einem Auslass für das zu dispergierende Gut, mit einer am Auslassende vorgesehenen Drossel mit von dem Mantelrohr nach innen bis in das Gebiet zwischen den Schleuderrädern ragenden Umlenkflächen, die das von einem Schleuderrad abgeschleuderte Gut wieder teilweise zu dessen Eintrittsseite zurückleiten. Hierdurch ergibt sich eine Durchmischung des Gutes in mehreren Arbeitsstufen. Das zu dispergierende Gut durchläuft die die einzelnen Arbeitsstufen bildenden Schleuderräder nacheinander.
An jedem Schleuderrad kann das Mischgut nach dem Durchlauf durch dieses Schleuderrad wieder zu dessen Eintrittsseite zurückgeführt werden. Hierzu dienen die Umlenkflächen. Durch Schliessen der am Auslassende vorgesehenen Drossel erhöht man den am Austrittsende der Dispergiervorrichtung herrschenden Druck und damit den Rückstau. In einem solchen Fall kommen die Umlenkflächen stärker zur Wirkung. Bei vollständig geschlossener Drossel hört der Durchlauf durch die Vorrichtung auf und das Gut wird in jeder Arbeitsstufe stetig im Kreis herumgeführt. Man erkennt daraus, dass man die Verweilzeit des Gutes in der Vorrichtung und den Grad der Durchmischung mit der Drossel regeln kann, indem man diese mehr oder weniger stark schliesst.
Auf dem Gebiet der Dispergiervorrichtungen kennt man Schleuderräder, die einseitig nur von oben oder nur von unten saugen und das angesaugte Gut dann radial herausschleudern. Ebenfalls kennt man Schleuderräder, die gleichzeitig von oben und von unten saugen.
Bei der bekannten, vorstehend genannten Dispergiervorrichtung werden Schleuderräder verwandt, die nur in einer Richtung saugen. Bei dieser bekannten Dispergiervorrichtung sind weiter die Umlenkflächen einstückig mit dem Mantelrohr verbunden; z. B. sind sie aus einem Stück mit diesem gegossen. Dies bedingt eine komplizierte und teure Gussform. Eine weitere Erschwerung ergibt sich daraus, dass man die Vorrichtung bei der Montage Stück für Stück zusammensetzen muss, d. h. ein Schleuderrad, ein Stück Mantelrohr mit nach innen ragender Umlenkfläche, ein weiteres Schleuderrad, ein weiteres Stück Mantelrohr mit nach innen ragender Umlenkfläche usw. Es ist nicht möglich, zuerst das Mantelrohr zusammenzusetzen und anschliessend die Schleuderräder einzuführen, da diese dabei an die Umlenkflächen anschlagen würden.
Auch sind die Prallelemente nicht auswechselbar, was je nach der Mischgutart von grösster Bedeutung ist. Schliesslich ist die senkrecht stehende Welle an beiden Enden gelagert. Dies erschwert die Montage, da man die einzelnen Schleuderräder usw. nicht nacheinander auf die Welle aufschieben kann, ohne sich anschliessend um das Aufsetzen, Kalibrieren und Abdichten eines Lagers kümmern zu müssen. Weiter lässt sich das auf der Druckseite liegende Lager nicht abdichten, so dass immer das oft korrodierende Gut einläuft und das Lager in kurzen Abständen (Tagen) ausgewechselt werden muss.
Durch den Umstand, dass die Schleuderräder nur in einer Richtung saugen, ergibt sich ein grosser und nicht geradliniger Rückweg für das Schleudergut, wenn dies nach einem Durchlauf erneut in das Schleuderrad eingeführt werden soll. Bei Schleuderrädern, die von zwei Seiten saugen, liegen die Verhältnisse einfacher.
Hier kann man ein Eintrittsende für das zum erstenmal in dieses Schleuderrad einlaufende Gut benutzen, während man das zweite Eintrittsende für das rückgeführte Gut benutzt. Hierdurch wird nicht nur die Konstruktion, sondern auch die Betriebsweise vereinfacht. Es hat sich nämlich gezeigt, dass das zu dispergierende Gut allzu häufig nicht in zu lange oder nicht geradlinige Rückwege einläuft, sondern stattdessen geradlinig zur nächsten Arbeitsstufe weiterläuft. Eine theoretisch er dachte Rückführung des Schleudergutes tritt in der Praxis daher oft nicht ein.
Der Erfindung liegt die Ausbildung einer Konstruktion zugrunde, die im Aufbau und in der Montage einfach ist und bei der das zu durchmischende Gut tatsächlich die ihm zugedachten Rückführungen und Umleitungen durchläuft und nicht geradlinig zur nächsten Arbeitsstufe weiterschreitet.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Vorrichtung, wobei auf der recheten Seite der Mittellinie eine Ausbildung mit Durchlaufrichtung von oben nach unten und links von der Mittellinie eine Ausbildung mit Durchlaufrichtung von unten nach oben gezeigt wird.
Fig. 2 ein Schnitt durch die erfindungsgemäss verwandten und als Umlenkflächen wirkenden Kreisringscheiben,
Fig. 3 eine Darstellung der als Abstandhalter dienenden Plättchen,
Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 sind Aufsichten auf die bereits in Fig. 2 gezeigten Kreisringscheiben.
Auf der fliegend nur an ihrem oberen Ende gelagerten Welle 10 sitzen übereinander mehrere Schleuderräder 12. Nur die Schleuderräder auf der rechten Seite der Mittellinie sind mit 12 bezeichnet. Das unterste dieser Schleuderräder ist mit 1 2a bezeichnet. Die vier Schleuderräder 12 saugen in zwei Richtungen. Bei einem Schleuderrad 12 sind entsprechende Pfeile eingezeichnet. Das untere Schleuderrad 1 2a dagegen, das das letzte in der Durchlaufrichtung ist, arbeitet nur in Abwärtsrichtung.
Die Schleuderräder liegen innerhalb des Mantelrohres 14. Dieses wird von einem weiteren Mantelrohr 16 eingeschlossen. Beide Mantelrohre bilden zusammen einen Kühlraum 18. Man erkennt oberhalb und unterhalb jedes Schleuderrades 12, 1 2a verschiedene Kreisringscheiben. Betrachtet man z. B. das Schleuderrad 12, in das die Richtungspfeile eingezeichnet sind, ergibt sich folgendes Bild: Oberhalb, d. h. strömungsaufwärts des Schleuderrades 12 liegt eine Kreisringscheibe 20, während unterhalb, d. h. strömungsabwärts eine Kreisringscheibe 22 liegt. Die Kreisringscheibe 20 liegt mit ihrem Aussenumfang am Mantelrohr 14 an.
Die Kreisringseheibe 22 lässt dagegen einen Ringspalt frei. Man erkennt weiter, dass die Kreisringseheibe 20 auf einer Ringscheibe 24 aufliegt. Durch sämtliche Ringscheiben 20, 22 und 24 läuft eine Haltestange 26 durch. Diese steckt mit ihren Enden in der Bodenplatte 28 und in der Kopfplatte 30 des Gehäuses und ist dort verschraubt. Zwischen den Ringscheiben 22 einerseits und 24 und 20 andererseits sind Plättchen 32 erkennbar. Diese halten die Platten auf dem richtigen Abstand.
Innerhalb der Plättchen 32 liegen in Umfangsrichtung noch auswechselbare, feststehende Gitter-, Streckmetall-, oder Prallflächeneinsätze 34. Diese dienen zum Zerscheren des zu dispergierenden Gutes.
Das zu dispergierende Gut läuft am Einlass 36 in die Vorrichtung ein und verlässt diese durch den Auslass 38. Der Einlass 36 mündet in einen ringförmigen Kanal 40. Von diesem läuft das Gut nach unten und wird von dem zuoberst liegenden Schleuderrad 12 angesaugt. Im rechten oberen Ende der Vorrichtung ist noch ein Leitungszug 42 zur Zuführung von Farbe oder dergleichen zu erkennen. Dieser ist nach aussen offen und mündet unmittelbar im Saugraum des obersten Schleuderrades 12.
Das Gut wird in die obere Saugöffnung 44 jedes Schleuderrades 12 eingesaugt und radial nach aussen geschleudert. Dort läuft es an der Innenseite des Mantelrohres 14 axial nach unten in Richtung auf das nächst untere Schleuderrad 12. Hierbei gelangt es in den Wirkungsbereich der oberen Saugöffnung 44 dieses Schleuderrades 12 und wird in dieses angesaugt.
Ist jedoch die hinter dem Auslass 38 liegende Drossel ganz oder teilweise geschlossen, ergibt sich ein Rückstau. Hierdurch wird der von jeder Saugöffnung 44 ausstrahlende Sog herabgesetzt. Das am Mantelrohr 14 nach unten strömende Gut läuft dann nicht in die obere Saugöffnung 44 des nächst tieferen Schleuderrades 12 ein, sondern läuft wieder nach oben in Richtung auf die untere Saugöffnung 46 desjenigen Schleuderrades 12, das es gerade verlassen hat. Dies bedeutet, dass das Gut erneut durch das gleiche Schleuderrad durchgedrückt und dabei durchmischt und dispergiert wird.
Dieser Vorgang wiederholt sich natürlich an jedem Schleuderrad; lediglich das letzte Schleuderrad 1 2a ist hieran nicht beteiligt. Mit der Stellung der am Auslass 38 liegenden Drossel kann man somit die Verweilzeit und die Durchmischung steuern.
Auch vor dem Einlass 36 liegt eine Drossel. Sperrt man nämlich die hinter dem Auslass 38 liegende Drossel, wirkt sich der Druck der vor der Dispergiervor- richtung liegenden Pumpe oder einer sonstigen Einrichtung in voller Höhe auf die Dispergiervorrichtung aus. Dies kann man durch gleichzeitiges Schliessen der am Einlass 36 liegenden Drossel abmindern.
Bei Betrieb der Dispergiervorrichtung herrscht unterhalb des Lagers der Welle 10 und dessen Dichtung im Bereich des Leitungszuges 42 ein Unterdruck, der durch den Sog der Schleuderräder 12 hervorgerufen wird. Dadurch wird die flüssigkeit von einem Eindringen in das Lager abgehalten. Lagerschäden werden verhindert.
Aus Fig. 1 erkennt man, dass das Gut nach seiner Abwärtsströmung am Mantelrohr 14 anschliessend nach innen umgelenkt wird und dann in gleichen Abständen von der einen Saugöffnung 44 und der anderen Saug öffnung 46 liegt. Der sich bei Schliessen der am Auslass 38 liegenden Drossel ergebende Stau wirkt sich so aus, dass das Mischgut weder nach unten oder oben fliesst, sondern sich im unteren Teil der Schleuderräder 12 bewegt und einen Rundlauf ausführt, von der Saug öffnung 46, durch die Prallelemente 34 zum Mantel 14, an diesem nach unten, nach einwärts und dann wieder zur Saugöffnung 46. Dies wird in Fig. 1 an der Stelle A durch die Pfeile angedeutet. Liegt das Gut damit bei geschlossener Drossel mitten zwischen den Saug öffnungen 44 und 46, wird es in die Saugöffnung 46 einströmen. An beiden Öffnungen 44 und 46 herrscht an sich der gleiche Sog.
Bei einem Stau wirkt sich dieser jedoch an der tiefer liegenden Saugöffnung 44 zuerst aus und vermindert den dort herrschenden Sog, so dass das Mischgut im Kreis läuft. Dadurch wird einwandfrei gewährleistet, dass das Mischgut zurück und nicht weiter durch die Vorrichtung läuft. Durch diesen Vorgang entsteht am oberen Wellenlager ein Sog, welcher ein Eindringen von Mischgut in das Lager ausschliesst. Da man in diesem Betriebszustand auch die vor dem Ein lass 36 liegende Drossel etwas zugedreht hat, ist dieses Lager vollständig geschützt.
Die links von der Mittellinie in Fig. 1 zur Hälfte gezeigte Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung arbeitet genauso, wie dies oben beschrieben wurde. Der einzige Unterschied liegt lediglich darin, dass diese Ausbildung von unten nach oben saugt. Entsprechend ist das hier in der Strömungsrichtung an letzter Stelle liegende Schleuderrad, nämlich das oberste Schleuderrad 12b, so ausgebildet, dass es nur in einer Richtung arbeitet. Weiter bildet hier das mit 38 bezeichnete Element den Einlass, während das mit 36 bezeichnete Element den Auslass bildet. Hinter Einlass und Auslass 36 und 38 liegt dann je eine Drossel.
Die Figuren 2 bis 6 zeigen die verschiedenen Kreisringscheiben 20, 22 und 24, die gemeinsam mit den Schleuderrädern 12 auf die fliegende Welle 10 aufgeschoben und in das Mantelrohr 14 eingesetzt werden.
Fig. 2 zeigt die Ringscheiben in der Zusammenstellung, in der sie für die in Fig. 1 rechts von der Mittellinie gezeigte Ausbildung verwendet werden. Die Ringscheiben 20, 22 und 24 bilden mit den Plättchen 32, die im Betrieb die Funktion von Leitschaufeln übernehmen, ein Paket. In den von der Ringscheibe 22 und der Ringscheibe 24 umschlossenen Raum wird ein Schleuderrad 12 eingeschoben. Dieses Paket wird dann geschlossen auf die fliegende Welle 10 aufgesetzt bzw. mit dieser in das Mantelrohr 14 eingeschoben. Die jeweils obere Ringscheibe 24 bildet die Auflage für die jeweils untere Ringscheibe 20 des nächst oberen Pakets. Bei einem solchen in Fig. 2 gezeigten Paket besteht ein freier Raum zwischen den beiden Ringscheiben 22 und 20, der jeweils unter einem Schleuderrad 12 liegt. Dies entspricht der Darstellung in der rechten Hälfte von Fig. 1.
In der linken Hälfte von Fig. 1 liegen die Verhältnisse umgekehrt. Dort befindet sich der freie Raum oben und das zwischen den Ringscheiben 22 und 24 eingeschlossene Schleuderrad 12 liegt unten. Damit wird ohne weiteres verständlich, dass das in Fig. 2 gezeigte Paket auch für die links in Fig. 1 gezeigte Ausbildung verwendet werden kann. Hierzu muss das Paket lediglich um 1800 gedreht werden, so dass die Ringscheibe 20 oben und die Ringscheibe 24 unten liegt.
Die Ringscheiben 20, 22 und 24 werden in den Figuren 4 bis 6 im einzelnen gezeigt. Mit den in Fig. 3 gezeigten Plättchen oder Leitschaufeln 32 werden sie zusammengefügt. Die an deren Enden vorgesehenen Vierkante 50 werden in die Bohrungen 54 eingesteckt, die die Figuren 4 und 6 zeigen. Die Ringscheibe 22 besitzt keine Bohrungen. Dagegen weist diese Einschnitte 54 auf, in die die Plättchen 32 eingeschoben werden. Die in jeder Ringscheibe vorgesehenen grösseren Bohrungen 48 dienen zum Durchstecken der in Fig. 1 gezeigten längs verlaufenden Stangen 26.
Man erkennt, dass das Zusammensetzen der drei Ringscheiben, der Plättchen oder Leitschaufeln 32 und das Einschieben eines Schleuderrades 12 zwischen je zwei Ringscheiben sehr einfach auszuführen ist. Eine solche Einheit stellt dann ein in sich geschlossenes Ganzes dar, das leicht auf die fliegende Welle 10 aufzuschieben und in das Mantelrohr 14 einzusetzen ist. Dabei spielt es keine Rolle, ob die in Fig. 1 rechts oder links dargestellte Ausbildung aufgebaut werden soll.