CH718147A2

CH718147A2 - Device for dispersing media, in particular a substance in a liquid.

Info

Publication number: CH718147A2
Application number: CH01565/20A
Authority: CH
Inventors: Troxler Beat; Niens Wolfgang
Original assignee: Kinematica Ag
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-06-15
Also published as: CH718147B1; WO2022122465A1; EP4259319A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Dispergieren von Medien, insbesondere eines Stoffes in einer Flüssigkeit, umfasst ein Gehäuse (15) mit einer Dispergierkammer, einen darin durch ein Antriebsorgan drehbaren Impeller (20) für ein Rühren der Medien, wenigstens je einen Einlass für je ein Medium sowie wenigstens einen Durchlass für die dispergierten Medien. Der Aussenmantel der Dispergierkammer ist durch eine Innenwand (15', 15'') im Gehäuse (15) gebildet. Die Innenwand (15', 15'') ist derart geformt und der Impeller (20) darin so drehbar angeordnet, dass sich im Betriebszustand durch den drehenden Impeller (20) mindestens zwei Saugbereiche (13', 14') und mindestens zwei Druckbereiche (17', 18') bilden, durch welche bei den Saugbereichen (13', 14') je ein Medium ansaugbar und nach dem Rühren bei diesen Druckbereichen (17', 18') dispergiert ausjassbar sind. Der Aussenmantel der Dispergierkammer weist vorzugsweise eine ovale oder ähnliche Querschnittsform auf und der Impeller (20) ist darin um eine zentrische Achse (A) drehbar angeordnet. Damit können die Flüssigkeit und das Pulver separat voneinander angesaugt und nebst der schnelleren Erzielung einer homogenen Dispersion auch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erhöht werden.A device for dispersing media, in particular a substance in a liquid, comprises a housing (15) with a dispersing chamber, an impeller (20) rotatable therein by a drive element for stirring the media, at least one inlet for each medium and at least a passage for the dispersed media. The outer shell of the dispersing chamber is formed by an inner wall (15', 15'') in the housing (15). The inner wall (15', 15'') is shaped in such a way, and the impeller (20) is rotatably arranged therein, that in the operating state the rotating impeller (20) creates at least two suction areas (13', 14') and at least two pressure areas ( 17', 18'), through which a medium can be sucked in at the suction areas (13', 14') and, after stirring at these pressure areas (17', 18'), can be expelled in a dispersed manner. The outer shell of the dispersing chamber preferably has an oval or similar cross-sectional shape and the impeller (20) is arranged therein so that it can rotate about a central axis (A). The liquid and the powder can thus be sucked in separately from one another and, in addition to achieving a homogeneous dispersion more quickly, the performance of the device can also be increased.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dispergieren von Medien, insbesondere eines Stoffes in einer Flüssigkeit, welche ein Gehäuse mit einer Dispergierkammer, einen darin durch ein Antriebsorgan drehbaren Impeller für ein Rühren der Medien, wenigstens je ein Einlass für je ein Medium sowie wenigstens ein Durchlass für die dispergierten Medien umfasst, wobei der Aussenmantel der Dispergierkammer durch eine Innenwand im Gehäuse gebildet ist, dies nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for dispersing media, in particular a substance in a liquid, which has a housing with a dispersing chamber, an impeller rotatable therein by a drive element for stirring the media, at least one inlet for each medium and at least a passage for the dispersed media, wherein the outer casing of the dispersing chamber is formed by an inner wall in the housing, according to the preamble of claim 1.

[0002] Bei einer bekannten Vorrichtung zum Dispergieren eines Stoffes in einer Flüssigkeit gemäss der Druckschrift EP 1 674 151 ist in einem Gehäuse eine Dispergierkammer, ein Flüssigkeitseinlass, ein Stoffeinlass und ein Auslass ausgebildet und es ist darin ein drehbares Flügelrad für ein Rühren der Flüssigkeit exzentrisch angeordnet. Diese Einlässe und der Auslass sind dabei seitlich zum Flügelrad angeordnet. In a known device for dispersing a substance in a liquid according to the publication EP 1 674 151, a dispersing chamber, a liquid inlet, a substance inlet and an outlet are formed in a housing and a rotatable impeller for stirring the liquid is eccentric therein arranged. These inlets and the outlet are arranged laterally to the impeller.

[0003] Im Betriebszustand bei drehendem Flügelrad wird in der Dispergierkammer von der von der einen Seite des Flügelrades angesaugte Flüssigkeit ein Flüssigkeitsring gebildet, der aussen durch die Innenwandung des Gehäuses und innen begrenzt ist, so dass sich zwischen den Flügeln des Flügelrades jeweils Freiräume, die mit Kavitäten bezeichnet sind, mit unterschiedlichen Volumen bilden und sie auf der andern Seite des Flügelrades ein Ansaugen von Stoff durch den Stoffeinlass bzw. ein Ausstossen des mit Flüssigkeit vermischten Stoffs durch den Auslass bewirken. Diese Einlässe bzw. der Auslass sind entsprechend seitlich im Bereich der gebildeten Freiräume im Saug- oder Druckbereich platziert. Dieser Unter- oder Überdruck in diesen gebildeten Freiräumen innerhalb des Flüssigkeitsrings wird durch die exzentrische Anordnung des Flügelrades erzeugt, dies in Abhängigkeit davon, ob sich die Aussenseiten des Flügelrades im beabstandeten Bereich oder nahe bei der Gehäusewandung befinden. Der Stoff- und der Flüssigkeitseinlass sind dabei saugseitig auf den gegenüberliegenden Seiten des Flügelrades und der Auslass ist druckseitig angeordnet, wobei sie jeweils sichel-, rund oder andersförmig ausgebildet sind. In the operating state when the impeller is rotating, a liquid ring is formed in the dispersing chamber by the liquid sucked in by one side of the impeller, which is bounded on the outside by the inner wall of the housing and on the inside, so that there are free spaces between the blades of the impeller, the are denoted by cavities, form with different volumes and they cause on the other side of the impeller a suction of material through the material inlet or an ejection of the material mixed with liquid through the outlet. These inlets or the outlet are accordingly placed laterally in the area of the free spaces formed in the suction or pressure area. This negative or positive pressure in these free spaces formed within the liquid ring is generated by the eccentric arrangement of the impeller, depending on whether the outer sides of the impeller are in the spaced area or close to the housing wall. The material inlet and the liquid inlet are arranged on the suction side on opposite sides of the impeller and the outlet is arranged on the pressure side, with each of them having a sickle-shaped, round or other shape.

[0004] Die Flüssigkeit und der Stoff können von der oberen Seite in die Dispergierkammer und anschliessend in eine Mischkammer einer Dispergiereinrichtung gesaugt oder gepumpt werden. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass die Flüssigkeit nicht angesaugt wird und deshalb mit einer zusätzlichen Pumpe zugeführt werden muss und dabei die Abstimmung des Pumpendrucks der Flüssigkeit je nach den Betriebsverhältnissen zu Überdruck oder Kavitationen führen kann. The liquid and the substance can be sucked or pumped from the top into the dispersing chamber and then into a mixing chamber of a dispersing device. However, this arrangement has the disadvantage that the liquid is not sucked in and therefore has to be supplied with an additional pump, and the tuning of the pump pressure of the liquid can lead to excess pressure or cavitation depending on the operating conditions.

[0005] Bei dieser bewährten Vorrichtung ist das Benetzen des Pulvers nicht vollauf gewährleistet und zudem neigt das zugeführte Pulver beim Ansaugen und Ausstossen der Medien zu Anbackungen zumindest im Einlassbereich, was zu Betriebsstörungen führen kann. Zudem muss häufig durch mehrere Durchläufe rezirkuliert werden, um eine ausreichend homogene Dispersion zu erreichen. Zudem ist der zulässige maximale Arbeitsdruck wegen der fehlenden Symmetrie der Kräfte auf das Flügelrad beschränkt. In this tried and tested device, the wetting of the powder is not fully guaranteed and the supplied powder also tends to caking, at least in the inlet area, when the media is sucked in and ejected, which can lead to malfunctions. In addition, it is often necessary to recirculate through several passes in order to achieve a sufficiently homogeneous dispersion. In addition, the permissible maximum working pressure is limited due to the lack of symmetry of the forces on the impeller.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach der eingangs erwähnten Gattung derart zu verbessern, dass ein schnelleres und effizienteres Dispergieren der zugeführten Medien insbesondere des Stoffes in der Flüssigkeit ermöglicht wird, ohne dass die Vorrichtung aufwändiger konstruiert werden muss und ausserdem Kavitationen verhindert werden können. The invention has for its object to improve a device of the type mentioned in such a way that a faster and more efficient dispersing of the supplied media, in particular the substance in the liquid, is made possible without the device having to be constructed in a more complex manner and also without cavitation can be prevented.

[0007] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. [0007] This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

[0008] Die Innenwand des Gehäuses für die Bildung des Aussenmantels der Dispergierkammer ist derart geformt und der Impeller darin so drehbar angeordnet, dass sich im Betriebszustand durch den drehenden Impeller mindestens zwei Saug- und zwei Druckbereiche bilden, durch welche bei den Saugbereichen je ein Medium ansaugbar und nach dem Rühren bei diesen Druckbereichen dispergiert ausstossbar sind. The inner wall of the housing for the formation of the outer jacket of the dispersing chamber is shaped in such a way and the impeller is rotatably arranged therein that in the operating state the rotating impeller forms at least two suction and two pressure areas, through which a medium can flow in each of the suction areas can be sucked in and ejected dispersed after stirring at these pressure ranges.

[0009] Sehr vorteilhaft ist die Innenwand im Gehäuse mit einer ovalen oder ähnlichen Querschnittsform ausgestaltet und der Impeller darin um eine zentrische Achse drehbar angeordnet. Mit dieser Ausbildung der Dispergierkammer und der zentrischen Lagerung des Impellers ergeben sich erhebliche Vorteile in verschiedener Hinsicht, weil damit im Betriebszustand zwei Saug- und zwei Druckbereiche geschaffen werden. Die Flüssigkeit und insbesondere Pulver können separat voneinander angesaugt werden. Damit kann nebst der verbesserten Benetzung und damit der schnelleren Erzielung einer homogenen Dispersion auch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erhöht werden, ohne dass die Aussendimensionen der Vorrichtung vergrössert werden müssten. The inner wall in the housing is very advantageously designed with an oval or similar cross-sectional shape and the impeller is arranged therein so that it can rotate about a central axis. This design of the dispersing chamber and the central mounting of the impeller result in considerable advantages in various respects, because two suction and two pressure areas are created in the operating state. The liquid and in particular the powder can be drawn in separately from one another. In addition to the improved wetting and thus the faster achievement of a homogeneous dispersion, the performance of the device can also be increased without the external dimensions of the device having to be increased.

[0010] Zudem entsteht damit ein weiterer Vorteil, weil sich wegen der ovalen und der damit verbundenen annähernd symmetrischen Geometrie der Innenwand des Gehäuses und der zentrischen Anordnung des Impellers die auf dieses Mischwerkzeug wirkenden radialen Kräfte gegenseitig aufgehoben werden und damit der zulässige Arbeitsdruck wesentlich erhöht werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die beiden Saug- und auch die beiden Druckbereiche genau gegenüberliegen. In addition, this creates a further advantage, because because of the oval and the associated approximately symmetrical geometry of the inner wall of the housing and the central arrangement of the impeller, the radial forces acting on this mixing tool are canceled out and the permissible working pressure is thus significantly increased can. This is due to the fact that the two suction and also the two pressure areas are exactly opposite.

[0011] Die Erfindung sieht vor, dass der Dispergierkammer im Gehäuse eine Dispergiereinrichtung mit einem Rotor und einem Stator mit ineinandergreifenden Zahnkränzen nachgeschaltet ist, mittels dem eine weitere Verfeinerung bzw. Deagglomeration der Dispersion bewirkt werden kann. Mittels der geschaffenen zwei Durchlässe von den beiden Druckbereichen innenseitig in eine ringförmige Kammer in der Dispergiereinrichtung kann auch eine gleichmässigere und schnellere Verteilung der Medien darin erzielt werden. Daraus resultierend kann die Homogenisierung als weiterer Vorteil bei vielen Anwendungen in einem Durchgang in der gewünschten Qualität erzielt werden. The invention provides that the dispersing chamber in the housing is followed by a dispersing device with a rotor and a stator with interlocking sprockets, by means of which a further refinement or deagglomeration of the dispersion can be effected. By means of the two passages created from the two pressure areas on the inside into an annular chamber in the dispersing device, a more uniform and faster distribution of the media therein can also be achieved. As a result, the homogenization can be achieved as a further advantage in many applications in one pass in the desired quality.

[0012] Des Weiteren sind sehr vorteilhaft die sich auf der einen Seite des Impellers bei je einem Saugbereich befindlichen Einlässe der Medien durch wenigstens eine quere Durchgangsöffnung als Bypass verbindbar. Damit können gemischte Medien bei einer Rezirkulation zumindest ein zweites Mal durch die Vorrichtung derart hindurchgelassen werden, dass diese in den einen Einlass und von diesem ein Teil durch die geöffnete Durchgangsöffnung als Bypass in den andern Einlass und von diesem in die Dispergierkammer geleitet werden. Der Einlass für die Stoffzufuhr ist vorzugsweise geschlossen. Dies ermöglicht das Vermindern von Vakuum und verhindert Kavitationen in der Dispergierkammer. Furthermore, the inlets of the media located on one side of the impeller at one suction area each can be connected as a bypass by at least one transverse through-opening. This means that mixed media can be passed through the device at least a second time during recirculation in such a way that they are fed into one inlet and part of it through the open passage opening as a bypass into the other inlet and from there into the dispersing chamber. The inlet for the supply of material is preferably closed. This enables the vacuum to be reduced and prevents cavitation in the dispersing chamber.

[0013] Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung mit den Verbindungsleitungen und den Behältern für die Medien schematisch dargestellt; Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Impeller im Gehäuse und den im Betriebszustand entstehenden Saug- und Druckbereichen innerhalb eines Flüssigkeitsrings; Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 bei einer Rezirkulation der Medien mit geöffnetem bzw. geschlossenem Einlass für das Pulver; und Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung und die darin befindliche Dispergiereinrichtung mit Stator und Rotor.The invention and other advantages of the same are explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows: FIG. 1 a longitudinal section through the device according to the invention with the connecting lines and the containers for the media, shown schematically; FIG. 2 shows a schematic top view of the impeller in the housing and the suction and pressure areas occurring in the operating state within a liquid ring; FIG. FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through the device according to FIG. 1 during recirculation of the media with an open or closed inlet for the powder; and FIG. 4 shows a schematic longitudinal section through the device and the dispersing device with stator and rotor located therein.

[0014] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Dispergieren von Medien, mittels der hauptsächlich eine Flüssigkeit 11 mit einem Pulver 12 benetzt und so vermischt werden, dass keinerlei Ablagerungen bzw. angebackte korn-, sand- und/oder klumpenförmige Reste darin verbleiben. Diese Vorrichtung 10 kann dabei in verschiedensten Bereichen verwendet werden, wie zum Beispiel im Lebensmittel-, Chemie-, Pharma-, Kosmetik-, Metallurgiebereich, oder dergleichen. Als Lebensmittel können flüssige oder cremige Mischungen, wie Milch-, Mehl, Schokoladeprodukte etc., währenddem in der Chemie flüssige oder zähflüssige Farb- oder andere chemische Stoffmischungen erzeugt werden. Besonders eignet sie sich dabei zum Dispergieren von Farbpulver mit einer chemischen Flüssigkeit. Fig. 1 shows a device 10 for dispersing media, by means of which mainly a liquid 11 is wetted with a powder 12 and mixed in such a way that no deposits or baked-on grain, sand and/or lump-like residues remain in it. This device 10 can be used in a wide variety of areas, for example in the food, chemical, pharmaceutical, cosmetic, metallurgical area or the like. Liquid or creamy mixtures such as milk, flour, chocolate products etc. can be used as food, while liquid or viscous color or other chemical mixtures can be produced in chemistry. It is particularly suitable for dispersing color powder with a chemical liquid.

[0015] Die Vorrichtung 10 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 15 mit einer Dispergierkammer 16, einen darin durch ein Antriebsorgan 19 drehbaren Impeller 20 für ein Rühren der Medien, wenigstens je einen Einlass 13, 14 für je ein Medium sowie Durchlässe 17, 18 für das gebildete Gemisch. Eine Innenwand im Gehäuse 15 bildet einen Aussenmantel der Dispergierkammer 16 The device 10 comprises a multi-part housing 15 with a dispersing chamber 16, an impeller 20 rotatable therein by a drive member 19 for stirring the media, at least one inlet 13, 14 for each medium and passages 17, 18 for the formed Mixture. An inner wall in the housing 15 forms an outer shell of the dispersing chamber 16

[0016] Zudem ist unterhalb der Dispergierkammer 16 eine Dispergiereinrichtung 25 mit einem Rotor 21 und einem Stator 22 im Gehäuse 15 angeordnet, wobei der Rotor 21 von demselben Antriebsorgan 19 wie der Impeller 20 angetrieben wird, dazu eine in das Gehäuse 15 ragende Antriebswelle 24 vorgesehen ist. Der Rotor 21 und der Stator 22 sind jeweils scheibenförmig ausgebildet, die damit eine ringförmige Kammer 26 bilden, und aussenseitig weisen sie je zwei, wie dargestellt, oder nur einen oder mehrere ineinandergreifende Zahnkränze 21', 22' auf, welche die Medien nach aussen verfeinert durchlassen und in eine ringförmige Auslasskammer 27 zu einem Auslass 23 und via eine Leitung 34 gemischt in einen Behälter 35 leiten. Bei letzterem führt oberseitig eine Leitung 36 für eine Luftabscheidung weg und auf der Unterseite ist eine Zufuhrleitung 39 in den Einlass 13 vorgesehen. In addition, a dispersing device 25 with a rotor 21 and a stator 22 is arranged in the housing 15 below the dispersing chamber 16, the rotor 21 being driven by the same drive element 19 as the impeller 20, for which purpose a drive shaft 24 protruding into the housing 15 is provided is. The rotor 21 and the stator 22 are each disc-shaped, forming an annular chamber 26 with them, and on the outside they each have two, as shown, or only one or more interlocking toothed rings 21', 22', which refine the media to the outside let through and into an annular outlet chamber 27 to an outlet 23 and via a line 34 mixed into a container 35 lead. In the case of the latter, a line 36 for air separation leads away at the top and a supply line 39 into the inlet 13 is provided on the underside.

[0017] Wie in Fig. 2 verdeutlicht ist, ist erfindungsgemäss diese den Aussenmantel der Dispergierkammer 16 bildende Innenwand 15', 15" des Gehäuses 15 derart geformt und der Impeller 20 darin so drehbar angeordnet, dass sich im Betriebszustand in der Dispergierkammer 16 durch den drehenden Impeller 20 mindestens zwei Saugbereiche 13', 14' und mindestens zwei Druckbereiche 17', 18' bilden, durch welche bei den Saugbereichen 13', 14' je ein Medium ansaug- und nach dem Rühren bei diesen beiden Druckbereichen 17', 18' dispergiert auslassbar ist. As illustrated in Fig. 2, according to the invention, this inner wall 15', 15" of the housing 15, which forms the outer jacket of the dispersing chamber 16, is shaped in such a way and the impeller 20 is rotatably arranged therein so that in the operating state in the dispersing chamber 16 the rotating impeller 20 form at least two suction areas 13', 14' and at least two pressure areas 17', 18', through which a medium is sucked in at the suction areas 13', 14' and, after stirring, at these two pressure areas 17', 18' can be discharged in a dispersed manner.

[0018] Zweckmässigerweise ist dieser von der Innenwand 15', 15" im Gehäuse 15 gebildete Aussenmantel der Dispergierkammer 16 mit einer ovalen Querschnittsform ausgebildet und der Impeller 20 ist darin um eine zentrische Achse A drehbar angeordnet, so dass die Aussenseiten 29 der Flügel 28 des Impellers 20 nahe bei den gegenüberliegenden annähernd geraden Flächen 15' der Innenwand entlanglaufen und mit einem sich ändernden Abstand a1, a2bei den gerundeten Flächen 15" der Innenwand drehen. This outer jacket of the dispersing chamber 16 formed by the inner wall 15', 15" in the housing 15 is expediently designed with an oval cross-section and the impeller 20 is arranged therein so that it can rotate about a central axis A, so that the outer sides 29 of the vanes 28 of the Impellers 20 run close to the opposite approximately straight surfaces 15' of the inner wall and rotate with a varying distance a1, a2 at the rounded surfaces 15'' of the inner wall.

[0019] Im Betriebszustand ist in der Dispergierkammer 16 durch den drehenden Impeller 20 ein vom Aussenmantel der Dispergierkammer begrenzter Flüssigkeitsring 11' gebildet und innerhalb von diesem zwischen den Flügeln 28 des Impellers 20 entstehen jeweils Freiräume mit unterschiedlich grossen Volumen 28', die sich stetig ändern, und damit die beiden Saug- 13', 14' und Druckbereiche 17', 18', wobei dies von der im Gegenuhrzeigersinn angedeuteten Drehrichtung D des Impellers 20 abhängt. In the operating state, a liquid ring 11' delimited by the outer jacket of the dispersing chamber is formed in the dispersing chamber 16 by the rotating impeller 20, and within this ring between the vanes 28 of the impeller 20 there are free spaces with volumes 28' of different sizes, which are constantly changing , and thus the two suction 13', 14' and pressure areas 17', 18', this being dependent on the direction of rotation D of the impeller 20, which is indicated counterclockwise.

[0020] Bei der Vorrichtung 10 ist der Impeller 20 um eine Achse A drehbar angeordnet und die Einlässe 13, 14 für je ein Medium sind auf der Oberseite bei je einem Saugbereich 13', 14' des Impellers 20 positioniert, bei dem sich die Aussenseiten 29 der Flügel 28 nahe bei der einen und bei der andern annähernd geraden Fläche 15' des ovalen Aussenmantels entlang bewegen und in den mit den sich ändernden Abständen a übergehen. Hingegen die Durchlässe 17, 18 beim Stator 22 der gemischten Medien sind auf der Unterseite des Impellers 20 im Anschluss an je einen Druckbereich 17', 18' angeordnet, bei denen die Aussenseiten 29 der Flügel 28 beim Übergang von den sich ändernden Abständen a1, a2bei den gerundeten Flächen auf die annähernd geraden Flächen 15' des Aussenmantels übergehen. In the device 10, the impeller 20 is arranged to be rotatable about an axis A and the inlets 13, 14 for one medium each are positioned on the upper side, each with a suction area 13', 14' of the impeller 20, in which the outer sides 29 of the vanes 28 move along the one and the other approximately straight surface 15' of the oval outer casing and merge into the distances a that change with it. In contrast, the passages 17, 18 in the stator 22 of the mixed media are arranged on the underside of the impeller 20 following a respective pressure area 17', 18', in which the outer sides 29 of the vanes 28 at the transition from the changing distances a1, a2bei the rounded surfaces merge into the approximately straight surfaces 15' of the outer shell.

[0021] Die bei drehendem Impeller 20 entstehenden Saugbereiche 13', 14' sind in Fig. 2 mit einem jeweils runden Querschnitt, welche den rohrförmigen Einlässen 13, 14 entsprechen, und die Druckbereiche 17', 18' sind sichelförmig dargestellt. Die rohrförmigen Einlässe 13, 14 sind jeweils mit einem unterschiedlichen Durchmesser dimensioniert, wobei der kleinere der Pulverzufuhr zugeordnet ist, was dem Volumenverhältnis der Zufuhrmengen angepasst ist. Effektiv sind aber sowohl die Saug- als auch die Druckbereiche durch diese zwischen den Flügeln 28 des Impellers 20 vorliegenden Freiräume mit den unterschiedlich grossen Volumen 28' bei den oben erläuterten Bereichen gebildet. Es versteht sich von selbst, dass die Ein- und Durchlässe einfache oder den Saug- und Druckbereichen angepasste Querschnittsformen aufweisen können. The resulting with rotating impeller 20 suction areas 13 ', 14' are shown in Fig. 2 with a round cross-section, which correspond to the tubular inlets 13, 14, and the pressure areas 17 ', 18' are crescent-shaped. The tubular inlets 13, 14 are each dimensioned with a different diameter, the smaller being assigned to the powder feed, which is adapted to the volume ratio of the feed amounts. Effectively, however, both the suction and the pressure areas are formed by the free spaces present between the blades 28 of the impeller 20 with the volumes 28' of different sizes in the areas explained above. It goes without saying that the inlets and outlets can have simple cross-sectional shapes or shapes that are adapted to the suction and pressure areas.

[0022] Gemäss Fig. 3 sind bei der Vorrichtung 10 im Rahmen der Erfindung die sich auf der oberen Seite des Impellers 20 bei je einem Saugbereich 13', 14' befindlichen Einlässe 13, 14 durch wenigstens eine quere Durchgangsöffnung 30 als Bypass miteinander verbunden, wobei darin sowie im Einlass 14 für das Pulver 12 je ein betätigbares Schliessorgan 31, 32 zugeordnet ist, die vorteilhaft so zusammenwirken, dass das eine oder das andere offen bzw. geschlossen ist. According to Fig. 3, in the device 10 within the scope of the invention, the inlets 13, 14 located on the upper side of the impeller 20 at a suction area 13', 14' are connected to one another by at least one transverse through-opening 30 as a bypass, therein and in the inlet 14 for the powder 12 an actuatable closing element 31, 32 is assigned, which advantageously interact in such a way that one or the other is open or closed.

[0023] Vorzugsweise wird bei einer Rezirkulation das Gemisch der bereits in der Vorrichtung 10 gemischten und in den Behälter 35 zurückgeführten Medien vom Behälter 35 in den einen Einlass 13 und davon ein Teil durch die geöffnete Durchgangsöffnung 30 als Bypass in den andern Einlass 14 und von diesem in die Dispergierkammer 16 geleitet, wobei der Einlass 14 für das Pulver 12 durch das Schliessorgan 32 geschlossen ist. Das Gemisch wird dann wie oben erläutert gleichsam in der Dispergierkammer 16 und nachfolgend in der Dispergiereinrichtung 25 verfeinert bzw. deagglomeriert und zurück in den Behälter 35 oder als Endprodukt weggeführt. Das Schliessorgan 32 für das Pulver 12 könnte im Prinzip auch zumindest teilweise geöffnet sein. Preferably, in a recirculation, the mixture of the media already mixed in the device 10 and returned to the container 35 from the container 35 into one inlet 13 and part of it through the open through-opening 30 as a bypass into the other inlet 14 and from this into the dispersing chamber 16, the inlet 14 for the powder 12 being closed by the closing element 32. The mixture is then refined or deagglomerated, as it were, in the dispersing chamber 16 and subsequently in the dispersing device 25, as explained above, and carried away back into the container 35 or as the end product. In principle, the closing element 32 for the powder 12 could also be at least partially open.

[0024] Mit dieser queren Durchgangsöffnung 30 als Bypass wird ermöglicht, dass bei der Rezirkulation annähernd die doppelte Menge bei annähernd gleicher Leistung der Vorrichtung 10 verarbeitet werden kann. Zudem kann ein Vakuum im Saugbereich beim Einlass 14 vermindert und damit Kavitationen in der Dispergierkammer verhindert werden. With this transverse through-opening 30 as a bypass, it is possible for the recirculation to process approximately twice the amount with approximately the same performance of the device 10 . In addition, a vacuum in the suction area at the inlet 14 can be reduced and thus cavitations in the dispersing chamber can be prevented.

[0025] Zweckmässigerweise sind die Behälter 35, 37 der Medien oberhalb der Vorrichtung 10 platziert und es führt von diesen je eine Zufuhrleitung 39, 38 in je eine Einlass 13, 14 auf der Oberseite des Gehäuses 15 bei einer Anordnung des Impellers 20. Damit kann auf Pumpen verzichtet und die Zufuhr der Medien wird nebst der Schwerkraft vollauf durch die Saugkraft in der Dispergierkammer ermöglicht. Die Zufuhrleitung 39 vom Behälter 35 ist vorteilhaft mit einem nicht näher gezeigten steuerbaren Ventil ausgestattet, damit die Zufuhr bzw. die Menge der Flüssigkeit aus dem Behälter 35 gesteuert/reguliert werden kann. Zudem ist die Zufuhrleitung 38 vom Behälter 37 mit dem Schliessorgan 32 als ebenfalls steuerbarer Ventil ausgestattet, damit die Stoffzufuhr reguliert werden kann. Conveniently, the containers 35, 37 of the media are placed above the device 10 and it leads from each of these a supply line 39, 38 into an inlet 13, 14 on the top of the housing 15 in an arrangement of the impeller 20. This can Pumps are not used and the media are fed in using gravity and the suction force in the dispersing chamber. The supply line 39 from the container 35 is advantageously equipped with a controllable valve, not shown in detail, so that the supply or the amount of liquid from the container 35 can be controlled/regulated. In addition, the supply line 38 from the container 37 is equipped with the closing element 32 as a likewise controllable valve, so that the substance supply can be regulated.

[0026] In Fig. 4 ist der Rotor 21 und der Stator 22 der Dispergiereinrichtung 25 näher veranschaulicht, bei denen aussenseitig diese je zwei, wie dargestellt, oder nur einen oder mehrere ineinandergreifenden Zahnkränze 21', 22' ersichtlich sind, die aus kreisförmig in axialer Richtung vorstehenden Zähnen 21'', 22'' in regelmässigen Abständen zueinander bestehen, die jeweils stabförmig ausgebildet sind und berührungslos zueinander angeordnet sind. Bei einem Drehen des Rotors 21 werden die radial nach aussen fliessenden Medien von den aneinander vorbei bewegenden Zähnen 21", 22" weiter effizient deagglomeriert und dadurch eine annähernd vollständige Homogenisierung erzielbar ist. In Fig. 4, the rotor 21 and the stator 22 of the dispersing device 25 are illustrated in more detail, on the outside of which two, as shown, or only one or more intermeshing sprockets 21', 22' can be seen, which are circular in axially protruding teeth 21'', 22'' exist at regular intervals from one another, which are each rod-shaped and are arranged without contact with one another. When the rotor 21 rotates, the media flowing radially outwards are further efficiently deagglomerated by the teeth 21", 22" moving past one another, and an almost complete homogenization can thereby be achieved.

[0027] Das Schliessorgan 31 in der Durchgangsöffnung 30 ist vorzugsweise als Drehschieber ausgebildet, bei dem die Öffnung 31' strömungsoptimiert geformt sein kann, damit keine Anbackungen oder Kavitationsschäden entstehen. The closing element 31 in the through-opening 30 is preferably designed as a rotary valve, in which the opening 31' can be shaped in a flow-optimized manner so that no caking or cavitation damage occurs.

[0028] Mit dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung ausreichend dargetan. Sie könnte aber noch durch weitere Varianten erläutert sein. With the embodiment explained above, the invention is sufficiently demonstrated. However, it could also be explained by further variants.

[0029] Im Prinzip könnte die den Aussenmantel der Dispergierkammer bildende Gehäusewand anstelle von einer ovalen Form andersförmig ausgebildet sein, so dass zum Beispiel sogar drei Saugbereiche und drei Druckbereiche geschaffen würden, bei der diese Gehäusewand eine dreieckige Form mit abgerundeten Ecken aufweisen könnte. Der zentrisch darin angeordnete Impeller würde mit seinen Aussenseiten der Flügel nahe bei den Seitenflächen des Dreiecks, hingegen in den abgerundeten Ecken entsprechend beabstandet geführt sein. Anstelle eines Dreiecks könnte auch ein Vieleck mit abgerundeten Ecken mit mehreren Saug- bzw. Druckbereichen vorzugsweise mit einer jeweiligen Anzahl wie diejenigen der Ecken vorgesehen sein. In principle, the housing wall forming the outer shell of the dispersing chamber could have a different shape instead of an oval shape, so that, for example, even three suction areas and three pressure areas would be created in which this housing wall could have a triangular shape with rounded corners. The impeller arranged centrally therein would be guided with its outer sides of the blades close to the side surfaces of the triangle, but correspondingly spaced in the rounded corners. Instead of a triangle, it would also be possible to provide a polygon with rounded corners with a plurality of suction or pressure areas, preferably with a respective number equal to that of the corners.

[0030] Die Flügel 28 des Impellers 20 sind vorzugsweise gerade und radial nach aussen verlaufend geformt, wie veranschaulicht ist. Selbstverständlich könnten diese auch gewölbt, schaufel- oder andersförmig ausgebildet sein. The blades 28 of the impeller 20 are preferably straight and radially outwardly shaped as illustrated. Of course, these could also be arched, shovel-shaped, or formed in some other way.

[0031] Ebenso kann die Dispergiereinrichtung weggelassen werden oder es können sowohl Rotor und der Stator als auch die ineinandergreifenden Zahnkränze anders als dargestellt ausgebildet sein. Die Zähne könnten statt stabförmig mit anderen Querschnitten versehen sein, zum Beispiel segment- oder messerförmig. Statt den Zähnen können quer durchgehende Öffnungen, zum Beispiel Bohrungen, in den Kränzen vorgesehen sein. Der Rotor könnte auch von einem separaten Antrieb mit einer andern Drehzahl als diejenige des Impellers gedreht werden. Die Drehachse (A) des Impellers und des Rotors ist vertikal ausgerichtet, da dies vorteilhaft ist. Sie könnte genauso horizontal angeordnet sein. Likewise, the dispersing device can be omitted or both the rotor and the stator as well as the meshing ring gears can be designed differently than shown. The teeth could be provided with cross-sections other than rod-shaped, for example segment-shaped or knife-shaped. Instead of the teeth, transverse openings, for example bores, can be provided in the rims. The rotor could also be rotated by a separate drive at a different speed than that of the impeller. The axis of rotation (A) of the impeller and rotor is oriented vertically, as this is advantageous. It could also be arranged horizontally.

[0032] Es ist zudem möglich, dass jeweils eine Pumpe zur Unterstützung des Ansaugens und/oder des Wegbeförderns bei den Ein- bzw. Auslässen verwendet wird. It is also possible that a pump is used to support the intake and/or the conveying away at the inlets and outlets.

[0033] Wie erwähnt kann die Homogenisierung als weiterer Vorteil der Erfindung in einem Durchgang mit der erforderlichen Qualität erzielt werden. Es wird dann keine quere Durchgangsöffnung als Bypass bei den Einlässen benötigt, sondern das Gemisch kann direkt als Endprodukt oder in einen Behälter vorzugsweise mit mindestens einer Leitung 36 für eine Luft- und/oder Gasabscheidung und von diesem weggeführt werden. As mentioned, as a further advantage of the invention, the homogenization can be achieved in one pass with the required quality. There is then no need for a transverse passage opening as a bypass at the inlets, but the mixture can be routed directly as the end product or into a container, preferably with at least one line 36 for air and/or gas separation and away from it.

Claims

1. Device for dispersing media, in particular a substance in a liquid, which has a housing (15) with a dispersing chamber (16), an impeller (20) rotatable therein by a drive member (19) for stirring the media, at least one each inlet (13, 14) for one medium each and at least one passage (17, 18) for the dispersed media, the outer shell of the dispersing chamber (16) being formed by an inner wall (15', 15") in the housing (15). , characterized in that this inner wall (15', 15") is shaped in such a way and the impeller (20) is rotatably arranged therein that in the operating state the rotating impeller (20) creates at least two suction areas (13', 14') and at least two pressure areas (17 ', 18') through which a medium can be sucked in at the suction areas (13', 14') and discharged dispersed after stirring at these pressure areas (17', 18').

2. Device according to claim 1, characterized in that this outer casing of the dispersing chamber (16) formed by the inner wall (15', 15") in the housing (15) has an oval or similar cross-sectional shape and the impeller (20) is arranged therein so that it can rotate about a central axis (A), so that the Outsides (29) of the blades (28) of the impeller (20) run along the inner wall close to the opposite approximately straight surfaces (15') and at a varying distance (a1, a2) at the rounded surfaces (15") adjoining them.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the impeller (20) is arranged to be rotatable about a vertical axis (A) and the inlets (13, 14) of the media are located on the upper side at a respective suction region (13', 14') of the impeller (20), in which move the outer sides (29) of the wings (28) close to one or the other approximately straight surface (15') of the oval outer shell and consequently along the rounded surfaces (15") adjoining it.

4. The device according to claim 3, characterized in that the passages (17, 18) of the media lead away on the underside in each case a pressure area (17', 18') of the impeller (20), in which the outer sides (29) of the blades (28) in the transition from the changing distance ( a) transition from the rounded surfaces (15") to the approximately straight surface (15') of the outer casing.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the operating state, due to the rotating impeller (20), a liquid ring (11') delimited by the outer casing of the dispersing chamber (16) and within this between the blades (28) of the impeller (20) free spaces with different volumes (28') and thus these form at least two suction (13', 14') and pressure areas (17', 18').

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one dispersing device (25) with a rotor (21) and a stator (22) is arranged in the housing (15), which preferably with intermeshing sprockets (21', 22') and when the rotor (21) rotates, the dispersed medium from can be conveyed to the outside through the passages (17, 18) through these sprockets (21', 22') and effects refinement, deagglomeration and/or dissolution of the dispersion.

7. The device according to claim 6, characterized in that the dispersing device (25) forms an annular chamber (26), into which the passages (17, 18) of the dispersing chamber (16) open on the inside and an annular outlet chamber (27) is preferably provided on the outside, so that the medium flows from the inside to the outside can be conveyed through between the rotor (21) and stator (22).

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the rotor (21) and the stator (22) of the dispersing device (25) are disc-shaped and have one or more rows of toothed rings (21', 22') on the outside, the toothed rings (21', 22') consisting of protruding teeth (21'', 22'') exist at regular intervals from one another, each of which is rod-shaped.

9. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the rotor (21) and the stator (22) of the dispersing device (25) each have one or more rows of interlocking rings on the outside, which are designed with transverse openings, for example bores.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the media inlets (13, 14) located on one side of the impeller (20) in each suction area (13', 14') can be connected as a bypass through at least one transverse through-opening (30), this through-opening (30) and the inlet (14) for one medium, in particular for the substance, are each provided with an actuatable closing element (31, 32).

11. The device according to claim 10, characterized in that the mixed media can be passed through the device (10) at least a second time during recirculation, in which, in the operating state, the mixed media enter one inlet (13) and part of it through the open through-opening (30) as a bypass into the other inlet (14) and from this into the dispersing chamber (16), wherein the inlet (14) for the supply of material is preferably closed.

12. The device according to claim 10 or 11, characterized in that for the recirculation, an outlet line (34) leading away from the outlet (23) of the housing (15) into a container (35) and from this via a supply line (39) to the inlet (13) and part of it through the through-opening (30). .

13. The device according to claim 12, characterized in that the containers (35, 37) for the media are located above the housing (15) and on the underside a supply line (39, 38) each to an inlet (13, 14) on the upper side of the housing (15) in an arrangement of the Impeller (20) with a preferably vertical axis alignment (A).