DE10132069A1 - A method for influencing the rheological properties of a fluid - Google Patents

A method for influencing the rheological properties of a fluid

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DE10132069A1
DE10132069A1 DE2001132069 DE10132069A DE10132069A1 DE 10132069 A1 DE10132069 A1 DE 10132069A1 DE 2001132069 DE2001132069 DE 2001132069 DE 10132069 A DE10132069 A DE 10132069A DE 10132069 A1 DE10132069 A1 DE 10132069A1
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DE2001132069
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Boris Ouriev
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Buehler AG
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Buehler AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/02Influencing flow of fluids in pipes or conduits

Abstract

The invention relates to a method for influencing the rheological properties of a liquid interacting with at least one contact surface associated with an installation or machine part. At least one part of the liquid elements forming the liquid is subjected to oscillations, and the at least one contact surface of the installation or machine part is used as a source of mechanical oscillations.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beeinflussen der rheologischen Eigenschaften eines Fluids nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a method for influencing the rheological properties of a fluid according to the preamble of claim. 1
  • Bei vielen Prozessen zur Verarbeitung von Produkten sowohl im Lebensmittelbereich als auch im Nicht-Lebensmittelbereich spielen die rheologischen Eigenschaften des Produktes, insbesondere, während ihrer Verarbeitung, eine entscheidende Rolle für die erzielbare Qualität der Endprodukte. In many processes for processing of products both in the food sector and the non-food sector play the rheological properties of the product, in particular, during their processing, a crucial role for the achievable quality of the final products.
  • Eine Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften von Produktmassen, wie z. An influence on the rheological properties of product masses such. B. viskosen Fluiden aber auch viskoelastischen Pasten oder Elastomermischungen, oder auch der "rheologischen Eigenschaften" von fluidisierten Schüttgütern, kann z. B. viscous fluids but also viscoelastic pastes or elastomer blends, or the "rheological properties" of fluidized solids, such can. B. durch Scherung, Dehnung bzw. Fluidisierung erreicht werden. B. be achieved by shearing, elongation or fluidization.
  • Bei diesen Produkten handelt es sich in der Regel um homogene Gemische oftmals verschiedener Phasen (z. B. Suspension, Emulsion). These products are generally to homogeneous mixtures often of different phases (eg. As suspension, emulsion). Besonders wichtig ist daher in diesem Zusammenhang auch die Beherrschung von Strömen der Produktmassen. It is therefore particularly important in this context, the control of flow of the product masses. Dabei treten häufig Probleme an bestimmten Stellen des Fluidstroms auf, an dem ein Teil des Fluids sich anders verhält als der überwiegende Teil des strömenden Fluids. Here, problems at certain points of the fluid stream often occur where some of the fluid behaves differently than the majority of the flowing fluid. Erwähnenswert ist z. Worth mentioning z. B. die Grenzfläche zwischen dem strömenden Fluid und der inneren Oberfläche eines Maschinen- oder Leitungsteils, bei denen oftmals starke Reibung bzw. eine stark verlangsamte Produktströmung stattfindet. For example, the boundary surface between the flowing fluid and the inner surface of a machine or line portion in which often takes place strong friction or greatly slowed the product flow. Negative Folgen sind z. Negative consequences are for. B. zu grosse Verweilzeitspektren, Entmischung, zeitliche und örtliche Temperaturspitzen, etc. B. excessive residence time spectra, segregation, temporal and local temperature peaks, etc.
  • Oft stößt auch eine vorgegebene Maschine bei gewissen zu bearbeitenden Fluiden an ihre Leistungs- und Stabilitätsgrenze. Often a given engine encountered with certain fluids to be processed to their performance and stability limit. Die übliche Abhilfe bestand dann immer darin, eine noch stärkere bzw. stabilere und damit teurere Maschine zu bauen. The usual remedy then always was to build an even stronger and more stable and thus more expensive machine.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, diese Nachteile und Unzulänglichkeiten der bekannten Verfahren und Anlagen zur Verarbeitung fließfähiger Produkte zu überwinden und insbesondere eine Verbesserung der Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften derartiger Produkte herbe zuführen. The invention is therefore based on the object to overcome these drawbacks and deficiencies of the known methods and systems for processing flowable products and perform particular an improvement of influencing the rheological properties of such products herbe.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. This object is solved by the features of the characterizing part of claim. 1
  • Indem mindestens ein Teil der das Fluid bildenden Fluidelemente zu Schwingungen angeregt wird, können die rheologischen Eigenschaften zumindest eines Teils des Fluids gezielt beeinflusst werden. By at least part of the fluid forming the fluid elements are excited into oscillation, the rheological properties can be influenced at least a portion of the fluid. Insbesondere kann eine Verringerung der internen Fluidreibung sowie der externen Fluidreibung an Fluid-/Maschinen-Grenzflächen erzielt werden. In particular, a reduction of the internal fluid friction of the external fluid, and friction on fluid / machine interfaces can be obtained. Dies ermöglicht es, den Energieeintrag in das Fluid zu verringern, wodurch einerseits die Lebensdauer einer Maschine deutlich erhöht wird und andererseits auch der Bau von Maschinen mit grösseren Dimensionen ermöglicht wird, ohne dass man an die Grenzen der von der Maschine erbringbaren Kraft/Leistung und ihrer Stabilität stößt. This makes it possible to reduce the energy input into the fluid whereby the one hand, the life of a machine is substantially increased and on the other hand, the construction of machines is made possible with larger dimensions without having the limits of performable by the machine power / quality and its stability comes. Mit anderen Worten kann eine Durchsatzerhöhung bei gleicher Förderleistung erzielt werden. In other words, an increase in throughput can be achieved at the same flow rate.
  • Die Schwingungsanregung stellt auch eine Einwirkung auf das Fluid dar, mit der die eigentlichen rheologischen Eigenschaften zu effektiven rheologischen Eigenschaften verändert werden. The oscillation excitation is also an action on the fluid, with the proper rheological properties to be changed to the effective rheological properties. Anstatt zu versuchen, die komplexen rheologischen Eigenschaften eines realen Fluids zu erfassen und zu steuern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die realen rheologischen Eigenschaften durch das Aufprägen von Schwingungen auf die das Fluid bildende Fluidelemente zu effektiven rheologischen Eigenschaften zu verändern, die sich leichter handhaben lassen als die ihnen zu Grunde liegenden realen rheologischen Eigenschaften. Instead of trying to detect the complex rheological properties of a real fluid, and to control, it has proved advantageous to change the real rheological properties by imparting vibrations to which the fluid forming the fluid elements to effective rheological properties, the more readily hand have leave than their underlying real rheological properties. Mit andern Worten wird das Fluid "künstlich" durch die eingeleiteten Vibrationen derart verändert, dass es sich zumindest in diesem veränderten Zustand leichter beherrschen lässt. In other words, the fluid is "artificially" changed by the introduced vibrations so that it is easier to control at least in this altered state.
  • Vorzugsweise werden Fluidelemente in ganz bestimmten Bereichen des Fluids zu Schwingungen angeregt. Preferably, fluid elements are excited in very specific areas of the fluid to oscillate. So können z. Thus, can. B. durch gezielte Schwingungsanregungen erhöhte Verweilzeiten des Fluids in Nischen und Totvolumina verringert werden oder die Reibung an Wand-/Fluid-Grenzflächen, insbesondere in Leitungen für Fluidtransport, verringert werden. B. increased through specific vibrational excitations residence times of the fluid in niches and dead spaces are reduced or the friction on wall / fluid interfaces, in particular in pipes for fluid transport, can be reduced. Dies hat eine Verringerung des Verweilzeitspektrums des in der Maschine behandelten bzw. in der Leitung transportierten Fluids zur Folge und führt zu der auch schon erwähnten Material- und Energieeinsparung. This results in reduction of the residence time of the treated in the machine or transported in the fluid line and leads to the already mentioned materials and energy savings.
  • Das Fluid kann ein Gemisch aus mindest einer gasförmigen, einer flüssigen oder einer festen Phase sein, wobei jede Phase aus verschiedenen Phasenelementen (finiten Elementen) besteht. The fluid may be a gaseous, a liquid or a solid phase, a mixture of minimum, each phase of various phase elements (finite elements) is. Die Phasenelemente können insbesondere Partikel, Blasen oder Agglomerate sein, sodass es sich bei dem Fluid uni eine Suspension, eine Emulsion, ein fluidisiertes Pulver bzw. Pulvergemisch, einen Schaum bzw. Schaumgemisch oder ein Kolloid bzw. Kolloidgemisch handelt. The phase elements can be particularly particles, bubbles, or agglomerates, so that it is in the fluid uni a suspension, an emulsion, a fluidized powder or powder mixture, a foam or foam mixture, or a colloid or colloid mixture. Insbesondere kann das Fluid auch ein Polymer bzw. ein Polymergemisch sein. In particular, the fluid, a polymer or a polymer blend can be. Bei all diesen Fluiden ermöglicht die erwähnte bevorzugte Ausführung sowohl eine lokale als auch eine globale Beeinflussung des Fluids. In all these fluids, the aforementioned preferred embodiment allows both a local and a global influence of the fluid.
  • Zweckmässigerweise werden die verschiedenen Arten der Elemente des Fluids selektiv zu Schwingungen angeregt. Conveniently, the different types of elements of the fluid can be selectively excited to vibrate. So können auch hier Problemzonen lokal und/oder global bearbeitet werden. So problem areas can be processed locally and / or globally as well. Solche Problemzonen sind z. Such problem areas are, for. B. Düsen oder Totvolumina. B. nozzles or dead volumes. Bei den Düsen entsteht z. The nozzles for results. B. bei Verwendung des unbehandelten Fluids mit seinen realen, das heisst nicht, durch Vibration zu effektiven rheologischen Eigenschaften veränderten rheologischen Eigenschaften ein hoher Druckgradient, der sich bei Verwendung des Fluids mit den effektiven, das heisst durch Vibration veränderten rheologischen Eigenschaften deutlich verringern lässt. Example, when using the untreated fluid with its real, that is not changed by vibration to effective rheological properties rheological properties, a high pressure gradient, which in use of the fluid with the effective, which can be called by vibration altered rheological properties significantly reduced. Als weiteres Beispiel können Totvolumina in dem zu verarbeitenden Fluid durch gezielte Schwingungsbeeinflussung belebt werden. As another example, dead volumes can be animated in the fluid to be processed by targeted influencing vibration.
  • Vorzugsweise findet die selektive Schwingungsanregung an einer ganzen Gruppe von Elementen oder mehreren Gruppen von Elementen statt. Preferably, the selective excitation of vibrations of an entire group of elements or more groups of elements takes place.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Schwingungsanregung durch mindestens eine Quelle für mechanische Schwingungen, die auf das Fluid einwirkt. In a particularly preferred embodiment of the invention the vibration excitation takes place by at least one source of mechanical vibrations acting on the fluid. Dies ermöglicht die Eintragung verschiedener Schwingungen mit verschiedenen Amplituden und verschiedenen Frequenzen in das Fluid. This allows the recording of various vibrations having different amplitudes and different frequencies in the fluid. Auf diese Weise können in ausgewählten Bereichen durch Überlagerungen der verschiedenen Schwingungen extrem grosse Schwingungsamplituden im Fluid erzielt werden. In this way, extremely large oscillation amplitudes in the fluid can be achieved in selected areas through overlays of the different vibrations.
  • Die Schwingungen können dabei zum Teil pneumatisch und/oder zum Teil hydraulisch erzeugt werden. The vibrations can be generated pneumatically and / or partly partly hydraulically. Insbesondere ist auch eine mechanische Schwingung durch Stoßanregung, insbesondere durch mehrere aufeinanderfolgende Stoßanregungen vorteilhaft. In particular, a mechanical vibration is through impact excitation, in particular by a plurality of successive impact excitations advantageous. Die schlagartige Stoßanregung entspricht einer Überlagerung sehr vieler verschiedener Schwingungsfrequenzen, sodass durch eine Stoßanregung über einen sehr großen Frequenzbereich Resonanzschwingungen angeregt werden können, die durch aufeinanderfolgende Stoßanregungen auch über einen längeren Zeitraum hinweg aufrechterhalten werden können. The sudden impact excitation corresponds to a superposition of many different frequencies so that resonance vibrations can be excited by an impact excitation over a very wide frequency range that can be maintained by successive impact excitations over a longer period of time.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Quelle für mechanische Schwingungen die mindestens eine Grenzfläche des Anlagen- bzw. Maschinenteils ist. It is particularly advantageous if the source of mechanical vibrations is at least one boundary surface of the plant or machine part. Auf diese Weise werden weniger Teile benötigt, und es kann dennoch eine gezielte Beeinflussung des Fluids stattfinden. In this way, fewer parts are required, and it can take place a targeted influence of the fluid yet.
  • Vorzugsweise besitzt die mindestens eine schwingende Grenzfläche mindestens eine Schwingungskomponente in der Tangentialebene der Wand-/Fluid-Grenzfläche. Preferably, the at least one vibrating interface has at least one vibration component in the tangential plane of the wall / fluid interface.
  • Auf diese Weise lässt sich die Fluid-/Wandreibung reduzieren oder steuern, indem man einen gezielten Gleit-/Rutsch-Effekt hervorruft. In this way, the fluid / wall friction can be reduced or controlled, by causing a deliberate slip / skid effect. Eine ggf. notwendige Änderung oder Anpassung des Wandmaterials an spezielle Fluide erübrigt sich daher. A possibly necessary change or adaptation of the wall material to specific fluids therefore unnecessary. Stattdessen lässt sich durch Auswahl der Frequenz und/oder Amplitude der tangentialen Schwingungskomponente ein steuerbarer Reibungskoeffizient zwischen Wand und Fluid herstellen. Instead, can be prepared a controllable coefficient of friction between the wall and fluid by selecting the frequency and / or amplitude of the tangential vibration component.
  • Besonders zweckmässig ist es auch, wenn die mindestens eine Grenzfläche eine Schwingungskomponente normal zur Tangentialebene der Wand-/Fluid-Grenzfläche besitzt. It is particularly advantageous also when the at least one interface has a vibration component perpendicular to the tangential plane of the wall / fluid interface. Durch diese Normalkomponente der Grenzflächenschwingung kann besonders viel Schwingungsenergie in das Fluidvolumen eingetragen werden. Through this normal component of the interface oscillation particularly much vibration energy can be added to the fluid volume. Somit lässt sich insbesondere durch eine Kombination der tangentialen und der normalen Schwingungskomponente der Wand-/Fluid-Grenzfläche eine äusserst gezielte und spezifische Zufuhr von Schwingungsenergie in das Fluid erzeugen. Thus, a highly targeted and specific delivery of vibrational energy in the fluid can be generated in particular by a combination of tangential and normal vibration component of the wall / fluid interface.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Schwingungsanregung durch mindestens eine Quelle für elektromagnetische Wellen, die auf das Fluid einwirken. In a further advantageous embodiment of the inventive method, the vibration excitation takes place by at least one source of electromagnetic waves which act on the fluid. Durch die elektromagnetische Schwingungsanregung erfolgt ein sanfterer Einfluss auf das Fluid, wobei die Schwingungsanregung vorwiegend auf der molekularen Ebene oder auf der Ebene kleiner Agglomerate stattfindet, wenn es sich bei ihnen um temporäre oder permanente Dipole wie z. By the electromagnetic vibratory excitation, a gentler effect on the fluid, whereby the oscillation excitation takes place predominantly at the molecular level or at the level of small agglomerates, if it is with them to temporary or permanent dipoles such. B. Wassermoleküle oder Tensidmoleküle handelt. As water molecules or surfactant is. Bei Verwendung mehrerer Quellen für elektromagnetische Wellen ist auch eine Anregung mit mehreren Frequenzen bzw. Frequenzbereichen möglich, und es können gezielt verschiedene Partikel mit Dipolcharakter in dem Fluid zu Rotationsschwingungen angeregt werden. When using multiple sources for electromagnetic waves and an excitation with a plurality of frequencies or frequency ranges is possible, and it can be excited in the fluid rotary oscillations target different particles with dipole character.
  • Die das Fluid berührende Fluid-/Wand-Grenzfläche kann eine Wand einer für den Transport des Fluids bestimmten Leitung oder aber eine Oberfläche eines Bearbeitungselements einer das Fluid bearbeitenden Maschine sein. The fluid contacting fluid / wall interface may be a wall of a particular for the transport of the fluid line or a surface of a processing element of a machine, the fluid processed.
  • Insbesondere kann es sich um eine Grenzfläche handeln, die ausser ihrer Schwingungsbewegung keine weitere Bewegung durchführt. In particular, it may be an interface that performs no further movement out of its oscillatory motion. Dies ist z. This is for. B. bei einem statischen Mischer der Fall. Example, in the case of a static mixer.
  • Die Grenzfläche kann jedoch auch zusätzlich zu ihrer Schwingungsbewegung noch mindestens eine weitere Bewegung durchführen, wie z. However, the interface can also perform in addition to their vibratory motion at least one other motion such. B. eine Translation und/oder Rotation. As a translation and / or rotation. Auch hier ist die Wandreibung auf Grund der Schwingung der Grenzfläche reduziert. Again, the wall friction is reduced due to the oscillation of the interface. Dies ist insbesondere bei Rohrleitungen beim Transport viskoser Fluide oder bei dynamischen Mischern vorteilhaft. This is particularly advantageous in pipelines during transportation of viscous fluids or dynamic mixers.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei verschiedenen Fluidströmungen eingesetzt werden. The inventive method can be used in different fluid flows. So kann es sich bei der Fluidströmung um eine Schleppströmung, eine Druckströmung, eine Kombination aus Schlepp- und Druckströmung, um eine Dehnströmung, eine Scherströmung sowie auch um eine Kavitationsströmung handeln. So it may be in the fluid flow around a drag flow, pressure flow, a combination of drag and pressure flow would constitute an extension flow, a shear flow as well as a cavitation flow.
  • Eine Kombination von Dehnströmung und Vibration ist besonders vorteilhaft. A combination of extensional flow and vibration is particularly advantageous. Die schon durch die Dehnströmung hervorgerufene Desagglomeration wird durch die Vibration der Agglomerate unterstützt. The already caused by the stretching flow deagglomeration is supported by the vibration of the agglomerates. Diese Synergie lässt sich besonders vorteilhaft in einer vibrierenden Spaltmühle durch Überlagerung von Dehnung und Vibration verwirklichen. This synergy can be particularly advantageous in a vibrant gap mill by superposition of strain and vibration realize. Auch bei der Desagglomeration mittels Scherströmung erweist sich die überlagerte Vibration als äusserst nützlich, da diese Vibration einer Entmischung der desagglomerierten Teilchen entlang verschiedener Strömungsschichten in laminar strömenden Bereichen entgegenwirkt und somit auch eine erneute Agglomeration der zerkleinerten Teilchen verhindert wird. Also, in the deagglomeration means of shear flow, the superimposed vibration proves to be extremely useful because this vibration counteracts a separation of the deagglomerated particles along different flow layers in laminar flow regions and hence a re-agglomeration of the comminuted particles is prevented.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die Schwingungsanregung in ausgewählten Frequenzen bzw. Frequenzbereichen, insbesondere in Kombination mit einer Schwingungsanregung mit ausgewählten Amplituden bzw. Amplitudenbereichen. In a further advantageous embodiment of the inventive method the oscillation excitation at selected frequencies or frequency ranges is carried out, in particular in combination with a vibration excitation with selected amplitudes or amplitude ranges. Dadurch kann eine gezielte und selektive Einwirkung auf verschiedene Phasenelemente, wie z. This allows a targeted and selective effect on different phase elements such. B. Partikel, Blasen, Aggregate, etc. nach Grösse, Typ, Zusammensetzung, Form etc. bewirkt werden. B. particles, bubbles, aggregates, etc. on the size, type, composition, shape, etc. are effected. Insbesondere können auch die ausgewählten Anregungsfrequenzen und Amplituden dem jeweiligen Verarbeitungsgrad des Fluids, das heisst dem jeweiligen Zustand der Phasenelemente angepasst werden. In particular, the selected excitation frequencies and amplitudes may each degree of processing of the fluid, that is, the respective state of the phase elements to be adjusted. So können z. Thus, can. B. mit zunehmender Desagglomerierung der Partikel die zunehmend kleineren Partikel mit ansteigenden Frequenzen weiter angeregt werden. B. with increasing deagglomeration of the particles, the increasingly smaller particles are further stimulated with increasing frequencies.
  • Insbesondere ist auch hier die Schwingungsanregung durch aufeinanderfolgende Schläge besonders vorteilhaft, da durch die Schläge ein breites Frequenzspektrum in das Fluid eingebracht wird. In particular, the vibration excitation by successive strokes is also particularly advantageous here, since a broad frequency spectrum is introduced into the fluid by the blows.
  • Vorzugsweise werden aufeinanderfolgende Schläge durchgeführt, die jeweils durch ein Zeitintervall konstanter Länge voneinander getrennt sind. Preferably, successive strokes are performed, which are separated from each other by a time interval of constant length. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass nach dem Abklingen der durch einen Schlag verursachten Schwingungen von Phasenelementen immer wieder erneut dieselben Schwingungen an den Phasenelementen mit grosser Anfangsamplitude angeregt werden. In this way it is ensured that the same oscillations at the phase elements are excited with a large initial amplitude after the decay of the vibrations of phase elements caused by a blow repeatedly again.
  • Vorzugsweise können die aufeinanderfolgenden Schläge auch jeweils durch einen Zeitintervall stochastischer Länge voneinander getrennt sein. Preferably, the successive impacts can also each be separated by a time interval stochastic length. Auf diese Weise wird verhindert, dass dem Fluid von aussen ein periodisches Verhalten aufgeprägt wird. This ensures that the fluid from outside a periodic behavior is imposed is prevented. Vielmehr wird durch die Schwingungsanregung, die durch die mit stochastischen Zeitabständen aufeinanderfolgenden Schläge hervorgerufen wird, verhindert, dass die Fluidströmung einen stationären Zustand einnehmen kann. Rather, is prevented by the excitation of vibrations, caused by the successive time intervals with stochastic strokes, that the fluid flow can take a stationary state. Dies ist besonders vorteilhaft, um Entmischungsvorgänge zu verhindern. This is particularly advantageous in order to prevent separation processes. Anstelle von Zeitintervallen stochastischer Länge können die aufeinanderfolgenden Schläge auch durch Zeitintervalle voneinander getrennt sein, deren Längen normal verteilt sind. Instead of time intervals stochastic length of the successive impacts may be separated by time intervals whose lengths are normally distributed. Auf diese Weise kann man eine Art Kompromiss zwischen der Vorgehensweise mit Zeitintervallen konstanter Länge und der Vorgehensweise mit Zeitintervallen rein stochastischer Länge erreichen. In this way one can achieve with time intervals of constant length and the approach with time intervals purely stochastic length of a compromise between the approach.
  • Zweckmässigerweise sind die ausgewählten Frequenzen bzw. Frequenzbereiche der Anregungsschwingung bestimmten Schwingungsmoden zugeordnete Eigenfrequenzen bestimmter Arten von Phasenelementen. Conveniently, the selected frequencies or frequency ranges of the stimulating oscillation are certain modes of vibration associated with the natural frequencies of specific types of phase elements. Wie schon erwähnt, kann auf diese Weise gezielt auf Phasenelemente bestimmter Art, Grösse, Zusammensetzung oder Form eingewirkt werden. As already mentioned, can be influenced in this way specifically to phase elements of certain type, size, composition or shape.
  • Als unterstützende Massnahme kann bei dem erfindungsgemässen Verfahren auch mindestens eine oberflächenaktive Substanz dem Fluid hinzugegeben werden. As a supportive measure at least one surfactant may also be added to the fluid in the inventive method. Dadurch lässt sich z. This makes it possible for. B. eine durch die Schwingungsanregung hervorgerufene Desagglomerierung von Phasenelementen stabilisieren. B. stabilize caused by the vibration excitation deagglomeration of phase elements. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn für verschiedene Phasenelemente des Fluids dem Fluid jeweils mindestens eine spezifische oberflächenaktive Substanz hinzugegeben wird. To be particularly advantageous, it has proven worthwhile if at least a specific surfactant is added for various elements of the fluid phase to the fluid respectively. Durch einen den Prozess begleitenden örtlich und zeitlich abgestimmten Einsatz verschiedener Schwingungsanregungen und verschiedener oberflächenaktiver Substanzen können die verschiedensten Prozesse optimiert werden. accompanying by a process in place and time coordinated use of various vibrational excitations and various surface-active substances of different processes can be optimized.

Claims (45)

  1. 1. Verfahren zum Beeinflussen der rheologischen Eigenschaften eines Fluids, das mit mindestens einer einem Anlagen- bzw. Maschinenteil zugeordneten Grenzfläche in Wechselwirkung steht, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Teil der das Fluid bildenden Fluidelemente zu Schwingungen angeregt wird. 1. A method for influencing the rheological properties of a fluid associated with at least one plant or a machine part interface interacts, characterized in that at least part of the fluid forming the fluid elements are excited into oscillation.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fluidelemente in bestimmten Bereichen des Fluids zu Schwingungen angeregt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the fluid elements are excited in certain areas of the fluid to oscillate.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Gemisch aus mindestens einer gasförmigen, einer flüssigen oder einer festen Phase ist. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the fluid is a mixture of at least a gaseous, a liquid or a solid phase.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phase aus verschiedenen Phasenelementen besteht. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a phase of various phase elements.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenelemente mindestens eine Art von Elementen aus der Gruppe sind, die aus den Elementen Partikel, Blasen und Agglomerate besteht. 5. The method according to claim 4, characterized in that the phase elements are at least one kind of elements selected from the group consisting of the elements of particles, bubbles and agglomerates.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Suspension ist. 6. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the fluid is a suspension.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Emulsion ist. 7. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the fluid is an emulsion.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein fluidisiertes Pulver bzw. Pulvergemisch ist. 8. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the fluid is a fluidized powder or powder mixture.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Schaum bzw. ein Schaumgemisch ist. 9. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the fluid is a foam or a foam mixture.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Kolloid bzw. ein Kolloidgemisch ist. 10. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the fluid is a colloid or colloid mixture.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Polymer bzw. ein Polymergemisch ist. 11. The method according to claim 3 to 5, characterized in that the fluid is a polymer or a polymer mixture.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Arten der Elemente des Fluids selektiv zu Schwingungen angeregt werden. 12. The method according to any one of claims 3 to 11, characterized in that the different types of elements of the fluid can be selectively excited to vibrate.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Gruppen von Elementen selektiv zu Schwingungen angeregt werden. 13. The method according to any one of claims 3 to 12, characterized in that one or more groups of elements are selectively excited to vibrate.
  14. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung durch mindestens eine Quelle für mechanische Schwingungen erfolgt, die auf das Fluid einwirkt. 14. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vibration excitation takes place by at least one source of mechanical vibrations acting on the fluid.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen mindestens zum Teil pneumatisch erzeugt werden. 15. The method according to claim 14, characterized in that the vibrations are generated at least in part pneumatically.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen mindestens zum Teil hydraulisch erzeugt werden. 16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the vibrations are generated at least partially hydraulically.
  17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schwingung durch Stoßanregung erfolgt. 17. The method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the mechanical vibration is effected by impact excitation.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aufeinanderfolgende Stoßanregungen erfolgen. 18. The method according to claim 17, characterized in that several successive impact excitations take place.
  19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle für mechanische Schwingungen die mindestens eine Grenzfläche des Anlagen- bzw. Maschinenteils ist. 19. A method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that the source of the at least one boundary surface of the plant or machine part for mechanical vibrations.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine schwingende Grenzfläche mindestens eine Schwingungskomponente in der Tangentialebene der Wand-/Fluid-Grenzfläche besitzt. 20. The method according to any one of claims 14 to 19, characterized in that the at least one vibrating interface has at least one vibration component in the tangential plane of the wall / fluid interface.
  21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Grenzfläche eine Schwingungskomponente senkrecht zur Tangentialebene der Wand-/Fluid-Grenzfläche besitzt. 21. The method according to any one of claims 12 to 20, characterized in that the at least one interface has a vibration component perpendicular to the tangential plane of the wall / fluid interface.
  22. 22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung durch mindestens eine Quelle für elektromagnetische Wellen erfolgt, die auf das Fluid einwirken. 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vibration excitation takes place by at least one source of electromagnetic waves which act on the fluid.
  23. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Fluid berührende Grenzfläche eine Wand einer Leitung für den Transport des Fluids ist. 23. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid-contacting interface is a wall of a conduit for transporting the fluid.
  24. 24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Fluid berührende Grenzfläche eine Wand und/oder eine Oberfläche eines Bearbeitungselements einer das Fluid bearbeitenden Maschine ist. 24. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid-contacting interface of a wall and / or a surface of a processing element of a machine, the fluid processed.
  25. 25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche ausser ihrer Schwingungsbewegung keine weitere Bewegung durchführt. 25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the interface except for their vibratory motion to perform no further movement.
  26. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zusätzlich zu ihrer Schwingungsbewegung noch mindestens eine weitere Bewegung durchführt. 26. The method according to any one of claims 23 or 24, characterized in that said interface additionally performing at least a further movement to its oscillatory motion.
  27. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Bewegung der Grenzfläche eine Translation ist. 27. The method according to claim 26, characterized in that at least one further movement of the interface is a translation.
  28. 28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Bewegung der Grenzfläche eine Rotation ist. 28. The method of claim 26 or 27, characterized in that at least one further movement of the interface is a rotation.
  29. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zusätzlich zu ihrer Schwingungsbewegung sowohl eine Translation als auch eine Rotation ausführt. 29. The method according to any one of claims 26 to 28, characterized in that the boundary surface carries in addition to their oscillating movement both translation and rotation. . ,
  30. 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in eine Schleppströmung versetzt wird. 30. The method according to any one of claims 23 to 29, characterized in that the fluid is caused to drag flow.
  31. 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in eine Druckströmung versetzt wird. 31. A method according to any one of claims 23 to 29, characterized in that the fluid is placed in a pressure flow.
  32. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in eine Kombination aus Schlepp- und Druckströmung versetzt wird. 32. The method according to any one of claims 23 to 29, characterized in that the fluid is added in a combination of towing and pressure flow.
  33. 33. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in eine Dehnströmung versetzt wird. 33. A method according to any one of claims 23 to 32, characterized in that the fluid is added in an elongational flow.
  34. 34. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in eine Scherströmung versetzt wird. 34. A method according to any one of claims 23 to 33, characterized in that the fluid is displaced in a shear flow.
  35. 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in eine Kavitationsströmung versetzt wird. 35. The method according to any one of claims 23 to 34, characterized in that the fluid is caused to cavitation flow.
  36. 36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung in ausgewählten Frequenzen bzw. Frequenzbereichen erfolgt. 36. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vibration excitation takes place in selected frequencies or frequency ranges.
  37. 37. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung mit ausgewählten Amplituden bzw. Amplitudenbereichen erfolgt. 37. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vibration excitation with selected amplitudes or amplitude ranges is carried out.
  38. 38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung durch aufeinanderfolgende Schläge erfolgt. 38. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vibration excitation takes place by successive blows.
  39. 39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Schläge jeweils durch ein Zeitintervall konstanter Länge voneinander getrennt sind. 39. The method according to claim 38, characterized in that the successive strokes are separated by a time interval of constant length.
  40. 40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Schläge jeweils durch ein Zeitintervall stochastischer Länge voneinander getrennt sind. 40. The method according to claim 38, characterized in that the successive strokes are separated by a time interval stochastic length.
  41. 41. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinanderfolgenden Schläge jeweils durch ein Zeitintervall normalverteilter Länge voneinander getrennt sind. 41. The method according to claim 38, characterized in that the successive strokes are separated by a time interval normally distributed length.
  42. 42. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanregung mit ausgewählten Amplituden bzw. Amplitudenbereichen erfolgt. 42. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vibration excitation with selected amplitudes or amplitude ranges is carried out.
  43. 43. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählten Frequenzen bestimmten Schwingungsmoden zugeordnete Eigenfrequenzen bestimmter Arten von Phasenelementen sind. 43. The method according to any one of claims 36 to 42, characterized in that the selected frequencies certain vibration modes are associated natural frequencies of specific types of phase elements.
  44. 44. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fluid mindestens eine oberflächenaktive Substanz hinzugegeben wird. 44. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluid comprises at least one surfactant is added.
  45. 45. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass für verschiedene Phasenelemente des Fluids dem Fluid jeweils mindestens eine spezifische oberflächenaktive Substanz hinzugegeben wird. 45. A method according to claim 33, characterized in that the fluid in each case at least one specific surfactant is added for various phase elements of the fluid.
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