DE1188562B - Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren eines zur Klumpenbildung neigenden Pulvers in einer Fluessigkeit - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren eines zur Klumpenbildung neigenden Pulvers in einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren eines zur Klumpenbildung neigen den Pulvers in einer Flüssigkeit. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Trichter mit gekrümmten, Drall erzeugenden Röhrchen zur ZuführungderFlüssigkeit, durch einen an denTrichterausgang angeschlossenen, die Lösung bzw. Suspension durch schräge Öffnungen ansaugenden, an sich bekannten Dampfstrahlapparat und einen anschließenden, die Klümpchen zerreibenden, fördernden Apparat, der an dem Umfang eines Rotors zahlreiche Messer aufweist.
• Zum Lösen von quellenden und klebrigen Stoffen ist es bekannt, diese über einen Trichter in einen dünnen zusammenhängenden Flüssigkeitsfilm in Form eines nach unten konvergierenden Kegels einzustreuen. Der Flüssigkeitsfilm bewegt sich dabei ebenfalls nach unten. Für Stoffe, die nicht zu sehr zur Klumpenbildung neigen, mag diese Vorrichtung genügen. Die bekannte Vorrichtung ist denn auch für solche Produkte konstruiert worden. Wesentlich erschwerender sind die Bedingungen bei Produkten, die eine stärkere Tendenz zur Klumpenbildung aufweisen, wie z.B. Galaktomannane. Für diese Produkte ist die erwähnte Apparatur nicht geeignet. Sie weist vor allem die Nachteile auf, daß in feuchten Räumen der Zuführungstrichter zuklebt und daß das Entstehen von Klumpen nicht verhindert wird. In die erfindungsgemäße Vorrichtung wird das zu lösende Pulver in freiem Fall dem Mischtrichter zugeführt. Dadurch ist ein Zukleben desselben unmöglich. Zur Verhinderung der Knollenbildung ist es notwendig, daß alle einfallenden Pulverkörner gleichzeitig vom Wasser umschlossen werden. Diese rasche und intensive Vermischung der Flüssigkeit mit dem Pulver wird erzielt, indem die Flüssigkeit durch gekrümmte, drallerzeugende Röhrchen zugeführt wird. Wichtig ist zudem, daß ein langer Berührungsweg gegeben ist, welcher erzielt wird durch die tangentiale Einführung des Wassers. Schließlich ist auch eine intensive Benetzung der Körnchen notwendig, damit diese nicht wieder zusammenballen.
• Diesem Zweck dienen die Rippen an der Trichterinnenwandung, die durch Brechen des Dralles einen sehr intensiven Wasserwirbel entstehen lassen.
• Die Mischung von Wasser und Pulver ist anschließend auf die richtige Lösungstemperatur zu bringen.
• Zu diesem Zweck ist unterhalb des Trichters ein Dampfstrahlapparat angebracht. Dieser Dampfstrahlapparat ist an und für sich bekannt, allerdings nur für den Anschluß an geschlossene Dampf- und Wassernetze. Das Problem, das sich hier gestellt hat, besteht darin, in diesem Apparat Wasser aufzuwärmen, das in freiem Fall, d. h. ohne Druck, in den Anwärmer gelangt. Mit Rücksicht auf den anschliesenden Apparat ist es zudem notwendig, daß der einströmende Dampf sofort kondensiert wird. Wenn nämlich Dampf in diesen Apparat gelangt, so setzt infolge Füllung des Apparates mit Dampf die Förderwirkung aus, so daß der Dampfstrahlapparat ebenfalls die drucklos zufließende Flüssigkeit nicht mehr ansaugt. Es hat sich also gezeigt, daß nur ein Dampfstrahlapparat geeignet ist, welcher nicht als Inektor arbeitet und welcher die sofortige Kondensation des Dampfes bewirkt. In dem beschriebenen Anwärmer wird diese sofortige Kondensation durch Einführung der Flüssigkeit saugend durch die über die ganze Länge des Anwärmers verteilten schrägen öffnungen infolge der hohen Dampf- und Flüssigkeitsgeschwindigkeit stufenweise innerhalb kürzester Zeit erzielt.
• Natürlich wäre es denkbar, an Stelle des Dampfstrahlanwärmers den darüberliegenden Mischtrichter mit heißem Wasser zu speisen. Diese Art der Erwärmung hat aber schwerwiegende - Nachteile. Durch aufsteigenden Dampf wird die darüberliegende Dosierapparatur und das Mehl im Vorratsbehälter benetzt und ballt zusammen. Zudem umschließt der Dampf das niederfallende Pulver, wodurch Knöllchen entstehen, bevor dieses mit dem Wasser in Berührung kommt. Die beschriebene Anordnung von Mischtrichter und Dampfstrahlanwärmer ermöglicht es deshalb, daß im Mischtrichter das Pulver mit kaltem Wasser gemischt wird und daß trotzdem eine auf Lösungstemperatur erwärmte Mischung von Wasser und Pulver dem zerreibenden Aggregat zugeführt wird.
• Der an den Dampfstrahlanwärmer angeschlossene zerreibende und fördernde Apparat weist am Umfang seines Rotors und im Innern des Stators zahlreiche Messer auf. Der Rotor hat eine sehr hohe Umfangsgeschwindigkeit. Seine Funktion ist die, die auf die gewünschte Temperatur gebrachte Mischung von Wasser und Pulver zu emulgieren, d. h. die Benetzung der Körnchen durch reibende Bewegung zu vervollständigen, und so die in den vorhergehenden Aggregaten erzielte Dispersion in eine vollständige, homogene Lösung überzuführen. Zugleich verhindert er ein nachträgliches Zusammenballen von einzelnen Körnchen. Im weiteren hat dieser Zerreibungsapparat die Aufgabe, die Lösung wegzufördern und dadurch eine saugende Wirkung auf den Dampfstrahlanwärmer bzw. das Wasser auszuüben, damit kein Rückstau entsteht.
• Das Auflösen in einem tangentialen Strom von Flüssigkeit und Salz und das Erwärmen einer Lösung mittels eines Dampfstrahlapparates sind bekannt.
• Nicht bekannt war jedoch, leicht knollenbildende Pulver, welche an und für sich heißlöslich aber kaltquellbar sind, im kontinuierlichen Prozeß mit Wasser knollenfrei zu dispergieren, gleichzeitig auf Lösetemperatur zu bringen und so fein zu dispergieren und zu emulgieren, daß die entstandene Lösung gebrauchsfertig dem Verbrauchsort zugepumpt wird.
• Um solche Lösungen herzustellen, war es bisher notwendig, chargenweise zu arbeiten, indem das Pulver langsam unter Rühren in kaltes Wasser eingestreut und dieses anschließend erwärmt wurde. Es waren hierzu nicht nur besondere Arbeitskräfte notwendig, sondern auch große Behälter. Die Vorteile der vorliegenden Maschine bestehen darin, daß keine Arbeitskräfte mehr notwendig sind, daß die Lösung kontinuierlich hergestellt wird, daß das Überführen der Mischung von Wasser und Pulver in eine Lösung nur sehr wenig Zeit benötigt und daß schließlich der Platzbedarf sehr gering ist.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung größtenteils im Längsschnitt dargestellt.
• Die dargestellte Vorrichtung weist einen Trichter 1 auf, an dessen oberem Rand, außen, ein ringförmiges Verteilerrohr 2 angebracht ist, das mit einem Eintrittsstutzen 3 versehen ist, welchem z. B. Leitungswasser zugeführt wird. An dieses Rohr 2 sind eine Anzahl gekrümmter Röhrchen 4 angeschlossen, die in den Trichterl hineinragen und deren Auslaufende5 so gerichtet ist, daß die aus den Röhrchen austretende Flüssigkeit eine einen Drall erzeugende Geschwindigkeitskomponente hat. Im mittleren Teil des Trichters 1 sind an dessen Innenwand einige Rippen 6 vorgesehen, die den erwähnten Drall teilweise brechen und für eine gute Durchwirbelung der Flüssigkeit sorgen.
• Oberhalb des Trichters 1 befindet sich eine nicht dargestellte Dosiervorrichtung, aus welcher eine pulverförmige Substanz kontinuierlich in den Trichter fällt.
• An den Trichter 1 ist unten ein Dampfstrahlanwärmer 7 angeilanscht. Derselbe weist ein Gehäuse 8 auf, das mit einem Eintrittsstutzen 9 für die vom Trichter 1 kontinuierlich in ihn einströmende Pulversuspension versehen ist. Dieser Stutzen 9 steht mit einem Raum 10 in Verbindung, der ein konisches Strahlrohr 11 umgibt und mit letzterem durch eine Reihe von zur Achse dieses Rohres unter einem spitzen Winkel geneigten Bohrungen 12 verbunden ist. Die Enden des Strahlrohres 11 sind in Schultern 13, 14 des Gehäuses 8 eingesetzt, eventuell unter Zwischenlage nicht dargestellter Dichtungen. Das Gehäuse 8 ist mit zwei zum Strahlrohr 11 koaxialen Flanschen 15 und 16 versehen. Der Flansch 15 wird an eine nicht dargestellte Dampfleitung angeschlossen und der Flansch 16 an einen mechanischen Emulgierapparat 17. Zwischen der Schulter 14 und dem Flansch 16 weist das Gehäuse 8 noch einen kleinen Durchlaufraum 18 auf, mit welchem das untere Ende eines Thermometers 19 in Verbindung steht.
• Der Emulgierapparat weist einen nicht dargestellten Rotor auf, der über eine Welle 20 angetrieben wird. Der Rotor weist an seinem Umfang zahlreiche Messer auf, die nahe am Gehäuse des Apparates vorbeistreichen und dadurch eventuell noch in der aus dem Anwärmer 7 austretenden Flüssigkeit enthaltene Klümpchen zerreiben. Der Rotor ist zugleich als Förderorgan ausgebildet, so daß keine Pumpe nötig ist, um die aus dem Austrittsstutzen21 des Emulgierapparates austretende Flüssigkeit aus letzterem abzusaugen. Der Emulgierapparat weist einen Flansch 22 auf, mittels welchem er unmittelbar an einen Lagerbock 23 angeflanscht ist. Mit 24 ist die Hälfte einer Kupplung bezeichnet, die zur Kupplung der Welle 20 mit der Welle eines nicht dargestellten Motors dient.
• Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Aus der nicht dargestellten Dosiervorrichtung fällt kontinuierlich eine bestimmte Menge pulverförmiger Substanz, z.B. Galaktomannan, in den Trichter.
• Galaktomannan ist ein pflanzlicher Schleimstoff, der in Pulverform gehandelt wird und der, in Wasser gelöst, z. B. bei der Papierfabrikation benutzt wird. Da diese Substanz in Wasser sehr stark zur Klumpenbildung neigt, ist es nicht leicht, eine klumpenfreie Lösung zu erhalten. Vor allem ist auch Wärme nötig, um eine gute Lösung zu erhalten. Bisher war es in ähnlichen Vorrichtungen daher üblich, das betreffende Pulver mit strömendem warmem Wasser zu vermischen. Dem Stutzen 3 des Verteilerringrohres 2 wird dagegen kaltes Wasser zugeführt. Infolge der starken Durchwirbelung des Wassers im Trichterl erfolgt eine sehr gleichmäßige Verteilung des Pulvers im Wasser. Die zur Lösung des Pulvers erforderliche Wärme wird dadurch zugeführt, daß Dampf in das Strahlrohr 11 einströmt. Der Dampfstrahl saugt durch die Bohrungen 12 die wäßrige Pulversuspension an, die sich mit dem Dampf vermischt und dadurch auf eine für die Lösung des Pulvers günstige Temperatur erwärmt wird. Die Temperatur wird laufend mittels des Thermometers 19 kontrolliert. Die Lösung gelangt nun in den Emulgierapparat, in welchem - wie bereits erwähnt - etwa noch vorhandene Klümpchen mechanisch zerrieben werden, so daß die aus dem Austrittsstutzen 21 austretende Lösung vollkommen homogen ist.
• Dadurch, daß das Pulver im Trichter 1 zunächst mit kaltem Wasser vermischt und die Suspension erst nachher im Dampfstrahlerwärmer auf die Lösungstemperatur erwärmt wird, ergibt sich folgender wichtiger Vorteil. Wenn man in den Trichter warmes Wasser einführt, so bilden sich Dampfschwaden, die nach oben in die Dosiervorrichtung gelangen und deren richtiges Funktionieren stören, indem das Pulver durch den Dampf klebrig wird. Das klebrig gewordene Pulver setzt sich an den beweglichen Organen der Dosiervorrichtung und an den Wandungen der Leitungen fest und bedeckt dieselben mit einer klebrigen Schicht, so daß häufige Reinigungen nötig sind mit entsprechenden, unerwünschten Betriebsunterbrechungen. Aber auch während der Arbeit leidet die Genauigkeit der Dosierung unter der zunehmenden Verschmutzung. Bei Verwendung des Dampfstrahlerwärmers wird dagegen dieser Mangel restlos vermieden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren eines zur Klumpenbildung neigenden Pul- vers in einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Trichter (1) mit gekrümmten, Drall erzeugenden Röhrchen (4) zur Zuführung der Flüssigkeit durch einen an den Trichterausgang angeschlossenen, die Lösung bzw. Suspension durch schräge Öffnungen (12) ansaugenden, an sich bekannten Dampfstrahlapparat und einen anschließenden, die Klümpchen zerreibenden, fördernden Apparat (17), der an dem Umfang eines Rotors zahlreiche Messer aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Trichters (1) Rippen (6) vorgesehen sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 711 661, 715 378, 945 755; französische Patentschrift Nr. 614 862.