DE1266733B

DE1266733B - Dispersing device

Info

Publication number: DE1266733B
Application number: DEK21637A
Authority: DE
Inventors: Thomas Joseph Laird
Original assignee: Kinetic Dispersion Corp
Current assignee: Kinetic Dispersion Corp
Priority date: 1954-03-27
Filing date: 1954-03-27
Publication date: 1968-04-25

Description

Dispergiergerät Die Erfindung betrifft ein Dispergiergerät, das ein von einer Welle angetriebenes Laufrad mit zu beiden Seiten seiner radialen Mittelebene angeordneten Schaufelkränzen aufweist, deren doppelt gekrümmte Schaufeln entgegen der Drehrichtung nach außen hin größer werdenden Abstand haben, und bei dem das Laufradgehäuse auf seinen beiden Stirnwänden mit axial verlaufenden Einlaßöffnungen versehen ist, während die Auslaßöffnungen nur im zylindrischen Gehäusemantel vorgesehen sind.Dispersing device The invention relates to a dispersing device that has a Impeller driven by a shaft with its radial center plane on both sides arranged blade rings, the double-curved blades opposite the direction of rotation to the outside have increasing distance, and in which the Impeller housing on both of its end walls with axially extending inlet openings is provided, while the outlet openings are only provided in the cylindrical housing jacket are.

Bei einem derart bekannten Dispergiergerät beträgt der Gesamtquerschnitt der Einlaß öffnungen in der einen Gehäusestirnwand ein Vielfaches des Gesamtquerschnittes der Einlaß öffnungen in der anderen Stimwand. Daraus resultiert, daß sich auf beiden Seiten des Laufrades unterschiedliche Strömungsverhältnisse einstellen, was dazu führt, daß erstens der Dispergiereffekt auf beiden Laufradseiten unterschiedlich groß ist und zweitens wegen der ungleichen Zuströmung auf beiden Laufradseiten Beanspruchungen auf das Laufrad ausgeübt werden, die nur einen Betrieb des Dispergiergerätes mit relativ niedrigen Drehzahlen zulassen. Bei dem bekannten Dispergiergerät ist weiterhin nachteilig, daß die Strömungskanäle im Laufrad am äußeren Umfang nicht frei enden, sondern dort von einem gelochten Laufrad mantel umgeben sind, der einen Stau der Strömung bewirkt, was zu einem - nicht verlustfreien -Druckanstieg und damit zu einer Geschwindigkeitsverminderung führt. Auch diese Ausbildung schließt den Betrieb des bekannten Dispergiergerätes mit hohen Drehzahlen aus. Weiterhin haben bei dem bekannten Dispergiergerät die Auslässe im Gehäuse nur einen relativ kleinen Querschnitt, bezogen auf ihre Länge, weswegen dort der erzeugte Druck der Strömung nicht in Geschwindigkeit umgewandelt werden kann. Auch dieses Merkmal begrenzt die Maximaldrehzahl des Gerätes. In such a known dispersing device, the total cross section is the inlet openings in one end wall of the housing are a multiple of the total cross section the inlet openings in the other end wall. The result is that on both Side of the impeller set different flow conditions, what to do with it leads to the fact that, firstly, the dispersing effect is different on both sides of the impeller is large and, secondly, because of the unequal inflow on both sides of the impeller, there is stress be exercised on the impeller, which is only one operation of the dispersing device with allow relatively low speeds. In the known dispersing device is still disadvantageous that the flow channels in the impeller do not end freely at the outer circumference, but there are surrounded by a perforated impeller shell, which jams the Flow causes what to a - not lossless - pressure increase and thus to leads to a reduction in speed. This training also closes the company of the well-known dispersing device with high speeds. Furthermore have the known dispersing device, the outlets in the housing only have a relatively small cross-section, based on their length, which is why the pressure generated by the flow there is not in speed can be converted. This feature also limits the maximum speed of the device.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dispergiergerät zu schaffen, dessen Laufrad mit extrem hohen Drehzahlen, insbesondere oberhalb etwa 10 000 UpM umläuft, um einen möglichst großen Volumenstrom pro gegebener Baugröße durchzusetzen, wobei die Strömung unter Vermeidung von Totraumbildungen in den Strömungskanälen möglichst keine Verzögerung erfahren soll. The object of the invention is to create a dispersing device whose The impeller rotates at extremely high speeds, in particular above about 10,000 rpm, in order to enforce the largest possible volume flow per given size, whereby the flow while avoiding dead space formation in the flow channels as possible should experience no delay.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die konzentrisch zur Antriebswelle des Laufrades angeordneten Einlaßöffnungen in der Mitte jeder Gehäusestirnwand gleich groß sind und die Schaufeln enge Strömungskanäle bilden, die am Laufradumfang frei enden, und daß die Auslaßöffnungen als radiale Längsschlitze ausgebildet sind, deren Höhe etwa derjenigen der Schaufeln des Laufrades entspricht, wobei die radiale Länge jedes Schlitzes das Vielfache seiner Breite beträgt. This object is achieved in that the concentric inlet openings arranged to the drive shaft of the impeller in the middle of each The casing end wall is the same size and the blades form narrow flow channels, which end freely at the impeller circumference, and that the outlet openings as radial longitudinal slots are designed, the height of which corresponds approximately to that of the blades of the impeller, the radial length of each slot being a multiple of its width.

Das erfindungsgemäße Dispergiergerät weist erhebliche Vorteile auf. Das Strömungsbild der Zuströmung ist auf beiden Seiten des Laufrades gleich. The dispersing device according to the invention has considerable advantages. The flow pattern of the inflow is the same on both sides of the impeller.

Die Axialkräfte heben sich somit auf. Dies ist Voraussetzung dafür, daß das Laufrad mit extrem hohen Drehzahlen angetrieben werden kann. Durch die Ausbildung des Laufrades und des Auslaßsystems im Gehäuse werden maximale Austrittsgeschwindigkeiten erreicht, da jegliche Einbauelemente vermieden sind, die zu einer Druckerhöhung und damit Geschwindigkeitsverringerung führen würde. Der kompakte Aufbau des erfindungsgemäßen Dispergiergerätes in Verbindung mit der extrem hohen Betriebsdrehzahl bringt den weiteren Vorteil, daß bei gegebener Baugröße ein maximaler Volumenstrom durchgesetzt werden kann und daß eine extrem gute Dispergierwirkung erreicht wird.The axial forces cancel each other out. This is a prerequisite for that the impeller can be driven at extremely high speeds. Through training of the impeller and the outlet system in the housing become maximum outlet velocities achieved because any built-in elements that lead to a pressure increase are avoided and thus lead to a reduction in speed. The compact structure of the invention Dispersing device in connection with the extremely high operating speed brings the Another advantage is that a maximum volume flow is enforced for a given size can be and that an extremely good dispersing effect is achieved.

An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, sei diese näher erläutert. With reference to the drawing, which shows an embodiment of the invention this is explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des Dispergiergerätes, F i g. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III des Gerätes nach F i g. 2.1 shows a schematic sectional view of the dispersing device, F i g. 2 shows a sectional view along the line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 shows a sectional view along the line III-III of the device according to FIG. 2.

Die Antriebswelle 14 des Dispergiergerätes 13 ist in einem Lager 15 gelagert und wird über Riemenscheiben 51 und 52 mittels eines Antriebsriemens 53 von einem Motor 50 angetrieben. Das Dispergiergerät 13 befindet sich in einem Innengefäß 10, das von einem Behälter 11 zur Aufnahme eines Wärmeaustauschmittels umgeben ist. Ein doppelwandiger Deckel 12 verschließt das Gefäß und den Behälter. The drive shaft 14 of the dispersing device 13 is in a bearing 15 and is mounted on pulleys 51 and 52 by means of a drive belt 53 driven by a motor 50. The dispersing device 13 is located in one Inner vessel 10, the of a container 11 for receiving a heat exchange medium is surrounded. A double-walled lid 12 closes the vessel and the container.

Am Wellenlager 15 ist ein Befestigungsflansch 16 angeschweißt, der mittels Schrauben 18 an einer Halterung befestigt wird, welche aus einem zwischen dem Boden des Gefäßes 10 und dem Boden des Behälters 11 eingesetzten Abstandsring 17 besteht.A mounting flange 16 is welded to the shaft bearing 15, which is attached to a bracket by means of screws 18, which consists of a between the bottom of the vessel 10 and the bottom of the container 11 inserted spacer ring 17 exists.

Das Laufradgehäuse besteht aus zwei spiegelbildlich gleichen Gehäusestirnwänden 20 und 21, die von einem Zwischenring 22 auf Abstand gehalten werden. The impeller housing consists of two mirror-inverted housing end walls 20 and 21, which are held at a distance by an intermediate ring 22.

Die Teile 20, 21 und 22 des Laufradgehäuses werden mittels Schrauben 24 zusammengehalten. Das so zusammenhaltende Gehäuse wird mittels Stehbolzen 25, die zu den Schrauben 24 versetzt angeordnet sind und in die untere Gehäusestirnwand 21 und den Lager'dansch 16 eingeschraubt sind, unter Verwendung von Abstandshülsen 26 relativ zum Gefäß 10 und der Wellenlagerung 15 festgelegt.The parts 20, 21 and 22 of the impeller housing are fastened by means of screws 24 held together. The thus cohesive housing is secured by means of stud bolts 25, which are arranged offset to the screws 24 and in the lower housing end wall 21 and the Lager'dansch 16 are screwed, using spacer sleeves 26 set relative to the vessel 10 and the shaft bearing 15.

Beide Gehäusestirnwände20, 21 weisen zentrale Einlaßöffnungen 28, 29 auf, die konisch ausgebildet sind. Die Innenflächen30, 31 beider Gehäusestirnwände sind ebenfalls konisch ausgebildet, so daß ein radial nach außen in seiner Breite sich verjüngender Raum zur Aufnahme des Laufrades 33 gebildet wird. Both housing end walls 20, 21 have central inlet openings 28, 29, which are conical. The inner surfaces 30, 31 of both housing end walls are also conical, so that a radially outward width tapered space for receiving the impeller 33 is formed.

Das Laufrad besteht aus zwei spiegelsymmetrischen, an einer mittleren Radialebene zusammenstoß enden Schaufelkränzen 40, 41, deren Naben 42, 43 bei 34 auf der Antriebswelle 14 verkeilt sind. Eine Mutter 35 sichert die Lage des Laufrades auf der Welle.The impeller consists of two mirror-symmetrical ones, one in the middle Blade rings 40, 41, whose hubs 42, 43 end at 34, collide in radial planes are keyed on the drive shaft 14. A nut 35 secures the position of the impeller on the wave.

Jede Laufradhälfte besteht aus einer radialen Scheibe 45 bzw. 46, an deren Vorderseiten die Schaufeln 47, 48 vorgesehen sind. Mit ihren Rückseiten liegen die Scheiben 45, 46 aneinander.Each half of the impeller consists of a radial disk 45 or 46, on the front sides of which the blades 47, 48 are provided. With their backs the disks 45, 46 lie against one another.

Die Schaufeln 47, 48 sind, wie F i g. 2 zeigt, doppelt nach außen, entgegen der Umlaufrichtung des Laufrades 33, gekrümmt. The blades 47, 48 are, as shown in FIG. 2 shows, double to the outside, against the direction of rotation of the impeller 33, curved.

Im Zwischenring 22 des Gehäuses 20, 21, 22 befinden sich Auslaßöffnungen 49 in Form von radial verlaufenden Längsschlitzen, deren Höhe der Laufrad breite am äußeren Umfang entspricht und deren Länge ein Vielfaches der Breite beträgt. In the intermediate ring 22 of the housing 20, 21, 22 there are outlet openings 49 in the form of radially extending longitudinal slots, the height of which the impeller is wide corresponds to the outer circumference and whose length is a multiple of the width.

Die beschriebene Ausführung des erfindungsgemäßen Dispergiergerätes ermöglicht Drehzahlen des Laufrades in der Größenordnung von 10 000 bis 15 000 UpM, wobei Umfangsgeschwindigkeiten des Laufrades von 2500 bis 3700 mXmin entstehen. Das Medium innerhalb des Gefäßes 10 wird von dem Rotor 33 beidseitig axial durch die Einlaßöffnung 28, 29 angesaugt und mit hoher Geschwindigkeit durch die Auslaßöffnungen 49 des Zwischenringes 22 ge- drückt. Die hohe Drehzahl des Laufrades in Verbindung mit der geschilderten Ausbildung des Laufrades und des Gehäuses hat zur Folge, daß ein sehr hohes Volumen pro Zeiteinheit durchgesetzt und eine sehr gute Dispergierwirkung erreicht wird. The described embodiment of the dispersing device according to the invention enables the impeller to run at speeds of between 10,000 and 15,000 rpm, with circumferential speeds of the impeller of 2500 to 3700 mXmin. The medium within the vessel 10 is axially through the rotor 33 on both sides the inlet port 28, 29 is sucked in and at high speed through the outlet ports 49 of the intermediate ring 22 presses. The high speed of the impeller in connection with the described design of the impeller and the housing has the consequence that a very high volume per unit of time and a very good dispersing effect is achieved.

Claims

Claims: 1. Dispersing device, which is driven by a shaft Impeller with blade rings arranged on both sides of its radial center plane has, the double-curved blades against the direction of rotation to the outside towards increasing distance, and in which the impeller housing on both of them End walls is provided with axially extending inlet openings, while the outlet openings are only provided in the cylindrical housing jacket, d a -characterized in that the inlet openings arranged concentrically to the drive shaft (14) of the impeller (28, 29) in the middle of each housing end wall (20, 21) are of the same size and the blades (47, 48) form narrow flow channels that end freely at the impeller circumference, and that the Outlet openings are designed as radial longitudinal slots (49), the height of which is approximately that of the blades, the radial length of each slot being the It is a multiple of its width.

2. Dispersing device according to claim 1, characterized in that the Blades of the two blade rings (40, 41) lie against one another with their radially extending edges.

3. Dispersing device according to claim 1, characterized in that the the impeller housing delimiting end walls (20, 21) of one of the outlet slots (49) facing intermediate ring (22) are kept at a distance.

4. dispersing device according to claims 1 to 3, characterized in that that the inner, opposite surfaces of the housing end walls (20, 21) are conical towards the circumference of the impeller (33), such that the inside diameter of the impeller housing is smaller towards the outside towards the outlet slots (49) will. ~~~~~ Publications considered: Belgian Patent No. 512 881; British Patent No. 562,921; U.S. Patent Nos. 2,024,509,2503 228