DE1757189A1 - Process for converting and mixing deformable media on the basis of the double-flow transition - Google Patents

Process for converting and mixing deformable media on the basis of the double-flow transition

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Description

IcL;on/72CC3IcL; on / 72CC3

Essen, den 4. April 1968 Dld / HGMEssen, April 4, 1968 Dld / H GM

Hans LeuHans Leu

Heinz Ko c herHeinz Ko c her

Schaffhausen (Schweiz)Schaffhausen (Switzerland)

undand

Neuhausen (Schaffhausen, Schweiz)Neuhausen (Schaffhausen, Switzerland)

Verfahren zur Umwandlung und Mischung von
deformierbaren Medien auf der Basis der
Doppelstrom-Tra'nsition
Process for converting and mixing
deformable media based on the
Dual stream tradition

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von deformierbaren Medien auf der Basis der Doppelstrom-Transition sowie eine Turbine zur DurchführungThe present invention relates to a method for converting deformable media on the basis of the Double flow transition as well as a turbine for implementation

des Verfahrens. " · .of the procedure. "·.

Die zwei Strömungen der Grenzschichtphysik sind
die laminare und die turbulente Strömung. Im Verlaufe einer" laminaren Strömung werden die einzelnen Molekülschichten in einer ebenen, parallelen Richtung gegeneinander verschoben.
The two currents of boundary layer physics are
the laminar and the turbulent flow. In the course of a "laminar flow", the individual molecular layers are shifted against each other in a flat, parallel direction.

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Die turbulente Strömung ist durch eine drei-dimensioriale Schichtverschiebung im molekularen Bereich charakterisiert« Der Doppelstrom stellt die Verbindung einer laminaren und einer turbulenten Strömung dar und die Doppelstrom-Transition ist also die Umwandlung beziehungsweise der Umschlag einer laminaren in eine turbulente Strömung.The turbulent flow is through a three-dimensional Layer shift in the molecular range characterizes «The double current represents the connection of a laminar and of a turbulent flow and the double-flow transition is therefore the conversion or the changeover of a laminar in a turbulent flow.

Bei Turbinen oder Pressen zur Umwandlung eines deforraierbaren Mediums, welche z.B. zum Kneten und Mischen eines plastischen Materials eingesetzt werden, ist es bekannt, in dem zylindrischen Arbeitsraum zwischen Materialeinlass und Materialauslass einen fördernden Rotor zu lagern, der in seinem mittleren Abschnitt eine Mehrzahl von exzentrischen Scheiben aufweist, die unmittelbar nebeneinanderliegen oder mit Abständen auseinander liegen, wobei Gewinde zwischen den Scheiben angeordnet sind (Deutsches Patent Nr. 838 504).In turbines or presses to convert a deformable Medium, which are used e.g. for kneading and mixing a plastic material, it is known to store a conveying rotor in the cylindrical working space between the material inlet and the material outlet, which in its central portion has a plurality of eccentric disks, which are directly adjacent or spaced apart with threads between the washers (German Patent No. 838 504).

Bekannt ist auch das stetige Mischen und Homogenisieren von beispielsweise thermoplastischen Massen mittels einer im Gehäuse umlaufenden Trommel bzw. eines Rotors, durch welchen das plastische Material im Kanal zwischen der sich drehenden Trommel bzw. dem drehbaren Rotor und dem feststehenden Gehäuse geknetet und äusserlich gemischt wird. Eine verbesserte Homogenisierung ist bei dieser bekannten Arbeite-The constant mixing and homogenizing of, for example, thermoplastic materials by means of is also known a rotating drum or rotor in the housing, through which the plastic material in the channel between the rotating drum or the rotatable rotor and the fixed housing is kneaded and externally mixed. One improved homogenization is in this known work-

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weise dadurcherzielbar, dass sich noch ein Stauraum in einem Kanal anschliesst (Deutsches Patent Nr. 1 129 681, USA-Patent Kf.;2 845 656).This can be achieved by adding a storage space in a channel (German Patent No. 1 129 681, USA Patent Kf .; 2 845 656).

Die technische Weiterentwicklung der stetigen Verarbeitung von plastischer. Massen hat zur Entwicklung sowie zum Einbau von in einem geschlossenen Zylinder rotierenden Spindeln geführt, die eine abschnittsweise Gliederung in fev.indebesetzte und gewindefreie Tonen aufweisen. Hierin ist die Förderspindel so ausgebildet, dass der glatte, also von einem Gewinde freie Mittelteil vor einen mit Gewindefängen versehenen Anfangsteil und von einem gleich ausgebildeter» Endteil eingeschlossen ist. Der aus dem Anfangsteil der Spindel vorgeförderte Kunststoff wird im gewindelosen Mittelteil rohrförmig verdichtet und n;it hohen Druck im Endteil ausgetragen. (Deutsches Patent Ur, 1 019 080).The technical advancement of the continuous processing of plastic. Massen has led to the development and installation of spindles rotating in a closed cylinder, which are divided into sections with non-threaded and thread-free clays. Here, the conveyor spindle is designed in such a way that the smooth middle part, that is to say free of a thread, is enclosed in front of an initial part provided with thread catches and by an identically designed »end part. The plastic fed in from the initial part of the spindle is compressed in the form of a tube in the threadless middle part and discharged under high pressure in the end part. (German patent Ur, 1 019 080).

Der in Strangpressen auf Spitzen vcn vulkanisierten Kautschuklaufstreifen eingebaute gewindelose Abschnitt von'gleicher oder grösserer Dicke als der Wellendurchmesser der Spindel, soll lediglich die Kautschukmischung nach den Seitenflächen des Laufstreifens einwandfrei auswalzen. £s liegt somit nicht das Problem vor, welches durch den Gegenstand der Erfindung gelöst werden soll undVulcanized on tips in extrusion presses Rubber tread built-in threadless section of the same or greater thickness than the shaft diameter the spindle, only the rubber mixture should be flawless after the side surfaces of the tread roll out. So the problem is not which is to be solved by the subject matter of the invention and

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wie sich nachstehend ergibt. (USA-Patent Nr. 2 686 335).as follows. (U.S. Patent No. 2,686,335).

Auch die üblichen Schneckenknetpuinpen mit ineinandergreifenden Schnecken bzw. Schrauben und gleichachsigen Walzen kommen als Vorbilder für den Gegenstand der Erfindung nicht in Betracht, weil die Walzen dazu dienen sollen, das plastische Gut auf ein einheitliches Korn zu bringen, also eine Kornverfeinerung der Kassen zu bewirken. (Schweizerisches Patent Nr. 23*413).Also the usual snail kneading pigs with interlocking Screws or screws and equiaxed rollers come as models for the subject of the Invention not considered, because the rollers are intended to serve the plastic material to a uniform grain bring, so to bring about a grain refinement of the cash registers. (Swiss Patent No. 23 * 413).

Es ist ferner auf eine Strangpressvorrichtung nach der Oesterreichischen Patentschrift Nr. 172 491 zu verweisen, wonach bereits eine Vorrichtung mit inrAnfangsabschnitt grösserera Durchmesser und höherer Steigung sowie im Endabschnitt kleinerem Durchmesser und geringerer Steigung der umlaufenden Spindel im Mittelbereich ohne Gewinde bekannt geworden ist, welche eine Kammer bildet, in welcher sich das im Anfangsabschnitt vorgeförderte Material bei freien Querschnitt und grösserem Volumen langsam vorwärtsbewegt und einer potentiierten Wärmeeinwirkung unterliegt, bevor es im Endabschnitt ausgetragen wird. Auch die sogenannten Torpedoausbildungen an Spindeln in Strangpressen z.E. nach den USA-Patent Hr. 2 719 325 und 3 026 273 sind bekannt.It is also to an extrusion device according to the Austrian Patent No. 172 491 to refer, according to which a device with inrstart section larger diameter and higher pitch as well as smaller diameter and lower pitch in the end section the rotating spindle has become known in the middle area without thread, which forms a chamber in which the material fed in advance in the initial section moves slowly forwards with a free cross-section and larger volume and is subject to a potentiated heat effect before it is discharged in the end section. Even the so-called Torpedo training on spindles in extrusion presses, e.g. according to the USA patent Mr. 2,719,325 and 3,026,273 are known.

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Bei Schneckenpressen mit einer im geschlossenen Zylinder rotierenden Knet-, Misch- und Förderschnecke, die mit Schneckengängen besetzte sowie schneckenganglose Abschnitte aufweist, bildet die, in Förderrichtung gesehen, nach der Einzugszone angeordnete Reibwalze mit der Materialflgehe des Zylinders eine Engstelle, die wegen der grossen Scherkräfte bzw. Scherspannungen eine erhebliche und das deformierbare Medium schädigende Temperaturerhöhung in der plastischen Masse hervorruft.With screw presses with one in the closed Cylinders rotating kneading, mixing and conveying screw, the sections with and without screw flights has, forms the, seen in the conveying direction, after Infeed zone arranged distribution roller with the material flow of the Cylinder a bottleneck, which because of the large shear forces or shear stresses a considerable and deformable Causes medium-damaging temperature increase in the plastic mass.

In einschlägigen Schriften ist immer wieder ausgeführt worden, dass bei der Entwicklung von Vorrichtungen zur Plastifizierung sowohl auf die Volumendifferenz der zu verarbeitenden plastischen Masse im Vergleich zu der des geschmolzenen Stoffes, als auch auf die nicht mit Sicherheit beherrschten Temperaturstauungen im Förderwege der zu verarbeitenden plastischen Masse Bedacht genommen werden muss. Die Ueberlegungen neigen bisher zu der Ansicht, dass es für die Beherrschung der gegebenen Betriebsverhältnisse am zweekmässigsten sei, eine besondere Schnecke für jede Materialgruppe zu berechnen.It is repeatedly stated in relevant writings been that in the development of devices for plasticizing both on the volume difference of the too processing plastic mass compared to that of the molten substance, as well as to the not with certainty controlled temperature congestion in the conveying path of the plastic mass to be processed must be taken into account got to. The considerations so far tend to the view that it is necessary for the control of the given operating conditions the most two-dimensional is a special snail for each Calculate material group.

Die in der deutschen Auslegeschrift Nr, 1 167 erläuterte Schneckenspindel weist eine konische ReibwalzeThe one in the German Auslegeschrift No. 1 167 explained worm spindle has a conical distribution roller

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auf, die in der Förderrichtung der Masse im Letztdrittel der Spindellänge zwischen Materialeinlass und Materialauslass angeordnet ist. Durch die Konizität soll der Materialstau erheblich vermindert und damit zugleich eine örtliche Ueberhitzung des Kunststoffes vermieden werden. Die plastische Masse erfährt dadurch eine laminare parabolische Geschwindigkeit sverteilung, welche jedoch im Bereiche dieser konischen Reibwalze keinen selbständigen Strömungsdruck entwickelt. in the conveying direction of the mass in the last third of the spindle length between the material inlet and the material outlet is arranged. The conicity is intended to considerably reduce the accumulation of material and, at the same time, local overheating of the plastic can be avoided. As a result, the plastic mass experiences a laminar parabolic velocity s distribution, which, however, does not develop an independent flow pressure in the area of this conical distribution roller.

Die Anwendung einer Reibwalze, welche zwischen dem Materialeinlass und dem Materialauslass auf einer Schnekkenspindel gleichachsig angeordnet ist, wird sowohl in der konischen als auch in der rotationssymmetrischen Form ebenfalls als Doppelschneckenausführung eingesetzt. Im Falle eines konischen Reibwalzenpaares 3tellt diese Ausführung ein bekanntes Schrägwalzwerk dar. (Deutsches Reichspatent Nr. 397 961). Ebenso gilt für die Darstellung zweier zylindrischer Walzkörper in einem Gehäuse, welche zwischen zwei Schneckenspindeln angeordnet sind, die Arbeitsweise eines bekannten Walzwerkes. (Can.Patent Nr, 530 956). Diese konischen oder zylindrischen gewindefreien Walzenpaare erbringen keinen selbständigen Strömungsdruck. Ihre Strömungsaktivität wird durch den gewindebesetzten Teil der entspre-The use of a friction roller, which is located between the material inlet and the material outlet on a screw spindle is arranged coaxially, is also in the conical and in the rotationally symmetrical shape used as a twin screw design. In the case of a conical pair of distribution rollers, this version is 3tellt a well-known piercing mill. (German Reich patent no. 397 961). The same applies to the representation of two cylindrical Rolling bodies in a housing, which are arranged between two worm spindles, the operation of a known rolling mill. (Can. Patent No. 530 956). Bring this conical or cylindrical threadless roller pairs no independent flow pressure. Your flow activity is determined by the threaded part of the corresponding

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ch'enden Spindel im Materialeinlass bestimmt. Wie bei einem Walzv.'erk oder Kalander zu erkennen ist, läuft ein Susserer I'i s chunks Vorgang nur innerhalb eines sehr kleinen Bereiches in den sich berührenden Peripherien der Wälzkörper ab.ch'enden spindle determined in the material inlet. Like one Walzv.'erk or calender can be seen, a Susserer is running I'i s chunks process only within a very small area in the touching peripheries of the rolling elements.

Die seit einigen Jahren bis in die jünste Zeit studierten rh&ologischen Verhältnisse des Massestromes in Förderpressen hat zur Beobachtung der btsond«. r'm Verhaltensweise von plastischen Kassen an den Grenzflächen geführt. Es -wurde grundsätzlich erkannt, dass die GrenzschichtvorgSnfre von fundamentaler Eedeutung sind. Es ist eine GrenzschicLtbruch-Pressc (Systen Dr. Krncsto Gabbrielli) bekannt geworden, welcher eine analytische Theorie zu Grunde liegt, in welcher der Greftzfl&chenfaktor in etwa mit cinbezogen wird.The rh & ological relationships of the mass flow in Conveyor presses has to observe the btsond «. r'm behavior guided by plastic cash registers at the interfaces. It was recognized in principle that the boundary layer processes are of fundamental importance. It is a border breach press (Systen Dr. Krncsto Gabbrielli) became known, which is based on an analytical theory, in which the size factor is roughly related to cin will.

Als erstes soll festgehalten werden, dass hier über den ganzen Arbeitsbereich der Kaschine eine überschaubare geometrische Form in Erscheinung tritt. Es handelt sich um einen über den vollen Bogen des Ilassetransportes gezogenen rotationssymmetrischen Kreiszylinder. Diesem mechanischen Arbeitselement komnt eine recht gut erklärbare verfahrenstechnische Funktion zu. Die einzelnen Bereiche des strukturellen Aufbaues ergeben jedoch Theologische Schwierigkeiten.First of all, it should be noted that there is a manageable area across the entire work area of the machine geometric shape appears. It is one over the full curve of the Ilass transport drawn rotationally symmetrical circular cylinder. To this mechanical working element comes a very well explainable one procedural function. The individual areas the structural set-up, however, results in theological difficulties.

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Die funktioneile Analyse dieser bekannten Grenzschichtbrueh-Pi'eese wird dergestalt in ihre mechanische Form transferiert, dass ein beweglicher rotierender Teil als eine zylindrische Oberfläche, demgemäss als Kreiszylinder, mit einem über die volle Länge der Achse' gleichwertigen Durchmesser ausgebildet wird. Die Gehäuse-Innenfläche ist ebenfalls zylindrisch und verläuft absolut konzentrisch mit dem rotierenden Zylinder. Die reale Arbeitsphase umfasst also in dem vorliegenden Falle den ganzen Bogen absolut rotationssymmetrisch zwischen einer entsprechenden Einfüll- bzw. Speisungszone und dem Schaber-Element, also dem "Wehr" am ■ Ende des rotierenden Zylinders bzw« des Materiaiauslässes« Die Endphase des rotierenden Zylinders speist also eine Druckkammer oberhalb oder exakter vor dem Ziehwerkzeug. Dieses Schaber-Element deckt die plastische Masse am Ende des Arbeitskanals ab. Dadurch wird erst der Druck über den ganzen Boden der Arbeitsphase ermöglicht und aktiviert. Das Entfernen dieses Schabers bedeutet, dass über die umfassende Achsenlc'nge der Maschine die Kasse ohne jeglichen Druck in Pachtung des Materialauslasses transportiert wird und somit keine Plastifizierung und auch keine kischung erzielt werden kann. Es ist möglich, dass eine zu bestimmende Längsphase vor dem Schaber-Element innerhalb des Arbeitsbereiches The functional analysis of this well-known boundary layer bridge Pi'eese is transferred into its mechanical form in such a way that a movable rotating part becomes a cylindrical surface, accordingly as a circular cylinder, with an equivalent diameter over the full length of the axis is trained. The inside surface of the housing is also cylindrical and is absolutely concentric with the rotating cylinder. In the present case, the real work phase therefore includes the entire arch in an absolutely rotationally symmetrical manner between a corresponding filling or feed zone and the scraper element, ie the "weir" on the ■ End of the rotating cylinder or "the material outlet" The final phase of the rotating cylinder therefore feeds a pressure chamber above or, more precisely, in front of the drawing tool. This scraper element covers the plastic mass at the end of the working channel. This enables and activates the pressure over the entire floor of the work phase. That Removing this scraper means that the cash register can be pushed in without any pressure over the full length of the axis of the machine Lease of the material outlet is transported and thus no plasticization and no kinking can be achieved can. It is possible that a longitudinal phase to be determined is in front of the scraper element within the working area

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der Grenzschichtbruch-Presse als seitliche Druckkammer ausgebildet werden kann. Dies ergibt einen seitlichen oder lateralen Auszug des deformierbaren Mediums. Eine solche seitliche Oeffnung im Sinne eines Ziehwerkzeuges zur Bildung von flächenförmigen Erzeugnissen wie Folien oder Platten verhindert jedoch eine auch nur verschwindend geringe Wirkung des Mischungskoeffizienten, Die wahrnehmbare äussere laminare und somit eindimensionale Mischung läuft ohnehin in einer infolge der Leckströmung kürzen Zone unmittelbar vor dem Schaber-Element ab. Der Schaber wirkt im Sinne der bekannten* Prandtl1sehen Endscheibe. Dies besagt, dass die plastische Masse gestaut wird und einen Quertrieb erfährt, welcher sich auf das Strömungsbild durch ein merkbares Pulsieren auswirkt. Eine Auslenkung der tangentialen und radialen Kräfte ist dadurch unmöglich; Die Strömung der Grenzschichtbruch-Presse weist das Bild einer absolut laminaren Rohrströmung nach dem Gesetz von Hagen-Poiseuille mit einer parabolischen GeschwindigkeitsVerteilung auf. Somit ist diese Geschwindigkeitsverteilung unabhängig in einer geringen Entfernung vom Materialeinlass und es findet keine Mischung statt. Infolge des geringen thermischen Energieumsatzes der laminaren Rohrströmung und verbunden mit dem in Betracht zu ziehenden hohen thermischen Eigenwiderstand der plastik—the boundary layer breaking press can be designed as a lateral pressure chamber. This results in a lateral or lateral extension of the deformable medium. Such a lateral opening in the sense of a drawing tool for the formation of flat products such as foils or plates prevents the mixing coefficient from having an even negligible effect. Element. The scraper works in the sense of the well-known * Prandtl 1 see end disk. This means that the plastic mass is dammed up and experiences a transverse drive, which affects the flow pattern through a noticeable pulsation. A deflection of the tangential and radial forces is therefore impossible; The flow of the boundary layer rupture press shows the image of an absolutely laminar pipe flow according to the law of Hagen-Poiseuille with a parabolic velocity distribution. This speed distribution is therefore independent at a short distance from the material inlet and no mixing takes place. As a result of the low thermal energy conversion of the laminar pipe flow and associated with the high internal thermal resistance of the plastic, which must be taken into account,

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sehen Massen ist die Ausbildung einer ausreichend dicken Temperatur-Grenzfläche verunmöglicht»see masses is training a sufficiently thick Temperature interface impossible »

Ferner wurde in den letzten Jahren eine Förderpresse nach dem sogenannten Anger'sehen Verfahren entworfen und bekannt gemacht. Diese Presse weist eine konventionelle Schnecke bzw. Schraube auf, welche lediglich in bekannter Weise "in einem Mittelabschnitt gewindefrei ist. Ueber die erforderliche Lage dieses gewindefreien Mittelabschnittes wird nichts ausgesagt. Dies entspricht allen bekannten Konstruktionen, welche als gewindefreien Mittelteil eine sogenannte konische oder zylindrische Reibwalze aufweisen. Der einzige Unterschied betreffend den vorliegenden Untersuchungsgegenstand besteht darin, dass dieser gewindefreie Mittelteil im Werte seines Durchmessers an einer nicht näher umschriebenen Stelle unterbrochen ist durch sogenannte "konische Flächen in Form von Ringen". Es werden also keine analytischen Bestimmungen über die erforderliche Länge dieses Mittelteiles und über das Lageverhältnis dieser konischen Ringe gemacht. Dadurch, dass der Materialauslass gewindebesetzt ist, entstehen dieselben Charakteristiken, wie sie vorgängig zur Grenzschichtbruch-Presse dargelegt wurden. Die "konischen Flächen in Form von Ringen" verdoppeln diesen Effekt noch dadurch, dass beiden Elementen, eben sowohlFurthermore, in recent years a conveyor press has been designed according to the so-called Anger'sehen method and made known. This press has a conventional screw or screw, which is only known Way "is thread-free in a middle section. About the required position of this thread-free middle section nothing is said. This corresponds to all known constructions, which are called a thread-free middle part Have conical or cylindrical distribution roller. The only difference with regard to the present object of investigation is that this thread-free central part in the value of its diameter is interrupted at an unspecified point by so-called "conical ones" Surfaces in the form of rings ". So there are no analytical determinations about the required length of this Middle part and made about the positional relationship of these conical rings. Because the material outlet is threaded is, the same characteristics arise as they were previously presented for the boundary layer rupture press. The "conical surfaces in the form of rings" double this effect by the fact that both elements, both

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diesen konischen Ringen als auch der abschliessenden Schnekke auf der Seite des IIaterialauslasses die Wirkung der Prendtl'sehen Endscheibe zugeordnet werden muss. Durch die unterschiedliche Höhe der Kammer dieses gewindefreien Mittelteiles ergibt sich eine überlagerte laminare Rohrströmung noch Hagen-Poiseuille mit denselben, bereits erörterten Charakteristiken bezüglich der Mischung und der thermodynamischen Effekte. Es erübrigt sich somit, nochmals darauf einzugehen. Diese überlagerte laminare Rohrströmung zerlegt sich in zwei selbständige laminare Rohrströnungen, welche jede eine eigene parabolische Geschwindigkeitsverteilung aufweist. Die kleinere Masse wird von der grösseren Masse mit den grösserc-n Rohrquerschnitt überfahren. Ein derartiges laminares Ueberfahren beobachtet man auch oft bei einem Torpedokopf oder innerhalb einer Iietering-Zone einer Schnekke. Die konischen Ringe in der beanspruchten Form wirken nur sehr gering verdichtend und sind in keinem Falle strömungsaktiv. Da über die ganze Länge dieses gewindefreien Mittelteiles die Strömung laminar ist, weist auch die laminare Grenzschicht über beide Zonen vor und nach den konischen Ringen dieselbe Grenzschichtdicke auf. &s ergeben sich dadurch, da die lassen in den beiden Zone-η ungleich sind, empfindliche thermische Schwankungen, Vielehe absolut unkontrollierbar sind. Das Profil dieser "konischen Flä-these conical rings as well as the final screw on the side of the material outlet, the effect of the Prendtl's end plate must be assigned. Through the different height of the chamber of this thread-free middle part there is a superimposed laminar pipe flow still Hagen-Poiseuille with the same ones already discussed Mixing characteristics and thermodynamic effects. So there is no need to repeat it enter into. This superimposed laminar pipe flow decomposes into two independent laminar pipe flows, which each has its own parabolic velocity distribution. The smaller mass is made up of by the larger mass drive over the larger pipe cross-section. Such a thing Laminar crossing is also often observed with a torpedo head or within a ringing zone of a snail. The conical rings in the claimed form have only a very slight compression and are in no case flow-active. Since the flow is laminar over the entire length of this thread-free middle section, the laminar flow is also laminar Boundary layer across both zones before and after the conical rings have the same boundary layer thickness. & s result because they leave the two zone-η unequal are, sensitive thermal fluctuations, polygamy are absolutely uncontrollable. The profile of this "conical surface

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chen in Form von Ringen" ist, selbst wenn diese Flächen in ihrer Stetigkeit unterbrochen werden,, absolut strömungs*- stabil und es ergeben sich keine aktiven Bewegungswerte. Auch aus diesem Grunde kann die Mischung nicht angeregt werden.in the form of rings "is, even if these surfaces are interrupted in their continuity, absolutely flow * - stable and there are no active movement values. For this reason, too, the mixture cannot be stimulated will.

Wesentliche Merkmale für die einwandfreie und rationalisierte Umwandlung der deformierbaren Medien bilden neue Ueberlegungen betreffend die Verhältnisse der laminaren und der turbulenten Grenzschichten und Strömungen, der thermodynamischen Vorgänge in den Grenzflächen und in den Massevolumen und damit auch der Massedrücke und der Geschwindigkeitsverteilungen in den Förderpressen.Form essential characteristics for the correct and rationalized transformation of the deformable media new considerations regarding the relationships between the laminar and the turbulent boundary layers and flows, the thermodynamic processes in the interfaces and in the mass volume and thus also the mass pressures and the velocity distributions in the conveyor presses.

Erfindungsgemäss ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das deformierbare Medium in eine "scheinbar turbulente" Drehbewegung versetzt wird, worauf anschliessend durch einen instabilen Druckanstieg eine turbulente Drehbewegung des Mediums herbeigeführt wird, und nach Ablauf der turbulenten Umwandlung und Mischung die Rückbildung durch einen stabilisierenden Gleichdruck in eine laminare Strömung des Mediums erfolgt und sowohl der turbulenten als auch der laminaren Strömung eine gekoppelte veränderliche Temperatur-Grenzschicht mit der thermodynamisch-kapazi-According to the invention, the method is characterized in that that the deformable medium is set in an "apparently turbulent" rotary motion, which is then followed a turbulent rotary movement of the medium is brought about by an unstable increase in pressure, and after The course of the turbulent transformation and mixing, the regression through a stabilizing constant pressure into a laminar one Flow of the medium takes place and both the turbulent and the laminar flow a coupled variable Temperature boundary layer with the thermodynamic-capacitive

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tiven Volumenenergie des Mediums zugeführt ist, wobei abschliessend durch einen Druckabfall eine letztendliche Stabilisierung des deformierbaren Mediums erzeugt wird· tive volume energy of the medium is supplied, with concluding a final stabilization of the deformable medium is produced by a pressure drop

Die erfindungsgem^sse Turbine zur Durchführung des Verfahrens, welche einen sich in einem Zylinder drehenden Rotor aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor einen instabilen divergierenden Diffusor mit einer sich fortsetzenden rotatiönssymmetrischen Welle aufweist, an welche ein stabiler, divergierender Diffusor angeschlossen ist, dessen Fortsatz wiederum eine rotationssymmetrische Welle ist, woran ein konvergierender Diffusor abschliesst.The turbine according to the invention for implementation of the method, which has a rotor rotating in a cylinder, is characterized in that the Rotor has an unstable diverging diffuser with a continuing rotationally symmetrical wave, to which a stable, diverging diffuser is connected is, the extension of which is in turn a rotationally symmetrical wave, where a converging diffuser closes.

Ferner ist? die Turbine dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor im Einzugsbereich des Mediums eine in der Strömungsrichtung vor dem instabilen divergierenden Diffusor angebrachte, logarithmische Spirale aufweist, wobei diese Spirale auf der Schubseite einen parabolischen Querschnitt zeigt, dessen Verlauf eine verschwindende Krümmung ergibt, und dass diese logarithmische Spirale als Gegenelement am Zylinder eine Glasbüchse aufweist.Furthermore is? the turbine characterized in that the rotor in the intake area of the medium is a diverging diffuser in the direction of flow in front of the unstable attached, logarithmic spiral, this spiral on the thrust side has a parabolic cross-section shows, the course of which results in a vanishing curvature, and that this logarithmic spiral as a counter-element on Cylinder has a glass canister.

Äusserdem besteht die Erfindung darin, dass, der instabile, divergierende Diffusor in mehrere Zonen aufgeteilt ist, wobei der Durchmesser jeder Zone in der Strö-In addition, the invention consists in that, the unstable, diverging diffuser is divided into several zones, the diameter of each zone in the flow

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mungsrichtung ansteigt, und wobei das Profil einer vorgewählten Zone einen Wendekreis aufweist. Dieser Wendekreis erzeugt die Instabilität des deformierbaren Mediums und damit die turbulente Strömung. Das Schnittprofil dieses instabilen divergierenden Diffusors enthält die Exponential- und Logarithmusfunktion einer Hyperbel.direction increases, and the profile of a preselected Zone has a turning circle. This turning circle creates the instability of the deformable medium and thus the turbulent flow. The sectional profile of this unstable diverging diffuser contains the exponential and logarithmic function of a hyperbola.

Weiterhin besteht die Erfindung darin, dass der konvergierende Diffusor, dessen Durchmesser in der Strömungsrichtung abnimmt,/eine Längsrille aufweist, welch© als transzendente Kurve die Exponentialfunktion Y =* ex darstellt. Diese Längsrille erzeugt das Abrollen der Grenzschicht. Das sogenannte Abrollen der Grenzschicht ist ein strömungsphysikalischer Vorgang, welcher durch eine Vergrösserung des MediumsVolumens erwirkt wird und auf die Stabilität der Strömung einen merkbaren Einfluss/ fi&p&v Das Abrollen verhindert eine Ablösung der Grenzschicht vor de^-Binlauf des Mediums in das -Werkzeug, indem auf der Pepipheiri© der transportierenden Kant@lflache des Rotors eine begreöüst© Druckentlastung vorgenorarien wird. Furthermore, the invention consists in that the converging diffuser, the diameter of which decreases in the direction of flow, / has a longitudinal groove, which © represents the exponential function Y = * e x as a transcendent curve. This longitudinal groove creates the rolling of the boundary layer. The so-called rolling of the boundary layer is a physical flow process that is brought about by increasing the medium volume and has a noticeable influence on the stability of the flow / fi & p & v The rolling prevents the boundary layer from detaching before the medium flows into the tool by the Pepipheiri © of the transporting flange surface of the rotor is a relieved pressure relief.

Ein ebenfalls erfindungsgemSsses Charakteristikum ist dadurch gegeben, dass der stabile, divergierende Diffusor im Schnitt eine den Gleichdruck und die relaminareA characteristic also according to the invention is given by the fact that the stable, diverging diffuser in section shows the constant pressure and the relaminar

.τ 14 .-..τ 14 .-.

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Auslenkung der Strömung erzeugende, transzendente Kurve beschreibt, welche durch die Funktion y= (1 + **) dargestellt ist.Describes the deflection of the flow generating, transcendent curve, which is represented by the function y = (1 + **) is.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Zylinder an seinem Innenmantel im Bereich des die turbulente Strömung erzeugenden, instabilen Diffusors und der anschliessenden rotationssymmetrischen Welle in einem bestimmten Grad,aufgerauht ist. Die relative Rauhigkeit k/R und die zulässige Rauhigkoitshöhe k , nehmen einen merklichen und beschleunigenden Einfluss auf den Umschlag bzw« die Transition laminar-turbulent» Die Wachstumsgeschwindigkeit der Grenzschicht wird ebenfalls durch die Rauhigkeitshöhe beschleunigt. Im vorliegenden Merkmal der Erfindung soll die zulässige Rauhigkeitshöhe im Bereiche der turbulenten Strömung in mm mindestens 0,1 und höchstens 0,5 betragen. Die Zahl 0,1 ist dadurch gegeben, dass ein Unterschreiten dieses Wertes innerhalb der Turbulenz vollständig in die nur einen sehr geringen Bruchteil der turbulenten Grenzschichtdicke betragenden laminaren Unterschicht zu liegen kSrae und dadurch hydraulisch glatt wirken würde.Another feature of the invention is that the cylinder on its inner jacket in the area of the the turbulent flow generating, unstable diffuser and the subsequent rotationally symmetrical wave in one certain degree, is roughened. The relative roughness k / R and the permissible roughness height k, take a noticeable and accelerating influence on the envelope or «the transition laminar-turbulent» The speed of growth the boundary layer is also accelerated by the roughness height. In the present feature of the Invention, the permissible roughness height in the area of turbulent flow in mm should be at least 0.1 and at most Be 0.5. The number 0.1 is given by the fact that falling below this value completely within the turbulence into the laminar sub-layer, which is only a very small fraction of the turbulent boundary layer thickness to lie kSrae and thus would appear hydraulically smooth.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigen :The invention is described below with reference to Drawings explained for example. Show it :

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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines SchnittesFig. 1 is a schematic representation of a section

durch die erfindungsgemösse Turbine zur Durchführung dee ebenfalls erfindungsgemässen Verfahrens,by the turbine according to the invention for implementation the method according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1,Fig. 2 is a section along line H-II of Fig. 1,

Fig. 3 das schematische Profil des in Fig. 1 dargestellten, instabilen divergierenden Diffusors,Fig. 3 is the schematic profile of the shown in Fig. 1, unstable diverging diffuser,

W Fig. 4 das schematische Profil des ebenfalls in Fig. 1 W FIG. 4 shows the schematic profile of the likewise in FIG. 1

dargestellten stabilen divergierenden Diffusors,shown stable diverging diffuser,

Fig. 5 einen Detailschnitt des konvergierenden Diffusors, welcher eine Längsrille aufweist,5 shows a detail section of the converging diffuser, which has a longitudinal groove,

Fig. 6 einen schematischen Schnitt nach Linie Vl-VI der Fig. 5,6 shows a schematic section along line VI-VI of FIG. 5,

Fig. 7 einen analytischen Schnitt zu Fig. 2,7 shows an analytical section to FIG. 2,

™ Fig. 8 eine analytische Darstellung zu Fig. 3,™ Fig. 8 is an analytical representation of Fig. 3,

Fig. 9 eine analytische Darstellung zu Fig. 4,FIG. 9 shows an analytical representation of FIG. 4,

Fig. 10 einen analytischen Schnitt zu Fig. 6,FIG. 10 shows an analytical section to FIG. 6,

Fig. 11 die analytische Darstellung der Geschwindigkeitsverteilung durch Pascalkonfiguration mit Wendepunkten in Eereich der logarithmischen Spirale.11 shows the analytical representation of the speed distribution through the Pascal configuration with points of inflection in the area of the logarithmic spiral.

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Die in der Fig. 1 dargestellte Turbine weist einen in einem Zylinder 1 drehenden Rotor 2 auf.The turbine shown in FIG. 1 has a rotor 2 rotating in a cylinder 1.

Im Bereich einer im Zylinder vorgesehenen Einzugsstelle 3 ist der Rotor 2 mit einer logarithmischen Spirale 4 versehen. Diese logarithmische Spirale 4 weist auf der Schubseite einen parabolischen Querschnitt (siehe die Fig. 2 und 7) auf, dessen Verlauf eine verschwindende Krümmung ergibt. Bei der Umwandlung eines ein extrem hohes Molekulargewicht, beispielsweise über 1*5001OOO, aufweisenden deformierbaren Mediums kann diese Spirale durch einen einfachen Diffusor, z.B. einen Kreiskegelstuiripf mit einer im Schnitt schiefen Ebene, ersetzt werden. Im Bereich dieser hohen Molekulargewichte werden die Grenzflächenadsorption und die Schubspannung, welche beide durch das Molekulargewicht beeinflusst sind, so gross, dass das Vorhandensein dieser Spirale nicht mehr erforderlich ist und das def or-> mierbare Medium kann, ebenfalls unter Ausbildung einer Geschwindigkeitsverteilung in der Pascalkonfiguration mit Wendepunkten, gefördert werden. Im Gegensatz zu der parabolischen Geschwindigkeitsverteilung der reinen laminaren Rohrströmung nach Hagen-Poiseuille oder der Schraubenströmung, welche ein-dimensional sind und deren Mischungsdiagramme ebenfalls schicht-eindimensional darzustellen sind,In the area of a draw-in point 3 provided in the cylinder, the rotor 2 is provided with a logarithmic spiral 4. This logarithmic spiral 4 has a parabolic cross section on the thrust side (see FIGS. 2 and 7), the course of which results in a vanishing curvature. When converting a deformable medium with an extremely high molecular weight, for example over 1 * 500 1 000, this spiral can be replaced by a simple diffuser, for example a circular cone with a plane inclined in section. In the range of these high molecular weights, the interface adsorption and the shear stress, both of which are influenced by the molecular weight, are so great that the presence of this spiral is no longer necessary and the definable medium can, also with the formation of a velocity distribution in the Pascal configuration with turning points. In contrast to the parabolic velocity distribution of the pure laminar pipe flow according to Hagen-Poiseuille or the helical flow, which are one-dimensional and whose mixing diagrams are also to be shown layer-one-dimensional,

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AfAf

wird im erfindungsgeraässen Verfahren die scheinbar- oder quasi-turbulente Drehbewegung des Mediums erzeugt. Dies bedingt, dass im Bereiche der logarithmischen Spirale die Reibungsbeiwerte der ZylinderinnenflSche gegenüber der Rotorwand mindestens um die Zahl 0,3 auseinanderliegen. Es bedeutet dies, dass die Zylinderinnenwand zur Erzeugung.der Haft-Reibung Rjj einen Reibungsbeiwei't aufweisen muss, welcher gegenüber der.Gleit-Reibung R« der logarithmischen Spirale um 0,3 höher ist. Die Reibungsbeiwerte der Metalle liegen in diesem Sinne zu nahe beieinander. Somit würde sich am Zylinder und am Rotor eine korrespondierende Gleit-Reibung ergeben, welche die parabolische Gesehwindigkeitsverteilung darstellt und dadurch bleibt jegliche Festkörper-Mischung unterbunden. Die Reibungsaktivität der Haft-Reibung, also die Haftreibungskoeffizienten, sind durchweg grosser als die Gleitreibungskoeffizienten.is the apparent or in the method erfindungsgeraässen quasi-turbulent rotary motion of the medium generated. This requires that in the area of the logarithmic spiral the coefficients of friction The inner surface of the cylinder must be at least 0.3 apart from the rotor wall. It means this is that the inner wall of the cylinder is responsible for generating static friction Rjj must have a coefficient of friction which compared to the sliding friction R «of the logarithmic spiral is 0.3 higher. In this sense, the friction coefficients of the metals are too close to one another. Thus, on The cylinder and the rotor result in a corresponding sliding friction, which creates the parabolic velocity distribution represents and thereby any solid-state mixture is prevented. The frictional activity of sticking friction, that is the coefficients of static friction are consistently greater than the coefficient of sliding friction.

Im weiteren steigt die Haft-Reibung mit wachsender Temperatur schwach an, wogegen ein solcher Zusammenhang bei der Gleit-Reibung nicht gegeben ist. Erfindungsgemäss wird diese Reibungsbeiwert-Differenz von 0,3 durch eine in Fig. 1 dargestellte Quarzglasbüchse 26 erzielt. In der Grenzschicht an der Büchse 26 wirken sowohl der sehr hohe Zähigkeitskoeffizient als auch die in kleinen Zeitab-Furthermore, the static friction increases slightly with increasing temperature, whereas such a relationship in the case of sliding friction is not given. According to the invention This coefficient of friction difference of 0.3 is achieved by a quartz glass sleeve 26 shown in FIG. In the boundary layer on the sleeve 26 is affected by both the very high viscosity coefficient and the

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schnitten abklingenden Deformationsspannungen (liaxwell'sche Relaxationszeit) im Sinne des Grenzfalles einer "Flüssigkeit mit sehr grosser Zähigkeit", Der Hauptwendepunkt der Geschwindigkeitsverteilung wird gegen die Zylinderwand verschoben und es ergibt sich eine Strömung mit zu den rotationssymmetrischen Wänden des Zylinders und Rotors winkelversetzten Achsen, welche die scheinbar-turbulente Strömung bedeuten. Diese winkelversetzten Achsen werden durch die Schubseite des logarithmischen Spiralprofiles in einem optimalen, fast immer 90° messenden Winkel aufgefangen, wodurch eine pulsatiqnsfreie, drei-dimensionale Kischung der FestkÖrper-Agglomerate erzeugt wird.cut decaying deformation stresses (Liaxwellian Relaxation time) in the sense of the borderline case of a "liquid with very high viscosity", the main turning point of the The speed distribution is shifted against the cylinder wall and there is a flow with the rotationally symmetrical ones Walls of the cylinder and rotor angularly offset axes, which the apparently-turbulent flow mean. These angularly offset axes are through the Thrust side of the logarithmic spiral profile in an optimal, almost always 90 ° measuring angle, whereby a pulsation-free, three-dimensional mixture of the solid agglomerates is produced.

Der Rotor 2 weist ferner einen instabilen divergierenden Diffusor 5 mit einer sich fortsetzenden rotationssymmetrischen Welle 6 auf. Das Profil dieses Diffusors 5 ist schematisch in Fig. 3 und analytisch in Fig. 8 dargestellt. Der divergierende instabile Diffusor 5 weist die Form einer transzendenten Kurve mit der HyperbelfunktionThe rotor 2 also has an unstable diverging diffuser 5 with a continuing rotationally symmetrical one Wave 6 on. The profile of this diffuser 5 is shown schematically in FIG. 3 and analytically in FIG. 8. The diverging unstable diffuser 5 has the shape of a transcendent curve with the hyperbolic function

e - e
y Ä Sin X — χ auf, welche in die sechs Zonen 5a, 5b,
e - e
y Ä Sin X - χ , which are divided into the six zones 5a, 5b,

5c, 5d, 5e, 5f, aufgeteilt ist {Fig. 3 und 8). Der Durchmesser steigt in der Strömungsrichtung an. Ferner weist zwischen den Zonen 5c und 5d das Profil des Diffuscrs einen V.'endekreis W auf, welcher die Instabilität des Mediums bzvr. die turbulente Strömung anfacht und welcher gleichzeitig5c, 5d, 5e, 5f, is divided {Fig. 3 and 8). The diameter increases in the direction of flow. It also has between the zones 5c and 5d, the profile of the diffuser on a V.'endekreis W, which the instability of the medium or. the turbulent flow ignites and which one at the same time

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grenzschichtphysikaliöch als Indifferenzkreis bezeichnet wird.Physical boundary layer is called the circle of indifference.

Anschließend an die rotationssyjnmetrische Welle 6 (Fig. 1) ist ein zweiter, divergierender, jedoch stabiler Diffusor 7 angebracht, dessen Fortsatz wiederum eine rotationssymmetriBehe Welle 8 ist. Der stabile Diffusoi* 7j dessen schemattsches Profil in Fig. 4 und dessen analytische Darstellung in Fig. 9 dargestellt ist, weist ebenfalls sieben Zonen Ta, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f und 7g auf. Der Durchmesser des Diffuaters 7 steigt in der Strömurigsrichtting an und beschreibt in seiner analytischen Darstellung dieSubsequently to the rotationally symmetrical Shaft 6 (Fig. 1) a second, diverging, but stable diffuser 7 is attached, its extension in turn a rotationally symmetrical shaft 8 is. The stable Diffusoi * 7j its schematic profile in FIG. 4 and its analytical one 9, also has seven zones Ta, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f and 7g. Of the The diameter of the diffuser 7 increases in the direction of the flow and describes in its analytical presentation the

.; lX.; lX

transzendente Kurve mit der Funktion y - (1 + J) .transcendent curve with the function y - (1 + J).

Diese oben beschriebene Funktion der Kurve erzeugt die Stabilität des Mediums bzw. die laminare Strömung. An dem stabilen Diffusor 7 ist eine rotationssymmetrische, in Fig. 1 dargestellte Welle 8 angebracht.This function of the curve described above creates the stability of the medium or the laminar flow. On the stable diffuser 7 is a rotationally symmetrical, Shaft 8 shown in Fig. 1 attached.

Der abschliessende Fortsatz dieser Welle 8 1st ein konvergierender Diffusor 10, welcher die Form eines einfachen Kreiskegelstumpfes aufweist. Dieser in Fig. 5 dargestellte Diffusor 10 weist eine LSngsrille 9 auf, welche das Abrollen der Grenzschicht des Mediums erzeugt. In der Zone des Diffusors 10 ist ein zusgtzlicher Diffusor 10a vorge-The final extension of this wave 8 is a converging diffuser 10, which has the shape of a simple Has circular truncated cone. This diffuser 10 shown in Fig. 5 has an LSngsrille 9, which the The boundary layer of the medium rolls off. An additional diffuser 10a is provided in the zone of the diffuser 10.

> ■- ■ ■ ■ . ■ - 20 - > ■ - ■ ■ ■. ■ - 20 -

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sehen, welcher durch eine kontinuierliche Vergrösserung des Innendurchmessers des Zylinders 1 ausgeführt ist. Der Diffusor 10a mit der im Diffusor 10 vorgesehenen Längsrille 9 erzeugt am Ausgang der Turbine eine zusätzliche Stabilisierung der Strömung des Mediums. Die Fig. 6 weist einen Schnitt durch den Diffusor 10 des Rotors 2 auf.see, which is carried out by a continuous increase in the inner diameter of the cylinder 1. The diffuser 10a is produced with the longitudinal groove 9 provided in the diffuser 10 at the exit of the turbine an additional stabilization of the flow of the medium. 6 shows a section through the diffuser 10 of the rotor 2.

Der Zylinder 1 (Fig. 1) ist im Bereich des die turbulente Strömung erzeugenden, instabilen Diffusors 5 und der anschliessenden rotationssymmetrischen Welle 6 in einer # vorbestimmten Rauhigkeitshöhe aufgerauht.The cylinder 1 (Fig. 1) is roughened in the area of the turbulent flow generating unstable diffuser 5 and the subsequent rotationally symmetrical shaft 6 in a # predetermined roughness.

Ferner ist der Aussenmantel des Zylinders 1 mit einem Gewinde versehen. Auf diesem Zylinder 1 sind Ringe 11 bis 16 geschraubt und ein zweiter Zylinder 17 wird auf den Ringen 11 bis 16 eingeschoben. Diese Ringe sind derart verteilt, dass sie die Ringkammern 18, 19, 20, 21, 22 bilden» Im Bereich der logarithmischen Spirale 4, des divergenten, instabilen Diffusors 5, der anschliessenden rotationssymmetrischen Welle 6, des divergierenden stabilen Diffusors 7 und der Welle 8, und des konvergierenden Diffusors 10 bzw, 10a ist je eine Ringkammer 18, bzw. 19, 20, 21, 22, vorgesehen. Jede Kammer ist mit einem Vorlaufstutzen und mit einem Rücklaufstutζen zur Aufnahme und Wiedergabe eines Flui-Furthermore, the outer jacket of the cylinder 1 is provided with a thread. Rings 11 to 16 are screwed onto this cylinder 1 and a second cylinder 17 is opened the rings 11 to 16 inserted. These rings are distributed in such a way that they form the annular chambers 18, 19, 20, 21, 22 » In the area of the logarithmic spiral 4, the divergent, unstable diffuser 5, the subsequent rotationally symmetrical shaft 6, the diverging stable diffuser 7 and the shaft 8 and the converging diffuser 10 or 10a are each provided with an annular chamber 18 or 19, 20, 21, 22. Each chamber is equipped with a flow connection and a return connection for receiving and reproducing a fluid.

* 21 10 3808/ι SÄ 1 * 21 10 3808 / ι SÄ 1

die Temperatur des Zylinders 1 abschnittsweise zu steuern·to control the temperature of cylinder 1 section by section

Durch die Zuführung von thermischer Energie von der Wand des Zylinders in das deforinierbare Medium wird eine Temperatur-Grenzschicht ausgebildet. Die Dissipation, also die Umwandlung der Schubspannung in Wfirjne, ist innerhalb der Grenzschicht einer Strömung am grösstett» Die Dicke der Tem*- peratur-Grenzschicht ist in ihrem Werte gleich mit der Dicke der Strömungs-Girenaschicht. In den Bereichen der laminaren Strömungen wird die Temperatur-Grenzschicht durch die direkte Wirkung der molekularen Zähigkeit bestimmt, während im Bereiche der turbulenten Strömung die Temperatur-Grenzschicht durch den Entzug von Energie, welche die Schwankungs- oder Nebenbewegung der mittleren oder der Hauptbewegung ausführt, gebildet wird. Die von der Schwankimgsbewegung in Wärme übergeführte Energie i*f die turbulente Dissipation.By supplying thermal energy from the wall of the cylinder into the deforinable medium, a Temperature boundary layer formed. The dissipation, i.e. the conversion of the shear stress into Wfirjne, is within the Boundary layer of a flow at the largest »The thickness of the tem * - The value of the temperature boundary layer is the same as the thickness of the flow Girena layer. In the areas of the laminar Currents, the temperature boundary layer is determined by the direct action of molecular tenacity while im Areas of turbulent flow the temperature boundary layer by the withdrawal of energy, which the fluctuation or Secondary movement of the middle or main movement executes, is formed. That which is converted into heat by the swaying motion Energy i * f the turbulent dissipation.

Die der Hauptbewegung überlagerten Schwankungsbewegungen verursachen die Mischung. Es entstehen hierdurch indirekte Wirkunjgen^ welche die Spannungen der turbulenten Strömung derart erhöhen* als ob deren Zähigkeit um viele GrÖssenordnungen erhöht wäre» Der Miaclhungsweg als grenzschichtphysikalische Ordnungsgrösse wij^d durcji dieses Bewegungsverhältnis bestimmt (Frandtl-ZahX). Die TurbulenzballenThe fluctuating movements superimposed on the main movement cause the mix. This gives rise to indirect effects which reduce the tensions of the turbulent Increase the flow as if its tenacity by many An order of magnitude would be increased »The way of milking as a physical boundary layer Ordinary quantity wij ^ d durcji this movement ratio determined (Frandtl-ZahX). The balls of turbulence

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vermischen sich fortschreitend mit der Umgebung der turbulenten Medien und bilden kontinuierlich neue Ballen mit unterschiedlicher Grosse. Es ist sehr wesentlich, dass die Dissipation der Energie überwiegend in den kleinen Turbulenzballen, also in den Bereichen der WahdnShe, geschieht. Dieser Vorgang ist energetisch Ähnlich mit demjenigen der Bildung von SphSroliten innerhalb der Kristallisation der deformierbaren Medien. Sowohl die Turbulenzballen als auch die SphSrolite weise'n eine wesentlich höhere Energiedichte auf als ihre Umgebung. Sie benötigen aber zu ihrer Entstehung eine ebenso höhe Energie. Aus diesem Grunde muss ein kontinuierlicher thermoenergetischer Umsatz gewährleistet sein. Der Mischungsvorgang, welcher gleichzeitig abläuft, ist also ebenfalls ein reiner Energiesatz. Die Transitionswärme bei der GrössenverSnderung der Turbulenzballen ist gleichzusetzen mit dem kontinuierlichen thermodynamischen Umsatz der Massevolumina. Die Spannungen werden hauptsächlich durch die grossen Turbulenzballen übertragen, also, im Gegensatz zur EnergiediLssipation, in der Hauptbewegung oder gegen die Kassenmitte des deformierbaren Mediums hin. Diesem umfassenden Iltchanismus ist es zuzuschreiben, dass der Reibungswiderstand und auch die Verteilung der mittleren Geschwindigkeit innerhalb der turbulenten Strömung, welche energetisch zur Umwandlung der deforraierbaren Medien die Haupt-progressively mix with the environment of the turbulent media and continuously form new balls of different sizes. It is very important that the dissipation of the energy takes place predominantly in the small turbulence balls, i.e. in the areas of the WahdnShe. This process is energetically similar to that of the formation of SphSrolites within the crystallization of the deformable media. Both the balls of turbulence and the SphSrolite have a significantly higher energy density than their surroundings. However, they need just as much energy to develop. For this reason, a continuous thermo-energetic conversion must be guaranteed. The mixing process, which takes place at the same time, is also a pure set of energy. The transition heat when the size of the turbulence balls changes is to be equated with the continuous thermodynamic turnover of the mass volumes. The tensions are mainly transmitted through the large turbulence balls, i.e., in contrast to energy dissipation, in the main movement or towards the center of the deformable medium. This comprehensive Iltchanism can be attributed to the fact that the frictional resistance and also the distribution of the mean speed within the turbulent flow, which energetically for the conversion of the deformable media are the main

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109808/1681 BAO original109808/1681 BAO original

•arbeit leistet, in einem nur sehr geringen Masse von der Reynolds-Zahl abhängen·• does work to a very small extent from the Depend on Reynolds number

« Dieses kontinuierliche Tranformationaprinzip« This continuous transformation principle

der Energie wird erfindungsgemSss durch die Kopplung einer veränderlichen Temperatur-Grenzschicht mit der thermodynamisch-kapazitiven Volumenenergie des Mediums realisiert. Der grosse Verlustwinkel der wesentlichen deformierbaren Medien und ihr ebenfalls bedeutender innerer thermischer Widerstand erfordern ein Zusammenwirken der Temperatur-Grenzschicht mit der Turbulenz· Diese erforderlichen hohen thermischen Energien können mittels einer Konvektion von der Wand in die Strömung allein nicht aufgebracht werden· Sie werden vom Medium umgewandelt, ohne die grossen Turbulenz* ballen zu erreichen oder gar deren Bildung zu ermöglichen. Andererseits wären die Strahlungs- oder Energieverluste in die Aussenströraung zu hoch, wenn keine Temperatur-Grenzschicht vorhanden wäre. Dies bedeutet, dass mit Hilfe der Temperatur-Grenzschicht der Verlustwinkel und die Dielektrizitätskonstante des Mediums und damit der Strömung auf einen bestimmten Wert gebracht werden müssen, um eine Dissipation der Energie in die Haupt- und Ilittelbewegung der Strömung erreichen zu können. Im weiteren würde ein zu hoher Wert der Temperatur-Grenzschicht einen unmittelbaren Abbau derThe energy is according to the invention by the coupling of a variable temperature boundary layer realized with the thermodynamic-capacitive volume energy of the medium. Of the large loss angles of the essential deformable media and their also significant internal thermal resistance require the temperature boundary layer to interact with the turbulence Wall cannot be applied to the flow aloneThey are converted by the medium without the great turbulence * to reach balls or even to enable their formation. On the other hand, the radiation or energy losses would be in the external flow too high if there were no temperature boundary layer. This means that with the help of the Temperature boundary layer the loss angle and the dielectric constant of the medium and thus the flow on one certain value must be brought to a dissipation of the energy in the main and middle movement of the flow to be able to achieve. In addition, an excessively high value of the temperature boundary layer would lead to an immediate degradation of the

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Molekülketten zur Folge haben.Result in molecular chains.

Bei der Umwandlung der deformierbaren Medien verändert sich der dielektrische Verlustfaktor als Materialkonstante in ihrem Werte und steigt mit dem Wert der Temperatur-Grenzschicht linear an» Dadurch wird der Wärmewiderstand auch molekular eingeschränkt» Das defonnierbare Medium wird dann als Dielektrikum gleichzeitig einem kapazitiven Strom, verbunden mit einem ohmischen Stromanteil unter Wechselspannung, ausgesetzt. Diese beiden Stromanteile habenWhen the deformable media are converted, the dielectric loss factor changes as a material constant in their values and increases linearly with the value of the temperature boundary layer »This increases the thermal resistance also molecularly restricted »The definable medium is then used as a dielectric at the same time a capacitive current, connected with an ohmic current component under alternating voltage, exposed. These two have current components

zueinander 90 Grad Phasenverschiebung und fHessen senkrecht zur Strömung. Die Dielektrizitätskonstante des Mediums ist unabhängig von der Frequenz. Hingegen steigt der Verlustwinkel mit wachsender Frequenz an. Diese thermische Molekularbewegung oder Brown1sehe. Bewegung wird in der Strömungsrichtung dauernd beschleunigt. Die Länge der Teilchenbahnen werden zunehmend in einer Art von Zick-Zack-Kurs kurzer und schliessen sich zu höheren Gebilden, also den Turbulenzballen oder Sphäroliten, zusammen. Dies bedeutet also die energetische Mischung (BoItzmann-Konstante). Durch den Zusammenschluss der Teilchen verringert sich das Volumen des deformierbaren Mediums und es wird eine höhere Dichte erzielt. An diesem Vorgang ist sowohl die laminare Strömung als auch die turbulente Strömung ansteigend beteiligt. Dies bedeutet90 degree phase shift to each other and fHessen perpendicular to the flow. The dielectric constant of the medium is independent of the frequency. In contrast, the loss angle increases with increasing frequency. See this thermal molecular motion or Brown 1. Movement is continuously accelerated in the direction of flow. The length of the particle trajectories becomes increasingly shorter in a kind of zigzag course and merge to form higher structures, i.e. the turbulence balls or spherulites. So this means the energetic mixture (BoItzmann constant). The merging of the particles reduces the volume of the deformable medium and a higher density is achieved. Both the laminar flow and the turbulent flow are involved in this process. this means

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erfindungsgemfis* die Kopplung der laminaren korrelativen mit der turbulenten autokorrelativen Grenzschicht-Assoziation im molekularen Bereich.According to the invention, the coupling of the laminar correlative with the turbulent autocorrelative boundary layer association in the molecular range.

Mit der Dichteerhöhung des Mediums durch Beschleunigung des Potentials der Brown'sehen Bewegung als Thermoenergie der Moleküle im Volumen durch den Wert der thermodynamisch-kapazitiven Volumenenergie steigt der Verlustfaktor des Mediums mit einer absolut konstanten Geschwindigkeit, jedoch in Abhängigkeit von der Frequenz und der Eigentemperatur im Medium, an· Somit ergibt sich eine Relation «wischen der thermischen Beschleunigung der quasi-turbulenten Strömung und der turbulenten· IHe quasiturbulente Temperatur»Grenzschicht und die thermische Energie der quasi-turbulenten Strömung werden durch die Veränderung des Verlustfaktors bis zu eines gegebenen Grenzwert transferiert· Dieser Grenzwert stellt den thersjoenergetischen Indifferenzwert dar, welcher die Transition in die turbulente Energiediseipation einleitet« Es besteht also erfindungsgemSss neben der Boppelstrom-Transition der Strömung auch eine Doppeltransition der thermischen Energie. Infolge der pascalschen Geechwindlgköitsverteilung der quasi-turbulenten Strömung verläuft das Wachstum der thermischen Energie in dem Bereiche der quasi turbulenten Strö-With the increase in density of the medium by accelerating the potential of Brown's motion as Thermal energy of the molecules in the volume by the value of the thermodynamic-capacitive volume energy, the loss factor of the medium increases with an absolutely constant speed, but depending on the frequency and the intrinsic temperature in the medium, an · This results in a relation between the thermal acceleration of the quasi-turbulent flow and the turbulent · IHe quasi-turbulent temperature »boundary layer and the thermal energy of the quasi-turbulent flow are reduced by changing the loss factor up to a given limit value transferred · This limit value represents the thersjoenergetic indifference value, which the transition into the turbulent energy dissipation initiates “So it exists According to the invention, in addition to the dual current transition of the flow, there is also a double transition of the thermal energy. As a result of Pascal's Geechwindlgköits distribution of quasi-turbulent flow, the growth of the thermal energy takes place in the area of the quasi-turbulent flow

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niung in allen Molekülschichten des Mediums an einem Achsenpunkt in Strömungsrichtung gesehen rait demselben Wert, also korrelativ zur Zeit, und dieses Wachstum erfährt bei Erreichen des Indifferenzwertes eine Transition in die turbulente Energiedissipation, wobei die thermische Energie in Bereiche der turbulenten Strömung unter dem Einfluss der turbulenten Schwankungsbewegung und *» Hau pt bewegung und der hohen Energie der Turbulenzballen disslpiert, und zwar an einem Achsenpunkt in Strömungsrichtung gesehen mit steifendem Wert zu verschiedenen Zeiten, also autokorrelativ. Die Frequenz der Energiezufuhr durch das hochfrequente Wechselfeld bleibt über den ganzen Vorgang der Doppeltransition der thermischen Energie konstant.tion in all molecular layers of the medium at one axis point Seen in the direction of flow, it has the same value, so correlative to the time, and this growth experiences a transition into the turbulent when the indifference value is reached Energy dissipation, with the thermal energy in areas of turbulent flow under the influence the turbulent swaying motion and * »main motion and the high energy of the turbulence balls dissipated, and although seen at an axis point in the direction of flow with increasing value at different times, i.e. autocorrelative. The frequency of energy input through the high frequency The alternating field remains constant over the entire process of the double transition of thermal energy.

Der Kristallis.it ionsvorpang, die Erhaltung der Sphärolite und der energiereichen Turbulenzballen erfolgt durch die Entnahme von thermodynaraisch-kapazitiver Energie aus der turbulenten Energiedissipation durch die Kühlung der,Wand und durch Druckabfall. Die Frequenz des HF-Wechselfeldes wird hierbei jedoch nicht verschoben.The precursor of crystallization, the preservation the spherulite and the high-energy turbulence balls are made by the extraction of thermodynamic-capacitive Energy from the turbulent energy dissipation through the cooling of the wall and through pressure drop. The frequency of the HF alternating field is not shifted here.

V'ie die Polymerisation, so verlaufen auch die Polykondensation und die Polyaddition nach demselben Prinzip der Doppeltransition der thermischen Energie. DieLike the polymerization, so also proceed the polycondensation and the polyaddition according to the same principle of the double transition of thermal energy. the

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irir

Polykondensation beispielsweise der Polyamide verläuft über viele MolekÜlket%en hinweg in Strömungsrichtung gesehen, wobei Spaltelemente in Form von Wasser, Alkohol oder Ammoniak austreten. Durch die Transition des laminaren, korrelativen Wachstums der thermischen Energie in das autokorrelative Wachstum der turbulenten thermischen Energiedissipation und die nachfolgende Stabilisierung durch WandkUhlung und Druckabfall wird das Polykondeneations-Gleichgewicht erreicht und alsdann ausgetrimmt.Polycondensation, for example of the polyamides, runs over many molecules seen in the direction of flow, with fission elements in the form of water, alcohol or ammonia step out. Through the transition of the laminar, correlative growth of the thermal energy into the autocorrelative one Growth of the turbulent thermal energy dissipation and the subsequent stabilization through wall cooling and pressure drop, the polycondensation equilibrium is reached and then trimmed.

Die Polyaddition wird ebenfalls durch die Doppeltransition der thermischen Energie gesteuert. Dies erfolgt dergestalt, dass die Wanderung von Wasserstoff zur Bildung fortgesetst neuer Hauptvalenzverbindungen durch das korrelative Wachstum der laminaren thermischen Energie eingeleitet wird, dass alsdann die Transition vom thermoenergetischen Indifferenzwert weg in die autokorrelative turbulente Energiedissipation erfolgt und abschliessend innerhalb dieser turbulenten Energiedissipation die Hydratation und Wasserabspaltung erfolgt, worauf endlich durch Wandkühlung und Druckabfall die Anlagerung über Heteroatome reaktiv abgebrochen wird.The polyaddition is also controlled by the double transition of the thermal energy. This is done in such a way that the migration of hydrogen to Continued formation of new main valence compounds is initiated by the correlative growth of the laminar thermal energy, so that the transition from the thermoenergetic indifference value to the autocorrelative turbulent energy dissipation takes place and finally within This turbulent energy dissipation is followed by hydration and elimination of water, whereupon finally by wall cooling and a drop in pressure, the addition via heteroatoms is terminated reactively.

Durch die Doppeltransition der thermischen Energie wird vor allem in der korrelativen, laminaren Teraperatur-Due to the double transition of the thermal energy, especially in the correlative, laminar teraperature

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Grenzschicht die an sich geringe Leitfähigkeit der deformierbaren Medien verändert und erhöht, ohne dass bereits in der Grenzschicht von vorneherein ein Abbau der Molekülketten durch Ueberlastung erfolgt. Diese Ueberlastungstendenz ist umso mehr wahrnehmbar, als sich die thermische Leitfähigkeit mit der Zunahme des Molekulargewichtes des deformierbaren Mediums beinahe proportional verringert. Je niedriger die thermische Leitfähigkeit des Mediums ist, umso höher ist zu seiner Umwandlung die erforderliche thermische Energie und die Kraft der Schubspannung. Mit der Abnahme ' der Leitfähigkeit des Mediums verringert sich ebenfalls proportional die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Brown1sehen Bewegung, deshalb das Erfordernis der thermischen Doppeltransition. Die am Ausgang der Turbine auftretende, laminare Stabilisierung kann ein- oder zwei-stufig bewirkt werden, wobei innerhalb gewisser Werte des Molekulargewichtes des Mediums eine einstufige Stabilisierung mittels des konvergierenden Diffusors 10 ausreichend ist. In den extremen Fällen hoher Molekulargewichte, d.h. hoher Schubspannungen und hoher Energie der turbulenten Dissipation, ist eine zweistufige Druckentlastung erforderlich. In diesem Falle ist der Initialpunkt dieser zweistufigen Stabilisierung peripher, sowohl an dem Rotor 2 als auch an dem Zylinder 1Boundary layer changes and increases the inherently low conductivity of the deformable media without a breakdown of the molecular chains due to overloading already taking place in the boundary layer. This tendency to overload is all the more noticeable as the thermal conductivity decreases almost proportionally with the increase in the molecular weight of the deformable medium. The lower the thermal conductivity of the medium, the higher the thermal energy and the force of the shear stress required for its conversion. With the decrease in the conductivity of the medium, the speed of propagation of the Brown 1 movement also decreases proportionally, hence the requirement of the thermal double transition. The laminar stabilization occurring at the exit of the turbine can be effected in one or two stages, with a one-stage stabilization by means of the converging diffuser 10 being sufficient within certain values of the molecular weight of the medium. In the extreme cases of high molecular weights, ie high shear stresses and high energy of the turbulent dissipation, a two-stage pressure relief is necessary. In this case, the initial point of this two-stage stabilization is peripheral, both on the rotor 2 and on the cylinder 1

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übereinander gelagert. Der am Rotor 2 vorgesehene Diffusor 10 bildet mit der Längsrille 9 die erste Stufe der Stabilisierung, wShrenddem durch den in der Strömungsrichtung sich vergrössernden Innendurchmesser des Zylinders 1 gebildeten Diffusor 10a die zweite Stufe der Stabilisierung gebildet wird.stored on top of each other. The diffuser provided on the rotor 2 10 forms with the longitudinal groove 9 the first level of stabilization, while through the one in the direction of flow increasing inner diameter of the cylinder 1 formed Diffuser 10a the second stage of stabilization is formed.

Die durch die konvergierenden Diffusoren 10 und 10a erzeugte Druckentlastung unter Erhaltung der Grosse der Turbulenzballen und der Anzahl der Sphfiroliten erfolgt gleichzeitig mit der Kühlung der Wand, d.h. mit der Entnahme von thermischer Energie aus dem Medium in die Wand. Dieser thermodynamische Vorgang wirkt stark stabilisierend. Die Zufuhr der thermodynamisch-kapasitlven Volumenenergie, also der kapazitiven und ohmischen Stroraanteile bestimmter Frequenz aus einem Wechselstromgenerator» erfolgt über die kapazitive Masse des Rotors 2 und das kapazitive Potential des Zylinders 1. Hierbei weist der Rotor 2 einen Schleifkontakt 23 und der Zylinder 1 einen KLeramschluas 24 auf. Dieser Klemmanschluss 24 und der Schleifkontakt 23 sind an einem HF-Generator 25 angeschlossen, und die dem Zylinder 1 und dem Rotor 2 Bugeführte Energie einer vorgewählten Frequenz, beispielsweise zwischen 13,6 oder 27 MHz, wird unmittelbar hinter dem Ansats der logarithmiechen SpiraleThe pressure relief generated by the converging diffusers 10 and 10a while maintaining the size the turbulence ball and the number of spheroidal fires simultaneously with the cooling of the wall, i.e. with the extraction of thermal energy from the medium into the wall. This thermodynamic process has a strong stabilizing effect. The supply of the thermodynamic-capacitive volume energy, i.e. the capacitive and ohmic currents of certain Frequency from an alternator »is carried out via the capacitive ground of rotor 2 and the capacitive potential of the cylinder 1. Here, the rotor 2 has a sliding contact 23 and the cylinder 1 has a clamp connection 24. This terminal connection 24 and the sliding contact 23 are connected to an HF generator 25, and that of the cylinder 1 and the rotor 2 B led power of a selected one Frequency, for example between 13.6 or 27 MHz, is immediately after the approach of the logarithmic spiral

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mittels eines verlustfreien Lagerschildes, beispielsweise aus Keramik isoliert. Im Bereich der logarithmischen Spirale 4 des Rotors 2 ist im Zylinder 1 eine Büchse 26 aus Quarzglas eingepresst.insulated by means of a lossless end shield, for example made of ceramic. In the area of the logarithmic spiral 4 of the rotor 2, a sleeve 26 made of quartz glass is pressed into the cylinder 1.

Die oben beschriebene Turbine arbeitet wie folgt :The turbine described above works as follows:

Das zu verarbeitende defonaierbare Medium wird durch die Einfüllstelle 3 eingespeist und von der logarithmischen Spirale 4 in der Richtung des Diffusors 5 scheinbar- oder quasi-turbulent gefördert. In der Zone des auf dem instabilen, divergierenden Diffusors vorgesehenen Wendekreises W wird die quasi-turbulente Strömung des Mediums in eine turbulente Strömung umgeschlagen. Der Bereich der logarithmischen Spirale übertragt dem Medium die scheinbar-turbulente Temperatur-Grenzschicht mit der korrelativen thermischen Energie, welche sich im Diffusor 5 und der anschliessenden rotationssymmetrischen Welle 6 in die turbulente Energiedissipation mit autokorrelr.tivem Intensitftsanstieg umwandelt. Mit Vorhandensein der aufgerauhten Zone im Zylinder 1 im Bereich des Diffusors 5 und der Welle 6 wird der instabile, turbulente Strömungszustand auch am Zylinder angefacht. In der Zone des stabilen Diffusors 7 wird die turbulente Strömung stabilisiert und durch Kühlung der Wand unter Beibehaltung der Frequenz die Intensität der turbu-The defonatable medium to be processed becomes fed through the filling point 3 and from the logarithmic spiral 4 in the direction of the diffuser 5 apparently- or promoted quasi-turbulent. In the area of the turning circle provided on the unstable, diverging diffuser W becomes the quasi-turbulent flow of the medium into a turbulent flow overturned. The area of the logarithmic spiral transfers the apparently turbulent temperature boundary layer with the correlative thermal energy to the medium, which is transformed into the turbulent one in the diffuser 5 and the subsequent rotationally symmetrical wave 6 Energy dissipation with autocorrelative increase in intensity converts. With the presence of the roughened zone in the cylinder 1 in the area of the diffuser 5 and the shaft 6 the unstable, turbulent flow condition also fanned at the cylinder. In the zone of the stable diffuser 7 is the turbulent flow is stabilized and by cooling the wall while maintaining the frequency, the intensity of the turbu-

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lenten Energiedieeipation zurückgenommen, sodass der laminare Strömungsauetand eintritt. Die im Diffusor 10 vorgesehene L£ngsrille 9 ermöglicht das Abrollen der Grenzschicht und verhindert damit die Ablösung der laminaren Strömung und der im Zylinder 1 gebildete Diffusor 10a erzeugt eine erweiterte Druckentlastung! was zu einer zusätzlichen Stabilisierung des Mediums führt. Das Medium vorlässt also die Turbine in einer stabilisierten! laminaren Strömung mit hoher Dichte bzw* Kristallinit£t und mit ausgerichteten Energiezentren bzw. Masseballen·Lenten energy depletion is withdrawn, so that the laminar flow condition occurs. The longitudinal groove 9 provided in the diffuser 10 enables the boundary layer to roll off and thus prevents the separation of the laminar flow and the diffuser 10a formed in the cylinder 1 generates a extended pressure relief! which leads to an additional stabilization of the medium. So the medium lets them pass Turbine in a stabilized! laminar flow with high density or * crystallinity and with aligned energy centers or mass balls

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Claims (1)

Patentansprüche tClaims t IJ Verfahren zur Umwandlung und Mischung von deformierbaren Medien auf der Basis der Doppelstrom-Transition und der Transition der thermischen scheinbar-turbulenten Energie in die turbulente Energiedissipation, dadurch gekennzeichnet, dass das deformierbare Medium in ei- IJ Process for the conversion and mixing of deformable media on the basis of the double-flow transition and the transition of the thermal apparently turbulent energy into the turbulent energy dissipation, characterized in that the deformable medium is • ne scheinbar-turbulente Drehbewegung versetzt wird und gleichzeitig eine zunehmende Temperatur-Grenzschicht mit schichtgleichem Wert erzeugt ist, worauf anschliessend durch einen Druckanstieg eine turbulente Drehbewegung des Mediums mit einer turbulenten thermischen Energieverteilung herbeigeführt wird, und nach Ablauf der turbulenten Umwandlung und Mischung die Rückbildung durch einen stabilisierenden Gleichdruck unter Drosselung der turbulenten Energieverteilung durch Wandkühlung in eine laminare Strömung des Mediums erfolgt, wobei anschliessend durch einen Druckabfall eine letztendliche Stabilisierung des deformierbaren Mediums erzeugt wird.• ne apparently turbulent rotary motion is displaced and at the same time an increasing temperature boundary layer with layer-like value is generated, whereupon a turbulent rotary movement of the due to an increase in pressure Medium is brought about with a turbulent thermal energy distribution, and after the turbulent Conversion and mixing the regression through a stabilizing constant pressure while throttling the turbulent Energy distribution takes place through wall cooling in a laminar flow of the medium, followed by a Pressure drop a final stabilization of the deformable medium is generated. 2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im deformierbaren Medium gleichzeitig eine Tempe-2, method according to claim 1, characterized in that a temperature in the deformable medium at the same time - 33 -- 33 - 109808/1681109808/1681 ratur-Grenzschicht und eine thermische Volumen-Energie erzeugt wird, worauf der Verlustfaktor des Mediums mittels den in der scheinbar-turbulenten Strömungsrichtung sich erweiternden Strömungswinkeln senkrecht zur Strömung gesehen zeitgleich erhöht wird, und dass anschliessend im Medium diese Wärmebewegung in eine räumlich allseitig schwankende, senkrecht zur Strömungsrichtung an einem Punkt zeitlich verschiedene, sich erhöhende thermische Energie umgeschlagen wird.temperature boundary layer and a thermal volume energy is generated, whereupon the loss factor of the medium means the flow angles widening in the apparently turbulent flow direction, seen perpendicular to the flow is increased at the same time, and that then in the medium this heat movement in a spatially fluctuating, all-round, At a point perpendicular to the direction of flow, temporally different, increasing thermal energy is transferred will. 3, Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der scheinbar-turbulenten Strömung die zwei Richtungsachsen des thermischen Energie-Impulses zur Ströraungsrichtung gesehen um 180 gedreht sind und dass diese Achsen zweidimensional in der Ströraungsrichtung fortbewegt werden.3, method according to claim 1 and 2, characterized in that in the apparently turbulent flow the two directional axes of the thermal energy pulse are rotated by 180 as seen in relation to the direction of flow and that these axes are moved two-dimensionally in the direction of flow. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der turbulenten Strömung die Richtungsachsen des thermischen Energie-Impulses von je einem Punkt in der Grenzschicht und einem Punkt in der mittleren Hauptbewegung des Mediums ausgehen und dreidimensional in der Strömung abgezweigt werden.4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the directional axes of the thermal energy pulse of one in the turbulent flow Point in the boundary layer and a point in the mean main movement of the medium and three-dimensional in be branched off from the current. - 34 -- 34 - 109808/1681109808/1681 5. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, dass das deformierbare Medium gleichzeitig einer statischen Hnft-Reibung und einer dynamischen Gleit-Reibung ausgesetzt wird, indem der Reibungsbeiwert der Haft-Reibung gegenüber dem Reibungsbeiwert der Gleit-Reibung mindestens um den Koeffizienten 0,3 grosser ist, wodurch die Geschwindifkeitsverteilungen der Strömungsschichten verschiedene Winkel zur Senkrechten der Strömungsachse und zur Strömungsachse selbst bilden und wobei diese Schichten scheinbar-turbulent zweidimensional sich bewegen.5. The method according to claim I 1, characterized in that the deformable medium is simultaneously exposed to static half-friction and dynamic sliding friction by the coefficient of friction of adhesive friction compared to the coefficient of sliding friction by at least the coefficient 0.3 is greater, whereby the velocity distributions of the flow layers form different angles to the perpendicular of the flow axis and to the flow axis itself and these layers move in two dimensions in an apparently turbulent manner. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die GeschwindigkeitsVerteilungen der scheinbar-turbulenten Schichten eine ebene Kurve 3. Ordnung mit Wendepunkten ergeben·6. The method according to claim 5, characterized in that the velocity distributions of the apparently turbulent Layers result in a plane curve of the 3rd order with inflection points 7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lunge des turbulenten Mischungsweges durch den Wert des Anstiegs des Verlustfaktors des Kedium3, welcher mit der Geschwindigkeit des Dickenwachstums der scheinbar-turbulenten Temperatur-Grenzschicht gekoppelt ist, bestimmt wird.7. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the axial lung of the turbulent mixing path by the value of the increase in the loss factor of the Kedium3, which increases at the rate of thickness is coupled to the apparently turbulent temperature boundary layer. - 35 -- 35 - 109808/1611109808/1611 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die turbulente Strömung an einer Rauhigkeitsanfachung angeregt«rird»8. The method according to claim 1, characterized in that the turbulent flow is excited by a roughness enhancement. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die letztendliche Stabilisierung des Mediums durch das Abrollen der Grenzschicht erzeugt wird·9. The method according to claim 1, characterized in that the ultimate stabilization of the medium by the rolling of the boundary layer is produced 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beginnende scheinbar-turbulente Drehbewegung mittels einer das Medium fordernden, parabolischen Fliehe mit verschwindender Krümmung erzeugt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the beginning apparently turbulent rotary movement by means of a medium demanding, parabolic flee with vanishing curvature will. 11· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beginnende scheinbar-turbulente Drehbewegung mittels einer das Medium fördernden, kegelförmigen FlSche erzeugt wird·11. The method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the apparently turbulent rotary movement that begins by means of a medium conveying, conical surface is created 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4r dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Grenzschicht des deformierbaren Mediums abschnittweise für jede der verschiedenen Strömungen in den entsprechenden Zonen reguliert und damit die Grenzschichtdicke bestimmt werden kann.12. The method according to any one of claims 2 to 4 r, characterized in that the temperature of the boundary layer of the deformable medium is regulated in sections for each of the different flows in the corresponding zones and thus the boundary layer thickness can be determined. - 36 -- 36 - 109808/1681109808/1681 J3. Turbine zur Durchführung des Verfahrens nachJ3. Turbine to carry out the process according to 1 und 2, welche einen in einem Zylinder drehenden Rotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor einen instabilen divergierenden Diffusor mit sich fortsetzender rotationssymmetrischer Welle aufweist, an welche ein stabiler, divergierender Diffusor angeschlossen istj dessen Fortsatz wiederum eine rotationssymmetrische Welle ist, worauf ein konvergierender Diffusor abschliesst.1 and 2, which has a rotor rotating in a cylinder, characterized in that the rotor has a unstable diverging diffuser with continuing rotationally symmetrical wave, to which a stable, diverging diffuser is connected to it The extension is in turn a rotationally symmetrical wave, whereupon a converging diffuser closes. 14. Turbine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor im Auffangbereich des Mediums eine^ in der Strömungsrichtung vor dem instabilen divergierenden Diffusor angebrachte, logarithmische Spirale aufweistj wobei diese Spirale auf der Schubseite einen parabolischen Querschnitt als transzendente Kurve aufweist, dessen Verlauf eine verschwindende Krümmung ergibt.14. Turbine according to claim 13, characterized in that the rotor in the collecting area of the medium a ^ in in the direction of flow in front of the unstable diverging diffuser, has a logarithmic spiral j where this spiral on the thrust side has a parabolic cross-section as a transcendent curve, the course of which results in a vanishing curvature. 15. Turbine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor im Auffangbereich des Mediums einen in der Strömungsrichtung vor dem instabilen, divergierenden Diffusor angebrachten Kreiskegelstumpf aufweist.15. Turbine according to claim 13, characterized in that that the rotor in the catchment area of the medium has an unstable, divergent one in the direction of flow in front of the unstable Has diffuser attached circular truncated cone. 16. Turbine nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der instabile divergierende16. Turbine according to one of claims 14 to 15, characterized in that the unstable diverging - 37 -- 37 - 109808/1681109808/1681 JU£fußuivin mehrere Zonen aufgeteilt ist, wobei der Durchmesser jeder Zone in der Strömungsrichtung ansteigt, und wobei das Profil einer vorgewählten Zone einen Wendekreis aufweist, welcher die Instabilität des Mediums, bzw. die turbulente Strömung anfacht.JU £ footuivin several zones, the diameter of each zone increasing in the direction of flow, and where the profile of a preselected zone has a turning circle has, which stimulates the instability of the medium or the turbulent flow. 17. Turbine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der stabile Diffusor in mehrere Zone» aufgeteilt ist, wobei der Durchmesser jeder Zone in der Strömungsrichtung kontinuierlich ansteigt, wodurch die Stabilität des Mediums, bzw. die laminare Strömung hergeleitet wird.17. Turbine according to one of claims 14 to 16, characterized in that the stable diffuser is divided into several zones, the diameter of each zone increasing continuously in the direction of flow, whereby the stability of the medium or the laminar flow is derived. 18. Turbine nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der konvergierende Diffusor, dessen Durchmesser in der Strömungsrichtung abnimmt, eine Längsrille aufweist, welche das Abrollen der Grenzschicht18. Turbine according to one of claims 14 to 17, characterized in that the converging diffuser, the diameter of which decreases in the direction of flow, has a longitudinal groove which allows the boundary layer to roll off erzeugt.generated. 19. Turbine nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder im Bereich des die turbulente Strömung erzeugenden Diffusors und der anschliessenden rotationssymmetrischen Welle in einem bestimmten Grad aufgerauht ist.19. Turbine according to one of claims 14 to 18, characterized in that the cylinder in the area of the the diffuser generating the turbulent flow and the subsequent rotationally symmetrical wave is roughened to a certain degree. - 38 -- 38 - 109808/1681109808/1681 20. Turbine nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufheizen bzw. Kühlen des im Zylinder strömenden Mediums Ringkammern zur Aufnahme eines Fluidums vorgesehen sind.20. Turbine according to one of claims 14 to 19, characterized in that for heating or cooling the In the cylinder flowing medium, annular chambers are provided for receiving a fluid. 21. Turbine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der logarithmischen Spirale, des instabilen Diffusors mit der anschliessenden Welle, des stabilen Diffusors und des konvergierenden Diffusors je eine Kammer vorgesehen ist.21. Turbine according to claim 20, characterized in that in the region of the logarithmic spiral, the unstable Diffuser with the adjoining wave, the stable diffuser and the converging diffuser each one Chamber is provided. 22. Turbine nach den Ansprüchen 13 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zone des konvergierenden Diffusors ein zusätzlicher konv, rgierender Diffusor güb det ist, wobei dieser zusätzliche Diffusor du»ch eina in jer Strömungsrichtung ausgebildete Erweiterung des Innendurchmessers des Zylinders ausgeführt ist.22. Turbine according to claims 13 and 18, characterized characterized in that in the zone of the converging diffuser an additional conv, rgierenden diffuser güb det is, with this additional diffuser du »ch one in jer Direction of flow formed expansion of the inner diameter of the cylinder is carried out. 23. Turbine nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder mit einem Klemmenanschluss und der Rotor an seinem Lagerende mit einem Schleifkontakt als Verbindungen zum HF-Generator ausgerüstet werden.23. Turbine according to one of claims 13 to 22, characterized in that the cylinder with a terminal connection and the rotor is equipped at its bearing end with a sliding contact as a connection to the HF generator will. - 39 109808/1681 - 39 109808/1681 24. Turbine nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Zone der logarithmischen Spirale im Zylinder eingepresste Quarzglasbüchse vorhanden ist.24. Turbine according to one of claims 13 to 23, characterized in that there is a quartz glass sleeve pressed into the cylinder in the zone of the logarithmic spiral. -40 --40 - 109808/1681109808/1681
DE19681757189 1967-04-17 1968-04-10 Device for plasticizing, mixing and homogenizing plastic materials Expired DE1757189C3 (en)

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DE1757189B2 DE1757189B2 (en) 1977-06-23
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FR1576429A (en) 1969-08-01
LU55897A1 (en) 1968-07-09
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