DE202009009756U1 - Spray Emulgiermischer - Google Patents

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Abstract

Sprüh-Emulgiermischer mit einem Mischkessel (3), einem Einspeisetank (6), einer Sprühvorrichtung (5), einer Umwälzpumpe (1), einem Dreiwegeventil (7), einer Auslaßleitung (4) und einem Temperatursensor (2), und mit folgenden Merkmalen
– eine vom Einspeisetank (6) unten ausgehende Einlaßleitung (9) ist auf dem Deckel des Mischkessels (3) montiert und erstreckt sich in diesen,
– die Sprühvorrichtung (5) besitzt einen Sprühkopf (19) mit, aufeinanderfolgend angeordnet, einem trichterförmigen Düseneintritt (10), einem 1,2 bis 3 mm großen Turbulenzkanal (11), einer Mischkammer (12) und einem Düsenaustritt (13),
– in der Wand der Mischkammer (12) sind gegenüberliegend Fließöffnungen (14) vorgesehen und zwischen diesen und dem Düsenaustritt (13) ist auf dem Sprühkopf (19) senkrecht eine Führungsplatte (15) angeordnet, die dicht mit kleinen Öffnungen (16) besetzt ist,
– die Umwälzpumpe (1) ist im Verlauf eines von einem Bodenauslaß (18) des Mischkessels (3) ausgehenden und zum Dreiwegeventil (7) führenden Verbindungsrohres (8) angeordnet,
– die Auslaßleitung...Spray-emulsifying mixer comprising a mixing vessel (3), a feed tank (6), a spray device (5), a circulation pump (1), a three-way valve (7), an outlet line (4) and a temperature sensor (2), and having the following features
A feed line (9) emanating from the feed tank (6) below is mounted on the lid of the mixing vessel (3) and extends therein,
The spray device (5) has a spray head (19) arranged successively, a funnel-shaped nozzle inlet (10), a 1.2 to 3 mm turbulence channel (11), a mixing chamber (12) and a nozzle outlet (13),
- In the wall of the mixing chamber (12) opposite flow openings (14) are provided and between these and the nozzle outlet (13) on the spray head (19) perpendicular to a guide plate (15) is arranged, which is densely occupied with small openings (16) .
The circulating pump (1) is arranged in the course of a connection pipe (8) emanating from a bottom outlet (18) of the mixing vessel (3) and leading to the three-way valve (7),
- the outlet pipe ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf einen Sprüh-Emulgiermischer zum Mischen von zwei oder mehr flüssigen Medien.The present innovation relates to a spray-emulsifying mixer for mixing two or three more liquid Media.

Zwei Arten flüssiger Medien mit verschiedenen Phasen können unter der Wirkung bestimmter Kräfte zu einer uniformen Mischflüssigkeit gemischt werden. Eine solche Mischung kann im Ruhezustand eine bestimmte Zeit gelagert werden; hierbei ist die Zeitspanne der stabilen Lagerung der Mischflüssigkeit eng verknüpft mit dem Emulgiermittel und der Emulgiervorrichtung. Aufgrund ihrer verschiedenen Wirkprinzipien sind die konventionellen Emulgiervorrichtungen, etwa die mechanisch schüttelnden oder rührenden, die Ejektionsmischer, die Ultraschall-Vibrationsmischer oder die magnetisch wirkenden Mischer nicht ideal geeignet. Die neuen zentrifugalen Hochgeschwindigkeits-Schneidemulgatoren können von kleineren Betrieben nicht in großem Umfang eingesetzt werden aufgrund ihres komplexen Aufbaus, der hohen Kosten, des hohen Energieverbrauchs wie auch des niedrigen Wirkungsgrades.Two Types of liquid Media with different phases can become one under the influence of certain forces Uniforms mixed fluid be mixed. Such a mixture may be at rest a certain Be stored time; Here is the period of stable storage the mixed liquid closely linked with the emulsifier and the emulsifier. Because of your different principles of action are the conventional emulsifying devices, about the mechanically shaking or touching, the ejection mixer, the ultrasonic vibration mixer or the magnetic acting mixer not ideal. The new centrifugal high-speed cutting emulsifiers can from smaller companies are not used on a large scale because of their complex structure, the high costs, the high energy consumption as well as the low efficiency.

In vielen Ländern ist wegen der globalen Knappheit von Ölvorkommen die Forschung und Entwicklung in jüngerer Zeit auf neue Energieressourcen gerichtet. Insbesondere wurde Forschungsaufwand betrieben in Richtung des Emulgierens von Treibstoffen zum Zwecke der Modifikation derselben, der Energieeinsparung und der Umweltschonung. Viele Länder haben auch erheblich investiert in Versuche der Herstellung eines einfachen, niedrigpreisigen und hocheffizienten, einen niedrigen Energieverbrach begünstigenden Emulgators um die Marktanforderungen zu befriedigen.In many countries is research because of the global scarcity of oil resources Development in younger ones Time focused on new energy resources. In particular, research effort was made in the direction of emulsifying fuels for the purpose of modifying them, Energy conservation and environmental protection. Many countries have also invested heavily in attempts of making a simple, low-priced and high-efficiency, low energy consumption favorable Emulsifier to meet the market requirements.

Die vorliegende Neuerung ist ein praktikabler Vorschlag auf dem Weg zu diesen Zielen. Der neuerungsgemäße Sprüh-Emulgiermischer ist von einfacher Konstruktion, billig in der Herstellung und erzielt einen befriedigenden Emulgiereffekt bei geringem Energieverbrauch, sodaß er nicht nur zum Emulgieren von Treibstoffen, z. B. Dieselölen, geeignet ist, sondern auch in der Nahrungsmittelindustrie, der Pharmazie und anderen Industriezweigen Anwendung finden kann.The This innovation is a viable proposal on the way to these goals. The spray emulsifier according to the invention is of simple construction, cheap to manufacture, achieving a satisfactory emulsifying effect with low energy consumption, so he not only to emulsify of fuels, e.g. For example, diesel oils, suitable, but also in the food industry, pharmacy and other industries.

Der neuerungsgemäße Sprüh-Emulgiermischer besteht aus einem Mischkessel, einem Einspeisetank, einer Sprühvorrichtung, einer Umwälzpumpe, einem Dreiwegeventil, einer Auslaßleitung und einem Temperatursensor, wobei eine vom Einspeisetank unten ausgehende Einlaßleitung auf dem Deckel des Mischkessels montiert ist und sich in diesen erstreckt,
die Sprühvorrichtung einen Sprühkopf mit, aufeinanderfolgend angeordnet, einem trichterförmigen Düseneintritt, einem 1,2 bis 3 mm großen Turbulenzkanal, einer Mischkammer und einem Düsenaustritt besitzt,
in der Wand der Mischkammer gegenüberliegend Fließöffnungen vorgesehen sind und zwischen diesen und dem Düsenaustritt auf dem Sprühkopf senkrecht eine Führungsplatte angeordnet ist, die dicht mit kleinen Öffnungen einer Größe von 1 bis 3 mm besetzt ist, die 60 bis 80% der Fläche ausmachen,
die Umwälzpumpe im Verlauf eines von einem Bodenauslaß des Mischkessels ausgehenden und zum Dreiwegeventil führenden Verbindungsrohres angeordnet ist und die Auslaßleitung den anderen Anschluß des Dreiwegeventils bildet, und
der Temperatursensor innerhalb des Mischkessels befestigt und über einen durch den Deckel desselben geführten Draht mit einem Temperaturanzeiger verbunden ist.The spray emulsifying mixer according to the invention consists of a mixing vessel, a feed tank, a spray device, a circulation pump, a three-way valve, an outlet conduit and a temperature sensor, wherein an inlet conduit extending from the feed tank below is mounted on the lid of the mixing vessel and extends thereinto,
the spraying device has a spray head with, arranged successively, a funnel-shaped nozzle inlet, a 1.2 to 3 mm turbulence channel, a mixing chamber and a nozzle outlet,
in the wall of the mixing chamber opposite flow openings are provided and between these and the nozzle outlet on the spray head vertically a guide plate is arranged, which is densely occupied with small openings of a size of 1 to 3 mm, which account for 60 to 80% of the area,
the circulation pump is arranged in the course of a outgoing from a bottom outlet of the mixing vessel and leading to the three-way valve connecting pipe and the outlet conduit forms the other terminal of the three-way valve, and
the temperature sensor is mounted inside the mixing vessel and connected to a temperature indicator via a wire guided through the lid thereof.

Konstruktiv kennzeichnend sind der Sprühkopf und die Führungsplatte der Sprühvorrichtung, wobei sich im Turbulenzkanal des Sprühkopfs eine Reynoldszahl der Flüssigkeitsströmung von über 3000 ergibt (die dimensionslose Reynoldszahl gibt das Verhältnis von Trägheits- zu reibungsbedingten Zähigkeitskräften an). Die turbulente Strömung der Flüssigkeit bewirkt ein Aufeinanderprallen und Reibung der Moleküle, sodaß die Flüssigkeiten vermischt und als nebelartiger Emulsionsstrom aus dem Turbulenzkanal in die Mischkammer gesprüht werden. Die Anordnung der Führungsplatte bewirkt eine Druckdifferenz zwischen Innenraum und Außenbereich der Mischkammer derart, daß eine Turbulenz geringer Reichweite bei den Fließöffnungen in der Mischkammerwand auftritt, was einen besseren Emulgiereffekt zur Folge hat. Die erhaltene Emulsion kann über zwei Jahre ohne Absetzvorgänge oder Phasentrennung gelagert werden. Während des gesamten Sprüh- und Emulgierkreislaufs steigt die Temperatur allmählich an, sodaß eine zusätzliche Heizung entbehrlich ist und eine Energieeinsparung erzielt wird.constructive Characteristic are the spray head and the guide plate the spray device, wherein in the turbulence channel of the spray head a Reynolds number of liquid flow of over 3000 gives (the dimensionless Reynolds number gives the ratio of inertia to frictional toughness forces). The turbulent flow the liquid causes a collision and friction of the molecules, so that the fluids mixed and as fog-like emulsion stream from the turbulence channel sprayed into the mixing chamber become. The arrangement of the guide plate causes a pressure difference between interior and exterior the mixing chamber such that a Short range turbulence at the flow openings in the mixing chamber wall occurs, resulting in a better emulsifying effect. The obtained Emulsion can over two years without settling or phase separation are stored. Throughout the spraying and emulsifying cycle the temperature rises gradually on, so that one additional heating is expendable and an energy saving is achieved.

Die Neuerung ist also gekennzeichnet durch eine einfache Konstruktion, geringe Kosten, geringen Energieverbrauch und befriedigende Emulgierleistung, was sie nicht nur geeignet macht zur Herstellung von Brenn- und Treibstoffemulsionen, sondern auch zur Herstellung von Emulsionen in der Nahrungsmittel- und der pharmazeutischen Industrie.The Innovation is thus characterized by a simple construction, low costs, low energy consumption and satisfactory emulsifying performance, What makes them not only suitable for the production of fuel and Fuel emulsions, but also for the production of emulsions in the food and pharmaceutical industries.

Die Neuerung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:The Innovation will be described below by the description of an embodiment with reference to the accompanying drawings further explained. It shows:

1. schematisch den Sprüh-Emulgiermischer mit seinen Komponenten; 1 , schematically the spray emulsifier with its components;

2 einen Längsschnitt der Sprühvorrichtung; 2 a longitudinal section of the spray device;

3 die Ansicht der Führungsplatte von der Austrittsseite der Sprühvorrichtung her gesehen. 3 the view of the guide plate seen from the outlet side of the spray device forth.

Die Komponenten des Sprüh-Emulgiermischers sind hauptsächlich: ein Mischkessel 3, eine Einspeisetank 6, eine Sprühvorrichtung 5, eine Umwälzpumpe 1, ein thermoelektrischer Temperatursensor 2, ein Dreiwegeventil 7 und eine Auslaßleitung 4. Der Einspeisetank 6 ist über dem Mischkessel 3 angeordnet und eine von seinem Boden ausgehende Einlaßleitung 9 ist durch den Deckel des Mischkessels geführt und ragt in dessen Innenraum. Der Mischkessel 3 hat einen Bodenauslaß 18, von dem ein im Kreis geführtes Verbindungsrohr 8 ausgeht, in dessen Verlauf die Umwälzpumpe 1 und dahinter das Dreiwegeventil 7 angeordnet sind. Dieses leitet während des Emulgierbetriebs die Flüssigkeiten zur im Mischkessel 3 angeordneten Sprühvorrichtung 5 oder nach Beendigung des Betriebs die fertige Emulsion in die Auslaßleitung 4.The components of the spray-emulsifier are mainly: a mixing tank 3 , a feed tank 6 , a spraying device 5 , a circulation pump 1 , a thermoelectric temperature sensor 2 , a three-way valve 7 and an outlet conduit 4 , The feed tank 6 is over the mixing kettle 3 arranged and an outgoing from its bottom inlet pipe 9 is guided through the lid of the mixing tank and protrudes into its interior. The mixing kettle 3 has a bottom outlet 18 , of which a circulating connecting pipe 8th in the course of which the circulation pump 1 and behind it the three-way valve 7 are arranged. This leads during the emulsifying the liquids to the mixing vessel 3 arranged spraying device 5 or after completion of operation, the finished emulsion in the outlet line 4 ,

Die Sprühvorrichtung 5 besteht aus einem Sprühkopf 19 und einer Führungsplatte 15. Im Sprühkopf 19 ist ein trichterartig gestalteter Düseneintritt 10 gebildet, von dem ein Turbulenzkanal 11 ausgeht, der in eine Mischkammer 12 mündet, an deren Ende sich der Düsenaustritt 13 befindet. In der Wand der Mischkammer 12 sind getrennt und beidseitig Fließöffnungen 14 ausgespart und zwischen diesen und dem Düsenaustritt 13 ist außen um den Sprühkopf senkrecht eine Führungsplatte 15 mit kleinen Öffnungen 16 aufgesetzt.The spraying device 5 consists of a spray head 19 and a guide plate 15 , In the spray head 19 is a funnel-shaped nozzle inlet 10 formed, of which a turbulence channel 11 goes out into a mixing chamber 12 opens, at the end of the nozzle exit 13 located. In the wall of the mixing chamber 12 are separated and both sides flow openings 14 recessed and between these and the nozzle exit 13 is outside the spray head vertically a guide plate 15 with small openings 16 placed.

Der Turbulenzkanal 11 hat eine Größe von 1,2 bis 3 mm und die dicht an dicht in der Führungsplatte 15 vorhandenen Öffnungen haben eine Größe von 1 bis 3 mm und nehmen 60 bis 80% der Fläche ein.The turbulence channel 11 has a size of 1.2 to 3 mm and the tightly packed in the guide plate 15 existing openings have a size of 1 to 3 mm and occupy 60 to 80% of the area.

Im Bodenbereich des Mischkessels 3 ist ein Sieb 20 zum Zurückhalten von Verunreinigungen angeordnet, sodaß die Umwälzpumpe 1 kontinuierlich laufen kann, auch bei nur geringer umzuwälzender Flüssigkeitsmenge.In the bottom area of the mixing tank 3 is a sieve 20 arranged to retain contaminants, so that the circulation pump 1 can run continuously, even with only small liquid volume to be circulated.

Der im Mischkessel fest eingebaute thermoelektrische Temperatursensor 2 ist über ein Kabel mit einem Temperaturanzeiger 17 verbunden; das Kabel ist durch den Deckel des Mischkessels herausgeführt. Somit kann der allmähliche Temperaturanstieg während des Misch- und Emulgierprozesses verfolgt werden.The built-in mixing tank thermoelectric temperature sensor 2 is via a cable with a temperature indicator 17 connected; The cable is led out through the lid of the mixing tank. Thus, the gradual temperature rise during the mixing and emulsification process can be tracked.

Der Betrieb des Sprüh-Emulgiermischers verläuft wie folgt: Die Ausgangsflüssigkeiten, etwa Treibstoff und ein Emulgiermittel, werden aus dem Einspeisetank 6 durch die Einlaßleitung 9 in den Mischkessel 3 aufgegeben. Das Dreiwegeventil 7 wird zum Düseneintritt 10 hin geöffnet, wobei die Auslaßleitung 4 geschlossen wird. Die Umwälzpumpe 1 wird eingeschaltet.The operation of the spray-emulsifier is as follows: The starting liquids, such as fuel and an emulsifier, are removed from the feed tank 6 through the inlet pipe 9 in the mixing vessel 3 given up. The three-way valve 7 goes to the nozzle inlet 10 open, with the outlet 4 is closed. The circulation pump 1 is turned on.

Die Flüssigkeitenmischung strömt durch das Sieb 20 und den Bodenauslaß 18 zur Umwälzpumpe 1 und weiter durch das Verbindungsrohr 8 und das Dreiwegeventil 7 zur Sprühvorrichtung 5. Aus deren Düseneintritt 10 durchströmt sie in turbulentem Zustand den Turbulenzkanal 11, wobei die Moleküle aufgrund der Wandreibung und des Aufeinanderprallens fein durchmischt werden und als Nebel feiner Partikel in die Mischkammer 12 gesprüht werden und aus dem Düsenaustritt 13 austreten. Ein Teil Ausgangsflüssigkeit tritt durch die kleinen Öffnungen 16 der Führungsplatte 15 und tritt in den Außenbereich der Mischkammer 12, sodaß ein Druckunterschied zwischen Innen und Außen der Mischkammer entsteht und bei den Fließöffnungen 14 eine Turbulenz geringer Reichweite entsteht, die einen besseren Emulgiereffekt zur Folge hat.The liquid mixture flows through the sieve 20 and the bottom outlet 18 to the circulation pump 1 and continue through the connecting pipe 8th and the three-way valve 7 to the spray device 5 , From the nozzle inlet 10 it flows through the turbulence channel in a turbulent state 11 , wherein the molecules are finely mixed due to the wall friction and the collision and as a mist of fine particles in the mixing chamber 12 be sprayed and out of the nozzle exit 13 escape. Part of the starting liquid passes through the small openings 16 the guide plate 15 and enters the exterior of the mixing chamber 12 , so that a pressure difference between inside and outside of the mixing chamber is formed and at the flow openings 14 a short range turbulence is created which results in a better emulsifying effect.

Während des Zirkulierens der Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf steigt allmählich die Temperatur, was anhand des Temperaturanzeigers 17 verfolgt werden kann. Wenn aus den Ausgangsflüssigkeiten die gewünschte Emulsion entstanden ist, wird das Dreiwegeventil 7 umgestellt, sodaß der Weg zur Sprühvorrichtung 5 gesperrt und der in die Auslaßleitung 4 geöffnet wird und die Emulsion wird entnommen.As the liquid circulates in the closed circuit, the temperature gradually increases, which is indicated by the temperature indicator 17 can be tracked. When the desired emulsion has formed from the starting liquids, the three-way valve becomes 7 changed over, so the way to the spray device 5 locked and in the outlet 4 is opened and the emulsion is removed.

Claims (3)

Sprüh-Emulgiermischer mit einem Mischkessel (3), einem Einspeisetank (6), einer Sprühvorrichtung (5), einer Umwälzpumpe (1), einem Dreiwegeventil (7), einer Auslaßleitung (4) und einem Temperatursensor (2), und mit folgenden Merkmalen – eine vom Einspeisetank (6) unten ausgehende Einlaßleitung (9) ist auf dem Deckel des Mischkessels (3) montiert und erstreckt sich in diesen, – die Sprühvorrichtung (5) besitzt einen Sprühkopf (19) mit, aufeinanderfolgend angeordnet, einem trichterförmigen Düseneintritt (10), einem 1,2 bis 3 mm großen Turbulenzkanal (11), einer Mischkammer (12) und einem Düsenaustritt (13), – in der Wand der Mischkammer (12) sind gegenüberliegend Fließöffnungen (14) vorgesehen und zwischen diesen und dem Düsenaustritt (13) ist auf dem Sprühkopf (19) senkrecht eine Führungsplatte (15) angeordnet, die dicht mit kleinen Öffnungen (16) besetzt ist, – die Umwälzpumpe (1) ist im Verlauf eines von einem Bodenauslaß (18) des Mischkessels (3) ausgehenden und zum Dreiwegeventil (7) führenden Verbindungsrohres (8) angeordnet, – die Auslaßleitung (4) ist an das Dreiwegeventil (7) angeschlossen, – der Temperatursensor (2) ist innerhalb des Mischkessels (3) befestigt und über einen durch den Deckel desselben geführten Draht mit einem Temperaturanzeiger (17) verbunden.Spray emulsifier with a mixing kettle ( 3 ), a feed tank ( 6 ), a spray device ( 5 ), a circulating pump ( 1 ), a three-way valve ( 7 ), an outlet conduit ( 4 ) and a temperature sensor ( 2 ), and with the following characteristics - one from the feed tank ( 6 ) downgoing inlet line ( 9 ) is on the lid of the mixing bowl ( 3 ) and extends into these, - the spray device ( 5 ) has a spray head ( 19 ), arranged successively, a funnel-shaped nozzle inlet ( 10 ), a 1.2 to 3 mm turbulence channel ( 11 ), a mixing chamber ( 12 ) and a nozzle outlet ( 13 ), - in the wall of the mixing chamber ( 12 ) are opposite flow openings ( 14 ) and between these and the nozzle outlet ( 13 ) is on the spray head ( 19 ) vertically a guide plate ( 15 ) arranged tightly with small openings ( 16 ), - the circulating pump ( 1 ) is in the course of one of a floor outlet ( 18 ) of the mixing vessel ( 3 ) outgoing and to the three-way valve ( 7 ) leading connecting pipe ( 8th ), - the outlet pipe ( 4 ) is connected to the three-way valve ( 7 ), - the temperature sensor ( 2 ) is inside the mixing bowl ( 3 ) and a guided through the lid of the same wire with a tempera indicator ( 17 ) connected. Sprüh-Emulgiermischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen Öffnungen (16) der Führungsplatte (15) 1 bis 3 mm groß sind und ihr Öffnungsflächenverhältnis 60 bis 80% beträgt.Spray-emulsifying mixer according to claim 1, characterized in that the small openings ( 16 ) of the guide plate ( 15 ) Are 1 to 3 mm in size and their opening area ratio is 60 to 80%. Sprüh-Emulgiermischer, gekennzeichnet durch ein im Bodenbereich des Mischkessels (3) angeordnetes Sieb (20).Spray-emulsifying mixer, characterized by a in the bottom area of the mixing vessel ( 3 ) arranged sieve ( 20 ).
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