DE2046326C - Vorrichtung zum Homogenisieren einer mehrere nicht mischbare Phasen enthaltenden Flüssigkeit - Google Patents

Description

ι mien durchströmt wird. An den In-

Da hei der erfindum-ss-ernäCen Vorrichtung der ^{%on au >cn} 'V ', ς,, J^ Riniispaltes 2 siivi uu.ils Ringspalt bei gleichbleibender hch·-..·!· Höhe von ^ncnMl'-^clK'ⁿ ^^' ,\_1I^,_Ct,_vj_nei. wobei die Bre; = e dos außen nach innen durchströmt wird, -rgib; sich drei Ringmuen^ ^ ^^.jungen der Rin^iiiienö zwangiäufiu eine entsprechende Guer>chnitlsab- Ringspal'j-s -_ ι·· . ^ j_m Rjnuspalt 2 unter de;; Strönahnie. die zu einer von außen nach innen zunehmen- 5 ouev. ahn *ni · ^" V₁1 ie r ii i ο reiit-l Dereiche mil ohcrdcn Strömunusiieschwindiükeit und einer entspre- numgsbedingung^ - \;;-*dedniekes der kirn:·· ^eichenden Abnahme des iKdmstalisehen Drucke führt. halb "^[>^{:l unV}'\^]'" _]y.\ ^Ch Hebendem Drue¹: ,ιπμο-Hierdurch ergibt sieh, daß der hvdro-aatisehe Druck cIkii Phase <-^cl '

schon bald nach dem Hinlriu der 1 -lüssigkeii in den hen. ^ „ nviß der radiale Rirn^n '■'■: 2 ^:n

Rimispalt den Dampfdruck der kontinuierlichen io Da erniuiung-g- - ■ - .^^ auichstriM- : ^₁,r_t)

Phase u: -schreitet und die dabei gebildeten Dampf- ^R.^!chlun-- '-,"^^!k der'Di uck infolge dei ^a-Ii

bl'aschen ι .im Hrreiclien der Rinanuten jewei'i> enicm fällt '^nl K¹¹¹^P''¹ ^ ^ ^ ^ entsprecheiiLiv ^v·';.",!

der plötzlichen Querschnittserweiteruni entsprechen- Quersehnittsabnaiim^^ -^ _Suumm^_bt,_a] ^^

den. schockariigen Druckanstieg au-gesei t sind, wo- der ,\buie>siii ^. ^ ^ Siededruck der \. --.'.inu-

durch die Bläschen zusammenbrechen und durch das 15 wird cia.vi im ^K ^.^l _i.^l _|iri,_{ti;il Dic} koaxialen. Y: -miu-

Aufeinanderprailen der Fliissiukeitsteilchen eine sehr lerheheii 1 hase u. e . > _D]₍-,_lzii_c>_ie Quer.el· _:^_Jr.

feine Zeneilung erzielt wird. Durch das Hintercinan- ten 6 bewirken uuiui · Ansbe- des S > .vkcs

derschalten mehrerer Rin-nuten durchläuft die Flüs- weite,ung einen ^Sl-'''^LKa ~ _daß Ji₁Tdurch ^ \^r-

sigkeit im Ringspalt nachemander mehrere Kavita- ^{über d}^ ^S , !^₁,,, "des SicJcdruckes im R nah

tin/onen Die nach innn aus dem Rr «pall auMre 20 Ik nge nierse e , bh

g gp ^ , !^₁,,, des SicJcdruckes im R

tion^/onen. Die nach innen aus dem Rr «spall auMre- 20 Ik nge nierse e , _/usammenbrechen , :<_ei td FlüiktMilh pllen /usät/liJ- noh gebildeten Damj-'^^ _{Ph f},_i

tion/onen. Die nach innen aus dem Rr spall g _/usammenbreche

tenden Flü>sigkeitMeilchen prallen /usät/liJ- no,h gebildeten Damj-'^^ _{n nüssi Phasc} ,

konzentrisch aufeinander, so daß die bisher üblichen, die Tröpfchen d..^H _Hinle_reinand,_r,_L; ._imc

ver.chljißanfälligen Prallflächen ganz sermieden wer- verteilt werden. iJu ^ ^^ ^ inncnseitige! ■ nde

^dcn· Τ⁰ o^ri""V'i,' '·> ,,,.-eordneter Rinunuten 6. Me-

Im foluenden wird eine bevorzugte Ausführunus- K- des Rmg»_pjltL>- .hi_li '"' _- Kaviii" /n

rm dcrlirfindun« an Hand der Zeichnung weiter er- hen al.ermerende \ ^f'Äüna xon -,ußcn Z

Kaviii /n

form dcrlirfindun« an Hand der Zeichnung weiter er- hen al.ermerende \ ^f'Äüna xon -,ußcn Z

läutert, die einen schcmaiisehen l.änas-xhnitt durch nen. Infolge dc>. πι Uer κ c . b Ri_ni,_Sna'" ' ist

die Homouenisiervorrichtune zei^t. nen abnehtnenden «uo sehn, tes des Rm ^ - t r

: nomoüenisiervorncniuim /eiui. >».···■ - , ._n(|_eil

Die dargestellte Homogenisiervorrichtunu besitzt der Druck in jeder nacuu ^i _h ... ,

einen hohlzvlindrischen Mantel 7. in welchem inStro- 30 damplungszone geringer ■£ ς .■;.;. ' '

mungsrichtun« hintereinander die Homogenisier- so daß nach jeder Kavitat.onszonc cincut V... ...,p

platte 4 und der axial durchbohrte Homogenisiersitz 5 ^¹¹^,^,,.. _{lllld dic} Abmessungen de Mo-

Tic HomlSnis^latte besitzt einen aus einer mogenisierplat.e und des J^^^\ ^

axialen LincaWsbohrung, radialen Durchtrittskanä- 35 Breite und Liinge des R.ngspaKsu ^d. Ληο _Γ

len und einJr äußeren Rinekammer bestehenden /11- und Bemessung der Rmgnutc ns wie .ie /ι... ς

fiihrkana· I, wobei im axiafen I-intrittskanal zur Vor- schwindigkeit können vom Fachmann je nach ;. \rt

homogenisierung; eine Scherdüse 8 herkömmlicher der zu homogenisierenden Γ-luss'gkut.und Ul'^

Bauart eingebaut ist. Der Homoeeni^iersit/ 5 besitzt strebten Homogemsiergrad zvveeken sprech · "1

einen axialen Abströmkanal 3. Die einander züge- 40 Sander abgesummt werden Dabu ,st es /ui.i.-

wandten Mächen der Homogenisierplatten 4 und des Iu- einer optimalen Hone g_cn^^ ""J ^; ^h·

Homo,cnisiersitzes5 bilden einen radialen Ring- daß die Flüssigkeit bereits in ⁿⁱ?^ ^.^ '' ^

spalt £ der von der zu homogenisierenden Flüssigken nisiertem Zustand dem Ringspalt zugcfunrt wiu!

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (30)

1 2

siervorrichtune unter einem vorbestimmten Druck zu-

i>atenuin<nriiche· neführt wird, bilden sich in den einzelnen Homogenisierspalten erheblich voneinander abweichende

I. Vorrichtung zum Hoinouenisieien e-ner mch- Druck- und Strömungsverhäitnisse aus, die auch zu

rerc nicht mischbare Phasen enthaltenden Fluss..- 5 einem ungleichmäßigen Verschleib fuhren wodurch

keil, mit mindestens einem unter einem hiniei- der Homogenisierkopf relativ rasch unbrauchbar

chendei. herdruck \on außen nach innen durch- wird. .

strömten, radialen Riiiüspait. sowie Zufuhr- und Aus der USA.-Paienlschnft 1 070 ^.ft ist erner

Abströmkanälen, d a d u r c h α e k e π η / e ich- eine Homoaenisierx orrichtung bekannt, bei welchem

net. daß an mindestens einer" !imenflik-he (4<;. io ein in der Druckkammer angeordnetes Paket aus

5</) jedes \on auLien nach innen durchströmten übereinanderuestapeiten Ringscheiben mit abge-

Ringspaltes (2) jeweils ein oder mehrere koaviule schrägten Außenrändern und ebenen, ringförmigen

Ringnuten (6) angeordnet sind und dk Abmessun- Homoücnisierflächen geringer radialer Abmessung

gerader Ringnuten (6) und die lichte Höhe des benutzt wird, wobei lediglich durch die auf die EikL-m

Ritiüspalies (2) so bemessen sind, datt der Fiü>si»- 15 des Scheibenpaketes wirkende Einspannkraft cmc

keitsdruek im Rinuspalt (2) unterhalb, im Bereich üleichmäGige Spaltbreite zwischen de·) einzelne;·,

der Ringnuten (6) dagegen oberhalb des Siede- Scheiben erzieh werden m>11. Diese bekannte Vorn,^!

druckes de kontinuierlichen Phase der Flüssigkeit tium emibt jedoch nur eine relativ geringe Homogen

!ill·!. ' sierwirkuiiü. /unia! sich keine cenau gleiche Spa!

2 Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch »e- 20 breite für alle Ringspalte erzielen läßt und der im B.

kennzeichnet, dali die Ringnuten (6) mehr zum m- trieb auftretende Vers- hleiß schon infolge der as\ni.

nenseiiiL-en F tide des Riiifspaltes (2) angensdnet irischen Zufuhrung der Flüssigkeit in den einzeln,

smd. ' Ringspalten und iiber deren I 'mfangslänge ungleii!

ν V01 richtung nach einem der Ansprüche I maßig ist.

oder 2. dadurchVkennzeichnet. daß dem Ring- 25 Aus der deutschen Patentschrift 862 600 1 :

spalt mindestens eine Scherdüse (8) vorszeschahet schließlich eine Homogenisienorrichtung bekannt

ist. hei welcher die Flüssigkeit zur Ausnutzung von Ka\i

tationserscheinungen aus einer Druckkammer durch

eine Düse mit als Duffusor wirkender Erweiterung ge

30 führt wird. Bei dieser Konstruktion können sich je doch nur indem an den Diiseneingang anschließenden

Die I rlinduiig betriflt eine Vo.richtung zum H;>- Abschnitt engsten Querschnittes Dampfblasen bilden, mogenisicreii einer mehrere nicht mischbare Phasen die beim Übertritt in den anschließenden, langgezogcenthaltenden Flüssigkeit mit mindestens einem unter neu konischen Bereich jedoch keiner plötzlichen einem hinreichenden Überdruck von außen nach in- 35 Querschnittserweiterung. sondern lediglich einem \ernen durchströmten, radialen Ringspalt sowie Zufuhr- gleichsweise allmählichen Anstieg des hydrostat!- und Abströmkanälen. sehen Druckes ausgesetzt werden. Mit dieser bekann-Bei den \orbekannkn Homogenisiervorriclmmgen ten Konstruktion kann jedoch angesichts des erforderwird die zu homogenisierende, meist bereits als L-.mul- liehen engen Düseneingangs nur ein für praktische Besion \orliegende Flüssigkeit normalerweise unter ho- 40 dürfnisse \öllig unzureichender Durchsatz erzielt werhem .Druck \on innen nach, außen durch einen radia- den. wobei es praktisch nicht möglich ist, in der Düse lcn Ringspalt gepreßt, wobei die Tröpfchen der dis- eine verschleißhemmende Vcrpanzerung anzubrinpergierten Ph.i'-e durch Scherspannung aufgespalten gen.

werden Nach dem Austritt aus dem Spalt treffen die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte iio-

Flussigkeitsteilchen mit hoher Geschwindigkeit auf 45 mogcnisiervorrichtung zu schaffen, welche die bishe-

cine Prallfläche auf. wobei eine Nachzerkleinerung er- rigen Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermci-

zi'.-lt wird. Diese Homogenisierorrichuingen haben det. mit einfachen Mitteln ohne die bisher üblicher,

sich zwar für \ icle Zwecke durchaus bewährt, besitzen Prallflächen unter Ausnutzung der Kavitation eine be-

jedoch hinsichtlich des erzielbaren Homogciisie- sonders wirksame Homogenisierung ergibt und ohne

rungsgraües nu<- eine begrenzte Wirksamkeit und im- 5<> Schwierigkeiten ein Verpanzern der Spaltflächen zu-

terliegen einem starl-en Verschleiß. läßt.

Aus der deutschen Patentschrift 4M 921 ist ferner Diese Aufgabe wird bei einer Homogenisiervoreine Homogenisiervorrichtung bekannt, bei weichem richtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß zur Vergrößerung des Abströmumfangcs bei uuverän- dadurch gelöst, daß an mindestens einer Innenfläche dericm Durchmesser des Homogenisierkopfes die 55 jedes \on außen nach innen durchströmten Ringspal-Spalit'lüchc durch eine mittlere Aussparung und Ring- tes jeweils ein oder mehrere koaxiale Ringnuten anniiicn in mehrere kleine Homogenisierspalte unterteilt geordnet sind und die Abmessungen der Ringnuten ist, von denen lediglich einer in Richtung von außen und lichte Höhe des Ringspaltcs so bemessen sind, nach innen durchströmt wird, wobei die Ringnut daß der Flüssigkeitsdruck im Ringspalt unterhalb, im durch besondere Kanäle mit dem Einlaß in Verbin- θο Bereich der Ringnuten dagegen oberhalb des Siededung steht. Die zu homogenisierende Flüssigkeit wird druckes der kontinuierlichen Phase der Flüssigkeit dabei vor den ringförmigen Homogenisierspallen in liegt.

entsprechende Teilströme zerlegt, die hinter den Ho- Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die

mogenisierspalten wieder zusammengeführt werden. Ringnuten mehr zum innenseitigen Ende des Ring-

Da die Zufuhr-und Abführwege zu-Jen einzelnen Ho- 65 spaltes angeordnet. Zusätzlich kann den Ringspalt

mogeniserspalten nach Formgebung und Abmessun- mindestens eine Scherdüse vorgeschaltet sein, um die

gen sehr unterschiedlich ausgebildet sind, andererseits Flüssigkeit bereits hinreichend vorhomogenisiert dem

ό.'\· /u homogenisierende Flüssigkeit der Homogeni- Ringspalt zuzuführen.