DE2549086A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von emulsionen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von emulsionen

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung
  • zur Herstellung von Emulsionen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Emulsionen aus zähflüssigen Konzentraten und einer Trägerflüssigkeit, insbesondere aus Kühlschmiermittelkonzentraten und Wasser, bei welcher beide Flüssigkeiten in zueinander dosierten Durchflußmengen in eine mischkammer eingeleitet, in ihr durchmischt werden und als Emulsion aus ihr austreten.
  • Solche Emulsionen, insbesondere als Kühlschmiermittel, werden in deh verschiedensten Bereichen der metallverarbeitenden Industtie in großen Wiengen ständig benötigt. Bei der kontinuierlichen I--etstezilung derartiger Emulsionen sind verschiedenartige ivtischsysteme bekannt, unter denen das Strahlpumpensystem sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, wobei als Treibflüssigkeit Netzwasser - ggfs. mit vergeschaltetem Druckminderer - verwendet wird. Zur konstanten IMlischungszusammensetzung wird einerseits das Leitungswasser unter gleichbleibendem Druck in die Straitlpum;-e eingeleitet und andrerseits der Zulaufquerschnitt des Konzentrats über einen Regulierschieber so verändert, daß stets die gewünschte Durchflußproportionen entstehen.
  • Diese Art der Herstellung ist bei hchen Konzentrationen der Emulsionen problemlos und liefert einwandfreie, feindisperse und klare Emulsionen.
  • Sobald jedoch die Konzentration unterhalb eines bestimmten ochwellenwerts liegt, treten bei den bekannten Verfahren der vorgeschilderten lirt beachtliche Nachteile auf, die weitere sekundäre Nachteile zur Folge haben: In den Saugleitungen von den Konzentratbehältern her entsteht bei geringen Durchflußmengen ein Vakuum in ungleichförmiger Folge. Dies bewirkt, daß die Konzentration der fertig austretenden Emulsion ebenfalls ungleichförmig ist - solche Emulsionen sind instabil, milchig trüb und ausgeflockt. Die Verflockung bindet einen Teil der Emulgatoren und es entsteht meist Kalkseife und das zur .nwendung gelangende Kühlschmiermittel weist damit - entsprechend der enge der in Verflockung gebundenen Emulgatoren -einen gewissen Anteil reinen iBassers auf. Daraus wiederum folgen die sekundären Nachteile der oft stark beeinträchtigten Schmierung, also erhohter Werkzeugverschleiß, Ziehsteinverschlc bei Drahtziehereien und dgl., und die Nirtschaftlichkeit mancher Fertigungsverfahren wird stark herabgesetzt. isußerdem wirkt sich die .susflockung besonders bei Zentralanlagen in 3 größeren Herstellungsbetrieben (die oft mehrere hundert m betriebsbereiter Emulsionen enthalten) dahin schädlich aus, daß die Filter und Filterleitungen zuwachsen, da die ausgeflockten Anteile als dicke schicht auf der instabilden Emulsion schwimmt oder sich auf dem Boden der Tanks absetzt.
  • Der Erfindung liegt die iiufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die erstellung einwandfreier, stabiler, d.h.
  • klarer Emulsionen in sehr geringen Konzentrationen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Emulsion in schon bekannter Weise zunächst in hoher Konzentration hergestellt und dann in mindestens einer zweiten Mischstufe mit zusätzlicher Trägerflüssigkeit vermischt und so auf die gewünschte niedrige Konzentration gebracht wird. Hierzu weist die Vorrichtung eine Mischkammer bekannter rirt auf, deren austritt in eine Nachmischkammer mundet, in die mittels eines Durchflußreglers dosiert eine bestimmte enge zusätzlicher Trägerflüssigkeit über eine gesonderte Leitung eingeleitet ist und die einen tritt für die fertige Emulsion aufweist. Weitere merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein erstes iausführungsbeispiel halbschematisch im Längsschnitt dargestellt und Fig. 2 das schematische Leitungsbild eines zweiten Ausführungsbeispiels mit Variationsangaben.
  • Im ersten iius führungsbeispiel ist ein vorteilhaftes isompaktgerät veranschaulicht, das für bestimmte Mischkapazitäten sehr zweckmäßig ist. »'sls Mischkammer dient in bekannter Weise eine Strahlpumpe 1. in die als Treibflüssigkeit die Trägerflüssig keit der Emulsion, also insbesondere Leitungswasser (über ein bperrventil 2 und einen Druckminderer 3) eingeleitet wird.
  • Das zu emulgierende Konzentrat wird aus dem Konzentratbehälter 4 über Linsaugfilter 5 und eine Rüc.kflußsperre 6 zu einem Regulierschieber 7 geführt, der eine genau einstellbare Durchflußmenge in die Strahlpumle 1 eintreten läßt. Dort wird das Konzentrat mit der Trägerflüssigkeit vermischt und emulgiert und die Emulsion tritt vorn aus der Jtrahlpumpe aus. Die fertige Fmulsion wird dann im Fmulsionstank 8 gesammelt und zur Verwendung zur Verfügung gehalten.
  • Insoweit ist das Verfahren bereits bekannt, weist aber die erwähnten Nachteile auf: bei geringen Beimischungen tritt in aller Regel zwischen Strahlylumye 1 und Regulierschieber 7 periodisch unregelmäßig ein Vakuum auf, die Mengenverhältnisse der Emulsionsmischungen ändern sich stark und ergeben keine einwandfreie, brauchbare Emulsionen.
  • Erfindungsgemäß wird deshalb der Strahlpumpe 1 eine iEarallelleitung 9 - hier beipaßartig - zugeordnet sowie an den Einlaufen eine gemeinschaftliche Verteilerkammer 10 und an den ausläufen eine gemeinschaftliohe Nachmischkammer 11 - beide ggfs. mit Belüftungen lOa und lla - vorgesehen. Das ankommende Leitungswasser tritt dann zuerst in die Verteilerkammer 10 und von dort aus gleichzeitig sowohl in die Strahlpumpe 1 wie auch in die Paral]elleitung 9 ein. Nach ihrem Durchlauf wird die die atrahlFumye 1 verlassende Emulsion in der Nachmischkammer 11 mit dem aus der Parallelleitung 9 austretenden wasser vermischt, wodurch die Emulsion entsprechend verdünnt wird, was selbsttätig aufgrund der lousströmdrucke erfolgen kann, ggfs.
  • aber auch durch ein geeignetes Mischaggregat 12 an sich bekanater Bauart bewirkt oder gefördert werden kann, wie es in Fig. 1 als symbolisches Beispiel gestrichelt angedeutet ist.
  • Die aus der Parallelleitung austretende Wassermenge kann in bekannter Art mittels eines Durchflußreglers 13 genau eingestellt und dosiert werden.
  • Diese Einrichtung ermoglicht es, in der trahlpumpe 1 eine stets einwandfreie Emulsion herzustellen, da diese so hoch konzentriert sein darf, daß die bei niedriger Konzentration unvetmeidliohen mängel mit sicherheit ausgeschaltet sind. In der Nachmischkammer 11 kann dänn diese höher konzentrierte Emulsion der ersten Rlischstufe auf jede beliebige niedrige Konzentration verdünnt werden. Es entstehen so Emulsionen optimaler Qualität, die eine so niedrige Konzentration aufweisen können, wie sie bisher schlechthin unerreichbar war. Diese fertige Endemulsion tritt dann über den Austritt 14 in die Ableitung zum Emuisionstank 8 üblicher art ein.
  • Die Erfindung kann mit Jeder beliebigen Vorrichtung bisher bekannter -rt angewendet und kombiniert werden, wie es schematisch in Fig. 2 veranschaulicht ist. Xlier ist z.B. für hohe kengenkapazitäten ein Dreifach-otrahlrohr la vorgesehen, das von der Netzleitung in der vorbeschriebenen .<rt betrieben wird und in das natürlich auch mehrere Konzentratbehälter 4 (wie gestrichelt angedeutet) eingeführt werden können.
  • Die Farallelleitung oder eine ähnliche, gesonderte Leitung 9a kann vor den dtrahlumpen la von der Netzleitung abgezweigt und nach den Strahlpumpen in eine - ggfs. auch mehrere - gesonderte Nachmischkammer llb eingeleitet werden, die beispielsweise erst in die Ableitung zum Fmulsionstank 8 eingefügt ist.
  • Die Parallelleitung 9a kann aber auch mit einer zweiten Trägerflüssigkeit oder sonstigen Emuisionskomkonente beschickt werden, wie es oft zweckmäßig sein kann. die kann umgekehrt auch direkt und allein an das Netz angeschlossen sein, wenn z.B.
  • ein gesonderter Treibmittel tank 15 das Treibmittel anderer Art für die Strahlpumpen la enthält. das mittels Förderpumpe 16 ihnen zugeführt wird (in Fig. 2 als Variante gestrichelt dargestellt).
  • Diese und andere Varianten und Kombinationen mit schon bekannten Vorrichtungen als erste Mischstufe liegen im Ermessen des Fachmannes und bewirken stets die gleichen erfindungsgemäßen Vorteile einereinwandfreien, feindispersen und klaren Emulsion, die durch die zweite der auch dritte etc.) blischstufe z.B. mit mehreren Nachmischkammern hintereinander hergestellt wird.

Claims (6)

  1. Patentansprüche: 1./ Verfahren zur Herstellung von Emulsionen aus zähflüssigen Konzentraten lind einer Trägerflüssigkeit. ihsbesondere aus Kühlschmiermittelkonzentraten und Wasser, bei welchem beide Flüssigkeiten in zueinander dosierten Durchfiußmengen in eine P.,ischkammer eingeleitet, in ihr durchmischt und als Emulsion aus ihr abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion in schon bekannter weise zunächst in hoher Konzentration hergestellt und dann in mindestens einer weiteren ischstufe mit zusätzlicher Trägerflüssigkeit vermischt und so auf die gewünschte niedrige Konzentration verdünnt wird.
  2. 2./ Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mischkammer (1) bekannter fSrt aufweist, deren Austritt in eine Nachmischkammer (Il,llb) mündet, in die mittels eines Durchflußreglers (13) dosiert eine bestimmte enge zusätzlicher Trägerflüssigkeit über eine gesonderte Leitung (9,9a) eingeleitet ist und die einen tritt (14) für die fertige Emulsion aufweist.
  3. 3./ Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachmischkammer (ll,llb) aus mehreren parallel oder hintereinander geschalteten Kammern besteht, die mit Je einer gescnderten eitung (9.9a) beschickt sind.
  4. 4. / Vorrichtung nach .anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der gesonderten Leitungen (9,9a) an einen anderen Zulauf für Trägerflüssigkeit angeschlossen ist als die Mischkammer (l,la).
  5. 5./ Vorrichtung nach einem der .ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer atrahlpumpe (1) bestehende Mischkammer mit der gesonderten Leitung (9) in Form einer beipaßartigen rarallelleitung in einem gemeinschaftlichen Gehäuse untergebracht ist, das auch den Durchflußregler (13) umschließt und das am Einlaufende eine Verteilerkammer (10) und am riuslaufende die Nachmischkammer (11) trägt, die ihrerseits mit dem Austritt (14) für die fertige Endemulsion versehen ist.
  6. 6./ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Nachmischkammer (ll,llb) ein ßischaggregat (12) an sich bekannter Bauart enthält.
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