DE3002429C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der AT-PS 2 69 083 beschrieben und dargestellt. Diese bekannte Ausgestaltung ist im Zentrum und in der Nähe des Bodens eines Flüssig­ keitsbehälters angeordnet und sie dient zur Begasung der Flüssigkeit mit einem Gas, das vom Rotor durch ein koaxial zu diesem angeordnetes Zuführungsrohr von oben angesaugt wird. Dabei werden das Gas und die Flüssig­ keit im Bereich des Rotors radial ausgetrieben. D.h., das Gas und die Flüssigkeit treten im wesentlichen radial aus dem Rotor aus, nämlich in einer im wesentlichen parallelen Strömung.

Eine ähnliche Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit ist aus der DE-PS 11 76 614 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist ein doppelwandiger Stator vorgesehen, in dessen hohlen Ringraum das Gas durch den Rotor beschleunigt wird. Außerdem mündet in diesen Ringraum eine zweite Gasleitung. Unterhalb des Rotors ist ein zusätzlicher Propeller angeordnet, mit dem die Flüssigkeit von unten in den Ringraum des Stators eingesaugt wird.

Diese bekannten Ausgestaltungen sind nicht geeignet, hohe Anforderungen an feine Dispersion bzw. Feinverteilung eines Stoffes in der Flüssigkeit zu erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß der Stoff, insbesondere auch Pulver, fein eindispergiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergeben sich einander kreuzende Strömungsrichtungen für die Flüssigkeit und den in sie einzudispergierenden Stoff. Die Strömungs­ richtung des Stoffes verläuft im wesentlichen radial. Dagegen ist die Strömungsrichtung eines Großteils der Flüssigkeit im wesentlichen axial gerichtet, wobei diese Strömungsrichtung durch die schräg angestellten Flügel des Rotors erreicht wird. Infolgedessen ergeben sich einander kreuzende Strömungsrichtungen, wobei der Stoff im wesentlichen quer durch die Strömung der Flüssigkeit hindurchgetrieben wird. Hierdurch ergibt sich die angestrebte feine Dispergierung, wobei eine sich zwangsläufig ergebende Verwirbelung der Flüssigkeit und des Stoffes insbesondere im Bereich der Statoröffnungen hierzu beiträgt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich zum Eindispergieren von Gas, Flüssigkeit und Pulver in Flüssigkeit, wobei eine sichere Zuführung dieser Stoffe durch Ansaugung vom Rotor gewährleistet ist. In allen Fällen ergibt sich eine feinblasige Vertei­ lung des jeweiligen Stoffes in der Flüssigkeit.

Es ist gemäß GB-PS 12 21 022 bei einem Strahlmischer zwar an sich bekannt, die Flügel eines Rotors schräg anzustellen, jedoch ist diese Vorrichtung nicht gattungs­ gemäß.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung zum Vermischen eines Stoffes mit einer Flüssig­ keit in prinzipieller Queransicht;

Fig. 2 die Anordnung eines Rotors der Vorrichtung in einem zugehörigen Stator bei axialer Blick­ richtung.

Von einem allgemein mit 1 bezeichneten Lagerflansch für eine Rotorwelle 2 der allgemein mit 3 bezeichneten Vorrichtung erstreckt sich ein die Rotorwelle 2 in einem Abstand umgebendes Rohr 4 nach unten in eine in einem nicht dargestellten Behälter aufgenommene Flüssigkeit. Der Flüssigkeitsspiegel ist angedeutet. Ein Antriebsmotor für die Rotorwelle 3 ist aus Verein­ fachungsgründen nicht dargestellt.

Im oberen Bereich des Rohres 4 schließen seitlich in Schräganordnung zwei Anschlußrohre 5 an das Rohr 4 an, durch die in die Flüssigkeit einzumischende Stoffe eingegeben werden können, die durch die Anschlußrohre 5 in den Hohlraum zwischen dem Rohr 4 und der Rotorwelle 2 gelangen.

Am unteren Ende des Rohrs 4 ist der hohle Rotor 6 auf der Rotorwelle 2 mittels einer Befestigungsschraube 7 befestigt, wobei ein am Rohr 4 gehaltener Stator 8 mit radialen Durchtrittsöffnungen in der Drehebene des Rotors 6 den Rotor 8 umgibt. Die Flügel 9 des Rotors 6 sind schräg angestellt, so daß sie im Betrieb des Rotors 6 eine Strömung der Flüssigkeit von oben nach unten durch den Stator 8 erzeugen. Die Flüssigkeit tritt am oben offenen Ende des Stators 8 im zwischen letzterem und dem Rohr 4 vorhandenen Ringraum ein, gelangt zunächst zu den Flügeln 9 des Rotors 6, und tritt dann am unteren offenen Ende des Stators 8 aus diesem wieder aus. Der Stator 8 bildet somit einen Leitring, der einen Großteil der vom Rotor 6 erzeugten radialen Strömung zum Behälterboden hin leitet. Vom Behälterboden wird die Strömung aufgenommen, umgelenkt, nach oben geleitet und durch den vertikalen Sog des Rotors 6 erneut durch den Stator 8 geführt.

Im Betrieb der Vorrichtung erzeugt der Rotor 6 aufgrund in seinem Bereich wirksamer Zentrifugalkräfte einen Sog, durch den der einzudispergierende Stoff selbsttätig aufgenommen wird. Aufgrund der hohen Drehzahl des Rotors 6 erfolgt eine sehr feine Dispergierung der dispersen Phase. Dabei wird aufgrund des Durchtriebs des einzudisper­ gierenden Stoffes durch die sich quer zur Strömungsrichtung des Stoffes erstreckende Strömung der Flüssigkeit die gleichmäßige feine Verteilung bzw. Dispergierung des Stoffes in der Flüssigkeit erreicht. Dabei können die einzudispergierenden Stoffe kontinuierlich durch Einführung in den Anschlußrohren 5 unter das Niveau der Flüssigkeit eingegeben werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, als disperse Phase Pulver, Gase oder Flüssigkeiten so unter Flüssigkeitsniveau einzumischen, daß diese vor dem Einmischen keinen Kontakt mit der sie umgebenden Atmosphäre haben. Dies ist besonders von Bedeutung beim Herstellen von Reaktionsgemischen, beim Einziehen von leicht flüch­ tigen Medien oder giftigen und leicht zu fluidisierenden Pulvern und Stäuben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein feinblasi­ ges Verteilen von Gas und Pulver in der Flüssigkeit sowie Lösen von Flüssigkeit in dieser.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Vermischen eines Stoffes mit einer Flüssigkeit, die in einem Behälter vorgelegt ist, mit einer angetriebenen Welle, mit einem hohlen Rotor am Ende der Welle, wobei der Stoff von dem Rotor angesaugt, an Austrittsöffnungen des Rotors ausgestoßen und in die Flüssigkeit dispergiert wird, und mit einem den Rotor umgebenden Stator, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (6) schräg angestellte Flügel (9) aufweist und der Stator (8) als Leitring ausgebildet ist, so daß eine Förderung der Flüssigkeit in axialer Richtung erreicht wird, und
daß die Austrittsöffnungen an den Flügeln vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um die Welle (3) in Abstand ein Rohr (4) angeordnet ist, wobei durch den so gebildeten Hohlraum der Stoff zum Rotor (6) führbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stoff entweder ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Pulver verwendet wird.