DE3016374C2 - Dispergierturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dispergier-Turbine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Dispergier-Turbine dieser Bauart ist in DE-OS 02 183 beschrieben und dargestellt.

Bei der bekannten Bauart sind in Strömungsrichtung des zu behandelnden Gutes hintereinanderliegend ein Mischkopf und ein Dispergierkopf vorhanden. Der Mischkopf weist einen am Rohr befestigten Leitring und ein darin drehbar angeordnetes, propellerartiges Mischrad auf. Das zu behandelnde Gut wird durch das Mischrad von oben in den Leitring eingesaugt und zum Dispergierkopf gefördert, der einen sich in Strömungsrichtung an den Leitring anschließenden Stator in hohlzylinderförmiger Bauform aufweist, in dem ein Rotor drehbar angeordnet ist, der durch die gleiche Welle angetrieben wird, die auch das Mischrad antreibt. In der Ebene des Rotors sind im Stator radiale Öffnungen bzw. Schlitze angeordnet, die mit dem Rotor das Scherfeld bilden.

Das zu behandelnde Gut gelangt von der Mischzone im Bereich des Leitrings und des Mischrades axial zum Rotor. Dieser beschleunigt das Gut radial, wodurch es durch die Dispergierzone und die Öffnungen bzw. Schlitze hindurch radial aus dem Dispergierkopf ausgestoßen wird. Das zu behandelnde Gut erhält somit im Verlauf seiner Strömung durch die Dispergier-Turbine eine Richtungsänderung von wenigstens 90°.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß mit der bekannten Dispergier-Turbine zwar eine intensive Dispergierung erreichbar ist, jedoch erfolgt diese Dispergierung bei zu starker Bearbeitung und daraus folgender Erwärmung des Gutes, was zu einer zonenweisen Zerstörung der Struktur und Änderung der Viskosität des Gutes

ίο führen kann. Dies ist sowohl auf die verhältnismäßig große Strömungsrichtungsänderung zurückzuführen, die das Gut beim Strömen durch die Dispergier-Turbine erfährt, als auch auf das Vorhandensein des propellerfcrmigen Mischrades, das das Gut zwar intensiv durchmischt, jedoch aufgrund der nachfolgenden Strömungsrichtungsänderung zu der starken Bearbeitung und Erwärmung des Gutes beiträgt Außerdem stellt die bekannte Ausgestaltung aufgrund des Vorhandenseins eines Mischkopfes und eines Dispergierkopfes eine recht aufwendige Bauart da.

Bei einer anderen, in US-PS 40 02 326 beschriebenen und dargestellten Bauart ist ein durch einen Rotor und einen Stator gebildetes Scherfeld einem rotierenden Mischelement ebenfalls in Strömungsrichtung des zu behandelnden Gutes nachgeordnet. Dabei wird die Strömungsrichtung desGutes ebenfalls verhältnismäßig stark geändert weil die Antriebswelle für das Mischelement und die Antriebswelle für den Rotor parallel versetzt zueinander verlaufen. Bei dieser bekannten Dispergiervorrichtung ist deshalb mit den gleichen Schwierigkeiten zu rechnen, die auch bei der eingangs beschriebenen Bauart auftreten. Darüber hinaus unterscheidet sich die Ausgestaltung gemäß US-PS 40 02 326 nicht nur dadurch prinzipiell von der eingangs beschriebener Bauart, weil die Antriebswellen parallel versetzt zueinander verlaufen, sondern auch dadurch, daß das zu behandelnde Gut von unten nach oben durch die Behandlungszonen strömt. Diese bekannt Dispergiervorrichtung ist deshalb nicht zum Dispergieren von trockenen, insbesondere pulverförmigen Stoffen geeignet, die häufig an der Oberfläche des zu behandelnden Gutes schwimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dispergier-Turbine der eingangs beschriebenen Bauart so auszugestalten, daß eine einfache Bauart und gleichzeitig eine verbesserte Dispergierung sowie eine verbesserte Einzugswirkung erreicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

so Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung bestehen darin, daß bei Einsparung eines Behandlungskopfes eine optimale Dispergierung erreicht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Strom des zu behandelnden Gutes ohne eine wesentliehe Veränderung seiner Strömungsrichtung und seines Strömungsquerschnitts durch die Dispergier-Turbine gelangt und dabei bei Vermeidung einer Zerstörung der Struktur des zu behandelnden Gutes letzteres optimal dispergiert wird. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Daraus ergibt sich eine verhältnismäßig große Einzugswirkung auf das die Dispergier-Turbine umgebende Gut, wodurch die erfindungsgemäße Dispergier-Turbine sich auch vorzüglich zum Dispergieren von Trockenstoffe enthaltendem Mischgut eignet. Leichte Trockenstoffe werden mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung leichter eingezogen und somit dem Dispergier-Prozeß zugeführt. Klumpen-

bildung wird vermieden.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung läßt sich der Stator oberhalb (Anspruch 2), unterhalb oder auch als zweiteiliges Glied oberhalb und unterhalb des Rotors (Anspruch 4) anordnen. Hierdurch läßt sich auf die Intensität der Dispergierung Einfluß nehmen. Es ist festgestellt worden, daß ein drückender und einsaugender Rotor unterschiedliche Wirkungen auf die Dispergierung ausüben, wobei ein saugender Rotor eine schonendere Behandlung des Gutes ermöglicht.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 ermöglicht eine Veränderung der Misch- oder Dispergierleistung je nach Wunsch.

Eine Intensivierung der Dispergierleistung läßt sich auch durch die Ausbildung nach Anspruch 5 erreichen, bei der eine aktive Mitarbeit des Stators möglich ist

Durch den Einsatz eines hohlen Rotors gemäß Anspruch 6 wird eine an sich bekannte Möglichkeit geschaffen, Komponenten des zu behandelnden Gutes in den Dispergiervorgang einzugeben.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispie! der Erfindung anhand einer vereinfachten Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Dispergier-Turbine im Axialschnitt bzw. im Querschnitt.

Die Dispergier-Turbine besteht im wesentlichen aus einem Lagerflansch 1 mit einem Rohr 2 und einer darin drehbar gelagerten Welle 3, einem Leitring 4, der bei laufender Maschine in der Höhe verstellbar ist, einem Rotor 5, der je nach Anwendungsfall mit zusätzlichen Messerkanten versehen sein kann, und einem Stator 6, der in einer rechtwinklig zur Längsachse der Dispergier-Turbine verlaufenden Ebene dicht unter dem Rotor 5 angeordnet und am Leitring 3 befestigt ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den Stator 6 oberhalb des Rotors 5 anzuordnen oder sowohl oberhalb und unterhalb des Rotors 5 einen Stator 6 vorzusehen. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, den Stator um die Längsachse drehbar anzuordnen und somit duioh Rotation aktiv an der Dispergierung zu beteiligen.

Als Stator können gitter- oder fächerartige Elemente eingesetzt werden.

Es ist darüber hinaus im Rahmen der Erfindung möglich, den Rotor 5 als Hohlrotor auszubilden, so daß z. B. flüssige-, pulver- oder gasförmige Komponenten des zu behandelnden Gutes in den Dispergiervorgang eingezogen werden können, wie es in der deutschen Patefitanmeldung P 30 02 429.4 beschrieben ist.

Im Betrieb der Dispergier-Turbine wird das zu behandelnde Gut aufgrund der Wirkung des propellerförmigen Rotors 5 mit schräg angeordneten Rotorblättern von oben in den Leitring 3 eingesaugt. Es gelangt axial zunächst zum Rotor 5, wo es durchmischt wird. Anschließend gelangt es auf seinem im wesentlicher axialen Strömungsweg in die durch den Rotor 5 und den Stator 6 gebildete Scherzone, wo es dispergiert wird, und anschließend ins Freie. Der Strömungsweg ist durch Pfeile gekennzeichnet.

Durch eine axiale Verstellung des Leitrings 3 und somit auch des Stators 6, die durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, läßt sich der Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator 6 verändern. Hierdurch läßt sich die Misch- oder Dispergierleistung regulieren und an gewünschte Größen anpassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Dispergier-Turbine mit einem vertikal angeordneten feststehenden Rohr, das in ein Mischgut eintauchbar ist, mit einem im Bereich des unteren Endes des Rohres und koaxial zur Rohrachse angeordneten, rohrförmigen Leitring, der am Rohr befestigt ist und dessen untere Seite vom Rohr axial beabstandet ist, wobei das Mischgut von oben in den Leitring eintritt, mit einer koaxial zur Rohrachse angeordneten, drehbar gelagerten Welle, die sich sowohl im Rohr als auch im Leitring erstreckt, mit einem am unteren Ende der Welle befestigten Rotor und mit einem mit dem Rotor zusammenwirkenden Stator, der im Bereich des unteren Endes des Leitrings befestigt ist, wobei der Rotor das Mischgut durch den Leitring hindurch saugt und aus dem Stator ausstößt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) innerhalb des Leitrings (4) angeordnet ist und mehrere radial abstehende Rotorblätter aufweist, und daß der Stator (6) in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse liegt, so daß der Rotor (5) das Mischgut axial aus dem Stator (6) ausstößt.

2. Dispergier-Turbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) im Leitring (4) oberhalb des Rotors (5) angeordnet ist.

3. Dispergier-Turbine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Stator (6) end dem Rotor (5) verstellbar ist

4. Dispergier-Turbine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Statoren zu beiden Seiten des Rotors angeordnet sind.

5. Dispergier-Turbine nach einom der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Statoren drehbar am Leitring (4) angeordnet ist bzw. sind.

6. Dispergier-Turbine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) hohl ausgebildet ist.