DE3123743C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Emulgiergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem derartigen Emulgiergerät, wie es in der CH-PS 3 64 492 gezeigt ist, tritt das eine der zu vermischenden Fluide mit hoher Geschwindigkeit aus einer Ringspaltdüse aus und saugt hierdurch mittels Unterdruck nach Art einer Strömungspumpe das zweite Fluid aus einem Ringraum an, welcher die Ringspaltdüse umgibt. Hierdurch lagert sich das zweite Fluid mantelförmig an dem Strahl des ersten Fluids aus der Ringspaltdüse an, so daß noch keinerlei Vermischung der beiden Stoffe, auch nicht in grober Form, erfolgt. Dieser Strahl wird entlang eines Diffusors geführt, der zur Erhöhung der Strahlturbulenz an seiner Oberfläche Vertiefungen und Vorsprünge aufweist. Die Strömungsenergie des Strahls wird in seinem weiteren Verlauf zum Antrieb eines Turbinenrades verwendet, das mit Schlagkreuzen versehen ist, an denen der Strahl aus den beiden aneinander gelagerten Fluiden vorbeiströmt und die mittels ihrer Schlagwirkung die eigentliche Durchmischung und Emulgierung der beiden Stoffe bewirken. Auf diese Weise läßt sich jedoch insbe­ sondere bei zähflüssigen Stoffen, wie beispielsweise schwerem Brennöl, deren Moleküle mit hoher Kraft aneinander haften, nur eine relativ grobe Durchmischung der beiden Stoffe erzielen, was nicht zu einer Feinemulsion hoher Homogenität führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Emulgiergerät zu schaffen, das die Herstellung einer in hohem Maße homo­ genen Feinemulsion insbesondere von Fluiden großer Vis­ kosität ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die ineinander rotierenden Hohlzylinder mit ihren im Durchmesser sehr kleinen radialen Bohrungen wird erreicht, daß das im innersten Hohlzylinder befindliche Fluid aus den beiden Stoffen Wasser und Öl, das durch die Nebelein­ spritzung des Wassers in das Öl bereits grob vorgemischt ist, bei der Durchströmung durch den Zylinder aufgrund der engen Strömungswege und mittels der Scherwirkung zwischen den Zylindern in kleinste Volumeneinheiten aufgeteilt wird, welche sich wahllos wieder aneinander lagern, so daß hierdurch eine äußerst feine Emulsion mit hoher Homo­ genität des austretenden Fluidstroms entsteht. Da sich die Hohlzylinder relativ langsam drehen, ist verhindert, daß aufgrund von Zentrifugalkräften eine unerwünschte Trennung der beiden Stoffe infolge ihrer unterschiedlichen Dichte erfolgt.

Nachstehend wird anhand beiliegender Zeichnungen ein Aus­ führungsbeispiel des Emulgiergerätes näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungs­ gemäßen Emulgiergeräts mit einem Wassererhitzer und einem Emulsionsmischer sowie

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Emulsionsmischer.

Wasser, das vorgewärmt sein kann, wird mittels einer Hoch­ druckpumpe 1 zum elektrischen Wärmeerhitzer 2 geleitet, in dem das Waasser auf 80 bis 120°C erhitzt wird. Von dort strömt das Wasser duch ein zwangsgesteuertes Ventil 3, das die Wassermenge in Abhängigkeit von der Ölmenge stufenlos regelt, zu einem an einem Ende des Emulsionsmischers be­ findlichen Wasservernebelungsmundstück 4. Der Emulsions­ mischer besteht aus einem zylinderförmigen geschlossenen Gehäuse 5, koaxial zu dessen Längsachse an dem dem Wasser­ vernebelungsmundstück 4 entgegengesetzten Ende eine von einem Motor 6 angetriebene Welle angeordnet ist. Im Gehäuse 5 sind auf dem Ende der Welle 7 zwei koaxial angeordnete, mit kleinen radial verlaufenden Löchern versehene, rotierende Zylinder 8 befestigt, zwischen denen sich ein in ähnlicher Weise gelochter fester Zylinder 9 befindet, der am anderen Ende des Gehäuses 5 befestigt ist. Das Wasservernebelungs­ mundstück 4 ist von einem am Gehäuse 5 befestigten Zylinder­ abschnitt 10 umgeben, der ein Endblech 11 aufweist, an dem ein rohrförmiger, in Längsrichtung verstellbarer Mund­ stückhalter 12 befestigt ist, der mittels eines Gewindes eingeschraubt und mittels einer Mutter 13 gehalten ist. Das Wasservernebelungsmundstück 4 ist mittels eines Gewindes im Mundstückhalter 12 befestigt, so daß es leicht gegen ein größeres bzw. kleineres Mundstück ausgetauscht werden kann.

Im unteren Bereich des Zylinderabschnittes 10 ist ein Rohranschluß 14 für die Zuführung von Rohöl ausgebildet und im oberen Bereich des Gehäuses 5 ist ein Rohranschluß 15 für die Abführung der fertigen Emulsion angeordnet. Die Welle 7 ist mit Hilfe von ringförmigen Lagern 17 und einer nicht gezeigten Spannhülse in einer Hülse 16 gelagert, die an einem Endblech des Gehäuses befestigt ist. Der Durchmesser der Löcher in den Zylindern 8 und 9 kann bei­ spielsweise 0,5 bis 1,5 mm und der Abstand zwischen den Zylinderflächen 1 bis 2 mm betragen. Die Drehzahl der Welle 7 sowie der Zylinder 8 und 9 kann in geeigneter Weise 2800 Umdrehungen/min. betragen. Falls die Drehzahl bedeutend höher liegt, ist die Zentrifugalkraft bestrebt, Wasser und Öl voneinander zu trennen.

Das Emulgiergerät arbeitet in folgender Weise: Wasser wird über die Hochdruckpumpe 1, deren Druck beispielsweise 25 bar beträgt, durch den mit einem elektrischen Widerstand ausgerüsteten Wassererhitzer 2 und weiter durch das zwangs­ gesteuerte Ventil 3 zum Wasservernebelungsmundstück 4 gespeist. Öl, das auf 80 bis 120°C erhitzt ist und unter einem Druck von 0,5 bis 3,5 bar steht, gelangt zum Rohr­ anschluß 14 und fließt weiter in den Zylinder 8, in dem sich der Wassernebel aus dem Wasservernebelungsmundstück 4 mit dem Öl mischt. Die auf diese Weise erzeugte halbfertige Emulsion fließt dann durch die Löcher der rotierenden und festen Zylinder 8 bzw. 9 und wird dabei gut gemischt, wodurch eine feinverteilte und homogene Emulsion erzeugt ist. Anschließend wird die Emulsion über den Rohranschluß 15 einem Ölbrenner zugeführt.

Mit der Anwendung des Emulgiergerätes ist es möglich, trotz der Verwendung von schwerem Rohöl eine homogene Feinemulsion zu erzeugen.

Claims (4)

1. Emulgiergerät zum Emulgieren zweier Flüssigkeiten, insbesondere zum Emulgieren von Wasser in Öl, mit einer Vorrichtung zur Zusammenführung der beiden Flüssigkeiten, die eine Düse aufweist, durch welche die eine Flüssigkeit in die andere eingeleitet wird, und mit einer Homogeni­ siereinrichtung zur anschließenden Homogenisierung der zusammengeführten Flüssigkeiten, die eine antreibbare Rotoreinrichtung und eine Statoreinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoreinrichtung zwei rotierende, koaxial auf einer Welle ( 7) angeordnete und ineinander gesteckte Hohlzylinder (8) und die Statorein­ richtung einen zwischen den rotierenden Hohlzylindern (8) feststehenden Hohlzylinder (9) aufweist und daß sämt­ liche Hohlzylinder Radialbohrungen zur Durchströmung des Gemisches von innen nach außen aufweisen.

2. Emulgiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rotoreinrichtung (8) über die Welle (7) von einem Motor (6) antreibbar ist.

3. Emulgiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die eine Flüssigkeit mittels einer Pumpe (1) in die andere Flüssigkeit eingespritzt wird.

4. Emulgiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4), die im wesent­ lichen in Fluchtung mit der Welle ( 7) angeordnet ist, über ein Gewinde an einer Düsenhalterung (12) befestigt ist und daß die Stellung der Düsenhalterung (12) entlang ihrer Längsachse verstellbar ist.