DE3932848A1

DE3932848A1 - Suspension mit emulsions- oder molekulardispersions-charakter sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung von suspensionen

Info

Publication number: DE3932848A1
Application number: DE3932848A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Hacheney
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-04-11

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Suspension mit Emulsions- oder Molekulardispersions-Charakter. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Herstellen derartiger Suspensionen.

Es ist erkannt worden, daß die Verbindung zwischen Wasser und Energie der eigentliche wissenschaftliche Hintergrund für das Verhalten von Wasser in der lebendigen Welt ist. Für die jeweiligen Arten der Energie sind bestimmte Strukturformen im Wasser erkennbar. Man nennt dann die Potentialität dieser qualitativen Energien Information. Auf unter schiedlichste Art und Weise ist inzwischen festgestellt worden, in welcher Weise Energien eingetragen werden, d. h. wie die Strukturen verändert werden. Ein derartiger Eintrag von Energie hat dann entspre chende Wirkungen, insbesondere auf stoffwechselähnliche Prozeßabläufe.

Zur Veränderung dieser Strukturen gibt es qualitativ sehr unterschied liche technologische Methoden. Ein besonderes Problem besteht darin, nach dem Eintrag der Energie diese in entsprechender Weise gesteuert in einen Prozeß einzubringen, da der Eintrag an Energie und die da durch erreichte Strukturveränderung nicht von Dauer ist, sondern der Tendenz eines plötzlichen oder zeitlich begrenzten Energieaustritts unterliegt und demzufolge einer Wiederveränderung der Struktur unter liegt. Daraus ergibt sich, daß die Potentialität des Energieeintrages instabil ist. Daraus folgt, daß sowohl in der entsprechenden Zeit als auch unter den entsprechend modifizierten Bedingungen überhaupt nur eine Energieeinbringung in einen Prozeß im Wirkungsgrad bestimmten Be dingungen unterliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Suspension der eingangs genannten Art zu schaffen, die durch einen exakt steuer baren Ablauf gewonnen wird, die gegenüber den bekannten Suspensionen qualitativ wesentlich besser ist. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung der artiger Suspensionen sowie eine Vorrichtung zu entwickeln, die diesen exakt steuerbaren Ablauf zuläßt.

Die gestellte Aufgabe bezüglich der Suspension wird durch eine Verbin dung von energetisiertem Wasser und mindestens einem festen oder flüs sigen Stoff gelöst, der in das energetisierte Wasser appliziert wird.

Die erfindungsgemäßen Suspensionen können vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise zur Behandlung von Hölzern, im Bereich des Kraftma schinenbaus, insbesondere der Verbrennungsmotoren, sowie bei der Her stellung von Heilmitteln, Medikamenten und Lebensmitteln.

Hölzer werden bislang einer Wasserglasbehandlung unterzogen. Die Ein dringtiefen entsprechender Suspensionen sind mangelhaft. Das Durchdrin gen des Holzmaterials in einer gewissen Homogenität wird nicht im ent ferntesten erreicht. Nunmehr wird durch die mikropartielle Ausfüllung des Holzmaterials im Bereich der Feinporen mit einem Wasserglasmaterial dem Holz eine bislang nicht bekannte Resistenz gegenüber zerstöreri schen Angriffen chemischer Art verliehen. Außerdem würden andere be deutende Qualitäten in Erscheinung treten, wie insbesondere bei dem Bau von Musikinstrumenten die bisher gekannte Veredelungsmöglichkeit des Klangkörpers. Auch im Möbelbau und bei der Behandlung von Außen hölzern wäre die Anwendung von besonderer Bedeutung, da die Kosten ge genüber den bisherigen Schutz- und Konservierungsmaterialien erheb lich gesenkt werden.

Im Bereich des Kraftmaschinenbaus, insbesondere der Verbrennungsmotoren, werden erhebliche Vorteile erreicht. Dies gilt besonders im Falle von Dieselkraftstoff und sonstigen flüssigen Treibstoffen zur Herstellung von Wasser-Treibstoff-Emulsionen. Diese Emulsionen führen zu veränder ten und umweltverträglicheren Abgaben sowie einer teilweisen Anhebung des Wirkungsgrades in jeweilig differenzierten Betriebszuständen. Dies ist in diesem Bereich besonders bedeutungsvoll, weil nämlich nur auf diesem Wege, und das ist bereits Stand nicht nur der wissenschaftlichen Erkenntnisse, eine Stabilisation eines hochkarätigen Emulsionszustandes erreichen läßt. Dieser Emulsionszustand wird ohne Zusatz von chemischen Emulgatoren erreicht, was für die Abgase und für die Wirtschaftlich keit von allergrößter Bedeutung ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe bezüglich des Verfahrens ist vorge sehen, daß die festen oder flüssigen Stoffe in das energetisierte Was ser appliziert werden, wobei während der Kontaktphase spezifische Ober flächen mit einer Größe von mindestens 1400 m² pro Kubikmeter gebildet werden. Zu einem spezifischen Energieeintrag gehören definitive Ober flächen und definitive Bewegungsformen. Durch die angegebene Größe der spezifischen Oberfläche kann das energetisierte Wasser so eingesetzt werden, daß es sich mit flüssigen und auch festen Substanzen verbindet. Durch die besagte Oberfläche erfolgt eine hochkarätige Freigabe der Energie. Die zu beeinflussenden Substanzen sind in gleicher Weise aufzu schließen, weil das energetisierte Wasser und die mit dem Wasser zu ver bindende Substanz einander entgegengebracht werden müssen zwecks der intensiven Vermischung mit den entsprechend abgestimmten Oberflächen. Dies erfolgt entsprechend kurzfristig und in einem geschlossenen Raum, wie noch erläutert wird. Entscheidend ist, daß die besagten bestimmten spezifischen Oberflächen von seiten der Suspensionsmaterialien und von seiten des energetisierten Wassers so hergestellt werden, daß sie unter möglichst geringem Zeitverzug großflächig miteinander kontaktieren. Die jeweils aufeinandertreffenden Oberflächen müssen mindestens 1400 m² pro Kubikmeter spezifisch haben, wobei die Obergrenzen nicht festge legt sind. Beispielsweise gibt es Suspensionen, bei denen die aufein andertreffenden Oberflächen in Quatratmetern pro Kubikmeter die Millionengrenze überschreiten müssen. Eine technische Möglichkeit zur Schaffung der Oberflächen ist, daß vor der Kontaktphase das Wasser energetisiert wird, und daß die festen oder flüssigen Stoffe emulsions artig oder molekulardispersionsartig aufbereitet werden. Die in das energetisierte Wasser zu applizierenden flüssigen Stoffe werden in Form von Tropfen und die zu applizierenden festen Stoffe in Staubkornform eingegeben. Die zu applizierenden Stoffe befinden sich in einem unter Druck stehenden Behälter. Die Größe der Tropfen bzw. die Menge der Staubkörner läßt sich dann durch Regelung des Druckes verändern. Es kann sich hier sehr wohl in bezug auf das Wasser ein solcher Eintrag während des eigentlichen Energieeintragsprozesses gestalten, so daß gleichzeitig der Energieeintrag mit einer Übertragung der Energie auf die durch die Einmischung entstandene Suspension verbunden wird, so daß das Suspensionsmaterial in den Wirkzustand gebracht wird, wodurch die Suspension später, je nach Anwendungsgebiet entsprechende Qualitä ten beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, daß unmittelbar am Ende des Energieeintragsprozesses bezogen auf das Wasser durch Weiterführung von Oberflächenbildung und Bewegungsführung der eingetragene Energieinhalt in direkter und kürzester Weise wieder freigesetzt wird, um auf das Suspensionsmaterial einzuwirken, so daß am Ende ebenso eine intensive Suspension mit entsprechenden Wirkqualitäten entstanden ist. Zu einer intensiven Verbindung ist es notwendig, daß die zu applizierenden Stoffe nach der Tropfenbildung oder nach der Staubkornzufuhr im freien Fall in das energetisierte Wasser eingebracht werden. Damit die besagten Ober flächen erzielt werden, sollte sich das Wasser in einer hyperbolischen Bewegung befinden. Die Fallhöhe muß veränderbar sein, da ihre Festle gung vom Produkt bzw. vom Suspensionsmaterial abhängt. Bei verschiede nen Stoffen kann es notwendig sein, daß während des Applizierens der Stoffe die Oberflächen infolge einer entsprechenden Dynamisierung verändert werden.

Bei bestimmten Stoffen kann es auch notwendig werden, daß das zu appli zierende Material im Zuge einer Rotationsbewegung in die Oberflächen des Wasserstromes eingespritzt oder tangential eingedüst wird, wobei die Oberflächen in einen für die Verbindung notwendigen Zustand ge bracht wurden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung ist er findungsgemäß vorgesehen, daß diese Vorrichtung aus einer Einrichtung zur Energieanreicherung des Wassers und ein oberhalb der Energieanrei cherungseinrichtung liegende Tropfen- oder Staubkornbildungsgerät be steht, wobei das Tropfen- oder Staubkornbildungsgerät mit einem ge lochten Zwischenboden ausgerüstet ist, der die untere Begrenzung einer Druckkammer bildet, in den der zu applizierende Stoff einfüllbar ist. Die Einrichtung zur Energieanreicherung des Wassers ist so ausgelegt, daß das Wasser in einer hyperbolischen Strömung umgewälzt wird. Da das Tropfen- oder Staubkornbildungsgerät oberhalb der Einrichtung zur Energieanreicherung liegt, können die Tropfen bzw. die Staubkörner im freien Fall so auf das energetisierte Wasser treffen, daß die Tropfen bzw. Körner den oberen hyperbolischen Mundrand treffen. Dies ist not wendig, damit die Suspensionstropfen oder -körner oberflächlich so mit dem in der hyperbolischen Bewegung befindlichen Flächen energetisierten Wasser mitgenommen werden, daß sie dann auch den gesamten Oberflächenbilde prozeß des Wassers mitmachen müssen und auch insbesondere den Prozeß der Bewegungsrichtungsveränderung von vertikal in horizontal zwangsläufig durchführen müssen. Insbesondere wird so ein inniger Verbund unter Auf einandertreffen entsprechender Oberflächen und eine entsprechende mikro partielle Vereinnahmung des Suspensionsmaterials im energetisierten Wasser gewährleistet. Ist dieser Prozeß in einer solchen Weise abgelau fen, dann hat sich mit höchstem Wirkungsgrad die eingetragene Energie sozusagen auf die Verbindungsintensität und die entsprechende morpho logische Veränderung des Suspensionsmaterials übertragen und so herge stellte Suspensionen haben gegenüber den bekannten die entsprechenden besseren Qualitäten. Insbesondere wenn es sich um feinkörniges Suspen sionsmaterial handelt, wie beispielsweise feingemahlene Steinmehle, kann dieses in eine Verwirbelungsbewegung gebracht werden und in das ener getisierte Wasser appliziert werden. Bei der erfindungsgemäßen Vor richtung ist die Energieanreicherungseinrichtung mit dem Gerät zur Tropfen- oder Staubkornbildung fest verbunden. Der Zwischenboden ist gegen die Innenfläche abgedichtet. Dieser Zwischenboden ist mit meh reren auf einem Lochkreis liegenden Bohrungen versehen, die im Grund einer konzentrisch zum Mittelpunkt verlaufenden, nach unten sich ver jüngenden Rinne liegen. Durch diese konische Gestaltung fließt das Suspensionsmaterial fortlaufend in die Rinne, und zwar unabhängig von der Füllmenge durch einen entsprechenden Druckausgleich in dem Raum oberhalb des Zwischenbodens. Der oberhalb des Zwischenbodens liegende Raum kann ganz oder teilweise gefüllt werden. Der Druck darf jedoch nur so groß sein, daß er sich durch den Spalt zwischen dem äußeren Rand der Dichtung des Zwischenbodens und der Innenfläche des Tropfen oder Staubkornbildungsgerätes in den unterhalb des Zwischenbodens liegenden Tropfraum oder sogar in den Applikationsraum fortsetzt. Der unterhalb des Zwischenbodens liegende Raum muß immer drucklos sein.

Konstruktive Einzelheiten der Vorrichtung, die Gegenstand der vorlie genden Erfindung ist, sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen. Anhand der Zeichnung wird die Vorrichtung noch näher er läutert. Es zeigt:

Fig. 1 den oberen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt und in vereinfachter Darstellung.

Die in der Fig. 1 aufgezeigte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer allgemein mit 10 bezeichneten Einrichtung zur Energieanreiche rung von Wasser und einem fest mit der Einrichtung 10 verbundenen Ge rät 11 zur Tropfen- oder Staubkorndosierung, welches in der nachfolgen den Beschreibung mit Tropfendosiergerät bezeichnet wird. In diesem Ge rät wird mittels eines nicht dargestellten Accelerators eine vorbestimmte Menge von Wasser unter den Einfluß von Saugkräften in einer laminaren Wir belströmung bei ständiger Richtungsänderung turbulenzfrei über eine vorbestimmte Zeitdauer umgewälzt. Aus den Darstellungsgründen ist von der Einrichtung 10 nur der obere Bereich dargestellt. Er besteht aus einem Mittelstück 12 und einem Oberteil 13, welches nach Art eines Deckels ausgebildet ist. Die Verbindung des Mittelstückes 12 mit dem Oberteil 13 erfolgt durch miteinander verschraubte Ringflansche. Das Mittelstück 12 ist im Querschnitt zylindrisch ausgebildet, wobei jedoch sich die Querschnitte nach oben und unten vergrößern. Im unteren, dem Tropfenbildegerät 12 abgewandt liegenden Bereich ist ein Accelerator montiert. Die Einrichtung 10 enthält außerdem einen im Aufriß hyper bolischen Innenbehälter 14. Das Wasser durchströmt den Innenbehälter 14 von oben nach unten, bedingt durch die vom Accelerator erzeugte Saugkraft. Der von dem Innenbehälter 14 innenseitig begrenzte Ring spalt wird von unten nach oben durchströmt. Andeutungsweise ist der Verlauf des strömenden Wassers im oberen Bereich durch die strichpunk tierten Linien dargestellt. Die Bewegung des Wassers ist demzufolge eine hyperbolische Bewegung. Aus dem Oberteil 13, dem Mittelstück 12 und dem nicht dargestellten Unterteil wird ein im wesentlichen ge schlossenes Außengehäuse gebildet. Das Tropfenbildegerät 11 beinhaltet ein einen Dom bildendes, im Querschnitt kreisringförmig ausgebildetes Rohr 15, welches zentrisch in das Oberteil 13 eingesetzt ist. Die Höhe des Rohres 15 beträgt mindestens 300 mm. An der oberen Seite ist das Rohr 15 durch nicht näher erläuterte Abdeckplatten 16, 17 verschlossen. Die Abdeckplatten 16, 17 sind mit einem andeutungsweise dargestellten Füllanschluß 18 und einem ebenfalls andeutungsweise dargestellten Druck anschluß 19 versehen. Im Innenraum des Rohres 15 ist eine Lochplatte 20 an einer Führungsstange 21 befestigt, die die Abdeckplatten 16, 17 durch dringt. Die Verstelleinrichtung für die Lochplatte 20 ist nicht näher dargestellt. Der äußere Rand der Lochplatte 20 ist durch den andeutungs weise dargestellten O-Ring 22 gegenüber der Innenfläche des Rohres 15 abgedichtet. Die Lochplatte 20 ist mit einer Vielzahl von Bohrungen 23 mit verhältnismäßig kleinen Durchmessern versehen. An der oberen, der Einrichtung zur Energieanreicherung abgewandt liegenden Seite ist die Lochplatte 20 mit einer konzentrisch zur Führungsstange 21 verlaufen den Rille versehen, in deren Grund die Bohrungen 23 vorgesehen sind. Der Raum zwischen den Abdeckplatten 16, 17 und der Lochplatte 20 wird unter Druck gesetzt, so daß aus einem flüssigen Suspensionsmaterial Tropfen gebildet werden, die durch die Bohrungen 23 hindurchtreten und im freien Fall auf den oberen hyperbolischen Mundrand der Wasser strömung treffen, wie die Fig. 1 zeigt. Die an der oberen Seite rillen förmig gestaltete Lochplatte 20 bietet den Vorteil, daß das Suspen sionsmaterial nachfließt. Der unterhalb der Lochplatte 23 liegende Tropfraum wird nicht mit Druck beaufschlagt. Durch die bereits be schriebenen Oberflächen erfolgt die angestrebte Verbindung. Der Durch messer des Rohres 15 des Tropfenbildegerätes 11 beträgt ca. 2/3 des Durchmessers des Mittelstückes 12, gerechnet von dem kleinsten durch messer des Mittelstückes 12.

Bezugszeichen

10 Einrichtung
11 Tropfen- oder Staubkorndosiergerät
12 Mittelstück
13 Oberteil
14 Innenbehälter
15 Rohr
16 Abdeckplatte
17 Abdeckplatte
18 Füllanschluß
19 Druckanschluß
20 Lochplatte
21 Führungsstange
22 O-Ring
23 Bohrung

Claims

1. Suspension mit Emulsions- oder Molekulardispersionscharakter, gekennzeichnet durch die Verbindung von energetisiertem Wasser mit mindestens einem festen oder flüssigen, in das energetisierte Wasser applizierten Stoff.

2. Verfahren zur Herstellung einer Suspension nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen oder flüssigen Stoffe in das energeti sierte Wasser appliziert werden, wobei während der Kontaktphase spezi fische Oberflächen von mindestens 1400 m² pro Kubikmeter gebildet wer den.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Kon taktphase das Wasser energetisiert wird, und daß die festen oder flüssi gen Stoffe emulsionsartig oder molekulardispersionsartig aufbereitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in das energetisierte Wasser zu applizierenden flüssigen Stoffe in Form von Tropfen und die zu applizierenden festen Stoffe in Staubkornform in das energetisierte Wasser eingebracht werden, wobei die Stoffe in einen unter Druck stehenden Behälter eingebracht sind, und daß die Größe der Tropfen bzw. Menge der Staubkörner durch Regelung des Druckes veränder bar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe nach der Tropfenbildung oder nach der Staubkornmengenregulierung im freien Fall in das energetisierte Wasser eingebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fallhöhe in Abhängigkeit von dem jeweils zu applizierenden Stoff veränderbar ist.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zu applizierende Stoff im Zuge der Umlenkung des aus dem Wasser gebildeten Volumenstromes appliziert wird, vorzugsweise während einer hyperbolischen Bewegung.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der Applizierung des Stoffes die Oberflächen in Folge einer entsprechenden Dynamisierung verändert werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zu applizierende Stoff im Zuge einer Rotationsbewegung in die Oberflächen des Wasserstromes einge spritzt oder tangential eingedüst wird, wobei die Oberflächen in einen entsprechenden Zustand gebracht sind.

10. Vorrichtung zur Herstellung der Suspension nach Anspruch 1 und zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (10) zur Energieanreiche rung des Wassers und ein oberhalb der Energieanreicherungseinrichtung (10) liegendes Tropfen- oder Staubkorndosiergerät (11), welches mit einer Lochplatte (20) ausgerüstet ist, die die untere Begrenzung einer Druckkammer bildet, in der der zu applizierende Stoff einfüllbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trop fen- oder Staubkorndosiergerät (11) aus einem auf die Energieanrei cherungseinrichtung (10) aufgesetzten, rohrförmigen Behälter (15) ge bildet ist, und daß in dem Behälter (15) die Lochplatte (20) höhenver stellbar angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Loch platte an der der Energieanreicherungseinrichtung (10) abgewandt lie genden Seite eine konzentrisch zur Mittelachse verlaufende Rinne auf weist, und daß im Grund der Rinne eine Vielzahl von im gleichen Winkel abstand zueinander angeordneten Bohrungen (23) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des rohrförmigen Behälters (15) mindestens 300 mm beträgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des aus den Bohrungen (23) der Lochplatte (20) gebildeten Lochkreises so ausgelegt ist, daß in der vertikalen Projektion der hy perbolische Mundrand der Wasserströmung liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des rohrförmigen Behälters (15) ca. zwei drittel des klein sten Durchmessers des Mittelstückes (12) des Außenbehälters der Ener gieanreicherungseinrichtung (10) beträgt.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das obere, der Energieanrei cherungseinrichtung (10) abgewandt liegende Ende des rohrförmigen Be hälters (15) durch wenigstens eine Abdeckplatte (16, 17) verschlossen ist, und daß die Abdeckplatte bzw. die Abdeckplatten (16, 17) mit einem Füllanschluß (18) und einem Druckanschluß (19) versehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zentrisch in der Abdeckplatte bzw. in den Abdeckplatten (16, 17) eine Führungsboh rung vorgesehen ist, in der eine Führungsstange (21) verschiebbar ge führt ist, an der die Lochplatte (20) angebracht ist.