DE4128999A1 - Verfahren und vorrichtung zum vermischen schwer mischbarer fluide zur bildung einer dispersion insbesondere emulsion - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum vermischen schwer mischbarer fluide zur bildung einer dispersion insbesondere emulsionInfo
- Publication number
- DE4128999A1 DE4128999A1 DE4128999A DE4128999A DE4128999A1 DE 4128999 A1 DE4128999 A1 DE 4128999A1 DE 4128999 A DE4128999 A DE 4128999A DE 4128999 A DE4128999 A DE 4128999A DE 4128999 A1 DE4128999 A1 DE 4128999A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- phase
- mixing
- spindle
- cone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
- B01F25/23—Mixing by intersecting jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
- B01F25/442—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the relative position of the surfaces during operation
- B01F25/4422—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the relative position of the surfaces during operation the surfaces being maintained in a fixed but adjustable position, spaced from each other, therefore allowing the slit spacing to be varied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
- B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
- B01F25/4412—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between opposed planar surfaces, e.g. pushed again each other by springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
- B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
- B01F25/4413—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between opposed conical or cylindrical surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
- B01F2025/912—Radial flow
- B01F2025/9122—Radial flow from the circumference to the center
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
- B01F23/41—Emulsifying
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermischen schwer
mischbarer Fluide zur Bildung einer Dispersion, insbesondere
Emulsion, bei welchem unter Druck die innere in die äußere
Phase dispergiert wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der US
45 33 254 bekannt. Bei diesem Verfahren wird zur Bildung einer
Emulsion aus zwei schwer mischbaren Flüssigkeiten (z. B.
Öl und Wasser) zunächst eine sogenannte Rohemulsion hergestellt,
d. h. beide flüssigen Phasen werden einem Mischbehälter
zugeführt und dort beispielsweise mittels Rühren vorgemischt.
Die so entstandene Rohemulsion wird anschließend
auf einen sehr hohen Druck gebracht, der abhängig ist von
der jeweils eingesetzten inneren (dispersen) Phase (bis zu
1400 bar), denn zum Dispergieren der inneren Phase in die
äußere Phase ist ein sehr hoher Energieaufwand erforderlich,
um zur Zerkleinerung der Partikal der inneren Phase
die Anziehungskräfte zwischen den Partikeln zu überwinden,
die sehr viel höher sind als in der äußeren Phase. Die gesamte
Rohemulsion wird deshalb auf den für die innere Phase
erforderlichen Zerteilungsdruck gepumpt und anschließend
schlagartig entspannt, wobei nach dem Verfahren gemäß US
45 33 254 die Rohemulsion in zwei Teilströme unterteilt und
durch gegeneinander angeordnete Spalte im Gegenstrahl dünnlagig
zusammengeführt werden. Durch Scherwirkung und Kavitation
werden dann die Flüssigkeitstropfen zerkleinert und in
der austretenden turbulenten Strömung intensiv vermischt.
Bei den bekannten Dispergierverfahren ist somit ein erheblicher
Energieaufwand erforderlich, da die gesamte vorgemischte
Rohemulsion auf den für die innere Phase erforderlichen
Druck gepumpt werden muß. Die innere Phase hat jedoch üblicherweise
nur einen Anteil von 5 bis 20% an der Gesamtmischung,
so daß der weitaus größte Anteil der aufgewendeten
Energie auf die äußere Phase angewendet wird. Dies führt zu
einem entsprechend großen Energieverlust und außerdem zu einer
erheblichen Erwärmung der Mischung, was für wärmeempfindliche
Mischungen entsprechend nachteilig ist. Von weiterem
Nachteil bei den bekannten Verfahren ist, daß diese nur
diskontinuierlich arbeiten können, da es erforderlich ist,
vor der eigentlichen Dispergierung eine Rohemulsion in einem
entsprechenden Mischbehälter herzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit
der die Herstellung einer Dispersion, insbesondere einer
Emulsion, kontinuierlich mit wesentlich geringerem Energieaufwand
möglich gemacht werden soll.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere
Phase mit hohem Druck und die äußere Phase mit wesentlich
geringerem Druck ohne Vormischung kontinuierlich aufeinander
zugeführt und in Form dünner, flacher Schichten im Gegenstrahl
zusammengeführt werden.
Mit diesem Verfahren ist es überraschend möglich, Dispersionen
bzw. Emulsionen (bei zwei flüssigen Phasen) mit sehr homogen
dispergierter innerer Phase kontinuierlich mit wesentlich
geringerem Energieaufwand zu erzeugen. Dabei werden
beide Phase getrennt voneinander einzeln zugeführt, und
zwar jeweils mit dem für die jeweilige Phase erforderlichen
Druck, d. h. für die innere Phase mit dem notwendigen Zerteildruck
(abhängig von der Phaseneigenschaft etwa 1000 bar
für Öl) und für die äußere Phase mit einem wesentlich
geringeren Druck (etwa bis zu 100 bar für Wasser). Durch
die Zusammenführung beider Phasen in sehr dünnen, flachen
Schichten gelingt es überraschend, zu vermeiden, daß sich
Agglomerationen der Partikel einer Phase, insbesondere der
inneren Phase, bilden, vielmehr findet eine intensive Vermischung
aller Flüssigkeitsteilchen mit entsprechend feiner
Dispergierung statt. Durch die wesentlich geringere Energiezufuhr
entsteht bei der Entspannung eine wesentlich geringere
Dissipationswärme, so daß sich die gebildete Emulsion gegenüber
bekannten Verfahren viel weniger erwärmt und somit
das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch für wärmeempfindliche
Mischungen besonders geeignet ist. Außerdem
läßt sich das Verfahren, da es kontinuierlich durchführbar
ist, auch für die Herstellung von Dispersionen einsetzen,
für die bisher keine befriedigenden Herstellungsverfahren
zur Verfügung standen (z. B. Wasser und Acrylsilikat, Wasser
und verflüssigte Harze, Fluor, Kohlenwasserstoff und pharmazeutische
Wirksubstanzen).
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß jede Phase zur Bildung einer dünnen, flachen Schicht
vor dem Zusammenführen mit der anderen Phase durch einen engen
Spalt geführt und beschleunigt wird. Durch diese Verfahrensführung,
die sich besonders einfach durch entsprechend
einstellbare Ventile, durch die die jeweilige Phase geführt
wird, verwirklichen läßt, ist es möglich, die jeweilige Phase
in eine entsprechend dünne und flache Schichtströmung zu
bringen, um eine optimale Durchmischung zu gewährleisten.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Phasengemisch
nach dem Zusammentreffen beider Phasen im Zentrum des Mischbereiches
abgeführt wird. Es findet dann anschließend auch
bei der Abführung noch eine weitere Zerkleinerung und Durchmischung
in turbulenter Strömung statt.
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung
auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
vor, die durch zwei gegenüberliegende Entspannungsventile
und ein mittig zwischen diesen angeordnetes Misch- und Austrittsventil
gekennzeichnet ist.
Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, die getrennt zugeführten
und mit unterschiedlichem Druck beaufschlagten Phasen
jeweils in einem engen Ventilspalt zu entspannen und
die beiden Flüssigkeitsströme entsprechend dünnlagig einzustellen,
um beim anschließenden Aufeinandertreffen eine intensive
Vermischung aller Flüssigkeitsteilchen zu gewährleisten.
Außerdem ist von Vorteil, daß durch den zentralen Austritt
des Gemisches durch das Misch- und Austrittsventil
auch noch eine nachträgliche Mischung mit Endzerkleinerung
in turbulenter Strömung stattfindet.
Dabei ist vorgesehen, daß jedem Entspannungsventil jeweils
eine Dosierpumpe für jede Phase zugeordnet ist. Da die äußere
Phase mit dem wesentlich größeren Flüssigkeitsstrom nur
auf ein relativ geringes Druckniveau und nur die innere Phase
mit dem deutlich geringen Flüssigkeitsstrom auf das hohe
Druckniveau gepumpt werden müssen, werden keine derart leistungsstarken
Pumpen benötigt, wie bei bekannten Verfahren,
bei denen die gesamte vorgemischte Rohemulsion auf das hohe
Druckniveau der inneren Phase gebracht werden muß.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß alle Ventile unabhängig voneinander
einstellbar sind. Ein und dieselbe Vorrichtung
kann dann entsprechend zur Bildung unterschiedlicher Emulsionen
eingesetzt werden, ohne Veränderungen vornehmen zu
müssen, lediglich die Ventilkegel sind entsprechend einzustellen,
damit zum einen die innere Phase druckentspannt
und geschert wird und zum anderen die Stärke der Flüssigkeitsströme
individuell bestimmt werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die beiden
um 180°C gegenüberliegenden Entspannungsventile
flachkegelige Ventilsitze mit entsprechenden Ventilkegeln
aufweisen, wobei insbesondere das Misch- und Austrittsventil
von einer im Ventilkegel des einen Entspannungsventils
mittig und axial angeordneten Austrittsbohrung mit Eintritt
an der Stirnseite des Kegels und von einem zylindrischen
Stempel gebildet ist, der im Ventilkegel des gegenüberliegenden
Entspannungsventils teleskopisch angeordnet und unabhängig
von diesem einstellbar ist. Diese Ausführungsform
ist besonders vorteilhaft, da sie eine leichte Handhabung
ermöglicht, besonders kompakt ist und von daher bei derartigen
Hochdruckapparaturen auftretende Abdichtungsprobleme
aufgrund der geringen Baugröße sehr gering hält. Es ist außerdem
gewährleistet, daß die beiden Phasen vor der Vermischung
und auch danach nur sehr kurze Wege zurücklegen müssen,
wodurch eine Agglomeration der Partikel einer Phase
verhindert wird.
Von Vorteil ist es weiterhin, daß die Austrittsöffnung über
eine axiale Bohrung durch Ventilkegel und Ventilspindel
nach außen geführt ist. Auch dadurch wird die Baugröße der
Vorrichtung gering gehalten.
Schließlich zeichnet sich die Vorrichtung auch noch dadurch
aus, daß der teleskopische Stempel eine eigene Spindel aufweist,
die in der als Hohlwelle ausgebildeten Ventilspindel
gelagert ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 größtenteils im Längsschnitt eine Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 in vergrößerter Schnittdarstellung die Vorrichtung
nach Fig. 1 in einem für die Erfindung wesentlichen
Ausschnitt und in
Fig. 3 in vergrößerter Schnittdarstellung den Mischbereich
der Vorrichtung nach Fig. 1.
Eine Vorrichtung zum Vermischen schwer mischbarer Fluide
zur Bildung einer Dispersion, insbesondere einer Emulsion,
ist in der Zeichnung allgemein mit 1 bezeichnet. Diese Vorrichtung
weist zunächst ein Gehäuse 2 auf, in welchem zwei
gegenüberliegende Entspannungsventile 3, 4 und zwischen diesen
ein Misch- und Austrittsventil 5 angeordnet sind.
Dabei weist das Entspannungsventil 3 einen flachkegeligen
Ventilsitz 6 und einen entsprechend ausgebildeten Ventilkegel
7 auf, wobei der Ventilsitz 6 als entsprechend konische
Bohrung im Gehäuse 2 ausgebildet ist. Der Ventilkegel 7
setzt sich in eine Ventilspindel 8 fort, die aus dem Gehäuse
2 herausragt und entsprechend mit einer Mutter und einem
Spindelantrieb, welche nicht dargestellt sind, zusammenwirkt,
um die axiale Verstellbarkeit der Spindel 8 und somit
des Ventilkegels 7 zu gewährleisten.
Dabei ist die Ventilspindel 8 in einer sich nach außen hin
absatzweise vergrößernden Bohrung 9 unter Zwischenschaltung
weiterer Elemente geführt, nämlich zunächst Dichtungen 10,
die eine Abdichtung der Spindel 8 gegenüber einem Einlaßraum
11 für die innere Phase der zu bildenden Emulsion bewirken,
ein Gehäuseeinsatzstück 12, auf das nachfolgend
noch näher eingegangen wird, mit einer Dichtungsaufnahme 13
für Dichtungen 14 sowie ein Druckring 15 zur Anpressung der
Dichtungen 14 und eine Dichtungsmutter 16, die in die entsprechende
Bohrung des Gehäuses 2 einschraubbar ist (Verschraubung
17).
Das andere Entspannungsventil 4 für die äußere Phase der zu
bildenden Emulsion weist einen flachkegeligen Ventilsitz 18
auf, der als entsprechende Bohrung im Gehäuse 2 ausgebildet
ist, und einen entsprechend ausgebildeten Ventilkegel 19.
Dieser Ventilkegel 19 setzt sich in eine Ventilspindel 20
fort, die wie der Ventilkegel 19 als Hohlwelle ausgeführt
ist, deren Funktion noch erläutert wird. Die Ventilspindel
20 ist in einer sich absatzweise nach außen hin vergrößernden
Bohrung 21 des Gehäuses 2 geführt und ist gegenüber einem
von dem inneren Teil der Bohrung 21 gebildeten Einlaßraum
22 für die äußere Phase der zu bildenden Emulsion mit
Dichtungen 23 mit Stützring 23a abgedichtet. Diese Dichtungen
sind von einem Druckring 24 und einer Dichtungsmutter
25, die in der Gehäusebohrung 21 festlegbar ist (Verschraubung
26), dichtend angepreßt.
Das Misch- und Austrittsventil 5 ist von einer im Ventilkegel
7 des Entspannungsventils 3 mittig und axial angeordneten
Austrittsbohrung 27 mit Eintritt an der Stirnseite des
Kegels 7 und von einem zylindrischen Stempel 28 gebildet,
der im Ventilkegel 19 (in der entsprechenden Bohrung desselben)
des Entspannungsventils 4 teleskopisch angeordnet ist.
Die Austrittsbohrung 27 des Misch- und Auslaßventils 5
setzt sich in eine axiale Bohrung 29 durch den Ventilkegel
7 und die Ventilspindel 8 fort und mündet in eine radiale
Querbohrung 30 der Ventilspindel 8. Diese Querbohrung 30
ist im Bereich des Gehäuseeinsatzstückes 12 angeordnet, derart,
daß diese in eine Querbohrung 31 des Gehäuseeinsatzstückes
12 mündet, welche einen größeren Durchmesser aufweist
als die Querbohrung 30, derart, daß bei axialer Verschiebung
der Spindel 8 dennoch beide Bohrungen 30, 31 in
Verbindung stehen. In diese Querbohrung 31 ist ein Austrittsrohr
32 zur Abführung der gebildeten Emulsion eingesetzt,
die durch eine Gehäusebohrung 33 aus dem Gehäuse 2
herausgeführt ist und mit einer Dichtung 34 gegenüber dem
Gehäuseeinsatzstück 12 abgedichtet ist. Jeweils mit den Einlaßräumen
11, 22 für die innere bzw. äußere Phase der zu
bildenden Emulsion sind Eintrittskanäle 35 für die innere
Phase und 36 für die äußere Phase vorgesehen, an die entsprechende
Zuleitungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt
sind, und insbesondere jeweils eine Dosierpumpe zur
Erzeugung des für die jeweilige Phase erforderlichen Drucks
angeschlossen sind, worauf nachfolgend noch näher eingegangen
wird.
Zur axialen Verstellbarkeit des Ventilkegels 19 des Entspannungsventils
4 gegenüber dem entsprechenden Ventilsitz 18
ist die zugehörige, als Hohlwelle ausgeführte Ventilspindel
20 an ihrem freien Ende mit einem Gewinde 37 versehen, beispielsweise
mit einem Trapezgewinde. Der zylindrische Stempel
28 des Misch- und Austrittsventils 5 ist ebenfalls mit
einer eigenen Spindel 38 versehen, die in der Hohlwelle der
Spindel 20 geführt ist und am freien Ende aus dieser herausragt,
an diesem freien Ende weist sie ebenfalls ein Antriebsgewinde
39 auf, z. B. ein Trapezgewinde. Zum unabhängigen
Antrieb beider Spindeln 20, 38 sind zwei Zahnscheiben
40a und 40 vorgesehen, die mit den Gewinden 37, 39 der Spindeln
20, 38 zusammenwirken. Dabei ist die Anordnung so getroffen,
daß die Zahnscheibe 40a auf der Dichtungsmutter 25
drehbar gelagert ist, und zwar mit einem Gleitring 41, der
axial von einem Vorsprung 42 der Dichtungsmutter 25 fixiert
ist, während die Zahnscheibe 40a an der freien Stirnfläche
der Dichtungsmutter 25 anliegt und in axialer Richtung an
dem Gleitring 41 festgelegt ist (Befestigungselemente 43).
Die Zahnscheibe 40a selbst sitzt auf einem Gleitzapfen 44
und ist über Fixierelemente 45 drehfest mit diesem verbunden.
Dieser Gleitzapfen 44 weist ein Innengewinde auf, welches
mit dem Gewinde 37 der Spindel 20 zusammenwirkt.
Die Zahnscheibe 40 für die Spindel 39 ist mit einem Gleitring
46 und entsprechenden Befestigungselementen 47 drehbar
am freien Ende des Gleitzapfens 44 gelagert und in axialer
Richtung festgelegt (Vorsprung 48 am Gleitzapfen 44). Soll
nun der Ventilkegel 19 des Entspannungsventils 4 in axialer
Richtung gegenüber dem zugeordneten Ventilsitz 18 verstellt
werden, so ist entsprechend die Zahnscheibe 40a zu verdrehen,
wodurch gleichzeitig der Gleitzapfen 44 mitgedreht
wird und über das Trapezgewinde 37 der Spindel 20 die axiale
Verschiebung bewirkt. Die Spindel 38 des teleskopischen
Stempels 28 des Misch- und Austrittsventils 5 wird dadurch
nicht beeinflußt, da die Zahnscheibe 40 frei drehbar auf
dem Gleitzapfen 44 gelagert ist. Soll nun entsprechend zur
Verstellung des Misch- und Austrittsventils 5 die Spindel
38 axial verstellt werden, so ist die Zahnscheibe 40 zu betätigen,
ohne daß dadurch die Zahnscheibe 40a bzw. die Spindel
20 beeinflußt wird. Damit sind sämtliche Ventile 3, 4,
5 unabhängig voneinander einstellbar.
Der Verfahrensablauf mit der beschriebenen Vorrichtung 1
ist der folgende:
In Abhängigkeit von der herzustellenden Dispersion bzw.
Emulsion, also von den Eigenschaften der jeweiligen inneren
bzw. äußeren Phase werden die jeweiligen Ventile 3, 4 und 5
durch entsprechende axiale Verstellung der Ventilkegel zu
den Ventilsitzen eingestellt, wodurch sich die Breite der
Ventilspalte 49, 50 entsprechend regulieren läßt. So ist
beispielsweise beim Entspannungsventil 3 für die innere Phase
(z. B. Öl) eine Spaltbreite von etwa 30 µm vorgesehen,
d. h., es wird hier eine sehr geringe Spaltbreite eingestellt.
In derselben Größenordnung ist auch die Spaltbreite
des Entspannungsventils 4 für die äußere Phase (z. B. Wasser)
reguliert.
Die beiden Phasen werden dann unabhängig und getrennt voneinander
durch die Eintrittskanäle 35 bzw. 36 von den zugeordneten
Dosierpumpen mit unterschiedlichen Drücken in die
Vorrichtung gepumpt (für die innere Phase Öl, z. B. etwa
1000 bar und für die äußere Phase Wasser bis zu 100 bar).
Beide Phasen treten dann durch die Einlaßräume 11 bzw. 22
in den jeweiligen Ventilspalt 49, 50 ein. Beim Passieren
des Ventilspaltes 49 wird die Flüssigkeit der inneren Phase
zerkleinert. Aufgrund des sehr engen Spaltes und des hohen
Druckes wird sehr viel Energie dissipiert und die ausströmende
Flüssigkeit der inneren Phase verläßt den Spalt 49
mit hoher Geschwindigkeit in einer dünnen flachen Schicht
im 2-Phasen Zustand, der teilweise flüssig und teilweise
dampfförmig ist, und trifft in dieser Form auf den entgegenkommenden
Flüssigkeitsstrom der äußeren Phase, die durch
den Ventilspalt 50 des Entspannungsventils 4 tritt. Dabei
ist der Spalt 50 zwischen dem Ventilkegel 19 und dem Ventilsitz
18 des Entspannungsventils 4 entsprechend eingestellt,
um auch dieser Strömung eine dünnlagige Form zu geben.
Beide Strömungen der beiden Phasen treffen sich mittig und
mischen sich bei großer Turbulenz innerhalb eines Spaltes
51, der durch den Stempel 28 und den gegenüberliegenden Ventilkegel
7 gebildet wird. Die dabei entstehende Emulsion
fließt über die zentrale Austrittsbohrung 27 des Ventilkegels
7 und weiter über die Bohrung 29 ab. Dabei erfolgt
auch beim Austritt eine zusätzliche Mischung mit Endzerkleinerung
in turbulenter Strömung. Die Emulsion wird dann über
das Austrittsrohr 32 abgeführt.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das in der Zeichnung
dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung sind möglich, ohne den Grundgedanken
zu verlassen. So eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren
nicht nur zur Bildung von Emulsionen, sondern auch
zur Herstellung anderer Dispersionen. Wesentlich ist jedoch,
daß keine Vormischung der beiden Phasen stattfindet,
diese mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt getrennt voneinander
aufgegeben und in flacher Strömung gegeneinander
geführt werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Vermischen schwer mischbarer Fluide zur Bildung
einer Dispersion, insbesondere Emulsion, bei welchem
unter Druck die innere in die äußere Phase dispergiert
wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Phase mit hohem Druck und die äußere Phase
mit wesentlich geringerem Druck ohne Vormischung kontinuierlich
aufeinander zugeführt und in Form dünner, flacher
Schichten im Gegenstrahl zusammengeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Phase zur Bildung einer dünnen, flachen Schicht
vor dem Zusammenführen mit der anderen Phase durch einen engen
Spalt geführt und beschleunigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Phasengemisch nach dem Zusammentreffen beider Phasen
im Zentrum des Mischbereiches abgeführt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
oder einem der folgenden,
gekennzeichnet durch
zwei gegenüberliegende Entspannungsventile (3, 4) und ein
mittig zwischen diesen angeordnetes Misch- und Austrittsventil
(5).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Entspannungsventil (3, 4) jeweils eine Dosierpumpe
für jede Phase zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle Ventile (3, 4, 5) unabhängig voneinander einstellbar
sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden um 180° gegenüberliegenden Entspannungsventile
(3, 4) flachkegelige Ventilsitze (6, 18) mit entsprechenden
Ventilkegeln (7, 19) aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Misch- und Austrittsventil (5) von einer im Ventilkegel
(7) des einen Entspannungsventils (3) mittig und
axial angeordneten Austrittsbohrung (27) mit Eintritt an
der Stirnseite des Kegels (7) und von einem zylindrischen
Stempel (28) gebildet ist, der im Ventilkegel (18) des gegenüberliegenden
Entspannungsventils (4) teleskopisch angeordnet
und unabhängig von diesem einstellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Austrittsbohrung (27) über eine axiale Bohrung (28)
durch Ventilkegel (7) und Ventilspindel (8) nach außen geführt
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der teleskopische Stempel (28) eine eigene Spindel (38)
aufweist, die in der als Hohlwelle ausgebildeten Ventilspindel
(20) gelagert ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4128999A DE4128999A1 (de) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Verfahren und vorrichtung zum vermischen schwer mischbarer fluide zur bildung einer dispersion insbesondere emulsion |
US08/014,840 US5366287A (en) | 1991-08-31 | 1993-02-08 | Apparatus for homogenizing essentially immiscible liquids for forming an emulsion |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4128999A DE4128999A1 (de) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Verfahren und vorrichtung zum vermischen schwer mischbarer fluide zur bildung einer dispersion insbesondere emulsion |
US08/014,840 US5366287A (en) | 1991-08-31 | 1993-02-08 | Apparatus for homogenizing essentially immiscible liquids for forming an emulsion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4128999A1 true DE4128999A1 (de) | 1993-03-04 |
DE4128999C2 DE4128999C2 (de) | 1993-06-17 |
Family
ID=25906880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4128999A Granted DE4128999A1 (de) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Verfahren und vorrichtung zum vermischen schwer mischbarer fluide zur bildung einer dispersion insbesondere emulsion |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5366287A (de) |
DE (1) | DE4128999A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005044046B4 (de) * | 2005-09-15 | 2007-01-18 | Adrian Verstallen | Vorrichtung zur Herstellung einer Dieselöl-Wasser-Mikroemulsion und zur Einspritzung dieser Emulsion in einen Dieselmotor |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5720551A (en) * | 1994-10-28 | 1998-02-24 | Shechter; Tal | Forming emulsions |
US5779355A (en) * | 1997-02-27 | 1998-07-14 | Roger H. Woods Limited | Mixing apparatus venturi coupled multiple shear mixing apparatus for repairing a liquid-solid slurry |
US5927852A (en) * | 1997-12-01 | 1999-07-27 | Minnesota Mining And Manfacturing Company | Process for production of heat sensitive dispersions or emulsions |
US5976232A (en) * | 1998-04-30 | 1999-11-02 | Hewlett-Packard Company | Homogenization process for ink-jet inks containing fine dispersions of pigments |
CN1136784C (zh) | 1998-07-07 | 2004-02-04 | 荷兰联合利华有限公司 | 制备充气冷冻食品的方法 |
SE9804442D0 (sv) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Global Powder Ab | Anordning och metod för kontinuerlig blandning |
US6443610B1 (en) | 1998-12-23 | 2002-09-03 | B.E.E. International | Processing product components |
TW536425B (en) * | 2001-05-30 | 2003-06-11 | Cam Tecnologie S P A | A static mixer and a process for producing dispersions, in particular dispersions of liquid fuel with water |
KR100465662B1 (ko) * | 2002-02-27 | 2005-01-13 | 조용래 | 대향 충돌형 분쇄 분산장치 |
US20030199595A1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-10-23 | Kozyuk Oleg V. | Device and method of creating hydrodynamic cavitation in fluids |
US6923213B2 (en) * | 2002-09-18 | 2005-08-02 | Imation Corp. | Fluid processing device with annular flow paths |
US20050150155A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-14 | Clean Fuels Technology, Inc., A Nevada Corporation. | Mixing apparatus and method for manufacturing an emulsified fuel |
US7422360B2 (en) * | 2005-02-23 | 2008-09-09 | Cavitech Holdings, Llc | Fluid impingement mixing device |
US20070140046A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-21 | Imation Corp. | Multiple-stream annular fluid processor |
US20080144430A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Imation Corp. | Annular fluid processor with different annular path areas |
US20080203199A1 (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-28 | Imation Corp. | Processing of a guar dispersion for particle size reduction |
US20090071544A1 (en) * | 2007-09-14 | 2009-03-19 | Vek Nanotechnologies, Inc. | Fluid conditioning and mixing apparatus and method for using same |
CN109482657A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-19 | 西南铝业(集团)有限责任公司 | 一种轧机乳液温度控制系统及热精轧机 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE401477C (de) * | 1922-02-14 | 1924-09-04 | Wilhelm G Schroeder Nachf Otto | Verfahren zum Homogenisieren von Fluessigkeiten |
CH363968A (de) * | 1957-07-13 | 1962-08-31 | Elektro Therapie Mbh Ges | Vorrichtung zum Mischen von fliessfähigen Medien |
DE2023862A1 (en) * | 1970-05-15 | 1971-12-02 | Automatex Rolf Lieb Kg | Liquid mixing without agitators - using axiall y adjustable nozzles - which prevent centrifuging |
DE2651433A1 (de) * | 1976-11-11 | 1978-05-24 | Witt Paul Fa | Vorrichtung zum mischen von gasen oder fluessigkeiten, insbesondere zwei komponenten |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1496858A (en) * | 1923-02-17 | 1924-06-10 | Knollenberg Rudolf | Mixing liquids |
US3203675A (en) * | 1963-06-19 | 1965-08-31 | Louis F Muccino | Mixing gun |
US3476521A (en) * | 1967-01-20 | 1969-11-04 | Joseph T Wise | Polymerizing apparatus |
DE1912734B2 (de) * | 1969-03-13 | 1971-04-01 | Farbenfabriken Bayer AG, 5090 Le verkusen | Vorrichtung zum vermischen von schnell miteinander reagie renden komponenten insbesondere fuer die herstellung von schaumstoffen |
SU438432A1 (ru) * | 1972-09-11 | 1974-08-05 | Мухин, А. Ф. Генералов , Р. Б. Тарноруцкии Всесоюзный научно исследовательский , экспериментально конструкторский институт продовольственного машиностроени | Гомогенизирующая головка для жидкихпродуктов |
US3892389A (en) * | 1972-11-29 | 1975-07-01 | Bekaert Sa Nv | Device and method for injecting liquids into a mixing head |
US3941355A (en) * | 1974-06-12 | 1976-03-02 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Mixing insert for foam dispensing apparatus |
US4087862A (en) * | 1975-12-11 | 1978-05-02 | Exxon Research & Engineering Co. | Bladeless mixer and system |
DE2607641C3 (de) * | 1976-02-25 | 1978-12-21 | Admiral Maschinenfabrik Gmbh, 8990 Lindau | Hochdruck-Mischkopf |
JPS52151676A (en) * | 1976-06-11 | 1977-12-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method and equipment for dispersing |
US4108606A (en) * | 1976-12-22 | 1978-08-22 | The Upjohn Company | Universal coupling for reaction injection molding machine |
DE2934350A1 (de) * | 1979-08-24 | 1981-03-12 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren und einrichtung zum erzeugen eines massiv-oder schaumstoff bildenden, fliessfaehigen reaktionsgemisches |
DE2936223A1 (de) * | 1979-09-07 | 1981-03-19 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren und einrichtung zum herstellen eines reaktionsgemisches aus fliessfaehigen, schaum- oder massivstoff bildenden komponenten |
US4533254A (en) * | 1981-04-17 | 1985-08-06 | Biotechnology Development Corporation | Apparatus for forming emulsions |
DE3521236A1 (de) * | 1985-06-13 | 1986-12-18 | IBW Ingenieur-Büro Woitzel GmbH, 4530 Ibbenbüren | Mischkopf zum vermischen zumindest zweier kunststoff bildender komponenten |
US4856908A (en) * | 1987-03-06 | 1989-08-15 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Mixing head of injection molding machine |
US4778083A (en) * | 1987-08-10 | 1988-10-18 | Decker Herman W | Mixing and dispensing apparatus |
US4854713A (en) * | 1987-11-10 | 1989-08-08 | Krauss-Maffei A.G. | Impingement mixing device with pressure controlled nozzle adjustment |
EP0371135B1 (de) * | 1988-01-30 | 1995-04-19 | Pentel Kabushiki Kaisha | Extrusionsglied |
US5082633A (en) * | 1990-06-14 | 1992-01-21 | The Dow Chemical Company | Mix head for mixing reactive chemicals |
-
1991
- 1991-08-31 DE DE4128999A patent/DE4128999A1/de active Granted
-
1993
- 1993-02-08 US US08/014,840 patent/US5366287A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE401477C (de) * | 1922-02-14 | 1924-09-04 | Wilhelm G Schroeder Nachf Otto | Verfahren zum Homogenisieren von Fluessigkeiten |
CH363968A (de) * | 1957-07-13 | 1962-08-31 | Elektro Therapie Mbh Ges | Vorrichtung zum Mischen von fliessfähigen Medien |
DE2023862A1 (en) * | 1970-05-15 | 1971-12-02 | Automatex Rolf Lieb Kg | Liquid mixing without agitators - using axiall y adjustable nozzles - which prevent centrifuging |
DE2651433A1 (de) * | 1976-11-11 | 1978-05-24 | Witt Paul Fa | Vorrichtung zum mischen von gasen oder fluessigkeiten, insbesondere zwei komponenten |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PTC-WO 89/07007 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005044046B4 (de) * | 2005-09-15 | 2007-01-18 | Adrian Verstallen | Vorrichtung zur Herstellung einer Dieselöl-Wasser-Mikroemulsion und zur Einspritzung dieser Emulsion in einen Dieselmotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4128999C2 (de) | 1993-06-17 |
US5366287A (en) | 1994-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4128999C2 (de) | ||
DE68923718T2 (de) | Kontinuierlicher Mischer für zwei Flüssigkeiten. | |
DE3216939A1 (de) | Knetmaschine | |
DE69825569T2 (de) | Homogenisierungsventil | |
DE2731301A1 (de) | Vorrichtung zum kontinuierlichen mischen | |
DE3123743C2 (de) | ||
EP0090257B1 (de) | Mischvorrichtung für die Herstellung eines chemisch reaktionsfähigen Gemisches aus mindestens zwei flüssigen Kunststoffkomponenten | |
DE3304129A1 (de) | Verfahren und mischer zum kontinuierlichen beleimen von aus holz-spaenen, -fasern od. dgl. bestehendem mischgut | |
DE102007058174B4 (de) | Extruder | |
DE1963376A1 (de) | Einrichtung zum Zugeben und Verteilen einer Fluessigkeit bzw. eines Gases in anderen Medien | |
DE69723362T2 (de) | Homogenisierventil | |
CH632937A5 (de) | Apparat zum homogenisieren von fluessigen und breiigen substanzen. | |
EP0017041A1 (de) | Vorrichtung zum Herstellen eines massive oder zellförmige Stoffe bildenden Reaktionsgemisches aus fliessfähigen Reaktionskomponenten und Einbringen des Reaktionsgemisches in ein Formwerkzeug | |
DE3301043C2 (de) | Mischvorrichtung | |
EP0760254B1 (de) | Vorrichtung zum Homogenisieren fliessfähiger Stoffe | |
CH712233A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Dispersionen mit definierter Partikelgrösse. | |
DE3910132C2 (de) | ||
DE2340726A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen mischen bzw. dispergieren und/oder feinmahlen | |
EP2129454B1 (de) | Strahldispergator | |
DE581826C (de) | Vorrichtung zum Herstellen von Emulsionen | |
EP2975487B1 (de) | Vorrichtung zum Dosieren und Mischen zweier fließfähiger Komponenten | |
EP0374201B1 (de) | Verfahren zur herstellung von formteilen aus heisshärtenden kunststoffen und einrichtung zur durchführung desselben | |
DD146024A5 (de) | Extruder zur bearbeitung thermoplastischer materialien | |
EP3914379B1 (de) | Mischvorrichtung | |
DE1255007B (de) | Pistole zum Mischen und Abgeben eines aus mehreren Komponenten zusammengesetzten Materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: NANOJET ENGINEERING GMBH, 46485 WESEL, DE |
|
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: VERSTALLEN, ADRIAN, 44339 DORTMUND, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HASKEL HOCHDRUCKSYSTEME GMBH, 46485 WESEL, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |