DE4325541A1

DE4325541A1 - Emulgiervorrichtung und Düse für Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenfluß

Info

Publication number: DE4325541A1
Application number: DE4325541A
Authority: DE
Inventors: Yukihiko Karasawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: US5380089A; JP2553287B2; DE4325541B4; JPH0647264A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Emulgiervor richtung für einen Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenfluß, wo bei nichtmischbare Substanzen, wie beispielsweise Wasser und Öl oder feine Teilchen in einer Flüssigkeit dispergiert wer den, sowie eine Düse für den Feststoff-Flüssigkeit-Mehrpha senfluß.

Emulgiervorrichtungen finden eine breite Anwendung zum Dispergieren und Homogenisieren von Rohmaterialflüssigkeit und Teilchen bei der Herstellung von Farben, Pigmenten, Tinte, Arzneimitteln, lichtempfindlichen Materialien, magne tischen Aufzeichnungsträgern usw.

Es sind verschiedenartige Emulgiervorrichtungen be kannt. Um Produkte mit einem höheren Emulgierungs- bzw. Di spersionsgrad zu erhalten, werden beispielsweise Sandmühlen, hochfeste Scherungs-Dispergiervorrichtungen, Kolloidmühlen, Ultraschall-Dispergiervorrichtungen usw. verwendet.

Beim Emulgieren durch diese Vorrichtungen ist es jedoch schwierig, emulgierte Produkte mit ultrafeinen Teilchen oder emulgierte Produkte mit wenig zusammenklebenden Teilchen zu erhalten. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedenar tige Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen Fluida durch gegenseitige Kollisionen emulgiert werden. In der JP-A-61-238 330 wird eine Emulgiervorrichtung beschrieben, bei der zwei Zuflußkanäle und ein Auslaßkanal vorgesehen sind, die unter Verwendung von Rohren gebildet werden, wobei die Fluida mit hoher Geschwindigkeit von den beiden Zuflußkanä len eingeleitet werden und miteinander kollidieren, wobei jedoch durch eine aus Rohren gebildete Vorrichtung kein hochdispergiertes Fluid erhalten werden kann.

In der US-A-45 33 254 wird eine Emulgiervorrichtung vor geschlagen, bei der, wie in Fig. 8 dargestellt, nutenförmige Kanäle 81 und 82 ausgebildet sind und ein Abstandstück 83 angeordnet ist, um ein gegenüberliegendes Element 84 beab standet zu halten und eine Öffnung 85 zu bilden. Die durch den nutenförmigen Kanal eingeleiteten Fluida kollidieren miteinander.

In der US-PA-919 859 wird, wie in Fig. 9(A) dargestellt, eine Emulgiervorrichtung (B) beschrieben, bei der ein zu flußseitiges Plattenelement 93 mit Einlaßkanälen 91 und 92, ein auslaßseitiges Plattenelement 95 mit einer nutenförmigen Durchgangsöffnung 94 und ein dazwischen angeordnetes Plat tenelement 97 mit einem gekreuzten Kanal 96 geschichtet an geordnet sind. Die zu emulgierenden Fluida werden unter Hochdruck durch die Einlaßkanäle im einlaßseitigen Plat tenelement eingeleitet, wobei, nachdem die Strömungsrichtung um einen rechten Winkel gedreht wurde, die Fluida in einem zwischen einer Nut und dem Plattenelement ausgebildeten Ka nal miteinander kollidieren, und wobei die Fluida anschlie ßend vom Kreuzungspunkt der Nuten in einen aus Nuten gebil deten Kanal auf dem gegenüberliegenden Plattenelement gelei tet werden.

Bei diesen Vorrichtungen kann eine besser emulgierte Flüssigkeit erhalten werden als bei herkömmlichen Vorrich tungen. Obwohl in der Praxis versuchsweise verwendet, erge ben sich Probleme in der Haltbarkeit des Plattenelements und es ist schwierig, eine große Vorrichtung aufzubauen.

In den in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten Emulgiervor richtungen wird die Emulgierung durch Verändern der Strö mungskanäle der zu emulgierenden Fluida durchgeführt, wobei die Fluida ihre Strömungsrichtungen ändern und wiederholt mit der Wand des Kanals kollidieren, bevor die Fluida durch die Stoßenergie emulgiert und dispergiert werden. Während einer solchen Kollision wird Energie frei, wobei an den Stellen, an denen die Fluida der Plattenelemente ihre Rich tungen ändern, wie bei einem Schneidvorgang, eine große Kraft auf die Wandoberfläche ausgeübt wird.

Daher wird das Plattenelement aus einem superharten Ma terial mit hoher Härte hergestellt, um eine Beschädigung aufgrund des unter Höchstdruck stehenden Fluids zu verhin dern. Selbst durch superhartes Material kann der durch eine Langzeitverwendung verursachte Verschleiß jedoch nicht ver hindert werden, so daß eine Beschädigung unvermeidbar ist, wodurch wesentliche Probleme in der Haltbarkeit der Vorrich tung entstehen.

Bei der vorstehend beschriebenen Emulgier- und Disper giervorrichtung oder bei einem Herstellungsverfahren unter Verwendung eines Schleifwasserstrahls, der aus schleifmit telhaltigem superhartem Material in einem Hochdruckstrahl gebildet wird, wird eine Düse verwendet, um einen Feststoff- Flüssigkeit-Mehrphasenfluß bei einer hohen Geschwindigkeit einzuspritzen.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Düse für den Schleif wasserstrahl. In einer Mischkammer 15 wird über eine Wasser düse 16 Hochdruckwasser eingeleitet. Von einem Einlaßkanal 17 für das Schleifmaterial wird durch in der Mischkammer erzeugten Unterdruck Schleifmaterial 18 angesaugt und durch eine Düse 19 zusammen mit dem Hochdruckwasser eingespritzt, wodurch ein Werkstück abgetrennt oder geschliffen werden kann. Selbst wenn die Düse aus einem Material mit hoher Härte hergestellt wird, verschleißt sie und wird übermäßig beschädigt, wenn ein mit Schleifmaterial gemischter Hoch druckfluß hindurchströmt, weshalb die Düse regelmäßig ausge tauscht werden muß.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Emulgieren und Dispergieren eines Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenflus ses wird ein dünnes Plattenelement mit einer Durchgangsöff nung mit einem kleineren Durchmesser als derjenige eines in einem Hochdruckbehälter angeordneten Fluidkanals im Hoch druckbehälter angeordnet, wobei ein senkrecht zur Durch gangsöffnung ausgerichteter Auslaßkanal mit einer Seite des Plattenelements in der Mitte der Durchgangsöffnung des Plattenelements verbunden ist, und wobei die von entgegenge setzten Richtungen der Durchgangsöffnung einer Emulgierein heit zugeführten Fluida miteinander kollidieren und in der Mitte des Plattenelements emulgiert werden.

Das Plattenelement zum Emulgieren und Dispergieren kann einstückig geformt sein, oder es kann eine von der Durch gangsöffnung in der Mitte zweier Plattenelemente sich zur Seite jedes Plattenelements erstreckende Nut auf der Ober fläche der Plattenelemente ausgebildet werden, wobei sich die Nuten zweier Plattenelemente überlappen können, um einen von der Durchgangsöffnung abgehenden Auslaßkanal zu bilden. Die Emulgier- und Dispergiereinheit kann durch Überlappen der beiden Plattenelemente gebildet werden. Dadurch können auf jedem Element der Emulgiereinheit leicht eine Durch gangsöffnung oder Nuten hergestellt werden, wodurch die Her stellung der Vorrichtung erleichtert wird.

Der Durchmesser des Abschnitts, in dem die Fluida bei einer hohen Geschwindigkeit kollidieren, wird kleiner ausge bildet als der Durchmesser des Kanals, in dem die Fluida un ter Hochdruck strömen, wobei der Abschnitt, in dem die Fluida bei einer hohen Geschwindigkeit fließen, geradlinig ausgebildet und die Länge des Abschnitts, in dem der Druck geändert wird, um die Strömungsgeschwindigkeit zu ändern, kürzer ausgebildet ist. Daher kann der Energieverlust bei der Kollision der Fluida mit der Behälterwand minimiert und außerdem die Haltbarkeit der Elemente, bei denen das Emul gieren und Dispergieren durchgeführt wird, erhöht werden.

In der Düse für den Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasen fluß in der Emulgiervorrichtung für den Hochgeschwindigkeit- Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenfluß oder für einen Schleif wasserstrahl usw. ist eine Öffnung ausgebildet, wobei die durch einen Schnitt durch eine senkrecht zur Mittelachse der Düse stehende Ebene gebildete Querschnittfläche der Öffnung von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung der Düse hin allmäh lich kleiner wird, wodurch ein Bereich gebildet wird, in dem zwischen einem Abschnitt mit minimalem Öffnungsdurchmesser und der Auslaßöffnung keine Teilchen vorhanden sind.

Im einzelnen weist eine herkömmliche Düse, wie in Fig. 7 dargestellt, einen Kanal mit konstanter Querschnittfläche auf. Bei einer derartigen Düse verschleißt die Innenfläche der Düse durch Schleifmaterial eher. Bei der erfindungsge mäßen Düse ist die Öffnung an einer Position in der Düse an geordnet, wo die Fluida bei einer hohen Geschwindigkeit hin durchströmen, wobei die Querschnittfläche der Öffnung all mählich bis zur minimalen Querschnittfläche der Öffnung ab nimmt. Dadurch ist die Strömungsgeschwindigkeit im Umge bungsbereich kleiner als die Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte der die Öffnung durchlaufenden Fluida. Deshalb exi stiert innerhalb der Düse ein teilchenfreier Bereich. Indem die Wandfläche der Düse entlang der Teilchenfluß-Grenzkurve zwischen dem Abschnitt mit Teilchen und dem teilchenfreien Abschnitt ausgebildet ist, kann eine Düse erhalten werden, in der die Wandfläche nicht verschleißt.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die bei gefügten Abbildungen ausführlich beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Emulgiervorrichtung;

Fig. 2 eine Zeichnung zur Beschreibung einer Ausfüh rungsform einer Emulgiereinheit der erfindungsgemäßen Emul giervorrichtung;

Fig. 3 den detaillierten Aufbau eines Beispiels einer Emulgiereinheit, bei der drei Elemente geschichtet angeord net sind. Fig. 3(A) zeigt Draufsichten von Komponentenele menten und Fig. 3(B) eine Querschnittansicht entlang der Li nie B-B von Fig. 3(A). Fig. 3(C) zeigt eine Emulgiereinheit, bei der ein Zwischenelement zwischen Endelementen geschich tet angeordnet ist;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Aus führungsform der Emulgiereinheit;

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Düse für einen Festkörper- Flüssigkeit-Mehrphasenfluß;

Fig. 6 eine Teilchenfluß-Grenzkurve, um durch die Quer schnittform der Ausflußöffnung der Düse von Fig. 5 einen teilchenfreien Bereich zu bilden;

Fig. 7 Iso-Machzahl-Kurven einer Dispersionsflüssigkeit mit um die Ausflußöffnung dispergierenden Teilchen;

Fig. 8 und 9 herkömmliche Emulgiervorrichtungen; und

Fig. 10 ein Beispiel einer Düse für einen Schleifwas serstrahl.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die erfindungsgemäße Emulgiervorrichtung eine Druckbehälter-Haupteinheit 1 auf, die dem der Emulgiervorrichtung zugeführten Hochdruckfluid standhält, wobei eine Emulgiereinheit 4 zwischen Metalldich tungen 2 und 3 in einem Zwischenraum innerhalb der Hauptein heit angeordnet ist, und wobei eine Konversionskupplung 5 durch ein Kupplungselement 6 mit Rechts- und Linksgewinde befestigt ist.

Eines der zu emulgierenden Fluida wird durch eine Hoch druckpumpe unter Druck gesetzt und in einen Einlaßkanal der Emulgiereinheit mit einem kleineren Innendurchmesser als derjenige des Zuflußkanals über den Zuflußkanal 7 der Druckbehälter-Haupteinheit eingeleitet. Das andere Fluid wird von einem Zuflußkanal 9 an der Seite der Konversions kupplung über eine Metalldichtung einem Einlaßkanal 10 der Emulgiereinheit mit kleinerem Innendurchmesser zugeführt. Durch die Kollision der bei einer hohen Geschwindigkeit von entgegengesetzten Richtungen eingeleiteten Fluida wird das Emulgieren und Dispergieren erreicht. Das emulgierte und dispergierte Fluid strömt durch eine Auslaßöffnung 11 und wird über einen Auslaßkanal 12 entnommen.

Durch die Spannkraft der Konversionskupplung im Hoch druckbehälter wird die Emulgiereinheit mit dem Flächenab schnitt der Metalldichtung in Flächenkontakt gebracht, um einen festen Dichtzustand beizubehalten. Andererseits wird durch einen O-Ring 13 an der Auslaßöffnung der Emulgierein heit ein Auslaufen verhindert.

Fig. 2 zeigt den detaillierten Aufbau eines Beispiels der Emulgiereinheit mit zwei Elementen. Fig. 2(A) zeigt eine Draufsicht des Emulgiereinheit-Hauptkörpers und Fig. 2(B) eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 2(A). Fig. 2(C) zeigt die Emulgiereinheit mit zwei gleich aufge bauten und miteinander verbundenen Emulgiereinheit-Hauptkör pern. Der Emulgiereinheit-Hauptkörper 21 weist eine Durch gangsöffnung 22 und eine als Auslaßkanal dienende Nut 23 auf. Außerdem besitzt der Emulgiereinheit-Hauptkörper einen erweiterten Abschnitt 24 mit einem größeren Durchmesser an der der Auslaßöffnung der Durchgangsbohrung entgegengesetz ten Seite, um die Dispersion, das Pulverisieren und das Emulgieren auszugleichen und eine Beschädigung der Emul giereinheit aufgrund von Stößen des zu emulgierenden und zu dispergierenden Fluids gegen die Wandfläche zu minimieren.

Fig. 3 zeigt den detaillierten Aufbau eines Beispiels einer Emulgiereinheit, bei der drei Elemente geschichtet an geordnet sind. Fig. 3(A) zeigt Draufsichten von Komponenten elementen und Fig. 3(B) eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 3(A). Fig. 3(C) zeigt eine Emulgierein heit, bei der ein Zwischenelement zwischen Endelementen ge schichtet angeordnet ist.

An einer Endplatte 31 der Emulgiereinheit ist eine Durchgangsöffnung ausgebildet, wobei an einer Zwischenplatte 33 ein Auslaßkanal 34 und ein erweiterter Abschnitt 35 vor gesehen sind, um eine Beschädigung der Emulgiereinheit auf grund von Stößen des zu emulgierenden und zu dispergierenden Fluids gegen die Wandfläche zu minimieren.

Fig. 4 zeigt ferner eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Emulgiereinheit. Der Emulgier einheit-Hauptkörper 41 weist miteinander überlappende Dia mantplattenelemente auf. Der Emulgiereinheit-Hauptkörper weist Einlaßkanäle 42 mit Düsen auf, in denen die Quer schnittfläche des Strömungskanals bis zur minimalen Quer schnittfläche einer Auslaßöffnung 43 allmählich abnimmt. Der die Auslaßöffnungen bei einer hohen Geschwindigkeit durch laufende Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenfluß kollidiert miteinander, wobei eine Emulgierung und Dispersion auftritt, und wird aus einem Auslaßkanal 44 entnommen. Im Gegensatz zu einer Emulgiereinheit mit geradlinig geformter Öffnung kann der durch den Kontakt des Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasen flusses mit der Wandfläche verursachte Verschleiß der Düse mit der vorstehend beschriebenen Form verhindert werden.

Die Wirkung der Dispersion und der Emulgierung durch Stöße der Fluida hängt von der Art des Fluids ab. In den meisten Fällen ist die Wirkung bei einem Druck von minde stens 400 kg/cm² und bei einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 86 m/sec am größten. Einen solchen Druck und eine solche Strömungsgeschwindigkeit über eine lange Auslaßöff nung aufrechtzuerhalten bedeutet eine geringe Korrosionsbeständigkeit.

Beispielsweise zeigt Tabelle 1 bei einer Vorrichtung zur Herstellung geringer Stückzahlen bei einer Durchfluß leistung von 4.5 Litern pro Minute den Zusammenhang zwischen dem Drucköffnungsdurchmesser und der Strömungsge schwindigkeit bei Raumtemperatur im Fall von Wasser.

Tabelle 1

Andererseits wird der Druckverlust Δp (kgf/cm²) an der Auslaßöffnung durch die folgende Gleichung erhalten:

Δp= γ × λ × (L/d)× (V²/2g)× 10^-4

wobei γ = volumenbezogene Masse (bei Wasser: 1×10³ kgf/cm²), γ= Reibungskoeffizient im Rohr, L = Öffnungslänge, d = Öffnungsdurchmesser, V = Geschwindigkeit im Rohr (m/sec) und g = 9.8 m/sec².

Unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen zeigen eine Öffnung (A) mit einer Länge von 3.5 mm und eine Öffnung (B) mit einer Länge von 12 mm, die beide aus gesintertem Diamant mit einer vergüteten Oberfläche hergestellt sind, den in Tabelle 2 dargestellten Druckverlust.

Tabelle 2

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Sachverhalt beträgt die größte Länge der Öffnung für eine wirksame Emulgierung und Dispersion 12 mm. Andererseits muß zusätzlich zur Durch gangsöffnung in der Emulgiereinheit eine senkrecht zur Durchgangsöffnung ausgebildete Öffnungskreuzung hergestellt werden. Dadurch kann die Länge der Öffnung nicht vermindert werden. Wenn die Öffnung aus einem einstückigen Element ge bildet wird, beträgt die Länge höchstens ca. 2 mm. Wenn auf der Oberfläche zweier Elemente Nuten ausgebildet werden, be trägt die Länge höchstens 3.5 mm.

Wenn die Richtung des Flusses an der Öffnung geändert wird, beträgt der zu diesem Zeitpunkt erzeugte Druckverlust Δp:

Δp = f_be × (V²/2g) × 10^-1,

wobei f_be = Biegeverlustkoeffizient (bei 90 Grad: 0.99), V = Geschwindigkeit im Rohr (m/sec) und g = 9.8 m/sec².

Der Druckverlust unter jeder der vorstehend erwähnten Bedingungen ergibt sich wie folgt:

Tabelle 3

Daher ist der durch Biegen verursachte Druckverlust in den herkömmlichen Vorrichtungen von Fig. 8 und Fig. 9 hoch, während der Druckverlust in der erfindungsgemäßen Vorrich tung gering ist, wobei der ausgeübte Druck wirksam für die Emulgierung und Dispersion ausgenutzt werden kann. Dadurch kann eine wirksame Emulgierung und Dispersion durchgeführt werden.

Die Abmessung der Auslaßöffnung der Emulgiereinheit wird durch den Druckverlust des hinter der vorliegenden Vorrichtung angeschlossenen Rohrnetzes bestimmt. Vorzugs weise ist die Auslaßöffnung 1.5 bis 2 mal so groß wie die Einlaßöffnung. Die Fläche des erweiterten Abschnitts der Emulgiereinheit ist vorzugsweise 2 bis 4 mal so groß wie die Querschnittfläche des Einlaßkanals.

Bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vor richtung ist ein Kanal mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Gesamtlänge von 10 mm für die Metalldichtungen 2 und 3 vorgesehen. Wenn der Durchmesser des Zuflußkanals 5 mm und der Druck an der Metalldichtung 3500 kg/cm² beträgt, beträgt der Druckverlust an einer Seite ca. 8 kg/cm². Daher kann die Strömungsgeschwindigkeit an der Öffnung, die eine Einlaßöff nung hinter dem Zuflußkanal bildet, erhöht werden, wobei die Fluida miteinander kollidieren können und so eine wirksame Emulgierung und Dispersion erreicht werden kann.

Die Komponentenmaterialien der Emulgiereinheit müssen eine hohe Härte besitzen, wobei Materialien wie beispiels weise gesinterter Diamant, Diamant-Einkristall, Saphir, Wolframkarbid usw. verwendet werden können. Wenn die Emul giereinheit aus Diamant-Einkristall hergestellt wird, werden der Einlaß- und der Auslaßkanal auf dem Diamant-Einkristall ausgebildet, wodurch eine einstückige Emulgiereinheit gebil det wird, um das Fluid zu emulgieren und zu dispergieren, das, wie beispielsweise ein Fluid mit festen Teilchen mit hoher Härte, die Emulgiereinheit wesentlich beschädigen kann.

Anschließend wird die Düse für den Feststoff-Flüssig keit-Mehrphasenfluß beschrieben, bei der die Querschnittflä che des Strömungskanals allmählich zur Öffnung hin abnimmt. Bei einer Düse 51 von Fig. 5 ist zwischen einer Zuflußseite 52 und einer Abflußseite 53 eine Öffnung 54 ausgebildet, wo bei die Querschnittfläche des Kanals allmählich zur Öffnung 54 hin abnimmt. Bei diesem Beispiel ist an der Zuflußseite ein 1 mm großer Kanal ausgebildet, wobei die Querschnittflä che des Kanals über eine Länge von 0.52 mm allmählich auf den Öffnungsdurchmesser von 0.3 mm abnimmt.

Fig. 6 zeigt eine Teilchenfluß-Grenzkurve, um durch die Querschnittform der Düse und der Öffnung von Fig. 5 einen teilchenfreien Bereich zu bilden. Die Länge der Düse, wenn der Auslaßöffnungsradius als 1 angenommen wird, ist auf der Abszisse und der Kanaldurchmesser, wenn der Einlaßöffnungs radius als 1 angenommen wird, auf der Ordinate aufgetragen. In der Nähe der Düsenauslaßöffnung wird ein teilchenfreier Bereich gebildet, wobei der Verschleiß der Düse verhindert werden kann, indem die Wandfläche an einer von der Mittelachse beabstandeten Position über der Teilchenfluß- Grenzkurve angeordnet wird.

Fig. 7 zeigt ein Iso-Machzahl-Diagramm einer Dispersi onsflüssigkeit mit um die Öffnung dispergierenden Teilchen. Auf der Abszisse ist der Abstand mit dem minimalen Öff nungsdurchmesser als Ursprung und auf der Ordinate der Dü sendurchmesser aufgetragen, wobei der Auslaßöffnungsdurch messer als 1 angenommen wird. Gestrichelte Linien zeigen Iso-Machzahlkurven. Die Abbildung zeigt ein Iso-Machzahl- Diagramm des Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenflusses, der Wasser mit 20 Gew.-% Granat als Schleifmaterial enthält, bei einer Temperatur von 20°C.

Wenn als Düse der Emulgiereinheit von Fig. 4 eine Düse mit einer allmählich abnehmenden Kanal-Querschnittfläche verwendet wird, beträgt der Durchmesser der Einlaßöffnung der Emulgiereinheit beispielsweise 0.5 mm und verringert sich über eine Länge von 0.3 mm auf den Auslaßöffnungsdurch messer von 0.14 mm, wobei bis zur Mitte beim Durchmesser von 0.31 mm eine gekrümmte Oberfläche gebildet wird. Durch diese Emulgiereinheit kann für einen Feststoff-Flüssigkeitfluß bei 30 Litern pro Stunde und bei einen Druck von 700 kgf/cm² ein Langzeitbetrieb erreicht werden.

Claims

1. Emulgiervorrichtung zum Emulgieren und Dispergieren ei nes Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasenflusses, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Hochdruckbehälter eine Emulgiereinheit angeordnet ist, die ein Plattenelement mit einer Durch gangsöffnung, deren Durchmesser kleiner ist als derje nige eines Strömungskanals im Hochdruckbehälter, und einen senkrecht zur Durchgangsöffnung angeordneten Aus laßkanal aufweist, der mit einer Seite des Platten elements der Emulgiereinheit an der Mitte der Durch gangsöffnung verbunden ist, wobei von entgegengesetzten Richtungen durch die Durchgangsöffnung der Emulgierein heit eingeleitete Fluida in der Mitte der Emul giereinheit miteinander kollidieren und emulgiert wer den.

2. Emulgiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei mehrere Plattenelemente in der Emulgiereinheit aufeinanderge schichtet angeordnet werden, und wobei durch eine im Plattenelement ausgebildete Nut und einen in der Ober fläche des Plattenelements ausgebildeten Kanal ein Aus laßkanal gebildet wird.

3. Emulgiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Emulgiereinheit eine Öffnung vorgesehen ist, wobei die durch Schnitte der Mittelachse des Kanals durch eine vertikale Ebene von der Einlaßöffnung zur Mitte gebildeten Querschnittflächen sich allmählich von der Einlaßöffnung einer Düse zur Mitte hin verringern, wodurch zwischen einem Abschnitt mit minimalem Öff nungsdurchmesser und der Düsenmitte ein teilchenfreier Bereich gebildet wird.

4. Düse, durch die ein Feststoff-Flüssigkeit-Mehrphasen fluß bei einer hohen Geschwindigkeit hindurchströmt, wobei eine Öffnung ausgebildet ist, und wobei die Quer schnittfläche der Öffnung, die durch den Schnitt der Mittelachse der Düse durch eine vertikale Ebene ge bildet wird, sich allmählich von der Einlaßöffnung der Düse zur Auslaßöffnung hin verringert, wodurch zwischen einem Abschnitt mit minimalem Öffnungsdurchmesser und dem Auslaßkanal ein teilchenfreier Bereich gebildet wird.