DE559141C

DE559141C - Circumferential bell with recess for receiving a liquid to be atomized or the like.

Info

Publication number: DE559141C
Application number: DER72554D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-11-15
Filing date: 1927-10-18
Publication date: 1932-09-16
Also published as: GB284049A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten, vorzugsweise unter Abscheidung fester Teilchen aus den eingedampften Lösungen oder Sus-Pensionen in Flüssigkeiten, bei der nach dem bekannten Prinzip der Zerstäubungstrockner gearbeitet wird.The invention relates to a device for evaporating liquids, preferably with separation of solid particles from the evaporated solutions or sus pensions in liquids, in which the known principle of the spray dryer is used.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Zerstäubungstrocknung von innen mit Flüssigkeit gespeiste, schnell umlaufende Scheiben zu verwenden, die innerhalb einer Trockenkammer einen Flüssigkeitsnebel erzeugen. Weiter wurde vorgeschlagen, eine Schleudervorrichtung zu verwenden, bei der von zwei konischen Scheiben die eine oder beide in Umlauf versetzt werden und bei der infolge der hohen Umdrehungsgeschwindigkeit ein Ausschleudern der Flüssigkeit von dem Ring zwischen den Rändern der konischen Scheiben stattfindet. Diese Vorrichtungen zeigen jedoch den Nachteil, daß eine genaue Einstellung der Scheiben zueinander notwendig ist, daß weiter bei Drehung beider Scheiben eine beträchtliche Masse in Umlauf versetzt werden muß bzw. bei Anordnung eines feststehenden Teiles im Innern eines umlaufenden Teiles eine gegenseitige Verschiebung eintreten kann, wenn nicht der umlaufende Teil mit äußerster Genauigkeit ins Gleichgewicht gesetzt ist.It has already been proposed to use liquid spray drying from the inside to use fed, fast rotating discs that are inside a drying chamber create a mist of liquid. A spinner has also been proposed to be used in which one or both of two conical disks are set in rotation and in which as a result the high speed of rotation causes the liquid to be ejected from the ring takes place between the edges of the conical discs. However, these devices show the disadvantage that a precise adjustment of the disks to each other is necessary that further with rotation of both disks a considerable mass has to be put into circulation or if a stationary one is arranged Part in the interior of a rotating part a mutual displacement occur can, if not the rotating part, be balanced with the utmost precision is set.

Auch war vorgeschlagen worden, die zu zerstäubende Flüssigkeit durch ein Rohr auf die obere Fläche einer ebenen Scheibe mit erhöhtem Rand aufzubringen und dann von dem Rand der Scheibe in Form kleinster Tröpfchen abzuschleudern. Bei dieser Vorrichtung jedoch kann eine vollkommen gleichmäßige Verteilung unter Bildung einer zusammenhängenden Flüssigkeitshaut auf der Scheibe nicht erzielt werden, so daß die Flüssigkeit unregelmäßig zerstäubt wird. Gemäß der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird dieser Übelstand dadurch behoben, daß eine besondere Verteilungskammer in Verbindung mit dem glockenartig ausgebildeten Zerstäuberorgan angebracht ist. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf der ganzen wirksamen Fläche des Zerstäubers gewährleistet.It had also been suggested that the liquid to be atomized through a tube to apply the upper surface of a flat disc with a raised edge and then of the edge of the disc in the form of tiny droplets. With this device however, a perfectly even distribution can form a contiguous Liquid skin on the disc can not be achieved, so that the liquid is atomized irregularly. According to the device of the present invention, this drawback is remedied in that a special distribution chamber in connection with the bell-shaped one Atomizer is attached. This will ensure an even distribution of the liquid guaranteed over the entire effective surface of the atomizer.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die zu behandelnde Flüssigkeit der inneren Fläche einer schnell rotierenden Glocke zugeführt. Die Flüssigkeit haftet an der Innenfläche der Glocke und wird von dem äußeren Rand der Fläche in die Trockenkammer hinein zerstäubt. Die zur Verwendung gelangende Glocke besitzt eine kegelstumpfförmige und eine glockenartig nach außen gewölbte Zerstäubungsfläche; außerdem ist eine Vorrichtung zur Zuführung der Flüssigkeit zu dem kegelförmigen Teil des Zerstäubers vorhanden.According to the present invention, the liquid to be treated becomes the inner surface fed to a rapidly rotating bell. The liquid adheres to the inner surface of the Bell and is atomized from the outer edge of the surface into the drying chamber. The bell used has a frustoconical and a bell-shaped outwardly curved atomizing surface; there is also a device for supplying the liquid to the conical part of the atomizer.

In den beiliegenden Zeichnungen sind einige beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar istIn the accompanying drawings, some exemplary embodiments are shown in FIG Invention shown, and that is

Abb. ι ein senkrechter Schnitt durch eine Zerstäubungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit und Luft oder sonstigen Gasen zu der Innenfläche der Zerstäubungsglocke, Fig. Ι a vertical section through an atomizing device according to the invention with a device for supplying liquid and air or other gases to the inner surface of the atomizing bell,

Abb. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach Abb. i, *Fig. 2 is a plan view of the device according to Fig. I, *

Abb. 3 ein Querschnitt durch eine der Bohrungen der Vorrichtung nach Abb. i,Fig. 3 is a cross-section through one of the bores of the device according to Fig. I,

Abb. 4 ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform,Fig. 4 is a vertical section through a further embodiment,

Abb. s eine Aufsicht auf die Vorrichtung nach Abb. 4,
Abb. 6 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform mit rechteckigen Schlitzen in der Glocke undFig.s a plan view of the device according to Fig. 4,
Fig. 6 is a side view of a modified embodiment with rectangular slots in the bell and

Abb. 7 eine Aufsicht der Vorrichtung nach Abb. 6.Fig. 7 is a top view of the device according to Fig. 6.

Bei den Ausführungen nach den Abb. 1, 2 und 3 ist ι die Zerstäubungsglocke; sie besteht aus einem kegelstumpfförmigen oberen und einem glockenartig nach außen gewölbten unteren Teil 2. Dieser Teil 2 ist an seiner unteren Fläche in der gezeichneten Weise eingebogen, wobei der Neigungswinkel gegen die Umdrehungsachse je nach der Viskosität der Flüssigkeit und der Umlaufsgeschwindigkeit abgeändert werden kann. Die Zerstäubungsvorrichtung besitzt ein inneres Querstück 3, das mit der Antriebswelle 4 fest verbunden ist; dieses Querstück hat an seinem Umfang an den Berührungsstellen mit dem konischen Teil 1 eine Anzahl Bohrungen 5. Die ganze Zerstäubungsvorrichtung ist im Inneren eines Trockenschachtes angeordnet. In dem becherförmigen Raum 6 oberhalb der Ouerplatte 3 wird die zu zerstäubende Flüssigkeit durch das Rohr 7 eingebracht. Das obere Ende des kegelförmigen Körpers 1 kann zum Teil in das offene untere Ende eines abgeschnittenen Trichters 8 hineinragen, durch welchen in bekannter Weise ein Hilfsstrom warmer oder kalter Luft eingeführt wird zu dem Zweck, vorzeitige Zerstäubung zu verhindern, zu kühlen oder die Temperatur des Nebels zu regeln. Das obere Ende des konischen Teiles 1 hat einen eingebogenen Rand 9, um ein Verspritzen der Flüssigkeit oder Entweichen derselben aus dem Raum 6 zu verhüten. In the designs according to Figs. 1, 2 and 3 ι is the atomizing bell; she consists from a frustoconical upper and a bell-like curved outward lower part 2. This part 2 is on its lower surface in the manner shown inflected, the angle of inclination against the axis of rotation depending on the viscosity the liquid and the speed of rotation can be changed. The atomizing device has an inner cross piece 3 which is firmly connected to the drive shaft 4; this cross piece has on his Circumference at the points of contact with the conical part 1 a number of holes 5. The entire atomization device is arranged inside a drying shaft. In the cup-shaped space 6 above the Ouerplatte 3, the liquid to be atomized introduced through the pipe 7. The upper end of the conical body 1 can partially protrude into the open lower end of a truncated funnel 8, through which in a known manner an auxiliary stream of warm or cold air is introduced to the purpose of preventing premature atomization, or to cool the temperature of the To regulate fog. The upper end of the conical part 1 has a curved edge 9, in order to prevent the liquid from splashing or escaping from the space 6.

Zum Betrieb der beschriebenen Vorrichtung wird die Welle 4 in schnelle Umdrehung versetzt und die zu trocknende oder von den festen Teilen zu trennende Flüssigkeit durch das Rohr 7 in den Raum 6 über dem Ouer-.teil 3 eingebracht. Von da gelangt die Flüssigkeit durch die Bohrungen 5, die vorzugsweise im Querschnitt gemäß Abb. 3 geformt sind, damit die durchtretende Flüssigkeit gleichmäßig auf die innere Fläche des unteren Teiles 2 verteilt und nicht unmittelbar nach unten geschleudert wird. Die Flüssigkeit bildet eine dünne Schicht auf der Innenfläche des glockenförmigen Teiles 2; diese dünne Schicht erfährt eine allmählich wachsende Fliehkraftwirkung und wird schließlich tangential zu deren äußerem Umfang und rechtwinklig oder annähernd rechtwinklig zu der Umdrehungsachse abgeschleudert.To operate the device described, the shaft 4 is set in rapid rotation and the liquid to be dried or to be separated from the solid parts is introduced through the pipe 7 into the space 6 above the outer part 3. From there the liquid passes through the bores 5, which are preferably shaped in cross section according to Fig. 3, so that the liquid passing through is evenly distributed over the inner surface of the lower part 2 and is not thrown directly downwards. The liquid forms a thin layer on the inner surface of the bell-shaped part 2; this thin layer experiences a gradually increasing centrifugal force and is finally thrown off tangentially to its outer circumference and at right angles or approximately at right angles to the axis of rotation.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 und 5 ist eine Glocke von ähnlicher Form wie in Abb. 1 und 2 in der gleichen Weise auf einer umlaufenden Welle befestigt. Hier ist jedoch zwischen der Welle und dem konisehen oberen Teil der Glocke eine feststehende Hülse 10 angeordnet, die in fester Verbindung mit einer zweiten kürzeren Hülse 11 steht oder mit ihr aus einem Stück ausgeführt ist; diese beiden Hülsen 11 sind kon- 80 zentrisch zu der Welle 4 und in deren unmittelbarer Nähe angeordnet und am oberen Ende durch das ringförmige Verbindungsstück 12 geschlossen. Die so gebildete Doppelhülse wird von zwei an der Decke der Trockenkammer befestigten Trägern 13 gehalten. In the embodiment according to Figs. 4 and 5, a bell is of a similar shape as in Fig. 1 and 2 mounted in the same way on a rotating shaft. here however, it is fixed between the shaft and the conical upper part of the bell Sleeve 10 arranged in fixed connection with a second shorter sleeve 11 stands or is made in one piece with it; these two sleeves 11 are conical 80 arranged centrally to the shaft 4 and in the immediate vicinity thereof and at the upper end by the annular connecting piece 12 closed. The double sleeve thus formed is held by two on the ceiling of the Supports 13 attached to the drying chamber are held.

Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird durch zwei Rohrleitungen 14 (Abb. 5) eingebracht, die an entgegengesetzten Stellen zwischen den beiden Hülsen 10 und 11 in die Kammer 15 eintreten. Die tangentiale Einbringung der Flüssigkeit hat die Wirkung, daß diese an der inneren Wand der Hülse 10, die vorzugsweise an ihrem unteren Ende nach außen gebogen ist, entlang strömt und von da auf die obere Fläche des Ouerstückes 3 geschleudert wird. Von hier gelangt sie durch die Bohrungen 5 in den unteren Teil der Glocke. Die innere Hülse 11 dient dazu, ein Verspritzen der Flüssigkeit längs der Welle 4 nach oben zu verhindern, auch kann ein Hilfsluftstrom durch den ringförmigen Durchlaß zwischen der Welle und der Hülse 11 oder zwischen der Hülse 10 und dem oberen Ende des konischen Teiles 1 eingeführt werden.The liquid to be atomized is introduced through two pipes 14 (Fig. 5), those at opposite points between the two sleeves 10 and 11 in the chamber 15 enter. The tangential introduction of the liquid has the effect that this on the inner wall of the sleeve 10, which is preferably bent outward at its lower end is, flows along and is thrown from there onto the upper surface of the Ouerstückes 3. From here it passes through the holes 5 in the lower part of the bell. The inner one Sleeve 11 serves to prevent the liquid from splashing along the shaft 4 to prevent upwards, an auxiliary air flow through the annular passage between the Shaft and the sleeve 11 or between the sleeve 10 and the upper end of the conical Part 1 are introduced.

In der Ausführungsform nach Abb. 6 und 7 haben die Schlitze zwischen dem Querstück 3 und dem Konus 1 rechteckigen Querschnitt und sind gegen die Umdrehungsachse geneigt. Es wurde gefunden, daß bei sehr hohen Umlaufsgeschwindigkeiten eine dünne Flüssigkeitsschicht an der inneren Fläche des konischen Teiles 1 gebildet wird; um ein rasches Durchtreten dieser Schicht in den ringförmigen Raum unterhalb des Ouerstückes 3 zu sichern, ist es wünschenswert, die Schlitze so lang als möglich zu machen; denn Bohrungen von kreisförmigem Querschnitt gestatten erst dann den Durchtritt von Flüssigkeit, wenn die Schicht eine gewisse Dicke erreicht hat. Bei der Anordnung gemäßIn the embodiment according to FIGS. 6 and 7, the slots have 3 slots between the crosspiece and the cone 1 rectangular cross-section and are inclined to the axis of rotation. It has been found that at very high speeds a thin liquid layer is formed on the inner surface of the conical part 1; around a rapid passage of this layer into the annular space below the Ouerstückes 3 To secure it, it is desirable to make the slots as long as possible; because holes of circular cross-section only allow the passage of liquid, when the layer has reached a certain thickness. With the arrangement according to

Abb. 6 und 7 wird jedoch die ganze Länge der Schlitze ausgenutzt, sobald überhaupt Flüssigkeit sich an den Seitenwänden der Glocke zu sammeln beginnt. Da außerdem die Schlitze in der Umlaufsrichtung ausgeschnitten sind, so wird auch dadurch eine glatte und gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf den unteren Teil der Glocke unterstützt und jede Entstehung von Wirbeln in der xo Flüssigkeit von vornherein vermieden. Wenn so geformte Schlitze in Verbindung mit der Speisevorrichtung nach Abb. 4 und 5 zur Verwendung kommen, so haben, sie die Wirkung, ein geringes Einströmen von Luft innen und außen längs der feststehenden Flächen 10 und 11 zu verursachen und dadurch diese Flächen rein zu halten, indem ein Aufsteigen eines Nebels oder einer Flüssigkeitshaut durch die einströmende Luft verhindert wird.However, in Figs. 6 and 7, the entire length of the slots is used, if at all Liquid begins to collect on the side walls of the bell. Since the Slots are cut out in the circumferential direction, so this also becomes a smooth one and even distribution of the liquid on the lower part of the bell and any formation of eddies in the xo liquid is avoided from the outset. if slots formed in this way in connection with the feed device according to Figs. 4 and 5 for use come, so they have the effect of a slight influx of air inside and out to cause outside along the fixed surfaces 10 and 11 and thereby this Keep surfaces clean by rising a mist or a skin of liquid is prevented by the incoming air.

Da die Eignung einer Flüssigkeit zur Trocknung bzw. Zerstäubung unter anderem von ihrer Viskosität, ihrem Gehalt an festen Bestandteilen und der Umlaufsgeschwindigkeit der Vorrichtung abhängig ist, so ergibt sich, daß das kegelförmige und auswärts geneigte Mundstück der Zerstäubungsglocke oder Scheibe in seinem Neigungswinkel und seiner Wölbung der Natur der zu zerstäubenden Stoffe angepaßt werden kann. Bei manchen Flüssigkeiten, besonders solchen von geringer Viskosität, wird man vorzugsweise die innere verteilende Fläche annähernd radial zu der Achse stellen, um so eine reibende Berührung der Flüssigkeit auf der ganzen Oberfläche der Glocke vor dem iVbschleudern zu erzielen. Da die Scheibe unter Umständen mit einer Geschwindigkeit von 10 000 Umdrehungen in der Minute oder noch mehr umlaufen muß, so ist selbstverständlich ein genauer Gewichtsausgleich notwendig; auch müssen die Flüssigkeitszuleitungen gleich und symmetrisch angeordnet sein, wenn mehr als eine Zuleitung vorhanden ist.As the suitability of a liquid for drying or atomization, among other things on their viscosity, their solid content and the speed of rotation depends on the device, it follows that the conical and outwardly inclined mouthpiece of the atomizing bell or disc in its angle of inclination and its curvature the nature of the one to be atomized Fabrics can be customized. With some liquids, especially those of low viscosity, one will preferably approximate the inner distributing area Radial to the axis so as to create a rubbing contact of the liquid on the to achieve the entire surface of the bell before centrifuging. Since the disc under Circumstances at a speed of 10,000 revolutions per minute or even more must circulate more, a precise weight compensation is of course necessary; the liquid feed lines must also be arranged identically and symmetrically if there is more than one feed line.

In manchen Fällen kann vorteilhaft ein kreisrunder Schutzschild über-dem auswärts gewölbten Teil der Zerstäubungsglocke angeordnet sein, ein solcher ist in Abb. 4 gestrichelt eingezeichnet.In some cases a circular protective shield over the outside can be advantageous curved part of the atomizing bell, such is shown in Fig. 4 with a dashed line drawn.

Die in Abb. 4 und 6 dargestellten Ausführungsformen können selbstverständlich ebenfalls mit der in Abb. 1 bei 8 eingezeichneten Vorrichtung zur Zuführung eines Hilfsluftstromes versehen werden.The embodiments shown in Fig. 4 and 6 can of course also with the device shown in Fig. 1 at 8 for supplying an auxiliary air stream be provided.

Claims

Patent claims:

i. Circumferential bell with a recess to accommodate one to be atomized Liquid and the like, characterized in that the recess of the bell is designed as a distribution chamber and the Bell is open at the bottom, so that when the bell rotates quickly, a flowing Adhere between the liquid and the surface of the bell or disc and the liquid from which occurs outer periphery of the disc is thrown into a drying chamber.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by the frustoconical Design of the upper part and the bell-like arched design of the lower part used for throwing off.

3. Apparatus according to claim 2, characterized by one on its circumference with holes or slots for the passage of liquid from the frustoconical Part of the cross piece provided on the inner surface of the bell part, which divides the device into two parts Splits.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the bores after the atomization surface to expand for the purpose of better distribution of the liquid on this surface in the direction of rotation are.

5. Apparatus according to claim 3, characterized by slots of rectangular Cross-section inclined in the circumferential direction from the axis of rotation.

6. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized by an inclined liquid supply pipe, which protrudes into the frustoconical part of the atomizing bell, and an annular one Inlet around the narrower end of the atomizing bell for injecting an auxiliary air stream to prevent premature Atomization and, if necessary, cooling or other temperature control.

7. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized by two or more inlet lines within a fixed double sleeve between the drive shaft and the frustoconical part the atomizing bell in such a way that the walls of the double sleeve together form a closed top and an open bottom Form annular chamber, from which the liquid with a whirling motion to the bottom of the frustoconical Chamber arrives.

For this purpose ι sheet of drawings