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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Mischvorrichtung, die besonders geeignet ist zum Mischen von Flüssigkeitskomponenten,
während
diese eine chemische oder physikalische Reaktion oder einen sonstigen
zeitbezogenen Prozess durchlaufen, so dass es wichtig ist, die Verweilzeit
der flüssigen
Komponenten im Mischer zu steuern. Der den Gegenstand der Erfindung
bildende Mischer wurde hauptsächlich
für die
Formulierung und das Mischen von fotografischen Lösungen entwickelt,
ist aber durchaus auch in anderen chemischen Prozessen oder zum
Beispiel bei der Herstellung von pharmazeutischen Produkten einsetzbar.
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Bei einer bevorzugten, in der Herstellung
fotografischer Emulsionen eingesetzten Ausführungsform der Erfindung wird
der Mischer in einem Prozessstadium eingesetzt, in dem der Mischer
von einer Kernbildungsvorrichtung, etwa der in EP-A-0 734 761 beschriebenen
Vorrichtung, gespeist wird, die einem Zulauf des erfindungsgemäßen Mischers
eine flüssige
Vorläuferemulsion
mit einer winzige Kristalle oder "Samen" von Silberhalogenid enthaltenden
flüssigen
Gelatinelösung
zuführt,
wobei die Lösung
ferner eine Mischung noch nicht reagierten Komponenten der Emulsion,
hauptsächlich
Halogensalze und Silbernitrat, enthält. Unter diesen Bedingungen
ist es Aufgabe des erfindungsgemäßen Mischers,
die Komponenten der Emulsion kontinuierlich zu mischen, um soweit
wie möglich
ein gleichmäßiges Silberhalogenid-Kristallwachstum
während
einer vorbestimmten Reaktionsdauer zu erreichen, und der den Mischer
passierenden Emulsion kontrolliert weitere Halogensalze und weitere
Silbernitratlösung
zuzuführen,
um ein progressives und kontrolliertes Wachstum der Silberhalogenidkristalle
oder "Körner" sicherzustellen.
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Erfindungsgemäß ist eine Mischvorrichtung, insbesondere
zum Mischen interreaktiver Flüssigkeiten über einen
bestimmten Zeitraum hinweg auf einer kontinuierlichen Strömungsbasis
vorgesehen, mit einem Behälter,
der im allgemeinen zylindrisch um seine Mittelachse angeordnet ist
und eine sich rechtwinklig zur Achse erstreckende Stirnwand sowie
eine koaxial dazu angeordnete zylindrische Außenwand umfasst, wobei die
entlang der Achse gemessene Tiefe des Behälters gering ist im Vergleich
zum rechtwinklig zur Achse gemessenen Durchmesser, wobei die Mischvorrichtung
eine innerhalb des Behälters um
dessen Mittelachse drehbare Rührvorrichtung umfasst,
die einen Mittelabschnitt und eine Vielzahl sich radial vom Mittelabschnitt
weg erstreckender Streben aufweist, von denen jede sich vom Mittelabschnitt
aus zu einer Position erstreckt, die der Außenwand benachbart ist, und
eine Höhe
hat, die etwa halb so groß ist
wie die der Außenwand,
derart, dass wenn sich die Rührvorrichtung
durch die im Behälter befindliche
Flüssigkeit
um die Mittelachse dreht, die sich ergebende Vermischung und Verwirbelung
so ist, dass die radiale Verschiebung eines jeden Partikels der
Flüssigkeit
durch die Rührvorrichtung
auf ein Minimum reduziert wird, gemessen an den Verschiebungen rechtwinklig
zu einem durch den Partikel hindurchgehenden Radius bezüglich der
Achse, und wobei der Behälter
einen Zulauf, der sich in den Behälter öffnet, und einen Ablauf aus
dem Behälter
umfasst, wobei der eine der Zuläufe
bzw. Abläufe
im wesentlichen auf der Achse und der andere am Umfang des Behälters angeordnet
ist, wodurch die Flüssigkeit
im Betriebszustand der Vorrichtung und bei Drehung der Rührvorrichtung
um die Achse von einem Zulauf bzw. Ablauf zum anderen fließt, derart,
dass sie im Behälter
einer Spiralbahn um die Achse folgt.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht, teilweise als Durchsichtzeichnung,
eines erfindungsgemäßen Mischers;
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2 einen
schematischen Axialschnitt des Mischers;
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3 eine
schematische Draufsicht eines Teils einer mit dem Mischer arbeitenden
Herstellungsanlage für
eine fotografische Emulsion;
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4 einen
weniger schematischen Axialschnitt eines Teils eines Mischers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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5 eine
Draufsicht eines Teils des Mischers gemäß 4, wobei ein Teil der Abdeckung entfernt
ist;
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6 eine
Teil-Seitenansicht in Richtung des Pfeils VI in 5;
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7 eine
Draufsicht des im Mischer gemäß 4–6 eingesetzten
Flüssigkeits-Injektors;
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8 eine
stirnseitige Ansicht des Injektors aus 7;
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9 und 10 eine Unteransicht und
eine Seitenansicht einer Komponente des Injektors;
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11 einen
schematischen Axialschnitt durch das Mischerinnere;
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12a einen
modifizierten Mischstab;
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12b einen
Querschnitt durch 12a;
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13 einen
schematischen Axialschnitt durch das Mischerinnere;
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14 eine
Teil-Draufsicht des Mischers, wobei dessen Unterteil entfernt ist;
und
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15, 16 und 17 weitere Formen und Querschnitte verwendbarer
Mischstäbe.
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich
ist, weist der Mischer ein hohles Gehäuse in der allgemeinen Form
einer flachen runden Scheibe oder Platte auf, in der sich eine Rührvorrichtung
um die Mittelachse der Scheibe dreht, wobei die Rührvorrichtung
eine Vielzahl von Stäben
aufweist, die sich im Gehäuse
radial von einer im Gehäuse drehbar
gelagerten Mittelwelle bis zu einer der Außenwand des Gehäuses benachbarten
Position erstrecken. Der Einfachheit halber wird der dargestellte
Mischer im folgenden als "Plattenmischer" bezeichnet.
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Betrachtet man insbesondere 1, 2 und 4,
so weist der allgemein mit 10 bezeichnete Mischer obere und untere
Wandungen 12 und 14 jeweils in Form einer flachen
runden Metallplatte auf, wobei die oberen und unteren Wandungen
parallel zueinander angeordnet sind und durch eine koaxial zu den
Wandungen 12 und 14 angeordnete zylindrische Seitenwand 16 in
axialem Abstand zueinander gehalten werden. Die oberen und unteren
Wandungen 12 und 14 können, wie in 11 zu sehen ist, mit Rippen versehen
sein. Diese Rippen unterbrechen die radiale Strömung auf den Oberflächen der
Wandungen. Wie in 4 zu
sehen ist, kann die Seitenwand 16 entlang ihrem unteren
Rand mit der unteren Wandung 14 verschweißt sein,
und die obere Wandung 12 kann unter Zwischenschaltung einer
geeigneten Dichtung oder eines Dichtmittels mittels (nicht dargestellter)
Ankerbolzen, die sich benachbart zum Außenumfang der Wandungen 12, 14 in
Abständen
um den Mischer herum durch die Wandungen erstrecken, lösbar an
dem oberen Rand der Seitenwand befestigt sein, so dass die obere
Platte nötigenfalls, zum
Beispiel für
Reinigungs- oder Reparaturzwecke, vom übrigen Gehäuse abgenommen werden kann.
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Die obere, die untere Wand und die
Seitenwand begrenzen somit eine Kammer von allgemein zylindrischer
Gestalt, deren Durchmesser wesentlich größer ist als ihre axiale Länge, zum
Beispiel zehnmal oder mehrfach so groß.
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In dieser Kammer ist ein Rührwerk angeordnet,
das eine Vielzahl (im dargestellten Beispiel vier) zylindrischer
Rührstäbe 20 aufweist,
die radial von einer Mittelwelle 22 ausgehen, welche koaxial
zum Mischergehäuse
angeordnet und bezüglich
des Gehäuses
um die Gehäuseachse
drehbar ist. Die einzelnen Rührstäbe erstrecken
sich jeweils von der Welle 22 bis zu einer Position unmittelbar
angrenzend an die Seitenwand 16 und können, wie dargestellt, den
gleichen Abstand zur oberen und unteren Wandung aufweisen. Die Stäbe 20 weisen
jeweils einen Durchmesser auf, der etwa der Hälfte des axialen Abstandes
zwischen der oberen und der unteren Wandung entspricht. Um Druckschwankungen über den
Radius des Mischers hinweg auszugleichen, können die Stäbe 20 sich verjüngen. Druckschwankungen
könnten
unerwünschte
Strömungsbahnen erzeugen.
Möglich
sind aber auch andere Stabformen mit unterschiedlichen Querschnitten;
siehe zum Beispiel 12a, 12b, 15, 16 und 17.
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Wie in 4 zu
erkennen ist, kann die Welle 22 drehbar in Kugellagern
gelagert sein, die in einem Lagergehäuse 26 aufgenommen
sind, das an seinem oberen Ende in einer mittigen Öffnung der
Bodenwand 14 aufgenommen und an der Wand 14 durch Schweißen oder
Löten befestigt
ist. Die Stäbe 20 können, wie
dargestellt, einstückig
mit der Welle 22 ausgebildet (z. B. an ihr angeschweißt) sein
und sind vorzugsweise in regelmäßigen Abständen um
die Mischerachse herum verteilt (z. B. in Abständen von 90°, wenn, wie in den Zeichnungen,
vier derartige Stäbe
von der Welle 22 ausgehen).
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Die obere Wandung 12 weist
eine mittige Ablauföffnung
auf, von der aus sich eine an die obere Wandung angeschweißte oder
angelötete
Ablaufleitung 28 aufwärts
erstreckt. Wie in 6 zu
erkennen ist, weist der Mischer in der Seitenwand 16 einen Haupt-Zulauf
auf, der mit einem Zulaufrohr 32 in Verbindung steht, das
bezüglich
des Umfangs des Mischers tangential verlaufen kann, wie dies in 3 dargestellt ist.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, werden bei einer Anlage
zum Herstellen einer fotografischen Emulsion zum Aufbringen auf
Film oder Papier die flüssigen
Vorläufer
der Emulsion zunächst
in einer Kernbildungsvorrichtung 11 der in EP-A-0 734 761 beschriebenen
Art behandelt, wo kleine Silberhalogenid-Kristallkerne oder "Samen"
in der Flüssigkeit gebildet
werden, die dann zum Wachsenlassen oder "Reifen" der "Samen" dem
Mischer 10 zugeführt
werden, um Silberhalogenidkörner
der gewünschten Größe auszubilden.
Die aus der Kernbildungsvorrichtung 11 kommende Flüssigkeit
besteht unter anderem aus einer Lösung von Silbernitrat und Halogenidsalz
in Gelatinewasser, in der die vorgenannten Silberhalogenid-"Samen"
oder "Kerne" in Suspension gehalten sind.
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Die in der Kernbildungsvorrichtung 11 gebildeten
Kerne schwanken äußerst stark
hinsichtlich Anzahl und Größe. Wenn
die Lösungsbedingungen in
einer derartigen Anlage für
das Wachstum von Körnern
geeignet sind, stellt man fest, dass große Körner durch den "Reifungs"-Prozeß größer werden,
während
kleinere Körner
sich häufig
auflösen,
so dass die größeren Körner auf
Kosten der kleineren Körner wachsen.
Dadurch kann die Korngrößenverteilung
in einer Art verfälscht
werden, die nicht immer wünschenswert
ist. Diese Wirkung verstärkt
sich noch, wenn in verschiedenen Bereichen des verarbeiteten Flüssigkeitsvolumens
unterschiedliche Lösungsbedingungen
herrschen und/oder wenn einige Teile der verarbeiteten Flüssigkeit
dem "Reifungs"-Prozeß länger ausgesetzt
sind als andere. Im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der Anzahl
der in der Kernbildungsvorrichtung 11 erzeugten Körner ermöglicht es der
Plattenmischer 10, die Körner fortlaufend mit Silber-,
Salz- und Halogenidlösungen
zu versorgen, damit sie reifen können,
ohne dass ihre Anzahl sinkt.
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Die in den Plattenmischer eingeführte flüssige Emulsion/Lösung fließt im Mischer 11 entlang
einer Bahn, die makroskopisch die Form einer um die Mischerachse
zentrierten Spirale aufweist, wie dies durch die Pfeile in 1 angedeutet ist, so dass
jede über
den Zulauf 32 in den Mischer eintretende Flüssigkeitsmenge
auf ihrem Weg von der Außenseite des
Mischers 10 zum Auslauf 28 in seiner Mitte mehrmals
um den Mischer herum fließt.
Die durch den Zulauf 32 eintretenden Kerne oder Körner wandern
damit auf natürliche
Weise zu dem in der Mitte der oberen Platte des Zylinders befindlichen
Auslauf. Die durch die Drehung der Mischstäbe erzeugte und aufrechterhaltene
spiralförmige
Drehbewegung der Flüssigkeit
im Mischer vom Zulauf 32 zum Auslauf 28 verläuft – in der
Draufsicht – quasi-laminar,
so dass auf diese Weise ein "first in/first out"-Strömungsmuster
entsteht, d. h. dass jeder durch den Zulauf 32 eintretende
Teil des Flüssigkeitsvolumens
im wesentlichen derselben spiralförmigen Bahn zum Auslauf 28 folgt
wie die vorhergehenden und nachfolgenden Teil-Volumen und dieselbe
Zeit im Mischer verbringt wie die vorherigen und nachfolgenden Teil-Volumen. Wie
in 2 zu erkennen ist,
erzeugen die Mischerstäbe 20 bei
ihrer Bewegung durch die Flüssigkeit
im Mischer jedoch eine turbulente Strömung in Form von aufeinanderfolgenden
Wirbeln um parallel zu und dicht hinter den Stäben 20, die die Wirbel
erzeugen, verlaufende Achsen, so dass dadurch jeder Stab an jeder
Stelle entlang des Stabes im wesentlichen einen Mischeffekt nur
in der Ebene bewirkt, die sich rechtwinklig zu dem Radius erstreckt,
entlang dessen sich der Stab 20 erstreckt (oder besser
gesagt in einem lokalisierten Bereich einer gedachten, zum Mischer 11 koaxialen
zylindrischen Oberfläche). In
Richtung radial zum Plattenmischer gibt es daher im wesentlichen
keinen Mischeffekt, so dass die dem Prinzip „first in/first out" folgende
Strömungsbahn nicht
zerstört
wird. Die Winkelgeschwindigkeit der Mischerstäbe kann etwa das Doppelte der
Geschwindigkeit der im Mischer fließenden Flüssigkeit betragen.
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Während
die flüssige
Emulsion den Mischer durchströmt,
nehmen die darin enthaltenen Silberhalogenidkörner während ihres Wachstums natürlich Silber-
und Halogenidionen aus der Lösung
auf, und diese müssen
ersetzt werden, wenn sich das Kornwachstum oder das Reifen fortsetzen
soll. Hierzu sind die oberen und unteren Wandungen des Mischers
mit aus Zuläufen 40 bzw. 42 bestehenden Anordnungen
versehen, durch die frische Silberlösung bzw. Halogenidlösung in
den Mischer eingeführt
und der darin bereits zirkulierenden Emulsion zugefügt wird.
Angesichts des Umstandes, dass im Mischer in der Mischerebene nur
eine sehr geringe oder gar keine Vermischung der Flüssigkeit
stattfindet, und um die Entstehung von spiraligen Bändern unterschiedlicher
Silber- und/oder Halogenidkonzentrationen in der Flüssigkeitsströmung durch
den Mischer zu vermeiden, wäre
es ideal, wenn sich die Zuläufe
für die
Zuführung
der frischen Lösungen
in den Mischer jeweils fortlaufend entlang des Mischerradius erstrecken
würden.
Allerdings ist es auch erwünscht,
die Zugaberate der frischen Lösung
in den verschiedenen radialen Abständen vom Mischermittelpunkt
zu steuern, was schwierig ist, wenn sich ein einziger Schlitz radial
vom Außenumfang
bis zur Mischermitte erstreckt und von einer einzigen Quelle aus
gespeist wird. Infolgedessen bestehen die Zuläufe für die frische Lösung aus
linearen Anordnungen langgestreckter, radial verlaufender Schlitze 40, 42 von
im Verhältnis
zum Radius des Mischers geringer Länge, wobei jedoch der radiale
Abstand zwischen benachbarten Schlitzen noch kleiner ist und die
einzelnen Schlitze unabhängig
voneinander mit der jeweiligen Flüssigkeit in kontrollierter
Zuführrate
versorgt werden. Um zu verhindern, dass die Silberlösung die
Halogenidlösung
zeitweilig überwiegt
oder umgekehrt, sind die Zuläufe 40, 42 für die beiden
Lösungen
vorzugsweise in derselben Winkelposition um die Achse des Mischers
herum angeordnet, wobei bevorzugt ist, dass die Zuläufe 42 für eine Lösung in
der unteren Wand und die Zuläufe 40 für die andere
Lösung
direkt über
diesen Zuläufen
in der oberen Wand angeordnet werden, wie dies in der Zeichnung dargestellt
ist. Um eine gründ liche
Vermischung der frischen Lösungen
zu erreichen, können
entlang des Stabes Paddelstäbe
angebracht sein, wie dies in 13 zu
sehen ist.
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Es versteht sich, dass um eine vorzeitige
Interreaktion zwischen der dem Mischer zugeführten frischen Silberlösung und
Halogenidlösung
ohne Anwesenheit von Gelatine zu vermeiden, getrennte Zuläufe für die Silberlösung einerseits
und die Halogenidlösung
andererseits vorgesehen sind. Bei der dargestellten Anordnung (siehe 2) ist nur eine radiale
Anordnung radial verlaufender Schlitze 40 in der oberen
Wand 12 des Mischers für
die Silberlösung und
eine gleiche radiale Anordnung radial verlaufender Schlitze 42 in
der unteren Wand 14 des Mischers für die Natrium- oder Kaliumhalogenidlösung vorgesehen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
wird jedem einzelnen Schlitz 40 oder 42 die entsprechende Lösung mittels
einer Pumpe mit konstanter Fördermenge,
beispielsweise einer peristaltischen Pumpe (nicht dargestellt) zugeführt. Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform
weisen die peristaltischen Pumpen entsprechende, auf einer gemeinsamen
Antriebswelle montierte Rotoren auf, die über auf den Rotoren sitzende
Rollen mit entsprechenden Schlauchstücken (z. B. aus Gummi oder
Kunststoff) zusammenwirken. Bei dieser Anordnung wird die Förderrate
der einzelnen peristaltischen Pumpen vom Innendurchmesser des betreffenden
ausgewählten
Schlauchstücks
(und der entsprechend für
den Schlauch ausgewählten
Fittings, usw.) bestimmt, woraus sich die gewünschte Strömungsrate ergibt. Es versteht
sich jedoch, dass andere Anordnungen ebenso wirksam sein können, zum
Beispiel einzelne peristaltische oder andere Pumpen mit konstanter
Förderleistung, die
durch entsprechende elektronisch gesteuerte Motoren mit zweckmäßig ausgewählten Geschwindigkeiten
angetrieben werden können.
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Gemäß 5 und 7–10 ist es zweckmäßig, die
Zuläufe 40 bzw. 42 für die frischen
Lösungen jeweils
in einem in radialer Richtung langgestreckten Verteiler 50 vorzusehen,
der einen Einsatz 54 aufweist, der in einem entsprechend
geformten, in radialer Richtung langgestreckten Schlitz 52 in
der entsprechenden oberen oder unteren Wand 12, 14 des Mischers
aufgenommen ist. Diese Schlitze 52 sind in 4 (in der die Verteiler 50 nicht
dargestellt sind) und in 5 dargestellt.
Wie in 7 und 8 dargestellt, geht der Einsatz 54 von
einem breiteren Abschnitt des Verteiler blocks 56 aus, so
dass sich eine ebene Fläche
oder Schulter 58 bildet, die vollständig um den Umfang des Einsatzes
herumläuft
und unter Zwischenschaltung eines Dichtrings oder eines (nicht dargestellten)
Klebers/Dichtmittels an der Unterseite der Bodenwand 14 (wo
der Verteiler derart in der Wand aufgenommen ist, dass der Einsatz 54 sich aufwärts erstreckt)
oder der oberen Fläche
der oberen Wand 12 in Anlage ist (bei dem in der oberen Wand
sitzenden Verteiler ragt der Abschnitt 54 vom Block 56 aus
abwärts
in die entsprechende Öffnung 52).
Wie in 7 bis 10 zu erkennen ist, kann
der Verteiler aus drei Teilen bestehen, nämlich einem einstückigen Hauptblock 60 mit
einer Vielzahl, in einer Reihe entlang des Blocks 60 angeordneter
vertikaler durchgehender Bohrungen 61 und zwei zusammenwirkenden
Blöcken 62 und 64,
die zusammen eine Vielzahl von Zuläufen ausbilden, die sich jeweils
von einer der genannten vertikalen Bohrungen 61 zu einem
entsprechenden langgestreckten Schlitz 66 in der dem Block 60 abgewandten
Fläche
des zusammengesetzten Blocks (62, 64) erstrecken.
Der Einfachheit halber ist in der dargestellten Ausführungsform
die dem Block 64 zugewandte Fläche des Blocks 62 eben,
wobei die Zuläufe
und Schlitze 66 durch in die dem Block 62 zugewandte
Fläche
des Blocks 64 eingeschnittene Nuten oder Kanäle gebildet
werden. Dadurch ist die Reihe der vertikalen durchgehenden Bohrungen 61 seitlich
in Richtung zum Block 64 hin versetzt. Es ist zu erkennen,
dass die einzelnen Nuten, die jeweils mit der gegenüberliegenden
ebenen Fläche
des Blocks 62 einen entsprechenden, in einem Schlitz 66 endenden
Flüssigkeits-Zulauf
bilden, von der Fläche
des Blocks 60 hin zum entsprechenden Schlitz 66 fortschreitend
breiter und flacher werden, wodurch zwischen den vertikalen Bohrungen
im Block 60 ausreichend Platz für die Unterbringung entsprechender
Verbindungen zu den jeweiligen Pumpen, usw., verbleibt, während der
radiale Abstand zwischen benachbarten Enden benachbarter Schlitze 66 im
Verteiler minimiert wird. Es versteht sich, dass der Verteiler natürlich in
unterschiedlichster Weise aufgebaut sein kann, um dieselbe oder
eine ähnliche
gewünschte
Ausbildung zu erreichen.
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Die Außenwand 16 ist im
Idealfall innen gerundet, nicht kreisrund. Wenn die Betriebsbedingungen
von einer Art sind, dass die radiale Höhe jeder "Steigung" der spiraligen
Strömung
im Mischer relativ klein ist, können
in der Praxis entsprechende spiralige Strömungsbedingungen mit einer
Wand 16 einfacher kreisrunder Form (in der Draufsicht dargestellt) dadurch
aufrechterhalten werden, dass man am Zulauf 32 zum Mischer
eine einfache Korrekturkonstruktion vorsieht, indem man zum Beispiel
dafür sorgt,
dass das Zulaufrohr tangential zur Außenwand des Mischers verläuft, wie
dies in 3 dargestellt ist,
und/oder indem man, wie in 5 und 6 dargestellt, an der Innenseite
der Wand 16 unmittelbar stromaufwärts des Zulaufs 32 ein
flexibles, nachgiebiges Beilageblech 70 anbringt, wobei
die obere und die untere Kante des Beilageblechs sich dicht an den Innenflächen der
oberen und unteren Wandungen 12 bzw. 14 befinden
und das Beilageblech 70 sich in Umfangsrichtung ein Stück über den
Zulauf 32 hinaus erstreckt, und wobei das Beilageblech 70 ferner so
ausgebildet ist, dass es sich in unbelastetem Zustand in Richtung
des Umfangs in Strömungsrichtung innerhalb
des Mischers immer mehr von der Wand 16 entfernt. Bei dieser
Anordnung kann das Beilageblech 70 durch die äußeren Enden
der Mischerstäbe nötigenfalls
ausreichend radial auswärts
abgelenkt werden, damit die Mischerstäbe bei ihrer Drehung im Mischer
passieren können,
definiert aber dennoch mit der gegenüberliegenden Fläche der
Wand 16 einen zweckmäßigen, spiralartigen
Zulauf für
die Emulsionsflüssigkeit.
Wie in 5 gestrichelt
dargestellt ist, kann die Innenfläche der Wand 16, die
dem freien Abschnitt des Beilageblechs gegenüberliegt, so ausgenommen oder
vertieft sein, dass sie zusammen mit dem Beilageblech 70 einen
Zulauf mit im wesentlichen konstantem Strömungsquerschnitt definiert.
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Alternativ und vorzugsweise kann
der Zulauf zum Mischer derart ausgebildet sein, dass die Außenwand
des Mischers stromaufwärts
des Zulaufs 32 sich in Umfangsrichtung am Zulauf vorbei
verjüngt und
für den
zulaufenden Emulsionsflüssigkeitsstrom ein
starres Führungselement 68 bildet.
Die Innenfläche
der Außenwand
des Mischers stromabwärts
des Zulaufs, die dem verjüngten
Abschnitt 68 gegenüberliegt,
kann wie vorstehend beschrieben ausgenommen oder vertieft sein.
Diese Anordnung ist in 14 dargestellt.
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Um eine relativ glatte Strömung der
flüssigen Emulsion über den
Auslauf 28 aus dem Mischer heraus zu gewährleisten,
ist entsprechend die untere Innenfläche des Mischers in dem dem
Auslauf 28 unmittelbar gegenüberliegenden Bereich als etwas über den
Hauptteil der Bodenwand aufwärts
vorspringender abgeschrägter
Vorsprung oder abgeschrägte
Kuppe ausgebildet. Bei der dargestellten Anordnung ist die Kuppe
oder der Vorsprung neben dem oberen Ende des Lager-Befestigungsblocks 26 vorgesehen,
der in einer mittigen Öffnung
der den Hauptteil der Bodenwandung 16 bildenden Platte sitzt.
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Um das Austreten der Emulsion zwischen der
Welle 22 und dem Lagerblock 26 zu vermeiden, sind
in der Darstellung obere und untere Dichtungen 82 und 84 vorgesehen,
wobei der Raum zwischen der oberen und der unteren Dichtung über eine
Leitung 86 mit Druckwasser beaufschlagt wird und zum Abführen etwaigen
die untere Dichtung 84 passierenden Wassers ein Ablauf 88 vorgesehen
ist.
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Im Betrieb der beschriebenen Vorrichtung werden
den Zulaufschlitzen 66 Silbenitratlösung und Halogenidlösung zugeführt, um
die Kerne auf ihrem Weg durch den Plattenmischer reifen zu lassen.
Dabei nimmt die Strömungsrate
der durch die Zulaufschlitze 66 eintretenden Flüssigkeit
zur Mitte der Platte hin progressiv zu, um mit der maximal möglichen Wachstumsrate,
die einem Kubikgesetz folgt, Schritt zu halten (wie bereits erwähnt wurde,
werden diese Strömungsraten
durch die jeweiligen peristaltischen Pumpen bestimmt).
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Im Betrieb wird dem Mischer 11 über den
Zulauf 32 flüssige
Emulsion aus Gelatine und Silberhalogenidkörnern oder Samen zugeführt, während der Mischer 20 kontinuierlich
rotiert. Über
die Zuläufe 40 und 42 werden,
wie vorstehend beschrieben, kontinuierlich frische Silber- und Halogenidlösungen zugegeben.
Während
die Mischung mit den Mischerstäben 20 schnell
gerührt
wird, werden daher jedem einzelnen Flüssigkeitsvolumen im Mischer,
das die Zuläufe 40, 42 in
einer radialen Position passiert, frische Mengen an Silber- und
Halogenidlösungen
zugegeben, und durch den spiralförmigen
Umlauf der Flüssigkeit
im Mischer 10 erreicht das betreffende Volumen schnell
wieder den Zugabepunkt für
eine weitere Dosis an frischen Lösungen,
bis das entsprechende Volumen mit seinem Gehalt an "gewachsenen"
Silberhalogenidkörnern
den Mischer über
den Auslauf 28 verlässt.
Solange die Stäbe 20 sich
mit ausreichend hoher Umdrehungszahl drehen, ist die Funktion des
Plattenmischers nicht abhängig
von der Umdrehungszahl, sondern nur abhängig von der Strömungsrate
der Kerne und der Strömungsrate
der Silber- und Halogenidkörner
bei gegebenen Lösungsstärken.
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Der Einfachheit halber wurde in der
Beschreibung Bezug genommen auf Silberlösung, Halogenidlösung und
Gelatine; für
den Fachmann ist jedoch klar, dass bei einem praktischen Emulsions-Herstellungsprozess
noch viele andere wichtige Komponenten vorhanden sind oder der Emulsion
zugegeben werden und dass manche dieser Komponenten in der durch
den Zulauf 32 zugegebenen Flüssigkeit, andere in der zum
Beispiel durch die Zuläufe 40 und 42 zugeführten frischen
Lösung
vorliegen werden.
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Es wird erwartet, dass der beschriebene Plattenmischer 11 in
sehr wiederholbarer Weise auf eine stabile Größe gewachsene Kerne in der
gewünschten
Zahl produziert.
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Der beschriebene Mischer ist gegenüber der Vielzahl
von Behältern,
die herkömmlicherweise
für eine
vergleichbare Ausbeute erforderlich wären, kompakt und sollte nur
minimale Wartung erfordern, da angesichts des kontinuierlichen Durchflusses
des Produkts durch den Mischer eine regelmäßige Reinigungsphase im Betriebszyklus
nicht erforderlich ist. Auf Wunsch können eine Vielzahl von Mischern 11 in Serie
zusammengeschlossen werden.
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Wenn, wie bei der Herstellung fotografischer Emulsionen,
der im Mischer 11 durchgeführte Prozess temperaturempfindlich
ist, kann die Temperatur des Mischers und seines Inhalts in einfacher
Weise dadurch aufrechterhalten werden, dass man den Mischer innerhalb
einer Luftkammer mit einer zugeordneten Temperaturregelung, etwa
einer thermostatisch gesteuerten Luftheizung, anordnet, wobei die Leitungen
zum Zulauf 32, zum Auslauf 28 und zu den Zuläufen 40 und 42 dann
durch die Wandung dieser Luftkammer hindurch zum Mischer geführt werden.