DE945085C

DE945085C - Homogenisiervorrichtung mit Ringspalt

Info

Publication number: DE945085C
Application number: DEC461A
Authority: DE
Inventors: Karl Strenz
Original assignee: Condux Werk Herbert A Merges KG
Current assignee: Condux Werk Herbert A Merges KG
Priority date: 1950-01-25
Filing date: 1950-01-25
Publication date: 1956-06-28

Description

Homogenisiervorrichtung mit Ringspalt Die Erfindung betrifft eine Homogenisiervorrichtung, bei der das zu homogenisierende Gemenge in einem von einem umlaufenden Teil und einem relativ zu demselben feststehenden Teil begrenzten, etwa zylindrischen Ringspalt zerrieben wird, in den es unter Mitwirkung der Fliehkraft durch Offnungen in seinem inneren Begrenzungsteil eintritt und stirnseitig austritt.
Um das Gemenge schon bei einem einmaligen Durchgang durch die Vorrichtung einer wiederholten Zerreibung zu unterwerfen, wird gemäß Erfindung vorgeschlagen, mindestens zwei Hohlzylinder mit Löchern in der Wandung ineinander und zueinander konzentrisch anzuordnen, wobei jeder zweite Hohlzylinder dem umlaufenden, die übrigen dem feststehenden Teil angehören, wobei die zwischen je zwei Hohlzylindern verbleibenden Ringräume die Ringspalte bilden, durch die das zu homogenisierende Gemenge der Reihe nach von innen nach außen hindurchgefördert wird. Dabei können die die Ringspalte begrenzenden Teile mindestens auf einer Spaltseite mit Nuten versehen sein, in die vorzugs- weise die Öffnungen in der Hohlzylinderwand münden.
Wenn Nuten an beiden Spaltseiten angeordnet sind, können die Nuten der einen Spaltseite die der gegenüberliegenden Spaltseite kreuzen. Die Nuten können auch Unterbrechungen aufweisen, die gegenüber den Unterbrechungen der benachbarten Nuten in axialer Richtung unversetzt oder z. B. schraubenlinienartig versetzt sind.
Zur Aufnahme des aus dem äußersten Ringspalt an einer seiner Stirnseiten oder seinen beiden Stirnseiten austretenden bearbeiteten Gemenges können Ringräume vorgesehen werden, die die Abführung des Gemenges vermitteln.
Um die pro Zeiteinheit aus dem das zu bearbeitende Gemenge aufnehmenden Fülltrichter in die Vorrichtung eintretende Gutmenge zu regulieren, läuft gemäß einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegenstandes der innerste Hohlzylinder nicht um, er ist jedoch drehbar gelagert und besitzt einen aus dem ihn umgebenden umlaufenden Hohlzylinder herausragenden Teil, der zusammen mit dem Einfüllstutzen als Drehschieber zur Regulierung des Gemengezuflusses ausgebildet ist. Dabei kann ein Zeiger vorgesehen sein, der die Drehschieberstelltng erkennbar macht.
Besonders bei Ausführungen, bei denen der innerste Hohlzylinder nicht umläuft, und bei der Bearbeitung pastenförmigen Gutes kann es notwentd,ig sein, die unter der Wirkung der Flieht kraft stehende Förderung des Gemenges durch eine in dem innersten Hohlzylinder angeordnete Fördervorrichtung, z.B. eine Schnecke, zu unterstützen.
Um die Bewegung des Gutes längs des Ringspaltes in einer Richtung zu hemmen oder zu begünstigen, kann sich der Ringspalt in dieser Richtung verjüngen bzw. erweitern. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß die innere oder äußere Mantelfläche der feststehenden oder der umlaufenden Hohlzylinder ebenfalls wie die Gegenfläche des Nachbarzylinders in gleichem Sinne konisch ausgebildet ist.
In diesem Falle können die Hohlzylinder in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sein, wodurch man eine besondere Regulierungsmöglichkeit von Spaltweite und Förderdruck in bekannter Weise erhält.
Um das Gemenge während der Bearbeitung zu heizen oder zu kühlen, können der dem Gehäuse angehörige äußerste Hohlzylinder, der Vorratsbehäl--ter und auch eine gegebenenfalls vorhandene Umlaufleitung doppelwandig ausgebildet werden und die Hohlräume der Doppelwandung von einem Heiz-oder Kühlmittel durchströmt werden. Die Drehachse des tDmlaufenden. Hohlzylinders -karin horizontal oder vertikal gelagert sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorratsbehälter und Abführungsleitung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. I nach der Linie II-II, Fig. 3 eine Ansicht des inneren, als drehbare Reguliervorrichtung ausgebildeten Hohlzylinders der Vorrichtung gemäß Fig. I, Fig. 4 eine Darstellung des umlaufenden Hohlzylinders der Vorrichtung gemäß Fig. I, teilweise im Schnitt, Fig. 5 einen Längsschnitt durch den äußeren Hohlzylinder gemäß Fig. I, Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine der Vorrichtung gemäß Fig. I ähnliche Ausführungsform mit konischen umlaufenden und äußeren Hohlzylindern, Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform, wobei lediglich der äußere Hohlzylinder konisch ausgebildet ist, und zwar in diesem Falle nach außen erweitert.
Der zu homogenisierende Stoff wird in den Vorratsbehälter I gefüllt, der mit dem Gehäuse 2 der Vorrichtung verbunden ist. Durch den Kanal 3 der Vorrichtung fließt der Stoff auf die regulierbare Öffnung 4 des im Gehäuse drehbar angeordneten, aber nicht umlaufenden Teiles 5 nach Fig. 3. Durch Drehen des Handgriffes 6 wird der Durchlaß der Öffnung 4 verändert oder die Öffnung ganz verschlossen. Der Handgriff ist mit einer Anzeigevorrichtung 7 versehen, die von.außen den Grad der Einstellung, beispielsweise mit Zeiger und Skala, sichtbar erkennen läßt. Der feststehende Teil 5 ist an der Außenseite des Mantels mit Nuten 8 und Bohrungen g versehen. Der Rotor 10 ist auf der Antriebswelle II befestigt. Er hat die Form eines Hohlzylinders, der, wie Fig. 4 zeigt, innen mit Nuten 12 und durchgehenden Bohrungen 13 und außen mit Nuten 14 und Bohrungen I3 versehen ist.
Dieser Rotor 10 ist von dem Hohlzylinder 15, der in Fig. 5 im Schnitt dargestellt ist, umgeben. Dieser Hohlzylinder 15 ist innen ebenfalls mit Nuten6 versehen und sitzt fest im Gehäuse 2. Für Kühlung oder Heizung dieser Vorrichtung ist der Wärme austauschraum 17 vorgesehen. Der aus der Vorrichtung kommende Stoff gelangt in den Raum. I8, von hier aus in die AbfluM- oder Umlaufleitung 19 zum Auslauf 21 oder wieder in den Vorratsbehälter 1.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Der aus dem Vorratsbehälter I über den Kanal 3 zu homogenisierende Stoff gelangt über die Reguliervorrichtung 6 in den Hohlraum des feststehenden Teiles 5. Die Saugwirkung des schnell umlaufenden Rotors 10 saugt den Stoff durch die Bohrungen g an. Der Stoff wird nun zwischen den Nuten 8 und I2 verarbeitet und gelangt durch die Bohrungen I3 infolge der vom Rotor entwickelten Zentrifugalkraft zwischen die Nuten 14 und I6 und ist hier einer nochmaligen intensiven Bearbeitung unterworfen.
Hiernach gelangt der Stoff in den Raum I8 und von hier aus entweder direkt über Ventil 20 zum Auslauf 2I oder, wenn gewünscht, im Umlauf wieder in den Vorratsbehälter I.
Die Ausbildung der Nuten und die Anbringung der Bohrungen an den feststehenden und umlaufenden Teilen ist nicht auf die Darstellung beschränkt, sondern sie richtet sich jeweils nach der Eigenart der zu verarbeitenden Stoffe. Vorzugsweise wird man jedoch die Nuten so anordnen, daß jeweils axial liegende Nuten mit schrägen Nuten zusammenwirken, um somit eine scherenartige Wirkung zu erzielen. Die axialen oder schrägen Nuten können auch ring- oder spiralförmig unterbrochen sein. Auch der Durchmesser der Bohrungen g und I3 kann voneinander abweichen und auf die Volumenzunahme des Stoffes abgestimmt sein. Die gesamte Vorrichtung läßt sich auch vertikal anordnen, wobei dann selbstverständlich die Stellung des Vorratsbehälters I und gegebenenfalls auch die Anbringung desselben geändert wird. Die Vorrichtung kann neben der Arbeit des Homogenisierens, gegebenenfalls auch getrennt davon, eine Zerkleinerungsarbeit leisten, wobei insbesondere die noch in größeren Teilchen befindlichen Stoffe einer intensiven Zerkleinerung unterworfen werden.
Allgemein werden die meisten Stoffe schon in einem Durchsatz homogenisiert, so daß diese Vorrichtung mehr oder weniger als kontinuierlich arbeitender Homogenisator anzusprechen ist.
Die Umlaufleitung ist nur für Fälle vorgesehen, wenn Stoffe verarbeitet werden, die sich nur unter besonderen Schwierigkeiten homogenisieren lassen.
Man hat es auch in der Hand, durch die Anordnung mehrerer Arbeitsstufen das Homogenisieren und Zerkleinern sehr weit zu treiben. Wenn sehr pastenartige Stoffe in der Vorrichtung verarbeitet werden sollen und die normale Saugwirkung des Rotors für das Heranziehen des Stoffes nicht ausreicht, wird eine Fördereinrichtung 22, die in die Antriebswelle eingeschraubt ist und in den Innenraum des Körpers 5 hineinragt, angebracht.
In Fig. 6 ist noch eine ähnliche Ausführungsform wie in Fig. I dargestellt, mit dem Unterschied, daß der Ringraum 23 zwischen dem Rotor IO und dem äußeren Hohlzylinder 15 nach der Austragsseite hin konisch ist, wodurch der Druck des durch die Vorrichtung geförderten Gutes erhöht wird. Um im Gegensatz hierzu eine Verminderung des Druckes zu erreichen, kann sich dieser Raum, wie in dem Beispiel gemäß Fig. 7 gezeigt ist, auch nach der Austragsseite hin erweitern, indem hierbei lediglich der äußere Zylinder I5 konisch ausgebildet ist, da sich sein Durchmesser nach der Austragsseite hin vergrößert.
Es liegt noch im Rahmen der Erfindung, zwei oder mehrere zusammenwirkende konische Zylinder auch in axialer Richtung relativ zueinander zu verschieben, um gegebenenfalls dadurch eine zusätzliche Regulierungsmöglichkeit von Spaltweite und Förderdruck zu erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Homogenisiervorrichtung, bei der die zu homogenisierenden Gemenge in einem von einem umlaufenden Teil und einem relativ zu demselben feststehenden Teil begrenzten, etwa zylindrischen Ringspalt zerrieben wird, in den es unter der Mitwirkung der Fliehkraft durch Offnungen in seinem inneren Begrenzungsteil eintritt und stirnseitig austritt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Hohlzylinder mit Löchern in der Wandung ineinander und zueinander konzentrisch angeordnet sind und alle zweiten Hohlzylinder dem umlaufenden, die übrigen dem feststehenden Teil angehören, wobei die zwischen je jwei Hohlzylindern verbleibenden Ringräume die Ringspalte bilden, durch die das zu homogenisierende Gemenge der Reihe nach von innen nach außen hindurchgeführt wird.
2. Homogenisiervorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ringspalte begrenzenden Teile mindestens auf einer Spaltseite mit Nuten versehen sind, in die vorzugsweise die Öffnungen in der Hohlzylinderwand münden.
3. Homogenisiervorrichltung nach Anspruch 2 mit Nuten an beiden Spaltseiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten der einen Spaltseite die der gegenüberliegenden Spaltseite kreuzen.
4. Homogenisiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten Unterbrechungen aufweisen, die gegenüber den Unterbrechungen der benachbarten Nuten in axialer Richtung unversetzt oder z. B. schraubenlinienartig versetzt sind.
5. Homogenisiervorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, gekennzeichnet durch an einer oder beiden offenen Stirnseiten des äußersten Ringspaltes vorgesehene Ringräume zur Aufnahme des austretenden bearbeiteten Gemenges.
6. Homogenisiervorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innerste Hohlzylinder nicht umläuft, jedoch drehbar gelagert ist und einen aus dem ihn umgebenden umlaufenden Hohlzylinder herausragenden Teil besitzt, der zusammen mit dem Einfüllstutzen als Drehschieber zur Regulierung des Gemengezuflusses ausgebildet ist.
7. Homogenisiervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen die Drehschieberstellung anzeigenden Zeiger.
8. Homogenisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem innersten, vorzugsweise nicht umlaufenden Hohlzylinder eine umlaufende Fördervorrichtung, z. B. eine Schnecke, für das Gemenge vorgesehen ist.
9. Homogenisiervorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere oder äußere Mantelfläche der feststehenden oder der umlaufenden Hohlzylinder ebenfalls wie die Gegenfläche des benachbarten Zylinders konisch ausgebildet sind.

IO. Homogenisiervorrichtung nachAnspruchg, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind.

II. Homogenisiervorrichtung nach einem der Ansprüche I bis IO, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Gehäuse angehörige äußerste Hohlzylinder, der Vorratsbehälter und auch eine gegebenenfalls vorhandene Umlauflei tung doppelwandig ausgebildet sind und die Hohlräume der Doppelwandung von einem Heiz- oder Kühlmittel durchströmt werden.

I2. Homogenisiervorrichtung nach einem der Ansprüche I bis II, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der umlaufenden Hohlzylinder vertikal angeordnet ist.

Angezogene Druckschriften: USk-Patentschrift Nr. 2 482 235.