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Vorrichtung zur Feinstverteilung von Gemengebestandteilen ineinander
insbesondere von gasförmigen innerhalb von flüssigen Bestandteilen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feinstverteilung der Bestandteile von Gemengen
ineinander, insbesondere von gasförmigen innerhalb von Flüssigkeiten. Derartige
Vorrichtungen sind in der Form bekannt, daß man einen rasch umlaufenden Rotor verwendet,
der die Gemengebestandteile auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt und sie dann auf
die Elemente eines in einigem Abstand vom Rotorrand angeordneten Prallríngs auftreffen
läßt, durch den ihre kinetische Energie unter kräftiger Zerstäubungs- und Wirbelwirkung
vernichtet wird.
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Um mit Sicherheit sämtliche Gemischteilchen schnellstens einer besonders
kräftigen Prallwirkung zu unterwerfen und dadurch eine besonders feine Verteilung
der Mischbestandteile ineinander zu erzielen, sollen gemäß der Erfindung sämtliche
Prallflächenelemente je senkrecht zur Schleuderricbtung der Flüssigkeitsteile möglichst
nahe dem Rande des Rotors in geschlossener stufenförmiger Aufeinanderfolge angeordnet
sein, so daß sie also einen lückenlosen Prallring bilden.
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Für die Beschleunigung der Feinstverteilung ist es ferner erfindungsgemäß
besonders zweckmäßig,
den Flüssigkeitsteilchen weitgehend jede Gelegenheit
zu nehmen, von der tangentialen Austrittsrichtung aus dem Rotor abzuweichen. Dies
wird möglich durch den Einbau von Trennwänden, die von der Außenkante jeder Prallflächenstufe
ausgehen und sich parallel zur jeweiligen Schleuderrichtung an der betreffenden
Umfangsstelle nach innen auf den Rotor zu erstrecken, deren Innenkanten vorzugsweise
noch angeschärft sein mögen.
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Aus konstruktiven Gründen empfiehlt es sich des weiteren, die einzelnen
Prallflächenelemente nicht nur in ihrem Einbauzustand als geschlossenen Prallring
erscheinen zu lassen, sondern sie als solche zu einem geschlossenen Stufenring durch
Zwischenwände zu verbinden.
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Ein solcher Stufenring wird zweckmäßigerweise aus einzelnen L-förmig
gebogenen Blechen zusammengeschweißt, dessen den Zwischenwänden entsprechende Schenkel
zugleich als Trennwände verlängert sein können.
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Eine besonders günstige Stau- und Prallwirkung läßt sich in den durch
die Prallflächenelemente und die Zwischenwände gebildeten Taschen erreichen, wenn
man den Winkel zwischen den Zwischenwänden und Praliflächenelementen kleiner als
go'0 wählt.
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Die genannte, erfindungsgemäße Dispergiervorrichtung erhält im übrigen
gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung eine besonders geschlossene und arbeitsmäßig
günstige Form, wenn man den Rotor als glockenförmigen Rotationshohlkörper mit zentraler
oberer Einlaßöffnung für das Gemisch bzw. dessen Einzelbestandteile ausbildet, an
dessen unterem Glockenrand das hochbeschleunigte, Gemisch austritt und damit als
Schleuderrand wirkt.
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Zur Erzeugung der hohen Geschwindigkeit der Flüssigkeit dient ein
von unten in den Glockenkörper eingesetzter, vorzugsweise mit den üblichen Schaufeln
versehener Schleuderteller, der also zusammen mit der im Abstand von ihm liegenden
oberen Deckfläche des Glockenkörpers ein stirnseitig bis auf die Einlaß öffnung
beiderseits abgedecktes Pumpenrad darstellt. Dieses Pumpenrad saugt neben der Flüssigkeit
auch gleichzeitig das zur Mischung benötigte Gas bzw. die Luft an.
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Die Lagerung des mit der Schleuderscheibe zu einem gemeinsamen Bauteil
vereinigten Glockenkörpers erfolgt erfindungsgemäß in besonders einfacher, die Lagerstellen
vor dem Zutritt von Flüssigkeit schützender Form mittels eines Laufzapfens in einem
vereinigten Hals- und Spurlagereinsatz, der wiederum von einem ortsfesten ringförmigen
Lagerkörper des Gelhäusesoekels getragen wird.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Dispergiervorrichtung gemäß der Erfindung
ist mit zahlreichen Einzelheiten aus der Zeichnung ersichtlich, und zwar zeigt Fig.
1 einen senkrechten Schnitt durch einen Rotor und seine Antriebsvorrichtung, Fig.
2 eine Aufsicht auf den Schleuderteller, der mit dem Rotor nach Fig. I vereinigt
ist, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die gesamte Vorrichtung, Fig. 4 eine Aufsicht
auf eine Prallflächenanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 5 eine abgeänderte Ausführungsform
dieser Anordnung nach Fig. 4, bei der die Anzahl der zur Aufnahme bestimmten Näpfe
erhöht ist.
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Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht, wie die Fig. I und
3 zeigen, aus einem Rotor I, der die Beschleunigung der Flüssigkeit und ihre Dispersion
herbeiführt und der z. B. mit Rohflüssigkeit von oben durch eine Eintrittsöffnung
2 über eine ortsfeste Zuleitung 2i versehen wird.
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Der Rotor I befindet sich innerhalb eines ortsfesten zylindrischen
Gehäuses 3.
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Inner- und unterhalb des oben liegenden Glockenbodens 11 des Rotors
I ist über Schrauben 4 und Paßstifte 5 nach Fig. I eine Schleuderscheibe 6 befestigt,
die einen Laufzapfen7 aufweist, der seinerseits senkrecht nach unten ragt und in
Kugellagern 8 od. dgl. innerhalb einer Buchseg gelagert ist, die z. B. über Schrauben
Io mit einem ortsfesten Lagerkörper II vereint ist. Dieser Lagerkörper weist Rippen
12 auf, die ihn mit dem schrägen Boden I3 des Gehäuses 3 nach Fig. 3 verbinden.
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Mit der Buchse g ist an ihrem unteren Ende z. B. über Schrauben 14
eine Grundplatte 15 vereint, welche das untere Kugellager des Laufzapfens 7 hält.
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Der Rotor I kann unmittelbar angetrieben sein.
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Es ist aber auch möglich, ihn gemäß dem vorstehenden Beispiel mittels
eines Riemens 16 über eine Rille I7 in der Glocke Ii gemäß Fig. I und 3 in Drehung
zu versetzen.
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An der nach oben gewandten Fläche der Schleuderscheibe 6 und zwischen
dieser und dem Glockenboden des Rotors sind eine Anzahl von Schleuderradflügeln
19 vorgesehen (Fig. I, 2 und 3), die als Zwischenlage zwischen der Schleuderscheibe
6 und dem Glockenboden Ii des Rotors I dienen und die den Zweck haben, gleichzeitig
die Flüssigkeit an den Umfang des Rotors I zu bringen und Luft oder ein Gas anzusaugen,
die in gleicher Weise die Winkelgeschwindigkeit des Gefäßes annehmen.
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Wie sich ohne weiteres ergibt, fällt die Flüssigkeit, die bei 2 zugeführt
wird, auf die Schleuderscheibe 6 und wird durch Zusammenwirken der Teile I, 6, 7
und 19 in Drehung versetzt. Andererseits sind die Flügel I9 so ausgebildet, daß
nach dem Austritt der Flüssigkeit aus ihrem Bereich diese sich mit der Geschwindigkeit
der inneren Gefäßwand umdreht und sich dann auf der zylindrischen Innenfläche des
Rotors ausbreitet, aus dessen unterem Teil sie schließlich als dünner und gleichförmiger
Schleier in einer etwa waagerechten Ebene austritt.
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Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, daß der Flüssigkeitsschleier, der aus dem Rotor austritt, auf eine Anzahl
von Prallflächen 21 nach Fig. 4 auftritt, die im wesentlichen senkrecht zur tangential
verlaufenden Bahn der Flüssigkeitsteilchen liegen.
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Diese Prallflächen müssen möglichst dicht am Zylinder liegen, um
Verluste an kinetischer Energie zu vermeiden.
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Aus konstruktiven Gründen werden die Prallflächen 21 in der Regel
untereinander durch Zwischenwände 22 verbunden, die ein Austreten des Gemisches
nach außen hin verhindern. Die Flächen 21 und 22 wirken dabei untereinander so zusammen,
daß sie Näpfte 23 bilden, die jeder einen Teil der Flüssigkeit aufnehmen und die
vorzugsweise mit Trennwänden 24 ausgestattet sind, die parallel oder im wesentlichen
parallel zur tangentialen Flüssigkeitsbahn liegen und Verluste hinter dem Rotor
verhindern.
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Diese Trennwände 24 sind im allgemeinen bei 25 angeschärft, so daß
ein Auftreffen nicht bereits an der Stirnfläche der Trennwände erfolgen kann, wodurch
ein Teil der Flüssigkeit auf die Gefäßwand zurückgeschleudert werden würde. Die
durch die Flächen 21 und 22 gebildeten Näpfe stützen sich bei 27 auf einen Ring
26 ab, der im wesentlichen konzentrisch zum Rotor I angeordnet ist (Fig. 3 und 4).
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Es ist von Bedeutung, daß diese Abstützung in der richtigen Weise
vorgesehen wird und daß sie, wie in Fig. 4 der Zeichnung wiedergegeben, außerhalb
der Bahn des Flüssigkeitsschleiers liegt, der in die Näpfe eintritt. Auf diese Weise
entsteht eine neutrale Zone 23t, in der keine Schleuderflüssigkeit vorhanden ist.
Man hat dadurch die Sicherheit, daß die gesamte Flüssigkeitsschicht die Prallflächen
21 in einer Richtung trifft, die im wesentlichen senkrecht zu diesen Flächen liegt.
Der Ring 26 ist gemäß dem vorliegenden Beispiel mit - dem Gehäuse über Schrauben
28 verbunden (Fig. 3), die ihrerseits in horizontaler Richtung die Gehäusewandung
3 durchsetzen und von Abstandrohren 29 umgeben sind. Es können indessen beliebige
Befestigungsmöglichkeiten vorgesehen werden.
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Außerdem deckt eine flache Ringscheibe 30 die oberen Ränder des Ringes
26 und der Teile 2I, 22, 24 ab, so daß sie einen Teil des Prallsystems ausmacht.
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Auf diese Weise wird jedes Ausschleudern von Flüssigkeit nach oben
hin vermieden.
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Das Flüssigkeitsluft- oder Gasgemisch fließt, nachdem es auf die
Prallflächen 2I aufgetroffen ist, nach unten ab, trifft hier auf den Boden 13 und
wird durch die Austrittsöffnung 3I nach außen abgeführt.
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Fig. 5 bezieht sich auf eine abgeänderte Ausführungsform, bei der
die Anzahl der Näpfe 23 vermehrt ist. In diesem Falle sind die Trennwände 24 länger
als im vorbeschriebenen.