DEP0052309DA

DEP0052309DA - Method and device for atomizing, emulsifying and preserving liquids

Info

Publication number: DEP0052309DA
Authority: DE
Inventors: Franz Xaver Deggendorf Scherl (Ndb.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-03-08

Description

Die zur Zeit am meisten gebräuchlichste Scheibe ist die Düsenscheibe. Sie liefert im allgemeinen ein zufriedenstellendes Produkt, soweit die zu zerstäubende Masse nicht zu zäh ist. Die Düsen, die eine Öffnung von 4-8 mm haben, bergen die Gefahr in sich, sich gelegentlich zu verstopfen. Da die Scheibe mit mindestens 7000 Touren pro min. läuft, so ist die dabei auftretende Unwucht mehr als unangenehm. Auf alle Fälle muss die Scheibe heruntergenommen und gereinigt werden, was immer Betriebsunterbrechungen mit sich bringt. Die anderen Scheiben, wie Tellerscheiben, Schlitzscheiben und ähnliche, konnten nie größere Bedeutung erlangen. All diese Scheiben haben außerdem den Nachteil eines hohen Kraftverbrauchs. Dieser wird dadurch hervorgerufen, dass die zu zerstäubende Masse erst die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe erlangen muss, bis sie aus den Düsen austreten kann oder über den Rand der Scheibe fliegt.The most common disc currently used is the nozzle disc. It generally gives a satisfactory product as long as the mass to be atomized is not too tough. The nozzles, which have an opening of 4-8 mm, harbor the risk of occasionally clogging. Since the disc runs at at least 7000 revolutions per minute, the imbalance that occurs is more than uncomfortable. In any case, the window must be taken down and cleaned, which always causes operational interruptions. The other disks, such as dish disks, slotted disks and the like, could never acquire greater importance. All these disks also have the disadvantage of high power consumption. This is caused by the fact that the mass to be atomized must first attain the peripheral speed of the disk before it can exit the nozzles or fly over the edge of the disk.

Es wurde daher nach einem neuen Scheibensystem gesucht, das die Nachteile überwindet. Die Grundidee der Neuentwicklung besteht nun darin, die zu zerstäubende Masse in einer oder mehreren horizontalen Schichten aus der Zerstäuberscheibe austreten zu lassen , und zwar durch Schlitze, die höchstens 0,1 mm betragen und um die ganze Scheibe gehen. Nachdem diese geringe Öffnung wiederum die Gefahr des Verstopfens an sich hätte, so wurden die Wulste, die diese Verengung bewirken, radial hintereinander angeordnet, wodurch der indirekte Durchgang durch die Scheibe beliebig groß gehalten werden kann.A new disk system was therefore sought which overcomes the disadvantages. The basic idea of the new development is to let the mass to be atomized emerge from the atomizer disk in one or more horizontal layers, namely through slots that are 0.1 mm at most and go around the entire disk. Since this small opening would in turn run the risk of clogging, the beads that cause this constriction were arranged radially one behind the other, so that the indirect passage through the disk can be kept as large as desired.

Die neuartige Zerstäuberscheibe besteht aus zwei flachen Scheiben, die übereinander angeordnet sind. Auf jede Scheibe sind ringförmig Wulste angebracht, die an den unteren Teil der Scheibe nach oben und bei dem oberen Teil nach unten angebracht sind. Wie schon erwähnt, haben diese Wulste einen Abstand von weniger als 0,1 mm und sind radial hintereinander angeordnet.The new atomizer disk consists of two flat disks that are arranged one above the other. Annular beads are attached to each disk, which are attached to the lower part of the disk upwards and to the upper part downwards. As already mentioned, these beads are spaced less than 0.1 mm apart and are arranged radially one behind the other.

Der Zerstäubervorgang ist nun hierbei folgender: Die zu zerstäubende Masse wird mit einem ringförmigen Verteiler (1) der unteren Scheibe (2) zugeführt. Die Masse wird nun durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrängt und wird so von der Kante des ersten Wulstes (3) abgeschleudert. Hier beginnt die erste Aufteilung der Masse. Die nun schon ziemlich kleinen Masseteilchen fliegen mit erhöhterThe atomizing process is now as follows: The mass to be atomized is fed to the lower disk (2) with an annular distributor (1). The mass is now pushed outwards by the centrifugal force and is thrown off the edge of the first bead (3). This is where the first division of the mass begins. The now quite small mass particles fly with increased

Geschwindigkeit an den Rand des zweiten Wulstes (4). Hier erfolgt nun eine weitere Zerkleinerung, einerseits zerplatzen die Teilchen durch den Anprall, andererseits werden die Teilchen über den Rand gedrängt. Nachdem sie aber nie die Geschwindigkeit der Scheibe erreichen, so beginnen sie durch das Beharrungsvermögen an den Wulstrand zu rollen und zu reiben, wodurch weitere Zerkleinerungen erfolgen.Speed to the edge of the second bead (4). Here, a further crushing takes place, on the one hand the particles burst due to the impact, on the other hand the particles are pushed over the edge. But after they never reach the speed of the disk, they begin to roll and rub against the edge of the bead due to their persistence, as a result of which further comminution takes place.

Dies geht nun so weiter von Wulst zu Wulst, bis die Teilchen am letzten Wulst (5) die Scheibe verlassen oder sie sind bereits durch den feinen Schlitz, der durch die ganze Scheibe geht, nach außen geflogen. Die Masse wird bei dieser Scheibenart also bereits in der Scheibe zerkleinert durch einen dem Mahlen zu vergleichenden Vorgang. Da die Masse nicht die Geschwindigkeit des Scheibenrandes erreicht, wird sie auch nicht mit so großer Wucht nach außen gescheudert. Es tritt daher eine bessere Vermischung mit der Turmluft ein.This goes on from bead to bead until the particles leave the pane at the last bead (5) or they have already flown out through the fine slit that goes through the entire pane. With this type of disc, the mass is already crushed in the disc by a process comparable to grinding. Since the mass does not reach the speed of the edge of the disc, it is not thrown outwards with such great force. There is therefore better mixing with the tower air.

Durch diese mechanische Zerkleinerung ist es möglich, den Scheibendurchmesser kleiner zu halten, wodurch ein geringerer Kraftbedarf nötig ist als bei den bekannten Scheiben. Nach den bisherigen Messungen kann 20-40% an Kraft gespart werden. Diese mechanische Zerkleinerung gibt dem Pulver eine ganz andere Struktur. Das Volumen liegt etwa 30% höher als bisher.This mechanical comminution makes it possible to keep the disk diameter smaller, which means that less force is required than with the known disks. According to previous measurements, 20-40% strength can be saved. This mechanical comminution gives the powder a completely different structure. The volume is around 30% higher than before.

Neben all diesen Vorteilen hat diese neue Scheibenart noch den besonderen Vorteil, dass während des Betriebes keinerlei Verstopfungen der Scheibe auftreten können. Es ist sogar ohne weiteres möglich, nach längerer Betriebsunterbrechung die Scheibe wieder anzufahren, ohne sie vorher zu reinigen.In addition to all these advantages, this new type of disc has the particular advantage that the disc cannot become clogged during operation. It is even easily possible to start up the window again after a long interruption in operation without cleaning it beforehand.

Durch diese neuartige mechanische Zerkleinerung der Masse wird es künftig möglich sein, Produkte zu zerstäuben, bei denen die bisherigen Scheiben versagt haben.This innovative mechanical comminution of the mass will in future make it possible to atomize products where the previous disks have failed.

Diese Scheibe hat für besondere Fälle noch folgende Ergänzungsmöglichkeit: Durch Anbringung einer Luftführung mit eingesetzten Flügeln kann das Sprühprodukt am Scheibenrand nach unten geblasen werden. Durch eine ähnliche Anordnung kann der Scheibe innen Luft zugeführt werden, sodass ein starker Luftzug durch den Scheibenschlitz bläst. Weiter können in der Scheibe zwei ringförmige Verteiler eingebaut werden, wodurch zweierlei Flüssigkeiten zugeführt werden können. Sind die beiden Flüssigkeiten von gleicher Viskosität, so tritt eine Emulgierung beim Zerstäuben ein. Dies ist dann von Wert, wenn die zwei Komponenten die Eigenschaft haben, nach dem Mischen sehr zäh zu werden oder gar zu erstarren, sodass ein Pumpen nicht mehr möglich ist. Ist die eine zugeführte Masse sehr zäh und die andere dünnflüssig, so wird bei Durchgang durch die Scheibe die zähe Masse von der dünnen eingehüllt.This pane has the following additional options for special cases: By attaching an air duct with inserted wings, the spray product can be blown down at the edge of the pane. A similar arrangement allows air to be supplied to the inside of the pane so that a strong draft of air blows through the pane slot. Furthermore, two ring-shaped distributors can be installed in the disc, whereby two types of fluids can be supplied. If the two liquids have the same viscosity, emulsification occurs during atomization. This is of value when the two components have the property of becoming very tough or even solidifying after mixing, so that pumping is no longer possible. Is the one supplied mass very viscous and the other thin, so when it passes through the disc the viscous mass is enveloped by the thin one.

Wie eingangs erwähnt, besteht auch die Möglichkeit, die Masse nicht nur durch einen, sondern durch mehrere Schlitze austreten zu lassen.As mentioned at the beginning, there is also the possibility of letting the mass exit not just through one, but through several slots.

Dieses geschieht in folgender Weise: Die Masse wird wie vorher durch einen ringförmigen Verteiler zugeführt und wird den ersten Wulst (6) geschleudert. Genau in der Höhe des Wulstes ist nun etwas außerhalb ein Ring (7), der nach innen eine Messerschneide hat und dann in je einen Wulst nach oben und unten übergeht. Die von dem ersten Wulst abfliegende Masse wird von dem Messerring in zwei Teile geteilt, durch die Wulst abgelenkt und dann in zwei Schlitzen (8), wie vorher beschrieben, zerstäubt. Diese Aufspaltung der Masse ist bis zu etwa acht Schichten möglich. Dieses Aufteilen auf mehrere Schichten bietet weitere Vorteile. Durch die größere Anzahl der Schlitze können größere Mengen zerstäubt werden. Außerdem sind durch die Anzahl der Schlitze die Austrittsöffnungen auf eine größere Fläche verteilt, wodurch eine besonders innige Vermischung des zerstäubenden Produktes mit der Turmluft stattfinden kann.This is done in the following way: The mass is fed through an annular distributor as before and is thrown through the first bead (6). Exactly at the height of the bead is now a little outside a ring (7), which has a knife edge on the inside and then merges into a bead each up and down. The mass flying off the first bead is divided into two parts by the knife ring, deflected by the bead and then atomized in two slots (8), as previously described. This splitting of the mass is possible up to about eight layers. This division into several layers offers further advantages. The larger number of slots means that larger quantities can be atomized. In addition, due to the number of slots, the outlet openings are distributed over a larger area, which means that the atomizing product can be particularly intimately mixed with the tower air.

Erhöht man die Zahl der Wülste in den gegenüberliegenden Scheiben, sodass deren radialer Abstand nur noch weniger als 1 mm beträgt, so wird bei großem Durchmesser der Scheibe und hoher Drehzahl erreicht, dass die beförderte Flüssigkeit sterilisiert wird. Die Flüssigkeit wird der Scheibe wie beschrieben zugeführt. Durch die Zentrifugalkraft wird die Flüssigkeit von Wulst zu Wulst geschleudert, was gegen den Scheibenrand immer höhere Geschwindigkeit annimmt. Die sterilisierende Eigenschaft wird hervorgerufen einerseits <Nicht lesbar>, dass die kleinen Flüssigkeitsteilchen mit hoher Geschwindigkeit auf die Wulste prallen, andererseits <Nicht lesbar>, dass die Flüssigkeit zwischen den Wulsten in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungen können 100000 und mehr pro Sekunde erreichen. Es ist bekannt, dass Ultraschall, der bei 20000 Schwingungen pro Sekunde beginnt, bereits auf manche Lebewesen zerstörend wirkt.If the number of beads in the opposing disks is increased so that their radial distance is only less than 1 mm, with a large diameter of the disk and high speed it is achieved that the transported liquid is sterilized. The liquid is fed to the disc as described. The centrifugal force flings the liquid from bead to bead, which increases its speed towards the edge of the disc. The sterilizing property is caused on the one hand <illegible> that the small liquid particles collide with the beads at high speed, and on the other hand <illegible> that the liquid is caused to vibrate between the beads. The vibrations can reach 100,000 and more per second. It is known that ultrasound, which starts at 20,000 vibrations per second, has a destructive effect on some living beings.

Claims

1) A method for atomizing, emulsifying and sterilizing liquids of any density, viscosity and consistency, characterized in that the material to be treated is guided at high speed between two or more rotating disks arranged one above the other in such a way that the material, if necessary with assistance from gases, through impact, tearing off and vibrations up to ultrasound is finely distributed or emulsified.

2) Device for carrying out the method according to claim 1, consisting of two or more superimposed, rotatable disks with a central inflow, the opposite surfaces of which are equipped with centrally ring-shaped elevations that are offset from one another.