EP0587714B1 - Device for dispersing, suspending or emulsifying gases, liquids and/or free-flowing solid substances - Google Patents
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- EP0587714B1 EP0587714B1 EP92912374A EP92912374A EP0587714B1 EP 0587714 B1 EP0587714 B1 EP 0587714B1 EP 92912374 A EP92912374 A EP 92912374A EP 92912374 A EP92912374 A EP 92912374A EP 0587714 B1 EP0587714 B1 EP 0587714B1
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Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
- a device in such a device, its function or effectiveness is in most cases determined by how it is suitable for the materials which are difficult to process. If the device is also able to process such substances, then it is also suitable in most cases for the treatment of easily processed substances.
- powder is to be considered in the present case as a substance that is difficult to process.
- blockages can be expected when the powder is conveyed through the device because it tends to form bridges, which in many cases is the cause of a blockage.
- the risk of constipation is particularly high if powder is wetted with a liquid. This can be explained by the fact that the powder or partial quantities of the powder are only slightly moistened during the first wetting contact, after which the tendency to cake, to form bridges and to adhere to the walls of the device is particularly great.
- Devices of the type specified at the outset have already been developed in a large number of configurations, both in the form of agitators which are immersed in operation in a container containing the substance or substances to be processed, or as devices with a closed working chamber which are passed through the substance or substances to be processed in the company.
- DE-A-27 02 183 shows a device in the form of an agitator, the material to be processed being sucked in parallel to the axis of rotation of the rotor and being expelled radially by means of a dispersing device in the direction of flow in the vane rotor in the form of shear rings.
- this known device there are no guiding devices which allow separate feeding of different substances.
- DE-A-30 02 429 describes a device for dispersing gas, powder and fluids in the form of a stirrer or jet mixer, in which two separate supply lines for the substances to be incorporated coaxially into the through a jacket surrounding the rotor shaft Extend area of the vane rotor so that the substances can be fed separately from the material product in the agitator circulation in the area of the vane rotor.
- a device with two inlets on one side of the rotor has already been proposed for dispersing or emulsifying at least two media or substances which tend to change their state when they come into contact with one another, the substances also radially outward through a dispersing device with two shear rings rotating relative to one another are performed, however, up to the entry into the inner rotor shear ring the media flow in separate channels, the channels being arranged alternately in the circumferential direction.
- the known devices have the shortcoming in common that they are only insufficiently suitable for processing powders or possibly also granular substances due to the given complicated cable routing for the substances, as a result of which disturbances in the flow of material, blockages and loss of production are predetermined. In addition, the dispersion is insufficient.
- a device of the type specified is described in DE-C-501 546.
- a disk-shaped rotor in the form of a paddle wheel is initially assigned axially towards one another on both sides and then radially directed material inlets for supplying water and a dry chemical.
- the invention has for its object to improve the mechanical loading of the substances and thus the size reduction, fine distribution, dispersion, emulsification and / or suspension.
- the device according to the invention is not only characterized by a simple and small construction, but also enables the feeding of two substances separately from one another directly into the dispersion area.
- This has the advantage that the combination of the substances and in particular the wetting of powder or granular substances takes place only in the area in which the substances are mechanically loaded and mixed with one another, optionally crushed and finely distributed. A reaction of the substances can therefore only take place in the dispersion area, which is why the distribution of the substances into one another is initiated before they are subject to a change in state due to mutual contact.
- the substances can thus be distributed into one another before these measures are substantially restricted and impeded due to the change in the state of the media.
- substances which are difficult to process such as in particular powder
- changes in the state of the powder which tend to become blocked due to wetting are harmless because the powder is already in the region in which it is mechanically loaded and flow disturbances and blockages cannot therefore occur.
- the configuration according to the invention also improves the mechanical loading of the substances and thus the comminution, fine distribution, dispersion, emulsification and / or suspension, and it leads to the particular advantage that substances introduced on both sides of the rotor have a pull-in effect or a suction is exercised in the dispersion area. This is done by the centrifugal force that the media are subject to due to their rotation with the rotor, which is generated by friction on the rotor disk.
- the device according to the invention can be implemented as a continuously operating machine and is particularly suitable for wetting and dispersing powders in liquids.
- All free-flowing materials such as starch, bentonite, Aerosil, Carbopol, pectin, kaolin, cellulose etc. can be used as powder.
- the device automatically sucks the powder, e.g. from bags, big bags or silos.
- centrifugal force In the area of radial holes in the rotor ring (centrifugal force), the centrifugal force is particularly large because the substances in the holes have a higher rotational speed. A particularly intensive mechanical exposure to the substances can be achieved by the features of claims 2 to 10.
- the invention relates to a simple and very effective spatial shape for the chamber in which the substances are mechanically acted upon, which is also generally referred to as a wetting chamber.
- the invention comprises advantageous configurations for the respective media feed, in particular powder feed, so that trouble-free feed, in particular automatic feed of the powder from containers, is possible.
- the media in the area of the rotor are exposed to radial acceleration, which enables the device to function without interference regardless of its position in space.
- the device according to the invention can thus be operated not only in a standing arrangement with a vertical rotor axis, but also in a lying arrangement with a horizontal rotor axis.
- the device according to the invention is characterized in that two media streams are radially accelerated with a rotor and initially conveyed separately from one another by centrifugal force, a vacuum being created in the center of the rotor in the region of each liquid stream, which is caused by the radial acceleration of the media. Because of this vacuum, the media and in particular powders can be drawn in without problems and regardless of the position of the device, further finely divided and, if necessary, wetted and dispersed.
- reference numerals 1 to 59 are listed with associated part designations, with which a multiplicity of the individual parts of the device 1 are designated.
- the device 60 comprises a support frame 61 with a bottom-side horizontal support frame 62, from which a vertical tenter frame or tension rails 63 extend upright, on which the actual device for dispersing, emulsifying and / or suspending is screwed as an assembly 61a in an upright arrangement and in a central position with respect to the support frame 61.
- the unit 61a comprises an electric motor 42 with an upright axis of rotation, on the housing of which an intermediate housing or bearing flange 1 and on top a rotor housing 66 are flanged and screwed together.
- the motor shaft is extended upwards by a shaft 2 which extends into the upper region of the rotor housing 66.
- a rotor 8 is attached, which consists of a radial rotor disk 67 and a rotor ring attached to the circumference thereof 68, which is measured wider than the rotor disk 67, so that it protrudes axially on both sides of the rotor disk 67.
- the shaft 2 is arranged coaxially in the rotor housing 66, an annular space with the width a of several centimeters being provided between the inner wall 69 of the rotor housing 66 and the shaft 2.
- a radial connecting piece 72 with a coupling part, in particular screw coupling part 73 is fastened in the rotor housing wall 71 to its free end, to which a supply line 74, indicated as indicated, for a first medium to be treated, in particular liquid, is to be treated , can be connected.
- the connection piece 72 forms with the annular space a feed channel 75 for the medium, which extends in the direction of flow up to the rotor disk 67.
- a pipe section 76 projecting upwards is arranged coaxially, which is connected to an upper-side receiving funnel 77 for a second medium, in particular powder, shown in FIGS. 1 to 3.
- the pipeline section 76 thus forms a second feed line 79, it being possible to connect a connecting piece with a coupling part of a coupling 81, in particular a screw coupling part 81a, to further parts of the supply line 79.
- the further feed line 79 is a hose 79a shown in FIG. 5, with which the second medium can be sucked in from bags, big bags or silos.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einer solchen Vorrichtung ist deren Funktion bzw. Wirksamkeit in den meisten Fällen dadurch bestimmt, wie sie sich für die schwer zu verarbeitenden Stoffe eignet. Wenn die Vorrichtung auch solche Stoffe zu verarbeiten vermag, dann eignet sie sich in den meisten Fällen auch für die Behandlung von leicht zu verarbeitenden Stoffen. Von den eingangs angegebenen zu verarbeitenden Stoffen ist Pulver im vorliegenden Fall als schwer zu verarbeitender Stoff zu werten. Zum einen ist bei der Förderung von Pulver durch die Vorrichtung mit Verstopfungen zu rechnen, weil es zu Brückenbildungen neigt, was in vielen Fällen die Ursache für eine Verstopfung ist. Zum anderen ist bei der Verarbeitung von Pulver die Gefahr einer Verstopfung dann besonders groß, wenn Pulver mit einer Flüssigkeit benetzt wird. Dies ist dadurch zu erklären, daß beim ersten Benetzungskontakt das Pulver oder Teilmengen des Pulvers nur leicht befeuchtet werden, wonach die Neigung zum Zusammenbacken, Zur Brückenbildung und zur Anhaftung an Wänden der Vorrichtung besonders groß ist.The invention relates to a device according to the preamble of
Vorrichtungen der eingangs angegebenen Art sind bereits in einer Vielzahl von Ausgestaltungen entwickelt worden, und zwar sowohl in Form von Rührwerken, die während des Betriebs in einen den oder die zu verarbeitenden Stoffe enthaltenden Behälter eingetaucht werden, oder auch als Vorrichtungen mit einer geschlossenen Arbeitskammer, durch die hindurch der oder die zu verarbeitenden Stoffe im Betrieb hindurchgeführt werden.Devices of the type specified at the outset have already been developed in a large number of configurations, both in the form of agitators which are immersed in operation in a container containing the substance or substances to be processed, or as devices with a closed working chamber which are passed through the substance or substances to be processed in the company.
DE-A-27 02 183 zeigt eine Vorrichtung in Form eines Rührwerks, wobei der zu verarbeitende Stoff parallel zur Drehachse des Rotors eingesaugt und mittels einer im Flügelrotor in Strömungsrichtung nachgeordneten Dispergiervorrichtung in Form von Scherkränzen radial ausgestoßen wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind keine Führungsvorrichtungen vorhanden, die eine getrennte Zuführung von verschiedenen Stoffen ermöglichen.DE-A-27 02 183 shows a device in the form of an agitator, the material to be processed being sucked in parallel to the axis of rotation of the rotor and being expelled radially by means of a dispersing device in the direction of flow in the vane rotor in the form of shear rings. In this known device there are no guiding devices which allow separate feeding of different substances.
In der DE-A-30 02 429 ist eine Vorrichtung zum Dispergieren von Gas, Pulver und Fluiden in Form eines Rührwerks bzw. Strahlmischers beschrieben, bei der zwei voneinander getrennte Zuführungsleitungen für die einzuarbeitenden Stoffe koaxial durch einen die Rotorwelle umgebenden Mantel sich bis in den Bereich des Flügelrotors erstrecken, so daß die Stoffe von den sich im Rührwerksumlauf befindlichen Stoffprodukt getrennt in den Bereich des Flügelrotors eingespeist werden können.DE-A-30 02 429 describes a device for dispersing gas, powder and fluids in the form of a stirrer or jet mixer, in which two separate supply lines for the substances to be incorporated coaxially into the through a jacket surrounding the rotor shaft Extend area of the vane rotor so that the substances can be fed separately from the material product in the agitator circulation in the area of the vane rotor.
Aus der US-A-31 94 540 ist eine Vorrichtung zum Homogenisieren eines Stoffes mit mehreren, in einem Gehäuse koaxial zueinander angeordneten, rotierenden Scherkränzen beschrieben, wobei der zu verarbeitende Stoff bezüglich der Rotorachse axial zugeführt wird, radial durch die Scherkränze ausgetrieben wird und dann aus dem Gehäuse herausgeführt wird.From US-A-31 94 540 a device for homogenizing a material with a plurality of rotating shear rings arranged coaxially to one another is described, the material to be processed being fed axially with respect to the rotor axis, being expelled radially through the shear rings and then is led out of the housing.
Zum Dispergieren oder Emulgieren mindestens zweier Medien bzw. Stoffe, die bei gegenseitigem Kontakt zu einer Zustandsveränderung neigen, ist bereits eine Vorrichtung mit zwei Einlässen auf einer Seite des Rotors vorgeschlagen worden, wobei die Stoffe ebenfalls radial auswärts durch eine Dispergiervorrichtung mit zwei relativ zueinander drehenden Scherkränzen geführt werden, wobei jedoch bis zum Eintritt in den inneren Rotorscher kranz die Medien in voneinander getrennten Kanälen strömen, wobei die Kanäle in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.A device with two inlets on one side of the rotor has already been proposed for dispersing or emulsifying at least two media or substances which tend to change their state when they come into contact with one another, the substances also radially outward through a dispersing device with two shear rings rotating relative to one another are performed, however, up to the entry into the inner rotor shear ring the media flow in separate channels, the channels being arranged alternately in the circumferential direction.
Den bekannten Vorrichtungen ist der Mangel gemeinsam, daß sie aufgrund vorgegebener komplizierter Leitungsführungen für die Stoffe sich nur unzureichend für die Verarbeitung von Pulvern oder gegebenenfalls auch körnigen Stoffen eignen, wodurch Störungen des Stoffdurchlaufs, Verstopfungen und Produktionsausfall vorgegeben sind. Darüber hinaus ist die Dispergierung unzureichend.The known devices have the shortcoming in common that they are only insufficiently suitable for processing powders or possibly also granular substances due to the given complicated cable routing for the substances, as a result of which disturbances in the flow of material, blockages and loss of production are predetermined. In addition, the dispersion is insufficient.
Eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ist in der DE-C-501 546 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung zur Erzeugung von Schaum für Feuerlöschzwecke sind einem scheibenförmigen Rotor in Form eines Schaufelrades zu beiden Seiten zunächst axial aufeinanderzu und dann radial gerichtete Stoff-Einlässe zum Zuführen von Wasser und einer trockenen Chemikalie zugeordnet. Am Umfang des Rotors befindet sich ein Ringkanal, in den während des Betriebs der Vorrichtung das Wasser und die trockene Chemikalie durch die sich einstellende Zentrifugalkraft hineingepresst werden.A device of the type specified is described in DE-C-501 546. In this known device for producing foam for fire-fighting purposes, a disk-shaped rotor in the form of a paddle wheel is initially assigned axially towards one another on both sides and then radially directed material inlets for supplying water and a dry chemical. On the circumference of the rotor there is an annular channel into which the water and the dry chemical are pressed during the operation of the device by the centrifugal force that is created.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische Beaufschlagung der Stoffe und somit die Zerkleinerung, Feinverteilung, Dispergierung, Emulgierung und/oder Suspendierung zu verbessern.The invention has for its object to improve the mechanical loading of the substances and thus the size reduction, fine distribution, dispersion, emulsification and / or suspension.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich nicht nur durch eine einfache und kleine Bauweise aus, sondern sie ermöglicht auch auf einfache Weise die Zuführung zweier Stoffe getrennt voneinander bis unmittelbar in den Dispergierbereich. Dies hat den Vorteil, daß die Zusammenführung der Stoffe und insbesondere die Benetzung von Pulver oder körnigen Stoffen erst in dem Bereich erfolgt, in dem die Stoffe mechanisch beaufschlagt und miteinander vermischt, gegebenenfalls zerkleinert und fein verteilt werden. Eine Reaktion der Stoffe kann somit erst im Dispergierbereich stattfinden, weshalb die Verteilung der Stoffe ineinander bereits eingeleitet wird, bevor sie aufgrund gegenseitigen Kontakts einer Zustandsänderung unterliegen. Die Stoffe können somit ineinander verteilt werden, bevor einewesentliche Einschränkung und Behinderung dieser Maßnahmen aufgrund der Zustandsänderung der Medien stattfindet. Bei schwer zu verarbeitenden Stoffen, wie insbesondere Pulver, sind aufgrund von Benetzung zu Verstopfungen neigende Zustandsänderungen des Pulvers unschädlich, weil das Pulver sich bereits in dem Bereich befindet, in dem es mechanisch beaufschlagt wird und deshalb Durchflußstörungen und Verstopfungen nicht entstehen können.The device according to the invention is not only characterized by a simple and small construction, but also enables the feeding of two substances separately from one another directly into the dispersion area. This has the advantage that the combination of the substances and in particular the wetting of powder or granular substances takes place only in the area in which the substances are mechanically loaded and mixed with one another, optionally crushed and finely distributed. A reaction of the substances can therefore only take place in the dispersion area, which is why the distribution of the substances into one another is initiated before they are subject to a change in state due to mutual contact. The substances can thus be distributed into one another before these measures are substantially restricted and impeded due to the change in the state of the media. In the case of substances which are difficult to process, such as in particular powder, changes in the state of the powder which tend to become blocked due to wetting are harmless because the powder is already in the region in which it is mechanically loaded and flow disturbances and blockages cannot therefore occur.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung verbessert auch die mechanische Beaufschlagung der Stoffe und somit die Zerkleinerung, Feinverteilung, Dispergierung, Emulgierung und/oder Suspensierung, und sie führt dabei zu dem besonderen Vorteil, daß auf beide zu beiden Seiten des Rotors herangeführte Stoffe eine Einzugswirkung bzw. ein Sog in den Dispergierbereich ausgeübt wird. Dies erfolgt durch die vorhandene Fliehkraft, der die Medien aufgrund ihrer durch Reibung an der Rotorscheibe erzeugten Drehung mit dem Rotor unterliegen.The configuration according to the invention also improves the mechanical loading of the substances and thus the comminution, fine distribution, dispersion, emulsification and / or suspension, and it leads to the particular advantage that substances introduced on both sides of the rotor have a pull-in effect or a suction is exercised in the dispersion area. This is done by the centrifugal force that the media are subject to due to their rotation with the rotor, which is generated by friction on the rotor disk.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich als kontinuierlich arbeitende Maschine verwirklichen, und sie eignet sich insbesondere zur Benetzung und Dispergierung von Pulvern in Flüssigkeiten.The device according to the invention can be implemented as a continuously operating machine and is particularly suitable for wetting and dispersing powders in liquids.
Als Pulver lassen sich alle frei fließenden Materialien verwerten, wie Stärke, Bentonit, Aerosil, Carbopol, Pektin, Kaolin, Zellulose etc.All free-flowing materials such as starch, bentonite, Aerosil, Carbopol, pectin, kaolin, cellulose etc. can be used as powder.
Die Vorrichtung saugt das Pulver selbstätig an, z.B. aus Säcken, Big-Bags oder Silos.The device automatically sucks the powder, e.g. from bags, big bags or silos.
Die Eintragung bzw. Verarbeitung der Pulverstoffe erfolgt bei niedrigen Konzentrationen an Pulver in der Flüssigkeit im einmaligen Durchlauf. Bei hohen Konzentrationen wird im Umlauf bis zur Erreichung der Endkonzentration gearbeitet. Es werden folgende besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung hervorgehoben.The entry or processing of the powder materials takes place at low concentrations of powder in the liquid in a single pass. At high concentrations, work is carried out in circulation until the final concentration is reached. The following special advantages of the device according to the invention are emphasized.
Selbstansaugung der Pulverstoffe.
Störungsfreies Arbeiten auch bei kritischen Pulvern wie Zellulose, Betonit etc. bei gleichzeitig steigender Viscosität. Hohe Einsaugleistung und vollständige kolloidale Benetzung. Stabile Konstruktion für harten Industrieeinsatz und lange Lebensdauer.Self-priming of the powder materials.
Trouble-free working even with critical powders such as cellulose, concrete, etc. with increasing viscosity. High suction power and complete colloidal wetting. Stable construction for tough industrial use and long service life.
Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2 bis 8 verbessern die mechanische Beaufschlagung der Stoffe und somit die Zerkleinerung, Feinverteilung, Dispergierung, Emulgierung und/oder Suspensierung.The configurations according to
Im Bereich von radialen Löchern im Rotorkranz (Anspruch 5) ist die Fliehkraft besonders groß, weil die in den Löchern befindlichen Stoffe eine größere Drehgeschwindigkeit haben. Eine besonders intensive mechanische Beaufschlagung der Stoffe läßt sich durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 10 erreichen.In the area of radial holes in the rotor ring (centrifugal force), the centrifugal force is particularly large because the substances in the holes have a higher rotational speed. A particularly intensive mechanical exposure to the substances can be achieved by the features of
Dabei ist hervorzuheben, daß die Merkmale des Anspruchs 11 zu einer strömungsgünstigen Auslaßöffnung führen, die darüber hinaus eine große Querschnittsfläche aufweist, in deren Bereich der Rotor eine weitere mechanische Beaufschlagung auf das Produkt ausübt und dabei gleichzeitig einen Ausstoß des Produkts bewirkt.It should be emphasized that the features of
Im weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine einfache und dabei sehr wirksame Raumform für die Kammer, in der die mechanische Beaufschlagung der Stoffe erfolgt, die auch allgemein als Benetzungskammer zu bezeichnen ist.Furthermore, the invention relates to a simple and very effective spatial shape for the chamber in which the substances are mechanically acted upon, which is also generally referred to as a wetting chamber.
Desweiteren umfaßt die Erfindung vorteilhafte Ausgestaltungen für jeweilige Medienzuführung, insbesonder Pulverzuführung, so daß eine störungsfreie Zuführung, insbesondere selbsttätige Zuführung des Pulvers aus Behältern möglich ist.Furthermore, the invention comprises advantageous configurations for the respective media feed, in particular powder feed, so that trouble-free feed, in particular automatic feed of the powder from containers, is possible.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Medien im Bereich des Rotors einer Radialbeschleunigung ausgesetzt, die eine störungsfreie Funktion der Vorrichtung unabhängig von deren Stellung im Raum ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit nicht nur in stehender Anordnung mit vertikaler Rotorachse, sondern auch in liegender Anordnung mit waagerechter Rotorachse betrieben werden.In the device according to the invention, the media in the area of the rotor are exposed to radial acceleration, which enables the device to function without interference regardless of its position in space. The device according to the invention can thus be operated not only in a standing arrangement with a vertical rotor axis, but also in a lying arrangement with a horizontal rotor axis.
Zusammenfassend zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß mit einem Rotor zwei Medienströme radial beschleunigt und durch Fliehkraft zunächst getrennt voneinander gefördert werden, wobei im Zentrum des Rotors im Bereich jedes Flüssigkeitsstroms ein Vakuum entsteht, das durch die Radialbeschleunigung der Medien hervorgerufen wird. Aufgrund dieses Vakuums lassen sich die Medien und insbesondere auch Pulver störungsfrei und unabhängig von der Lage der Vorrichtung einziehen, im weiteren feinverteilen und gegebenenfalls benetzen und dispergieren.In summary, the device according to the invention is characterized in that two media streams are radially accelerated with a rotor and initially conveyed separately from one another by centrifugal force, a vacuum being created in the center of the rotor in the region of each liquid stream, which is caused by the radial acceleration of the media. Because of this vacuum, the media and in particular powders can be drawn in without problems and regardless of the position of the device, further finely divided and, if necessary, wetted and dispersed.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei stehender Anordnung in der Forderansicht;
- Fig. 2
- die Vorrichtung in der Seitenansicht von rechts;
- Fig. 3
- die Vorrichtung in der Seitenansicht von links;
- Fig. 4
- die in Fig. 1 mit X gekennzeichnete Einzelheit der Vorrichtung in vergrößerter Darstellung, teilweise geschnitten;
- Fig. 5
- die Vorrichtung in abgewandelter Ausgestaltung bei liegender Anordnung;
- Fig. 6
- die in Fig. 5 mit X gekennzeichnete Einzelheit in abgewandelter Ausgestaltung.
- Fig. 1
- a device according to the invention with a standing arrangement in the front view;
- Fig. 2
- the device in a side view from the right;
- Fig. 3
- the device in a side view from the left;
- Fig. 4
- the detail marked X in Figure 1 of the device in an enlarged view, partially in section;
- Fig. 5
- the device in a modified configuration with a lying arrangement;
- Fig. 6
- the detail marked X in FIG. 5 in a modified embodiment.
In einer Betriebs- und Montageanleitung sind Bezugszeichen 1 bis 59 mit zugehörigen Teile-Bezeichnungen aufgelistet, mit denen eine Vielzahl der Einzelteile der Vorrichtung 1 bezeichnet sind.In an operating and assembly instruction,
Wie aus Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist, umfaßt die Vorrichtung 60 ein Traggestell 61 mit einem bodenseitigen horizontalen Tragrahmen 62, von dem sich ein vertikaler Spannrahmen oder Spannschienen 63 aufrecht erstrecken, an denen die eigentliche Vorrichtung zum Dispergieren, Emulgieren und/oder Suspendieren als Aggregat 61a in aufrechter Anordnung und in zentraler Position bezüglich des Traggestells 61 verschraubt ist. Das Aggregat 61a umfaßt einen Elektromotor 42 mit aufrecht verlaufender Drehachse, an dessen Gehäuse oberseitig ein Zwischengehäuse oder Lagerflansch 1 und darauf ein Rotorgehäuse 66 aufeinander angeflanscht und verschraubt sind. Die Motorwelle ist durch eine Welle 2 nach oben verlängert, die sich bis in den oberen Bereich des Rotorgehäuses 66 erstreckt. Am oberen Ende der Welle 1 ist ein Rotor 8 befestigt, der aus einer radialen Rotorscheibe 67 und einem an deren Umfang befestigten Rotorkranz 68 besteht, der breiter vermessen ist, als die Rotorscheibe 67, so daß er auf beiden Seiten der Rotorscheibe 67 axial vorsteht.As can be seen from FIGS. 1 to 3, the device 60 comprises a support frame 61 with a bottom-side
Die Welle 2 ist koaxial im Rotorgehäuse 66 angeordnet, wobei zwischen der Innenwandung 69 des Rotorgehäuses 66 und der Welle 2 ein Ringraum mit der Breite a von mehreren Zentimetern vorgesehen ist. In einem zum Motor 64 hin gerichteten Abstand vom Rotor 8 ist in der Rotorgehäusewandung 71 ein radialer Anschlußstutzen 72 mit einem Kupplungsteil, insbesondere Schraubkupplungsteil 73 an seinem freien Ende befestigt, an den eine andeutungsweise dargestellte Zuführungsleitung 74 für ein erstes, zu behandelndes Medium, insbesondere Flüssigkeit, anschließbar ist. Der Anschlußstutzen 72 bildet mit dem Ringraum einen Zuführungskanal 75 für das Medium, der sich in Strömungsrichtung bis vor die Rotorscheibe 67 erstreckt.The
An der Oberseite des Rotorgehäuses 66 ist koaxial ein nach oben abstehender Rohrleitungsabschnitt 76 angeordnet, der mit einem oberseitigen, in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Aufnahmetrichter 77 für ein zweites Medium, insbesondere Pulver, verbunden ist. Der Rohrleitungsabschnitt 76 bildet somit eine zweite Zuführungsleitung 79, wobei er einen Anschlußstutzen mit einem Kupplungsteil einer Kupplung 81, insbesondere Schraubkupplungsteil 81a an weitere Teile der Zuführungsleitung 79 anschließbar sein kann. Gegebenenfalls ist die weitere Zuführungsleitung 79 ein in Fig. 5 dargestellter Schlauch 79a, mit dem das zweite Medium aus Säcken, Big-Bags oder Silos angesaugt werden kann. In der zweiten Zuführungsleitung 79 kann ein Leitungsabschnitt mit einem manuell zu bedienenden Absperrventil 82 angeordnet sein, das mit dem Schlauch 79a ebenfalls durch insbesondere eine Schraubkupplung 80 lösbar verbunden ist. Der Rohrleitungsabschnitt 76 bildet einen zweiten Zuführungskanal 83, der sich dem ersten Zuführungskanal 75 entgegengesetzt ebenfalls bis zur Rotorscheibe 67 erstreckt. Die Welle 2 schließt im wesentlichen mit der Oberseite der Rotorscheibe 67 ab, wobei eine Hutmutter 20 geringfügig nach oben vorsteht, so daß auch der zweite Zuführungskanal 83 in Verbindung mit der zugehörigen Innenwandung des Rotorgehäuses 66 ringförmig endet.On the upper side of the
In der Drehebene des Rotors 8 ist im Rotorgehäuse 66 eine Mischkammer 7 vorgesehen, die durch eine Innenumfangsnut im wesentlichen rechteckigen Querschnitts gebildet ist. In dieser ringförmigen Mischkammer 7 taucht der äußere Randbereich des Rotors 8 ein. Die Mischkammer 7 wird axial durch radiale ebene Wandflächen 84,85 der Innenumfangsnut und radial durch eine zylindrische Innenmantelfläche 86 des Rotorgehäuses 66 begrenzt. Im redial mittleren Bereich der Mischkammer 7 ist ein Stator vorzugsweise als Sieb-Einsatz in Form eines hohlzylindrischen Lochringes oder Lochhülse 10 angeordnet, die von der einen, hier von der oberen, Wandfläche 84 ausgeht und in einem Abstand b von der unteren Wandfläche 85 endet. Die Lochhülse 10 ist an ihrem oberen Rand an einem Befestigungsring 88 befestigt, der in der Wandfläche 84 versenkt angeordnet ist und von außen durch eine Befestigungsschraube 57 befestigt ist.In the rotary plane of the
Die Löcher 10a in der Lochhülse 10 können auf der einen und/oder anderen Seitenhälfte des Rotors 8 in und/oder entgegen der Drehrichtung schräg verlaufen. Hierdurch wird bei Rotation der Flüssigkeitsstrom und/oder der Pulverstrom unterstützt bzw. forciert oder gebremst.The
Der Rotorkranz 68 wird durch einen oder vorzugsweise mehrere, auf dem Umfang verteilt angeordnete Flügel 89 in Form von jeweils in der zugehörigen axialen Mittelebene des Rotors 8 angeordneten flachen Stegen mit dazwischen angeordneten radialen Durchgangsöffnungen 90 gebildet. Beim Vorhandensein eines Lochringes 10 sind außenseitig davon ein, vorzugsweise mehrere, äußere Rotorkranzflügel 89a und innenseitig davon wenigstens ein, vorzugsweise ebenfalls mehrere, auf den Umfang verteilt angeordnete innere Rotorkranzflügel 89b am Rotor 8 vorgesehen, deren radialer Abstand c voneinander unter Berücksichtigung eines Bewegungsspiels größer bemessen ist, als die Dicke der Lochhülse 10, so daß die stationäre Lochhülse 10 mit dem äußeren und inneren Rotorkranzflügel 89a und 89b einen inneren und einen äußeren Scherkranz und damit eine Dispergiervorrichtun 91 bilden.The rotor ring 68 is formed by one or preferably a plurality of vanes 89 distributed around the circumference in the form of flat webs each arranged in the associated axial central plane of the
Die inneren Rotorkranzflügel 89b erstrecken sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nur einseitig von der Rotorscheibe 67, hier nach unten in Richtung auf den ersten Medium-Zuführungskanal 75. Dabei kann der wenigstens eine innere Rotorkranzflügel 89b sich bis zur anderen Seitenfläche der Rotorscheibe 67 erstrecken, wenn diese einen entsprechenden Abstand von der Lochhülse 10 aufweist. Die äußeren und inneren Rotorkranzflügel 89a,89b sind an ihren unteren Enden durch eine im Abstand b zwischen der Lochhülse 10 und der Wandfläche 85 mit Bewegungsspiel drehbar angeordnete Rotorringscheibe 92 verbunden, die bezüglich der Rotorscheibe 67 axial versetzt ist und von dieser einen axialen Abstand aufweist. Die axialen und radialen Abmessungen des Rotorkranzes 68 sind vorzugsweise so besessen, daß sie unter Berücksichtigung eines Bewegungsspiels an die axiale Breite und die radiale Tiefe der Mischkammer 7 angepaßt sind.In the present exemplary embodiment, the inner rotor ring vanes 89b extend only on one side from the
Vorzugsweise kann an der unteren Innenkante der Mischkammer 7 ein dünner zylindrischer, nach oben ragender Ringfortsatz 93 angeordnet sein, der die Rotorringscheibe 92 innenseitig mit Bewegungsspiel überlappt, jedoch in einen der axialen Breite der Durchtrittsöffnungen entsprechenden Abstand vor der Rotorscheibe 67 endet.Preferably, a thin cylindrical, upwardly projecting
An die Mischkammer 7 schließt sich ein Produktauslaß an, der durch einen vorzugsweise sekantialen Anschlußstutzen 94 gebildet ist, der an seinem freien Ende ein Kupplungsteil, insbesondere für eine Flanschkupplung 95 für eine weiterführende Auslaßleitung 96 aufweist.The mixing chamber 7 is followed by a product outlet, which is formed by a preferably secant connection piece 94, which has a coupling part at its free end, in particular for a
Für den Arbeitsbetrieb der Vorrichtung 60 bzw. 61a wird diese mit ihrem Anschlußstutzen 72 an die zugehörige, mit einem Medium-Vorrat verbundene Zuführungsleitung 74 angeschlossen, insbesondere an eine Flüssigkeit. Sofern das zweite Medium, insbesondere Pulver, nicht aus dem Vorratstrichter 77 entnommen wird, wird das freie Ende des in diesem Falle anmotierten Schlauchs 79a in einen Pulvervorrat gesteckt und gehalten. Der Arbeitsbetrieb wird durch Einschalten des Motors 42 eingeleitet, der den Rotor 8 mit vorzugsweiser hoher Umdrehungszahl dreht, vorzugsweise etwa 3000 Umdrehungen pro Minute. Durch die Rotation des Motors 8 wird an seinen beiden Seiten eine Radialbeschleunigung auf die anstehenden Medien ausgeübt, die durch den wenigstens einen Rotorkranzinnenflügel 89b als auch Rotorkranzaußenflügel 89a forciert wird. Hierdurch werden beide Medien in den Dispergierbereich eingezogen, gleichzeitig dispergiert, benetzt und feinverteilt, radial beschleunigt und ausgetrieben. Das dispergierte Produkt wird somit durch die Rotordrehung aus dem Produktauslaß ausgetrieben.For the working operation of the device 60 or 61a, this is connected with its connecting
Infolge der Rotation des Rotors 8 entsteht im Zentrum der Drehbewegung ein Vakuum auf der Innen- und der Oberseite der Rotorscheibe 67, durch das die Medien jeweils im zugehörigen Medienzulauf 9,74 nachgesaugt bzw. eingezogen werden.As a result of the rotation of the
Aufgrund des entstehenden Vakuums ist der untere Bereich der Welle 2 abzudichten. Hierzu kann eine allgemein mit 95 bezeichnete Dichtungseinrichtung dienen, die in bekannter Weise mit einem flüssigen Sperrmedium zusammenwirkt.Due to the resulting vacuum, the lower area of
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entspricht in seiner Funktion dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.The function of the embodiment according to FIG. 5 corresponds to the previously described embodiment.
Anstelle einer bestehenden Anordnung gemäß Fig. 1, bei der das Traggestell 71 Einschuböffnungn 96 für die Gabein eines Gabelstaplers aufweist und dadurch leicht aufgeladen und transportiert werden kann, weist die Vorrichtung 60 bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 einen Wagen 97 mit drei oder vier Rädern 98 auf, auf dem das Aggregat 1a liegend angeordnet ist. Dabei ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß der Anschlußstutzen 72 nach unten gerichtet ist, während der Produktauslauf 11 nach oben gerichtet ist. Vorzugsweise wird das Aggregat 1a auf dem Wagen 97 so angeordnet, daß das Rotorgehäuse 66 vom Wagen 97 seitlich übersteht und der zugehörige Medieneingang 72,79 oder Produktausgang 11 frei zugänglich ist.Instead of an existing arrangement according to FIG. 1, in which the
Vorzugsweise läuft der zweite Zuführungskanal 83 divergent, insbesondere mit einer Innenkegelfläche 98 in die zugehörige Wandfläche 84 der Misch- bzw. Dispergierkammer 7 aus, wodurch der Stoffeinzug insbesondere für Pulver verbessert wird.The
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 6, bei der gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind die Löcher 10a in der Lochhülse 10 durch schräge Schlitze gebildet, die vorzugsweise mit der zugehörigen Axialebene einen Winkel W von etwa 30° einschließen (Schrägwinkel). Hierdurch wird nicht nur der im Scherspalt abgehackte Stoffstrom beruhigt bzw. vergleichmäßigt, sondern es wird auch bei Rotation je nach Schräglage entweder der Pulverstrom oder der Flüssigkeitsstrom unterstützt bzw. forciert. Bei der vorliegenden Ausgestaltung sind die Schlitze bezüglich der Drehrichtung des Rotors 8 auf der Pulverseite vorlaufend schräg und auf der Flüssigkeitseite nachlaufend schräg angeordnet. Hierdurch wird der Pulverstrom forciert.6, in which the same or comparable parts are provided with the same reference numerals, the
Die Mischkammer 7 wird axial durch zwei Flanschstücke 66a,66b und radial durch ein Ringstück 66c vorzugsweise U-förmigen Querschnitts begrenzt. Die Flansch- und Ringstücke 66a bis 66c weisen in ihren axialen Randbereichen äußere dachförmige Spannflächen auf, auf denen jeweils in im Querschnitt entsprechend V- oder trapezförmiger Spannring 99 sitzt, der im Bereich einer Teilungsfuge gespannt ist. Hierdurch werden die Flansch- und Ringstücke 66a bis 66c axial zusammengehalten. Das Ringstück 66c sitzt in innenseitigen Ringausnehmungen 66d der Flanschstücke 66a,66b zentriert.
Claims (16)
- A device for dispersing, emulsifying or suspending gases, liquids or granular substances, more particularly for wetting and dispersing powders in liquids, the device comprising a disc-shaped rotor (8) in a mixing chamber (7), with two substance inlets (72, 76) and one product outlet (11), wherein one substance inlet (72, 76) preferably having an axial duct portion (75, 83) is disposed on each side of the rotor (8), wherein the bringing together of the two substance streams is arranged in the outer edge region of the rotor disc (67), and wherein the product outlet (11) is at the outer edge of the wetting chamber (7).
characterised in that
a stator (10) having radial openings (10a) is disposed in the wetting or dispersing zone of the mixing chamber (7) for dispersing the product in cooperation with the rotor (8). - A device according to claim 1,
characterised in that
the stator is a preferably sleeve-like perforated ring (10) in the form more particularly of a perforated metal sheet bent or curved into a ring form. - A device according to claim 1 or 2,
characterised in that
the openings (10a) in the stator (10) slope in the circumferential direction or opposite to the circumferential direction. - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the openings (10a) are formed by slots, preferably disposed to slope relative to the axis of rotation (2a), more particularly in a sloping disposition such that, relative to the direction of rotation of the rotor (8), they lead on the powder side and trail on the liquid side, and their slope (angle W) relative to the associated axial plane is preferably about 30°. - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the rotor (8) on its outer edge has a rotor rim (68) with teeth or radial openings (90). - A device according to claim 5,
characterised in that
the rotor rim (68) projects axially beyond the rotor disc (67) on both sides. - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the rotor (8) has at least one blade (89), in particular peripherally distributed blades (89), on at least the powder side, preferably on both sides. - A device according to at least one of claims 5 to 7,
characterised in that
the rotor rim (68) or the rotor blade or blades (89) is or are disposed on the outside of the stator (10). - A device according to at least one of the preceding claims 2 to 8,
characterised in that
the rotor disc (67) on at least one of its sides, preferably on the liquid side, has at least one blade (89b), preferably a number of peripherally distributed blades (89b), disposed inwardly from the stator (10). - A device according to at least one of claims 7 to 9,
characterised in that
the blade or blades (89a, 89b) is or are each formed by a flat web disposed substantially radially and axially. - A device according to claim 9 or 10,
characterised in that
the rotor disc (67) is at a radial distance from the perforated ring of the stator (10) and the web or webs extend over the peripheral surface of the rotor disc (67) as far as its other side surface. - A device according to at least one of claims 2 to 11,
characterised in that
the perforated ring (10) of the stator and the rotor rim (68) or the or each rotor inner blade (89b) and/or rotor outer blade (89a) co-operate in the sense of shearing rims. - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the mixing chamber (7) is formed by an internal annular recess, in a rotor casing (66), preferably having a rectangular cross-section, and in which the outer edge region of the rotor (8) is disposed. - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the product outlet (11) is disposed at a tangent to the mixing chamber (7), more particularly in the cylindrical boundary surface (86) thereof. - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
one substance inlet, preferably the powder inlet (76), extends coaxially with the rotor (8) and more particularly can be connected to a storage container or funnel (77) or hose (79a). - A device according to at least one of the preceding claims,
characterised in that
the one substance inlet, more particularly the liquid inlet and/or the other substance inlet, more particularly the powder inlet, has an axial annular supply duct (75, 83), more particularly surrounding the shaft (2) of the rotor (8).
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