NL8001880A - Emulgeerinrichting. - Google Patents

Description

» -1-

EMULGEERINRICHTING

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het mengen van twee onmengbare vloeistoffen volgens vooraf vastgestelde mate of verhoudingen en voor het emulgeren van deze vloeistoffen in zeer kleine 05 deeltjes ter verkrijging van een juiste verbranding door een gebruikelijke warmteproducerende brander, b.v. in verwarmingssystemen, stoomopwekken-de ketels, krachtstations of.voor verbrandingsmotoren.

De twee te emulgeren vloeistoffen worden eerst automatisch gedoseerd, gemengd en vervolgens geëmulgeerd door het mengsel via een lei-10 ding met een constante dwarsdoorsnede te voeren naar een cilindrische kamer die een grotere dwarsdoorsnede heeft dan genoemde leiding en een instelbare hoogte alsmede een zijwaartse afvoer voor het verkrijgen van de gewenste emulsie.

Zoals bekend is kan de verbranding van een'vloeibare brandstof, 15 b.v. voor verwarming, het opwekken van kracht e.d., verbeterd worden indien die vloeistof innig vermengd wordt met een bepaalde hoeveelheid water waarvan de deeltjes in de vorm van uiterst fijne druppels gedisper-geerd worden door de brandstofvloeistof.

Zo zijn b.v. brandstofolie en water twee onvermengbare vloei-20 stoffen en als zij geëmulgeerd zijn vormt de gedispergeerde vloeistof in druppelvorm de zogenaamde disperse fase en de brandstofvloeistof vormt de zogenaamde continue fase.

Alvorens te worden geëmulgeerd, dienen de twee vloeistoffen in de gewenste gewichtsverhouding te worden gedoseerd en deze verhouding moet 25 constant worden gehouden, zelfs indien het gewenste mengsel (of brandstof) in hoeveelheid gewijzigd wordt, afhankelijk van de hoeveelheid warmte die door het systeem moet worden opgewekt.

Met betrekking tot het doseren en mengen van de beide onvermengbare vloeistoffen kunnen die handelingen als volgt worden uitgevoerd: 30 a) Door gebruik te maken van twee vaten waarin vooraf vastgestel de hoeveelheden van de twee vloeistoffen ingebracht zijn die vervolgens in een enkel vat overgegoten worden waarbij men een tamelijk homogeen mengsel verkrijgt.

b) Door het invoeren middels een kraan van de gewenste hoeveel-35 heid van de te dispergeren vloeistof: op deze wijze kan men na instelling van de druk voor de kraan, met de kraan de doorstroomhoeveelheid regelen.

c) Door gebruik te maken van een moderne en dure wijze van vervaardiging van een brandstof-mengsmering zoals gebruikt wordt door sommige fabrikanten van tweetakt motoren, welke motoren voorzien zijn van twee « ann1 λ sfl -2- afzonderlijke vaten, één voor de smeerolie en de ander voor brandstof.

d) Door gebruik te maken van een carburateur, zoals bij gewone motoren, voor liet mengen van brandstof en lucht volgens de gewenste verhouding; in dat geval echter heeft het mengen betrekking op een gas en 05 een vloeistof en niet op twee vloeistoffen.

e) Door een mondstuk te gebruiken voor het verspreiden van de vloeistof die in de continue vloeistof gedispergeerd moet worden als gevolg van de druk van de laatste, welke druk, indien instelbaar, de meng-verhouding kan wijzigen of constant kan houden bij veranderende doorstroom- 10 hoeveelheid.

f) Door gebruik te maken van doseerpompen van het verdringer-type (in het algemeen diafragmapompen) welke geschikt zijn om een variabele opbrangst te geven, afhankelijk van de wensen voor het injecteren van de te dispergeren vloeistof.

15 Met betrekking tot de emulsie van de twee vloeistoffen, is het bekend om als volgt te werken: a) Door gebruik te maken van mechanische vibratoren ter verkrijging van de sterke vermenging welke noodzakelijk is voor het verkrijgen van de gewenste emulsie. Deze inrichting bevat een ultrasonore cavitator 20 welke het mengsel in beweging brengt met een frequentie van 20.000 Hz, waardoor de vermenging verkregen wordt welke noodzakelijk is voor het maken van de emulsie.

b) Door gebruik te maken van het zogenaamde "botsingeffect" dat optreedt als de deeltjes uit het mengsel, die eerst gebracht worden op een 25 geschikte snelheid door gebruikmaking van een hoge druksprong (van 100 tot 300 bar) opbotsen tegen een obstakel.

c) Door gebruik te maken van chemische additieven (emulgeermid-delen) die aan het mengsel zijn toegevoegd voor het bewerkstelligen van emulgerende chemische reakties.

30 d) Door tenminste één der genoemde vloeistoffen te voeren door een passeerinrichting welke zich in de baan van de vloeistofstroom bevindt. De vloeistof loopt via een eerste taps toelopende doorsnede, waarbij de druk daalt onder de Clausius-Clapeyron voor de vloeistoftemperatuur waarbij gasbelletjes worden opgewekt: vervolgens loopt de vloeistof door een 35 element met een constante dwarsdoorsnede waar de gasbellen volledig ontwikkeld worden. Als gevolg daarvan krimpen de gasbelletjes en expanderen abrupt waardoor de gewenste emulsie ontstaat.

De bekende hierboven beschreven methodes zijn niet volledig bevredigend, voornamelijk wegens het grote vermogen dat nodig is voor het 800 1 8 80

f J

-3- uitvoeren ervan en de ingewikkeldheid, hoge kosten en de onderhoudsvereis-ten wélke met de desbetreffende apparatuur, verbonden zijn.

Doel van de uitvinding is een emulgeerinrichting te verschaffen die betrouwbaar is, klein van afmeting en constructief eenvoudig, geschikt 05 voor het emulgeren van twee of meer onvermengbare vloeistoffen, welke inrichting in staat is om continu in werking te zijn zonder dat uitwendig vermogen en onderhoud vereist zijn.

Een ander doel van de uitvinding is om een emulgeerinrichting te verschaffen welke in het bijzonder doch niet uitsluitend geschikt is voor 10 het emulgeren van brandstofolie en water en daarbij rechtstreeks gekoppeld wordt met de verwarmingssystemen.

Een verder doel van de uitvinding is om een emulgeerinrichting te verschaffen van het doorvoertype, ontworpen voor een. werking die gebaseerd is op de superpositie van verschillende natuurkundige verschijnselen 15 waarvan de werking bestaat uit het abrupt fractioneren van de vloeistof-stromen aan de afvoerzijde van een geschikt bemeten mondstuk waarbij aan de verkregen straal een voldoend.groot vermogen wordt medegedeeld voor het vormen van de nieuwe oppervlakken welke vereist worden door fijne emulsie.

Een ander doel van de uitvinding is een emulgeerinrichting met 20 een doseer-mengorgaan waarbij de verhouding van de disperse vloeistof en de continue vloeistof automatisch constant gehouden kan worden, zelfs als de door de brander gevraagde mengselstroom continu verandert, ten gevolge van de warmte welke door het verwarmingssysteem wordt opgenomen.

De emulgeerinrichting volgens de uitvinding omvat een doseer-25 mengorgaan voor het constant houden van de verhouding van twee vloeistoffen bij variabele opbrengst, welk doseer-mengorgaan twee toevoer- en één afvoerleiding omvat, waarbij de eerste toevoerleiding bestemd, is voor de te dispergeren vloeistof of. disperse fase (water) die onder een hogere druk daaraan wordt toegevoerd, en afsluitbaar is door een eerste klep die 30 de doorstroomhoeveelheid in de leiding regelt, terwijl de tweede toevoerleiding bestemd is voor de continue fase (brandstofolie) welke onder een lagere druk dan die van de disperse fase wordt toegevoerd en daarmee gemengd wordt waarna het vloeibare mengsel een leiding passeert waarvan de doorlaat bepaald wordt door de stand van de tweede klep die door het meng-35 sel geopend wordt tegen de werking in van verende organen of dergelijke, waarbij de tweede klep met de eerste klep gekoppeld is en voorts een emul-geerorgaan verbonden is met de afvoerleiding van het mengsel, omvattende een huis dat voorzien is van een taps toelopende konische invoer waarvan het nauwe ondereinde in verbinding staat met een cylindrische buisleiding

Ann 18 80 -4- van constante doorsnede die aansluiting op een in doorsnede cylindrische kamer en het wijde deel van de konus het orgaan vormt voor de toevoer van het te dispergeren vloeistofmengsel en voorts een afvoerleiding is aangebracht op het cylindrische oppervlak van de kamer voor het afvoeren van 05 de ontstane emulsie.

De uitvinding zal met behulp van de tekening aan een uitvoe-ringsvoorbeeld nader worden toegelicht.

Fig. 1 is een schematische dwarsdoorsnede van een doseer-meng-orgaan van het zwaartekrachttype, in verbinding met de emulgeerinrichting 10 volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een schematische dwarsdoorsnede van het doseer-meng-orgaan, tevens voorzien van een drukveer en

Fig. 3 is een schematische dwarsdoorsnede van de emulgeerinrichting in aansluiting op de opbremgstzijde van het doseer-mengorgaan 15 van de figuren 1 en 2.

De organen die in de figuren 1 of 2 en in fig. 3 getekend zijn, zijn zodanig met elkaar verbonden dat de mengselopbrengst van het orgaan van fig. 1 of 2 de invoer vormt voor de inrichting van fig. 3. Het is duidelijk dat dezelfde organen als een enkele eenheid geconstrueerd kun-20 nen worden of door middel van leidingen aan elkaar gekoppeld kunnen worden.

In fig. 1 is het huis 1 voorzien van een toevoerleiding 2 voor de toevoer van de te dispergeren vloeistof (water). Een toevoerleiding 3 voert de continue vloeistof (brandstofolie) toe en een afvoer 4 dient 25 voor de afvoer van een gedoseerd mengsel van beide vloeistoffen.

Binnen in het huis 1 is een beweeglijke dubbele klep 5 aangebracht welke in axiale richting verschuifbaar is in een vaste geleiding 6 van het plugorgaan 7 en voorzien is van een eerste kleporgaan 8 dat de stroom in de toevoerleiding 2 instelt of regelt en voorts een tweede 30 kleporgaan 9 dat bediend wordt door de opbrengst van het mengsel dat ontstaat door de vloeistoffen welke afkomstig zijn van de toevoerleidingen 2 resp. 3.

De doorgang 10 voor de beide te vermengen vloeistoffen heeft een doorsnede welke ten opzichte van de dwarsdoorsnede van het kleporgaan 35 9 zodanig ontworpen is dat de ringvormige doorlaat P tussen de beide delen geleidelijk toeneemt als het kleporgaan 5 in axiale richting omhoog beweegt .

Het profiel van het kleporgaan 8 opent met betrekking tot de opbrengst van de toevoerleiding 2 een doorlaat die geleidelijk toeneemt 8001880 ï i -5- en waarvan de toename rechtstreeks gerelateerd is aan de toename van de doorlaat P van het gedoseerde mengsel. Ten gevolge van zijn gewicht sluit het kleporgaan 5 de opening van de toevoerleiding 2 af als de toevoer van de vloeistof is afgesloten.

05 De te dispergeren vloeistof W, bijvoorbeeld water, wordt toege voerd aan de leiding 2 volgens de pijl W terwijl de continue vloeistof 0, bijvoorbeeld brandstofolie, toegevoerd wordt via de leiding 3, die leiding 2 kruist zoals is aangeduid door de pijl 0.

De onder druk toegevoerde vloeistof 0 treedt de doorgang 10 bin-10 nen en licht het kleporgaan 9 op, afhankelijk van de vereiste hoeveelheid vloeistof bijvoorbeeld brandstofolie. Dientengevolge wordt ook het kleporgaan 8, dat één geheel vormt met het kleporgaan 9, opgelicht waardoor de vloeistof W, welke met een hogere druk wordt toegevoerd dan die van de vloeistof 0, binnen in het huis 1 in de ruimte 11 treedt, en daarbij ver-15 mengd wordt met de vloeistof 0.

De mate van openen van het kleporgaan 8 bepaalt de mate of verhouding van de vloeistof W die wordt gemengd wordt met de vloeistof 0 en het vloeistofmengsel M verlaat de leiding 4, aangegeven door de pijl M en treedt de emulgeerinrichting die in fig. 3 is getekend binnen door de lei-20 ding 4a welke in verbinding staat met de leiding 4.

Onder verwijzing naar fig. 2 is het doseer-mengorgaan in hoofdzaak gelijk aan dat in fig. 1; het voornaamste verschil bestaat hieruit, dat het kleporgaan 5a door een veer 12 omlaag gehouden wordt in de doorgangen 2 en 10 en de veer aangedrukt wordt door een moer welke van buiten-25 af aangedraaid kan worden via het plugorgaan 14. Het kleporgaan 5a wordt geleid in een geleider 6a door de moer 13 en vormt één geheel met het kleporgaan 8a dat de doorlaat van de te dispergeren vloeistof W en het kleporgaan 9a voor het doorlaten via 10 van het reeds gevormde mengsel M. Ten gevolge van de continue vloeistof (brandstofolie) 0 afkomstig van de lei-30 ding 3 welke onder druk staat wordt het kleporgaan 9a opgelicht van de zitting 10; op deze wijze opent het kleporgaan 8a de doorgang 2 voor de vloeistof W proportioneel.

Op overeenkomstige wijze zullen bij wijzigingen van de vereiste hoeveelheid van het mengsel door het systeem overeenkomstige wijzigingen 35 bij de vloeistof 0.optreden en derhalve verschillende standen van het kleporgaan 5-5a en de doorlaatdoorsneden voor de vloeistof W.

Elke evenwichtsstand wordt bereikt als het gewicht van het kleporgaan 5, of de kracht van de veer 12 op genoemd kleporgaan, gelijk is aan de integengestelde richting uitgeoefende kracht, welke laatste gevormd aan 1 « en -6- wordt door de resultante van de werkzame druk op het oppervlak van het klep-orgaan en de meeslepende werking ten gevolgen van de viscositeit van de vloeistof welke in aanraking is met het klepoppervlak en de gehele vloei-stofhoeveelheid welke passeert door de doorlaat P.

05 Teneinde aan het kleporgaan 5 een grotere axiale stabiliteit te verschaffen kan dit voorzien zijn van sleuven 15 welke schroefvormig verlopen en aldus door de vloeistof in draaiing gebracht worden waardoor stabilisatie optreedt.

De emulgeerinrichtdng :in .fig:v--3-beslaat-uit aett lmgweipig diuis ·- ···-·- ;-10 C dat een cylindrische of rechthoekige vorm heeft en waarbinnen zich een taps toelopende leiding A bevindt met een diameter D en een dwarsdoorsnede S, Deze leiding A heeft zijn kleinste dwarsdoorsnede met diameter D^ en een oppervlak SQ aan de binnenzijde van het huis; en coaxiaal met de leiding A staat een cylindrische leiding B in verbinding welke een constante 15 dwarsdoorsnede heeft die gelijk is aan de kleine dwarsdoorsnede van de taps toelopende leiding A. Deze tapse of konische leiding A wordt met het doseer-mengorgaan van de fig. 1 of 2 verbonden met behulp van de afvoorleiding 4 of een verbindingsleiding van. het mengsel M.

De leiding B met constante dwarsdoorsnede staat in verbinding 20 met een cylindrische kamer Z met een hoogte L alsmede een diameter D welke gelijk zijn aan. de diameter van de doorsnede bij invoer van de genoemde konische leiding A.

De hoogte L van de kamer Z kan gewijzigd worden door het uitvoeren van de bodem van die kamer als een moer 15 welke gedraaid of in axiale 25 richting bewogen kan worden.

In het cylindrische wandoppervlak van de kamer Z bevindt zich een afvoeropening T waarvan de optimale plaatsing, naar praktisch gebleken is, zo dicht mogelijk is bij de invoer van de leiding B in kamer Z zoals hierna gedetailleerd beschreven zal worden.

30 Bij deze inrichting wordt het onvermengbare vloeistofmengsel dat afkomstig is van het doseer-mengorgaan onder druk toegevoerd naar de konische leiding A en passeert via de korte leiding B onder hoge snelheid naar de kamer Z waar dit mengsel geëmulgeerd wordt en door de afvoeropening T afgevoerd wordt.

35 Bij een prototype van de emulgeerinrichting werd de aanvangsdia- meter D van de konische leiding uitgevoerd in 6 mm., eveneens gelijk aan die van de kamer Z en was de diameter D^ van de leiding B 0,6 mm.; dientengevolge liggen de verhoudingen van het eind of van de einddoorsnede S, Sq bij 1/100. Aangezien het prototype ontworpen is voor een opbrengst 800 1 8 80 -7- van 15 kg/h en verondersteld wordt dat het massavolume van het mengsel 3 overeenkomt met 900 kg/m is de invoersnelheid van de vloeistof ongeveer 0,16 m/s terwijl de snelheid waarmee de straal in de kamer Z treedt CQ= 100c, dat wil zeggen: C^= lOOx 0,16 m/s= 16 m/s.

05 Opgemerkt wordt dat het doseer-mengorgaan werkt op basis van de superpositie van verschillende natuurkundige verschijnselen waarvan de werkingen praktisch niet gescheiden kunnen worden. Al deze verschijnselen echter werken samen voor het krachtig fractioneren van de straal uit het mondstuk en verschaffen aan de straal voldoende kracht voor het vormen 10 "nieuwe" oppervlakken zoals vereist zijn bij de vorming van fijne emulsie.

Onder de hierboven aangehaalde effecten dienen de volgende ervan onderscheiden te worden: a) De straaldiffractie. Dit verschijnsel treedt op als de vloeistof bij de intrede van het mondstuk een druk heeft (gerelateerd aan de 15 druk bij invoer, de volumetrische massa SI en de snelheidsverhouding invoer/uitvoer) groter is dan aanwezig is in de omgeving waarin de afvoer plaatsvindt (kamer). Bij het prototype zou de drukval aan het mondstuk (A+B) bij afwezigheid van verliezen zijn:

20 A' p --- 120,884 P = 0,12 Μ P

„ a a 2 (dat is ongeveer l,2ate). Als de actuele Δ p, tussen de invoer en de kamer groter is (in het prototype 2ate), wordt de straal afgebogen. Dit verschijnsel doet een sproeierachtige voortgang van de vloeistofstroom ont-25 staan onder een vaste hoek welke toeneemt bij toename van de verhouding Ap/A'p. De werking van deze verhouding op de tapsheid van de straal die uit het mondstuk is echter gering en dientengevolge verandert dit verschijnsel niet merkbaar bij grote verhoudingen van Δρ/Δ'ρ die in ieder geval groter dan 1 zijn.

30 De tapsheid welke door de straal bij de uittrede van het mond stuk wordt aangenomen zou een krachtige reductie eisen van de snelheid van de vloeistofstroom hetgeen echter onmogelijk is door de hoge kinetische energie van die stroom en de omgeving met een gelijke druk die in de kamer aanwezig is. Als gevolg daarvan treedt het verschijnsel van 35 stromingsonderbreking op, steeds aanwezig bij straalbuiging waarbij de afzonderlijke deeltjes, eerder door cohesiekrachten bijelkaargehouden, uiteenvallen. Een gedeelte van de beschikbare kinetische energie wordt gedissipeerd door wrijving tegen de vloeistofdeeltjes, in hoofdzaak stationair aanwezig in de kamer; het resterende deel wordt automatisch ge- 8001880 -8- bruikt ter vorming van nieuwe oppervlakken die vereist worden door de ombuiging van de straal d.i. voor het overschrijden van de veldkrachten als gevolg van de moleculaire cohesie.

b) De onelastische botsing. De vloeistofstroom, hoewel afgebogen 05 en vertraagd (ten gevolge van de energieverliezen door de boven omschreven werkingen), komt tegen de voorkant van de kamer met een bepaalde rest-snelheid. De vloeistofdeeltjes die deze wand bereiken worden tot stilstand gebracht en beginnen in omgekeerde richting te bewegen. Daarmee ontstaat een botsingsverschijnsel dat hoewel.onelastisehT niet-nauwkeurig-is-zodat---10 een gedeelte van de kinetische energie welke aanwezigwas voorafgaande ' aan de botsing, ter beschikking blijft voor het doen ontstaan van verdere oppervlakken d.i. ter verbetering van de atomisering van het mengsel. Tenslotte is dit analoog aan hetgeen plaatsvindt bij verbrijzelingsverschijn-selen van een natuurkundig systeem door botsing tegen een obstakel en op 15 deze wijze een aantal emulgeerinrichtingen is gebaseerd op dit soort werkwijzen. Bij de emulgeerinrichting volgens de uitvinding echter is dit verschijnsel slechts zijdelings en zijn werking met betrekking tot het hierboven beschreven afbuigings- of diffractieverschijnsel, hangt voornamelijk af van de afstand van de voorwand van de kamer vanaf de eindopening 20 van het mondstuk in toevoeging aan de genoemde verhouding Δp/Δ' p (welke de hoeveelheid van afbuiging van de stroom aangeeft) en aan de statische dichtheid en viscositeit van het mengsel.

Anders gezegd, na het mengsel te hebben gekenmerkt, zou het mogelijk zijn bij elke geometrische configuratie van het mondstuk om het 25 optreden van de beide effecten a) en b) te doseren door het variëren van de hoogte L van de kamer. Het is duidelijk dat er met betrekking tot de dispersiegraad van de emulsie een optimale hoogtewaarde bestaat voor elke waarde van het verschil of differentie Δ p tussen de inlaatdruk van de vloeistof bij het mondstuk en de druk die in de kamer heerst. Deze opti-30 male waarde kan slechts door experimenten gevonden worden.

c) De wrijving van de vloeistofdeeltjes en de rotatieverschijn-selen in de grenslaag.

De wrijvingsverschijnselen treden in een aantal aspecten tussenbeide bij de werkwijze welke plaatsvindt in de direkte emulgeerinrichting. Zij komen 35 ten eerste tussenbeide tijdens het verschijnsel van de afbuiging. In feite geschiedt dit laatste in een dichte omgeving en daarom zijn de deeltjes die ontstaan ten gevolge van het fractioneren van de vloeistofstroom in aanraking met praktisch stilstaande nogal grote volumetrische massadeeltjes die zich in de kamer bevinden. De daardoor optredende menging (niet voor- 8001880 -9- zien door berekeningen) begunstigen de homogeniteit van het mengsel doch benadelen intussen aanmerkelijk de verhouding tussen de gedissipeerde energie en de energie voor de atomisering (verstuiving); voorts benadeelt . het een optimale verdeling van de beide werkingen a) en b) voor het breken 05 binnen de vloeistof met de grootste concentratie ten opzichte van die met een geringere concentratie. Deze beschouwingen rechtvaardigen het aannemen van de uitsluitend experimentele research bij het verkrijgen van optimale werkomstandigheden. Zulks, omdat de beschreven verschijnselen over het geheel genomen afhangen van-Verschillende parameters waarvan· elk verant— 10 woordelijk is voor verscheidene effecten van natuurkundige aard (zoals de samenstelling van het mengsel en physico-chemische eigenschappen ervan, de verhouding Δ p/4'p, de constructie van de emulgeerinrichting, enz.).

Het effect van de hierboven beschreven wrijvingen kan weggelaten worden bij verkrijgen van gewenste resultaten, hoewel het onvermijdelijk 15 is. In ieder geval is. er één effect van deze wrijvingen dat voordelig schijnt te zijn en dat is de vortexvorming aan de grenslaag die zich vormt aan de zijwand van de kamer.

De snelheid van de naar achteren toe gerichte stroming in deze kamer is zeer gering; bij het prototype ca. 0,16 m/s. Bij afwezigheid van 20 storende werkingen zou het bewegingstype volkomen laminair zijn; in feite zelfs als de vloeistof slechts uit water zou bestaan (kinematische visco-—3 2 o siteit v = 2 x 10 m /h bij 50 C) zou het Reynolds getal Rc minder zijn dan de kritische waarde van 2.000-2.100, zoals blijkt als dit getal berekend wordt op bekende wijze: 25 -3 -3

Rc = —= 6 x 10 * 164 x 10 -3.600 - 1.771 v 2 x 10

Evenwel bestaan grote verstorende effecten welke voornamelijk voortkomen uit de aanwezigheid van de direkte en afgebogen centrale stro-30 ming en van de stroming welke afbuigt in de gereduceerde omgeving van de kamer. Deze verstorende effecten doen wervelingen ontstaan van het roterende soort welke bijzonder sterk worden ten gevolge van de anisotrope aard van de vloeistof.

De grenslaag welke zich hecht aan de zijwand van de kamer is het 35 voornaamste milieu voor deze wervelingen waardoor een innige vermenging in een vloeistofmatrix de tweede vloeistof uiterst fijn wordt onderverdeeld waardoor de emulsie gehomogeniseerd wordt.

Deze grenslaag heeft duidelijk een grotere dikte in het gedeelte van de kamer tegenover de opening van het mondstuk waar de afvoerope- 3001880 -lO- ning voor het afvoeren van de emulsie is aangebracht.

Zoals hierboven werd opgemerkt voorziet de emulgeerinrichting volgens de uitvinding bij geringe afmeting en aanmerkelijke constructieve eenvoud in een veelheid van natuurkundige verschijnselen waarvan de af- 05 zonderlijke bijdrage aan het uiteindelijke resultaat praktisch onmogelijk te bepalen zijn.

Verrassenderwijze treden de werkingen van de emulgeerinrichting volgens de uitvinding praktisch op en het volgende dient beschouwd te worden om het doen-werken van de-emulgeerinrichting in alle gevallen -moger..

10 lijk te maken: 1- Bij elke geometrie van de emulgeerinrichting, na vaststelling van de physico-chemische eigenschappen van het te emulgeren mengsel, wordt verondersteld dat een optimale situatie bestaat met betrekking tot de kwaliteit van de emulsie, overeenkomende met een stel waarden voor p en 15 L (waarbij p het eerdergenoemde drukverschil voorstelt en L de afstand tussen de opening van het mondstuk B en de voorwand van de kamer).

2- Voor het goed doen werken van de emulgeerinrichting is het noodzakelijk dat de toevoerdruk p niet geringer is dan de drukwaarde die

SL

voldoet aan de voorwaarde Δ ρ/Δ'ρ S 1. Met andere woorden p moet groter ' a 20 zijn dan de limietwaarde:

Pa - p3 - —+ °-81 —— waarin M de opbrengst is en p is de volumetrische massa van het mengsel; 25 0 de diameter van de opening van het mondstuk en p de druk in de kamer, o s 3- Het schijnt nuttig te zijn om ter verbetering van de homogeniteit van het mengsel, dit laatste uit de emulgeerinrichting te verwijderen op een punt dat verwijderd ligt op zover mogelijke afstand van de inwendige voorwand van de kamer, d.i. ter plaatse waar zich daartegen- 30 over het afvoergedeelte van de buis B (mondstuk) bevindt. Deze voorwand kan op zodanige manier ontworpen zijn dat hij beweeglijk is, d.w.z. van buitenaf instelbaar is, door middel van bijvoorbeeld een schroef 15 of dergelijke.ter verkrijging van de gewenste emulsie.

Opgemerkt wordt dat de hierboven beschreven emulgeerinrichting 35 bij geschikt ontwerp gebruikt kan worden voor het vermengen van alle soorten onvermengbare vloeistoffen buiten die van brandstofolie en water.

Voorts kan men aan de toegevoerde onvermengbare vloeistoffen vaste deeltjes toevoegen die gesuspendeerd kunnen zijn in één of meer vloeistoffen; Dergelijke deeltjes zullen bij voorkeur deeltjesgroottenhebben welke over- 8001880 -11- eenstemt met 100-300 moleculen; voorts kan men aan genoemde vloeistoffen ook materiaal toevoegen dat de werking heeft tot sublimeren.

De hier beschreven uitvinding kan eveneens uitgevoerd worden met talrijke modificaties en variaties zonder van het wezen der uitvin-05 ding af te wijken.

Bovendien kunnen alle beschreven details vervangen worden door technisch equivalente elementen.

8001880

Claims (11)

1. Emulgeerinrichting, omvattende een doseer-mengorgaan voor het constant houden van de verhouding van twee vloeistoffen bij variabele opbrengst, welk doseer-mengorgaan twee toevoerleidingen en een afvoerleiding 05 omvat, waarbij de eerste toevoerleiding bestemd is voor de te dispergeren vloeistof of disperse fase (water) die onder een hogere druk daaraan wordt toegevoerd en afsluitbaar is door een eerste klep die de doorstroomhoe-veelheid in de leiding regelt, terwijl de tweede toevoerleiding bestemd is voor de continue (brandstofolie) fase-welke-onder-een lagere^drukdan- ^ 10 die van de disperse fase wordt... toegevoerd en daarmede gemengd wordt, waar- — na het vloeibare mengsel een leiding passeert waarvan de doorlaat bepaald wordt door de stand van een tweede klep die door het mengsel zelf geopend wordt tegen de werking in van verende organen of dergelijke, waarbij de tweede klep gekoppeld is met de eerste klep en voorts een emulgeerorgaan 15 met de afvoerleiding van het mengsel verbonden is, omvattende een huis dat voorzien is van een taps toelopende konische invoer waarvan het nauwe ondereinde in verbinding staat met een cylindrische buisleiding van constante doorsnede die aansluiting geeft op een in doorsnede cylindrische kamer en het wijde deel van de konus het orgaan vormt voor de toevoer van 20 het te dispergeren vloeistofmengsel en voorts een afvoerleiding is aangebracht in het cylindrische oppervlak van de kamer voor het afvoeren van de onstane emulsie.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste toevoerleiding voor de te dispergeren vloeistof zich in hoofdzaak in ver- 25 ticale zin uitstrekt en de tweede toevoerleiding voor de genoemde brandstofolie zich in hoofdzaak horizontaal zodanig uitstrekt dat de eerste toevoerleiding in hoofdzaak onder een hoek van 90° gekruist wordt.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede kleporganen een constructieve klepeenheid vormen.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het eerste kleporgaan een konische naaldklep is,

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de genoemde klepeenheid boven, nabij het tweede kleporgaan voorzien is van een cylindrische klepsteel waarin zich schroefvormige stabilisatiesleuven bevinden.

6. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de klep eenheid onder veerwerking staat van genoemde verende organen welke met hun ene uiteinde werkzaam zijn op de bovenzijde van de klepeenheid.

7. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afvoer-emulsieleiding van de kamer zover mogelijk geplaatst is van de binnenvoor- 800 1 8 80 -13- wand van de genoemde kamer en bij voorkeur nabij het gedeelte o£ deel van de kamer tegenover het uitlaatgedeelte of deel van de genoemde leiding met constante dwarsdoorsnede.

8. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een binnen-05 wand van de genoemde kamer in verticale richting zodanig beweeglijk is dat zijn stand instelbaar is.

9. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de construc tie en opstelling ervan het emulgeren van twee onmengbare vloeistoffen mogelijk maakt waarvan zich in tenminste één vloeistof gesuspendeerde_________ 10 vaste deeltjes bevinden.

10. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat de constructie en opstelling ervan het emulgeren van twee onmengbare vloeistoffen mogelijk maakt waarvan zich in tenminste één vloeistof gesuspendeerde sublimeerbare vaste deeltjes bevinden.

11. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat brandstof- olie en water geëmulgeerd worden voor direkte toepassing op verwarmings-systemen.of verbrandingsmotoren. onm fl fifi