WO2014121932A1 - Vorrichtung zur herstellung von kolloidalen fluiden mit einem kolloidationsbehälter und verfahren - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung von kolloidalen fluiden mit einem kolloidationsbehälter und verfahren Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for the production of colloidal fluids with a colloidation vessel and a corresponding method.
  • DE 27 32 324 discloses a process for mixing a mainly liquid reaction mixture in a container by supplying mixing energy, in particular for achieving narrow grain distributions in polymerization processes in a stirred tank, wherein mixing energy is supplied to the reaction mixture in at least two separate areas, that in the reaction mixture only by this supply of the mixing energy while avoiding rotation and Tromben Struktur a largely pure axial and radial flow is generated.
  • DD 273 156 A3 relates to a mixing apparatus for the preparation of compact polyurethanes in the hand batch, in particular polyurethane casting, at 70 ° C to 100 ° C with a batch size of up to 35 kg, consisting of stirrer and stirred vessel, the stirrer from a vertical agitator shaft on the from the lower end to the top of a propeller element, a mixing element, whose outermost radius is at most 7 mm from the wall of the cylindrical, open-topped mixing vessel, consisting of arranged parallel to the stirring shaft longitudinally divided
  • DE 10 2004 025 399 A1 discloses a device for producing colloidal liquids with a colloidation vessel in which a fluid / liquid is accelerated by means of a plurality of rotors and an inner wall of the colloidation vessel is thrown outwardly and transported in a swirling manner in the direction of an upper cover, in order subsequently to be deflected at the top of the colloid vessel via baffles, then finally turn spiralfömig in an inner region, and then in turn be colloidally treated via the rotors, so that virtually produces a fine atomization of the fluid and the addition of gases much air or other Subsubstances such as oils then colloidation takes place, so that depending on the treatment duration then a corresponding desired colloidal liquid / fluid is present.
  • the disadvantage here is that the fluid deflecting baffles in practice cause that often considerable difficulties in the production of colloidal fluids occur.
  • the device is configured in such a way that, in operation in a colloidation zone of the colloidation vessel, the speed difference of rotationally offset fluid and peripheral velocity of at least one colloidal rotor is adjustable and not greater than 10%. For example, and in particular, this adjustability and / or limitation of the speed difference difference is accomplished by a) one.
  • the fluid to be colloid can be accelerated in such a way, in particular by means of the at least one feed rotor element in that the speed difference between the fluid to be colloidized and the peripheral speed of the at least one colloidal rotor is not more than 10%.
  • the Speed differential difference more than 10% enter unpredictable phenomena, which often lead to the fact that no satisfactory colloidation of the fluid to be colloid can be realized.
  • Speed difference difference is understood to mean the difference between the speed amount of the fluid to be colloid and the speed amount of the colloidation rotor, so that both equi-rotational (ie the same direction of rotation) and counter-rotating (ie opposite rotational direction) directions of rotation of the fluid to be colloidized and the colloidation rotor are included. whereby in practice the opposition has proven itself.
  • the fluid to be colloidized is deflected with respect to its flow direction, to be then fed to the Kolloidations Scheme for Kolloidie tion to ultimately many thousands of passes of Kolloidtician intimiden namely to accomplish the flow through the fluid through the Colloidations Bachelor and ultimately be able to provide such a closed system.
  • the at least one feed rotor element has at least one blade-like deflecting element.
  • the fluid used is water or aqueous solutions, with additionally small amounts of gases such as air, solids such as silica or oils being fed into the colloidal container for colloidation with the water.
  • the device according to the invention provides means for changing the filling volume of the colloidation container in order to provide precisely the volume required for a respective amount of colloidation fluid to be produced in the colloidation container.
  • the colloidation container consists of at least two relatively adjustable container parts, which are advantageously adjustable via motor-driven threaded spindles.
  • the colloidation container consists of an outer container and an inner container, wherein at the lower end of the inner container wenistens one, preferably two collodationsrotoren are arranged and further in the lower region of the outer container, an additional acceleration rotor is provided.
  • the acceleration rotor serves, in particular, to be able to maintain the speed of the liquid required for the production of the colloidal liquid sparkling even with an increased filling volume.
  • At least one drive shaft of a rotor is hollow, so that substances, oils and / or gases can be introduced via the rotor into the liquid via this drive shaft.
  • a control device which serves to adapt the rotational speed of the rotors as a function of the filling volume of the colloidatio container.
  • the rotational speed of the individual rotors is, for example and in particular in the range 0 to 20,000 revolutions per minute.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a
  • FIG. 2 and 3 seen from different views schematic cross-sections of a feed rotor element with corresponding deflecting elements.
  • the apparatus shown in FIG. 1 for the production of colloidal liquids has essentially a colloidation container with an outer container 20 and an inner container 21 as well as one or two colloidation rotors 3 arranged in the lower region of the inner container 21.
  • the colloid rotors are driven via an up out of the colloid 1 led out drive shaft 22.
  • the drive is effected, for example, by means of an electric motor 23 and a V-belt 6 connected to the drive shaft 22.
  • an additional acceleration rotor 7 is provided in the lower part of the outer container 1, which is arranged below the two colloidation rotors 3 and downwards out of the colloidation container 1 led out drive shaft 8 is driven.
  • the drive is expediently carried out via a separate electric motor 9 and a V-belt 10.
  • the colloidatine container is filled with a certain amount of liquid, for example water, via a filling opening provided in the lid 11.
  • a certain amount of liquid for example water
  • the colloidation process can be started, wherein the liquid is set in rotational motion by the two colloidation rotors 3 and possibly the acceleration rotor 7.
  • the liquid is thrown outwards by the centrifugal force and swirls and spirals in the intermediate area between the outer container and inner container upwards. Due to the special design of the colloid container, an acceleration first occurs during the ascent, and above a slowing down of the spirally rising liquid.
  • the now differently spiraling downwards on the inside of the inner container fluid undergoes extreme acceleration due to the strongly tapered shape.
  • the thus accelerated liquid now impinges on the oppositely rotating colloid rotor, whereby the finest atomization of the liquid takes place.
  • the liquid rises again in the annular space between the outer container and the inner container is diverted into the inner funnel and whirls there again down onto the rotor. This process is repeated several hundred thousand times during the colloidation process.
  • the spatial course of the water movement describes two interlinked and opposite spirals.
  • the above incoming and deflected liquid / fluid is correspondingly strong accelerated in order to achieve as small as possible a difference in velocity between the fluid to be colloidated in the colloidation zone 2 and the peripheral velocity of the colloidal fluid.
  • the control device 16 controls both the rotational speed of the colloid rotors 3 and the rotational speed of the Zukitrotoriatas 4 together with deflector 5. Thus, depending on the system targeted a small speed difference can be adjusted to accomplish effective colloidation.
  • means are provided for changing the filling volume of the colloidation container.
  • the colloidation container 1 consists of at least two relatively adjustable container parts, namely a lower container part 12a and an upper container part 12b, which are adjustable relative to each other. As can be seen from Figure 1, both the outer container 20 and the inner container 21 are formed in two parts, wherein between the container parts suitable sealing elements are provided.
  • the adjustment of the two container parts takes place in the illustrated embodiment via threaded spindles 13 and a servomotor 14. Conveniently, three threaded spindles 13 are provided over the circumference of the Colloidationsbehalers 1. Depending on the direction of rotation of the servomotor 14, the two container parts 12a, 12b can be adjusted in the direction of the double arrow 14, in order to change the filling volume of the colloid container 1.
  • a control device 16 is connected to the servomotor 14 and the electric motors 23 and 9 in conjunction to adjust the rotational speed of the rotors in dependence on the volume of the Kolloidations constituers.
  • the amount of colloid fluid which can be produced in a colloidation process can be varied within wide limits.
  • At least one drive shaft here the drive shaft 8
  • the drive shaft 8 is hollow and has an inner channel 8a.
  • the rotor 7 has at least one channel 8b which communicates with its one end with the inner channel 8a of the drive shaft and has at its other end a discharge opening into the colloidation container.
  • the substances, oils and / or gases supplied via the channels 8a and 8b are introduced into the liquid by suction. After the substances, oils and / or gases are gradually added in the course of the colloidation process, thereby increasing the total amount of the colloidation container.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von kolloidalen Fluiden mit einem Kolloidationsbehälter (1), wobei dieser derart ausgestaltet ist, dass im Betrieb in einem Kolloidationsbereich (2) des Kolloidationsbehälters (1) die Geschwindigkeitsbetragsdifferenz von in Rotation versetztes Fluid und Umfangsgeschwindigkeit mindestens eines Kolloidationsrotors (3) einstellbar ist und/oder nicht größer als 10 % beträgt.

Description

Vorrichtung zur Herstellung von kolloidalen Fluiden mit einem Kolloidationsbehälter und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von kolloidalen Fluiden mit einem Kolloidationsbehälter und ein entsprechendes Verfahren.
DE 27 32 324 offenbart ein Verfahren zur Durchmischung eines in der Hauptsache flüssigen Reaktions- gemisches in einem Behälter durch Zufuhr von Mischenergie, insbesondere zur Erzielung enger Kornverteilungen bei Polymerisationsprozessen in einem Rührwerkbehälter, wobei dem Reaktionsgemisch in mindestens zwei voneinander getrennten Bereichen Mischenergie derart zugeführt wird, dass in dem Reaktionsgemisch nur durch diese Zufuhr der Mischenergie unter Vermeidung von Rotation und Trombenbildung eine weitgehend reine Axial - und RadialStrömung erzeugt wird.
DD 273 156 A3 betrifft eine Mischvorrichtung zur Herstellung von kompakten Polyurethanen im Handansatz, insbesondere Polyurethan-Gießelementen, bei 70° C bis 100° C mit einer Ansatzgröße bis 35 kg, bestehend aus Rührer und Rührgefäß, wobei der Rührer aus einer vertikalen Rührwelle auf der vom unteren Ende nach oben ein Propellerelement, ein Mischelement, dessen äußerster Radius maximal 7 mm von der Wand des zylindrischen, oben offenen Rührgefäßes entfernt ist, bestehend auf parallel zur Rührwelle angeordneten längsgeteilten
BESTÄTiGUNGS&OPSE Rohrstücken, die mit der offenen Seite in Drehrichtung auf unterschiedliche Radien mit der Rührwelle starr verbunden sind, und ein Propellerelement angeordnet sind, wobei das Propellerelement bei Ansätzen <10kg reaktiver PUR-Mischung nach unten fördernd und Propellerelement nach oben fördernd und bei Ansätzen >10kg reaktiver PUR-Mischung das Propellerelement nach oben fördernd und Propellerelement nach unten fördernd auf der Rührwelle befestigt sind, besteht.
In DE 10 2004 025 399 AI ist eine Vorrichtung zur Herstellung von kolloiden Flüssigkeiten mit einem Kolloidationsbehälter offenbart, bei dem ein Fluid/ Flüssigkeit mittels mehrerer Rotoren beschleunigt und eine Innenwand des Kolloidationsbehälters außen geschleudert und verwirbelnd in die Richtung eines oberen Deckels transportiert wird, um anschließend an der Oberseite des Kolloidationsbehälters über Leitbleche umgelenkt zu werden, um schließlich dann wiederum in einem inneren Bereich spiralfömig abzusinken, um dann wiederum über die Rotoren kolloidal behandelt zu werden, so dass quasi eine Feinzerstäubung des Fluids erzeugt und bei Zugabe von Gasen viel Luft oder andere Subsanzen wie beispielsweise Ölen dann eine Kolloidie- rung stattfindet, so dass je nach Behandlungsdauer dann eine entsprechend gewünschte kolloidale Flüssig- keit/Fluid vorliegt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die das Fluid umlenkenden Leitbleche in der Praxis dazu führen, dass häufig erhebliche Schwierigkeiten bei der Herstellung von kolloidalen Fluiden auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Fluiden mit einem Kolloidationsbehälter und eine Verwendung bereitzustellen, bei denen gewünschte kolloidale Fluide hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungs- gemäße Vorrichtung nach Anspruch 1, ein erfindungsgemäßes Verfahren nach Anspruch 19 und eine Verwendung nach Anspruch 20.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herste- lung von kolloidalen Fluiden mit einem Kolloidations- behälter ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass im Betrieb in einem Kolloidationsbereich des Kolloida- tionsbehälters die Geschwindigkeitsbetragsdifferenz von in Rotation versetztes Fluid und Umfangsgeschwindigkeit mindestens eines Kolloidationsrotors einstellbar ist und nicht größer als 10 % beträgt. Beispielsweise und insbesondere wird diese Einstellbarkeit und/oder Begrenzung der Geschwindigkeitsbetragsdifferenz bewerkstelligt durch a) eine . Einstellbarkeit bzw. im Betrieb Drehzahleinstellung des mindestens einen Kolloidationsrotors und/oder b) durch eine Drehzahleinstellbarkeit bzw. im Betrieb Drehzahleinstellung mindestens eines mit dem Kolloidationsrotor funtional korrespondierenden Zuführrotorelementes und/oder c) durch eine Längen- und/oder Profilverlauf -Einstellbarkeit bzw. im Betrieb Längen- und/oder Profilverlauf-Einstellung eines vor dem Kolloidationsbereich angeordneten Strömungs- abschnittes. Somit kann über die Drehzahleinstellung des mindestens einen Kolloidationsrotors und/oder aber auch durch die Drehzahleinstellbarkeit mindestens eines Zuführrotorelementes und/oder Längen- und/oder Profilverlauf -Einstellbarkeit des oben erwähnten Strömungs- abschnittes das zu kolloidierende Fluid derart beschleunigt werden insbesondere mittels des mindestens einen Zuführrotorelementes, dass die Geschwindigkeitsbetragsdifferenz zwischen zu kolloidierendem Fluid und der Umfangsgeschwindigkeit des mindestens einen Kolloidationsrotors nicht mehr als 10 % beträgt. Beträgt die Geschwindigkeitsbetragsdifferenz mehr als 10 %, so tre ten nicht vorhersagbare Phänomene ein, die häufig dazu führen, dass keine befriedigende Kolloidierung des zu kolloidierenden Fluids realisiert werden kann.
Unter Geschwindigkeitsbetragsdifferenz ist die Differenz des Geschwindigkeitsbetrages des zu kolloidierenden Fluids zum Geschwindigkeitsbetrag des Kolloi dationsrotors zu verstehen, so dass sowohl gleichläufi ge (also gleiche Rotationsrichtung) bis hin zu gegenläufigen (also entgegengesetzte Rotationsrichtung) Rotationsrichtungen von zu kolloidierendem Fluid und Kol loidationsrotor mit umfaßt sind, wobei sich in der Pra xis die Gegenläufigkeit bewährt hat.
Vorteilhafterweise wird das zu kolloidierende Fluid hinsichtlich seiner Strömungsrichtung umgelenkt, um anschließend dem Kolloidationsbereich zur Kolloidie rung zugeführt zu werden, um letztlich viele tausend Durchläufe an Kolloidierungschritten nämlich dem Durch strömen des Fluides durch den Kolloidationsbereich zu bewerkstelligen und letztlich so ein geschlossenes System bereitstellen zu können.
In diesem Kontext ist es von Vorteil, da sich die in der Praxis bewährt hat, dass das mindestens eine Zuführrotorelement mindestens ein schaufelartiges Umlenkelement aufweist .
Zur Verbesserung der Verfahrensökonomie ist es vorteilhaft, wenn vor dem Kolloidationsbereich der Kol loidationsbehälter derart ausgebildet ist, dass eine Beschleunigung des zu kolloidierenden Fluides erfolgt, beispielsweise und insbesondere, wenn der Kolloida- tionsbehälter vor dem Kolloidationsbereich trichterartig ausgebildet ist, nämlich bezüglich der Strömungs richtung in Richtung Kolloidationsbereich gesehen der Kolloidationsbehälter bezüglich seines Querschnittes sich verj üngt/verengt , insbesondere hyperbolisch verläuft, so dass das zu kolloidierende Fluid im sich verjüngenden Teil beschleunigt wird (gemäß Umfangsgeschwindigkeit x Radius = Konstante) .
In der Regel wird als Fluid Wasser oder wässrige Lösungen verwendet, wobei zusätzlich in geringen Mengen Gase wie Luft, Feststoffe wie Kieselsäure oder Öle zum Kolloidieren mit dem Wasser in den Kolloidationsbehäl - ter eingespeist werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zum Verändern des Füllvolumens des Kolloidationsbehälters vorsieht, um für eine jeweilig zu produzierende Menge an Kolloidationsfluid im Kolloidationsbehälter das hierfür notwendige Volumen exakt bereitzustellen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Kolloidationsbehälter aus wenigstens zwei relativ zueinander verstellbaren Behälterteilen, die vorteilhafterweise über motorisch angetriebene Gewindespindeln verstellbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Kolloidationsbehälter aus einem Außenbehälter und einem Innenbehälter, wobei am unteren Ende des Innenbehälters wenistens ein, vorzugsweise zwei Kolloi- dationsrotoren angeordnet sind und weiterhin im unteren Bereich des Außenbehälters ein zusätzlicher Beschleunigungsrotor vorgesehen ist. Der Beschleunigungsrotor dient insbesondere dazu, die für die Erzeugung der kolloiden Flüssigkeiz erforderliche Geschwindigkeit der Flüssigkeit auch bei vergrößertem Füllvolumen aufrechterhalten zu können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eine Antriebswelle eines Rotors hohl ausgebildet, so dass über diese Antriebswelle Stoffe, Öle und/oder Gase über den Rotor in die Flüssigkeit eingetragen werden können.
Weiterhin vorteilhafterweise ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die zur Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Rotoren in Abhängigkeit des Füll- volumens des Kolloidatiosbehälters dient.
Die Rotationsgeschwindigkeit der einzelnen Rotoren liegt beispielsweise und insbesondere im Bereich 0 bis 20.000 Umdrehungen je Minute.
Die Erfindung als solche bzw. die als zur Erfindung gehörenden Merkmale sind in den Beschreibungsseiten, den Ausführungsbeispielen, den Figuren sowie in den Patentansprüchen offenbart, für sich und in beliebiger Kombination unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren RückbeZiehungen sowie unabhängig von RückbeZiehungen in der Beschreibung und der Figuren, so dass im Rahmen der Gesamtoffenbarung des oben Gesagten der Gegenstand der Erfindung auch andere Gegenstände andere Merkmalskombinationen als die zur Zeit in den Patentansprüchen beanspruchten möglich sind, wobei dies selbstverständlich lediglich nur während des Prüfungsverfahrens gilt und dieser Passus bei einer Gewährung eines Gegenstandes der Erfindung kurz vor Erteilung dann wieder zu streichen ist .
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels näher erlautet.
Es zeigen:
FIG. 1 eine schematische Darstellung einer
Ausführungsform der erfindungsgemä- Sen Vorrichtung zur Herstellung von kolloiden Flüssigkeiten; FIG. 2 und 3 von unterschiedlichen Ansichten her gesehen schematische Querschnitte eines Zuführ-Rotorelementes mit entsprechenden Umlenkelementen.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von kolloiden Flüssigkeiten weist auf im wesentlichen einen Kolloidationsbehälter mit einem Außenbehälter 20 und einen Innenbehälter 21 sowie ein oder zwei im unteren Bereich des Innenbehälters 21 angeordnete Kolloidationsrotoren 3.
Die Kolloidationsrotoren werden über eine nach oben aus dem Kolloidationsbehälter 1 herausgeführte Antriebswelle 22 angetrieben. Der Antrieb erfolgt beispielsweise über einen Elektromotor 23 und einen mit der Antriebswelle 22 in Verbindung stehenden Keilriemen 6. Weiterhin ist im unteren Teil des Außenbehälters 1 ein zusätzlicher Beschleunigungsrotor 7 vorgesehen, der unterhalb der beiden Kolloidationsrotoren 3 angeordnet ist und über eine nach unten aus dem Kolloidationsbehälter 1 herausgeführte Antriebswelle 8 angetrieben wird. Der Antrieb erfolgt zweckmäßigerweise über einen separaten Elektromotor 9 und einen Keilriemen 10.
Zur Einleitung des Kolloidationsprozesses wird zunächst der Kolloidatinsbehälter über eine im Deckel 11 vorgesehene Befüllungsöffnung mit einer bestimmten Menge an Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, befüllt. Nach Verschließen der Befüllungsöffnung kann der Kol- loidationsprozeß gestartet werden, wobei die Flüssigkeit von den beiden Kolloidationsrotoren 3 und ggf. dem Beschleunigungsrotor 7 in eine Drehbewegung versetzt wird. Die Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert und steigt wirbelnd und spiralförmig in dem Zwischenbereich zwischen Außenbehälter und Innenbehälter nach oben. Durch die spezielle Aus- formung des Kolloidationsbehälters erfolgt beim Aufstieg zuerst eine Beschleunigung und oben eine Verlangsamung der spiralförmig aufsteigenden Flüssigkeit.
An der Oberseite des Innenbehälters befinden sich die in Figur 2 und 3 dargestellten Umlenkelemente 5 eines Zuführ-Rotorelementes 4, welche die spiralförmig nach oben steigende Flüssigkeit in der Bewegungsrichtung umlenken und in den Innenbehälter leiten. Hier erfährt die nun andersläufig spiralförmig an der Innenseite des Innenbehälters nach unten wirbelnde Flüssigkeit durch die stark verjüngende Form eine extreme Beschleunigung. Die so beschleunigte Flüssigkeit trifft nun auf den entgegengesetzt drehenden Kolloidations- rotor, wodurch die Feinstzerstäubung der Flüssigkeit erfolgt. Dann steigt die Flüssigkeit im Ringraum zwischen Außenbehälter und Innenbehälter wieder nach oben, wird in den Innentrichter umgeleitet und wirbelt dort wieder nach unten auf den Rotor. Dieser Vorgang wiederholt sich während des Kolloidationsprozeses mehrere hundertausend Mal. Der räumliche Verlauf der Wasserbewegung beschreibt so zwei ineinander geschaltete und gegenläufige Spiralen.
Durch die Einstellbarkeit der Geschwindigkeits- differenz zwischen den beiden Kolloidationsrotoren 3 und dem Zuführrotorelement 4 samt seinem Umlenkelement 5, somit beispielsweise und insbesondere über die Einstellbarkeit der Drehzahlgeschwindigkeit beispielsweise und insbesondere mittels einer Steuereinrichtung 16 wird die oben ankommende und umgelenkte Flüssig- keit/Fluid entsprechend stark beschleunigt, um eben eine möglichst geringe Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem im Kolloidationsbereich 2 zu kolloidierenden Fluid und der Umfangsgeschwindigkeit der Kolloidations- rotoren 3 zu erreichen, um eine möglichst effektive und ohne Nebeneffekte behaftete Kolloidierung bereitzustellen .
Die Steuereinrichung 16 steuert sowohl die Drehgeschwindigkeit der Kolloidationsrotoren 3 als auch die Drehgeschwindigkeit des Zuführrotorelementes 4 samt Umlenkelement 5. Somit kann je nach System gezielt eine geringe Geschwindigkeitsdifferenz eingestellt werden, um eine effektive Kolloidierung zu bewerkstelligen.
Damit die Strömung nicht abreißt, ist die Einhaltung eines ganz bestimmten Füllvolumens erforderlich.
Um nun die Menge der herzustellenden kolloiden Flüssigkeit an den tatsächlichen Bedarf anpassen zu können, sind Mittel zum Verändern des Füllvolumens des Kolloidationsbehälters vorgesehen .
Der Kolloidationsbehälter 1 besteht dabei aus wenigstens zwei relativ zueinander verstellbaren Behälterteilen, nämlich einem unteren Behälterteil 12a und einem oberen Behälterteil 12b, die relativ zueinander verstellbar sind. Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind dabei sowohl der Außenbehälter 20 als auch der Innenbehälter 21 zweiteilig ausgebildet, wobei zwischen den Behälterteilen geeignete Dichtungselemente vorgesehen sind .
Die Verstellung der beiden Behälterteile erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel über Gewindespindeln 13 und einen Stellmotor 14. Zweckmäßigerweise sind dabei über den Umfang des Kolloidationsbehalers 1 drei Gewindespindeln 13 vorgesehen. Je nach Drehrichtung des Stellmotors 14 können dabei die beiden Behälterteile 12a, 12b in Richtung des Doppelpfeils 14 verstellt Werden, um dadruch das Füllvolumen des Kolloidationsbehäl - tes 1 zu verändern.
Eine Steuereinrichtung 16 steht mit dem Stellmotor 14 und den Elektromotoren 23 und 9 in Verbindung, um die Drehgeschwindigkeit der Rotoren in Abhängigkeit des Volumens des Kolloidationsbehälters anzupassen.
Durch die Veränderungsmöglichkeit des Füllvolumens kann die Menge der bei einem Kolloidationsprozeß herstellbaren kolloiden Flüssigkeit in großen Grenzen variiert werden.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass man zusätzliche Stoffe, Öle und/oder Gase während des Kolloidations- prozesses in die Flüssigkeit einbringt. In vielen Fällen ist es dabei von besonderem Vorteil, wenn diese zusätzlichen Stoffe, Öle und/oder Gase saugend in die Flüssigkeit eingebracht werden.
Für diesen Fall ist vorgesehen, dass zumindest eine Antriebswelle, hier die Antriebswelle 8, hohl ausgebildet ist und einen inneren Kanal 8a aufweist. Weiterhin weist der Rotor 7 wenigstens einen Kanal 8b auf, der mit seinem einen Ende mit dem inneren Kanal 8a der Antriebswelle in Verbindung steht und an seinem anderen Ende eine in die Kolloidationsbehälter mündende Austragungsöffnung aufweist. Durch die Rotationsbewegung des Rotors 7 werden die über die Kanäle 8a und 8b zugeführten Stoffe, Öle und/oder Gase saugend in die Flüssigkeit eingebracht. Nachdem die Stoffe, Öle und/oder Gase im Laufe des Kolloidationsprozesses allmählich zugegeben werden, erhöht sich dadurch die Gesamtfüllmenge des Kolloidationsbehälters . Um ein Abreißen der Strömung zu verhindern, ist daher im Bedarfsfall vorgesehen, dass das Füllvolumen des Kolloidationsprozesses über die Steuereinheit 16 in Abhängigkeit der Menge der eingetragenen Stoffe, Öle und/oder Gase kontinuierlich angepaßt wird. Bezugszeichenliste ■ - Kolloidationsbehälter
- - Kolloidationsbereich
■ - Kolloidationsrotor
- - Zuführ-Rotorelement
· - Umlenkelement
- - Keilriemen
· - Beschleunigungsrotor
- - Antriebswelle
a ■ - innerer Kanal der Antriebswelle - - Elektromotor
- - Keilriemen
· - Deckel
a · - unterer Behälterteil
b ■ - oberer Behälterteil
■ - Gewindespindeln
- - Stellmotor
- - Strömungsabschnitt
· - Steuereinrichtung
- - Außenbehälter
- - Innenbehälter
- - Antriebswelle
- - Elektromotor

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung von kolloidalen Fluiden mit einem Kolloidationsbehälter (1) , dadurch gekennzeichnet, dass dieser derart ausgestaltet ist, das im Betrieb in einem Kolloidationsbereich (2) des Kol- loidationsbehälters (1) die Geschwindigkeitsbetragsdifferenz von in Rotation versetztes Fluid und Umfangs geschwindigkeit mindestens eines Kolloidationsrotors (3) einstellbar ist und nicht größer als 10 % beträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsbetragsdifferenz nicht mehr beträgt als 9 bis 1 %.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu kolloidierendes Fluid hinsichtlich seiner Strömungsgeschwindigkeitsrichtung umgelenkt wird, um anschließend dem Kolloidationsbereich (2) zur Kolloidierung zugeführt zu werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellbarkeit und/ode Begrenzung der Geschwindigkeitsbetragsdifferenz bewerk stelligt wird durch a) eine Drehzahleinsteilbarkeit bzw. im Betrieb Drehzahleinstellung des mindestens einen Kolloidationsrotors (3) und/oder b) durch eine Drehzahleinstellbarkeit bzw. im Betrieb Drehzahleinstellung mindestens eines mit dem Kolloida- tionsrotor (3) funktionell korrespondierenden Zuführ- rotorelementes (4) und/oder c) durch eine Längen- und/oder Profilverlauf -Einstellbarkeit bzw. im Betrieb Längen- und/oder Profilverlauf-Einstellung eines vor dem Kolloidatxonsbereich (2) angeordneten Strömungsabschnitttes (15) .
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zuführrotorelement (4) mindestens ein schaufelartiges Umlenkelement (5) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Kolloidationsbereich (2) der Kolloidationsbehälter (1) derart ausgebildet ist, dass eine Beschleunigung des zu kolloidierenden Fluides erfolgt .
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolloidationsbehälter (1) vor dem Kolloidationsbereich (2) trichterartig ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Verändern (13) des Füllvolumens des Kolloidationsbehälters (1) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolloidationsbehälter (1) wenigstens zwei relativ zueinander verstellbare Behälterteile (12a, 12b) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolloidationsbehälter (1) wenigstens zwei relativ zueinander verstellbare Behälterteile (12a, 12b) aufweist, die über motorisch angetriebene Gewindespindel (13) zueinander verstellbar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolloidationsbehälter (1) einen Außenbehälter (20) und einen Innenbehälter (21) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolloidationsbehälter (1) einen Außenbehälter (20) und einen Innenbehälter (21) aufweist und am unteren Ende des Innenbehälters wenigstens ein, vorzugsweise zwei Kolloidationsrotoren (3) angeordnet ist/sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolloidationsbehälter (1) einen Außenbehälter (20) und einen Innenbehälter (21) aufweist und am unteren Ende des Innenbehälters wenigstens ein, vorzugsweise zwei Kolloidationsrotoren (3) angeordnet sind und weiterhin im unteren Bereich des Außenbehälters ein zusätzlicher Beschleunigungs- rotor (7) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolloidationsrotoren (3) über eine von oben durch den Kolloidationsbehälter (1) geführte Antriebswelle (22) angetrieben wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungsrotor (7) über eine von unten durch den Kolloidationsbehälter geführte An- triebswelle (8) angetrieben wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Antriebswelle (8) eines Rotors (7) hohl ausgebildet ist, um Stoffe, Öle und/oder Gase über den Rotor in die Flüssigkeit einzutragen .
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) wenigstens einen Kanal (8b) aufweist, der mit einem Ende mit der hohlen Antriebswelle (8) in Verbindung steht und an seinem anderen Ende eine Austragsöffnung aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (16) zur Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Rotoren (3,7) in Abhängigkeit des Volumens des Kolloidationsbehälters (1) .
19. Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Fluiden, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
18.
20. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Herstellung kolloidaler Fluide.
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