DE718744C

DE718744C - Einrichtung zum Behandeln und Herstellen von Dispersionen, Emulsionen und Suspensionen

Info

Publication number: DE718744C
Application number: DES134893D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rudolf Schoefer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1938-12-06
Filing date: 1938-12-06
Publication date: 1942-03-19

Description

Einrichtung zum Behandeln und Herstellen von Dispersionen, Emulsionen und Suspensionen Es ist bekannt, feste, flüssige oder auch gasförmige Stoffe der Einwirkung der mechanischen Schwingbqewegungen etnes Magnetostriktionsschwingers auszusetzen. So können z. 3. Emulsionen dadurch hergestellt werden, daß man auf die Flüssigkeiben, aus denen die Emulsion gebildet werden soll, rasche mechanische Schwingungen einwirken läßt. Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung zum Behandeln und Herstellen von Displersionen, Emulsionen und Suspensionen mit Hilfe eines Magnetostriktionsschwingers, welche besonders wirksam ist und bei deren Verwendung die zur Behandlung der Stoffe, z. B. zur Herstellung einer Emulsion, notwendige Zeit besonders kurz ist. Erfindungsgemäß ist blei einer Einrichtung zum Behandeln und Herstellen von Dispersionen, Emulsionen und Suspensionen mit Hilfe eines Magnetostriktionsschwingers, wobei die zu behandelnde Dispersion mehrere in der Umgebung des Schwingers auftretende Kavitationszonen durchströmt, der Magnetostriktionsschwinger in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet, jedoch derart, daß sowohl die Außenfläche als auch ein großer Teil der den Hohlraum des Schwingkörpers bildenden inneren Fläche mit der Dispersion in Berührung steht. Auf diese Weise gelingt es, die zu behandelnden Stoffe mehrmals ;bzw. an verschiedenen Stellen einer sehr starken Kavitationswirkung zu unterwerfen und dadurch die Wirkung des Schwingens auf diese Stoffe erheblich zu verstärken.
Es ist zwar schon bekannt, daß es bei der Herstellung von Emulsionen vorteilhaft ist, die Flüssigkeiten, aus denen die Emulsion gebildet wird, mehrmals der Kavitationswirkung auszusetzen. Es sind jedoch keine Einrichtungen bekannt, bei denen wie bei der Erfindung mehrere Zonen in der Umgebung des Schwingkörpers ausgenutzt werden, in denen eine besonders starke Kavitationswirkung eintritt. Es ist ferner auch schon bekannt, Magnetostriktionsschwinger hohl auszubilden, jedoch nicht zu dem Zweck, mehrere Kavitationszonen zum Behandeln und Herst eilen von Dispersionen, Emulsionen oder Suspensionen zu verwenden.
Einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt. In Fig. 1 bedeutet I den hohlen Schwingkörper, der an seinem Knotellpunkt im unteren Teil des Gefäßes 2 befestigt ist und durch die mit hochfrequentem Wechselstrom gespeiste Erregerwicklung zum Schwingen ängeregt wird. In der oberen Stirnplatte des Schwingkörpers ist eine Öffnung vorgesehen, durch welche das Flüssigkeitszuführungsrohr 4 mit Spiel hindurchgreift und bis in die Nähe der unteren Stirnplatte des Schwingkörpers hineinragt. Außerdem ist an dem Behälter 2 ein tlberlaufrohr 13 angebracht, welches den Stand des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 2 regelt. Das Überlaufrohr ist zweckmäßig schwenkbar angeordnet. so daß die Höhe des überlaufes einstellbar ist.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Die durch das Rohr 4 zugeführte Flüssigkeit wird in den Schwingkörper bis in die Nähe seiner unteren Stirnplatte hi!neingeführt und gelangt hier iii die mit 14 bezeichnete innere Kavitatonszone des Schwingkörpers, wo sie der dispergierenden Wirkung der Schwinghewegungen erstmalig ausgesetzt wird. Alsdann steigt die Flüssigkeit in dem hohlen Schwingkörper empor. Dicht unterhalb der oberen, durchbrochenen Stirnplatte des Schwingkörpers gelangt die Flüssigkeit abermals in eine Kavitationszone I5, tritt dann durch die Öffnung des SchwingkörpXers aus diesem heraus und gelangt oberhalb der oberen Stirnpl«,tte in den Bereich der Kasitationszone 5. Die Flüssigkeit gelangt also nacheinander in den Bereich dreier verschiedener ausgeprägter Kavitationszonen. Da die Kavitationszone 5 zusätzlich eine Umwälzung der Flüssigkeit in dem Behälter2 hervorruft, so wird die Flüssigkeit in der Kavitatilolnszone 5 sogar wiederholt behandelt.
Noch ein anderes, sehr vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Schwingkörper I ist hier an seinem oberen Ende geschlossen, jedoch an seinem unteren Ende offen. Die Zuführung der zu emulgierenden Flüssigkeit erfolgt >ie bei der Anordnung in Fig. I durch ein Rohr 4, welches in den Behälter 2 bis in die Nähe der oberen Stirnplatte des Schwingkörpers hineinragt.
An dem Behälter 2 ist in Höhe des ge---wünschten Flüssigkeitsspiegels ein Überlaufrolir I6 angebracht, welches in das Innere des Schwingkörpers 1 von unten her so weit hineingeführt ist, daß es dicht unterhalb der oberen Stirnplatte des Schwingkörpers 1, also in der Nähe der inneren Kavitationsznne 15. mündet. Die in dem Behälter 2 in der Zone 5 des Schwingkörpers behandelte Flüssigkeit gelangt also durch das Rohr 16 in das Innere des Schwingkörpers zur Kavitationszone 15 und läuft alsdann an der Innemrandung des Schwingkörpers herab, um unterhalb des Schwingkörpers in einem Trichter 17 aufgefangen zu werden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel noch insofern ein besonderes Merkmal auf, .als es mit einer besonderen Kühleinrichtung für den Schwingkörper, und zwar einer Wasserkühlung, versehen ist. Zu diesem Zweck ist die untere Hälfte des Schwingkörpers 1 mit einem Kühlzylinder 18 umgeben, welcher an seinem oberen Ende gegen den Schwing körper durch eine Gummischeibe I9 0. dgl. abgedichtet ist. Da die Gummischeibe 19 sich in der Nähe des Schwingungsknote1lpuen3ttes des Schwingkörpers befindet. so werden auf sie und somit auf den Kühlzylinder 1 8 nur geringe Schwingkräfte übertragen. Das untere Ende des Kühlzylinders I8 ist offen, so daß die am oberen Ende des Kühlzylinders durch das Rohr 20 eingeführte Kühlflüssigkeit nach dem Bespülen des Schwingkörpers I nach unten hin frei ablaufen kann. Um zu vermeiden, daß das Kühlwasser in die aus dem Schwingkörper herausfließende Emulsion hineingerät, ist an dem unteren Ende des Schwingkörpers noch ein Schutzschirm 21 angebracht, welcher das Kühlwasser von dem Trilchter I7 ablenkt und in den Wassertrichter 22 hineinleitet.
Statt Wasser kann in dem Kühlzylinder I8 auch eine beliebige andere Kühlflüssigkeit oder auch ein gasförmiges Kühlmittel, beispielsweise Preßluft, verwendet werden.
Die Erregerwicklung des Schwingkörpers ist bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 zweiteilig ausgebildet, indem der Teil 3a den unteren Teil des Gefäßes 2 samt der in diesem befindlichen oberen Hälfte des Schwingkörpers und der Teil 3b die untere Hälfte des Schwingkörpers samt dem ihn umgebenden Kühlzylinder I8 umschließt. Auch das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel kann bei geeigneter Ausbildung des Behälters 2 so abgewandelt werden, daß auch der obere, in den Behälter 2 hineinragende Teil des Schwingkörpers von einer Erregerwicklung umgeben und somit zusätzlich erregt wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern kann in mannigfacher Weise abgewandelt werden. So kann beispielsweise bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Flüssigkeitsdnrchlaßöffnung am oberen Ende des Schwingkörpers statt in der Stirnseite des Schwingkörpers auch in dessen Seitenwandung vorgesehen werden. Es können auch gleichzeitig mehrere Öffnungen vorhanden sein. Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 können auch in geeigneter Weise vereinigt werden. Schließlich - ist die Erfindung auch nicht an die senkrechte Anordnung des Schwingkörpers gebunden. Der Schwingkörper kann also beispielsweise waagerecht vorgesehen und derart angeordnet werden, daß seine beiden Enden sich in je einem besonderen Flüssigkeitsbehandlungsbehälter befinden, welche nachieinander von der zu b.ehandelnden Flüssigkeit durchlaufen werden.
Erwähnt sei noch, daß die in Fig. 2 gezeigte besondere Ausbildung der Erregertvicklung des Schwingkörpers nicht an die gleichzeitige Ausnutzung mehrerer Kavitationszonen gemäß der Erfindung gebunden ist. Sie kann also auch blei anderen, teilweise in einen Flüssigkeitsbehandlungsbehälter hineinragenden Schwingkörpern von Vorteil sein, indem auch bei diesen nicht nur der äußere Teil des Schwingkörpers, sondern bei geeigneter Ausbildung des Behälters auch der innere Teil des Schwingkörpers mit je einher Erregerwicklung bzw. einem Teil der Erregerwicklung versehen wird.
PATENTANSPRSCHE: I. Einrichtung zum Behandien und Herstellen von Dispersionen, Emulsionen und Suspensionen mit Hilfe eines Magneto+--- -striktionsschwingers, wobei die zu bc handelnde Displersion mehrere in der Umgebung des Schwingers auftretende K.avitationszonlen durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetostriktionsschwinger in an sich bekannter Weise hohl ausgebildet ist, jedoch derart, daß sowohl die Außenfläche als auch ein großer Teil der den Hohlraum des Schwingkörpers bildenden inneren Fläche mit der Dispersion in Berührung steht.

Claims

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Stirnflächen des hohlen Schwingkörpers mit einer Öffnung versehen ist, durch die ein zur Zuführung der Dispersion bestimmtes Rohr in das Innere des Schwingkörpers bis in die Nähe der gegeniiberliegenden Stirnfläche hineinragt.

3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper mit seinem geschlossenen Ende gegenüber einem Zuflußrohr für die zu behandelnde Dispersion m einem Behälter angeordnet ist und der Abfluß des Blehälters mit einem in den Hohlraum des Schwingkörpers hineinragenden Rohr verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem offenen unteren Ende des Schwingkörpers ein Schirmblech zum abführen des flüssigen Kühlmittels angebracht ist.