Emulgiermaschine.
Die Erfindung betrifft eine Emulgier- machine, in der die zur Verarbeitung kommenden Fl ssigkeiten mittels eines gleichzeitig der Förderung und Emulgierung dienenden, in einem Gehäuse umlaufenden Flügel- rades fein gemischt und gebunden werden, wobei die äussere Phase der Emulsion dem Flügelrade durch einen, das Zuführungsrohr f r die mittig eingeleitete innere Phase um schliessenden Eanal mit ringförmigem Quer- schnitb zugeführt wird.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass Emulgiermaschinen dieser Bauart den h¯chsten Anforderungen bezüglich Feinheit der zu emulgierendenMassen noch nicht genügen, insbesondere wenn es sich um gro¯e zu verarbeitende Flüssigkeitsmengen handelt ; denn bei den dann erforderlichen grossen Zuleitungsquerschnitten ist keine genügend innige Feinmischung der Komponenten mehr zu erzielen. Es bilden sich dann, insbesondere wenn die innere Phase mengenmässig berwiegt, zwischen den Schaufeln des Fl gelrades getrennt laufende Fl ssigkeitsfÏden, wobei keine so feine Zerreissung der innern Phase erfolgt, wie sie zur Emulsionsbildung notwendig ist.
Zur Behebung dieses Mangels zeichnet sich die Emulgiermaschine nach der Erfindung dadurch aus, da¯ das Fl gelrad eine Scheibe aufweist, die beiderseitig mit Schaufeln versehen und auch an ihrem Umfang g mit schrau- benflächenförmig gekrümmten, Schiauf ein ausgerüstet ist, wobei es von dem Gehäuse derart eng umschlossen ist, da¯ jeweils zwischen den erstgenannten Schaufeln und den sohrauben- flächenförmig gekrümmten Schaufeln einerseits und der Inmenwand des Gehäuses und an ihr angebrachten, radial gestellten Zwischenwänden anderseits scharf gekrümmte Kanäle entstehen.
Infolge der durch diese Ausbildung bedingten, mit Wirbelbildung verbundenen mehrfachen Ablenkung des Flüssigkeitsstromes wird eine innigere Mi schung erzielt und somit auch die Gefahr einer Trennung von Komponenten verschie- denen spezifischen Gewichtes infolge der Zentrifugalkraft behoben.
Eine Ausführungsform der Emulgiermaschine nach der Erfindung ist beispiels- weise auf der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen :
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Ma- schine,
Fig. 2 eine Seitenansicht, und zwar im obern Teile der Figur den von innen gesehe- nen rechten Gehäuseteil und im untern Teile der Figur den die beiden GehÏuseteile zen trierenden Nockenring,
Fig. 3 die rückseitige Beschaufelung des Flügelrades,
Fig. 4 die Umfangsbeschaufelung und
Fig. 5 die stirnseitige Beschaufelung des Flügelrades.
Für die nach äusserer und innerer Phase getrennte Zuführung der Emulsionskompo nenten, zum Beispiel Wasser und 01, sind in dem Gehäuseteil 1 die Stutzen 8 und 10 nebst einem d senartigen Zuf hrrohr 9 vorgesehen. Dieses Düsenrohr 9 besitzt mehrere durch Querbohrungen hergestellte Austritts- offnungen 4 und eine zentrale Austritts offnung 4', um den Zufluss der innern Phase von vornherein über die Breite der Schaufeln 7. des von der Welle 3 angetriebenen Flügel- rades 6 aufzuteilen.
Dementsprechend werden sich bei reichlicher Materialzufuhr im wesentlichen radial verlaufende Fl ssigkeitsfäden zwischen den Schaufeln 7 ausbilden, aber noch keine als vollkommen anzuspre- chende Zerrei¯ung der innern Phase in der Ïu¯ern Phase, die durch einen das Rohr 9 umschliessenden Kanal mit ringförmigem Querschnitt zugeführt wird.
In diesem zunÏchst nur rohgemischten Zustand erreicht das Vorprodukt den Radumfang des Flügel- rades 6 und str¯mt mit einer der Drehzahl gut entsprechenden Austrittsgesehwindigkeit in die scharf gekrümmten Kanäle 11 des Ge- hÏuseteils 1 ber, welche den Fliissigkeitsstrom in die axiale Richtung ablenken, und zwar unter kräftiger Wirbelbildung, weil die radial stehenden Zwischenwände 5 auch die tangential gerichteten Masseteilchen stauen.
Eine Gestaltung der Krümmerkanäle 11 nach strömungstechnischen Gesichtspunkten wird bewusst vermieden. Die Erümmerkanäle 11 sind insbesondere auf der innern Seite sehr scharf gebrummt, wo eine scharfe Vante, also der Krümmungsradius Null, vorhan- den ist.
Die Flüssigkeit gelangt nun in den Bereich einer am Läuferumfang angeordneten Schraubenschaufelung 13, welche die NVeiterförderung in axialer Riehtung übernimmt, bis der Übertritt in analog gestaltete Erüm- merkanÏle 12 im GehÏuseteil 2 erfolgt, die den Strom ihrerseits nun wieder in die radiale Richtung überleiten, wobei erneut eine innere Verreibung durch Wirbelbildung eintritt,. Schliesslich besorgt eine anschlie¯ende StirnflÏchenbeschaufelung 14 die Fortleitung der Masse durch die Locher 15 in eine im Be darfsfalle anzusehliessende Homogenisiervor- richtung oder einen Auslass 16 im Gehäuseteil 3. Ein Teilstrom der gebildeten Emulsion kann durch die Löcher 20 in der Radscheibe 6 zu dem Saugraum zurückgeführt werden.
Dieser Massnahme kommt besondere Bedeu tung zu.
Es ist davon auszugehen, dass bei grossen Schaufelbreiten zwar durch die Austritt ¯ffnungen 4, 4' in dem düsenartigen Zufüh- rungsrohr eine annähernd gleichmässige Verteilung der innern Phase über die ganze Schaufelbreite herbeigef hrt werden kann, die äussere Phase jedoeh ganz wesentlich ein seitig von der Gehäuseseite her in den zen tralen Saugraum eintritt. Aus der axialen Richtung wird die Ïu¯ere Phase sehr bald durch die umlaufenden Radschaufeln 7 abgelenkt und dringt deshalb nicht ohne weiteres bis an die Mittelscheibe des Läufers durch.
Der am Düsenende austretende Teil der Innern Phase würde also gar nicht sofort auf rotierende Massen der äussern Phase treffen, sondern erst weit ausserhalb der Radachse. Hier setzt die Wirkung der schräg gegen die Saugraummitte hin gerichteten, in unmittelbarer Nähe der Nabenbohrung mün denden Kanäle 20 wie folgt ein : Die Schrau benschaufelung 13 des Läufers 6 zwischen deni Krümmerkanalgruppen 11 und 12 der Gehäuseteile 1 und 2 erzeugt einen Fliissig keitsdruck auf der Radrückseite, die Radial schaufelung 7 einen Sog auf der Radvorderseite.
Der Druekunterschied überwindet die in den KanÏlen 20 auftretende Zentrifugal- kraft der F llung, und es ergibt sich eine Strömung eines Teils der soeben gebildeten Emulsion von der Rückseite zur Vorderseite des Läufers. Die durch die Kanäle 20 in den Saugraum zurückfliessende Emulsion trifft dort auf die dem Düsenende entströmende innere Phase und dispergiert selbige.
Im gehÏuseseitigen Teil des Saugraumes erfolgt unmittelbar eine Vermischung der innern Phase mit der äussern Phase. Daselbst bildet sich also ein an innerer Phase relativ armes Vorprodukt, während auf der Radseite des Saugraumes eine Emulsion mit entsprechen- dem Überschuss an innerer Phase entsteht und bei dieser zweiseitigen sowie verschieden gearteten Beschickung des Saugraumes fÏllt den Krümmerkanälen dann die Aufgabe zu, die ihnen zugeführten, in den Schaufeln 7 vorgemischten Gemengsteile zu einem ein heitlichen homogenen Produkt umzuformen.
Solcherweise bildet sich jeweils f r einen mit dem Querschnitt der KanÏle 20 wechselnden Teil des Durchsatzes ein innerhalb der Maschine geschlossener Ereislauf aus. Durch Drosselung des Auslaufes 16 läBt sich der auf der Radrückseite herrschende Flüssig keitsdruok steigern, damit enh¯ht sich die Flie¯geschwindigkeit innerhalb der Kanäle 20, die Zirkulation wird gefördert und die Verarbeitung des Materials wird intensiver, weil die relative Behandlungsdauer desselben in. nerha. lb der Maschine wächst.
Bei schwer zu emulgierenden Produkten wird sieh also die Stundenleistung der Maschine entspre- chend der Auslaufdrosselung mindern. Die innere Verreibung durch Wirbelbildung kann noch weiter gesteigert werden durch Anord- nung eines Zwischenringes 17 mit einer Innenverzahnung ähnliehen Nocken 18, an de- nen sich der zwischen der Sohraubensohau- felumg 13 axial durchtretende Flüssigkeits- strom bricht. Das Mischungsverhältnis kann durch Steuerorgane an den Stutzen 8 und 10, sowieeineDrosselamAuslass 16 einge stellt werdfen.
Die dargestellte Emulgiermaschine hat eine horizontale Mittelachse, deshalb ist ein Stutzen 19 zum Entlüften derMasehinebeim Füllen vorgesehen. Selbstverständlich ist aber auch eine vertikale Anordnung möglich.