DD293504A5 - Vorrichtung zur vermischung und homogenisierung von fluessigkeiten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen und Homogenisieren von Fluessigkeiten und Suspensionen in einem druckbelastbaren Arbeitsraum, in dem ein stabfoermiger, kaefigartiger, metallischer Rotor mittels eines elektromagnetischen Drehfeldes bewegt wird und eine der Komponenten ueber ein Innenlager und die Hohlwelle des Rotors in den Arbeitsraum zugefuehrt wird. Fig. 1{Vorrichtung; Vermischung; Homogenisierung; elektrisches Drehfeld; Rotor, innengelagert}

Description

Lösungen ausgegangen, sondern mit dem angewendeten Funktionsprinzip eine neue, technisch einfache Vorrichtung realisiert. Sie gewährleistet die intensive Vermischung von Flüssigkeiten und erfüllt diese Funktion auch unter Druckbeaufschlagung. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich im Innern eines Erregerfeldes, z. B. eines elektromagnetischen Drehfeldes, ein zylindrischer Arbeitsraum befindet. Der Arbeitsraum wird begrenzt durch ein druckbelastbares, elektrisch nicht leitendes, ferromagnetisches Rohr, dessen Enden als Flansch ausgeführt und zwei Verschlußdeckel, die mit Zu- und Ablaufstutzen versehen sind. Innerhalb des Arbeitsraumes befindet sich ein käfigartiger Rotor mit einer Hohlwelle, dessen Lager in den Verschlußdeckeln zentrisch angeordnet und als Innenlager ausgeführt sind. Eines der beiden Innenlager ist hohl und bildet gleichzeitig den Zulaufstutzen für eine der zu mischenden Komponenten. Der Eintritt dieser Komponente in den Arbeitsraum erfolgt durch Bohrungen in der Hohlwelle im Bereich des Innenlagers, jn dem sich der Zulauf befindet. Die Lager werden nach dieser Verfahrensweise kontinuierlich geschmiert und somit der Verschleiß gemindert. Der Lagerinnendruck ist etwas höher als der Arbeitsdruck im Mischer, so daß eine Vermischung der Komponenten im Lager selbst nicht eintritt. Gegenüber bekannten technischen Lösungen, die nach dem Prinzip einer Drehfelderregung arbeiten, besteht der Vorteil, daß eine Druckbelastbarkeit mögich ist und eine Zwangsbewegung der Medien durch den Rotor erfolgt. Die Einbringung des Arbeitsraumes symmetrisch in das Innere des Erregerfeldes ermöglicht im Vergleich zu den bekannten Lösungen einen höheren Wirkungsgrad bei der Umsetzung der elektrischen in mechanische Energie.

Ausführungsbeispiel

Der prinzipielle Aufbau der Misch- und Homogenisierungseinrichtung von Flüssigkeiten ist in Fig. 1 dargestellt. Die Erregerwicklung 1, die aus 3 oder 6 Einzelwicklungen besteht, ist so angeordnet, daß im Inneren des magnetischen Drehfeldes ein Arbeitsraum 7 entsteht, der durch ein Rohr 2 begrenzt wird. Dieses Rohr 2 besteht aus einem druckbelastbaren, elektrisch nicht leitenden, ferromagnetischen Material und ist an den Stirnseiten mit Flanschen versehen, die das Verschließen des Arbeitsraumes 7 mit den Verschlußdeckeln 9 ermöglichen. Das Rohr 2 selbst besteht aus einem Materialverbund auf Basis vernetztes Polyesterharz mit eingelagertem Eisenoxidpigment und Glasfasern. Die Stabilität des Rohres 2 gegenüber chemischen Einflüssen ist hoch, so daß organische Flüssigkeiten verarbeitet werden können. An den Verschlußdeckeln 9 sind die beiden Innenlagerungen 4 u. 5 und die Zu- bzw. Ablaufstutzen 11 angebracht. Der Rotor 3, der aus mehreren elektrisch leitenden Stäben besteht, die zur Bündelung des Magnetfeldes mit ferromagnetischen, gegeneinander isolierten Ringen umgeben sind, wird über die Hohlwelle 6 in den beiden Lagern 4 u. 5 abgestützt. Die flüssige Komponente B gelangt über das Innenlager 4 in die Hohlwelle 6 und in das Innenlager 5. Dadurch werden die Lagerstellen vor dem Eindringen der Komponente A geschützt und gleichzeitig geschmiert. Weiterhin wird die Komponente 8 durch radiale Bohrungen 8, die in die Hohlwelle 6 eingebracht sind, in den Arbeitsraum 7 geleitet. Durch die Rotation der Hohlwelle 6, die mit dem Rotor 3 starr verbunden ist, wird dieser Vorgang unterstützt und gleichzeitig der Mischeffekt verbessert.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Vermischung und Homogenisierung von Flüssigkeiten und Suspensionen, bestehend aus Lösungsmitteln und/oder Additiven, sowie magnetischen oder unmagnetischen Feststoffen mittels eines elektromagnetischen Drehfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer Erregerwicklung (1) umgebene Arbeitsraum (7) durch ein druckbelastbares, elektrisch nicht leitendes, ferromagnetisches Rohr (2) mit Flanschansatz (10) und zwei Verschlußdeckeln (9) mit Zu- und Ablaufstutzen (11) gebildet wird, in dem ein aus mehreren Stäben bestehender, käfigartiger Rotor (3) mittels einer Hohlwelle (6) gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenlager (4) über die Hohlwelle (6) mit Bohrungen (8) mit dem Arbeitsraum (7) in Verbindung steht.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen und Homogenisieren von vorzugsweise zwei Flüssigkeitsströmen, einer Haupt- und einer Nebenkomponente, wobei die Hauptkomponente auch eine Suspension von unmagnetischen oder auch magnetischen Pigmenten in einer Flüssigkeit sein kann. Die Vorrichtung arbeitet unter solchen Prozeßbedingungen, bei denen die Vermischung unter Druck erfolgen muß, kann aber auch ohne inneren Überdruck eingesetzt werden. Das Anwendungsgebiet ist vorrangig dort zu sehen, wo die Zudosierung von chemisch reagierenden Komponenten unmittelbar vor einem Verarbeitungsprozeß wie z. B. Beschichten, Versprühen oder Gießen erfolgt. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmaterialien.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Anwendung von Vorrichtungen und Apparaten zur Vermischung und Homogenisierung von verschiedenen Flüssigkomponenten ist weit verbreitet. Insbesondere in der stoff umwandelnden Industrie besteht ein großer Bedarf. Kennzeichen dieser Vorrichtungen ist die Erzeugung von Scherfeldern, wobei die Vermischung bzw. Dispergierung unter Druck erfolgt, der sich zumeist aus der Einbindung in eine kontinuierliche Linie ergibt. Die Druckbelastbarkeit der Vorrichtungen machte besondere Lösungen der Wellenabdichtungen notwendig. Stand der Technik sind einfach und doppeltwirkende Gleitringdichtungen. Diese Systeme sind zu einer hohen technischen Qualität geführt. Nachteile dieser Systeme sind hauptsächlich die relativ großen technischen Aufwendungen in Verbindung mit zusätzlicher Hilfsenergie zur Erzeugung des Sperrdruckes.

Eine weitere Variante stellen Mischeinrichtungen mit Magnetkupplungen dar. Die Funktion beruht darauf, daß ein mit einem Magneten direkt gekoppeltes Scherorgan durch ein äußeres umlaufendes Magnetfeld bewegt wird. Dadurch entfällt die Antriebswellendurchführung zum Arbeitsraum. Zusätzliche Abdichtmechanismen sind nicht erforderlich. Nachteilig ist gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung der höhere technische Aufwand. Weiterhin folgen die o.g. Vorrichtungen anderen Wirkprinzipien.

Vorrichtungen, die auf der Grundlage der Beeinflussung von Materialien durch magnetische Kraftfelder arbeiten, sind ebenfalls bekannt. So z.B. „Methode zur Herstellung von Misch- und Beförderungsgerä'.en" (DE OS 2341818), bei der ferromagnetisch ansprechbare Materialien durch umschaltbare magnetische Kraftfelder gemischt werden. Im Falle nicht magnetischer Materialien müssen dabei ferromagnetische Fremdkörper eingesetzt werden. Das Patent „Misch- und Rührvorrichtung zum Mischen und Rühren von Flüssigkeiten in hermetisch abgeschlossenen Behältern" (DE OS 3122018) beschreibt das Vermischen von Flüssigkeiten in einem variablen Magnetfeld, in dem ein Mischplättchen rotiert. Im Patent „Verfahren zur Bewegung von Flüssigkeiten, Gasen, Granulaten oder Stäuben sowie zum Antrieb leistungsarmer Geräte mittels elektromagnetisch erregter Rotations- oder Schwingkörper" (DE OS244328) wird beschrieben, daß entsprechende Körper verschiedener Geometrie über, unter oder neben einem magnetischen Drehfeldsystem bewegt werden. Den beiden letztgenannten Verfahren ist jedoch gemeinsam, daß eine effektive Betriebsmöglichkeit unter Druck bzw. in einer verfahrenstechnischen Linie nicht vorgesehen oder möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren darzustellen, die unter innerem Überdruck arbeitet und keine Wellendurchführung aufweist. Das Funktionsprinzip beruht auf dem Drehfeld-Asynchronmotor, wobei ein speziell ausgeführter Rotor das Schergefälle erzeugt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung Ist eine technisch einfache Lösung, die es ermöglicht, bei geringem Platzbedarf und unkomplizierter Wartung Mischvorgänge durchzuführen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile bekannter technischer Lösungen zu beseitigen bzw. neue Anwondungsmöglichkeiten zu schaffen. Dabei wild nicht von einer Modifizierung bzw. technischen Veränderung dieser