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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Statt Wasser kann in dem Kühlzylinder I8 auch eine beliebige andere
Kühlflüssigkeit oder auch ein gasförmiges Kühlmittel, beispielsweise Preßluft, verwendet
werden.
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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.
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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.
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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.
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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.