DE718744C - Equipment for the treatment and production of dispersions, emulsions and suspensions - Google Patents

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.Equipment for the treatment and production of dispersions, emulsions and suspensions It is known to contain solid, liquid or even gaseous substances Influence of the mechanical oscillating movements of a magnetostriction oscillator suspend. So z. 3. Emulsions are prepared by being on the liquids from which the emulsion is to be formed are rapid mechanical ones Let vibrations act. The invention is now a device for Treating and producing dispersions, emulsions and suspensions with help a magnetostriction vibrator which is particularly effective and when using it the treatment of the substances such. B. for the preparation of an emulsion, necessary Time is particularly short. According to the invention lead is a device for treatment and production of dispersions, emulsions and suspensions with the help of a magnetostriction oscillator, the dispersion to be treated being several occurring in the vicinity of the oscillator Flows through cavitation zones, the magnetostriction oscillator in itself known Way hollow, but in such a way that both the outer surface and a large one Part of the inner surface forming the cavity of the oscillating body with the dispersion is in contact. In this way it is possible to use the substances to be treated several times ;respectively. subject to a very strong cavitation effect at various points and thereby to considerably intensify the effect of the swing on these substances.

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.It is already known that it is used in the production of emulsions it is advantageous to use the liquids from which the emulsion is formed will, to expose the cavitation effect several times. However, they are not institutions known, in which, as in the invention, several zones in the vicinity of the vibrating body be used, in which a particularly strong cavitation effect occurs. It it is also already known to design hollow magnetostriction oscillators, however not for the purpose of creating multiple cavitation zones for treating and producing dispersions, To use emulsions or suspensions.

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. Some advantageous embodiments of the subject matter of the invention are shown in Figs. In Fig. 1 I means the hollow oscillating body, which is attached to its nodal point in the lower part of the vessel 2 and through the excitation winding, which is fed with high-frequency alternating current, is excited to oscillate will. An opening is provided in the upper face plate of the vibrating body, through which the liquid supply pipe 4 engages with play and up in the vicinity of the lower face plate of the vibrating body protrudes. Also is on an overflow pipe 13 is attached to the container 2, which shows the level of the liquid level regulates in container 2. The overflow pipe is expediently arranged to be pivotable. so that the height of the overflow is adjustable.

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. The mode of operation of this arrangement is as follows: The one through the pipe 4 supplied liquid is in the vibrating body up to the vicinity of its lower The front plate is introduced and the inner cavitation zone designated by 14 arrives here of the vibrating body, where the dispersing effect of the vibrating movements for the first time is exposed. Then the liquid rises in the hollow oscillating body. Arrived just below the upper, perforated faceplate of the vibrating body the liquid again enters a cavitation zone I5, then passes through the opening of the oscillating body out of this and arrives above the upper face plate in the area of the casitation zone 5. The liquid therefore arrives one after the other in the area of three different pronounced cavitation zones. Because the cavitation zone 5 additionally causes the liquid to circulate in the container 2, then the liquid in the Kavitatilolnszone 5 even treated repeatedly.

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. Yet another, very advantageous embodiment for the Implementation of the method according to the invention is shown in FIG. The vibrating body I is closed at its upper end here, but open at its lower end. The liquid to be emulsified is supplied> ie during the arrangement in Fig. I by a pipe 4, which in the container 2 up to the vicinity of the upper Front plate of the vibrating body protrudes.

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. On the container 2 is in the amount of the ge --- desired liquid level an overflow roller blind I6 attached, which in the interior of the oscillating body 1 of is led down so far that it is just below the upper face plate of the oscillating body 1, that is to say in the vicinity of the inner Kavitationsznne 15. opens. the liquid treated in the container 2 in the zone 5 of the vibrating body arrives thus through the pipe 16 into the interior of the vibrating body to the cavitation zone 15 and then runs down the inner edge of the vibrating body to below the vibrating body to be collected in a funnel 17.

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. The embodiment of FIG. 2 has compared to the first embodiment a special feature, as it has a special cooling device for the oscillating body, namely a water cooling, is provided. To this end the lower half of the oscillating body 1 is surrounded by a cooling cylinder 18, which at its upper end against the oscillating body by a rubber washer I9 0. The like. is sealed. Since the rubber washer 19 is in the vicinity of the vibration node of the vibrating body. so are on it and thus on the cooling cylinder 1 8 only transmit low vibration forces. The lower end of the cooling cylinder I8 is open, so that the inserted through the tube 20 at the upper end of the cooling cylinder After the oscillating body I has been rinsed, the cooling liquid can freely run off downwards can. In order to avoid that the cooling water flows into the out of the vibrating body If emulsion gets into it, there is still a protective screen at the lower end of the oscillating body 21 attached, which diverts the cooling water from the Trilchter I7 and into the water funnel 22 leads into it.

Statt Wasser kann in dem Kühlzylinder I8 auch eine beliebige andere Kühlflüssigkeit oder auch ein gasförmiges Kühlmittel, beispielsweise Preßluft, verwendet werden. Instead of water, any other can also be used in the cooling cylinder I8 Cooling liquid or a gaseous coolant, for example compressed air, is used will.

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. The excitation winding of the vibrating body is in the embodiment 2 formed in two parts, in that the part 3a is the lower part of the vessel 2 including the upper half of the oscillating body located in this and the part 3b the lower half of the oscillating body together with the cooling cylinder I8 surrounding it encloses. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 can also be used with a suitable Formation of the container 2 can be modified so that the upper one in the container 2 protruding Part of the vibrating body from an excitation winding surrounded and thus additionally excited.

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. The invention is not limited to the illustrated embodiments, but can be modified in many ways. For example, at In the embodiment shown in FIG. 1, the liquid passage opening also at the upper end of the vibrating body instead of in the end face of the vibrating body be provided in the side wall. It is also possible to have several openings at the same time to be available. The embodiments according to FIGS. 1 and 2 can also be suitable Wise to be united. Finally - the invention does not apply to the vertical either Arrangement of the vibrating body bound. The oscillating body can for example provided horizontally and arranged so that its two ends each in a special liquid treatment container, which one after the other be traversed by the liquid to be treated.

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. It should also be mentioned that the special training shown in FIG the excitation development of the vibrating body does not affect the simultaneous use of several Is bound cavitation zones according to the invention. So she can also lead others, vibrating bodies partially projecting into a liquid treatment tank be advantageous in that not only the outer part of the oscillating body, but with a suitable design of the container also the inner part of the oscillating body is provided with an associated excitation winding or a part of the excitation winding.

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. PATENT CLAIMS: I. Device for handling and manufacturing Dispersions, emulsions and suspensions with the help of a Magneto + --- -striiction oscillator, whereby the displersion to be dealt with is several occurring in the vicinity of the transducer K.avitationszonlen flows through, characterized in that the magnetostriction oscillator is designed to be hollow in a manner known per se, but in such a way that both the outer surface as well as a large part of the inner surface forming the cavity of the vibrating body is in contact with the dispersion.

Claims (1)

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. 2. Device according to claim I, characterized in that one the two end faces of the hollow vibrating body are provided with an opening, through a pipe intended for feeding the dispersion into the interior of the oscillating body extends into the vicinity of the opposite end face. 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. 3. Device according to claim I, characterized in that the oscillating body with its closed end opposite a feed pipe for the to be treated Dispersion m is arranged in a container and the drain of the lead holder with a into the cavity of the vibrating body protruding tube is connected. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem offenen unteren Ende des Schwingkörpers ein Schirmblech zum abführen des flüssigen Kühlmittels angebracht ist. 4. Device according to claim 3, characterized in that on the open lower end of the vibrating body a shield plate to drain the liquid Coolant is attached.