DE1049828B

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Info

Publication number: DE1049828B
Application number: DENDAT1049828D
Authority: DE
Publication date: 1959-02-05

Description

DEUTSCHES

jcl,J2^ 4750

INTERNAT. KL. BOlf

PATENTAMT

S 38577 IVc/12e

ANMELDETAG: 6.APRIL1954

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

5. FEBRUAR 1959

In der Technik, vor allem in der Chemischen Industrie, gibt es eine Reihe von Verfahren, bei denen es sich darum handelt, eine flüssige und eine gasförmige Komponente oder zwei flüssige Komponenten derart zusammenzubringen, daß das Ergebnis eine gemischte Flüssigkeit, eine Lösung oder eine Emulsion ist. Die hierfür erforderliche Apparatur ist häufig recht umfangreich, um die nötige Homogenität des Endproduktes erzielen zu können. Unangenehm für die Herstellung der Apparatur ist vielfach auch die aggressive Wirkung der einen oder beider Komponenten, was die Anwendung von Sonderbaustoffen und damit einen erhöhten Kostenaufwand erforderlich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Apparatur für 'die Herstellung solcher aus zwei oder mehr Komponenten bestehender Flüssigkeiten (Mischungen, Lösungen, Emulsionen) wesentlich zu vereinfachen und kleinere Geräte zu erhalten, ohne daß die Güte des · Endproduktes beeinträchtigt wird, dieses unter Um- ao ständen sogar verbessert wird. Infolge des kleineren Bauaufwandes gelingt es, die nicht vermeidbaren Sonderbaustoffe auf ein .möglichst kleines Maß zu verringern.

Die Erfindung bedient sich hierbei eines Ventils, das in ähnlicher Forrn bereits für die Zwecke der Heißdampfkühlung und zur Herstellung von Brenngasgemischen vorgeschlagen wurde. Bei diesen Ventilen wird innerhalb des Ventilgehäuses Dampf mit Wasser oder Luft mit Brennstoff gemischt, so daß als Ergebnis Dampf niedrigeren Druckes und niedrigerer Temperatur oder ein Gasluftgemisch entsteht. Eine solche bekannte Einrichtung zur Heißdampfkühlung durch Wassereinspritzung in Dampf anlagen ist mit einer derartigen Zuführung des Einspritzwassers innerhalb des Druckminderventils versehen, daß das Wasser durch den mit großer Geschwindigkeit strömenden Dampf mitgerissen und fein verteilt wird, wobei es gleichzeitig durch die dem Dampf entzogene E-Uberhitzungswärme verdampft wird. Die Zuführung ^erfolgt dabei in unmittelbarer Nähe des gesteuerten Ventil^uerschnittes, wobei, in das Ventilgehäuse Kanäle zur Zuführung eingegossen sind. Eine besonders hohe Wirkung läßt sich dann hervorrufen, wenn die Vereinigung des Einspritzwassers mit dem Heißdampf an einer Stelle innerhalb des Ventils erfolgt, an der die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes besonders groß ist und die Zuströmgeschwindigkeit des Wassers übertrifft.

Von einer solchen Bauform macht die Erfindung Gebrauch. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Einrichtung zur Herstellung homogener Stoffgemische aus mehreren Komponenten, von denen mindestens eine flüssig ist, die Komponenten innerhalb ejne^,^

Einrichtung zur Herstellung

homogener Stoffgemisdie aus mehreren Komponenten

Anmelder:

Siemens-Sdiuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Werner Pontow, Erlangen, ist als Erfinder genannt worden

Ventils in der Weise zusammengebracht werden, daß die Vereinigung an einer Stelle innerhab des Ventils erfolgt, an der die Strömungsgeschwindigkeit der Hauptkomponente größer ist als ihre Zuströmgeschwindigkeit zum Ventil.

Die Anwendung einer Bauform, wie sie sich für Anlagen zur Heißdampfkühlung vielfach bewährt hat, für andersartige Aufgaben der Verfahrenstechnik im Sinne der eingangs geschilderten Aufgabenstellung bedeutet gegenüber den bisher gebräuchlichen Apparaturen zur Herstellung homogener Zwei- oder Mehrkomponentenflüssigkeiten,, wie Mischungen, Lösungen, Emulsionen od. dgl:, einen nicht unerheblichen Vorteil durch Einsparung aufwendiger Apparaturen und Verbesserung des Ergebnisses, eine Homogenität von hoher Vervollkommnung zu erzielen. Ganz abgesehen davon ist auch äußerlich insofern ein Unterschied erkennbar, als beim Heißdampfkühler das Endprodukt gas- bzw. dampfförmig ist, während die Einrichtung nach der Erfindung als Endprodukt eine Flüssigkeit aus mehreren Komponenten liefert.

Beispielsweise beruht die Herstellung einer homogenen Zweikomponentenflüssigkeit auf der feinen Verteilung der einen in der anderen Komponente. In dem Ventil tritt eine Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit ein, d.h. eine Energieumsetzung. Die feinste Verteilung wird man erhalten, wenn man die eine Komponente der anderen an einer Stelle zuführt, an der diese Energieumsetzung gleichzeitig zur feinen Verteilung der einen Komponente in der anderen ausgenutzt werden kann. Das wird im allgemeinen nicht die Stelle größter Geschwindigkeit sein, sondern eine .Zpne davor.

809 748/399

Claims

' "Bei einem1 bekannten Dampfumformventil der beschriebenen Art wird das .Einspritzwasser so zugeführt, daß sich diese Verhältnisse ergeben. Bei dem bekannten Dampfumformventil schließt sich an den Ventilsitz,eine Drosselzone an, wobei die Zuführungskanäle für das Kühlwasser so angebracht sind, daß die Zuführung des Einspritzwassers hinter dem Ventilsitz, aber vor. der Drosselzone e.rfolgt. Unter Ausnutzung der sich hierdurch ergebenden Wirkungen zur Bildung von homogenen Stoffgemisehen aus mehreren Komponenten gemäß der Erfindung kann daher ebenfalls von einer solchen Anordnung, Gebrauch gemacht werden. Dementsprechend kann man bei einer Einrichtung mit einem Ventil, an dessen Ventilsitz sich eine Drosselzone anschließt, dafür Sorge tragen, daß die Zuführung der Nebenkomponenten hinter dem Ventilsitz, aber vor der Drosselzone erfolgt. Ein Ausführungsbeispiel eines Ventils gemäß der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Es soll sich um die Herstellung einer wäßrigen Emulsion aus Wasser und einem öl handeln. 1 ist das Ventilgehäuse, 2 die Ventilspindel, 3 der Ventilkörper mit der Sitzfläche 4, der die Gegenfläche 5 des Ventilsitzes im Steg zugeordnet ist. Man wird im allgemeinen in dem Ventilsteg einen besonderen Ventilsitzkörper einbauen, doch wurde dies der Einfachheit halber nicht dargestellt. An den Ventilkörper 3 ist der Drosselkonus 6 angesetzt, der in den kegelförmigen Drosselkanal 7 hineinragt. 8 ist ein mit einer Zuführung in Verbindung stehender Ringkanal, der durch Bohrungen 9 mit der Zone' zwischen der Ventilsitzfläche 5 und- dem Drosselkanal 7 verbunden ist. Durch das Ventil soll Wasser strömen, während ^iber den Ringkanal 8 und die Bohrungen 9 das zu emulgierende öl zugeführt wird. Diese Ausführung ist unter dem bereits erläuterten Gesichtspunkt entworfen, die Energieumsetzung im Ventil gleichzeitig zur feinen Verteilung des Öles im Wasser auszunutzen. ' Der'Vorgang ist folgender: Vor und hinter dem Ventilsitz 4, 5 herrschen verschiedene Drücke. Die Größe des Abströmdruckes ist abhängig davon, wieweit der Drosselkonus 6 in den Drosselkanal 7 hineinragt. Je größer bei gleichbleibender Durchsatzmenge ti t''der;DrQSselspäJt ist, um so geringer ist die Drosselung, und umgekehrt. Im Drosselkanal 7 herrscht also die· größte Geschwindigkeit, d.h., das Druckgefälle zwischen Zuströmdruck und Abströmdruck ist voll in ■ Geschwindigkeit umgesetzt. Die Bohrungen 9 münden jedoch hinter dem Ventilsitz 4, 5 bereits vor der Drosselzone, also dort, wo die Energieumsetzung erst beginnt. Das unter dem ίο gegebenen Druck zugeführte öl wird also vom Wasserstrom mitgerissen und in der eigentlichen Drosselzone bzw. auf dem Weg zu ihr fein verteilt, so daß hinter dieser eine homogene Emulsion vorhanden ist. Es werden daher innerhalb des Ventils zwei Flüssigkeitskomponenten zu einer Emulsion vereinigt. Entsprechend verläuft der Vorgang, wenn eine der beiden Komponenten gasförmig ist. Auch hierbei kommt es zu feiner Verteilung des Gases in der Flüssigkeit und zu einer homogenen Lösung (z. B. Chlor, ao Wasser) oder Verbindung. Die Anordnung kann auch bei mehr als zwei Komponenten verwendet werden, sofern die bauliche Möglichkeit besteht, zwei dieser Komponenten hinter dem Ventilsitz zuzuführen. Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung homogener Stoffgemische aus mehreren Komponenten, von denen mindestens eine flüssig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten innerhalb eines Ventils ih der Weise zusammengebracht werden, daß die Vereinigung an einer Stelle innerhalb des Ventils erfolgt, an der die Strömungsgeschwindigkeit der Hauptkomponente größer ist als ihre Zuströmgeschwindigkeit zum Ventil.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem Ventil·, an dessen Ventilsitz sich eine Drosselzone anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Nebenkomppnenten hinter dem Ventilsitz, aber vor der Drossel zone erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 869 076, 905 019.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen