-
Mischkopf zum Mischen und Homogenisieren flüssiger Medien Die Erfindung
betrifft einen Mischkopf zum Mischen und Homogenisieren flüssiger Medien.
-
Es ist bereits ein Mischkopf dieser Art mit einem innerhalb. eines
scheibenringförmigen Stators umlaufenden Laufrad bekanntgewofden, das mehrere von
einem mittleren nabenartigen Teil des Laufrades ausgehende senkrecht stehende Flügelblätter
mit in solcher Weise am oberen und unteren Rand angeordneten Leitblechen aufweist,
daß das Mischgut axial von den gegenüberliegenden Stirnseiten des Laufrades her
in dieses eingesaugt wird, dann den senkrechten Stegen der Flügelblätter entlang
nach dem Umfang des Laufrades zu strömt und dort in radialer Richtung aus diesem
austritt.
-
Die Erfindung bezweckt, einen solchen Mischkopf in der Weise weiterzubilden,
daß außer der infolge der Strömung auftretenden Reibungswirkung noch eine Scherwirkung
in dem Mischgut hervorgerufen und die Güte der erreichten Mischung verbessert wird.
Bei dem bereits erwähnten bekannten Mischkopf ist es zwar auch möglich, die Mischwirkung
in gewissem Umfang zu verbessern, indem das aus dem Laufrad in radialer Richtung
austretende Mischgut gezwungen wird, zwischen Stangen hindurchzuströmen, die am
Umfang des Laufrades in geringem Abstand voneinander parallel zur Laufradachse angeordnet
sind. Eine wesentliche Verbesserung der Mischung kann dabei aber nur erreicht werden,
wenn die Stangen oder Stäbe einen solch engen Abstand voneinander haben, daß das
Ausströmen des Mischgutes aus dem Laufrad merklich abgebremst wird. Hierdurch wird
aber die in der Zeiteinheit das Laufrad durchströmende Mischgutmenge wesentlich
herabgesetzt mit der Wirkung, daß die Verwirbelung in dem Trog oder Behälter, in
dem der Mischkopf angeordnet ist, verringert wird und in dem Trog bzw. Behälter
tote Zonen entstehen.
-
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Schwierigkeiten des
bekannten Mischkopfes beseitigt werden, indem statt einer Abbremsung des aus dem
Mischkopf ausströmenden Gemisches, die gegebenenfalls auch in gewissem Umfang beibehalten
werden kann, zur Verbesserung der Mischung eine Scherwirkung angewendet wird, die
dadurch erzeugt wird, daß an den äußeren Enden der einzelnen Flügelblätter am oberen
und/oder unteren Rand Scherflügel angeordnet sind, die zu einer senkrecht zur Drehachse
des Laufrades verlaufenden Ebene-geneigt stehen und denen die beiden stirnseitigen
Ringflächen des Stators als feststehende Scherflächen zugeordnet sind.
-
Die Anwendung einer Scherwirkung, der das Mischgut innerhalb eines
Mischkopfes mit sich drehendem Laufrad unterworfen wird, ist zwar an sich bekannt.
-
Sie ist aber nur zum Zwecke der Mischung überhaupt und nur in der
Form bekannt, daß sie zwischen einer mit Rippen oder Graten und nicht mit Mischflügeln
versehenen Laufradscheibe und Rippen oder Graten von zwei feststehenden Ringscheiben
erzeugt wird.
-
Bei dem Mischkopf nach der Erfindung wird aber die Scherwirkung nicht
für sich allein, sondern in Verbindung mit einer Mischwirkung bestimmter Art zusätzlich
zu dieser durch Mittel erreicht, die zusätzlich zu den die bestimmte Mischwirkung
erzeugenden Mischflügeln des Laufrades angewendet werden und aus in bestimmter Weise
angeordneten Scherflügeln bestehen, denen eine feststehende Scherfläche in Form
einer ununterbrochenen Ringfläche zugeordnet ist.
-
Durch diese bisher nicht bekannte Ausbildung wird auf das Mischgut
eine in neuartiger Weise zusätzlich auftretende Scherwirkung ausgeübt, die ohne
Beeinträchtigung der Mischmenge in der Zeiteinheit eine wesentliche Verbesserung
der Mischung ergibt.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben -sich aus der nachstehenden
Beschreibung der in der Zeichnung als Beispiele dargestellten Ausführungsformen
des Mischkopfes. Es zeigt Fig. 1 die Hauptteile eines Mischkopfes im Axialschnitt,
teilweise in Seitenansicht, Fig. 2 die Draufsicht zu Fig. 1, Fig. 3 einen Mischkopf
mit den ihn haltenden Teilen in Seitenansicht, teilweise im senkrechten Schnitt,
und Fig. 4 einen Schnitt nach derLinieIV-IV der Fig. 3.
-
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Nabe des Laufrades bezeichnet,
die im Grundriß rechteckig bzw.
quadratisch gestaltet ist -An der
Nabe 1 ist an jeder ihrer vier Seiten ein senkrechtes Flügelblatt 3 befestigt, das
seitlich über die Nabe hinausragt. Am oberen und unteren Rand- eines jeden Flügelblattes
3 sind Leitbleche4, 5 derart angeordnet, daß bei einer Drehung des Laufrades Flüssigkeit
von oben und unten her eingesaugt wird. Dadurch ergeben sich zwei Flüssigkeitsströmungen,
und zwar eine in Richtung der eingeZeichneten Pfeile-6 uiid - die andere in Richtung
der Pfeile 7. Diese beiden Flüssigkeitsströmungen treffen einander-im mittleren
Teil des Flügelblattes 3 und werden anschließend radikal nach auswärts getrieben.
-
Gemäß der Erfindung sind an den äußeren Enden der einzelnen Flügelblätter
3 am oberen und/oder unteren Rand Scherflügel 8, 9 angeordnet, die in einem Winkel
zu einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse des Laufrades verläuft, geneigt sind.
Dieser Winkel ist in der Zeichnung mit 10 bezeichnet.
-
Der Mischkopf weist ferner zwei feststehende Scherflächen 11,12 12
auf, die durch die beiden stirnseitigen Ringflächen des Stators gebildet sind und
der Drehungsebene der Scherflügel 8, 9 gegenüberliegen.
-
Die Anordnung ist so getroffen, daß bei der Drehung des Laufrades
ein Teil des den Mischkopf durchströmenden Gutes durch die Scherflächenii, 12 in
die durch den Anstellwinkel 10 gebildete Verengung hineingedrückt wird, so daß es
zwischen die Scherflächen 11, 12 und die ihnen am nächsten liegenden Scherflügel
gedrängt wird, wodurch es einem wirksamen Schereffekt ausgesetzt wird. Außer den
eine gute Vermischung bewirkenden Flüssigkeitsströmungen entsprechend den Pfeilen
6, 7 ergeben sich somit weitere Flüssigkeitsströmungen entsprechend den Pfeilen
13, 14, in denen durch die Scherwirkung zwischen den feststehenden Scherflächen
und den Scherflügeln des Laufrades eine Homogenisierung durch Feinzerreibung des
Mischgutes erreicht wird.
-
Um die Scherwirkung zu erhöhen, können die Scherflächen 11, 12, wie
in der Zeichnung dargestellt, z. B. mit Aufrauhungen in Form von Vorsprüngen oder
Einschnitten versehen sein, die kreisförmig oder besser in Spiralform verlaufen.
Die Scherflächen 11, 12 können erforderlichenfalls aus sehr hartem Material, wie
Korund od. dgl., hergestellt sein. Auch kann die Oberfläche der Scherflügel 8, 9
aus hartem Material, beispielsweise aus Wolframcarbid od. dgl.. hergestellt sein.
-
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Scherflügel
8, 9 in entgegengesetzter Richtung zu den Leitblenden 4, 5 angeordnet. Außerdem
sind die Flügelblätter 3 in ihrem mittleren Teil mit runden Offnungen 21 versehen,
durch welche ein - Teil des in Richtung der Pfeile 6,7 strömenden Gutes beim Aufeinanderstoßen
der beiden Flüssigkeitsströme vor dem Verlassen des Mischkopfes hindurchströmentkann,
wodurch die Mischwirkung noch weiter erhöht wird.
-
Obgleich bei Anordnung von zwei Scherflächen, 11, 12 im Sinne der
Fig. 1 die Beanspruchung des Mischkopfes am günstigsten ist, weil sich die auftretenden
seitlichen Drücke ausgleichen, könnten gegebenenfalls die Scherflächen und die Scherflügel
nur an einer Stirnseite des Laufrades angeordneot sein.
-
Die Fig;;3- und 4 zeigen eine etwas abgeänderte Ausführungsform der
Erfindung. Das Laufrad ist hierbei direkt auf der durch einen Motor angetriebenen
Welle 15 angeordnet. 16 bezeichnet eine Ringplatte, welche vorn drei Stangen 17
gehalten wird. Die Ringplatte ist über eine Lagerung an der Welle 15 befestigt,
so daß die Platte als solche feststehend ist.
-
Die Welle 15 ist gegenüber der Platte 16 durch eine von drei Armen
19 gehaltene Nabenbuchse 18 zentriert und geführt. An der unteren Seite der Platte
16 ist eine der Scherfläche 11 nach Fig. 1. entsprechende Ringscheibe angeordnet,
die mit ihrer aufgerauhten Fläche gegenüber den Scherflügeln 8 der Flügelblätter
3 liegt. Die Auilduö'g und Anordnung der Scherteile entspricht dabei der Fig. 1.
Die die Scherfläche 11 bildende Ringscheibe ist mittels mehrerer Bolzen 20 od. dgl.
an der Scheibe 16 befestigt. Diese Bolzen können zugleich dazü dienen, eine die
Scherfläche 12 nach Fig. 1 bildende Ringscheibe zu befestigen.
-
Der beschriebene und dargestellte Mischkopf kann mit - besonderem
Vorteil benutzt werden, zum irgendwelche Pigmente oder pulverförmiges Material in
einer Flüssigkeit homogen zu verteilen, wie es beispielsweise bei der Herstellung
von Farben, Emaillen, Tinten oder anderen Farbstoffen der Fall ist.
-
PATENTANSPRtJCHE 1. Mischkopf zum Mischen und Homogenisieren flüssiger
Medien mit einem innerhalb eines scheibenringförmigen Stators umlaufenden Laufrad,
das mehrere von einem mittleren nabenartigen Teil des Laufrades ausgehende senkrecht
stehende Flügelblätter mit am oberen und unteren Rand angeprdneten Lejtblechenaufweist,
-dadurdi gekennzeidinet, daß an den'äußeren Enden der einzelnen Flügelblätter (3)
am oberen und/oder unteren Rand Scherflügel (8, 9) angeordnet sind, die zu einer
senkrecht zur Drehachse des Laufrades verlaufenden Ebenegeneigt stehen und denen
die beiden stirnseitigen Ringflä,chen des Stators als feststehende Scherflächen(11,12)
zugeordnet sind.