DE2538379A1

DE2538379A1 - Rotierender fluessigkeitszerstaeuber

Info

Publication number: DE2538379A1
Application number: DE19752538379
Authority: DE
Inventors: Johannes Arnold Ju Brummelhuis
Original assignee: Stork Amsterdam NV
Current assignee: Stork Amsterdam NV
Priority date: 1974-08-28
Filing date: 1975-08-28
Publication date: 1976-03-11
Also published as: NL7411475A; ES440403A1; FR2282925A1; FR2282925B1; AU8419075A; GB1514545A; DE2538379C2; BE832804A

Description

P^VFNTAN AALTE A. GRÜNECKER

DlPL-ING

H. KINKELDEY

DR-INQ

W. STOCKMAIR

DR.-ING AoE tCALTECH)

K. SCHUMANN

DRFERNAT DIPL-PHvS

P, H. JAKOB

DtPL-ING

G. BEZOLD

DR FERNAT- QPL-O-EM

MÜNCHEN E. K. WEIL

DRFEROeCING

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

²⁸*

STORK AMSO)ERDAM B.V.

198, Sportlaan, Amstelveen, Niederlande

Rotierender Flüssigkeitszerstäuber'

Die Erfindung bezieht sich auf einen rotierenden Zerstäuber zum Zerstäuben einer zu trocknenden Flüssigkeit, mit einem feststehenden, einen Zufuhrkanal für die Flüssigkeit aufweisenden Tragteil und einer Zerstäuberscheibe, welche eine innere Zerstäuberkammer und mehrere Austrittskanäle aufweist und an einer vorzugsweise lotrechten, drehbaren Welle befestigt ist, sowie mit einer Labyrinthdichtung und einer

609811/0832

Tttr-o* (oeejaaaeea touex oe-aeatto te(.£ss*mme v:r> japat

Dampfzufuhreinrichtung. Ein Zerstäuber der genannten Art ist in verschiedenen Ausfüllrungen bekannt.

Im Betrieb eines solchen, mit hoher Drehzahl rotierenden Zerstäubers ergibt sich ein Problem durch das Eindringen von Luft. Dies wird dadurch verursacht, daß der Zerstäuber nach Art eines Radialgebläses arbeitet. Dabei wird im Betrieb Luft entlang der Welle und über die Zerstäuberscheibe hinweg angesaugt und gelangt so mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit in die Zerstäuberkammer. Durch Vermischung der Luft mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit entsteht beim Trocknen derselben ein lockeres, voluminöses Pulver mit einem sehr niedrigen Schuttgewicht. Daraus ergeben sich die Nachteile, daß große Hengen Verpackungsmaterial sowie großer Transport- und Lagerraum benötigt werden, daß sich beim Auflösen des getrockneten Produkts Schaum bildet und daß das Produkt wegen der größeren Grenzflächen zwischen dem getrockneten Material und der Luft eine verringerte Beständigkeit gegen schädliche Einflüsse der Umgebung, etwa Oxydation hat.

Es wurden bereits verschiedene Abdichtungen erprobt, um das Eindringen von Luft zu verringern, bei hohen Drehzahlen wird die Luft jedoch derart stark angesaugt, daß die erprobten Dichtungen nicht mehr einwandfrei arbeiteten. Darüber hinaus ist es schwierig, die Zerstäuberscheibe auf mechanischem Wege gegen das Ansaugen von Luft aus der Trockenkammer abzudichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame Lösung für das Problem des Eindringens von Luft zu finden. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sowohl zwischen dem Tragteil und der Welle als auch zwischen dem Tragteil und der Zerstäuberscheibe Labyrinthdichtungen angeordnet sind, daß das Tragteil in den Labyrinthdichtun-

60981 1/0892

gen ausmündende Dampfzufuhrkanäle aufweist und daß die Austrittskanäle der Zerstäuberscheibe jeweils einen verengten Auslaß haben.

Bei einer solchen Anordnung ist das Ansaugen von Luft über den Zwischenraum zwischen dem Tragteil und der Welle bzw. zwischen dem Tragteil und der Zerstäuberscheibe im wesentlichen ausgeschlossen, da zunächst vorzugsweise Dampf angesaugt wird. Das Strömungsvolumen des angesaugten Dampfs ist wegen des hohen Strömungswiderstands der Labyrinthdichtungen beschränkt. Die geringen Mengen des angesaugten Dampfs kondensieren innerhalb des Zerstäubers, und das Kondensat mischt sich mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit.

Zwar ist bei der Sprühtrocknung einer Flüssigkeit die Verwendung von Dampf zur Erzielung eines Pulvers mit einem hohen Schüttgewicht an sich bekannt, in diesem bekannten Verfahren dient der Dampf jedoch zum Vorerwärmen der Flüssigkeit und nicht, wie gemäß der Erfindung, zum Abdichten des Zerstäubers.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine Axialschnittansicht einer Hälfte des erfindungsgemäßen Zerstäubers zeigt.

Der dargestellte Zerstäuber hat ein feststehendes Tragteil 1 und eine an einer senkrechten, drehbaren Welle 2 befestigte Zerstäuberscheibe. Das Tragteil 1 hat einen Zufuhrkanal 4-für die Zufuhr einer einzudampfenden bzw. zu trocknenden Flüssigkeit zu einer in der Zerstäuberscheibe 3 gebildeten Zerstäuberkammer 5. Die Zerstäuberscheibe 3 ist mittels der Welle 2 in Drehung versetzbar und hat mehrere Austrittskanäle 6, welche sich in waagerechter Ebene in radialer Sichtung oder in einem gewissen Winkel zu den entsprechenden Radien von der Zerstäuberkammer 5 zum Außenrand der Zerstäuberscheibe 3 erstrecken.

60981 1 /0892

Während der Sprühtrocknung fließt die einzudampfende Flüssigkeit über den Zufuhrkanal 4 in die Zerstäuberkammer und verläßt diese unter Einwirkung der Fliehkraft durch die Austrittskanäle 6 als ein fein verteilter Nebel.

Zur Verhütung des Ansaugens von Luft durch die Pumpwirkung des Zerstäμbers sind gemäß der Erfindung Labyrinthdichtungen 7, 8 zwischen dem Tragteil 1 und der Welle 2 bzw. zwischen dem Tragteil 1 und der Zerstäuberscheibe 3 angeordnet. Ferner hat das Tragteil zwei Dampfzufuhrkanäle 9, 10, welche in jeweils einer Labyrinthdichtung 7 bzw. 8 ausmünden. Die Labyrinthdichtungen werden über diese Kanäle mit Dampf gespeist, so daß anstelle von Luft während des Sprühtrocknens Dampf angesaugt wird. Der Dampf kondensiert dann, und das Kondensat mischt sich mit der Flüssigkeit.

Mit dem Tragteil 1 ist eine die Oberseite der Zerstäuberscheibe J überdeckende und sich bis nahe an die Auslaßenden der Austrittskanäle 6 erstreckende Deckscheibe 11 verbunden. Diese bewirkt eine Erhöhung des Strömungswiderstands der Labyrinthdichtung 8 und verbessert somit deren abdichtende Wirkung. Wenigstens ein Teil des der Labyrinthdichtung 8 zugeführten Dampfs tritt dabei nahe den Austrittsöffnungen für die Flüssigkeit aus, was die Aufnahme von Luft durch die Flüssigkeit erschwert und sich somit günstig auf das Trocknungsverfahren auswirkt.

Die Austrittskanäle 6 sind als abgestufte Bohrungen in auswechselbar eingesetzten Einsteckrohren 12 ausgebildet. Im Bereich des Austrittsendes jedes Kanals 6 hat die Bohrung einen kleineren Durchmesser als im übrigen Teil. Dadurch sind die Austritt senden der Kanäl.e 6 wärend des Betriebs normalerweise gänzlich mit der Flüssigkeit ausgefüllt. Es bildet sich also kein offener Flüssigkeitsspiegel, an welchem eine Aufnahme von Luft erfolgen könnte. Außerdem hat

60981 1/0892

die Beschleunigung der Flüssigkeit zusammen mit der sehr hohen Geschwindigkeit in den Auszrittskanälen eine homogenisierende Wirkung auf die einzudampfende Flüssigkeit.-

Die einwärts gerichteten Endflächen der Einsteckrohre 12 schließen bündig mit der ümfangsflache der Zerstäuberkammer ab. Dadurch hat die Umfangsfläche keinerlei Vorsprünge, welche das Strömungsmuster in der Zerstäuberkammer 5 derart beeinflussen könnten, daß die Flüssigkeit mehr Luft aufnimmt.

Das Austrittsende 4¹ des Zufuhrkanals 4 für die Flüssigkeit ist tangential auf die Welle 2 ausgerichtet. Dadurch kann sich die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit der Umfangsgeschwindigkeit der Welle 2 angleichen, so daß eine günstige Strömung entsteht und die Flüssigkeit nur wenig Luft aufnimmt.

Der Zufuhrkanal 4 für die Flüssigkeit mündet in Höhe des Bodens 14- der Zerstäuberkammer 5 senkrecht zur Mittelachse der Zerstäuberscheibe 3 in die Zerstäuberkammer 5· Dadurch ist die Strömung der einzudampfenden Flüssigkeit bis an den Boden der Zerstäuberkammer zwangsläufig geführt.

Der Boden 14 der Zerstäuberkammer ist leicht kegelförmig ausgeführt und bildet eine Schale mit zur Mitte abfallendem Boden. Dadurch ist die Flüssigkeitsströmung in Anlage an den geneigten Boden 14 belastet, so daß ein Aufspritzen der Flüssigkeit sowie die Schaumbildung verhindert ist.

Ferner enthält die Zerstäuberscheibe 3 einen die Welle 2 koaxial umgebenden Eing 16, welcher die Zerstäuberkammer einwärts begrenzt,und sich, abwärts bis an den oberrn Rand des in die Zerstäuberkammer 5 mündenden Endes 4" des Zufuhrkanals 4 erstreckt. Der Eing 16 verhindert das Zurückspritzen der der Zerstäuberkammer 5 zufließenden Flüssigkeit

60981 1/0892

an die Außenfläche des Tragteils 1 und damit eine Verunreinigung dieser Fläche. Um die gleiche Wirkung zu erzielen, kann die obere Wand der Zerstauberkammer 5 so ausgeführt sein wie durch die gestrichelte Linie 17 angedeutet.

Ein den Zerstäuber umgebender Mantel 18 erstreckt sich abwärts bis nahe an den äußeren Rand 19 der Deckscheibe Zwischen dem unteren Rand des Mantels 18 und dem Rand 19 der Deckscheibe 11 ist ein ringförmiger Schlitz gebildet. Für die Kühlung von (nicht dargestellten) Lagern der Welle verwendete Luft kann über den Schlitz der zerstäubten Flüssigkeit zugeführt werden und zu deren Trocknung beitragen.

609811/0892

Claims

Patentansprüche:

Λ.J Rotierender Zerstäuber zum Zerstäuben einer zu trocknenden Flüssigkeit, mit einem feststehenden, einen Zufuhrkanal für die Flüssigkeit aufweisenden Tragteil und einer Zerstäuberscheibe, welche eine innere Zerstäuberkammer und mehrere Austrittskanäle aufweist und an einer vorzugsweise lotrechten, drehbaren Welle befestigt ist, sowie mit einer Labyrinthdichtung und einer Dampfzufuhreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zwischen dem Tragteil (1) und der Welle (2) als auch zwischen dem Tragteil und der Zerstäuberscheibe (3) Labyrinthdichtungen (7 bzw. 8) angeordnet sind, daß das Tragteil in den Labyrinthdichtungen ausmündende Dampfzufuhrkanäle (9 bzw. 10) aufweist und daß die Austrittskanäle (6) der Zerstäuberscheibe jeweils einen verengten Auslaß (6¹) haben.
2. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (1) mit einer Deckscheibe (11) verbunden ist, welche die Zerstäuberscheibe (3) überdeckt und sich bis nahe an die Auslaßenden (6') der Austrittskanäle (6) erstreckt.
3. Zerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Austrittskanal (6) als eine abgestufte Bohrung ausgebildet ist.
4. Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle (6) in Einsteckrohren (12) gebildet sind, deren einwärts gerichtete Endflächen (13) jeweils bündig mit^: der Umfangsflache der Zerstäuberkammer (5) abschließen.

6098 11/0892
5· Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsteil (4¹) des Zufuhrkanals (4) für die Flüssigkeit tangential auf die Welle (2) ausgerichtet ist.
6. Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal (4) für die Flüssigkeit in Höhe des Bodens (14) der Zerstäuberkammer (5) in zur Drehachse der Zerstäuberscheibe (3) senkrechter Richtung in die Zerstäuberkammer mündet.
7· Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (.14) eier Zerstäuberkammer (5) leicht kegelig mit abwärts gerichtetem Scheitel ausgebildet ist.
8. Zerstäuber nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Bodenfläche (14) vom äußeren umfang her fließend in das konkave Ende (4") des Zufuhrkanals (4) für die Flüssigkeit übergeht.
9. Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Tragteil (1) zugewandte Rand der oberen Wandung (17) der Zerstäuberkammer (5) ira wesentlichen auf der gleichen Höhe liegt wie der obere Rand des in die Zerstäuberkammer mündenden Endes (4") des Zufuhrkanals (4) für die Flüssigkeit.
10. Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuber scheibe (3) einen die Welle (2) koaxial umgebendeo. Ring (16) enthält, welcher die Zerstäuberkammer (5) einwärts begrenzt und sich abwärts bis an den oberen Rand des in die Zerstäuberkammer mündenden Endes (4") des Zufuhr- '

609811/089 2

253R379

kanals (4-) für die Flüssigkeit erstreckt.
11. Zerstäuber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem Mantel (18) umgeben ist, welcher sich abwärts bis nahe an den äußeren Rand (19) der Deckscheibe (11) erstreckt,

609811/0692

, A

Leerseife