WO1996009112A1 - Device for generating liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like, in a hydrodynamic cavitation field - Google Patents

Device for generating liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like, in a hydrodynamic cavitation field Download PDF

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WO1996009112A1
WO1996009112A1 PCT/EP1995/003728 EP9503728W WO9609112A1 WO 1996009112 A1 WO1996009112 A1 WO 1996009112A1 EP 9503728 W EP9503728 W EP 9503728W WO 9609112 A1 WO9609112 A1 WO 9609112A1
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WO
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truncated cone
flow
cavitator
difficult
flow around
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PCT/EP1995/003728
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Inventor
Boris K. Kravets
Original Assignee
Schüler, Rolf
WEIZDÖRFER, Anton
SCHÄFER, Windfried
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Publication date
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0018Devices for dispensing fibres in a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3121Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
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    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3122Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof the material flowing at a supersonic velocity thereby creating shock waves
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    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/434Mixing tubes comprising cylindrical or conical inserts provided with grooves or protrusions

Definitions

  • the invention relates to a device for producing liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like, in a hydrodynamic cavitation field.
  • a device for producing a suspension of fiber materials is described in US Pat. No. 3,834,982.
  • the known device consists of a housing which has an inlet opening for the supply of components of a fiber material suspension and an outlet opening for the removal of the cavitated fiber material suspension as well as a confuser, a flow chamber with a cylindrical body which is difficult to flow around and which is placed in one piece Difrusor has, which are arranged one behind the other from the entrance opening and connected to each other.
  • the component stream flows through the passage chamber with the cylinder placed in it transversely to the direction of flow, this producing a local taper of the fiber material suspension and forming a hydrodynamic cavitation field behind the cylinder, which acts on the fiber material suspension.
  • Dispersion processes take place behind the cylinder as a result of cavitation effects that occur in the Machining fiber material suspension can be created in a targeted manner in hydrodynamic ways by rapidly changing the flow geometry through a cylinder.
  • the cavitation consists in the formation of cavities filled with steam gas on the edge of the cylinder due to a local reduction in pressure caused by the movement of the liquid.
  • the mixing and dispersing effect of the hydrodynamic cavitation is the result of a multitude of force effects of the bursting cavitation bubbles on the fiber-liquid mixture to be processed.
  • the bursting of the cavitation bubbles near the boundary phase of the phase separation "liquid - fibers" is accompanied by a dispersion of the fibers in the liquid and the formation of a suspension.
  • the boundary of the separation of the compact phases is destroyed, ie their erosion.
  • a dispersion medium and a dispersion phase are formed.
  • the encoded fiber material suspension is fed via the exit opening to an overflow vessel, from which the smaller part of the cavitated fiber material suspension is passed into an end product container and the overflowed larger part is pumped back into the inlet opening of the device via a return container.
  • the problem with this known device is that it lacks sufficient effectiveness in the process of dispersing the fiber materials because the intensity of the cavitation field that is created is not high enough despite pumping back the overflowed larger part of the fiber material suspension that has already cavitated.
  • the use of an overflow vessel and the undetermined return of the overflowed part lack a defined regulation of the intensity of the cavitation field. This limits the technological application possibilities of the known device.
  • the invention is based on the object of specifying a device for producing liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like in a cavitation field, which has a suitably designed cavitator and a suitable construction which make it possible to generate a high intensity of the cavitation field and regulate this intensity.
  • the object is achieved in that in the device according to the invention there is a housing which has an inlet opening for the supply of at least one component stream and an outlet opening for the removal of the cavitated liquid system and an inlet part, a confuser, a passage chamber with a difficult to flow around body, a Difi-usor and an output part, which are arranged one behind the other and firmly connected.
  • the body, which is difficult to flow around is arranged axially to the central axis of the flow chamber at an intermediate part which is fastened to the wall of the flow chamber.
  • the body which is difficult to flow around is designed as a truncated cone, the large base of which is directed towards the outlet opening and which represents a combination of several partial bodies which are difficult to flow around, between each of which there is a cavity through which flow can pass.
  • the partial bodies that are difficult to flow around are mostly physically designed surfaces, in particular the base surfaces or the lateral surface of the truncated cone.
  • the cavities present between the partial bodies are essential. Partial bodies that are difficult to flow around also generate cavitation fields with appropriate local tapering of the component flow. If there are several partial bodies of this type, several cavitation fields are created.
  • a line that is mounted between the output part and the flow chamber in front of a cavitator and in which a control element is arranged can be controlled in a controllable manner, such as a defined, returned and re-inflated part of a already cavitated liquid system influences the cavitation fields behind the truncated cone areas and thus a supercavitation field as a summary cavitation field.
  • a truncated cone with at least one cavity and at least two partial bodies is placed in a flow chamber, there are at least two bodies which are difficult to flow around and which can be the starting point for two sections of a local tapering of the component flow within a passage chamber and thus of cavitation fields.
  • the cross-sectional profile of these sections is through the Geometric dimensions of the difficult to flow around bodies and the distance between them and their position in the flow chamber defined.
  • An advantage of the invention is that the superposition of two cavitation fields creates a supercavitation field with intensive micro-processes. Conditions are created for coordinated bursting of entire groups of cavitation bubbles on a local scale with simultaneous formation of voluminous pressure waves of high energy, the spreading of which intensifies the decay of the cavitation caverns and the bursting of entire groups of cavitation bubbles that are in the process of bursting. In the case of coordinated bursting of entire groups of cavitation bubbles with the same characteristic dimensions, the intensity and the energetic potential of the cavitation field are many times higher than with individual, uncoordinated bursting of the bubbles. In this way there is a concentration of energy and an erosion effect on the current of the components that are processed.
  • the pressure waves exert an intensive influence on this component flow, which occur when the cavitation bubbles impact each time after the first body that is difficult to flow around against the wall of the cavitation bubbles after the second body that is difficult to flow around.
  • pressure waves arise on their apices, which create the conditions for the development of vibration turbulence effects on the local circumference of the passage chamber. These turbulence effects accelerate the decay of the cavitation caverns into a more uniform field with regard to the small cavitation bubbles, whereby they require a high effectiveness of their coordinated bursting.
  • the invention also opens up the possibility of regulating the intensity of the resulting hydrodynamic supercavitation field according to the technological processes.
  • the increase in the intensity of the cavitation field and the reliability of its regulation are due to the presence of an adjustable return, the supply of components via the ejector contained in the first cavitator, the cone ratio of the two bodies which are difficult to flow around, from 15 to 75% (mostly 60%) elastic elements, which have a thickness of 0.01 - 10 mm, and the diameter ratio of the elastic elements to the lamellae of the truncated cone in the range of 0.3 - 0.9 is guaranteed.
  • the flow of the components to be processed is distributed uniformly in the passage chamber. It is ensured that behind each of the truncated cones and each of its sub-bodies the same hydrodynamic conditions are present for the creation of own hydrodynamic cavitation fields.
  • the design of the bodies which are difficult to flow around in the form of truncated cones with different cone opening angles creates the condition for the fact that they generate the cavitation fields which differ in intensity.
  • Behind each of the bodies and sub-bodies, in terms of structure and size different, non-stationary, intermingling caverns are formed which form cavitation bubbles with a size in the area of increased pressure, which determine the structure of the cavitation fields created.
  • cavitation fields work with each other and ensure that the bubbles are mixed intensively and through them the flow of the components to be processed is saturated in the entire passage chamber. Due to the polydisperse structure of the cavitation fields, the individual concentration of the cavitation bubbles increases in a zone where they burst (bursting zone), which increases the cavitation effect during processing. The different diameters of the bodies and sub-bodies also cause a different frequency of tearing off the cavitation caverns which form behind these. For this reason act in the Splitting zone on the cavitation bubbles polyfrequency pressure pulses, which form the conditions for the coordinated bursting of entire groups of cavitation bubbles of the same size.
  • the pressure waves that arise at the following cavitator increase the pressure in the bursting zone, and the broad spectrum of polyfrequent pressure pulsations not only affects the bursting cavitation bubbles, but also the cavitation cavities that mix in the stream by accelerating their destruction and thus intensify the process of mixing, dispersing or emulsifying the components to be processed.
  • a further advantage of the invention in the design of the truncated cones arranged one behind the other is that the longitudinal and radial resonance vibrations of the second cavitator, which arise under the influence of the cavitation field that forms behind the first cavitator, also contribute to increasing the intensity of the supercavitation field.
  • the dilution impulse vacuum impulse
  • passes through these cavitation fields which ensures that the cavitation bubbles that form are sufficiently large in the beginning and ultimately high potential energy. If the increased pressure pulse then passes through these cavitation fields, they burst even more rigorously.
  • the additional potential energy accumulated makes it possible to obtain a large interphase surface of the components of the current to be processed.
  • the pulsations of the cavitation fields which are caused by the second cavitator and in particular by the elastic lamellae, contribute to the formation of additional cavitation bubbles in the entire flow chamber, which increases the erosion effect of these fields on the flow of the components to be processed.
  • the partial bodies preferably the fins, are made from elastic, non-metallic material. But they can also be covered with a layer of elastic, non-metallic material, such as rubber.
  • the intensification is due to the high energy potential of the cavitation fields that are created, which is intensified by the vibration of the non-metallic material and the reflection of the pressure waves.
  • the invention can be due to the quality of the liquid systems produced in the chemical or petrochemical industry in the manufacture of paints, varnishes, insecticides and lubricating oils, in the fuel and energy industry for the production of fuel based on masute and heating oils, in mechanical engineering for the production of emulsions, lubricants and coolants, in the cosmetic industry for the production of liquid detergents and cleaning agents, lotions and vitamin preparations, in the food industry for the production of liqueurs, fruit juices, alcoholic beverages, sauces and dairy products as well as in the production of photo emulsions to use oil emulsions for a wide range of applications or for wastewater treatment using the reagent method.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a device according to the invention
  • Lamella combination as a truncated cone Fig. 2 schematic representation of a device according to the invention
  • the housing 1 shows a device according to the invention for producing liquid systems. It has a housing 1 which has an entrance opening 2 for the supply of a stream of components to be processed and an exit opening 3 for the removal of the cavitated liquid system, for example a suspension.
  • the housing 1 includes a confuser 4, a cylindrical passage chamber 5 and a diffuser 6, which are arranged one behind the other in this order and are firmly connected to one another.
  • a body 7 which is difficult to flow around and which comprises a combination of nine lamellae 8 arranged one behind the other and provided with an increasing cross section represents, between which elastic elements 9 are inserted axially, so that a cavity 10 is distranden between adjacent slats 8.
  • the combination of the lamellae 8 and the elements 9 has the shape of a truncated cone, the further vertices 11 of the lamellae 8 giving the lateral surface of a truncated cone as the envelope of the cross sections.
  • the small base 12 of the truncated cone is directed towards the confuser 4.
  • the lamella 8 with the largest cross section represents the large base 13 of the truncated cone 7, which is mounted on an intermediate part 15 by means of a truncated cone 14, so that the truncated cone 7 can rotate about the axis of rotation of the truncated cone 14.
  • the intermediate part 15 is fastened to the wall of the passage chamber 5 and has openings 16 which run parallel to the axis of rotation of the truncated cone holder 14.
  • the lamellae 8 and the wall of the flow chamber 5 each form a section of a local taper of the component flow when the component stream flows through the passage chamber 5. Due to the cavities 10 located behind each lamella 8, a spatially small cavitation field is created in each of these, which overlaps with the other cavitation fields from cavity to cavity. In the areas behind the largest lamella 8 of the truncated cone 7, a supercavitation field of high intensity is created.
  • the schematic representation of the device according to the invention contains a truncated cone 17 with a hollow shell part, as shown in FIG. 2.
  • the truncated cone 17 is housed in a similar housing 18 as shown in the embodiment of FIG. 1.
  • the housing 18 has an inlet opening 2 and an outlet opening 3.
  • the housing 18 includes a confuser 19, a passage chamber 20 and a diffuser 21, which are arranged one behind the other in this order and are firmly connected to one another.
  • the truncated cone 17 is fastened by means of a truncated cone 30 axially to the central axis 31 of the passage chamber 20 at an intermediate part 22 which is firmly connected to the wall of the passage chamber 20.
  • the intermediate part 22 contains lines 23 and 24 for supplying components and gas for intensifying the cavitation process. Furthermore, the intermediate part 22 has a plurality of openings 25 which point in the direction of the exit opening 3 show and through which a component stream is supplied. Due to the given constriction by means of these openings 25, the intermediate part 22 constitutes a confuser.
  • the body of the truncated cone 17 has an inner cavity 26 which is connected to the intermediate part 22 via the lines 23 and 24 to the small base 27 of the truncated cone 17.
  • the large base 28 is open.
  • an insert 29 designed as a cone, the cone tip of which points in the direction of the small base 27 of the truncated cone 17.
  • the insert 29 represents a partial body that is difficult to flow around, which has a larger cone opening angle than the truncated cone 17 first between the wall of the passage chamber 20 and the outer circumferential surface of the truncated cone 17 and a second between the inner circumferential surface of the truncated cone 17 and the circumferential surface of the insert 29.
  • the component stream or the feedable gas which is supplied via the lines 23 or 24- flows at high speed into the inner cavity 26, so that the truncated cone 17 can also function as an ejector, which makes it possible to create a vacuum through which the components of the flow are conducted into the cavity 26.
  • This example of a device according to the invention works as follows: The hydrodynamic flow of the components to be processed arrives at a high speed through the inlet opening 2 and the confuser 19 into the passage chamber 20 according to arrow A, tapering in the confuser 19, the component stream flows onto the body of the body Truncated cone 17 and passes the annular portion of a local taper. Cavitation caverns are generated at the edge of the large base 28, which also tear away and are carried away with the component stream into a zone of increased pressure ⁇ fThere the cavitation caverns disintegrate with the formation of cavitation bubbles and form the cavitation field. When the component stream to be processed flows through both the passage chamber 20 and the inner cavity 26, an increased cavitation field is created behind the two tapered sections.
  • the gas component introduced into the cavity 26 via the line 24 also influences the formation of the cavitation field.
  • a third exemplary embodiment which is shown schematically in FIG. 3, the device according to the invention is shown with two differently shaped truncated cones and controlled return of part of an already cavitated liquid system.
  • This exemplary embodiment represents a structural combination of the two exemplary embodiments described in accordance with FIGS. 1 and 2. For this reason, reference is already made to the reference symbols already used in FIGS. 1 and 2 in the explanation of FIG. 3. Newly added components are identified according to their function with further consecutive reference symbols.
  • the housing 32 contains an inlet opening 2 and an outlet opening 3 as well as a first flow chamber 20, the confuser 4, a second flow chamber 5, a diffuser 6 and an outlet part 33, which are arranged one behind the other and connected to one another.
  • a first cavitator 17 is arranged in the first passage chamber 20, a second cavitator 7 is placed in the second passage chamber 5 and is each mounted on an intermediate part 22 or 15, which are fastened to the wall of the flow chambers 20 or 5.
  • the passage chambers 5 and 20 are preferably cylindrical.
  • the cavhators 17 and 7 are arranged axially to the central axis 34 of the flow chambers 20 and 5, the cavitator 7 being mounted rotatably about the central axis 34 by means of its truncated cone holder 14.
  • the cavitator 17 Due to the special design of its inner cavity 26, the cavitator 17 is able to generate vacuum as well as to conduct components or gas via the insert 29 located in the cavity 26 into the passage chamber 20.
  • the intermediate part 22 contains three feed lines 23, 24 and 35 z. B. for components of the liquid system, for gas and for part of an already cavitated liquid system.
  • openings 25 directed towards the outlet opening 3, which ensure a tapering of the component flow and an increase in the flow rate.
  • the aforementioned part of the already cavitated system is removed from the output part 33 via a line 36 for recycling and fed to the passage chamber 20.
  • the line 36 is connected to the supply line 35 of the intermediate part 22.
  • the diameter ratio of the first cavitator 17 to the inner diameter of the line 36 for the return is in the range between 0.4-0.9.
  • a throttle valve 37 is installed as an element for regulating the amount of suspensions that can be supplied.
  • two gas outflow 38 are present in front of the diffuser 6, which the z. B. gas flowing through the supply line 24 into the first cavitator 17 after the end of the cavitation process. again.
  • This example of the device according to the invention works as follows: The component stream to be processed reaches arrow A through the inlet opening 2 and through the openings 25 of the intermediate part 22 into the passage chamber 20.
  • the component stream tapers in the intermediate part 22 acting as a confuser and flows onto the body of the truncated cone 17.
  • Cavitation caverns are produced at the edge of the large base 28, which tear away and are carried away with the component stream into a region of increased pressure. The cavitation caves disintegrate. Cavitation bubbles and a cavitation field form. The resulting cavitation field arrives in the second confuser 4 and flows onto the second cavitator 7.
  • cavitation caverns are generated which also tear away and are carried away with the component flow into an area with increased pressure. The cavitation caverns are decaying as well as before.
  • the suspension formed with the aid of cavitation fields is removed from the device according to the invention through the diffuser 21 and the outlet part 33 via the outlet opening 3.
  • the gas used to influence the cavitation process is separated and removed from the second passage chamber 5 via the existing gas outflow lines 38.
  • a further advantageous influencing of the cavitation process behind the first cavitator 17 is provided by the slidability of the insert 29. Due to the possibility of its movable mobility in the area of the inner cavity 29, the annular section of the local taper can be changed.
  • the controlled return of part of an already cavitated system can also be carried out in the exemplary embodiment shown in FIG. 2.
  • the line 36 for returning part of the cavitated liquid system is connected to the inner cavity 26 of the cavitator 17, which is attached to the intermediate part 22 of the passage chamber 20.
  • the line 36 is branched off from the outlet opening 3 or from the outlet part 33.
  • a throttle valve for regulating the part of the cavitated liquid system to be returned is installed.
  • FIGS. 4a to 6b Show it:
  • FIG. 4a schematically shows a cross section through a device according to the invention with slotted slats
  • FIG. 5a schematically shows a cross section through a device according to the invention with an elastically displaceably mounted truncated cone
  • FIG. 6a schematically shows a cross section through a device according to the invention with two bodies which are difficult to flow around
  • Fig. 6b is an enlarged view of the difficult to flow around body shown in Fig. 6a.
  • FIG. 4a to 4e Another advantageous exemplary embodiment (FIGS. 4a to 4e) of the invention has a truncated cone 7 with slotted lamellae 8 '.
  • the fins 8 ' are provided with a central hole 40, with which they are plugged onto the truncated cone holder 14.
  • Radially extending slots 41 are formed on the lamellae 8 'and extend inwards from the circumference of the lamellae 8'.
  • the slots 41 are preferably evenly distributed over the circumference of the lamellae, that is to say they have an angular spacing in pairs and delimit a lamella leaf 43 of the same shape between them.
  • the slot width is 0.1 to 10 mm, preferably 0.5 to 3 mm.
  • spacers 42 which have a smaller diameter than the respective adjacent lamellae 8'.
  • the diameter of the spacer disks 42 increases in the direction of the large base 13 of the truncated cone 7 approximately proportionally with the diameter of the lamellae 8 ', so that a groove of the same or similar depth is formed between two adjacent lamellae 8'.
  • the spacer disks 42 preferably have a greater thickness than the slats 8 '.
  • the slats 8 ' are arranged offset with respect to one another with their slits 41, a slit 41 of a slat 8' being located in the axial direction relative to a slat sheet 43 of an adjacent slat 8 '.
  • the component flow thus flows as it passes through the slots 41 along a wavy flow path which extends through the slots 41 made in the successive lamellae 8 '.
  • This wave-shaped current through the slots 41 generates vibrations with a frequency in the infrasound range (eg 18 to 20 Hz).
  • the infrasound is superimposed on the cavitation field, whereby an even greater utilization of the hydrodynamic cavitation effect is achieved.
  • the infrasound propagates in the component stream, so that it is not only limited to the groove area between the fins 8 '.
  • This embodiment with slotted slats 8 ' is typically suitable for the production of emulsions, shampoos, lotions, juices and lemonades.
  • 5a and 5b show an exemplary embodiment with which, in addition to the cavitation field, vibrations in the component stream are generated which lie in the ultrasound range and which overlap with the cavitation field.
  • the truncated cone 7 is composed of spacer disks 42 and lamellae 8 ', which can be both slotted and unslit.
  • the slats 8 'and the spacers 42 sit on a common bush 44 which slidably supports the truncated cone holder 14.
  • the truncated cone holder 14 is formed in this displacement area as a thin tubular rod 14a, which has two widenings serving as stops 46 at the end. Between the stops 46 and the end plates, which form the small or large base 12, 13 of the truncated cone 7, a screw spring 47, 48 is inserted under prestress.
  • the spring hardness of the spring 48 arranged on the large base 13 is greater than the spring hardness of the spring arranged on the small base 12, since the spring 48 arranged on the large base 13 is arranged downstream of the other spring 47 in the flow direction A, so that the Spring 48 must counteract the flow pressure.
  • This ultrasound field is superimposed on the cavitation field, so that the hydrodynamic cavitation effect is increased.
  • the superposition of a cavitation field with an ultrasound field is typically suitable for the production of sauces, mayonnaises, liqueurs, chocolate, mustard, organic products, antifreeze, fire protection liquids and for enriching heating oil with water.
  • sauces mayonnaises
  • liqueurs chocolate
  • mustard organic products
  • antifreeze fire protection liquids
  • heating oil with water for example, by enriching a water content of 5% to 10% in heating oil when burning the same in a burner, the exhaust gas emission is significantly reduced. For example, the proportion of CO emissions is reduced by 25%.
  • FIGS. 6a and 6b show an exemplary embodiment which differs from all the previous exemplary embodiments in that the body or bodies which are difficult to flow around are arranged in the flow direction in front of the disk-shaped intermediate part 15 to which the truncated cone holder 14 is fastened.
  • the component stream thus first flows around the bodies which are difficult to flow around, before it flows through the openings 16 in the intermediate part 15 passes.
  • two bodies 7a, 7b which are difficult to flow around are provided on a common truncated cone holder 14.
  • One body which is difficult to flow around has the shape of a truncated cone 7a and the other body which is difficult to flow around has the shape of a cylinder 7b.
  • the bodies 7a, 7b which are difficult to flow around are each formed from lamellae 8 and elastic elements 9 inserted between them, which have the smallest possible diameter, so that the cavities 10 formed between the lamellae 8 are as large as possible.
  • the fins 8 of the cylinder 7b have the same diameter as the fins 8 of the large base 13 of the truncated cone 7a.
  • the cylinder 7b is arranged downstream of the truncated cone 7a and is fixed immovably on the truncated cone holder 14.
  • the truncated cone 7a is seated on a bushing 44, which in turn is slidably supported on the truncated cone holder 14.
  • a helical spring 49 is pretensioned on the truncated cone holder 14, so that the truncated cone 7a is acted upon by the spring action against the flow pressure.
  • the truncated cone 7a When a component stream flows around it, the truncated cone 7a is excited to vibrate in the frequency range of ultrasound, which overlap with the cavitation field.
  • Typical areas of application for this embodiment are the production of creams, toothpastes, motor oils, lacquers and paints, the wastewater treatment, in particular the killing of microorganisms, such as, for. B. of Salmonella.
  • the component stream is typically pressed through at a pressure of 1 to 20 bar, typical processing times being in the range of a few minutes.
  • the pressure applied and the processing time used can vary greatly and are after Determine the following factors:
  • the frequencies of the infrared or ultrasonic fields that can be generated with the above-described bodies which are difficult to flow around are also influenced by the type of components of the component stream.
  • the ultrasonic frequencies generated by a truncated cone 7 which is slidably biased on the truncated cone holder 14 are determined both by the size and the spatial shape of the truncated cone and by the spring hardness of the spring or springs used.

Abstract

The invention concerns a device for generating liquid systems, in particular emulsions, de suspensions or the like, in a cavitation field. The device comprises a housing (1, 18, 32) having input and output openings (2; 3) for the supply of at least one component flow and the removal of the system. The housing (1, 18, 32) further has a confuser (4), a through-flow chamber (5, 20), which is equipped with a cavitator (7, 17), and a diffuser (6) coupled in succession. The object of the invention is to provide a suitable cavitator and a suitable design for generating and controlling a high intensity for the cavitation field. This object is achieved in that the cavitator (7, 17) is in the form of a truncated cone having at least one cavity (10, 26) through which a flow can pass. A component flow from at least one cavity (10, 26) and the component flow impinging of the cavitator (7, 17) mix downstream of the cavitator (7, 17). Preferably two through-flow chambers (20, 5) are coupled to a cavitator (17, 7) in order to generate a fluid cavitated system of which part is returned in a controllable manner to the cavitator (17) which is flowed towards first.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung flüssiger Systeme, insbesondere von Emulsionen, Suspensionen od. dgl. in einem hydrodynamischen KavitationsfeldDevice for producing liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like, in a hydrodynamic cavitation field
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung flüssiger Systeme, insbesondere von Emulsionen, Suspensionen o. dgl. in einem hydrodynamischen Kavitationsfeld.The invention relates to a device for producing liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like, in a hydrodynamic cavitation field.
Es ist in der US-PS 3 834 982 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Suspension von Fasermaterialien beschrieben. Die bekannte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse, das eine Eingangsöfmung für die Zufuhr von Komponenten einer Fasermaterialsuspension und eine Ausgangsöffiiung für die Entnahme der kavitierten Fasermaterialsuspension sowie einen Konfusor, eine Durchflußkammer mit einem in ihr plazierten, aus einem Stück bestehenden, schwer umströmbaren zylindrischen Körper und einen Difrusor besitzt, die von der Eingangsöfmung aus hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Der Komponentenstrom durchströmt die Durchlaßkammer mit dem in ihr quer zur Strömungsrichtung plazierten Zylinder, wobei dieser eine lokale Verjüngung der Fasermaterialsuspension erzeugt sowie hinter dem Zylinder ein hydrodynamisches Kavitationsfeld ausbildet, das auf die Fasermaterialsuspension einwirkt. Hinter dem Zylinder vollziehen sich Dispergierungsprozesse infolge von Kavitationswirkungen, die in der zu bearbeitenden Fasermaterialsuspension zielgerichtet auf hydrodynamischen Wege durch rapide Veränderung der Strömungsgeometrie durch einen Zylinder geschaffen werden. Die Kavitation besteht darin, daß am Rande des Zylinders infolge einer lokalen Verminderung des Drucks, die durch die Bewegung der Flüssigkeit bedingt ist, mit Dampfgas gefüllte Höhlungen gebildet werden. Die vermischende und dispergierende Wirkung der hydrodynamischen Kavitation ist das Ergebnis einer Vielzahl von Krafteinwirkungen der zerplatzenden Kavitationsbläschen auf das zu bearbeitende Faser-Flüssigkeits-Gemisch. Das Zerplatzen der Kavitationsblässchen in der Nähe der Grenzphase der Phasentrennung "Flüssigkeit - Fasern" wird von einer Dispergjerung der Fasern in der Flüssigkeit und einer Suspensionsbildung begleitet. Hier vollzieht sich eine Zerstörung der Grenze der Trennung der kompakten Phasen, d. h. ihre Erosion. Es wird ein Dispersionsmiiieu und eine Dipersionsphase gebildet. Nach diesem Dispergierungsvorgang wird die kavrtierte Fasermaterialsuspension über die Ausgangsöfmung einem Überlaufgefäß zugeführt, aus dem der kleinere Teil der kavitierten Fasermaterialsuspension in einen Endproduktbehälter geleitet und der übergelaufene größere Teil über einen Rückfuhrungsbehälter in die Eingangsöfmung der Vorrichtung zurückgepumpt wird.A device for producing a suspension of fiber materials is described in US Pat. No. 3,834,982. The known device consists of a housing which has an inlet opening for the supply of components of a fiber material suspension and an outlet opening for the removal of the cavitated fiber material suspension as well as a confuser, a flow chamber with a cylindrical body which is difficult to flow around and which is placed in one piece Difrusor has, which are arranged one behind the other from the entrance opening and connected to each other. The component stream flows through the passage chamber with the cylinder placed in it transversely to the direction of flow, this producing a local taper of the fiber material suspension and forming a hydrodynamic cavitation field behind the cylinder, which acts on the fiber material suspension. Dispersion processes take place behind the cylinder as a result of cavitation effects that occur in the Machining fiber material suspension can be created in a targeted manner in hydrodynamic ways by rapidly changing the flow geometry through a cylinder. The cavitation consists in the formation of cavities filled with steam gas on the edge of the cylinder due to a local reduction in pressure caused by the movement of the liquid. The mixing and dispersing effect of the hydrodynamic cavitation is the result of a multitude of force effects of the bursting cavitation bubbles on the fiber-liquid mixture to be processed. The bursting of the cavitation bubbles near the boundary phase of the phase separation "liquid - fibers" is accompanied by a dispersion of the fibers in the liquid and the formation of a suspension. Here the boundary of the separation of the compact phases is destroyed, ie their erosion. A dispersion medium and a dispersion phase are formed. After this dispersion process, the encoded fiber material suspension is fed via the exit opening to an overflow vessel, from which the smaller part of the cavitated fiber material suspension is passed into an end product container and the overflowed larger part is pumped back into the inlet opening of the device via a return container.
Das Problem dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß ihr eine ausreichende Effektivität des Prozesses der Dispergierung der Fasermaterialien fehlt, weil die Intensität des entstehenden Kavitationsfeldes trotz Zurückpumpens des übergelaufenen größeren Teils der bereits kavitierten Fasermaterialsuspension nicht hoch genug ist. Der Einsatz eines Überlaufgefäßes und die unbestimmte Rückführung des übergelaufenen Teils lassen eine definierte Regulierung der Intensität des Kavitationsfeldes vermissen. Damit sind die technologischen Anwendungsmöglichkeiten der bekannten Vorrichtung begrenzt.The problem with this known device is that it lacks sufficient effectiveness in the process of dispersing the fiber materials because the intensity of the cavitation field that is created is not high enough despite pumping back the overflowed larger part of the fiber material suspension that has already cavitated. The use of an overflow vessel and the undetermined return of the overflowed part lack a defined regulation of the intensity of the cavitation field. This limits the technological application possibilities of the known device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung flüssiger Systeme, insbesondere von Emulsionen, Suspensionen od. dgl. in einem Kavitationsfeld anzugeben, die einen geeignet gestalteten Kavitator sowie eine geeignete Konstruktion aufweist, die es ermöglichen, eine hohe Intensität des Kavitationsfeldes zu erzeugen und diese Intensität zu regeln. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Gehäuse vorhanden ist, das eine Eingangsöfmung für die Zufuhr mindestens eines Komponentenstroms und eine Ausgangsöffiiung für die Entnahme des kavitierten flüssigen Systems besitzt und ein Eingangsteil, einen Konfusor, eine Durchlaßkammer mit einem darin plazierten, schwer umströmbaren Körper, einen Difi-usor sowie ein Ausgangsteil, die hintereiander angeordnet und fest miteinander verbunden sind, enthält. Der schwer umströmbare Körper ist axial zur Mittelachse der Durchflußkammer an einem Zwischenteil angeordnet, das an der Wandung der Durchflußkammer befestigt ist. Erfindungsgemäß ist der schwer umströmbare Körper als Kegelstumpf ausgebildet, dessen große Basis zur Ausgangsöffiiung gerichtet ist und der eine Kombination mehrerer schwer umströmbarer Teilkörper darstellt, zwischen denen sich jeweils ein durchströmbarer Hohlraum befindet. Die schwer umströmbaren Teilkörper sind zum größten Teil körperlich gestaltete Flächen, insbesondere die Basisflächen bzw. die Mantelfläche des Kegelstumpfes. Wesentlich sind die zwischen den Teilkörpem vorhandenen Hohlräume. Auch schwer umströmbare Teilkörper erzeugen bei entsprechender lokaler Verjüngung des Komponentenstroms Kavitationsfelder. Bei mehreren vorhandenen Teilkörpern dieser Art entstehen somit mehrere Kavitationsfelder.The invention is based on the object of specifying a device for producing liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like in a cavitation field, which has a suitably designed cavitator and a suitable construction which make it possible to generate a high intensity of the cavitation field and regulate this intensity. The object is achieved in that in the device according to the invention there is a housing which has an inlet opening for the supply of at least one component stream and an outlet opening for the removal of the cavitated liquid system and an inlet part, a confuser, a passage chamber with a difficult to flow around body, a Difi-usor and an output part, which are arranged one behind the other and firmly connected. The body, which is difficult to flow around, is arranged axially to the central axis of the flow chamber at an intermediate part which is fastened to the wall of the flow chamber. According to the invention, the body which is difficult to flow around is designed as a truncated cone, the large base of which is directed towards the outlet opening and which represents a combination of several partial bodies which are difficult to flow around, between each of which there is a cavity through which flow can pass. The partial bodies that are difficult to flow around are mostly physically designed surfaces, in particular the base surfaces or the lateral surface of the truncated cone. The cavities present between the partial bodies are essential. Partial bodies that are difficult to flow around also generate cavitation fields with appropriate local tapering of the component flow. If there are several partial bodies of this type, several cavitation fields are created.
Ebenso wird durch mindestens zwei hintereinander angeordnete Kavitatoren (einem ersten und einem zweiten Kavitator) auch unterschiedlicher Kegelstumpfausführung in unterschiedlich dimensionierten Durchflußkammern eine Überlagerung von Kavitationsfeldern herbeigeführt. Damit wird ein Gesamtkavitationsfeld hoher Intensität erzeugt- In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch eine Leitung, die zwischen dem Ausgangsteil und der Durchflußkammer vor einem Kavitator montiert und in der ein Regelelement angeordnet ist, kontrollierbar geregelt werden, wie ein definiert zurückgeführter und wiedereingeströmter Teil eines bereits kavitierten flüssigen Systems die hinter den Kegelstumpfbereichen vorhandenen Kavitationsfelder und somit ein Superkavitationsfeld als summarisches Kavitationsfeld beeinflußt.Likewise, at least two cavitators arranged one behind the other (a first and a second cavitator) of different conical frustum designs in differently dimensioned flow chambers cause a superposition of cavitation fields. In a further development of the device according to the invention, a line that is mounted between the output part and the flow chamber in front of a cavitator and in which a control element is arranged can be controlled in a controllable manner, such as a defined, returned and re-inflated part of a already cavitated liquid system influences the cavitation fields behind the truncated cone areas and thus a supercavitation field as a summary cavitation field.
Dadurch, daß ein Kegelstumpf mit mindestens einem Hohlraum und mindestens zwei Teilkörpern in einer Durchflußkammer plaziert sind, sind mindestens zwei schwer umströmbare Körper vorhanden, die Ausgangspunkt für zwei Abschnitte einer lokalen Verjüngung des Komponentenstromes innerhalb einer Durchlaßkammer und somit von Kavitationsfeldern sein können. Dabei ist das Querschnittsprofil dieser Abschnitte durch die geometrischen Maße der schwer umströmbaren Körper und den Abstand zwischen ihnen sowie deren Lage in der Durchflußkammer definiert.Because a truncated cone with at least one cavity and at least two partial bodies is placed in a flow chamber, there are at least two bodies which are difficult to flow around and which can be the starting point for two sections of a local tapering of the component flow within a passage chamber and thus of cavitation fields. The cross-sectional profile of these sections is through the Geometric dimensions of the difficult to flow around bodies and the distance between them and their position in the flow chamber defined.
Diese Parameter werden sich auf die Geometrie des Komponentenstromes und auf seine Geschwindigkeit über die Länge der Durchflußkammer auswirken, was die Erosionsaktivität des Feldes der Kavitationsbläschen hinter jedem der schwer umströmbaren Körper bestimmt. Eine Veränderung der Parameter des Komponentenstroms fuhrt zur Entstehung hydrodynamischer Effekte, durch die sich Druckwellen bilden, die intensiv auf das Feld der Kavitationsbläschen einwirken.These parameters will affect the geometry of the component stream and its velocity along the length of the flow chamber, which will determine the erosion activity of the cavitation field behind each of the difficult-to-flow bodies. A change in the parameters of the component flow leads to the development of hydrodynamic effects, through which pressure waves are formed, which have an intensive effect on the field of cavitation bubbles.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Überlagerung von zwei Kavitationsfeldern ein Superkavitationsfeld mit intensiven Mikrovorgängen entsteht. Es entstehen Bedingungen für ein koordiniertes Zerplatzen ganzer Gruppen von Kavitationsbläschen in lokalem Umfang bei gleichzeitiger Bildung voluminöser Druckwellen hoher Energie, bei deren Ausbreitung der Zerfall der Kavitationskavernen und das Zerplatzen ganzer Gruppen von Kavitationsbläschen, die sich im Zerplatzungsprozeß befinden, intensiviert wird. Bei einem koordinierten Zerplatzen ganzer Gruppen von Kavitationsbläschen mit gleichen charakteristischen Maßen sind die Intensität und das energetische Potential des Kavitationsfeld um ein Vielfachen höher als beim einzelnen, unkoordinierten Zerplatzen der Bläschen. Auf diese Weise erfolgt eine Konzentration der Energie und eine Erosionswirkung auf den Strom der Komponenten, die bearbeitet werden. Intensiven Einfluß auf diesen Komponentenstrom üben die Druckwellen aus, die beim jeweiligen Aufprall der Kavitationsbläschen nach dem ersten schwer umströmbaren Körper gegen die Wand der Kavitationsbläschen nach dem zweiten schwer umströmbaren Körper entstehen. Im Falle der als Teilkörper ausgebildeten Basisflächen eines Kegelstumpfes in Form von Lamellen entstehen auf deren Scheiteln Druckwellen, die die Bedingungen für das Entstehen von Vibrationsturbulenzeffekten in lokalem Umfang der Durchlaßkammer schaffen. Diese Turbulenzeffekte beschleunigen den Zerfall der Kavitationskavernen in ein gleichförmigeres Feld bezüglich der kleinen Kavitationsbläschen, wobei sie eine hohe Effektivität ihres koordinierten Zerplatzens bedingen. Durch eine Vergrößerung der Anzahl der hintereinander angeordneten Lamellen in einer Kombination zu einem Kegelstumpf, die gleichzeitig eine Erhöhung der Zahl der Abschnitte lokaler Verjüngung bedeutet, durch eine entsprechende Auswahl des Querschnittprofils sowie des Abstandes zwischen den Lamellen gelingt es, die Zahl von Zonen der kavitativen Einwirkung auf den zu bearbeitenden Komponentenstrom zu erhöhen.An advantage of the invention is that the superposition of two cavitation fields creates a supercavitation field with intensive micro-processes. Conditions are created for coordinated bursting of entire groups of cavitation bubbles on a local scale with simultaneous formation of voluminous pressure waves of high energy, the spreading of which intensifies the decay of the cavitation caverns and the bursting of entire groups of cavitation bubbles that are in the process of bursting. In the case of coordinated bursting of entire groups of cavitation bubbles with the same characteristic dimensions, the intensity and the energetic potential of the cavitation field are many times higher than with individual, uncoordinated bursting of the bubbles. In this way there is a concentration of energy and an erosion effect on the current of the components that are processed. The pressure waves exert an intensive influence on this component flow, which occur when the cavitation bubbles impact each time after the first body that is difficult to flow around against the wall of the cavitation bubbles after the second body that is difficult to flow around. In the case of the base surfaces of a truncated cone in the form of lamellae, which are designed as partial bodies, pressure waves arise on their apices, which create the conditions for the development of vibration turbulence effects on the local circumference of the passage chamber. These turbulence effects accelerate the decay of the cavitation caverns into a more uniform field with regard to the small cavitation bubbles, whereby they require a high effectiveness of their coordinated bursting. By increasing the number of lamellae arranged one behind the other in a combination to form a truncated cone, which at the same time means increasing the number of sections of local taper, by appropriately selecting the cross-sectional profile and the distance between the lamellae, the Increase the number of zones of cavitative influence on the component stream to be processed.
Die Erfindung eröffnet desweiteren die Möglichkeit, die Intensität des entstehenden hydrodynamischen Superkavitationsfeldes entsprechend den technologischen Prozessen zu regulieren.The invention also opens up the possibility of regulating the intensity of the resulting hydrodynamic supercavitation field according to the technological processes.
Die Erhöhung der Intensität des Kavitationsfeldes und die Zuverlässigkeit seiner Regulierung werden durch das Vorhandensein einer regulierbaren Rückführung, das Zuführen von Komponenten über den im ersten Kavitator enthaltenen Ejektor, das Kegelverhältnis der beiden schwer umströmbaren Körper von 15 - 75 % ( größtenteils 60%), die elastischen Elemente, die eine Stärke von 0,01 - 10 mm haben, und das Durchmesserverhältnis der elastischen Elemente zu den Lamellen des Kegelstumpfes im Bereich von 0,3 - 0,9 gewährleistet.The increase in the intensity of the cavitation field and the reliability of its regulation are due to the presence of an adjustable return, the supply of components via the ejector contained in the first cavitator, the cone ratio of the two bodies which are difficult to flow around, from 15 to 75% (mostly 60%) elastic elements, which have a thickness of 0.01 - 10 mm, and the diameter ratio of the elastic elements to the lamellae of the truncated cone in the range of 0.3 - 0.9 is guaranteed.
Angesichts dieser Parameter der erfindungsgemäßen Vorrichtung verteilt sich der Strom der zu bearbeitenden Komponenten gleichmäßig in der Durchlaßkammer. Es wird gewährleistet, daß hinter jedem der Kegelstumpfe und jedem seiner Teilkörper die gleichen hydrodynamischen Bedingungen für die Entstehung eigener hydrodynamischer Kavitationsfelder vorhanden sind. Die Ausführung der schwer umströmbaren Körper in Form von Kegelstumpfen mit verschiedenen Kegelöfihungswinkeln schafft die Bedingung dafür, daß durch sie die hinsichtlich der Intensität unterschiedliche Kavitationsfelder erzeugt werden. Hinter jedem der Körper und Teilkörper bilden sich in bezug auf den Bau und der Größe unterschiedliche, nichtstationäre, sich vermischende Kavernen, die im Bereich erhöhten Drucks Kavitationsbläschen mit einer Größe bilden, welche die Struktur der geschaffenen Kavitationsfelder bestimmen. Diese Kavitationsfelder wirken untereinander und gewährleisten dabei, daß die Bläschen intensiv vermischt werden und durch sie der Strom der zu bearbeitenden Komponenten in der gesamten Durchlaßkammer gesättigt wird. Aufgrund der polydispersen Struktur der Kavitationsfelder erhöht sich die Einzelkonzentration der Kavitationsbläschen in einer Zone, wo sie zerplatzen (Zerplatzungszone), die den Kavitationseffekt bei der Bearbeitung verstärkt. Die unterschiedlichen Durchmesser der Körper und Teilkörper rufen ebenfalls eine unterschiedliche Häufigkeit des Abreißens der sich hinter diesen ausbildenden Kavitationskavernen hervor. Aus diesem Grunde wirken in der Zerplatzungszone auf die Kavitationsbläschen polyfrequente Druckimpulse, die die Bedingungen für das koordinierte Zerplatzen ganzer Gruppen von Kavitationsbläschen gleicher Größe bilden. Die Druckwellen, die dabei am folgenden Kavitator entstehen, erhöhen den Druck in der Zerplatzungszone, und das breite Spektrum der polyfrequeπten Druckpulsationen wirkt sich nicht nur auf die zerplatzenden Kavitationsbläschen aus, sondern auch auf die sich im Strom vermischenden Kavitationskavernen, indem sie ihre Zerstörung beschleunigen und damit den Prozeß des Vermischens, Dispergierens oder Emulgierens der zu bearbeitenden Komponenten intensivieren.In view of these parameters of the device according to the invention, the flow of the components to be processed is distributed uniformly in the passage chamber. It is ensured that behind each of the truncated cones and each of its sub-bodies the same hydrodynamic conditions are present for the creation of own hydrodynamic cavitation fields. The design of the bodies which are difficult to flow around in the form of truncated cones with different cone opening angles creates the condition for the fact that they generate the cavitation fields which differ in intensity. Behind each of the bodies and sub-bodies, in terms of structure and size, different, non-stationary, intermingling caverns are formed which form cavitation bubbles with a size in the area of increased pressure, which determine the structure of the cavitation fields created. These cavitation fields work with each other and ensure that the bubbles are mixed intensively and through them the flow of the components to be processed is saturated in the entire passage chamber. Due to the polydisperse structure of the cavitation fields, the individual concentration of the cavitation bubbles increases in a zone where they burst (bursting zone), which increases the cavitation effect during processing. The different diameters of the bodies and sub-bodies also cause a different frequency of tearing off the cavitation caverns which form behind these. For this reason act in the Splitting zone on the cavitation bubbles polyfrequency pressure pulses, which form the conditions for the coordinated bursting of entire groups of cavitation bubbles of the same size. The pressure waves that arise at the following cavitator increase the pressure in the bursting zone, and the broad spectrum of polyfrequent pressure pulsations not only affects the bursting cavitation bubbles, but also the cavitation cavities that mix in the stream by accelerating their destruction and thus intensify the process of mixing, dispersing or emulsifying the components to be processed.
Ein weherer Vorteil der Erfindung in der Ausführung der hintereinander angeordneten Kegelstumpfe besteht darin, daß zur Erhöhung der Intensität des Superkavitationsfeldes außerdem die Längs- und Radialresonanzvibrationen des zweiten Kavitators beitragen, die unter dem Einfluß des Kavitationsfeldes, das sich hinter dem ersten Kavitator bildet, entstehen, indem sie Pulsationen des Komponentenstromes und eine intensive Zerstörung der Grenzschicht auf der Oberfläche der Teükörper, hinter denen sich die Kavitationsfelder bilden, hervorrufen. Durch diese Kavitationsfelder geht der Verdünnungsimpuls (Vakuumimpuls), der den sich bildenden Kavitationsbläschen ausreichend große Anfangsgrößen und schließlich eine hohe Potentialenergie sichert. Wenn der erhöhte Druckimpuls anschließend diese Kavitationsfelder passiert, zerplatzen sie noch rigoroser. Die zusätzlich angesammelte potentielle Energie gestattet es, eine große Zwischenphasenoberfläche der Komponenten des zu bearbeitenden Stromes zu erhalten. Außerdem tragen die Pulsationen der Kavitationsfelder, die durch den zweiten Kavitator und insbesondere durch die elastischen Lamellen hervorgerufen werden, zur Entstehung zusätzlicher Kavitationsbläschen in der gesamten Durchflußkammer bei, was die Erosionswirkung dieser Felder auf den Strom der zu bearbeitenden Komponenten erhöht. Zwecks Steigerung der hydrodynamischen Kavitationswirkung auf den Komponentenstrom werden die Teilkörper, vorzugsweise die Lamellen aus elastischem, nichtmetallischem Material gefertigt. Sie können aber auch mit einer Schicht aus elastischem, nichtmetallischem Material, beispielsweise Gummi überzogen werden. Die Intensivierung ist auf das hohe Energiepotential der entstehenen Kavitationsfelder zurückzuführen, das durch die Vibration des nichtmetallischen Materials sowie die Reflexion der Druckwellen noch verstärkt wird. Die Erfindung läßt sich infolge der Qualität der erzeugten flüssigen Systeme in der chemischen bzw. petrolchemischen Industrie bei der Herstellung von Farben, Lacken, Insektiziden und Schmierölen, in der Brennstoff- und Energiewirtschaft für die Breπnstoffherstellung auf der Basis von Masuten und Heizölen, im Maschinenbau für die Hersteilung von Emulsionen, Schmier- und Kühlflüssigkeiten, in der kosmetischen Industrie bei der Produktion von Flüssigwasch- und Reinigungsmitteln, Lotiones und Vitaminpräparaten, in der Lebensmittelindustrie bei der Produktion von Likören, Fruchtsäften, alkoholischen Getränken, Soßen und Milchprodukten sowie bei der Herstellung von Fotoemulsionen, ölemulsionen für die verschiedensten Anwendungsbereiche oder bei der Abwasserbereinigung mittels Reagenzmethode anzuwenden.A further advantage of the invention in the design of the truncated cones arranged one behind the other is that the longitudinal and radial resonance vibrations of the second cavitator, which arise under the influence of the cavitation field that forms behind the first cavitator, also contribute to increasing the intensity of the supercavitation field. by causing pulsations of the component flow and an intensive destruction of the boundary layer on the surface of the part bodies behind which the cavitation fields form. The dilution impulse (vacuum impulse) passes through these cavitation fields, which ensures that the cavitation bubbles that form are sufficiently large in the beginning and ultimately high potential energy. If the increased pressure pulse then passes through these cavitation fields, they burst even more rigorously. The additional potential energy accumulated makes it possible to obtain a large interphase surface of the components of the current to be processed. In addition, the pulsations of the cavitation fields, which are caused by the second cavitator and in particular by the elastic lamellae, contribute to the formation of additional cavitation bubbles in the entire flow chamber, which increases the erosion effect of these fields on the flow of the components to be processed. In order to increase the hydrodynamic cavitation effect on the component flow, the partial bodies, preferably the fins, are made from elastic, non-metallic material. But they can also be covered with a layer of elastic, non-metallic material, such as rubber. The intensification is due to the high energy potential of the cavitation fields that are created, which is intensified by the vibration of the non-metallic material and the reflection of the pressure waves. The invention can be due to the quality of the liquid systems produced in the chemical or petrochemical industry in the manufacture of paints, varnishes, insecticides and lubricating oils, in the fuel and energy industry for the production of fuel based on masute and heating oils, in mechanical engineering for the production of emulsions, lubricants and coolants, in the cosmetic industry for the production of liquid detergents and cleaning agents, lotions and vitamin preparations, in the food industry for the production of liqueurs, fruit juices, alcoholic beverages, sauces and dairy products as well as in the production of photo emulsions to use oil emulsions for a wide range of applications or for wastewater treatment using the reagent method.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.Further developments and advantageous refinements of the invention are specified in further subclaims.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mitThe invention is explained in more detail using several exemplary embodiments which are illustrated in the drawings. 1 shows a schematic illustration of a device according to the invention
Lamellenkombination als Kegelstumpf Fig. 2 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mitLamella combination as a truncated cone Fig. 2 schematic representation of a device according to the invention
Mantelteilkörper und Einsatz im inneren Hohlraum und Fig. 3 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Kegelstumpfe und geregelter Rückführung.Partial jacket body and insert in the inner cavity and Fig. 3 schematic representation of a device according to the invention with two truncated cones and controlled return.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung flüssiger Systeme dargestellt. Sie besitzt ein Gehäuse 1, das eine Emgangsöffhung 2 für die Zufuhr eines Stroms zu bearbeitender Komponenten und eine Ausgangsöffiiung 3 für die Entnahme des kavitierten flüssigen Systems, beispielsweise einer Suspension besitzt. Zum Gehäuse 1 gehören ein Konfusor 4, eine zylinderförmige Durchlaßkammer 5 und ein Diffusor 6, die in dieser genannten Reihenfolge hintereinander angeordnet und fest miteinander verbunden sind. In der Durchlaßkammer 5 befindet sich ein schwer umströmbarer Körper 7, der eine Kombination von neun hintereinander angeordneten, mit steigendem Querschnitt versehenen Lamellen 8 darstellt, zwischen denen elastische Elemente 9 axial eingesetzt sind, so daß zwischen benachbarten Lamellen 8 jeweils ein Hohlraum 10 voitanden ist. Die Kombination der Lamellen 8 und der Elemente 9 hat die Form eines Kegelstumpfes, wobei die weiteren Scheitel 11 der Lamellen 8 die Mantelfläche eines Kegelstumpfes als Einhüllende der Querschnitte ergeben. Die kleine Basis 12 des Kegelstumpfes ist zum Konfusor 4 gerichtet. Die Lamelle 8 mit dem größten Querschnitt stellt die große Basis 13 des Kegelstumpfes 7 dar, der mittels eines Kegelstumpfhahers 14 an einem Zwischenteil 15 gelagert ist, so daß eine Rotation des Kegelstumpfes 7 um die Drehachse des Kegelstumpfhahers 14 erfolgen kann. Das Zwischenteil 15 ist an der Wandung der Durchlaßkammer 5 befestigt und weist Öffnungen 16 auf, die parallel zur Drehachse des Kegelstumpfhalterrs 14 verlaufen. Die Lamellen 8 und die Wandung der Durchflußkammer 5 bilden, wenn der Komponentenstrom die Durchlaßkammer 5 durchströmt, jeweils einen Abschnitt einer lokalen Verjüngung des Komponentenstromes. Bedingt durch die hinter jeder Lamelle 8 befindlichen Hohlräume 10 entsteht in diesen jeweils ein räumlich kleines Kavitationsfeld, das sich mit den anderen Kavitationsfeldern von Hohlraum zu Hohlraum überlagert. In den Bereichen hinter der größten Lamelle 8 des Kegelstumpfes 7 entsteht so ein Superkavitationsfeld von hoher Intensität.1 shows a device according to the invention for producing liquid systems. It has a housing 1 which has an entrance opening 2 for the supply of a stream of components to be processed and an exit opening 3 for the removal of the cavitated liquid system, for example a suspension. The housing 1 includes a confuser 4, a cylindrical passage chamber 5 and a diffuser 6, which are arranged one behind the other in this order and are firmly connected to one another. In the passage chamber 5 there is a body 7 which is difficult to flow around and which comprises a combination of nine lamellae 8 arranged one behind the other and provided with an increasing cross section represents, between which elastic elements 9 are inserted axially, so that a cavity 10 is voitanden between adjacent slats 8. The combination of the lamellae 8 and the elements 9 has the shape of a truncated cone, the further vertices 11 of the lamellae 8 giving the lateral surface of a truncated cone as the envelope of the cross sections. The small base 12 of the truncated cone is directed towards the confuser 4. The lamella 8 with the largest cross section represents the large base 13 of the truncated cone 7, which is mounted on an intermediate part 15 by means of a truncated cone 14, so that the truncated cone 7 can rotate about the axis of rotation of the truncated cone 14. The intermediate part 15 is fastened to the wall of the passage chamber 5 and has openings 16 which run parallel to the axis of rotation of the truncated cone holder 14. The lamellae 8 and the wall of the flow chamber 5 each form a section of a local taper of the component flow when the component stream flows through the passage chamber 5. Due to the cavities 10 located behind each lamella 8, a spatially small cavitation field is created in each of these, which overlaps with the other cavitation fields from cavity to cavity. In the areas behind the largest lamella 8 of the truncated cone 7, a supercavitation field of high intensity is created.
In den folgenden Ausführungsbeispielen werden für nicht konstruktiv geänderte Bauteile, die auch nicht in ihrer Funktion geändert werden, gleiche Bezugszeichen verwendet.In the following exemplary embodiments, the same reference symbols are used for components which have not been structurally changed and which also have no change in their function.
In einer solchen weiteren Ausfuhrungsform enthält die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Kegelstumpf 17 mit einem hohlen Mantelteilkörper, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Kegelstumpf 17 ist in einem ähnlichen Gehäuse 18 untergebracht wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt. Das Gehäuse 18 besitzt eine Eingangsöfihung 2 und eine Ausgangsöffiiung 3. Zum Gehäuse 18 gehören ein Konfusor 19, eine Durchlaßkammer 20 und ein Diffusor 21, die in dieser genannten Reihenfolge hintereinander angeordnet und fest miteinander verbunden sind. In der Durchlaßkammer 20 ist der Kegelstumpf 17 mittels eines Kegelstumpfhahers 30 axial zur Mittelachse 31 der Durchlaßkammer 20 an einem Zwischenteil 22 befestigt, das mit der Wandung der Durchlaßkammer 20 fest verbunden ist. Das Zwischenteil 22 enthält Leitungen 23 und 24 zur Zufuhr von Komponenten und Gas zur Intensivierung des Kavitationsvorgangs. Desweiteren besitzt das Zwischenteil 22 mehrere Öffnungen 25, die in Richtung der Ausgangsöffiiung 3 zeigen und durch die ein Komponentenstrom zugeführt wird. Durch die gegebene Verengung mittels dieser öffiiungen 25 stellt das Zwischenteil 22 einen Konfusor dar. Der Manteheilkörper des Kegelstumpfes 17 besitzt einen inneren Hohlraum 26, der mit dem Zwischenteil 22 über die Leitungen 23 und 24 mit der kleinen Basis 27 des Kegelstumpfes 17 verbunden ist. Die große Basis 28 ist geöffnet. In dem inneren Hohlraum 26 befindet sich ein als Kegel ausgebildeter Einsatz 29, dessen Kegelspitze in Richtung der kleinen Basis 27 des Kegelstumpfes 17 zeigt. Die als Teilkörper ausgebildete Mantelfläche (Manteheilkörper) des Kegelstumpfes 17 stellt einen schwer umströmbaren Körper dar. Ebenso stellt der Einsatz 29 einen schwer umströmbaren Teilkörper dar, der einen größeren Kegelöff ungswinkel aufweist als der Kegelstumpf 17. Damit werden zwei sich verjüngende ringförmige Abschnitte ausgebildet, ein erster zwischen Wandung der Durchlaßkammer 20 und äußerer Mantelfläche des Kegelstumpfes 17 und ein zweiter zwischen innerer Mantelfläche des Kegelstumpfes 17 und der Mantelfläche des Einsatzes 29. Der über die Leitungen 23 bzw. 24- zugeführte Komponentenstrom bzw. das zuführbare Gas strömen mit hoher Geschwindigkeit in den inneren Hohlraum 26, so daß der Kegelstumpf 17 auch als Ejektor funktionieren kann, der es ermöglicht, ein Vakuum zu schaffen, durch das die Komponenten des Stroms in den Hohlraum 26 geleitet werden.In such a further embodiment, the schematic representation of the device according to the invention contains a truncated cone 17 with a hollow shell part, as shown in FIG. 2. The truncated cone 17 is housed in a similar housing 18 as shown in the embodiment of FIG. 1. The housing 18 has an inlet opening 2 and an outlet opening 3. The housing 18 includes a confuser 19, a passage chamber 20 and a diffuser 21, which are arranged one behind the other in this order and are firmly connected to one another. In the passage chamber 20, the truncated cone 17 is fastened by means of a truncated cone 30 axially to the central axis 31 of the passage chamber 20 at an intermediate part 22 which is firmly connected to the wall of the passage chamber 20. The intermediate part 22 contains lines 23 and 24 for supplying components and gas for intensifying the cavitation process. Furthermore, the intermediate part 22 has a plurality of openings 25 which point in the direction of the exit opening 3 show and through which a component stream is supplied. Due to the given constriction by means of these openings 25, the intermediate part 22 constitutes a confuser. The body of the truncated cone 17 has an inner cavity 26 which is connected to the intermediate part 22 via the lines 23 and 24 to the small base 27 of the truncated cone 17. The large base 28 is open. In the inner cavity 26 there is an insert 29 designed as a cone, the cone tip of which points in the direction of the small base 27 of the truncated cone 17. The lateral surface (partial body) of the truncated cone 17, which is designed as a partial body, represents a body that is difficult to flow around. Likewise, the insert 29 represents a partial body that is difficult to flow around, which has a larger cone opening angle than the truncated cone 17 first between the wall of the passage chamber 20 and the outer circumferential surface of the truncated cone 17 and a second between the inner circumferential surface of the truncated cone 17 and the circumferential surface of the insert 29. The component stream or the feedable gas which is supplied via the lines 23 or 24- flows at high speed into the inner cavity 26, so that the truncated cone 17 can also function as an ejector, which makes it possible to create a vacuum through which the components of the flow are conducted into the cavity 26.
Dieses Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der hydrodynamische Strom der zu bearbeitenden Komponenten gelangt entsprechend dem Pfeil A mit hoher Geschwindigkeit durch die Eingangsöffnung 2 und den Konfusor 19 in die Durchlaßkammer 20. Sich im Konfusor 19 verjüngend, strömt der Komponentenstrom auf den Manteheilkörper des Kegelstumpfes 17 und passiert den ringförmigen Abschnitt einer lokalen Verjüngung. Am Rand der großen Basis 28 werden Kavitationskavernen erzeugt, die sich ebenfalls losreißen und mit dem Komponentenstrom in eine Zone erhöhten Drucks fortgetragerϊfDort zerfallen die Kavitationskavernen mit der Bildung von Kavitationsbläschen und bilden das Kavitationsfeld. Wenn der zu bearbeitende Komponentenstrom sowohl die Durchlaßkammer 20 als auch den inneren Hohlraum 26 durchströmen, entsteht hinter den beiden sich verjüngenden Abschnitten ein verstärktes Kavitationsfeld. Auch die in den Hohlraum 26 über die Leitung 24 eingeleitete Gaskomponente beeinflußt die Ausbildung des Kavitationsfeldes. In einem dritten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mh zwei verschiedenartig gestalteten Kegelstumpfen und geregelter Rückführung eines Teils eines bereits kavitierten flüssigen Systems gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine bauliche Kombination der beiden gemäß der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiele dar. Deshalb wird bei der Erläuterung der Fig. 3 auch auf die bereits in den Fig. 1 und 2 verwendeten Bezugszeichen zurückgegriffen. Neu hinzukommende Bauteile werden entsprechend ihrer Funktion mh weiteren fortlaufenden Bezugszeichen gekennzeichnet.This example of a device according to the invention works as follows: The hydrodynamic flow of the components to be processed arrives at a high speed through the inlet opening 2 and the confuser 19 into the passage chamber 20 according to arrow A, tapering in the confuser 19, the component stream flows onto the body of the body Truncated cone 17 and passes the annular portion of a local taper. Cavitation caverns are generated at the edge of the large base 28, which also tear away and are carried away with the component stream into a zone of increased pressureϊfThere the cavitation caverns disintegrate with the formation of cavitation bubbles and form the cavitation field. When the component stream to be processed flows through both the passage chamber 20 and the inner cavity 26, an increased cavitation field is created behind the two tapered sections. The gas component introduced into the cavity 26 via the line 24 also influences the formation of the cavitation field. In a third exemplary embodiment, which is shown schematically in FIG. 3, the device according to the invention is shown with two differently shaped truncated cones and controlled return of part of an already cavitated liquid system. This exemplary embodiment represents a structural combination of the two exemplary embodiments described in accordance with FIGS. 1 and 2. For this reason, reference is already made to the reference symbols already used in FIGS. 1 and 2 in the explanation of FIG. 3. Newly added components are identified according to their function with further consecutive reference symbols.
Die beiden in den Fig. 1 und 2 bereits vorgestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit je einem in den Durchflußkammern 5 bzw. 20 plazierten schwer umströmbaren Körpern 7 bzw. 17 werden aneinandergekoppelt. Dies ergibt folgende Konstruktion:The two devices according to the invention already presented in FIGS. 1 and 2, each with a body 7 or 17 which is difficult to flow around and placed in the flow chambers 5 and 20, are coupled to one another. This results in the following construction:
Das Gehäuse 32 enthält eine Eingangsöfmung 2 und eine Ausgangsöffiiung 3 sowie eine erste Durchflußkammer 20, den Konfusor 4, eine zweite Durchflußkammer 5, einen Diffusor 6 und ein Ausgangsteil 33, die hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind. In der ersten Durchlaßkammer 20 ist ein erster Kavitator 17 angeordnet, in der zweiten Durchlaßkammer 5 ist ein zweiter Kavitator 7 plaziert und jeweils an ein Zwischenteil 22 bzw. 15 montiert, die an der Wandung der Durchflußkammern 20 bzw. 5 befestigt sind. Die Durchlaßkammem 5 und 20 sind vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Die Kavhatoren 17 und 7 sind axial zur Mittelachse 34 der Durchflußkammern 20 und 5 angeordnet, wobei der Kavitator 7 mittels seines Kegelstumpfhalters 14 drehbar um die Mittelachse 34 gelagert ist. Der Kavitator 17 ist durch die besondere Gestaltung seines inneren Hohlraums 26 in der Lage, sowohl Vakuum zu erzeugen als auch Komponenten bzw. auch Gas über den im Hohlraum 26 befindlichen Einsatz 29 in die Durchlaßkammer 20 zu leiten. Damit besitzt der schwer umströmbare Körper 17 auch die Funktion eines Ejektors. Das Zwischenteil 22 enthält drei Zuleitungen 23, 24 und 35 z. B. für Komponenten des flüssigen Systems, für Gas und für einen Teil eines bereits kavitierten flüssigen Systems. In dem Zwischenstück 22 sind auch zur Ausgangsöffiiung 3 gerichtete Öffnungen 25 vorhanden, die eine Verjüngung des Komponentenstroms und eine Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit gewährleisten. Der erwähnte Teil des bereits kavitierten Systems wird dem Ausgangsteil 33 über eine Leitung 36 zur Rückführung entnommen und der Durchlaßkammer 20 zugeführt. Die Leitung 36 ist an die Zuleitung 35 des Zwischenteils 22 angeschlossen. Das Durchmesserverhältnis des ersten Kavitators 17 zum Innendurchmesser der Leitung 36 zur Rückführung liegt im Bereich zwischen 0,4 - 0,9. In die Leitung 36 zur Rückführung eines Teils des kavitierten Suspension ist ein Drosselventil 37 als Element zur Regelung der zuführbaren Suspensicßmenge eingebaut. Endseitig an der zweiten Durchlaßkammer 5 sind vor dem Diffusor 6 zwei Gasabströmlehungen 38 vorhanden, die das z. B. über die Zuleitung 24 in den ersten Kavitator 17 angeströmte Gas nach Beendigung des Kavitationsvorgangs. ieder abführt. Dieses Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der zu bearbeitende Komponentenstrom gelangt entsprechend Pfeil A durch die Eingangsöfmung 2 und durch die öffiiungen 25 des Zwischenteils 22 in die Durchlaßkammer 20. Der Komponentenstrom verjüngt sich in dem als Konfusor wirkenden Zwischenteil 22 und strömt auf den Manteheilkörper des Kegelstumpfes 17. Am Rand der großen Basis 28 werden Kavitationskavernen erzeugt, die sich losreißen und mit dem Komponentenstrom in einen Bereich erhöhten Drucks fortgetragen werden. Die Kavitationskavernen zerfallen. Es bilden sich Kavitationsbläschen und ein Kavitationsfeld. Das entstandene Kavitationsfeld gelangt in den zweiten Konfusor 4 und strömt auf den zweiten Kavitator 7. Am Rande der Lamellen 8 werden Kavitationskavernen erzeugt, die sich ebenfalls losreißen und mit dem Komponentenstrom in einen Bereich mit erhöhtem Druck fortgetragen werden. Die Kavitationskavernen zerfallen ebenso wie vordem. Mit der Bildung von Kavitationsbläschen entsteht somit ein verstärktes summarisches Kavitationsfeld, ein Superkavitationsfeld. Ein Teil der bearbeiteten Suspension fließt durch die Leitung 36 mit Drosselventil 37 zum ersten Kavitator 17 in den Ejektor zurück und wird somit nochmals dem Kavitationsprozeß unterworfen. Während der Bearbeitung des Komponentenstroms wird in den Abschnitten der lokalen Verjüngung zwischen der Wandung der Durchflußkammern 20 bzw. 5 und den Scheiteln der großen Basen der Kegelstumpfe 17 bzw. 7 eine Geschwindigkeit des Komponentenstroms von minimal 2 m/s aufrechterhalten. Die hohen lokalen Druckverhältnisse bis zu 10.000 MPa, die beim Zerplatzen der Kavitationsbläschen entstehen, üben auf den Strom der zu bearbeitenden Komponenten eine intensive Mischungs- und Dispergierungswirkung aus.The housing 32 contains an inlet opening 2 and an outlet opening 3 as well as a first flow chamber 20, the confuser 4, a second flow chamber 5, a diffuser 6 and an outlet part 33, which are arranged one behind the other and connected to one another. A first cavitator 17 is arranged in the first passage chamber 20, a second cavitator 7 is placed in the second passage chamber 5 and is each mounted on an intermediate part 22 or 15, which are fastened to the wall of the flow chambers 20 or 5. The passage chambers 5 and 20 are preferably cylindrical. The cavhators 17 and 7 are arranged axially to the central axis 34 of the flow chambers 20 and 5, the cavitator 7 being mounted rotatably about the central axis 34 by means of its truncated cone holder 14. Due to the special design of its inner cavity 26, the cavitator 17 is able to generate vacuum as well as to conduct components or gas via the insert 29 located in the cavity 26 into the passage chamber 20. The body 17, which is difficult to flow around, also has the function of an ejector. The intermediate part 22 contains three feed lines 23, 24 and 35 z. B. for components of the liquid system, for gas and for part of an already cavitated liquid system. In the intermediate piece 22 there are also openings 25 directed towards the outlet opening 3, which ensure a tapering of the component flow and an increase in the flow rate. The aforementioned part of the already cavitated system is removed from the output part 33 via a line 36 for recycling and fed to the passage chamber 20. The line 36 is connected to the supply line 35 of the intermediate part 22. The diameter ratio of the first cavitator 17 to the inner diameter of the line 36 for the return is in the range between 0.4-0.9. In the line 36 for returning part of the cavitated suspension, a throttle valve 37 is installed as an element for regulating the amount of suspensions that can be supplied. At the end of the second passage chamber 5 two gas outflow 38 are present in front of the diffuser 6, which the z. B. gas flowing through the supply line 24 into the first cavitator 17 after the end of the cavitation process. again. This example of the device according to the invention works as follows: The component stream to be processed reaches arrow A through the inlet opening 2 and through the openings 25 of the intermediate part 22 into the passage chamber 20. The component stream tapers in the intermediate part 22 acting as a confuser and flows onto the body of the truncated cone 17. Cavitation caverns are produced at the edge of the large base 28, which tear away and are carried away with the component stream into a region of increased pressure. The cavitation caves disintegrate. Cavitation bubbles and a cavitation field form. The resulting cavitation field arrives in the second confuser 4 and flows onto the second cavitator 7. At the edge of the lamellae 8, cavitation caverns are generated which also tear away and are carried away with the component flow into an area with increased pressure. The cavitation caverns are decaying as well as before. With the formation of cavitation bubbles, an increased summary cavitation field is created, a supercavitation field. Part of the processed suspension flows back through line 36 with throttle valve 37 to first cavitator 17 in the ejector and is thus subjected to the cavitation process again. During the processing of the component stream, a velocity of the component stream of at least 2 m / s is maintained in the sections of the local taper between the walls of the flow chambers 20 and 5 and the apices of the large bases of the truncated cones 17 and 7, respectively. The high local pressure ratios of up to 10,000 MPa, which arise when the cavitation bubbles burst, exert an intensive mixing and dispersing effect on the flow of the components to be processed.
Die mit Hilfe von Kavitationsfeldern entstandene Suspension wird durch den Diffusor 21 und das Ausgangsteil 33 über die Ausgangsöffnung 3 aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung entnommen. Das eingesetzte Gas zur Beeinflussung des Kavitationsvorgangs wird separiert und über die vorhandenen Gasabströmleitungen 38 aus der zweiten Durchlaßkammer 5 entfernt. Eine wehere vorteilhafte Beeinflussung des Kavitationsprozesses hinter dem ersten Kavitator 17 ist durch eine vorgesehene Verschiebbarkeit des Einsatzes 29 gegeben. Durch die Möglichkeit seiner ortsveränderlichen Bewegbarkeit im Bereich des inneren Hohlraums 29 kann der ringförmige Abschnitt der lokalen Verjüngung verändert werden.The suspension formed with the aid of cavitation fields is removed from the device according to the invention through the diffuser 21 and the outlet part 33 via the outlet opening 3. The gas used to influence the cavitation process is separated and removed from the second passage chamber 5 via the existing gas outflow lines 38. A further advantageous influencing of the cavitation process behind the first cavitator 17 is provided by the slidability of the insert 29. Due to the possibility of its movable mobility in the area of the inner cavity 29, the annular section of the local taper can be changed.
Die geregelte Rückfürung eines Teils eines bereits kavitierten Systems ist auch in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durchführbar. Die Leitung 36 zur Rückführung eines Teils des kavitierten flüssigen Systems ist mit dem inneren Hohlraum 26 des Kavitators 17 verbunden, der am Zwischenteil 22 der Durchlaßkammer 20 befestigt ist. Die Leitung 36 ist von der Ausgangsöffiiung 3 oder von dem Ausgangsteil 33 abgezweigt. In der Leitung 36 ist ebenso wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ein Drosselventil zur Regelung des rückzuführenden Teils des kavitierten flüssigen Systems eingebaut. The controlled return of part of an already cavitated system can also be carried out in the exemplary embodiment shown in FIG. 2. The line 36 for returning part of the cavitated liquid system is connected to the inner cavity 26 of the cavitator 17, which is attached to the intermediate part 22 of the passage chamber 20. The line 36 is branched off from the outlet opening 3 or from the outlet part 33. In line 36, as in the exemplary embodiment according to FIG. 3, a throttle valve for regulating the part of the cavitated liquid system to be returned is installed.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 4a bis 6b dargestellt. Es zeigen:Further advantageous exemplary embodiments of the invention are shown in FIGS. 4a to 6b. Show it:
Fig. 4a schematisch ein Querschnitt durch eine er¬ findungsgemäße Vorrichtung mit geschlitzten Lamellen,4a schematically shows a cross section through a device according to the invention with slotted slats,
Fig. 4b bis 4e Seiten- und Vorderansicht der bei der Vor¬ richtung aus Fig. 4a eingesetzten geschlitz¬ ten Lamellen und Abstandsscheiben,4b to 4e side and front view of the slotted slats and spacers used in the device from FIG. 4a,
Fig. 5a schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem ela¬ stisch verschiebbar gelagerten Kegelstumpf,5a schematically shows a cross section through a device according to the invention with an elastically displaceably mounted truncated cone,
Fig. 5b den elastisch gelagerten Kegelstumpf in ei¬ ner vergrößerten Darstellung,5b shows the elastically mounted truncated cone in an enlarged view,
Fig. 6a schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei schwer umströmbaren Körpern,6a schematically shows a cross section through a device according to the invention with two bodies which are difficult to flow around,
Fig. 6b eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 6a gezeigten schwer umströmbaren Körper.Fig. 6b is an enlarged view of the difficult to flow around body shown in Fig. 6a.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel (Fig. 4a bis 4e) der Erfindung weist einen Kegelstumpf 7 mit geschlitzten Lamel¬ len 8' auf. Die Lamellen 8' sind mit einem zentralen Loch 40 versehen, mit dem sie auf dem Kegelstumpfhalter 14 aufgesteckt sind. An den Lamellen 8' sind radial verlaufende, vom Umfang der Lamellen 8' sich nach innen erstreckende Schlitze 41 einge¬ bracht. Die Schlitze 41 sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Lamellen verteilt, d. h. sie weisen einen paarweise gleichen Winkelabstand auf und begrenzen zwischen sich jeweils ein Lamellenblatt 43 gleicher Form. Die Schlitzbreite beträgt 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise 0,5 bis 3 mm. Zwischen den Lamellen 8' sind auf dem Kegelstumpfhalter 14 Abstandsscheiben 42 ange¬ ordnet, die einen kleineren Durchmesser als die jeweils angren¬ zenden Lamellen 8' aufweisen. Der Durchmesser der Abstandsschei¬ ben 42 nimmt in Richtung zur großen Basis 13 des Kegelstumpfes 7 etwa proportional mit dem Durchmesser der Lamellen 8' zu, so daß zwischen zwei benachbarten Lamellen 8' jeweils eine Nut gleicher bzw. ähnlicher Tiefe ausgebildet ist. Die Abstands¬ scheiben 42 weisen vorzugsweise eine größere Dicke als die La¬ mellen 8' auf. Die Lamellen 8' sind mit ihren Schlitzen 41 zu¬ einander versetzt angeordnet, wobei in Axialrichtung sich je¬ weils ein Schlitz 41 einer Lamelle 8' gegenüber einem Lamellen¬ blatt 43 einer benachbarten Lamelle 8' befindet. Die Komponen¬ tenströmung strömt somit beim Durchtritt durch die Schlitze 41 entlang einer wellenförmigen Strömungsbahn, die sich durch die in den aufeinanderfolgenden Lamellen 8' eingebrachten Schlitze 41 erstreckt. Dieser wellenförmige geführte Strom durch die Schlitze 41 erzeugt Schwingungen mit einer Frequenz im Infra¬ schallbereich (z. B. 18 bis 20 Hz). Der Infraschall überlagert sich mit dem Kavitationsfeld, wodurch eine noch stärkere Ausnut¬ zung der hydrodynamischen Kavitationswirkung erzielt wird. Der Infraschall breitet sich im Komponentenstrom aus, so daß er nicht nur auf den Nutbereich zwischen den Lamellen 8' begrenzt ist.Another advantageous exemplary embodiment (FIGS. 4a to 4e) of the invention has a truncated cone 7 with slotted lamellae 8 '. The fins 8 'are provided with a central hole 40, with which they are plugged onto the truncated cone holder 14. Radially extending slots 41 are formed on the lamellae 8 'and extend inwards from the circumference of the lamellae 8'. The slots 41 are preferably evenly distributed over the circumference of the lamellae, that is to say they have an angular spacing in pairs and delimit a lamella leaf 43 of the same shape between them. The slot width is 0.1 to 10 mm, preferably 0.5 to 3 mm. Between the slats 8 'are arranged on the truncated cone holder 14 spacers 42 which have a smaller diameter than the respective adjacent lamellae 8'. The diameter of the spacer disks 42 increases in the direction of the large base 13 of the truncated cone 7 approximately proportionally with the diameter of the lamellae 8 ', so that a groove of the same or similar depth is formed between two adjacent lamellae 8'. The spacer disks 42 preferably have a greater thickness than the slats 8 '. The slats 8 'are arranged offset with respect to one another with their slits 41, a slit 41 of a slat 8' being located in the axial direction relative to a slat sheet 43 of an adjacent slat 8 '. The component flow thus flows as it passes through the slots 41 along a wavy flow path which extends through the slots 41 made in the successive lamellae 8 '. This wave-shaped current through the slots 41 generates vibrations with a frequency in the infrasound range (eg 18 to 20 Hz). The infrasound is superimposed on the cavitation field, whereby an even greater utilization of the hydrodynamic cavitation effect is achieved. The infrasound propagates in the component stream, so that it is not only limited to the groove area between the fins 8 '.
Dieses Ausführungsbeispiel mit geschlitzen Lamellen 8' ist typi¬ scherweise zur Herstellung von Emulsionen, Shampoos, Lotionen, Säften und Limonaden geeignet.This embodiment with slotted slats 8 'is typically suitable for the production of emulsions, shampoos, lotions, juices and lemonades.
In Fig. 5a und 5b ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, mit dem zusätzlich zum Kavitationsfeld Schwingungen im Komponenten¬ strom erzeugt werden, die im Ultraschallbereich liegen und die sich mit dem Kavitationsfeld überlagern.5a and 5b show an exemplary embodiment with which, in addition to the cavitation field, vibrations in the component stream are generated which lie in the ultrasound range and which overlap with the cavitation field.
Der Kegelstumpf 7 ist wie bei dem in Fig. 4a bis 4e gezeigten Ausführungsbeispiel aus Abstandsscheiben 42 und Lamellen 8' zusammengesetzt, die sowohl geschlitzte als auch ungeschlitzt ausgeführt sein können. Die Lamellen 8' und die AbstandsScheiben 42 sitzen auf einer gemeinsamen Buchse 44, die ver¬ schiebbar auf dem Kegelstumpfhalter 14 lagert. Der Kegelstumpf- halter 14 ist in diesem Verschiebebereich als dünne rohrförmige Stange 14a ausgebildet, die endseitig zwei als Anschläge 46 dienende Verbreiterungen aufweist. Zwischen den Anschlägen 46 und den endseitigen Lamellen, die die kleine bzw. große Basis 12, 13 des Kegelstumpfes 7 bilden, ist jeweils eine Schraubenfe¬ der 47, 48 unter Vorspannung eingesetzt. Die Federhärte der an der großen Basis 13 angeordneten Feder 48 ist größer als die Federhärte der an der kleinen Basis 12 angeordneten Feder, da die an der großen Basis 13 angeordnete Feder 48 in Strömungs¬ richtung A der anderen Feder 47 nachgeordnet ist, so daß die Feder 48 dem Strömungsdruck entgegenwirken muß.As in the exemplary embodiment shown in FIGS. 4a to 4e, the truncated cone 7 is composed of spacer disks 42 and lamellae 8 ', which can be both slotted and unslit. The slats 8 'and the spacers 42 sit on a common bush 44 which slidably supports the truncated cone holder 14. The truncated cone holder 14 is formed in this displacement area as a thin tubular rod 14a, which has two widenings serving as stops 46 at the end. Between the stops 46 and the end plates, which form the small or large base 12, 13 of the truncated cone 7, a screw spring 47, 48 is inserted under prestress. The spring hardness of the spring 48 arranged on the large base 13 is greater than the spring hardness of the spring arranged on the small base 12, since the spring 48 arranged on the large base 13 is arranged downstream of the other spring 47 in the flow direction A, so that the Spring 48 must counteract the flow pressure.
Der auf diese Art und Weise verschieblich am Kegelstumpfhalter 14 vorgespannte Kegelstumpf 7 wird beim Umströmen mit dem Kom¬ ponentenstrom zu Schwingungen angeregt, deren Frequenz im Ul¬ traschallbereich liegt. Dieses Ultraschallfeld wird dem Kavita¬ tionsfeld überlagert, so daß die hydrodynamische Kavitations¬ wirkung gesteigert wird.The truncated cone 7, which is slidably biased on the truncated cone holder 14 in this way, is excited to vibrate when the component current flows around it, the frequency of which lies in the ultrasonic range. This ultrasound field is superimposed on the cavitation field, so that the hydrodynamic cavitation effect is increased.
Die Überlagerung eines Kavitationsfeldes mit einem Ultraschall¬ feld ist typischerweise zum Herstellen von Soßen, Mayonnaisen, Likören, Schokolade, Senf, Bioprodukte, Frostschutzmittel, Feu¬ erschutzflüssigkeiten und zur Anreicherung von Heizöl mit Wasser geeignet. So wird beispielsweise durch die Anreicherung eines Wasseranteils von 5 % bis 10 % in Heizöl beim Verbrennen dessel¬ ben in einem Brenner die Abgasemission deutlich gesenkt. Bei¬ spielsweise verringert sich der Anteil der CO-Emission um 25 %.The superposition of a cavitation field with an ultrasound field is typically suitable for the production of sauces, mayonnaises, liqueurs, chocolate, mustard, organic products, antifreeze, fire protection liquids and for enriching heating oil with water. For example, by enriching a water content of 5% to 10% in heating oil when burning the same in a burner, the exhaust gas emission is significantly reduced. For example, the proportion of CO emissions is reduced by 25%.
In Fig. 6a und 6b ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich zu allen vorhergehenden Ausführungsbeispielen dadurch un¬ terscheidet, daß der bzw. die schwer umströmbaren Körper in Strömungsrichtung vor dem scheibenförmigen Zwischenteil 15 an¬ geordnet sind, an denen der Kegelstumpfhalter 14 befestigt ist. Der Komponentenstrom umströmt somit zuerst die schwer umström¬ baren Körper, bevor er durch die Öffnungen 16 in dem Zwischen- teil 15 durchtritt.6a and 6b show an exemplary embodiment which differs from all the previous exemplary embodiments in that the body or bodies which are difficult to flow around are arranged in the flow direction in front of the disk-shaped intermediate part 15 to which the truncated cone holder 14 is fastened. The component stream thus first flows around the bodies which are difficult to flow around, before it flows through the openings 16 in the intermediate part 15 passes.
Bei dieser Ausführungsform sind zwei schwer umströmbare Körper 7a, 7b auf einem gemeinsamen Kegelstumpfhalter 14 vorgesehen. Der eine schwer umströmbare Körper weist die Form eines Kegel- stumpfes 7a und der andere schwer umströmbare Körper weist die Form eines Zylinders 7b auf. Die schwer umströmbaren Körper 7a, 7b sind jeweils aus Lamellen 8 und dazwischen eingesetzten ela¬ stischen Elementen 9 ausgebildet, die einen möglichst geringen Durchmesser aufweisen, so daß die zwischen den Lamellen 8 gebil¬ deten Hohlräume 10 möglichst groß sind. Die Lamellen 8 des Zy¬ linders 7b weisen den gleichen Durchmesser wie die Lamelle 8 der großen Basis 13 des Kegelstumpfes 7a auf.In this embodiment, two bodies 7a, 7b which are difficult to flow around are provided on a common truncated cone holder 14. One body which is difficult to flow around has the shape of a truncated cone 7a and the other body which is difficult to flow around has the shape of a cylinder 7b. The bodies 7a, 7b which are difficult to flow around are each formed from lamellae 8 and elastic elements 9 inserted between them, which have the smallest possible diameter, so that the cavities 10 formed between the lamellae 8 are as large as possible. The fins 8 of the cylinder 7b have the same diameter as the fins 8 of the large base 13 of the truncated cone 7a.
Der Zylinder 7b ist in Strömungsrichtung dem Kegelstumpf 7a nachgeordnet und unverschiebbar auf dem Kegelstumpfhalter 14 befestigt. Der Kegelstumpf 7a sitzt auf einer Buchse 44, die wiederum verschiebbar auf dem Kegelstumpfhalter 14 lagert. Zwi¬ schen dem Kegelstumpf 7a und dem Zylinder 7b ist eine Schrauben¬ feder 49 unter Vorspannung auf dem Kegelstumpfhalter 14 aufge¬ steckt, so daß der Kegelstumpf 7a durch die Federwirkung ent¬ gegen dem Strömungsdruck beaufschlagt wird.The cylinder 7b is arranged downstream of the truncated cone 7a and is fixed immovably on the truncated cone holder 14. The truncated cone 7a is seated on a bushing 44, which in turn is slidably supported on the truncated cone holder 14. Between the truncated cone 7a and the cylinder 7b, a helical spring 49 is pretensioned on the truncated cone holder 14, so that the truncated cone 7a is acted upon by the spring action against the flow pressure.
Der Kegelstumpf 7a wird beim Umströmen mit einem Komponenten¬ strom zu Schwingungen im Frequenzbereich von Ultraschall ange¬ regt, die sich mit dem Kavitationsfeld überlagern. Typische Anwendungsgebiete für diese Ausführungsform sind das Herstellen von Cremen, Zahnpasten, Motorölen, Lacken und Farben, die Ab¬ wasseraufbereitung, insbesondere das Abtöten von Mikroorganis¬ men, wie z. B. von Salmonellen.When a component stream flows around it, the truncated cone 7a is excited to vibrate in the frequency range of ultrasound, which overlap with the cavitation field. Typical areas of application for this embodiment are the production of creams, toothpastes, motor oils, lacquers and paints, the wastewater treatment, in particular the killing of microorganisms, such as, for. B. of Salmonella.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen flüssiger Systeme, die auch als Generatoren bezeichnet werden, wird der Komponentenstrom typischerweise mit einem Druck von 1 bis 20 bar hindurchgepreßt, wobei typische Bearbeitungszeiten im Bereich von einigen Minuten liegen. Der angelegte Druck und die ange¬ wandte Bearbeitungszeit können stark schwanken und sind nach Maßgabe folgender Faktoren festzulegen:By means of the device according to the invention for producing liquid systems, which are also referred to as generators, the component stream is typically pressed through at a pressure of 1 to 20 bar, typical processing times being in the range of a few minutes. The pressure applied and the processing time used can vary greatly and are after Determine the following factors:
1. Viskosität der Komponenten1. Viscosity of the components
2. Polarität der Komponenten2. Polarity of the components
3. Anzahl der Komponenten3. Number of components
4. chemische Prozesse, die im Kavitationsfeld auftreten.4. Chemical processes that occur in the cavitation field.
Die Frequenzen der Infra- bzw. Ultraschallfelder, die mit den oben beschriebenen schwer umströmbaren Körpern erzeugt werden können, werden auch von der Art der Komponenten des Komponenten¬ stromes beeinflußt.The frequencies of the infrared or ultrasonic fields that can be generated with the above-described bodies which are difficult to flow around are also influenced by the type of components of the component stream.
Bei geschlitzten Lamellen 8' wurde festgestellt, daß die Höhe der Frequenz des Infraschalls indirekt proportional zur Breite der Schlitze ist. Insbesondere können bei Verwendung von unter¬ schiedlichen Schlitzbreiten mehrere voneinander abweichende Infraschallfrequenzen angeregt werden.In the case of slotted slats 8 ', it was found that the height of the frequency of the infrasound is indirectly proportional to the width of the slits. In particular, when using different slot widths, a plurality of differing infrasound frequencies can be excited.
Die durch einen verschiebbar auf dem Kegelstumpfhalter 14 vor¬ gespannten Kegelstumpf 7 erzeugten Ultraschallfrequenzen werden sowohl von der Größe als auch der Raumform des Kegelstumpfes und der Federhärte der verwendeten Feder bzw. der verwendeten Federn bestimmt.The ultrasonic frequencies generated by a truncated cone 7 which is slidably biased on the truncated cone holder 14 are determined both by the size and the spatial shape of the truncated cone and by the spring hardness of the spring or springs used.
Mit den erfindungsgmäßen Vorrichtungen lassen sich Dispersionen mit außergewöhnlich guter Verteilung der Feststoffe in der flüs¬ sigen Phase erzielen, die auf Grund der feinen Verteilung eine sehr gute Lagerstabilität aufweisen. Eine typische Verteilung der Tropfengröße von Tropfen die jeweils einen Feststoffpartikel enthalten ist:With the devices according to the invention, dispersions with an exceptionally good distribution of the solids in the liquid phase can be achieved, which, because of the fine distribution, have very good storage stability. A typical distribution of the drop size of drops each containing a solid particle:
Tropfengröße Anzahl der TropfenDrop size Number of drops
< 1 μm 1760<1 μm 1760
« 2,5 μm 1062«2.5 μm 1062
* 7,5 μm 1 * 7.5 μm 1
= 10 μm 1= 10 μm 1
- 12,5 μm 1 - 12.5 μm 1

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Erzeugung flüssiger Systeme, insbesondere von Emulsionen und Suspensionen oder dergleichen in einem hydro¬ dynamischen Kavitationsfeld, folgende Merkmale enthaltend: a) Es ist ein Gehäuse (1) vorhanden, das eine Eingangsöffnung (2) für die Zufuhr mindestens eines Komponentenstroms und eine Ausgangsöffnung (3) für die Entnahme des flüssigen Systems be¬ sitzt, b) wobei das Gehäuse (1) einen Konfusor (4), eine Durchflu߬ kammer ( 5) mit einem darin plazierten, schwer umströmbaren Kör¬ per (7), einen Diffusor (6) umfaßt, die hintereinander angeord¬ net und miteinander fest verbunden sind, c) der schwer umströmbare Körper ist axial zur Mittelachse der Durchflußkammer an einem Zwischenteil (22) angeordnet, d) das Zwischenteil (22) ist an der Durchflußkammer (5) be¬ festigt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: e) Der schwer umströmbare Körper (7, 17) ist als Kegelstumpf ausgebildet, dessen große Basis (13, 28) zur Ausgangsöffnung (3) gerichtet ist und f) der schwer umströmbare Körper (7, 17) weist zur Erzeugung eines Kavitationsfeldes einen durchströmbaren Hohlraum (10, 26) auf.1. Device for producing liquid systems, in particular emulsions and suspensions or the like in a hydrodynamic cavitation field, comprising the following features: a) There is a housing (1) which has an inlet opening (2) for the supply of at least one component stream and has an outlet opening (3) for the removal of the liquid system, b) the housing (1) having a confuser (4), a flow-through chamber (5) with a body (7) which is difficult to flow around, comprises a diffuser (6) which are arranged one behind the other and are firmly connected to one another, c) the body which is difficult to flow around is arranged axially to the central axis of the flow chamber on an intermediate part (22), d) the intermediate part (22) is on the flow chamber ( 5) fastened, characterized by the following features: e) The body (7, 17) which is difficult to flow around is designed as a truncated cone, the large base (13, 28) of which is directed towards the outlet opening (3) and f) the body (7, 17), which is difficult to flow around, has a cavity (10, 26) through which it can flow to generate a cavitation field.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwer umströmbare Körper (7, 17) eine Kombination mehrerer schwer umströmbarer Teilkörper (8, 17, 29) darstellt, zwischen denen sich jeweils ein durchströmbarer Hohlraum (10, 26) befin¬ det. 2. Device according to claim 1, characterized in that the body (7, 17) which is difficult to flow around represents a combination of a plurality of partial bodies (8, 17, 29) which are difficult to flow around, between each of which a cavity (10, 26) through which flow can be found .
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf aus einer Kombination von mindestens drei Lamel¬ len (8) mit zwischen den Lamellen (8) angeordneten elastischen Elementen (9) besteht, wobei die Lamellen (8) von der kleinen Basis (12) des Kegelstumpfes bis zur großen Basis (13) einen steigenden Querschnitt entsprechend der vorgegebenen Mantelflä¬ che als Einhüllende der Querschnitte aufweisen und die elasti¬ schen Elemente (9) einen kleineren Querschnitt als die benach¬ barten Lamellen (8) aufweisen, zwischen denen jeweils ein Hohl¬ raum (10) vorhanden ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the truncated cone consists of a combination of at least three Lamel¬ len (8) with between the slats (8) arranged elastic elements (9), the slats (8) from the small base (12) of the truncated cone up to the large base (13) have an increasing cross section corresponding to the given lateral surface as the envelope of the cross sections and the elastic elements (9) have a smaller cross section than the adjacent lamellae (8) between each of which has a cavity (10).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schwer umströmbare Körper in Form eines hohlen Kegelstumpfes (17) gefertigt ist, dessen kleine Basis (27) in Verbindung mit dem Zwischenteil (22) mindestens eine Zuleitung (23, 24), vor¬ zugsweise zur Zufuhr von Komponenten des zu erzeugenden flüssi¬ gen Systems besitzt, und der in seinem inneren Hohlraum (26) einen als schwer umströmbar wirkenden Einsatz (29) enthält, dessen Spitzung in Richtung der kleinen Basis (27) des Kegel¬ stumpfes (17) zeigt und der den -Hohlraum (26) in Richtung der großen Basis (28) des Kegelstumpfes (17) hin verjüngt.4. The device according to claim 2, characterized in that the body which is difficult to flow around is made in the form of a hollow truncated cone (17), whose small base (27) in connection with the intermediate part (22) has at least one feed line (23, 24) ¬ preferably for the supply of components of the liquid system to be produced, and which contains in its inner cavity (26) an insert (29) which acts as a flow around it, the tip of which towards the small base (27) of the truncated cone ( 17) shows and which tapers the cavity (26) towards the large base (28) of the truncated cone (17).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (22) mit einer weiteren Zuleitung (35) zur Zuführung eines bereits kavitierten flüssigen Systems ausgestat¬ tet ist, wobei die Zuleitung (35) in den inneren Hohlraum (26) des Kavitators (17) geführt ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate part (22) is equipped with a further feed line (35) for supplying an already cavitated liquid system, the feed line (35) in the inner cavity (26) of the cavitator (17) is guided.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (36) zur Rückführung eines Teils des kavitierten flüssigen Systems in den inneren Hohlraum (26) des in der Durch¬ laßkammer (20) am Zwischenteil (22) befestigten Kavitators (17) vorgesehen ist, die nach der Ausgangsöffnung (3) abzweigt, und daß in der Leitung (36) ein Element, vorzugsweise ein Drossel¬ ventil (37) zur Regelung des rückzuführenden Teils des kavitier¬ ten flüssigen Systems eingebaut ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a line (36) for returning part of the cavitated liquid system into the inner cavity (26) of the in the passage chamber (20) on the intermediate part (22) attached cavitator ( 17) is provided, which branches off after the outlet opening (3), and that an element, preferably a throttle valve (37) for regulating the part of the cavitated liquid system to be returned is installed in the line (36).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (36) zur Rückführung an eine der im Zwischenteil (22) vorhandenen Zuleitungen (35) angeschlossen ist, mit der der Kavitator (17) in Verbindung steht, um vorzugsweise den rückge¬ führten Teil des kavitierten flüssigen Systems insbesondere in den sich in Strömungsrichtung verjüngenden inneren Hohlraum (26) zu leiten.7. The device according to claim 6, characterized in that the line (36) for return to one of the in the intermediate part (22) existing lines (35) is connected, with which the cavitator (17) is connected, preferably to the Rückge¬ led to conduct part of the cavitated liquid system, in particular, into the inner cavity (26), which tapers in the direction of flow.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zwischenteil (22) mit mindestens einer Zuleitung (23, 24, 35) ausgestattet und vorzugsweise mit einer Leitung (36) zur Rückführung eines Teils des kavitierten flüssigen Sy¬ stems regelbar verbunden ist.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one intermediate part (22) equipped with at least one feed line (23, 24, 35) and preferably with a line (36) for returning a portion of the cavitated liquid system adjustable connected is.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Leitung (36) eingebaute Element (37) zur Regelung des rückführbaren Teils des kavitierten flüssigen Systems ein Dros¬ selventil ist.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the element (37) installed in the line (36) for regulating the traceable part of the cavitated liquid system is a throttle valve.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 3 und einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8) miteinander mittels der elastischen Elemente (9) mit einer minimalen Stärke von 0,01 mm und einem Außendurch¬ messer von 0,3 bis 0,9 des Durchmessers der Lamellen (8) ver¬ bunden ist.10. The device according to claim 3 or claim 3 and one of claims 5 to 9, characterized in that the lamellae (8) together by means of the elastic elements (9) with a minimum thickness of 0.01 mm and an outer diameter of 0 , 3 to 0.9 of the diameter of the fins (8) is connected.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8) gemeinsam mit den elastischen Elementen (9) um die Achse des Kegelstumpfhalters (14) drehbar gelagert sind.11. The device according to claim 10, characterized in that the lamellae (8) together with the elastic elements (9) the axis of the truncated cone holder (14) is rotatably mounted.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8) einen elastischen, nichtmetallischen Überzug besitzen.12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that the lamellae (8) have an elastic, non-metallic coating.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8) aus elastischem, nichtmetallischem Material bestehen.13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the slats (8) consist of elastic, non-metallic material.
14. Vorrichtung zum Erzeugen flüssiger Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (32) mit Eingangsöffnung (2) und Ausgangsöff¬ nung (3) ein erster Konfusor (25), eine erste Durchlaßkammer (20) mit einem in ihr plazierten ersten Kavitator (17), der einen inneren Hohlraum (26) mit angeordnetem Einsatz (29) ent¬ hält, einen zweiten Konfusor (4), eine zweite Durchlaßkammer (5) mit einem in ihr plazierten zweiten Kavitator (7), ein Diffusor (6) sowie ein Ausgangsteil (33) hintereinander angeordnet und miteinander gekoppelt sind, daß .sich zwischen dem Ausgangsteil (33) und der Durchflußkammer (20) eine Leitung (36) zur Rückfüh¬ rung eines Teils des kavitierten flüssigen Systems befindet, und daß die beiden Kavitatoren (7, 17) axial zur Mittelachse (34) der Durchlaßkammer (20, 5) angeordnet sind, und daß die Kavita¬ toren (17) und (7) mittels Zwischenteilen (22) und (15) an den Wandungen der Durchlaßkammern (20, 5) befestigt sind, wobei während des Durchströmens der Durchlaßkammern (20, 5) durch die mehrfache Überlagerung von Kavitationsfeldern im Bereich hinter dem zweiten Kavitator (7) eine Vervielfachung der Intensität erreichbar ist, die durch die geregelte kontinuierliche Rückfüh¬ rung eines Teils des vielfach kavitierten Systems zusätzlich beeinflußbar ist.14. Device for producing liquid systems, characterized in that in a housing (32) with an inlet opening (2) and an outlet opening (3) a first confuser (25), a first passage chamber (20) with a first cavitator placed in it (17), which contains an inner cavity (26) with an arranged insert (29), a second confuser (4), a second passage chamber (5) with a second cavitator (7) placed in it, a diffuser (6) and an output part (33) are arranged one behind the other and are coupled to one another such that a line (36) for returning part of the cavitated liquid system is located between the output part (33) and the flow chamber (20), and that the two cavitators (7, 17) are arranged axially to the central axis (34) of the passage chamber (20, 5), and that the cavitators (17) and (7) by means of intermediate parts (22) and (15) on the walls of the passage chambers (20 , 5) are attached, wherein during the flow mens the passage chambers (20, 5) a multiplication of the intensity is given by the multiple superposition of cavitation in the area behind the second cavitator (7) can be reached, which is controlled by the continuous Rückfüh¬ tion of a portion of the multi-cavitated system additionally influenced.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zwischenteil (22) mit mindestens einer Zuleitung (23, 24, 35) ausgestattet und vorzugsweise mit der Leitung (36) zur Rückführung eines Teils des kavitierten flüssigen Systems regelbar verbunden ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that at least one intermediate part (22) is equipped with at least one feed line (23, 24, 35) and is preferably connected in a controllable manner to the line (36) for returning part of the cavitated liquid system.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß über mindestens eine Zuleitung (23) Gas einströmbar ist, wobei für die Separierung des Gases aus dem kavitierten System endsei- tig an der zweiten Durchlaßkammer (5) vor dem Diffusor (6) min¬ destens eine Gasabströmleitung (38) vorgesehen ist.16. The apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that gas can be flowed in via at least one feed line (23), the end of the second passage chamber (5) in front of the diffuser (6) for separating the gas from the cavitated system. At least one gas outflow line (38) is provided.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Leitung (36) eingebaute Element (37) zur Regelung des rückführbaren Teils des kavitierten flüssigen Systems ein Dros¬ selventil ist.17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the element (37) installed in the line (36) for regulating the traceable part of the cavitated liquid system is a throttle valve.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der in der zweiten Durchlaßkammer ( 5) plazierte zweite Kavitator (7) als Kegelstumpf ausgebildet ist, der aus einer Kombination von mindestens drei Lamellen (8) mit zwischen den Lamellen (8) angeordneten elastischen Elementen (9) besteht, wobei die Lamel¬ len (8) von der kleineren Basis (12) des Kegelstumpfes (7) bis zur großen Basis ( 13 ) einen steigenden Querschnitt entsprechend der vorgegebenen Mantelfläche als Einhüllende der Querschnitte haben und die elastischen Elemente (9) einen kleineren Quer¬ schnitt als die benachbarten Lamellen aufweisen.18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized in that the second cavitator (7) placed in the second passage chamber (5) is designed as a truncated cone, which consists of a combination of at least three fins (8) with between the fins ( 8) arranged elastic elements (9), the lamellae (8) from the smaller base (12) of the truncated cone (7) to the large base (13) having an increasing cross section corresponding to the given lateral surface as an envelope of the cross sections and the elastic elements (9) have a smaller cross section than the adjacent slats.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen ( 8 ) miteinander mittels der elastischen Elemente (9) mit einer minimalen Stärke von 0,01 mm und einem Außendurch¬ messer von 0,3 bis 0,9 des Durchmessers der Lamellen (8) ver¬ bunden sind. 19. Device according to one of claims 14 to 18, characterized in that the lamellae (8) with each other by means of the elastic elements (9) with a minimum thickness of 0.01 mm and an outside diameter of 0.3 to 0.9 of the diameter of the fins (8) are connected.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8 ) gemeinsam mit den elastischen Elementen (9 ) um die Achse des Kegelstumpfhalters (14) drehbar gelagert sind.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the lamellae (8) are rotatably mounted together with the elastic elements (9) about the axis of the truncated cone holder (14).
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8) einen elastischen, nichtmetallischen Überzug besitzen.21. The apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that the slats (8) have an elastic, non-metallic coating.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (8) aus elastischem, nichtmetallischem Material bestehen.22. Device according to one of claims 19 to 21, characterized in that the lamellae (8) consist of elastic, non-metallic material.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kavitator (17) in Form eines hohlen Kegelstumpfes ge¬ fertigt ist, dessen kleine Basis (27) in Verbindung mit einem Zwischenteil (22) mindestens eine Zuleitung (23, 24, 35), vor¬ zugsweise zur Zufuhr von Komponenten, von Gas bzw. eines kavi¬ tierten flüssigen Systems, besitzt, und der in seinem inneren Hohlraum (26) einen als schwer umströmbar wirkenden Einsatz (29) enthält, dessen Spitzung in Richtung der kleinen Basis (27) des Kegelstumpfes (17) zeigt und der den Hohlraum (26) in Richtung großer Basis (28) des Kegelstumpfes hin verjüngt.23. Device according to one of claims 14 to 22, characterized in that the first cavitator (17) is manufactured in the form of a hollow truncated cone, the small base (27) of which, in conjunction with an intermediate part (22), has at least one feed line (23 , 24, 35), preferably for the supply of components, gas or a cavitated liquid system, and which contains in its inner cavity (26) an insert (29) which is difficult to flow around, the tip of which in Direction of the small base (27) of the truncated cone (17) and which tapers the cavity (26) towards the large base (28) of the truncated cone.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (29) als Kegel ausgebildet ist, dessen Spitze in Richtung der kleinen Basis (27) des Kegelstumpfes (17) zeigt und der einen größeren Kegelöffnungswinkel als der Kegelstumpf ( 17 ) aufweist.24. The device according to claim 23, characterized in that the insert (29) is designed as a cone, the tip of which points in the direction of the small base (27) of the truncated cone (17) and which has a larger cone opening angle than the truncated cone (17).
25. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (29) ortsveränderlich bewegbar ist. 25. The device according to claim 22 or 23, characterized in that the insert (29) is movable in a positionally variable manner.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Durchlaßkammern (5, 20) befindlichen Zwischenteile (15, 22), an denen jeweils ein Kavitator (7, 17) motiert ist, in Strömungsrichtung Öffnungen (16, 25) aufweisen und Konfusoren darstellen. 26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate parts (15, 22) located in the passage chambers (5, 20), on each of which a cavitator (7, 17) is motivated, openings (16, 25 ) and represent confusers.
27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwer umströmbare Körper (7) aus geschlitzten La¬ mellen (8' ) und dazwischen angeordneten Abstandsscheiben (42) zusammengesetzt ist, wobei die Schlitze (41) benach¬ barter Lamellen zueinander versetzt angeordnet sind, so daß zusätzlich zum Kavitationsfeld ein Schwingungsfeld im Fre¬ quenzbereich von Infraschall erzeugt wird.27. The apparatus according to claim 1, characterized in that the body (7) which is difficult to flow around is composed of slotted lamellae (8 ') and spacer disks (42) arranged therebetween, the slots (41) of adjacent lamellae being offset from one another are, so that in addition to the cavitation field, an oscillation field in the frequency range of infrasound is generated.
28. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der schwer umströmbare Körper (7) in Strömungsrichtung verschiebbar und durch Federelemente vorgespannt ist, so daß er bei einer Umströmung mit dem Komponentenstrom zu Schwingungen im Frequenzbereich von Ultraschall angeregt wird.28. The apparatus according to claim 1 or claim 27, characterized in that the body (7) which is difficult to flow around is displaceable in the flow direction and is biased by spring elements, so that it is excited to vibrate in the frequency range of ultrasound when the component flow flows around it.
29. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Gehäuse (1) axial ausgerichteter Kegelstumpfhal¬ ter (14) vorgesehen ist, auf dem der schwer umströmbare Körper (7a) mit der Form eines Kegelstumpfes axial ver¬ schiebbar lagert und ein zweiter schwer umströmbarer Körper (7b), der vorzugsweise die Form eines Zylinders aufweist, an dem Kegelstumpfhalter (14) befestigt und dem kegel¬ stumpfförmigen schwer umströmbaren Körper (7a) nachgeorndet ist, wobei zwischen den beiden schwer umströmbaren Körpern (7a, 7b) ein Federelement (49) vorgesehen ist, das den kegelstumpfförmigen schwer umströmbaren Körper (7a) ent¬ gegen der Strömungsrichtung vorspannt.29. The device according to claim 1 or 27 or 28, characterized in that a in the housing (1) axially aligned truncated cone holder (14) is provided, on which the body (7a) which is difficult to flow around with the shape of a truncated cone is axially displaceable and a second body (7b) that is difficult to flow around, which preferably has the shape of a cylinder, is attached to the truncated cone holder (14) and is arranged after the truncated cone-shaped body (7a) that is difficult to flow around, wherein between the two bodies (7a, 7b) a spring element (49) is provided which prestresses the frusto-conical body (7a) which is difficult to flow around against the direction of flow.
30. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 27 zur Herstel¬ lung von Emulsionen, Shampoos, Lotionen, Säften und Limona¬ den.30. Use of a device according to claim 27 for the manufacture of emulsions, shampoos, lotions, juices and limonas.
31. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 28 zur Herstel- lung von Soßen, Mayonnaisen, Likören, Schokolade, Senf, Bioprodukten, Frostschutzmitteln, Feuerschutzflüssigkeiten und zur Anreicherung von Heizöl mit Wasser.31. Use of a device according to claim 28 for manufacturing sauces, mayonnaises, liqueurs, chocolate, mustard, organic products, antifreeze, fire protection fluids and for enriching heating oil with water.
32. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 29 zur Herstellung von Cremen, Zahnpasten, Motorölen, Lacken und Farben, Ab¬ wasseraufbereitung, insbesondere dem Abtöten von Mikroorga¬ nismen, wie z. B. Salmonellen. 32. Use of the device according to claim 29 for the production of creams, toothpastes, motor oils, lacquers and paints, waste water treatment, in particular the killing of microorganisms, such as. B. Salmonella.
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DE (1) DE4433744C2 (en)
WO (1) WO1996009112A1 (en)

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6502979B1 (en) * 2000-11-20 2003-01-07 Five Star Technologies, Inc. Device and method for creating hydrodynamic cavitation in fluids
US6935770B2 (en) * 2000-02-28 2005-08-30 Manfred Lorenz Locher Cavitation mixer
WO2010132137A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Cavitation Technologies, Inc. Multi-stage cavitation device
US7947184B2 (en) 2007-07-12 2011-05-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Treatment chamber for separating compounds from aqueous effluent
US7998322B2 (en) 2007-07-12 2011-08-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber having electrode properties
US8034286B2 (en) 2006-09-08 2011-10-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment system for separating compounds from aqueous effluent
US8057573B2 (en) 2007-12-28 2011-11-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for increasing the shelf life of formulations
US8143318B2 (en) 2007-12-28 2012-03-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US8163388B2 (en) 2008-12-15 2012-04-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Compositions comprising metal-modified silica nanoparticles
US8206024B2 (en) * 2007-12-28 2012-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for particle dispersion into formulations
US8215822B2 (en) * 2007-12-28 2012-07-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing antimicrobial formulations
US8454889B2 (en) 2007-12-21 2013-06-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Gas treatment system
US8616759B2 (en) 2006-09-08 2013-12-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment system
US8632613B2 (en) 2007-12-27 2014-01-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process for applying one or more treatment agents to a textile web
US8685178B2 (en) 2008-12-15 2014-04-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of preparing metal-modified silica nanoparticles
US8858892B2 (en) 2007-12-21 2014-10-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Liquid treatment system
US9126176B2 (en) 2012-05-11 2015-09-08 Caisson Technology Group LLC Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same
RU2568467C1 (en) * 2014-10-22 2015-11-20 Виктор Петрович Родионов V. rodionov's cavitator
US9239036B2 (en) 2006-09-08 2016-01-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment and delivery system and process
US9283188B2 (en) 2006-09-08 2016-03-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Delivery systems for delivering functional compounds to substrates and processes of using the same
US9421504B2 (en) 2007-12-28 2016-08-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
RU2685322C1 (en) * 2018-04-03 2019-04-17 Евгений Владимирович Курзанов Disperser
CN110749416A (en) * 2019-10-25 2020-02-04 哈尔滨工程大学 Electromagnetic type super-cavitation experimental device

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9701797D0 (en) * 1997-01-29 1997-03-19 Univ Coventry Cavitation inducer
DE102005037026B4 (en) * 2005-08-05 2010-12-16 Cavitator Systems Gmbh cavitation mixer
DE102005049591B3 (en) * 2005-08-19 2007-03-29 Wagner, Manfred Cavitation degasser
DE102006011881A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Vortex-Nanofluid Gmbh Mixing apparatus for nano dispersion, from liquid and at least one liquid/solid additive, has closed housing with inner tube to take dispersion by suction in circular rotary recirculation
DE102007052642B4 (en) * 2007-07-30 2010-12-16 Cavitator Systems Gmbh Control of a Cavitator system
EP2025392B1 (en) * 2007-07-30 2012-05-23 Cavitator Systems GmbH Control for a cavitator assembly
DE102008012725A1 (en) 2008-03-05 2009-09-24 United Waters International Ag Apparatus for fumigation of liquids
DE102009051501A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Cavitator Systems Gmbh Cavitator for mixing or stabilizing suspensions or emulsions, has housing comprising side walls that are parallel to each other, and flow gap provided between upper outer wall or lower outer wall and barrier bodies
DE102013102593B4 (en) 2013-03-14 2019-05-23 Cavitatorsystems Gmbh Mediale Mischsysteme & Anlagen Method for adjusting the flow of a cavitation mixer for a hygienically produced fluid mixture

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE392874C (en) * 1921-07-07 1924-04-02 Wilhelm Gensecke Dr Process for operating jet devices whose propellant nozzle is surrounded by a convergent nozzle for the agent to be conveyed
FR2280420A1 (en) * 1974-08-02 1976-02-27 Siemens Ag STATIC MIXER FOR FLOWING FLUIDS
US4127332A (en) * 1976-11-19 1978-11-28 Daedalean Associates, Inc. Homogenizing method and apparatus
DE2928564A1 (en) * 1979-07-14 1981-01-29 Vepa Ag Mixing chamber for polyurethane foam reagents - inlet directs pressurised reagents to slot perforations in several fixed plates
US4347983A (en) * 1979-01-19 1982-09-07 Sontek Industries, Inc. Hyperbolic frequency modulation related to aero/hydrodynamic flow systems
WO1994013392A1 (en) * 1991-11-29 1994-06-23 Ki N Proizv Ob Method and device for producing a free dispersion system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB292816A (en) * 1927-09-29 1928-06-28 William Henry Heard Improvements in charge mixing device for internal combustion engines
US2680414A (en) * 1950-04-22 1954-06-08 Gerald G Balch Mixing apparatus
DE2241673C2 (en) * 1972-09-01 1982-03-04 Vsesojuznyj nau&ccaron;no-issledovatel'skij institut celljulozno-buma&zcaron;noj promy&scaron;lennosti, Leningrad Plant for processing suspensions of fibrous materials
US4812049A (en) * 1984-09-11 1989-03-14 Mccall Floyd Fluid dispersing means

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE392874C (en) * 1921-07-07 1924-04-02 Wilhelm Gensecke Dr Process for operating jet devices whose propellant nozzle is surrounded by a convergent nozzle for the agent to be conveyed
FR2280420A1 (en) * 1974-08-02 1976-02-27 Siemens Ag STATIC MIXER FOR FLOWING FLUIDS
US4127332A (en) * 1976-11-19 1978-11-28 Daedalean Associates, Inc. Homogenizing method and apparatus
US4347983A (en) * 1979-01-19 1982-09-07 Sontek Industries, Inc. Hyperbolic frequency modulation related to aero/hydrodynamic flow systems
DE2928564A1 (en) * 1979-07-14 1981-01-29 Vepa Ag Mixing chamber for polyurethane foam reagents - inlet directs pressurised reagents to slot perforations in several fixed plates
WO1994013392A1 (en) * 1991-11-29 1994-06-23 Ki N Proizv Ob Method and device for producing a free dispersion system
EP0644271A1 (en) * 1991-11-29 1995-03-22 Oleg Vyacheslavovich Kozjuk Method and device for producing a free dispersion system

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6935770B2 (en) * 2000-02-28 2005-08-30 Manfred Lorenz Locher Cavitation mixer
US6502979B1 (en) * 2000-11-20 2003-01-07 Five Star Technologies, Inc. Device and method for creating hydrodynamic cavitation in fluids
US7086777B2 (en) 2000-11-20 2006-08-08 Five Star Technologies, Inc. Device for creating hydrodynamic cavitation in fluids
US9283188B2 (en) 2006-09-08 2016-03-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Delivery systems for delivering functional compounds to substrates and processes of using the same
US8034286B2 (en) 2006-09-08 2011-10-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment system for separating compounds from aqueous effluent
US9239036B2 (en) 2006-09-08 2016-01-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic liquid treatment and delivery system and process
US8616759B2 (en) 2006-09-08 2013-12-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment system
US7947184B2 (en) 2007-07-12 2011-05-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Treatment chamber for separating compounds from aqueous effluent
US7998322B2 (en) 2007-07-12 2011-08-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber having electrode properties
US8858892B2 (en) 2007-12-21 2014-10-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Liquid treatment system
US8454889B2 (en) 2007-12-21 2013-06-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Gas treatment system
US8632613B2 (en) 2007-12-27 2014-01-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process for applying one or more treatment agents to a textile web
US8215822B2 (en) * 2007-12-28 2012-07-10 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing antimicrobial formulations
US8057573B2 (en) 2007-12-28 2011-11-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for increasing the shelf life of formulations
US9421504B2 (en) 2007-12-28 2016-08-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US8143318B2 (en) 2007-12-28 2012-03-27 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for preparing emulsions
US8206024B2 (en) * 2007-12-28 2012-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Ultrasonic treatment chamber for particle dispersion into formulations
US8685178B2 (en) 2008-12-15 2014-04-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of preparing metal-modified silica nanoparticles
US8163388B2 (en) 2008-12-15 2012-04-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Compositions comprising metal-modified silica nanoparticles
US8042989B2 (en) 2009-05-12 2011-10-25 Cavitation Technologies, Inc. Multi-stage cavitation device
WO2010132137A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Cavitation Technologies, Inc. Multi-stage cavitation device
US9126176B2 (en) 2012-05-11 2015-09-08 Caisson Technology Group LLC Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same
US9682356B2 (en) 2012-05-11 2017-06-20 Kcs678 Llc Bubble implosion reactor cavitation device, subassembly, and methods for utilizing the same
RU2568467C1 (en) * 2014-10-22 2015-11-20 Виктор Петрович Родионов V. rodionov's cavitator
RU2685322C1 (en) * 2018-04-03 2019-04-17 Евгений Владимирович Курзанов Disperser
CN110749416A (en) * 2019-10-25 2020-02-04 哈尔滨工程大学 Electromagnetic type super-cavitation experimental device
CN110749416B (en) * 2019-10-25 2022-04-05 哈尔滨工程大学 Electromagnetic type super-cavitation experimental device

Also Published As

Publication number Publication date
DE4433744A1 (en) 1996-03-28
DE4433744C2 (en) 2001-02-22
AU3651695A (en) 1996-04-09

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