<Desc/Clms Page number 1>
Mischvorrichtung ohne bewegte Teile für Flüssigkeiten und
Mischelement hiezu
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung ohne bewegte Teile für Flüssigkeiten mit einem Einlass, einem Auslass und dazwischen angeordneten Leitelemente, welche aus gleichen und spiegelbildlich glei- chen Scheiben bestehen, durch deren jede zwei etwa axial gerichtete Kanäle hindurchgehen, wobei die
Trennwände zwischen den Kanälen der mit den Scheibenstirnflächen in Linie nebeneinanderliegenden be- nachbarten Scheiben einander kreuzen und wobei einander spiegelbildlich gleiche Scheiben paarweise an- geordnet sind.
Solche Mischvorrichtungen für Flüssigkeiten sind an sich aus der österr. Patentschrift Nr. 220604 be- kannt. Sie haben gegenüber den Mischvorrichtungen mit bewegten Teilen den Vorteil, dass der Mischvorgang zur Gänze innerhalb absolut flüssigkeitsdichter Räume ausgeführt wird und dass sie keinen Antrieb und somit beträchtlich weniger Mischenergie benötigen.
Mit den modernen Flüssigkeitsmischvorrichtungen ohne bewegte Teile ist es möglich, mindestens den gleichen Feinheitsgrad der Mischung zu erreichen als mit Hilfe der beweglichen Mischer.
Diese Mischer für Flüssigkeiten sind in der Regel so ausgebildet, dass ein Flüssigkeitsstrom abwechselnd in Teilströme zerlegt wird, die verformt und gegeneinander versetzt und schliesslich wieder zu einem Flüssigkeitsstrom vereinigt werden. Die aufeinanderfolgenden Aufspaltungen des Hauptstromes werden dabei so vorgenommen, dass die so gebildeten Teilströme aus Flüssigkeit bestehen, die aus möglichst vielen der vorhergehenden Teilströme stammt.
Um die oben erwähnten günstigen Mischergebnisse zu erzielen, war es bisher notwendig, komplizierte Mischelemente zu verwenden. Dies führt zu dem Problem, wie eine Konstruktion geschaffen werden kann, welche eine klare Anordnung der Mischelemente gestattet und die ausserdem so einfach gehalten sein kann, dass die Mischvorrichtung billig herstellbar ist. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass die Konstruktion hohen Anforderungen hinsichtlich der Präzision entsprechen muss, damit sie flüssigkeitsdicht gehalten werden kann und eine befriedigende Mischwirkung erzielbar ist, insbesondere wenn der Mischer zum Mischen oder Homogenisieren von hochviskosen Flüssigkeiten bei hohem Druck und bei Temperaturen von mehreren hundert Graden Celsius dienen soll.
Die Mischvorrichtung gemäss der Erfindung entspricht allen diesen Forderungen, ihre Bauart ist einfach und sie ist billig herstellbar.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Kanäle durch die Scheiben sich unter Versetzung in der Querrichtung von einer Stirnfläche gegen die andere nur gleichmässig erweitern, dass die gleiche Kanalquerschnitte aufweisenden Scheibenstirnflächen einander zugekehrt sind und dass die Anordnung je zweier gleicher und spiegelbildlich gleicher Scheiben in jedem folgenden Scheibenpaar umgekehrt ist.
Die Mischvorrichtung gemäss der Erfindung hat den Vorteil, dass alle Scheiben eine so einfache Form haben, dass sie billig und einfach in Massen herstellbar sind. Sie können durch Schmieden, Stanzen, Pressen oder Giessen und auch durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt werden. Letzteres Verfahren ist insbesondere dann angezeigt, wenn Stahlscheiben mit grosser Genauigkeit benötigt werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Kanalwände innerhalb der Scheiben müssen so geformt sein, dass der Strömungswiderstand so gering wie möglich ist. Ausserdem soll die Herstellung der Scheiben so einfach wie möglich sein. Diese Erfordernisse sind in der Regel leicht zu erfüllen, indem man gebohrte Kanäle oder glatte ebenflächige Kanalwände vorsieht. i Die Scheiben können zusammengekittet oder geschweisst werden, um sicherzustellen, dass sie flüssig- keitsdicht miteinander verbunden sind.
Wenn jedoch die Stirnflächen der Scheiben hinlänglich planparallel sind, hat es sich als einfacher erwiesen, die Scheiben zusammenzuklemmen. Dies kann z. B. durch Anordnung von durchbohrten flanschen an jedem Ende der Scheibenreihe geschehen, die mittels ausserhalb der Scheiben angeordneten Spannschrauben diese zusammenpressen.
Eine noch ansprechendere Konstruktion wird durch Anordnung der Scheiben in Reihe im Inneren eines Rohres erreicht, das sich dicht um diese herumlegt. Die Scheibenreihe kann dann auf einfache Weise zwischen den am Rohr befestigten Stirnplatten eingespannt werden.
Eine Ausführungsform der Mischvorrichtung gemäss der Erfindung, die besonders gut geeignet ist, wenn es sich darum handelt, einen Flüssigkeitsstrom mit dem geringstmöglichen Druckanstieg zu mischen, kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, dass zwischen benachbarten Stirnflächen mit den erweiterten Kanalquerschnitten zweier benachbarter Scheiben eine Distanzscheibe angeordnet ist, welche eine Öffnung besitzt, die sich im wesentlichen mit den zwei erweiterten Kanalquerschnitten deckt.
Es wurde gefunden, dass die Mischvorrichtung eine optimale Mischleistung ergibt, wenn in den Scheiben mit zwei Kanälen die Kanalwände von ebenen Flächen gebildet sind und die Wände jedes Kanals zum grösseren Teil parallel zur Scheibenachse verlaufen, während der restliche Teil dazu geneigt ist, und wenn die Dicke der Distanzscheibe gleich zist mal der Öffnung oder dem Durchmesser des klein- six ci sten Kanalquerschnittes, et bedeutet den Winkel, den die Scheibenachse mit der geneigten Kanalwand einschliesst.
Die Distanzscheiben können auch so ausgebildet sein, dass die Durchtrittsöffnung kleiner ist als die Summe der erweiterten Kanalquerschnitte, so dass der Strom etwas eingeengt wird. Dadurch kann in Abhängigkeit von dem zu mischenden Material der Druck und die Verdickung geregelt und an die Arbeitsbedingungen angepasst werden, ausserdem kann dadurch die Mischwirkung erhöht werden, wenn dies die Umstände erfordern.
Die Erfindung bezieht sich auch auf das in der Mischvorrichtung verwendete Mischelement, das aus einer ebenen Scheibe besteht, durch welche zwei im wesentlichen axiale Kanäle laufen und sich dadurch kennzeichnet, dass die Kanäle sich von einer Stirnfläche der Scheibe zur andern unter gleichzeitiger Versetzung in Querrichtung etwa auf das Doppelte ihres ursprünglichen Querschnittes erweitern.
Dieser Querschnitt kann beispielsweise am Anfang kreisrund sein und sich zu einer angenähert elliptischen Form erweitern oder von einem Quadrat oder einem angenäherten Quadrat ausgehen und sich zu einem Rechteck erweitem. Da letztere Ausführungsform einfacher herstellbar ist, wird diese, insbesondere wenn nur zwei Kanäle vorhanden sind, bevorzugt.
In diesem Fall sind drei Wände jedes Kanals parallel zur Scheibenachse, während die vierte dieser gegenüber geneigt ist. Der Winkel, welcher die vierte Wand mit der Scheibenachse einschliesst, ergibt sich dadurch, dass die Kanäle sich vom quadratischen oder angenähert quadratischen Querschnitt bei der einenStirnf1 che auf etwa das Doppelte ihres ursprünglichen Querschnittes zu einem Rechteck erweitern, wobeidie so erweiterten Querschnitte zu Rechtecken an der andern Stirnfläche der Scheibe zusammen mit der Trennwand wieder ein Quadrat ausfüllen.
Die Vorrichtung hat sich für die Herstellung von Rohr- und Stabmaterial aus thermoplastischen Stoffen als besonders geeignet erwiesen. Sie eignet sich aber auch zum Schmelzspinnen von Fäden oder Filmen.
Verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung können zu den verschiedensten Zwecken und zur Bearbeitung der verschiedensten Materialien verwendet werden. Die zu verarbeitenden Materialien beschränken sich keineswegs auf die Gruppe der thermoplastischen Stoffe.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand beispielsweiser Ausführungsformen schematischveranschaulicht. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Mischvorrichtung, Fig. 2a eine Stirnansicht eines Mischelementes, Fig. 2b ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 2c und Fig. 2c ist eine Ansicht der hinteren Stirnfläche des Mischelementes. Fig. 3 zeigt zwei benachbarte Mischelemente im Schnitt längs einer Ebene, die knapp neben der Mittellinie der Scheiben verläuft, Fig. 4 ist eine Ausführungvariante eines Mischelementes im Schnitt und Fig. 5 zeigt zwei Mischelemente mit einer dazwischenlie-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1