Strömungsmischer.
Die Erfindtmg bezieht sieh auf Strömungsmischer für flüssige Medien, mit einem Misehrohr, das durch senkrecht zu seiner Achse eingebaute Loehböden in Kammern unterteilt ist, durch welche zusätzlich noeh eine zickzackförmige Strömung über abwechselnd am äussern und am innern Rande der Lochboden angeordnete Durchflussöffnungen führt.
Bei den bekannten Misehern dieser Art wur- den die Loehböden abwechselnd am Rand mit der Wand des Mischrohres und in der Mitte an einer durchgehenden Welle befestigt. Infolgedessen wurde die Montage und Reini gung solcher Mischer schwierig und zeitrau- bend.
Nach der Erfindung kann dieser Nachteil dadurch beseitigt werden, dass man sämtliche Lochböden unter Zwischenschaltung von Distanzringen auf einen stabförmigen, axial im Misehrohr angeordneten Träger aufspannt, welcher von einem Verschlussflanseh getragen wird. Auf diese Weise erhält man ein besonders einfaches und stabiles System, welches sich bei entspreehender Ausbildung nach dem Lösen des genannten Verschlussflansches im ganzen aus dem Misehrohr herausziehen und bequem reinigen lässt.
Wird der'Stromungsmischer nur air Verfeinerung eines Gemisches verwendet, so führt man dieses Vorgemiseh vor dem ersten Lochboden in das Misehrohr ein. Die Mittel zur Herstellung eines Vorgemisehes lassen sieh jedoch ersparen, wenn man nur die Haupt- flüssigkeit an dieser Stelle einführt und die weiteren Komponenten dann in aufeinander- folgende Stufen des Misehrohres eindrüekt.
Die Zeichnung stellt schematisch ein Aus führlmgsbeispiel des erfindungsgemässen Mischers dar. Hierbei zeigt :
Fig. 1 den Vertikalsehnitt durch die Achse des Mischrohres,
Fig. 2 einen Horizontalsehnitt nach II-II und
Fig. 3 einen Horizontalsehnitt naeh III-III sowie
Fig. 4 ein Schaltungsschema für den Ge- brauch des Mischers.
Das Mischrohr 1 ist an beiden Enden durch die Verschlussflansche 2 und 3 verschlossen. Von diesen trägt der Flansch 2 den Ausgangsrohrstutzen 4 ; mit dem Flansch 3 ist ein oben am Ende versehlossenes Rohr 5 verschraubt, welches koaxial in das Mischrohr 1 hineinragt. Dieses Rohr 5 dient als stabförmiger Träger, auf den, die senkrecht zur Achse des Misehrohres stehenden und je eine Anzahl von Bohrungen 25 aufweisen- den Lochböden 8, 9 unter Zwischenschaltung von Distanzringen 6 mit Hilfe einer Schraub- mutter 7 aufgespannt sind. Die Böden 8, 9 unterteilen das Mischrohr l in Kammern.
Wie man erkennt, lässt sich das ganze System 5 bis 9 frei nach unten herausziehen, wenn man die (nicht gezeichneten) Schrauben des Flansches 3 lost.
Als Loehboden dienen zwei verschiedene Typen von rtmden Lochblechen, welche in der Stromungsrichtung abweehselnd aufein- ander folgen. Die Lochböden 8 bestehen aus dünnen Blechen mit angeschärftem Rand, welche nicht ganz bis zur Wand des Misehrohres 1 reichen, so dass am äussern Band dieser Böden zwischen dieser Wand und der Peripherie der Böden ein Ringspalt 10 offen bleibt, der als Durehflussöffnung dient. Die Lochböden 9 hingegen bestehen aus mehrfaeh stärkerem Blech imd sind am Rande so abgedreht, dass sie annähernd saugend in das Mischrohr 1 hineinpassen. An ihrem innern Rand sind die Durchflussöffnungen 19 vorgesehen.
Die Hauptflüssigkeit tritt über das Rohr 11 in Richtung des Pfeils Pi zunächst in die Kammer 12, welche von dem nachfolgenden Miseherteil durch einen Boden 13 getrenut ist. Dieser Boden 13 dient nur der Strömungs- verteilvmg nnd ist in der Nähe der Rohraehse mit einem Kranz von Ausschnitten 14 ausgerüstet, durch welche die Hauptflüs- sigkeit in den Raum unter dem ersten Loehboden 8 eintritt. Hierbei tritt ein'Teil der Fliissigkeit durch die Bohrungen 25 dieses Loehbodens 8, während die Hauptmenge diesen Lochboden aussen umströmt und hierbei im Ringspalt 10 eine Wirbelzone erzeugt.
Durch die zwischen den Lochböden 8, 9 liegenden Kammern führt daher eine zickzack- förmige Strömung, der sich die über die Bohrungen 25 verlaufende Strömung überlagert.
Das Mischrohr 1 ist in Hoche des ersten Lochbodens 8 von einer Ringkammer li5 umgeben, in welche eine der Mischkomponenten über das Bohr 16 in Bichtung des Pfeils Ps eingedrüekt wird.. Diese Mischkomponente verteilt sich in der Ringkammer 15 und tritt dans durci die radialen, in der Wand des Misehrohres 1 vorgesehenen Bohrungen 17 in die Wirbelzone des Ringspaltes 10 ein.
Sie wird hierdurch bereits im ersten Moment sehr innig in die Hauptflüssigkeit eingemiseht ; die entstehende Mischung verfeinert sich dann in den nachfolgenden Kammern schrittweise.
Zur Einfiihrung einer dritten Mischkom- ponente wird der hohle Träger 5 herangezogen, in welchen man diese Misehkomponente in Richtumg des Pfeils P3 einführt.
Zu diesem Zwecke ist das Rohr 5 mit ra dialen Bohrungen 18 ausgerüstet, welche mit entsprechenden Bohrungen des Lochbodens 9 in Flucht liegen und welche in die achsennahen Durchflussöffnungen 19 dieses Loch bodens 9 münden. Auch in diesen Öffnungen
19 tritt eine starke Verwirbelung ein, so dass die zweite Mischkomponente sich eben falls von vornherein innig mit der Haupt flüssigkeit vermischt.
Die einzelnen Mischkomponenten werden zweckmässig nach. Fig. 4 durch Dosierpumpen
20-22 eingedrückt ; an den Austrittsstutzen
4 des Mischrohres 1 schliesst man vorzugs weise eine Saugpumpe 23 an, welche das Ge misch in Riehtung des Pfeils P4 absaugt.
Hierdurch kann man in den letzen Kammern des Mischrohres 1 einen Unterdruek erzeu- gen ; dieser befördert die Entstehung von
Kavitationserscheinungen in denWirbelzonen, so dass der Miseheffekt in diesen letzten Mischstufen wesentlieh erhöht wird..
Eine besonders gute Misehwirkung erhält man hierbei dadurch, dass man jeden zweiten
Lochboden 8 aus einem dünnen Blech er zeugt, dessen äusserer Rand mit der Wand des Mischrohres einen ringförmigen Spalt bildet. Sobald die Strömungsgeschwindigkeit des Mischgutes eine bestimmte Grenze über sehreitet, treten dann an den Rändern dieser Lochböden 8 Wirbelablösungen ein, welche diese Böden 8 in Schwingungen versetzen und hierdurch den Mischeffekt auch an den
Löchern dieser Böden verbessern. Schärft man die Ränder der dünnen Lochböden an, so tritt diese Erscheinung bereits bei relativ niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten ein.
Die zwischen den dünnen Loehböden liegen den, bis zur Wand des Mischrohres reichen- den Loehböden 9 hingegen werden vorzugs weise so starr wie möglich ausgeführt ; man bemisst sie hierfür mindestens doppelt so dick wie die erwähnten, membranförmigen Loehböden.
Flow mixer.
The invention relates to flow mixers for liquid media, with a mixing pipe that is divided into chambers by hole trays installed perpendicular to its axis, through which a zigzag-shaped flow also leads over flow openings arranged alternately on the outer and inner edge of the hole tray.
In the known mixers of this type, the hole bases were alternately attached to the edge with the wall of the mixing tube and in the middle to a continuous shaft. As a result, the assembly and cleaning of such mixers became difficult and time consuming.
According to the invention, this disadvantage can be eliminated by stretching all perforated bases with the interposition of spacer rings on a rod-shaped carrier which is arranged axially in the mixing tube and which is carried by a closure flange. In this way, a particularly simple and stable system is obtained which, with the appropriate design, can be pulled out of the mixing tube as a whole and conveniently cleaned after loosening the aforementioned closure flange.
If the flow mixer is only used to refine a mixture, this premix is introduced into the mixing pipe in front of the first perforated base. The means for producing a premix can, however, be saved if only the main liquid is introduced at this point and the other components are then pressed into the mixing tube in successive stages.
The drawing shows schematically an exemplary embodiment of the mixer according to the invention.
Fig. 1 shows the vertical section through the axis of the mixing tube,
Fig. 2 shows a horizontal section according to II-II and
Fig. 3 shows a horizontal section near III-III and
4 shows a circuit diagram for the use of the mixer.
The mixing tube 1 is closed at both ends by the closing flanges 2 and 3. Of these, the flange 2 carries the outlet pipe socket 4; a tube 5, which is sealed at the top and protrudes coaxially into the mixing tube 1, is screwed to the flange 3. This tube 5 serves as a rod-shaped carrier on which the perforated bases 8, 9, which are perpendicular to the axis of the mixing tube and each have a number of bores 25, are clamped with the aid of a screw nut 7 with the interposition of spacer rings 6. The floors 8, 9 divide the mixing tube 1 into chambers.
As can be seen, the entire system 5 to 9 can be freely pulled out downwards if the screws (not shown) of the flange 3 are loosened.
Two different types of hot metal perforated sheets serve as the bottom of the hole and alternate in the direction of flow. The perforated floors 8 consist of thin metal sheets with a sharpened edge, which do not quite extend to the wall of the mixing pipe 1, so that an annular gap 10 remains open on the outer band of these floors between this wall and the periphery of the floors, which serves as a flow opening. The perforated bottoms 9, on the other hand, consist of sheet metal that is several times thicker and are turned off at the edge in such a way that they fit into the mixing tube 1 with an approximately suction. The flow openings 19 are provided on its inner edge.
The main liquid first enters the chamber 12 via the pipe 11 in the direction of the arrow Pi, which is separated from the subsequent mixing part by a base 13. This base 13 only serves to distribute the flow and is equipped in the vicinity of the pipe axis with a ring of cutouts 14 through which the main liquid enters the space under the first hole base 8. In this case, some of the liquid passes through the bores 25 of this hole base 8, while the main amount flows around this hole base on the outside and creates a swirl zone in the annular gap 10.
A zigzag-shaped flow therefore leads through the chambers located between the perforated bases 8, 9, on which the flow running through the bores 25 is superimposed.
The mixing tube 1 is surrounded at the level of the first perforated bottom 8 by an annular chamber li5, into which one of the mixing components is pressed via the bore 16 in the direction of the arrow Ps. This mixing component is distributed in the annular chamber 15 and occurs through the radial, in the wall of the mixing tube 1 provided holes 17 in the vortex zone of the annular gap 10.
As a result, it is very intimately incorporated into the main liquid at the first moment; the resulting mixture is then gradually refined in the subsequent chambers.
To introduce a third mixed component, use is made of the hollow carrier 5, into which this mixed component is introduced in the direction of arrow P3.
For this purpose, the tube 5 is equipped with ra-media bores 18 which are in alignment with corresponding bores in the perforated bottom 9 and which open into the axial flow openings 19 of this hole bottom 9. Also in these openings
19 a strong turbulence occurs, so that the second mixing component is also intimately mixed with the main liquid from the start.
The individual mixing components are expediently after. Fig. 4 by metering pumps
20-22 depressed; to the outlet nozzle
4 of the mixing tube 1 is preferably connected to a suction pump 23, which sucks the mixture in the direction of the arrow P4.
As a result, a negative pressure can be generated in the last chambers of the mixing tube 1; this promotes the creation of
Cavitation phenomena in the vortex zones, so that the mismatching effect is significantly increased in these final mixing stages.
You get a particularly good mixing effect by doing every second
Perforated bottom 8 from a thin sheet he testifies, the outer edge of which forms an annular gap with the wall of the mixing tube. As soon as the flow rate of the material to be mixed exceeds a certain limit, vortex shedding occurs at the edges of these perforated floors 8, which cause these floors 8 to vibrate and thereby also affect the mixing effect
Improve holes in these floors. If the edges of the thin perforated floors are sharpened, this phenomenon occurs even at relatively low flow velocities.
The hole bottoms 9, which lie between the thin hole bottoms and reach up to the wall of the mixing tube, are, however, preferably made as rigid as possible; For this purpose, they are measured to be at least twice as thick as the aforementioned membrane-shaped hole floors.