CH464860A - Verfahren und Mischvorrichtung zum Mischen und Homogenisieren von viskosen Flüssigkeiten - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Mischvorrichtung zum Mischen und Homogenisieren von viskosen Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft lein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Homogenisieren von viskosen   Flüssigkeiten    miteinander oder von Flüssigkeiten mit pulverförmigen Stoffen, bei dem der Strom des Mischgutes durch, eine Mischzone in Teilströmen gefördert wird. Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird die Förderung des Mischgutes mittels mit besonderen Mischzonen versehenen Schnecken vorgenommen, wobei die Mischzonen als Ringspalte, Düsenplatte oder als Gegengewindestücke ausgebildet sind.



   Es ist auch   bekannt,    zur Verstärkung der Mischwirkung einen Teil des Produktstromes abzuzweigen und einer in Strömungsrichtung zurückliegenden Zone der Schnecke wieder zuzuführen.



   Ferner sind   Einwellenschnecklen    bekannt, bei   denken    die rotierende Welle zusätzlich axial hin und her bewegt wird, und auf der Welle sowie an der Innenwand des Gehäuses Stifte   angeordnet    sind, die sich im Betrieb aneinander vorbeibewegen und dadurch das Mischgut durchkneten.



   Der Mischvorgang wird bei all diesen Apparaten durch Aufbau von Druck und Gegendruck bewirkt, indem der durch den Druck erzeugten parabolischen Förderbewegung eine reibende   Quer-und    Rückbewegung des Mischgutes überlagert wird. Das Mischgut wird ohne Ordnung mit Gewalt durcheinanderbewegt.



  Hierfür ist ein hoher Aufwand an Energie erforderlich, der zu einer Erhitzung des Mischgutes an den Stellen der hohen Schergefälle führt, wobei temperaturempfindliche Güter geschädigt werden.



   Es wurde nun   {gefunden,    dass diese Nachteile behoben sind, wenn die Teilströme des Mischgutes erfindungsgemäss in mehreren Etagen dicht übereinander durch viele jeweils nebeneinanderliegende Kanäle gefördert und die   T, eilströme    der einen Etage, übers Kreuz zu den in der benachbarten Etage fliessenden Teilströmen und über Öffnungen an den Kreuzungsstellen der Kanäle geleitet werden, so dass die Kreuzströme durch die Öffnungen von einer Etage zur anderen miteinander in Verbindung treten. Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht erfindungsgemäss aus lin mindestens zwei Etagen übers Kreuz angeordneten Bündeln von Kanälen, die an den Kreuzungsstellen der   Kanalsteige    durch Öffnungen miteinander in Verbindung stehen.



   Durch die etagenweise und übers Kreuz vorgenommene Förderung der vielfältigen Teilströme mit einer Durchmischungsmöglichkeit der Teilströme an ihren Kreuzungsstellen wird ohne hohen Aufwand an Energie und damit ohne Schädigung temperaturempfindlicher Materialien ein hoher Mischeffekt ereicht, zumal man es in der Hand hat, durch   Anwlendung    relativ kleiner Druckdifferenzen zwischen den einzelnen Teilströmen, z. B. durch eine in Förderrichtung wechselweise Verengung und Erweiterung der   Kreuzkanäle    in den Etagen, einen Stoffübertritt quer zur Hauptströmungsrichtung von Teilstrom zu Teilstrom zu erreichen.



   Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht aus einer Hülse, die in ein Rohr einsteckbar und auf einen Dorn oder Verdrängerkörper aufsteckbar ist. Diese Hülse ist mit Aussengewinde und Innengewinde versehen, wobei das   Auss, engewinde    kreuzweise zum Innengewinde verläuft und wobei beide Gewinde so tief eingeschnitten sind, dass die Gewindegänge beider Gewinde an den Kreuzungsstellen der Gewindestege offen miteinander in Verbindung stehen.



   Die Etagenkreuzgewinde können auf jedem beliebigen Rotationskörper angeordnet sein.



   In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens schematisch dargestellt.



   Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch in einem Rohr angeordnete Hülse mit   Krleuzgewinde,    das zwischen den Kreuzungsstellen der Stege durchbrochen ist.  



   Fig. 2 zeigt einen Querschnitt A-B durch die Vorrichtung nach Fig. 1.



   Fig. 3 veranschaulicht eine Abwicklung der Hülse nach Fig. 1.



   In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Abwicklung der Hülse längs des Ganges dargestellt, bei der die Kanäle in   den    Etagen wechselweise in Strömungsrichtung sich erweitern und verengen.



   Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Hülsen-Abwicklung längs eines Ganges, bei der die Aussengewinde tiefer eingeschnitten sind als die Innengewinde.



   Fig. 6, 7 und 8 zeigen Anwendungsmöglichkeiten der   Etagen-Krfeuzgewinde-Hülse    in Verbindung mit Einwellen-Förderschnecken. Im einzelnen bedeuten 1 ein Förderrohr, 2 eine mit dem Etagen-Kreuzgewinde versehene Hülse und 3 einen in die Hülse eingesteckten Dorn. In die Hülse sind von innen und aussen Gewinde gänge als Kanäle für die Teilströme eingeschnitten, und zwar laufen in   Strömungsrichtung    die   Aussengänge    rechtsdrehend und die Innengänge linksdrehend. Die Gewindestege 4 der Aussen gänge verlaufen über den Gewindestegen 5 der   Innenlänge    und kreuzen sich mit diesen. Die Gewinde sind auf diese Hülse von innen und aussen so tief eingeschnitten, dass zwischen den Kreuzungsstellen 6 und 7 der Stege beider Gewinde Öffnungen 8 entstehen.

   Die   Mischvorrichtung    kann auch aus zwei ineinandergesteckten Büchsen bestehen, von denen auf die innere Büchse Aussengewinde geschnitten sind und die äussere Büchse nur aus Gewindestegen besteht, die so verlaufen, dass sie die   Gewinde    stege des Aussengewindes der Innenbüchse kreuzen.



   Die aus der Hülse herausgearbeiteten,   kr, euzweise    übereinander verlaufenden mehrgängigen Stege 4, 5 kann man auch als zwei übereinander gewickelte mehrgängige Wendeln ansehen, deren Gänge sich kreuzen und zwischen den Kreuzungsstellen 6, 7 miteinander in Verbindung stehen. Die Mischvorrichtung wird im folgenden deshalb  Kreuzwendel  genannt.



   Der Austausch der Teilströme in der Kreuzwendel kann dadurch verstärkt werden, dass die Kanäle des einen Wendelsystems sich in   Durchtrittsrichtung    verengen, während die des damit sich kreuzenden anderen Wendelsystems sich erweitern. In Fig. 4 ist eine solche Ausführungsmöglichkeit im Schnitt A-B längs eines Ganges gezeigt. Durch diese Massnahme wird an jeder Stelle ein Teil des Stromes in den sich verengenden Kanälen gezwungen, sich dem Strom in den weiter werdenden Kanälen zuzumengen. Dasselbe lässt sich auch durch eine keilförmige Ausführung der Stege 4 in der einen Richtung und der Stege 5 in der anderen Richtung erreichen, ebenso z. B. durch konische   Ausführung    der Hülse.



   Eine andere Möglichkeit, den Übergang von einem zum anderen Strömbündel geordnet zu erzwingen, zeigt Fig. 5. Der freie Kanalquerschnitt der Kanäle 6 wird dadurch   vergrössert,    dass er in die Stege der Kanäle 9 (Fig. 3) einschneidet. Durch diese Massnahme wird ein Teil des durch die Kanäle 9 (Fig. 3) fliessenden Materials durch den kreuzenden Strom der Kanäle 6 abgeschert und mitgenommen. Die geschilderten Massnahmen können auch gemeinsam angewendet werden.



   Eine weitere Anwendung der Kreuzwendel 2 ist in Fig. 6 gezeigt. Die Kreuzwendel 2 ist auf den Schnekkenkern 11 fest aufgezogen. Die   äussere    Wendel 2 der Kreuzwendel kann vor-   er    auch   rückwärtsfördemd    ausgebildet sein. Durch die Reibung des Produktes an der Wand des Gehäuses 1 wird das in der äusseren Wendel 4 geförderte Produkt auf einen anderen Druck gebracht als das durch die Innenwendel 5   gwodrückte    Produkt, so dass ein ständiges Überfliessen von Teilströmen an den offenen Kreuzungspunkten der Kreuzwendel stattfindet.



   Eine andere Anwendung der Kreuzwendel 2 ist - wie Fig. 7 zeigt - der feste Einbau mittels Schraube 14 in das feststehende Gehäuse 1 einer Schnecke 12.



  Das freie gewindelose Wellenende 13 der Schnecke 12 dreht sich im Innern der Kreuzwendel. Hier wird umgekehrt wie im vorigen Beispiel das Produkt durch die äussere Wendel gedrückt, während die innere Wendel durch die Drehung des Wellenzapfens vor- oder rückwärtsarbeitend das Produkt zur Mischung bringt.



   Eine andere Anwendung der Kreuzwendel ist in Fig. 8 gezeigt. Hier ist die Kreuzwendel 2 als Endstück hinter den letzten Schneckengang 15 auf der Welle 16 befestigt, so dass sie sich mit der Welle mitdreht. Am Kopfstück 17 mit der Öffnung 18 für den Produktaustritt ist der zylindrische Dorn 19 fest mit dem Kopfstück 17 verbunden. In diesem Falle arbeitet sowohl die innere als auch die äussere Wendel als Förderschnecke, und zwar   die    eine in Förderrichtung und die anders in entgegengesetzter Richtung. Durch die sich dadurch einstellenden Druckdifferenzen wird wieder ein Austausch durch die Öffnungen zwischen den Wendelstegen erzwungen.



   Alle genannten Massnahmen können einzeln oder    kombiniert od, er auch zusammen mit anderen bekannten    Massnahmen ausgeführt werden.



   Die geschilderte Anordnung kann mit verschiedensten Winkeln der Stege zueinander, mit verschiedensten Steg- und Kanalstärken, mit örtlich unterschiedlichen Steg- und Kanalstärken, in Form von Drehkörpern (z. B. zylindrisch oder konisch) und in ebener Ausführung (z. B. als Doppelplatte) mit   gekreuzten    Stegen zur Endhomogenisierung der Substanz für die Folienherstellung gebaut sein. Der Körper kann bewegt sein oder nur als Störkörper, durch den die Substanz durchgedrückt wird, in der Flüssigkeit ruhen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum kontinuierlichen Mischen und Homogenisieren von viskosen Flüssigkeften miteinander oder von Flüssigkeiten mit pulverförmigen Stoffen, bei dem der Strom des Mischgutes in Teilströmen durch eine Mischzone gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilströme in mehreren Etagen dicht übereinander durch viele jeweils nebeneinanderliegende Kanäle gefördert und die Teilströme der einen Etage übers Kreuz zu den in der benachbaretn Etage fliessenden Teilströmen und über Öffnungen an den Kreuzungsstellen der Kanäle geleitet werden, so dass die Kreuzströme durch die Öffnungen von einer Etage zur anderen miteinander in Verbindung treten.

   II. Mischvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch in mindestens zwei Etagen (9, 10) übers Kreuz angeordnete Bündel von Kanälen, die an den Kreuzungsstellen (6, 7) der Kanalstege (4, 5) durch Öffnungen (8) miteinander in Verbindung stehen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Mischvorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der leinen Etage (9) sich in Förderrichtung gesehen verengen und die Kanäle der anderen Etage (10) entweder gleich breit bleiben oder sich erweitern.

   2. Mischvorrichtung nach Patentanspruch II, bestehend aus einer Hülse (2), die in ein Rohr (1) einsteckbar und auf leinen Dorn (3) aufschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (2) mit Aussengewinde und Innengewinde versehen ist, wobei das Aussengewinde kreuzweise zum Innengewinde verläuft und beide Gewinde so tief eingeschnitten sind, dass die Gewindlegänge beider Gewinde die sich kreuzenden Kanäle bilden und zwischen den Kreuzungsstellen (6, 7) der Gewindestege (4, 5) offen miteinander in Verbindung stehen.

   3. Mischvorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei ineinandergesteckten Büchsen besteht, von denen auf die innere Büchse e Aussengewinde geschnitten ist und die äussere Büchse nur aus Gewindestegen besteht, die so verlaufen, dass sie die Gewindestege des Aussengewindes der In nenbüchse kreuzen.