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Kontinuierlicher Mischer für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft
einen kontinuierlichen Mischer für Flüssigkeiten, die in einem extremen Mischungsverhältnis
zueinander stehen. Bei derartigen Mischern erfolgt die Dosierung der Flüssigkeiten
derart, daß die mengenmäßig geringere Komponente unter Druck durch eine Düse in
den laufenden Strom der Hauptkomponente eingeleitet wird.
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Eine bekannte derartige Mischvorrichtung besteht aus einem mit einem
Zuflußkanal für die Hauptkomponente und einem Abflußkanal für das fertige Gemisch
versehenen Gehäuse, einem darin angeordneten Tellerrührer sowie einer Zuflußleitung
für die Nebenkomponente, welche in den über dem Tellerrührer befindlichen Wirbelzopf
mündet. In der turbulenten Strömung des Wirbelzopfes herrscht ein geringer Unterdruck,
so daß ein Eindringen der Hauptkomponente in die Zuflußleitung für die Nebenkomponente
verhindert wird. Dies ist besonders vorteilhaft in dem Fall, wenn das Gemisch zum
Festwerden neigt, so daß Verstopfungsgefahr bestünde, wenn die Mischkomponenten
schon in der Zuflußleitung aufeinanderträfen.
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Besondere Schwierigkeiten entstehen an der Mündung der Zuflußleitung,
wenn die an sich schon geringe zuzusetzende Menge der Nebenkomponente auch noch
in einem weiten Bereich veränderbar sein muß. Wenn z. B. beim Zumischen von Polyalkohol
zu einem Polyesterisocyanat der Mengendurchsatz der Hauptkomponente zwischen 100
und 1000 cm3 Min. und das Mengenverhältnis zwischen 1,6 und 8e/o variiert, dann
variiert die Durchflußmenge des Polyalkohols durch die Zuflußleitung im Verhältnis
1,6 bis 80 g/Min. oder 1:50. Ist es an sich schon schwierig, für einen derartigen
Durchflußmengenbereich eine zuverlässig arbeitende Düse zu fertigen, so würde in
der bekannten Mischvorrichtung infolge der an der Düse herrschenden Turbulenz und
wegen des nur geringen Unterdrucks ein kontinuierlicher Zufluß praktisch nicht erzielbar
sein.
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Dieser Mangel kann dadurch behoben werden, daß die Saugkraft des
Tellerrührers verstärkt wird und daß das Mischergehäuse den Tellerrührer so eng
umschließt, daß der durch die Saugkraft entstehende Unterdruck sich bis in den Zuflußkanal
für die Hauptkomponente fortpflanzt, so daß noch im laminaren Bereich der zuströmenden
Hauptkomponente eine für die Einführung der Nebenkomponente geeignete wirksame Unterdruckzone
geschaffen wird.
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Zu diesem Zweck wird die Mischvorrichtung erfindungsgemäß so ausgebildet,
daß der Tellerrührer in an sich bekannter Weise beidseitig mit radialen Schaufeln
besetzt wird, die auf einer Seite zentrifugal,
auf der anderen Seite zentripedal
wirken; daß das Gehäuse den Tellerrührer an dessen Ober- und Unterseite bis auf
einen Bewegungsabstand eng umschließt und am Umfang des Tellerrührers einen Ringraum
bildet; daß die zentripetal wirkenden Schaufeln entsprechend der Breite des Ringraumes
über den Tellerrand hinausragen; daß der Zuflußkanal axial an die zentrifugal wirkenden
Schaufeln geführt ist; daß der Abflußkanal gegenüber der Oberkante der zentripetal
wirkenden Schaufeln angeordnet ist und daß die Zuflußleitung für die Nebenkomponente
in den Zuflußkanal für die Hauptkomponente mündet. Da der Tellerrührer somit den
größten Teil des Gehäuses ausfüllt, wird der weitere Vorteil erzielt, daß der Mischraum
sehr klein und daher die Verweilzeit des Gemisches im Mischraum sehr kurz ist, wodurch
bei zum Festwerden neigendem Gemisch ein Zusetzen des Raumes auch bei langen Betriebszeiten
mit Sicherheit verhindert wird. Bei dem Mischer ist die Mündung der Zuflußleitung
im Zuflußkanal als Nadelventil ausgebildet. An den Abflußkanal ist ein auswechselbares
Abflußrohr angeschlossen, welches auch als offene Rinne ausgebildet werden kann.
Das Gehäuse der Mischvorrichtung besteht aus zwei in axialer Richtung des Tellerrührers
hintereinanderliegenden Teilen, die durch einen Schnellverschluß verbunden sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Der Mischer besteht aus einem kleinen, durch Bajonettverschluß
10 schnell in zwei Teile la und 1 b zerlegbaren Mischgehäuse 1, in das von oben
die abgedichtete Antriebswelle 2 für den Tellerrührer 3 ragt. Die beiden zu mischenden
Flüssigkeiten werden gemeinsam durch das Gehäuseunterteil 1 b axial gegen den Tellerrührer
3 eingeleitet, wobei die mengenmäßig
kleinere Komponente durch die
Leitung 11 in ein Nadelventil 8 und von da in den Zuflußkanal 4 der durch die Bohrung
9 eingeleiteten Hauptkomponente mündet. Auf der Unterseite des Tellerrührers 3 sind
radiale Schaufeln 5 aufgesetzt, welche bei Rotation (etwa 3000 Umdr./Min.) die beiden
vorgemischten Flüssigkeiten aus dem Kanal 4 ansaugen. Damit wird im Zuflußkanal
4 ein wirksamer Unterdruck erzielt.
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Das Mischen erfolgt hauptsächlich in der Peripherie des Tellers durch
die überstehenden Schaufeln 6 der Telleroberseite, die so aufgebracht sind, daß
sie das Gemisch zentripetal fördern. Im Bereich der größten Umfangsgeschwindigkeit
entsteht an den überstehenden Teilen der Schaufeln 6 der Hauptmischeffekt.
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Im Oberteil 1 a des Mischgehäuses tritt das Gemisch durch die Austrittsöffnung
7 aus.
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PATENTANSPRtSCHE: 1. Kontinuierlicher Mischer für Flüssigkeiten,
die in einem extremen Mischungsverhältnis zueinander stehen, bestehend aus einem
mit Zuflußkanal für die Hauptkomponente und Abflußkanal für die fertige Mischung
versehenen Gehäuse, einem darin angeordneten Tellerrührer sowie einer Zuflußleitung
für die Nebenkomponente, welche in eine durch den Tellerrührer im Gehäuse erzeugte
Unterdruckzone mündet, wobei der Tellerrührer in an sich bekannter Weise beidseitig
mit radialen Schaufeln besetzt ist, die auf einer Seite zentrifugal, auf der anderen
Seite zentripetal wirken, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (1) den Tellerrührer
(3) an dessen Ober-und Unterseite bis auf einen Bewegungsabstand eng umschließt
und am Umfang des Tellerrührers (3) einen Ringraum (12) bildet; daß die zentripetal
wirkenden Schaufeln (6) entsprechend der Breite des Ringraumes (12) über den Tellerrand
hinausragen; daß der Zuflußkanal (4) axial an die zentrifugal wirkenden Schaufeln
(5) geführt ist; daß der Abflußkanal (7) gegenüber der Oberkante der zentripetal
wirkenden Schaufeln (6) angeordnet ist und daß die Zuflußleitung(11) für die Nebenkomponente
in den Zuflußkanal (4) mündet.