DE1178404B

DE1178404B - Device for mixing flowing media with stationary guide elements

Info

Publication number: DE1178404B
Application number: DEN16687A
Authority: DE
Inventors: Robert Sluijters
Original assignee: Onderzoekings Instituut Research
Current assignee: Onderzoekings Instituut Research
Priority date: 1959-10-13
Filing date: 1959-05-08
Publication date: 1964-09-24
Also published as: NL109918C; CH385800A; US3182965A; DE1236479B; CH401926A; LU39253A1; GB1005587A; GB886475A; DK114544B; NL244295A; US3206170A; LU41505A1; NL263534A; DE1224708B; NL111082C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: B Ol fBoarding school Class: B Ol f

Deutsche Kl.: 12 e - 4/01 German class: 12 e - 4/01

Nummer: 1178 404Number: 1178 404

Aktenzeichen: N16687ΙΠ /12 eFile number: N16687ΙΠ / 12 e

Anmeldetag: 8. Mai 1959Filing date: May 8, 1959

Auslegetag: 24. September 1964Opening day: September 24, 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen strömender Medien mit stillstehenden Leitelementen, denen die Mischkomponenten schichtweise zu einem Hauptstrom vereinigt zugeführt werden und die den Hauptstrom zunächst senkrecht zu den Schichten teilen, sodann die Teilströme im Sinne einer Verringerung der Schichtdicken bei gleichzeitiger Vergrößerung der gegenseitigen Berührungsfläche der Schichten verformen und schließlich die verformten Teilströme zu einem neuen Hauptstrom gleichen Querschnitts, jedoch vervielfachter Schichtzahl wiedervereinigen, wobei die genannten Vorgänge durch in den Leitelementen angeordnete Kanäle von sich in Strömungsrichtung entsprechend änderndem Querschnitt bewirkt werden.The invention relates to a device for mixing flowing media with stationary media Guide elements to which the mixed components are fed, combined in layers to form a main stream and which initially divide the main flow perpendicular to the layers, then the partial flows in the sense of a reduction in the layer thicknesses with a simultaneous increase in the mutual thicknesses Deform the contact surface of the layers and finally the deformed partial flows into one reunite new main stream of the same cross-section, but with a multiplied number of layers, whereby the processes mentioned by themselves in the direction of flow through channels arranged in the guide elements be effected accordingly changing cross-section.

Eine solche bereits vorgeschlagene Vorrichtung ist in ihrer baulichen Ausgestaltung recht kompliziert und daher nur schwierig herzustellen, wodurch bei der Anfertigung erhebliche Kosten entstehen.Such a device that has already been proposed is quite complicated in terms of its structural design and therefore difficult to manufacture, which results in considerable manufacturing costs.

Die Erfindung ermöglicht es demgegenüber, eine entsprechend wirkende Mischvorrichtung auf besonders einfache Weise herzustellen, so daß sie auch für die Massenfertigung geeignet ist. Erst durch diese neue bauliche Ausgestaltung kann das im älteren Patent beschriebene Mischverfahren in der Praxis allgemein Anwendung finden.In contrast, the invention makes it possible to use a correspondingly acting mixing device in particular easy to manufacture so that it is also suitable for mass production. Only through this The mixing process described in the earlier patent can be used in practice in a new structural design find general application.

Die Erfindung besteht darin, daß der Eingangsquerschnitt der Leitelemente ein Quadrat ist und daß jedes Leitelement zwei Kanäle aufweist, deren Eingangsquerschnitte nebeneinanderliegende, den Eingangsquerschnitt des Leitelementes ausfüllende, gleich große Rechtecke sind, die sich zunächst zu zwei diagonal gegenüberliegenden Quadraten von halbem Rechtecksquerschnitt verengen und schließlich wieder zu nebeneinanderliegenden Rechtecken ursprünglicher Größe, jedoch um 90° gedrehter Lage erweitern.The invention consists in that the input cross-section of the guide elements is a square and that each guide element has two channels, the input cross-sections of which are adjacent to one another, the input cross-section of the guide element filling, are equal-sized rectangles that are initially to narrow two diagonally opposite squares of half a rectangular cross-section and finally back to adjacent rectangles of the original size, but rotated by 90 ° Expand location.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung in aufeinanderfolgenden Leitelementen die Querschnitts- und Lageänderung der Kanäle des zweiten Leitelementes spiegelbildlich zu den Änderungen der Kanäle des ersten Leitelementes erfolgt.It is particularly useful when in the device according to the invention in successive Leitelemente the change in cross-section and position of the channels of the second guide element takes place in a mirror image of the changes in the channels of the first guide element.

Zur Vermeidung unerwünschter Richtungsänderungen im Strömungsbild der zu mischenden Medien wird eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung bevorzugt, bei der in den sich verengenden und erweiternden Kanalabschnitten Leitwände angeordnet sind, die auf der jeweils konvergierenden oder divergierenden Wand senkrecht stehen und den sich verengenden oder erweiternden Querschnitt halbieren.To avoid undesirable changes in direction in the flow pattern of the Media, an embodiment of the device according to the invention is preferred, in which in the narrowing and widening channel sections guide walls are arranged, which are converging on the respective or diverging wall are vertical and the narrowing or widening Halve the cross-section.

Vorrichtung zum Mischen strömender Medien
mit stillstehenden LeitelementenDevice for mixing flowing media
with stationary guide elements

Anmelder:Applicant:

N. V. Onderzoekingsinstituut Research,N. V. Onderzoekingsinstituut Research,

Arnhem (Niederlande)Arnhem (Netherlands)

Vertreter:Representative:

Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,Dr. K. Schwarzhans, patent attorney,

München 19, Romanplatz 9Munich 19, Romanplatz 9

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Robert Sluijters, Arnhem (Niederlande)Robert Sluijters, Arnhem (Netherlands)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 8. Juli 1958 (229424)Netherlands 8 July 1958 (229424)

Für eine Massenfertigung als besonders vorteilhaft wurde eine Ausführungsform gefunden, welche gekennzeichnet ist durch ein quadratisches Hüllrohr, in welches ein zusammengestecktes System von abwechselnd spiegelbildlich gebogenen Blechen eingeschoben ist, deren ungebogener Grundriß ein Rechteck ist, dessen kurze Seite gleich der Seitenlänge des Hüllrohrquerschnittes ist und dessen Fläche zwei in Längsrichtung verlaufende Mittelschlitze ungleicher Länge und einen ungeschlitzten Mittelteil aufweist, wobei die Länge des durch die längeren Schlitze entstehenden Lippenpaares gleich der Diagonale der Halbfläche, die Länge des durch die kürzeren Schlitze entstehenden Lippenpaares gleich der Diagonale der Viertelfläche des ungeschlitzten Mittelteiles ist und jeweils zwei hintereinanderliegende Lippen in derselben Richtung und um einen dem vorgenannten zugehörigen Diagonalenwinkel gegen die Mittellinie entsprechenden Winkel abgebogen sind.An embodiment has been found which is particularly advantageous for mass production is characterized by a square cladding tube, in which a plugged together system of alternating mirror-inverted sheet metal is inserted, the unbent plan of which is a rectangle whose short side is equal to the side length of the cladding tube cross-section and whose area is two in Has longitudinal center slots of unequal length and an unslotted center section, where the length of the pair of lips created by the longer slots is equal to the diagonal of the Half surface, the length of the pair of lips created by the shorter slits is equal to the The diagonal of the quarter area of the unslotted middle part is and two consecutive ones Lips in the same direction and at a diagonal angle associated with the aforementioned angles corresponding to the center line are bent.

Diese Bauelemente können auch, zu mehreren in einer Serie in der vorgesehenen Anordnung vereint, als Gußstücke nach der Methode der verlorenen Wachsform hergestellt werden. Die Mischvorrichtung gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.These components can also be combined into several in a series in the intended arrangement, are made as castings using the lost wax mold method. The mixing device according to the invention is explained in more detail with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt ein zugeschnittenes rechteckiges Blech;F i g. 1 shows a cut rectangular sheet;

F i g. 2 zeigt das fertig gebogene Blech;F i g. 2 shows the finished sheet metal;

F i g. 3 zeigt ein zusammengestecktes System aus zwei Blechen;F i g. 3 shows an assembled system of two sheets;

409 688ßO4409 688 O4

F i g. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil des quadratischen Hüllrohres (zwecks besserer Übersicht wurde ein Teil der Rohrwand fortgelassen), in welches ein zusammengestecktes System von abwechselnd spiegelbildlich gebogenen Blechen eingeschoben ist, so daß aufeinanderfolgende Leitelemente V-VII, VII-IX und IX-XI entstehen;F i g. 4 shows a perspective view of part of the square cladding tube (for the purpose of better Overview, part of the pipe wall has been omitted), into which a plugged-together system of alternating mirror-inverted sheet metal is inserted, so that successive guide elements V-VII, VII-IX and IX-XI arise;

F i g. 5 bis 9 erläutern die verschiedenen Stadien des Mischvorganges entsprechend der Lage der Schnitte V-V- VI-VI usw. von Fig. 4;F i g. 5 to 9 explain the various stages of the mixing process according to the position of the Sections V-V-VI-VI etc. of Fig. 4;

Fig. 10 bis 13 zeigen, wie sich der Strömungsverlauf ändert, wenn man in dem Leitelement VII-IX von Fig. 4 die Leitwände7 fortläßt;10 to 13 show how the flow course changes if the guide walls 7 are omitted in the guide element VII-IX of FIG. 4;

Fig. 14 bis 17 erläutern dagegen die günstige Wirkung der Leitwände 7 beim gleichen Leitelement VII-IX auf den Verformungs- und Überschichtungsvorgang. 14 to 17, on the other hand, explain the beneficial effect of the guide walls 7 with the same guide element VII-IX on the deformation and layering process.

Das in F i g. 1 dargestellte rechteckige Blech 1 weist zwei in der Längsrichtung verlaufende Mittelschlitze 3, 4 ungleicher Länge und einen ungeschlitzten Mittelteil 9 auf, wodurch zwei Lippenpaare 10, 11 gebildet werden. Die Länge des Lippenpaares 10 ist dabei gleich der Diagonale 12 der Halbfläche des ungeschlitzten Mittelteiles 9, und die Länge des Lippenpaares 11 ist gleich der Länge der Diagonale 13 der Viertelsfläche des Mittelteiles 9.The in Fig. 1 has two longitudinal center slots 3, 4 of unequal length and an unslotted center part 9, whereby two pairs of lips 10, 11 are formed. The length of the pair of lips 10 is equal to the diagonal 12 of the half surface of the unslotted central part 9, and the length of the pair of lips 11 is equal to the length of the diagonal 13 of the quarter surface of the central part 9.

Gemäß F i g. 2 werden die jeweils hintereinanderliegenden Lippen 10, 11 der beiden Lippenpaare in derselben Richtung und in einem dem vorgenannten zugehörigen Diagonalenwinkel gegen die Mittellinie entsprechenden Winkel abgebogen. Die so erhaltenen Bauelemente werden dann zusammengesteckt (vgl. F i g. 3) und gegebenenfalls durch Punktschweißung oder Lötung in der dargestellten Lage aneinander befestigt.According to FIG. 2, the lips 10, 11, one behind the other, of the two pairs of lips are shown in FIG the same direction and at a diagonal angle associated with the aforesaid relative to the center line corresponding angle bent. The components obtained in this way are then plugged together (see FIG. 3) and, if necessary, by spot welding or soldered together in the position shown.

Wie F i g. 4 zeigt, werden durch den Einbau eines solchen zusammengesteckten Systems von abwechselnd spiegelbildlich gebogenen Blechen in einem quadratischen Hüllrohr 6 Kanäle gebildet, deren Querschnitt sich in Strömungsrichtung ändert. Der Eingangsquerschnitt ist dabei ein Quadrat, und jedes der Leitelemente V-VII, VII-IX bzw. IX-XI usw. weist zwei Kanäle auf (vgl. die den Strömungsverlauf darstellenden Pfeile), deren nebeneinanderliegende Eingangsquerschnitte gleich große Rechtecke sind und den Eingangsquerschnitt des Leitelementes ausfüllen (vgl. die Schnitte V-V, VII-VII bzw. IX-IX usw.).Like F i g. 4 shows, by incorporating such an interlocking system from alternately mirror-inverted sheet metal formed in a square cladding tube 6 channels, whose Cross-section changes in the direction of flow. The entrance cross-section is a square, and each the guide elements V-VII, VII-IX or IX-XI etc. have two channels (cf. arrows), the adjacent input cross-sections of which are rectangles of the same size and fill in the inlet cross-section of the guide element (see sections V-V, VII-VII and IX-IX etc.).

Diese Kanäle verengen sich zunächst zu zwei diagonal gegenüberliegenden Quadraten von halbem Rechtecksquerschnitt (vgl. die Schnitte VI-VI, VIII-VIII bzw. X-X usw.), und sie erweitern und vereinen sich schließlich wieder zu nebeneinanderliegenden Rechtecken ursprünglicher Größe, jedoch um 90° gedrehter Lage (vgl. die Schnitte VII-VII, IX-IX bzw. XI-XI).These channels initially narrow to two diagonally opposite half-squares Rectangular cross-section (see sections VI-VI, VIII-VIII or X-X etc.), and they expand and eventually reunite to form adjacent rectangles of their original size, however position rotated by 90 ° (see sections VII-VII, IX-IX and XI-XI).

Bei der in F i g. 4 dargestellten Anordnung erfolgt die Querschnitts- und Lageänderung bei den aufeinanderfolgenden Leitelementen (z. B. V-VII bzw. VII-IX) jeweils so, daß die Änderungen der Kanäle des zweiten Leitelementes das Spiegelbild derjenigen des ersten Leitelementes sind. Eine Lippe der gebogenen Bleche 1 bildet dabei in den sich verengenden und erweiternden Kanalabschnitten Leitwände 7, die auf der jeweils konvergierenden oder divergierenden Wand senkrecht stehen und den sich verengenden oder erweiternden Querschnitt halbieren. Der ungeschlitzte Mittelteil 9 jedes zweiten Bleches bildet bei der dargestellten Anordnung im Hüllrohr eine vertikale Scheidewand 8, wobei das der Eintrittsöffnung zunächst liegende Blech nur einseitig geschlitzt ist.In the case of the in FIG. 4, the cross-section and position change takes place in the successive Guide elements (e.g. V-VII or VII-IX) each so that the changes in the channels of the second guide element are the mirror image of those of the first guide element. A lip the bent sheet metal 1 forms in the narrowing and widening channel sections Guide walls 7, which are perpendicular to the respective converging or diverging wall and the Halve the narrowing or expanding cross-section. The unslotted middle part 9 every second Sheet metal forms a vertical partition 8 in the illustrated arrangement in the cladding tube, the the Entrance opening initially lying sheet is slotted only on one side.

Wenn ein ungefärbter Strom einer viskosen Flüssigkeit, der einen einzigen dunklen Schichtstreifen aufweist, in Pfeilrichtung in die Mischvorrichtung gemäß F i g. 4 eintritt, so findet zunächst eine Aufteilung in zwei Teilströme senkrecht zu den beiden Schichten statt (vgl. F i g. 5, entsprechend dem Querschnitt V-V), wobei der Teilstrom A nach oben und der Teilstrom B nach unten abgelenkt wird. Es findet im weiteren Strömungsverlauf eine Verformung der beiden Teilströme statt, bis diese an der Stelle des Schnittes VI-VI des ersten Leitelementes sich zu jeweils einem quadratischen Strom von halbem Rechtecksquerschnitt verengt haben (vgl. F i g. 6). Diese Teilströme werden dann zu einem neuen Hauptstrom unter erneuter Verformung vereinigt (vgl. F i g. 7, entsprechend dem Schnitt VII-VII von F i g. 4), wobei durch die Überlagerung der beiden Teilströme die Zahl der Schichten verdoppelt worden ist. Dieser Hauptstrom wird dann wiederum in zwei Teilströme aufgeteilt, die in entgegengesetzter Richtung abgelenkt, verformt (vgl. Fig. 8 entsprechend Schnitt VIII-VIII) und überlagert werden, so daß an der Stelle des Schnittes IX-IX von F i g. 4 ein aus vier schwarzen Teilschichten bestehender Hauptstrom vorliegt (vgl. F i g. 9). Durch Einbau einer entsprechenden Anzahl von gebogenen Blechen gemäß F i g. 2 ist es möglich, eine so feine Aufteilung zu erzielen, daß im Hauptstrom schließlich mehr als tausend dunkle Schichten abwechselnd mit hellen Schichten vorliegen. When an uncolored stream of a viscous liquid, which has a single dark stripe of the layer, enters the mixing device according to FIG. 4 occurs, there is initially a division into two substreams perpendicular to the two layers (cf. FIG. 5, corresponding to cross section VV), substream A being deflected upwards and substream B downwards. In the further course of the flow, the two partial flows are deformed until they have narrowed to a square flow of half a rectangular cross-section at the point of section VI-VI of the first guide element (see FIG. 6). These partial flows are then combined to form a new main flow with renewed deformation (cf. FIG. 7, corresponding to section VII-VII of FIG. 4), the number of layers being doubled by the superposition of the two partial flows. This main flow is then in turn divided into two partial flows, which are deflected in opposite directions, deformed (cf. FIG. 8 according to section VIII-VIII) and superimposed so that at the point of section IX-IX of FIG. 4 a main stream consisting of four black partial layers is present (cf. FIG. 9). By installing a corresponding number of bent sheets according to FIG. 2 it is possible to achieve such a fine division that there are ultimately more than a thousand dark layers alternating with light layers in the main flow.

Die Leitwände 7 bieten dabei den Vorteil, daß eine Rotation der einzelnen Teilströme um die Kanallängsachse vermieden und damit sichergestellt wird, daß sich die einzelnen Flüssigkeitsschichten nicht verzerren bzw. ihre gegenseitige Überlagerung verhindert wird.The baffles 7 offer the advantage that a rotation of the individual partial flows around the The longitudinal axis of the channel is avoided and it is thus ensured that the individual liquid layers are separated do not distort or prevent their overlapping.

Fig. 11 bis 13 verdeutlichen diese Verzerrung in dem Leitelement VII-IX gemäß F i g. 10, wo die Leitwände7 fortgelassen wurden. Fig. 11 entspricht dabei dem Schnitt VII-VII, Fig. 12 dem Schnitt VIII-VIII und Fig. 13 dem Schnitt IX-IX.11 to 13 illustrate this distortion in the guide element VII-IX according to FIG. 10 where the Guide walls7 have been omitted. Fig. 11 corresponds the section VII-VII, FIG. 12 the section VIII-VIII and FIG. 13 the section IX-IX.

Fig. 15 bis 17 zeigen dagegen den Strömungsverlauf im gleichen Leitelement, aber bei Anwesenheit solcher Leitwände7, wobei die Fig. 15 bis 17 den Schnitten VII-VII bzw. VIII-VIII bzw. IX-IX entsprechen. Man sieht, daß die einzelnen Schichten ganz parallel übereinandergelagert sind.15 to 17, on the other hand, show the course of the flow in the same guide element, but with presence such baffles 7, Figs. 15 to 17 den Correspond to sections VII-VII or VIII-VIII or IX-IX. You can see that the individual layers are superimposed completely parallel.

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung eignet sich insbesondere zum Mischen von feinkörnigen Stoffen, von Gasen und von hochviskosen Flüssigkeiten, wie Spinnlösungen, z. B. Viskose.The mixing device according to the invention is particularly suitable for mixing fine-grained Substances, gases and highly viscous liquids, such as spinning solutions, e.g. B. viscose.

Claims

Patent claims:

1. Device for mixing flowing media with stationary guide elements, which the mixed components are supplied in layers combined to form a main stream and the First divide the main flow perpendicular to the layers, then divide the partial flows in the sense a reduction in the layer thickness with a simultaneous increase in the mutual contact area deform the layers and

finally the deformed partial flows to a new main flow of the same cross-section, however reunite multiplied number of layers, said processes through in the guide elements arranged channels are caused by a cross-section that changes accordingly in the S direction of flow, characterized in that that the inlet cross-section of the guide elements is a square and that each guide element (V-VII, VII-IX, IX-XI, etc.) two Has channels, the input cross-sections of which are adjacent to one another, the input cross-section of the guide element filling, equal-sized rectangles (in V, VII, IX etc.), which are initially to two diagonally opposite squares (in VI, VIII, X etc.) of half a rectangular cross-section narrow and finally back to adjacent rectangles (in VII, IX, XI etc.) of the original size, but by Extend 90 ° rotated position (Figs. 4 and 10 to 13).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in successive guide elements (e.g. V-VII and VII-IX) the cross-sectional and. Change in position of the channels of the second guide element in mirror image to the Changes to the channels of the first guide element take place (Fig. 4).

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that in the narrowing and widening channel sections, guide walls (7) are arranged, which on the respectively converging or diverging Stand wall vertically and halve the narrowing or expanding cross-section (Fig. 4 and 14 to 17).

4. Apparatus according to claim 3, characterized by a square cladding tube (6) in which is an assembled system of alternately mirror-inverted sheets (1) is inserted, whose unbent plan is a rectangle, whose short side is equal to the Side length of the cladding tube cross-section and its surface is two extending in the longitudinal direction Central slots (3 and 4) of unequal length and an unslotted central part (9), wherein the length of the pair of lips (10) created by the longer slot (3) is equal to the Diagonal (12) of the half surface, the length of the resulting through the shorter slot (4) Pair of lips (11) equal to the diagonal (13) of the quarter area of the unslotted middle part (9) is and two consecutive lips (10 and 11) in the same direction and by an angle corresponding to the aforementioned associated diagonal angle from the center line Angles are bent (Fig. 1 to 3).

Considered publications:
German patent specification No. 358 018.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1138 023.

1 sheet of drawings