DE1275511B - Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOIf

Deutsche Kl.: 12 e-4/01

Nummer: 1275 511

Aktenzeichen: P 12 75 511.2-23 (K 52916)

Anmeldetag: 11. Mai 1964

Auslegetag: 22. August 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeiten, mit einem lotrechten, einen trichterförmigen Boden aufweisenden Mischbehälter, in welchem koaxial eine Welle umläuft, auf der in axialem Abstand voneinander mehrere Schleuderscheiden aufweisende Mischwerkzeuge angeordnet sind, denen das zu mischende Gut in Achsnähe zugeführt wird.

Mit den bisher bekannten Mischbehältern ist eine gleichmäßig intensive Durchmischung zweier oder mehrerer Flüssigkeiten, von denen mindestens eine Flüssigkeit eine relativ hohe Viskosität aufweist, in möglichst kurzer Zeit nicht möglich. Eine schnelle, dabei gleichmäßig intensive Durchmischung ist aber insbesondere bei solchen Flüssigkeiten erforderlich, die miteinander zu einem festen Stoff reagieren. Dabei muß die gleichmäßig intensiv durchgemischte Flüssigkeit den Mischbehälter bereits wieder verlassen haben, bevor sie zu einem festen Stoff erstarrt ist.

So ist beispielsweise eine Mischvorrichtung bekannt, die eine erste und eine zweite Platte enthält, die übereinander angeordnet sind und von denen zwei Flüssigkeiten auf eine unabhängige und geneigte dritte Platte befördert werden, die neben den Kanten der ersten und der zweiten Platte angeordnet ist, so daß, wenn sich die Welle dreht, die Flüssigkeiten der ersten und der zweiten Platte gleichzeitig über deren Kanten nach außen gegen die dritte geneigte Platte fließen und so vermischt werden. Hierdurch kommt jedoch keine ausreichend einheitliche Durchmischung zustande.

Der erfindungsgemäße Mischbehälter, der den eingangs genannten Anforderungen voll gerecht wird und damit die Nachteile der bekannten Mischbehälter ausschaltet, ist dadurch gekennzeichnet, daß das in der Nähe des oberen Behälterabschlusses angebrachte Mischwerkzeug aus drei tellerförmigen Scheiben besteht, von welchen die zwei unteren mit nach oben weisendem Tellerrand angeordnet sind und die untere Scheibe die nächstobere unter Freilassung eines vergleichsweise geringen Radialspaltes umgreift und daß die oberste Scheibe ringförmig ausgebildet und mit nach unten weisendem, die Ränder der beiden unteren Scheiben mit radialem Abstand umgreifenden Tellerrand angebracht ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, daß bei zwei voneinander getrennten Mischgutzuführungen zum obersten Mischwerkzeug die eine aus einem zentrisch zur Antriebswelle im oberen Behälterabschluß angeordneten Trichter, die andere durch Axial- und Radial-Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen
von Flüssigkeiten

Anmelder:

Kurashiki Rayon Company Limited,

Kurashiki City (Japan)

Vertreter:
ίο Dipl.-Ing. R. Müller-Börner

und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwälte,
8000 München 22, Widenmayerstr. 49

Als Erfinder benannt:
Tsuneo Inishi,
Yoshiro Higashiyama,
Toyama City (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 11. Mai 1963 (24 810)

bohrungen in der Antriebswelle gebildet ist. Dabei ist zweckmäßig in bekannter Weise jedes der nachgeschalteten, übrigen Mischwerkzeuge zentral und unmittelbar unter der Öffnung eines trichterförmigen, in dem Mischbehälter befestigten Einsatzes angeordnet. Vorteilhaft ist auch, wenn die nachgeschalteten Mischwerkzeuge jeweils nur die untere und die obere der tellerförmigen Scheiben des obersten

' Mischwerkzeuges aufweisen, wobei zwischen diesen Scheiben mehrere am Umfang verteilte, in Axialebenen zur Welle verlaufende Platten in bekannter Weise angeordnet sind.

Die prinzipielle Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Mischbehälters für beispielsweise zwei zu mischende Flüssigkeiten, von denen die eine eine relativ hohe Viskosität aufweist, ist derart, daß die eine Flüssigkeit zu dem oberen Ende des Mischbehälters und durch die hohle Antriebswelle oder längs der Außenfläche der Welle jn Form eines dünnen zylindrischen Films auf eine tellerförmige Scheibe aufgegeben wird, wobei die Flüssigkeit durch die Rotation der tellerförmigen Scheibe über die nach oben abgebogenen Abwurfkanten herausgeschleudert wird und fein zerstäubt gegen die Innenfläche der abdeckenden tellerförmigen Scheibe aufprallt, um zu einem gleichmäßigen dünnen Film zusammenzufließen, der durch Rotation über die nunmehr

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schräg nach unten abgerundeten Abwurfkanten der abdeckenden tellerförmigen Scheibe hinausgeschleudert wird und dabei abermals fein zerstäubt auf die Innenwand des Mischbehälters auftrifft.

Die andere Flüssigkeit wird über einen Trichter gleichfalls auf eine tellerförmige Scheibe aufgegeben, die in einem gewissen Abstand von der ersteren. angeordnet ist. Auch hier wird durch die Zentrifugalkraft die Flüssigkeit fein zerstäubt auf die Innenfläche der abdeckenden tellerförmigen Scheibe geschleudert, so daß bereits eine intensive Durchmischung der Flüssigkeit an der Rückseite der Deckscheibe erfolgt. Die von dem Mischwerkzeug abgeschleuderte Mischflüssigkeit sammelt sich daher an der trichterförmigen Wand des Mischbehälters, fließt dort abwärts, während bereits eine Reaktion zwischen den beiden Flüssigkeiten eintritt, und kann nach Bedarf am Austritt des Trichters einem oder mehreren weiteren Mischwerkzeugen zugeführt werden, die die Flüssigkeit nochmals zerstäuben, ehe sie am unteren Ende des Mischbehälters austritt.

Der Mischbehälter nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung und an einem Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben und erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Mischbehälter,

Fig. 2a und 2b einen Längsschnitt durch ein vergrößertes Mischwerkzeug nach F i g. 1 und

Fig. 3 a und 3b ein vergrößertes nachgeschaltetes Mischwerkzeug nach F i g. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 ein zylindrischer Mischbehälter bezeichnet, 2 zeigt eine Antriebswelle. Am oberen Ende des Behälters 1 sind im vorliegenden Fall für zwei zu mischende Flüssigkeiten die voneinander getrennten Mischgutzuführungen 3 und 4 vorgesehen. Mit 5 ist ein trichterförmiger Körper bezeichnet, der durch Trennwände in mehrere Kammern unterteilt ist. Die zentrale Antriebswelle 2 wird von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine in eine hohe Umdrehungsgeschwindigkeit versetzt. Auf die Antriebswelle 2 sind für die erste Mischstufe ein Mischwerkzeug 6,11 und für die zweite und dritte Mischstufe je ein Mischwerkzeug 7,11' aufgekeilt. Die Mischwerkzeuge sind durch trichterförmige Einsätze 8 und 9 voneinander getrennt.

Das folgende Beispiel zeigt die Funktion und die Wirkungsweise des Mischbehälters nach der Erfindung, der beispielsweise im Prinzip zum Mischen einer methanolischen Polyvinylacetatlösung mit wäßriger Natronlauge als ein vorangehender Verfahrensschritt zur Verseifung bei der Herstellung von Polyvinylalkohol gut geeignet ist. In diesem Fall ist die Viskosität des Polyvinylacetats wesentlich höher als die Viskosität der Natronlauge. Wird die Lösung von Polyvinylacetat (Α-Lösung) und Natronlauge (B-Lösung) in den Mischbehälter 1 durch die Mischgutzuführung 3 bzw. 4 aufgegeben, so fließt die Α-Lösung entlang der inneren Wandung des Trichters 5 in einem zylindrischen dünnen Film abwärts bis auf den zentralen Mittelteil des Mischwerkzeuges. In F i g. 2 a wird die Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles A in die mittlere Scheibe 6' des Mischwerkzeuges geführt, tritt an den Rändern der Scheibe über und trifft in zerstäubtem Zustand oder je nach der Umdrehungsgeschwindigkeit wenigstens als sehr dünner Flüssigkeitsfilm auf die Rückseite der darüberliegenden Scheibe 11 auf. Entlang der gekrümmten Fläche der oberen Scheibe 11 fließt die Flüssigkeit in einem gleichmäßig dünnen Film bis zur äußeren Kante. Andererseits tritt die B-Lösung durch einen inneren Durchgang der Welle 2 oder entlang der Oberfläche der Welle bzw. in unmittelbarer Nähe der Welle vollkommen getrennt von der Α-Lösung in die untere Scheibe 6, fließt nach außen und wird vom äußeren Rand der Scheibe in Richtung des Pfeiles B zerstäubt abgeworfen. Dabei wird die B-Lösung mit der Α-Lösung auf der Rückseite der Scheibe 11 intensiv vermischt und fließt längs ihrer inneren Oberfläche bis zu ihrer äußeren Kante, wo das Gemisch abgeschleudert wird und gegen die Innenfläche des Behälters auftritt, dort abfließt und entlang den trichterförmigen Einsätzen 8 zum Mittelteil des ersten nachgeschalteten Mischwerkzeuges 7 strömt.

F i g. 3 a zeigt einen Längsschnitt des nachgeschalteten Mischwerkzeuges 7 und F i g. 3 b einen Querschnitt dieses Mischwerkzeuges. In F i g. 3 a fließt das Lösungsgemisch abwärts zu der unteren Scheibe, strömt nach außen und wird gegen die obere zylindrische Scheibe 11' zerstäubt abgeworfen, fließt weiter bis zur äußeren Kante der Scheibe 1Γ, um erneut abgeschleudert zu werden. Dabei nimmt das Mischgut etwa den durch den Pfeil A, B angegebenen Verlauf.

In dem Mischwerkzeug 7 können eine Anzahl Platten 12 vorgesehen sein, durch die unter anderem eine Saugwirkung auf das Mischgut in Richtung auf den Austritt 10 des Mischbehälters erzielt wird. Entsprechend dem Beispiel nach F i g. 1 werden zwei nachgeschaltete Mischwerkzeuge 7 verwendet, so daß der obengenannte Vorgang zweimal wiederholt wird, ehe die innig durchmischte Reaktionsflüssigkeit aus dem Auslaß 10 austritt.

Im Einklang mit der Erfindung kann damit eine Flüssigkeit von hoher Konzentration und hoher Viskosität mit einer anderen Flüssigkeit schnell gemischt und einheitlich zur Reaktion gebracht werden.

Selbstverständlich ist der erfindungsgemäße Mischbehälter nicht auf Flüssigkeiten beschränkt, die miteinander eine Verbindung eingehen. Vielmehr ist die Einrichtung auch zum Emulgieren von Flüssigkeiten und darüber hinaus zum Mischen von pulverigen Feststoffen oder deren Benetzung geeignet,

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeiten, mit einem lotrechten, einen trichterförmigen Boden aufweisenden Mischbehälter, in welchem koaxial eine Welle umläuft, auf der in axialem Abstand voneinander mehrere Schleuderscheiben aufweisende Mischwerkzeuge angeordnet sind, denen das zu mischende Gut in Achsnähe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Nähe des oberen Behälterabschlusses angebrachte Mischwerkzeug aus drei tellerförmigen Scheiben (6,6', 11) besteht, von welchen die zwei unteren (6,6') mit nach oben weisendem Tellerrand angeordnet sind und die untere Scheibe (6) die nächstobere (6') unter Freilassung eines vergleichsweise geringen Radialspaltes umgreift und daß die oberste Scheibe (11) ringförmig ausgebildet und mit nach unten weisendem, die Ränder der beiden unteren Scheiben (6,6') mit radialem Abstand umgreifendem Tellerrand angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei voneinander getrennten Mischgutzuführungen (3, 4) zum obersten Mischwerkzeug die eine aus einem zentrisch zur Antriebswelle (2) im oberen Behälterabschluß angeordneten Trichter (5), die andere durch Axial- und Radialbohrungen in der Antriebswelle gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise jedes der nachgeschalteten, übrigen Mischwerkzeuge zentral und unmittelbar unter der Öffnung eines tricherförmigen, in dem Mischbehälter (1) befestigten Einsatzes (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeschalteten Mischwerkzeuge (7) jeweils nur die untere (7) und die obere (11) der tellerförmigen Scheiben des obersten Mischwerkzeuges aufweisen, wobei zwischen diesen Scheiben mehrere am Umfang verteilte, in Axialebenen zur Welle (2) verlaufende Platten (12) in bekannter Weise angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 314 412;
schweizerische Patentschrift Nr. 131 306;
britische Patentschrift Nr. 872 426;
USA.-Patentschrift Nr. 2 238 139.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 597/394 S. 68 © Bundesdruckerei Berlin