DE1557115B2 - Vorrichtung zum mischen von fluessigkeiten - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich- dazu ein Quirl benutzt, der in um seine Achse hin-

tung zum Mischen von Flüssigkeiten, wobei kein Um- und hergehende Drehschwingungen versetzt werden

rührer od. dgl. benötigt wird. kann. Die Verwendung eines Umrührers oder Quirls

Aus den deutschen Patentschriften 816 670 und besitzt jedoch ebenfalls den Nachteil, daß Verunreini-953 053 sind Mischer für Beton und Mörtel bekannt, 5 gungen in die umzurührenden Flüssigkeiten einderen Mischerbehälter über die gesamte Länge kreis- gebracht werden können. Bei einer großen Anzahl förmigen Querschnitt besitzen. In den Mischerlrom- von zu analysierenden Proben wäre der Umrührer mein "sind Mischerflügel befestigt, die in einem ge- oder Quirl nach jedem Mischvorgang erneut zu säuwissen Abstand von der Trommelwand angeordnet bern. Dies ist abgesehen von der Verunreinigungssind und sich über die gesamte Trommellänge er- io gefahr mit einem zusätzlichen Arbeitsgang verstrecken. Diese Mischerflügel bewirken ein Durch- bunden.

mischen der breiartigen Beton- oder Mörtelmassen. Aus der britischen Patentschrift 412 621 ist eine Zum gründlichen Durchmischen von Flüssigkeiten Vorrichtung zum Übertragen einer Rotationsbewesind derartige ' Mischer dagegen ungeeignet, da die gung bekannt, in die sich Behälter mit eckigem Quer-Trommel nur sehr langsam und in einer Richtung 15 schnitt einspannen lassen und durch die es vermieden gedreht wird. In diesen Vorrichtungen treten prak- werden soll, daß Flüssigkeiten zum Vermischen aus tisch keine Strömungen auf, durch die das Mischen dem Behälter entnommen werden müssen. Diese Bevon Flüssigkeiten bewirkt werden kann. Außerdem hälter besitzen den eckigen Querschnitt über ihre gesind die Mischerflügel schwierig zu reinigen, insbe- samte Länge, während die Rotation nur in einer Richsondere dann, wenn sie in einem Gefäß angebracht 20 tung erfolgt, so daß ein schnelles und gutes Mischen werden, das zum Mischen von Flüssigkeiten für von Flüssigkeiten auf Grund gegeneinander gerichte-Analysenzwecke verwendet wird und daher verhält- ter Strömungen nicht erfolgen kann. Außerdem muß nismäßig klein ist, so daß Verunreinigungen der Pro- der Behälter in dieser Vorrichtung verschlossen sein, ben hervorgerufen werden. Weiter ist aus der USA.-Patentschrift 1 301 070

Weiterhin ist aus der französischen Patentschrift 25 eine Mischvorrichtung bekannt, deren Mischbehälter 1 070 859 eine Vorrichtung zum Mischen von Bett- elliptischen Querschnitt besitzen und so geformt sind, federn bekannt, die eine in waagerechter Richtung daß die großen Achsen der Ellipsen an beiden Beverlaufende Trommel besitzt, die über die gesamte hälterenden rechtwinklig aufeinander angeordnet Länge entweder im Innern mit Vorsprüngen versehen sind. Diese Behälter sind auf rotierenden Walzen geist oder einen eckigen Querschnitt aufweist. Dadurch 30 lagert und werden durch die Drehung der Walzen in werden die zu mischenden Federn durch die Drehung eine Schüttelbewegung versetzt. Hierbei müssen die der Trommel mitgenommen und fallen unter der Wir- Behälter ebenfalls verschlossen sein, da sie nicht in kung der Schwerkraft wieder von den Trommelwän- Senkrechtstellung um ihre Längsachse gedreht werden herab. Auch hier ist nur eine Rotationsrichtung den. Den elliptischen Querschnitt besitzen diese Gevorgesehen, während sich die Mitnehmerorgane über 35 fäße auf der gesamten Länge.

die gesamte Länge der Mischtrommel erstrecken. Die Schließlich ist aus der USA.-Patentschrift vorher genannten Nachteile beim Mischen von 3 219 322 ein Behälter bekannt, der für Mischungs-Flüssigkeiten können daher durch diese Vorrichtung zwecke verwendet wird und dessen Querschnitt in nicht beseitigt werden. Längsrichtung von der Kreisform abweicht. Dieses

Die französische Patentschrift 1 269 048 beschreibt 40 Gefäß wird um eine Achse in einem Winkel zur Horieine Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Flüssig- zontalen umlaufend angetrieben. Deshalb muß das keiten mit Feststoffen, die aus einem um seine Längs- Innere des Gefäßes über seine ganze Länge einen achse drehbaren, zylindrischen Gefäß besteht. Weiter- vom kreisförmigen Querschnitt erheblich abweichenhin besitzt sie einen schraubenförmigen Rührflügel den Querschnitt besitzen. Die Abweichung vom kreismit Durchlässen für Feststoffe, der sich über die ge- 45 förmigen Querschnitt ist jedoch nicht sehr groß und samte Länge des Gefäßes erstreckt. Hierdurch wird dient dazu, flüssiges Metall beispielsweise mit Sauereine gleichmäßige schraubenförmige Strömung der stoff in Kontakt zu bringen. Zum Mischen von Flüssigkeit von einem Ende des Gefäßes zum ande- Flüssigkeiten, beispielsweise von Proben in automaren erzielt. Zum Mischen von Flüssigkeiten eignet tischen Analyseapparaten, ist die Vorrichtung jedoch sich diese Vorrichtung jedoch nicht, da man in die- 50 ebenfalls nicht geeignet.

sem Falle gegeneinander gerichtete Strömungen er- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung

zeugen muß, die zu Turbulenzen führen, so daß sich zum Mischen von Flüssigkeiten zu konstruieren, bei

die verschiedenen Flüssigkeiten mischen können. Zu- der die Anwendung eines Umrührers oder Quirls ver-

dem ist der schraubenförmige Rührflügel ein recht mieden wird, so daß das Risiko der Einführung von

kompliziertes Mitnehmerorgan, so daß Verunreini- 55 Verunreinigungen oder unerwünschten Substanzen in

gungen oder unerwünschte Substanzen leicht in die die umzurührenden Flüssigkeiten und die Notwendig-

zu vermischenden Flüssigkeiten eingebracht werden keit, den Rührer zu reinigen, wegfällt. Außerdem

können. soll das die Flüssigkeit enthaltende Gefäß un-

Aus den deutschen Patentschriften 638 726 und verschlossen für den erfindungsgemäßen Zweck be-902 606 ist es bekannt, Flüssigkeiten in einem mn- 60 nutzt werden können und die innige Vermischung der den Behälter mit lotrechter Achse auf die Weise zu Flüssigkeiten sehr schnell erfolgen,
mischen, daß man gegeneinander gerichtete Flüssig- Gemäß der Erfindung wird bei einer Vorrichtung keitsströme um die Achse des Behälters herum zu- zum Mischen von Flüssigkeiten, bestehend aus einem stände bringt und periodisch die Strömungsrichtun- rohrförmigen, unten durch einen Boden abgeschlossegen ändert. Gemäß der deutschen Patentschrift 65 nen und oben offenen, in Senkrechtstellung um seine 902 606 erfolgt dies jedoch durch einen um die Be- Längsachse drehbaren Gefäß, die beschriebene Aufhälterachse hin und her drehbaren Umrührer. gäbe dadurch gelöst, daß das Innere des Gefäßes

Gemäß der deutschen Patentschrift 638 726 wird über den größten Teil seiner Länge einen kreisförmi-

gen Querschnitt aufweist und der übrige, sich an den Boden anschließende Teil mit radial gerichteten Flügeln versehen ist oder einen mehreckigen Querschnitt aufweist, und daß das Gefäß um seine Achse mit vergleichsweise hoher Frequenz und Geschwindigkeit hin- und herbewegt angetrieben ist.

Insbesondere besitzt das Gefäß zwei bis fünf radial angeordnete Flügel, oder es weist der sich an den Boden des Gefäßes anschließende Inneneil einen dreieckigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Zweckmäßigerweise ist das Gefäß außen, vorzugsweise am Boden, mit dem Antrieb dienenden Ansätzen versehen.

Mit Hilfe derartiger Gefäße kann beispielsweise das automatische Analysenverfahren und die Anordnung hierfür bei der Analyse einer großen Anzahl von Proben vereinfacht werden. Der Arbeitsgang, bei dem der Rührer gereinigt werden muß, fällt weg. Die Möglichkeit der Verunreinigung der Proben ist auf ein Minimum beschränkt.

In einem erfindungsgemäßen Gefäß läßt sich eine vollständige Mischung von zwei oder mehreren eingefüllten Flüssigkeiten erzielen, oder man kann feste Partikel in einer Flüssigkeitsphase suspendieren. Bei der Rotation des Gefäßes bewirken die Flügel bzw. der mehreckige Querschnitt des unteren Gefäßteils ein schnelles Mitführen der in der Nähe des Gefäßbodens befindlichen Flüssigkeit, während die im übrigen Gefäßteil, der kreisförmigen Querschnitt besitzt, befindliche Flüssigkeit infolge ihrer Trägheit erst erheblich später zur Rotation gebracht wird. Die schneller rotierende Flüssigkeit wird zum Strömen nach außen und je nach der Anbringung der Flügel bzw. des mehreckigen Querschnitts in der Nähe des Gefäßbodens in Höhenrichtung nach aufwärts und/ oder nach abwärts entlang der Gefäßwände gebracht. Im Zentrum des Gefäßes entsteht dann eine Strömung in entgegengesetzter Richtung.

Nach einer kurzen Zeitperiode, wenn die gesamte im Gefäß befindliche Flüssigkeit begonnen hat, mit dem Gefäß zu rotieren, wodurch der pumpende Effekt der Flügel bzw. des mehreckigen Querschnitts vermindert worden oder sogar zum Verschwinden gekommen ist, wird die Rotationsrichtung umgekehrt. In Abhängigkeit von den Dimensionen des Gefäßes und der Flügel bzw. des mehreckigen Querschnitts, der Rotationsgeschwindigkeit, den Viskositäten der behandelten Flüssigkeiten usw. ist es möglich, die Rotationsperioden so einzustellen, daß eine vollständige Vermischung der in das Gefäß eingeführten Flüssigkeitskomponenten erzielt wird.

Der die Flüssigkeit mitnehmende Teil der Gefäßlänge beträgt höchstens die Hälfte der gewünschten Flüssigkeitstiefe und zweckmäßigerweise höchstens ein Drittel derselben, vorzugsweise etwa ein Viertel. Dadurch, daß nur ein Teil der Länge des Gefäßes eine die Flüssigkeit mitnehmende Wirkung bei der Rotation des Gefäßes um seine Längsachse besitzt, was durch die flügeiförmigen Organe im Gefäß oder in der Weise erreicht wird, daß das Gefäß auf einem Teil seiner Länge einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt erhält, werden einander entgegengesetzte Flüssigkeitsströmungen erzeugt, so daß ein Mischeffekt erreicht wird.

Die Anwendung eines quadratischen oder rechteckigen Querschnitts für den unteren Teil des Gefäßes ist besonders dann zweckmäßig, wenn man optische Messungen oder Untersuchungen an der im Gefäß befindlichen Flüssigkeit vornehmen will. Die rechteckige Form bringt weiterhin den Vorteil mit, daß man die Messungen an Flüssigkeitsschichten mit zwei verschiedenen Stärken ausführen kann. Für eine derartige Anwendung wird das Gefäß aus einem durchsichtigen Material, z. B. Glas oder durchsichtigem Kunststoff, z. B. Polystyrol, hergestellt.

Insbesondere, wenn die gesamte Länge des Gefäßes kreisförmigen Querschnitt besitzt, d. h. wenn Mitnehmerorgange in Form von Flügeln verwendet werden, wird die Rotation durch Anbringung äußerer Organe, vorzugsweise im Boden des Gefäßes, erleichtert, die durch eine die Rotation vermittelnde Vorrichtung beeinflußt werden. Die Erfindung ist nicht auf einen besonderen Typ dieser äußeren Organe begrenzt. Diese können beispielsweise als eine quer über den Boden des Gefäßes verlaufende Erhöhung oder eine Rinne oder als zwei oder mehrere Absätze ausgeführt sein. Wenn das Gefäß über einen Teil seiner Länge einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt erhält, kann dieser Teil zum Eingriff mit einer die Rotation hervorbringenden Vorrichtung gebracht werden.

Die erfindungsgemäßen Gefäße können auch zum einmaligen Gebrauch als Wegwerfgefäße verwendet werden, wobei sie zweckmäßigerweise im Spritzguß aus Plast, z. B. Styrolplast, hergestellt werden.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gefäßes dargestellt.

F i g. 1 zeigt ein Gefäß mit Flügeln als Mitnehmerorgane;

F i g. 2 zeigt ein Gefäß, dessen an den Boden anschließender Teil einen quadratischen Querschnitt aufweist.

Das in F i g. 1 dargestellte Gefäß 1 besitzt zwei radial gerichtete Flügel 2, die im Winkel zwischen der Seitenwand und dem Boden angebracht sind. Unterhalb des Bodens des Gefäßes befindet sich ein Mitnehmer in Form von zwei Ansätzen 3 für den Antrieb des Gefäßes.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Gefäß, dessen Querschnitt 5 im unteren Teil quadratisch ist, benötigt dagegen keinen besonderen Mitnehmer für den Antrieb, da hierzu der untere Teil selbst benutzt werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten, bestehend aus einem rohrförmigen, unten durch einen Boden abgeschlossenen und oben offenen, in Senkrechtstellung um seine Längsachse drehbaren Gefäß, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Gefäßes (1, 4) über den größten Teil seiner Länge einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der übrige, sich an den Boden anschließende Teil mit radial gerichteten Flügeln (2) versehen ist oder einen mehreckigen Querschnitt (5) aufweist, und daß das Gefäß um seine Achse mit vergleichsweise hoher Frequenz und Geschwindigkeit hin- und herbewegt angetrieben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) zwei bis fünf radial angeordnete Flügel (2) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an den Boden des Gefäßes (4) anschließende Innenteil einen dreiecki-

gen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1, 4) außen, vorzugsweise am Boden, mit den dem Antrieb dienenden Ansätzen (3) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen