DE1900630A1 - Einrichtung zum Mischen in kontinuierlichem Betrieb - Google Patents
Einrichtung zum Mischen in kontinuierlichem BetriebInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description
Dr.James B.Lage
Kirohhalde'"l86
Umiken (Schweiz)
Kirohhalde'"l86
Umiken (Schweiz)
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mischen in kontinuierlichem
Betrieb von mindestens zwei Stoffen, von denen mindestens einer pumpbar ist, unter Verwendung eines Mischbehälters,
in welchem die Umwälzbewegung des Mischgutes durch eine einspeisende Förderpumpe hervorgerufen wird.
Es ist eine Mischeinrichtung bekannt (US-Patentschrift 3045985),
bei der ein· Teilmenge des Mischgutes an der Oberfläche in einer
Ecke des Behälters entnommen und zentral in die Nähe des Behälterbodens zurückgeführt wird. Die Ausbildung einer Strömung im
Mischgut durch die rückgeführte, in drei Strahlen austretende Teilmenge ist unkontrolliert, die Durchmischung ungleichmässig
und es ist keine Gewähr dafür vorhanden, dass das gesamte Mischgut in die Umwälzbewegung einbezogen wird.
Bei einer anderen Mischeinrichtung (DAS 1 256 630) wird gleichfalls
eine Teilmenge des Behälterinhalts seitlich entnommen und zentral in die Nähe des Behälterbodens zurückgeführt, doch isü
bei dieser- Einrichtung Vorsorge getroffen, dass der austretende
Strahl das Mischgut in eine gleichmässige, vorausbestimmte Umwälzbewegung
mit sehr langen Strömungswegen versetzt. Durch die ständige Entnahme und Rückführung einer Teilmenge des Mischgutes
legt nur ein kleiner Teil der zu mischenden, in den Behälter gelangenden frischen Stoffe den Strömungsweg einmal zurück. Der
weitaus grössere Teil durchläuft ihn mehrmals. Auf diese Weise wird eine besonders intensive Mischung erreicht, was jedoch eine
entsprechende Energiemenge für die Aufbringung der notwendigen Förderleistung erfordert.
Es gibt einige Mischprozesse, wie z.B. das Einbringen gasförmiger Stoffe in Flüssigkeiten, für die zwar auch eine einwandfreie
Durchmischung gefordert wird, bei denen aber das Durchlaufen
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eines küraeren Surömungs#'ögö» im Mischbehälter genügt. Die vorliegende
Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für solche Prozesse eine zweckentsprechende Einrichtung zu schaffen und dabei
die notwendige Förderleistung pro Durchsatzeinheit gegenüber den bekannten Einrichtungen wesentlich herabzusetzen. Die erfindungsgemässe
Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass dauernd zumindest ein Teil des der Mischeinrichtung zuströmenden frischen Guten
von der Förderpumpe in den Mischbehälter durch eine zentrale Zuführleitung eingebracht wird, deren Mündung in an sich bekannter
Weise als Druckdüse mit verengtem Austrittsquerschnitt ausgebildet und nahe über dem den austretenden Strahl radial nach allen
Richtungen gleichmässig umlenkenden Boden des Mischbehälters angeordnet ist.
In der einzigen Figur den* Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung schematisch dargestellt. Die zu mischenden frischen Stoffe strömen in Richtung des Pfeiles 1 durch die Zuströmleitung
11 unter Druck der Mischeinrichtung zu unsd werden von der Einspeisevorrichtung
2, weiterhin kurz Pumpe genannt, durch die Zuführleitung 5 zentral in den Mischbehälter 4- eingebracht. Die
Mündung der Zuführleitung 5 ist als Druckdüse 6 mit verengtem Austritts querschnitt ausgebildet und ist nahe über dem Boden des .
Mischbehälters 4· angeordnet. Der aus der Düse 6 austretende Strahl trifft auf den Behälterboden und wird von diesem radial
nach allen Richtungen gleichmässig umgelenkt. Das im Behälter 4 befindliche Mischgut wird dadurch in eine rotationssymmetrische
Umwälzbewegung mit durch Rückführung zum Ausgangspunkt in sich geschlossenen Strömungswegen versetzt, die durch die Pfeile 8 angedeutet
sind. Das gemischte Gut tritt durch die Entnahmeleitung 7 aus dem Behälter aus. Durch den Einfluss dieser seitlichen Abströmung
wird die Umwälzbewegung in eine wendeiförmige Bewegung
mit kreisbogenähnlicher Wendelachse übergeführt, wie dies aus der DAS 1 256 630 bekannt ist. Die einzelnen Teilchen des durch die
Zuführleitung 5 eingebrachten frischen Gutes legen den ganzen wendeiförmigen Strömungsweg, das ist in der Zeichnung von der
rechten Behälterseite bis links zur Entnahmeleitung 7, höchstens einmal zurück, je nachdem, in welcher Richtung sie nach dem Austritt
aus der Druckdüse 6 umgelenkt werden. Durch das Aufprallen
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des aus der Druckdüse austretenden Strahls auf den Behälterboden
und die in sich rotierende Umwälzbewegung des Mischgutes wird bei angemessener Förderleistung eine intensive Mischwirkung erzielt.
Die Steuerung der Durchsatzmenge ist auf naheliegende Art möglich.
Sie kann beispielsweise durch eine" Vorrichtung zur Änderung der durch die Zuströmleitung 11 der Mischeinrichtung zuströmenden
Menge des Gutes oder durch Drehzahländerung der Förderpumpe 2 erfolgen.
Wenn es sich um leicht zu mischende Stoffe handelt und es nicht
notwendig ist,-dass die ganze Menge des frischen Gutes durch die Zuführleitung 5 in den Mischbehälter gelangt und durch den Aufprall
auf den Behälterboden einer Primärmischung unterworfen
wird, und auch die Umwälzbewegung im Mischbehälter weniger turbulent sein kann, dann ist es vorteilhaft, zwischen der Zuströmlei·*
tung 11 zur Förderpumpe 2 und dem Mischbehälter 4 eine Verbindungsleitung
3 vorzusehen· Übersteigt die Menge des der Mischeinrichtung zuströmenden Gutes die Fördermenge der Pumpe, dann gelangt
ein Teil des zuströmenden Gutes unter Umgehung der Pumpe durch die Verbindungsleitung 3 direkt in den Mischbehälter. Durch
die Umwälzbewegung im Behälter wird auch dieser Teil des zuströmenden Gutes mitgenommen und zusammen mit dem Behälterinhalt
durchmischt. Es ist dadurch möglich, den zum Betrieb der Pumpe notwendigen Energieaufwand pro Durchsat ζ einheit bis zu einem wesentlichen
Teil herabzusetzen, je nachdem, um wieviel die zuströmende
Menge des Gutes die Fördermenge der Pumpe übersteigt.
Durch die Anbringung der Verbindungsleitung 3 hat man es in der Hand, auf einfache Weise die Mischintensität der Einrichtung zu
beeinflussen. Hält man die Fördermenge der Pumpe konstant, so genügt es, die Menge des der Mischeinrichtung zuströmenden frischen
Gutes zu verändern. Übersteigt diese Menge die Fördermenge der Pumpe beträchtlich, so ist der Anteil des durch die Verbindungsleitung 3 direkt in den Behälter gelangenden Gutes gross und der
Gesamtdurchsatz der Einrichtung ist am grössten, doch die Mischintensität ist herabgesetzt. Mit abnehmender Zuströmmenge wird
dieser Anteil immer kleiner und endlich zu null, wenn die zuströmende Menge gerade der Fördermenge der Pumpe entspricht. Die
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Mischintensität hat zugenommen und durch die Verbindungsleitung
fliesst auch bei offenem Drosselventil 10 nichts hindurch.
Um den Mischvorgang noch mehr zu intensivieren, kann die zuströmende
Menge frischen Gutes noch weiter herabgesetzt werden. Sobald sie kleiner als die Pumpenfördermenge ist, die noch immer
konstant gehalten werden kann, saugt die Pumpe die fehlende Menge durch die Verbindungsleitung aus dem Behälter an und führt sie
gemeinsam mit dem zuströmenden Gut wieder in den Behälter zurück. Je kleiner die zuströmende Menge wird, desto besser wird die
Durchmischung des Behälterinhalts, desto kleiner der Durchsatz . und desto grosser die aufzuwendende Förderleistung pro Durchsatzeinheit.
Die Möglichkeit eines Durchflusses durch die Verbindungsleitung
3 in beiden Richtungen ist in der Zeichnung duroh den Doppelpfeil
9 versinnbildlicht. Das Drosselventil erlaubt eine zusätzliche . individuelle Einstellung bei den verschiedensten Betriebsbedingungen,
wodurch sich hydraulisch sehr elastische Verhältnisse ergeben.
Die beschriebene Einrichtung dient vor allem zur Behandlung leicht mischbarer Stoffe. Sie zeichnet sich durch hohe Wirtschaftlichkeit
aus, da sie je nach Art des Mischgutes und der gewünschten Mischintensität mit einfachen Mitteln eine optimale Einstellung
erlaubt, wodurch pro Einheit des Durchsatzes die jeweils kleinste Energiemenge benötigt wird.,
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Claims (5)
1. Einrichtung zum Mischen in kontinuierlichem Betrieb von mindestens
zwei Stoffen, von denen mindestens einer pumpbar ist, unter Verwendung eines Mischbehälters, in welchem die Umwälzbewegung des
Mischgutes durch eine einspeisende Förderpumpe hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dauernd zumindest ein Teil des der
Mischeinrichtung zuströmenden frischen Gut;es von der Förderpumpe
(2) in den Mischbehälter (4) durch eine zentrale Zuführleitung (5) eingebracht wird, deren Mündung in an sich bekannter Weise als
DruckdUse (6) mit verengtem Austrittsquerschnitt ausgebildet und nahe über dem den austretenden Strahl nach allen Richtungen gleichmassig
umlenkenden Boden des Mischbehälters (4) angeordnet ist.
2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung
zur Mengenänderung des der Mischeinrichtung zuströmenden frischen Gutes.
3. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung
(3) zwischen der Zuströmleitung (11) zur Förderpumpe (2) und dem Mischbehälter (4).
4. Mischeinrichtung nach Anspruch 31 gekennzeichnet durch ein
Drosselventil (10) in der Verbindungsleitung (3).
5. Verfahren zum Betrieb der Mischeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch
gekennzeichnet, dass die Fördermenge der Pumpe (2) zumindest annähernd konstant gehalten und die Merfge des der Mischeinrichtung
zuströmenden frischen Gutes verändert wird, wodurch bei Ueberwiegen der Menge des zuströmenden Gutes über die Fördermenge der Pumpe (2)
ein Teil des zuströmenden Gutes unter Umgehung der Pumpe durch die Verbindungsleitung (3) direkt in den Mischbehälter (4) gelangt, und
bei Ueberwiegen der Fördermenge der Pumpe (2) über die Menge des zuströmenden Gutes die Pumpe die fehlende Menge durch,die Verbindungsleitung (3) aus dem Mischbehälter (4) ansaugt und gemeinsam
mit dem zuströmenden Gut dem Mischbehälter (4) wieder zuführt.
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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