DE1900630A1

DE1900630A1 - Einrichtung zum Mischen in kontinuierlichem Betrieb

Info

Publication number: DE1900630A1
Application number: DE19691900630
Authority: DE
Inventors: Lage Dr James R
Original assignee: LAGE DR JAMES R
Current assignee: LAGE DR JAMES R
Priority date: 1968-02-12
Filing date: 1969-01-07
Publication date: 1969-09-18
Also published as: FR1555966A; DE1900630B2; DE1900630C3; CH479329A; US3661364A; JPS536381B1

Description

Dr.James B.Lage
Kirohhalde'"l86
Umiken (Schweiz)

Einrichtung zum Mischen, in kontinuierlichem Betrieb

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

Patentansprüche:

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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