DE19748383C2 - Statischer Mischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einbauteil zum Einsetzen in eine Förderleitung für ein fluides Medium zur Bildung eines stati­ schen Mischers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige statische Mischer sind beispielsweise aus der US 3,923,288 oder der EP 0 071 454 B1 bekannt.

Statische Mischer werden in Rohrleitungen eingesetzt, um darin zu fördernde fluide Medien, wie beispielsweise Flüssigkeiten oder Gase, die aus unterschiedlichen Komponenten bestehen, möglichst innig miteinander zu vermischen, ohne den Strömungs­ widerstand in der Förderleitung zu stark zu erhöhen.

Bei den aus den obigen Druckschriften bekannten Mischern wird dabei der Förderstrom in der Rohrleitung im wesentlichen zwei­ geteilt und über etwa schraubenlinienförmige Teilkanäle durch das Mischerbauteil geführt.

Der hierbei angestrebte Vermischungseffekt ist jedoch ins­ besondere bei langsamer strömenden Medien unbefriedigend, da die einzelnen Stromfäden, strömungsdynamisch betrachtet, wäh­ rend des Durchganges durch den Mischer nicht abreißen und sich die beiden Teilströme hinter dem Mischer ohne Erzeugung von Turbulenzen wieder vereinigen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemä­ ßen statischen Mischer zu schaffen, bei dem der Vermischungs­ effekt des Fördermediums verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stege zumindest im Eckenbereich zwischen den Strömungsleit­ platten eines Plattenpaares Durchbrüche freilassen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Durchbrüche wird bei derarti­ gen Mischern zum ersten Mal eine Radialströmung erzeugt, so daß, je nach Größe der Durchbrüche, mehrere Stromfäden aus dem einen Strömungskanal mit einer auch radial gerichteten Strö­ mungskomponente in den anderen Strömungskanal übertreten kön­ nen, dort abreißen und so für eine intensive Durchmischung des Förderstroms sorgen. Dabei wird der Strömungswiderstand ins­ gesamt praktisch nicht erhöht.

Eine besonders intensive Durchmischung kann bei einer vorteil­ haften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mischers dadurch erreicht werden, daß winklig zur Förderrichtung hinter den Durchbrüchen Strömungsleitlaschen oder ähnliche Führungskörper vorgesehen sind, die eine partielle Druckerhöhung im Bereich der Durchbrüche hervorrufen, so daß eine vermehrte Durchströ­ mung der Durchbrüche und eine entsprechend intensive Durch­ mischung der beiden Teilströme bewirkt wird. Diese Durch­ mischungswirkung ergibt sich insbesondere auch dadurch, daß sich partiell höhere Strömungsgeschwindigkeiten einstellen, die nicht nur im Bereich der Durchbrüche, sondern auch un­ mittelbar hinter den Strömungsleitlaschen für ein Abreißen der Strömungsfäden sorgen.

Dieselbe Funktion erfüllen auch Strömungsleitwulste, die nach dem Tragflügelprinzip für unterschiedliche Druck- und Ge­ schwindigkeitsverhältnisse sorgen, ohne den Strömungs­ widerstand insgesamt spürbar zu erhöhen.

Der erfindungsgemäße Mischer besteht vorzugsweise aus miteinander verschweißten Edelstahlplatten, so daß er prak­ tisch gegenüber allen Fördermedien chemisch beständig ist. Bei diesem Material können auch die bereits erwähnten Strömungsleitwülste auf einfache Weise als Schweißraupen angebracht werden.

Bei einer bevorzugten geometrischen Ausgestaltung be­ stehen die flächigen Stege aus Trapezen und die Durchbrü­ che im Eckenbereich sind dreieckig ausgebildet, so daß re­ gelmäßige Geometrien vorliegen, die leicht miteinander verschweißt werden können.

Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß es nicht sinnvoll ist, auf die Stege zwischen den Plattenpaaren völlig zu verzichten, da hierdurch die Trennung des Fördermedi­ ums in zwei Teilströme nur unvollständig gelingt und daher der Mischer vom Medium mit teilweise geraden bzw. nur leicht gekrümmten Strömungsfäden durchlaufen würde, so daß der Durchmischungseffekt entsprechend niedrig ist.

Um eine weitere Intensivierung der Durchmischung zu erreichen, ohne den Strömungswiderstand zu erhöhen, kann der Mischer auf seinen Platten Verwirbelungskörper wie Sicken, Vorsprünge, Stifte oder dergleichen tragen, die im Mikrobereich zu unterschiedlichen Drücken und Strö­ mungsgeschwindigkeiten führen, so daß einzelne Stromfä­ den abreißen und sich kleinste Wirbel bilden, die in den ge­ trennten Strömungskanälen für eine lokale Durchmischung des fluiden Mediums sorgen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran­ schaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeich­ nung im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitendarstellung eines statischen Mischers in einer Förderleitung und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Mischer gem. Fig. 1 aus Richtung II-II.

Der in den Zeichnungsfiguren dargestellte statische Mi­ scher 1 besteht aus einer viereckigen Zentralplatte 2, an de­ ren Kanten 3, 4, 5, 6 jeweils Strömungsleitplatten 7, 8, 9, 10 angeschweißt sind. Die Strömungsleitplatten 7, 8, 9, 10 ste­ hen winklig zueinander und liegen in Ebenen, die die Ebene der Zentralplatte 2 in unterschiedlichen Winkellagen schnei­ den.

Zwei benachbarte Strömungsleitplatten 7 und 8 bzw. 9 und 10 bilden jeweils Plattenpaare 11 bzw. 12, zwischen de­ nen trapezförmige Stege 13 bzw. 14 angeordnet sind. Die trapezförmigen Stege 13 und 14 lassen im Eckenbereich der Plattenpaare 11 bzw. 12 dreieckige Durchbrüche 15 bzw. 16 frei, durch die, in Förderrichtung gesehen, radial gerichtete Strömungsfäden durchtreten und eine Teilvermischung der beiden getrennten Förderströme bewirken können.

Um diesen Effekt zu erhöhen, sind im Bereich der Durch­ brüche 15, 16 Strömungsleitlaschen vorgesehen, die in Strö­ mungsrichtung hinter den Durchbrüchen liegen und auf der Zentralplatte, den Strömungsleitplatten oder den Stegen an­ geschweißt sein können.

In Fig. 2 ist eine Strömungsleitlasche 17 zu erkennen, die quer zur Strömungsrichtung auf der Strömungsleitplatte 10 angeschweißt ist.

Die Strömungsleitplatten 7, 8, 9, 10 weisen jeweils gebo­ gene Außenkanten 18 auf, deren Krümmung so gewählt ist, daß sie sich gegen die Innenfläche 19 der Rohrleitung 20 an­ legen.

Bezugszeichenliste

1

Mischer

2

Zentralplatte

3

Kante

4

Kante

5

Kante

6

Kante

7

Strömungsleitplatte

8

Strömungsleitplatte

9

Strömungsleitplatte

10

Strömungsleitplatte

11

Plattenpaar

12

Plattenpaar

13

Steg

14

Steg

15

Durchbruch

16

Durchbruch

17

Strömungsleitlasche

18

Außenkante

19

Innenfläche

20

Rohrleitung

Claims (6)

1. Einbauteil zum Einsetzen in eine Förderleitung für ein fluides Medium zur Bildung eines statischen Mischers, mit einer ebenen, viereckigen Zentralplatte (2), wobei in eingebautem Zustand die Achse der Förderleitung in der Ebene der Zentralplatte (2) liegt, mit vier ebenen Strö­ mungsleitplatten (7, 8, 9, 10), die jeweils an den vier Seitenkanten (3, 4, 5, 6) der Zentralplatte (2) angeordnet sind, die winklig zueinander stehen, die jeweils eine gekrümmte Außenkante (18) aufweisen, wobei die Außenkanten in eingebautem Zustand gegen die Innenwandung der Förder­ leitung anliegen und wobei die beiden stromaufwärts lie­ genden Strömungsleitplatten (9, 10) und die beiden strom­ abwärts liegenden Strömungsleitplatten (7, 8) jeweils ein Plattenpaar (11, 12) bilden, und mit zwei ebenen Stegen (13, 14), von denen jeweils einer zwischen den ein Plat­ tenpaar bildenden Strömungsleitplatten derart angeordnet ist, daß zwei seiner Kanten die Kanten der Strömungsleit­ platten untereinander verbindet, wobei in eingebautem Zustand die Achse der Förderleitung in der Ebene der Stege liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (13, 14) zumindest im Eckenbereich zwischen den Strömungsleitplatten eines Plattenpaares (11, 12) Durch­ brüche (15, 16) freilassen.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich der Durchbrüche (15, 16) auf der Zentralplatte (2) und/oder den Strömungsleitplat­ ten (7, 8, 9, 10) und/oder den Stegen (13, 14) Strömungs­ leitlaschen (17) oder Strömungsleitwulste vorgesehen sind, die sich, in Förderrichtung des Mediums gesehen, zumindest teilweise hinter den Durchbrüchen (15, 16) erstrecken, um einen Teil der anströmenden Medien durch die Durchbrüche hindurchzuleiten.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er aus miteinander ver­ schweißten Edelstahlplatten besteht.

4. Mischer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strömungsleitwulste als Schweißraupen ausgebildet sind.

5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flächigen Stege (13, 14) trapezförmig und die Durchbrüche (15, 16) dreieckig ausgebildet sind.

6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zentralplatte (2) und/oder den Strömungsleitplatten (7, 8, 9, 10) und/oder den Stegen (13, 14) sich winklig zur Strömungsrichtung des Mediums erstreckende Verwirbelungskörper in Form von Sic­ ken, Vorsprüngen, Stiften oder dergleichen vorgesehen sind.