DE2031772A1

DE2031772A1 - Grenzflachenerzeuger

Info

Publication number: DE2031772A1
Application number: DE19702031772
Authority: DE
Inventors: Richard E Williamsburg Va Harder (V St A) P
Original assignee: Dow Badische Co
Current assignee: Badische Corp
Priority date: 1969-09-15
Filing date: 1970-06-26
Publication date: 1971-04-08
Also published as: JPS4810741B1; BE753760A; GB1284157A; NL7010743A; FR2060564A5; US3583678A; NL146397B

Description

Grenzflächenerzeuger

Die Erfindung betrifft Grenzflächenerzeuger, die sich mit den, geringstmöglichen Schwierigkeiten herstellen lassen und keine "Hauptachsen" und "Nebenachsen" enthalten.

Ein Grenzflächenerzeuger ist eine statische Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten. Dieses Mischen erfolgt durch Aufteilen eines Flüssigkeitsstroms in eine Mehrzahl von Unterströmen, Wiedervereinigung der Unterströme zu einem Hauptstrom und anschliessende Unterteilung, Umlenkung und Wiederzusaromenführung, bis der gewünschte Grad des Vermischens erreicht ist. Grenzflächenerzeuger sind z.B. aus den USA-Patentschriften 3 015 452, .3 015 453, 3 182 965, 3 195 865, 3 394 924, 3 404 869 und 3 406 947 bekannt. Ferner sind sie von Harder in "Challenges in Mixing Viscous Systems", Symposium 2e, 65th-National Meeting of A.I.Ch.E. (1969), von Pattison in "Chemical Engineering" vom 19. Mai 1969, Seite 94 ff., und in der französischen Patentschrift 735 033 beschrieben.

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Die vorliegenden Grenzflächenerzeuger lassen sich leicht aus Werkstoffen, wie Stahl oder Kunststoff, herstellen. Die Grenzflächenerzeuger sind massive Körper mit einem Einlassende zur Aufnahme von Flüssigkeit, einem Auslassende zum Austragen von Flüssigkeit und einer Anzahl von durch den Körper führenden, gesonderten Durchtrittskanälen, die das Einlassende mit dem Auslassende verbinden, und die am Einlassende im wesentlichen auf einer ersten Linie, die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes verläuft, und am Auslassende im wesentlichen auf einer zweiten Linie liegen, die ungefähr durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der ersten Linie im wesentlichen senkrecht steht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine dreidimensionale Ansicht von einer Grenzflächenerzeugereinheit.

Fig. 1a ist eine Seitenansicht der linken Seite des in Fig. T dargestellten Grenzflächenerzeugers.

Fig. 1b ist eine Seitenansicht von der rechten Seite des in Fig. 1 dargestellten Grenzflächenerzeugers.

Fig. 2 ist eine dreidimensionale Ansicht einer anderen Grenzflächenerzeugereinheit.

Fig. 2a ist eine Seitenansicht von der linken Seite des in Fig· 2 dargestellten Grenzflächenerzeugers.

Fig. 2b ist eine Seitenansicht von der rechten Seite des in Fig. 2 dargestellten Grenzflächenerzeugers.

Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt durch einen Grenzflächenerzeuger mit zur Befestigung dienenden Gewindegängen.

Fig. 4 zeigt einen Grenzflächenerzeuger, der aus zwei in einem Rohr angeordneten Grenzflächenerzeugereinheiten zusammengesetzt ist.

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Pig. 5 ist eine Vorderansicht eines bevorzugten Grenzflächenerzeugers gemäsa der Erfindung.

Fig. 6 ist eine Unteransicht des Grenzflächenerzeugers geniäss Pig» 5.

Fig. 7 ist eine Oberansicht des Grenzflächenerzeugers gemäss Fig. 5· ·

Fig. 8 zeigt den Grenzflächenerzeuger gemäss Fig. 5 von der linken Seite.

In Fig. 1 ist ein einzelner Grenzflächenerzeuger als massiver Körper 1 in Form eines Zylinders dargestellt, der ein Einlassende 2, ein Auslassende 3 und vier Durchtrittskanäle 4, 5, 6 und 7 durch den Körper 1 aufweist. Am Einlassende 2 liegen die Enden der Durchtrittskanäle im wesentlichen auf der (in Fig. 1a dargestellten) Linie A-A, die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes verläuft. Am Auslassende liegen die Enden der Durchtrittskanäle im wesentlichen auf der (in Fig. 1b dargestellten) Linie B-B, die ungefähr durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der Linie A-A im wesentlichen senkrecht steht. Der Greiizflächenerzeuger gemäss der Erfindung muss mindestens zwei gesonderte Durchtrittskanäle enthalten. So kann der Grenzflächenerzeuger ζ.B, zwei, drei, vier oder mehr gesonderte Durchtrittskanäle aufweisen. Wenn der Grenzflächenerzeuger vier Durch trittskanäle aufweist, wie es in Fig. 1» la und 1b dargestellt ist, dann können diese Durchtrittskanäle das Einlassende (Fig. 1a) mit dem Auslassende (Figo 1b) durch Kanäle verbinden, die von den Einlasslöoliern a, b, c und d (Figo 1a) zu den Auslasslöchern^₁, b^, c^ bzw. d^ (Figo Ib) führen. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, dass die Einlasslöcher a, b, c und d durch $e einen Kanal mit den Auslasslochem a^, d.., b. bzw» c. -verbunden sind.

Fig. 2 zeigt einen Grenzflächenerzeuger 8 mit einem Einlassende 9, einem Auslassende 10 und vier Durchtrittskanälen 11, 12, 13 und 14 durch den Grenzfläohenerzeuger 8. Am Einlassende 9

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sind die Enden der Durchtrittskanäle" im wesentlichen längs der Linie C-G (vgl. Fig. 2a)_f die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes verläuft, gegeneinander versetzt angeordnet. Am? Auslassende sind die öffnungen der Durchtrittskanäle im wesentlichen längs der Linie D-D (vgl, Pig. 2t>), die ungefähr . durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der Linie C-C. im wesentlichen senkrecht steht, ebenfalls gegeneinander versetzt angeordnet. Die in Pig. 2, 2a und 2b dargestellten Durchtrittskanäle verbinden die Einlasslöcher e, f, g und h (Pig. 2a) mit den Auslasslöchern e.,, f -, g.. bzw. h.. (Figo 2b).

Bei den in Pig. 1a, 1b, 2a und 2b dargestellten Vorrichtungen ist es nicht wesentlich, dass die Linie A-A auf der Linie B-B und die Linie C-C auf der Linie D-D genau senkrecht steht, d.h. einen Winkel von 90° bildet. Je näher aber der Winkel zwischen diesen beiden Linien einem rechten Winkel kommt, desto wirksamer ist der Grenzflächenerzeuger. Wenn der Winkel zwischen der Linie A-A und der Linie B-B 0° beträgt, findet praktisch keine Vermischung statt.

Die in Pig. 1 und 2 gezeigten Grenzflächenerzeuger sind Zylinder. Sie können jedoch auch andere geeignete Formen haben, z.B. als Würfel ausgebildet sein. Während die Durchtrittskanäle in den Zeichnungen mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt sind, ist kein Grund ersichtlich, warum die Querschnittsform nicht auch anders, Z₀B. quadratisch oder dreieckig, ausgebildet sein könnte.

Fig. 3 zeigt eine teilweise im Schnitt ausgeführte Seitenansicht von einem zylindrischen Grenzflächenerzeuger (wobei die die Durchtrittskanäle andeutenden gestrichelten Linien fortgelassen sind) mit einem Einlassende 11 und einem Auslassende Die Aussengev/indegänge 13 und die Innengewindegänge H sind einstückig mit dem Grenzflächenerzeuger geformt und dienen zum Befestigen mehrerer derartiger Einheiten aneinander, so dass die Grenzflächenerzeugereinheiten hintereinandergesohaltet werden können. Eine solche Anordnung bietet eine einfache Methode,

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um einen Grenzflächenerzeuger an einem anderen zu befestigen.

Ein anderer Grenzflächenerzeuger ist in I¹Ig. 4 dargestellt. Er besteht aus den beiden einzelnen Grenzflächenerzeugern 15 und 16, die in dem Rohr 17 befestigt sind. Zwischen den Grenzflächenerzeugern 15 und 16 muss ein freier Raum vorgesehen sein, damit die Flüssigkeit strömen kann. Die günstigste Form dieses Raumes ist tetraedrisch, weil bei dieser Form der Bereich, in dem Material "hängenbleiben" könnte, auf ein Minimum beschränkt ist. Eine solche Anordnung erhält man unter Verwendung mehrerer Grenzflächenerzeuger von der Art, wie sie in Fig. 5 bis 8 dargestellt sind (wobei in Fig. 6 und 7 die gestrichel- j ten Linien fortgelassen sind). Flg. 5 ist eine Vorderansicht " * eines Grenzflächenerzeugers.

Fig. 8 zeigt denselben Grenzflächenerzeuger von der linken Seite. Fig. 6 und 7 zeigen die Unter- bzw. Oberansicht des Grenzflächenerzeugers gemäss Fig. 5. Wenn die Flüssigkeit durch.den Grenzflächenerzeuger gemäss Fig. 5 aufwärts strömt, tritt sie an den Stellen i, j, k und m (Figo 6) ein, strömt durch die Durchtrittskanäle 18, 19, 20 und 21 (Fig. 5) und tritt an den Stellen i., J₁, k.j bzw. m- (Fig_e 7) aus.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 4 arbeitet in ähnlicher Weise wie die in den oben genannten USA-Patentschriften beschriebenen Vorrichtungen. Zwei abwärts strömende Flüssigkeitsschichten " teilen sich, wenn die Flüssigkeit durch den Grenzflächenerzeuger 15 strömt, in acht Schichten, und aus den acht Schichten, die aus dem Grenzflächenerzeuger 15 ausströmen, werden beim · Durchströmen des Grenzflächenerzeugers 16 32 Schichten. Die Grosse, Form und Anzahl der einzelnen Grenzflächenerzeuger hängt von¹ den jeweiligen besonderen Umständen ab.

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Claims

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Dow Badieche Company 26. Juni 1970

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Patentansprüche

Grenzflächenerzeuger, gekennzeichnet durch einen massiven Körper (1; 8) mit einem Einlassende (2; 9)» einem Auslassende (3; 10) und einer Anzahl von gesonderten Durchtrittskanälen (4-7; 11-14) durch den Körper, die das Einlassende mit dem Auslassende verbinden, und die am Einlassende (2; 9) im wesentlichen auf einer ersten Linie (A-A; C-C), die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes verläuft, und am Auslassende (3; 10) im wesentlichen auf einer zweiten. Linie (B-B; D-D) liegen, die ungefähr durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der ersten Linie (A-A; C-C) im wesentlichen senkrecht steht.
2. Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass der massive Körper (1; 8) zylinderförmig ausgebildet ist.
3· Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrifetskanäle (4-7; 11-14) senkrecht zu ihren Längsachsen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
4· Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 1_p dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittskanäle (11-14). fflit ihren Einlassenden längs der ersten Linie (C-C) und mit ihren Auslass-

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enden länga der zweiten Linie (D-D) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
5· Grenzflächeneraeuger, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mehreren hintereinandergeschalteten und durch Befestigungsmittel zusammengehaltenen Grenzflächenerzeugereinheiten (.15t 16) gemäss Anspruch 1 bis 4 bestellt.
6. Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel ein Hohlzylinder (17) ist, in dem die einzelnen Grenzflächenerzeugereinheiten (15» 16) angeordnet sind. "

7· Grenzflächenerzeuger naoh Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen je zwei Grenzflächenerzeugereinheiten (15, 16) tetraedrisch ausgebildet ist.

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