DE2058071C - Vorrichtung zum Mischen fließfähiger Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen fließfähiger Medien, insbesondere von Polyurethan-Komponenten zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen während einer Strömungsbewegung der Medien, bei der in einem von den Medien durchströmten romformigen Teil mehrere jeweils wendelförmig gewundene, unmittelbar hintereinander mit gleicher oder gegensinniger Windungsrichtung angeordnete Bandelemente vorgesehen sind, die sich" mif ihren Längskanten bis an die Rohrwandung erstrecken und deren quer zur Rohrlängsrichtung" verlaufende benachbarte Kanten einen Winkel bilden.

Durch die USA.-Patentschrift 3 286 992 ist eine derartige Vorrichtung bekanntgeworden, insbesondere zum Mischen viskoser Flüssigkeiten, wobei durch die beschriebene Ausbildung erreicht werden soll, daß der rohrförmige Teil in zwei getrennte Kanäle unterteilt wird, die über die gesamte Länge des Rohres in ihrem Querschnitt konstant bleiben Zum vollständigen Vermischen hochviskoser Massen sind hei der bekannten Anordnung eine Vielzahl von Bandelementen eiforderlich. wodurch die Mischstrecke sehr lang wird Die bei der bekannten Ausführung vorgeschriebene Punktberührung der hintereinander angeordneten Bandelemente ist nicht nur schwer realisierbar, weil sich die Bandelemente be. einer Punktberührung kaum fixieren lassen, auch wenn sie ver.chweißt werden, da Verbiegungen be; einer Punktberührung nicht ausgeschlossen werden können, sondern bei der bekannten Ausführung ist es unvermeidbar, daß sich der Hauptströmung eine Sekundärströmung überlagert, die eine erhebliche Menge an Strömungsenergie verbraucht. Mit der hekannten Anordnung wird nur eine teilweise Verdrehung der Strömung entsprechend der Schneekenkonliguration der Bandeiemente erzielt und auf diese Weise der Wirkungsgrad herabgesetzt, so daß für hochviskosc Massen die genannte Vielzahl von Bandelementen und damit eine lange Mischstrecke erforderlich sind. Auch eignet :.ich die Vorrichtung nicht dazu, Agglomeratbildungen aufzulösen. Aus diesem Grunde ist bei der bekannten Ausführung für den Mischeffekt bei der Polvurethan-Sehaumstoff-Herstellung die zusätzliche Anordnung von Löchern in den Wandelement η vorgesehen und außerdem noch ein Sieb vor dem Ausfluß des Gutes angeordnet.

Aufgabe der Eirfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art so weiterzubilden, daß die geschilderten Nachteile vermieden und eine Strömung erzeugt wird, die zur Erzielung eines erhöhten Mischeffektes ohne zusätzlichen Energieaufwand der Schneckenkonfiguration und ohne merkbare Ausbildung einer Sekundärströmung folgt.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich die vorstehend beschriebene Vorrichtung erfindungsgcmäG dadurch, daß die spiralig gewundenen Bandelemente wenigstens einen in Rohrlängsrichtung weisenden ebenen Verlangerungsabschnitt aufweisen und wenigstens an einem der einander zugekehrten Enden der Bandclcmcntc ein Schlitz für den Eingriff des anderen Bandelementes zur Bildung von vier um die Rohrlängsachse angeordneten Strömungskanalabschnitten vorgesehen ist.

Dadurch wird nicht nur eine pulsierende Strömung erzeugt, weil der Querschnitt in den Vicrtelkanalabschnitten geringer ist als in den übrigen Abschnitten der Bandeiemente, sondern es werden die in dem spiralig gewundenen Teil der Bandelemente gebildeten Halbkanalströmungen jeweils an den Übergangsstellen zu dem nächsten Bandelement aufgeteilt und auf diese Weise ein intensiveres Durchmischen des strömenden Mediums erzielt. Dabei wird durch das

Ineinandergreifen der Bandelem
d Söih

cnt

ändern der Strömungsrichtung verhindert werden auf diese Weise Sekundärströme w vermieden. Auf der anderen Seile wirken Strörnuncserhöhungen in dem Bereic'n dei kanalab-chnitte. also der Üherdeckunobcr Band-eiemente. auch auf die naelifolg-j-id. die W.::.!eiförmig gewundenen Bandelenve deten Kanäle aus. Die im Bereich der ! der B

ein abruptes d

und

die crte'-werden, oder aber die Bandelemente können fe-t miteinander verbunden werden. Diese teste Verbindung bereitet keine Schwierigkeiten, weil die Bandelemente an ihren Überdeckiing-oiellen miteinander verschweißt werden können

Zur S'ermeidunc örtlicher Stauwirkungeii unü

Ycrwirbeluneen können die emancK

/u-'ckehrten

nen
nach
in Si
Hier
mun

Teile-

lender

Ba

.üuielemente verlaufenden l.e-.t·!.:..·--cn der L-!jngerungsabschnitte bilder --.iniro ;r:t d senden Teil des gewundenen B-i.ie enu--■mungsrichtung positive oder nccati'.c Wi:-.i i-eh ergeben sich örtliche Dr-.._k- und ν unterschiede, welche sieh .:i.d; .·.-;· de:; ·■.. den Teil der von der. g.-w „·:,_:.-ic·. B- :;:eh gebildeten Halbkreisk.'.naler. de-_: ·

daß die Strömung in Furs,·;/·.;:-..; ■:.* -.-. ■ anals der Konfigur::;-..>;■ .!.--. j-..·;■- ^: '.mentes auf der gcs..^i;cn i .:■:„. des TL-.^;, während in Fortsei/;!":; _s' -. .::·.;!. -c". Y-.ei die Strömung sich nur i.ia/ v^.riig ; - ,·. :.n Wandung des gewundene:; B,:ndck'r_ ■ Hierdurch ergeben sich be-i n.icrs ■·;■!·■■-■■Verhältnisse, die sich auf cmla-che W-. -c ■.*'■ endung eines transparente:
u;·.. entsprechende F.infarbunj
N". --en optisch sichtbar mach.-
^: i-e erfindimgsgemäße Aust.v
ha' en weiteren Vorteil, daß

ei. ;--nte durch ihren gegenseitigen |-^;;v.:r;:T in ihre !.: „e :Hif einfachste Weise fixiert vvcuL·-

.--.>.-e-ckmäßig ist es. wenn die B ."dc^;cm-en!e a:i p-_ ..Ti Enden in Rohrläng-ridr..uili we---en-.:e ebene \ .i'igenmgsabschnitte aufweisen. w.Vi-c ;m Emg: "bereich zur Rohrlängsaehse \erks-.i! .-nJ.e K.::i;ii-,;^; .imine bilden. Bei diese Ausfuhrunj werden im I. rdeckungsbereich der Bande ■ . .a!e gebildet, welche einen gle S-. -litt aufweisen und die eine

J.: Kanalströmungen von einem Bandelement /um ..· !eren bewirken, insbesondere wenn die hin'.erein- :er angeordneten Bandelemenie eine iieL'enslp.niLie i'dungsrichtung aufweisen. Die Bandelemente sol- -; sich dabei wenigstens über die t.-inge ihrer ebenen Abschnitte übergreifen. Fs ist dauhaus möulich. die CKrdeckung der jeweiligen Bandabsehnitte bis :", die spiralig gewundenen Abschnitte vor/iineiimen .'der aber eine Überdeckung vorzusehen, die nicht <ier gesamten Länge der ebenen Abschnitte entspricht. Je nach Länge der überdeekung können c^re Strömungsverhältnisse nicht nur in den (berdekkungsbereichen, sondern auch in den sich anschließenden Abschnitten der Bandelemente beeinflußt werden. In jedem Falle ist es jedoch zweckmäßig, wenn sich die ebenen Verlangerimg-ahschniue der Bandelemente an die wendeiförmigen Bandabschnitte iibergangslos anschließen.

Eine bevorzugte Ausführungsform, welche sich insbesondere für hochviskose Medien eignet, ist da- 60 Sc linden der Bandelemente verjüngt ausgebildet rein Die Zeichnung gibt Ausführungsbei-piele der Fr-

iindung wieder and läßt die Wirkungsweise de; neuen Anordnung erkennen

F i e. 1 zeigt in schematicher Darstellung emv

der

Vorrichtung ^e

Verw endungsmöglichkeit
der Erfindung;

Y ; g. 2 zeigt eben!aus jn schenu.tischer Darsie.lung einen Honzontaiahschnitt durch den rechten led eic·

Fig. 3 stellt einen Teillangsschnitt dur.h die An-■ rdnJng nach der Ertindiing dar.

Fie.~4 zeigt einen -.hnitt entlang de: S.r.n;-; inie ('-/> nach l· 1 g. -V . _ .

Fi-' > cibt einen Schniit entsiTechend rig.

ed.ich durch eine Kreu/ung-teHe .-.ικ- ebenen \ , ■

.,ngerungsabschmties mit einem gewundenen \p

sehniP de- benaehbarien Bandelementes wieder.

" A-s Jen Fi ■' 1 und 2 ist erkennbar, daß ein ron; iomiie.es Ficment mit

■lemente \ :ert. :-..\:,--■ichbleibenden Üueriün'-tige Überleitung den in dieser*. Figuren η e-'-

eingezeichneten wendcitörmig geWin.dei'ien B.u'ü. elementen an der Zusiroir.seite ni;; eir.e-v, T-siiuk verbunden ist. durch welches die zu mischenden Massen .·! und H und zu Reinigungszwecken Sru Flüssigkeit .S bzw. Luft /. oder durch, den hierfür vorgesehenen Stutzen weitere Massen zugeleitet weden können Die durch das rohriornnge l^:.!emeni 1 -im durehgeförderte Masse, welche bei Abschluß lies :-a. die Spüinüssigkeit .s" und die 1 uft/. voreese r,. ικ:: Einlaßstutzens aus der Mischung 1 />' besteht, gelangt am Austrit'sende des Elementes 1 m ein sie'r nach unten aufweitende^, trichte-rförmiges Roh.r Der Eintritt der Masse .-1 ■ /ί in das Rohr 3 er-.i'if. gemäß Fig 2 tangential, so daß die aus dem roi förmigen E'lement 1 austret-.nde Strömung e-.;,-. Kreisbewegung an der Innenwandung des Ruhr.¹-ausübt und auf diese Weise ein -,iahe/u druckl- -,-· Eingießen in otiene Fiirmen ermöglicht wird.

Aus der Fig. 3 geht hervor, daß das rohrförmig. Element 1 wendelförmig gewundene !'..!iidelemente und 8 sowie in Fortsetzung des RojucienuvMcs , .: rechten Seite der Zeichnung hm weiieie d.i.ir'ngc Bandelemente aufnimmt. Die genannt. .1 Baiuieiemente weisen jeweils einen wendelförmig gewundenen Abschnitt 5 und in Rohrläiigsrichtun.: ebene \ erlimgerungs^bschnitte 4 auf, die ⁱ;ch scharf von den wendelföimig gewundenen Abschnitten 5 abgrenzen und eine geradlinig axiale Erstreckung zeigen. D.e ebenen \'e;l;ingerungsabschnitte übergreifen sich dabei an ilen Übergangsstellen von einem Bandeiement /im: anderen und bilden dort Krcu/ungsstellen 6. denen eine in der Mitte der Fig. 3 sowie in

in Fig. 4 deutlich erkennbar is!

durch gekennzeichnet, daß die wendeiförmigen Bandabschnittj in Rohrlängsrichtung eine Verwindung von etwa !SO aufweisen und die ebenen Verlängerungen im HingrilTsbercich mit den benachbarten Bandabschnitten einen Winkel von etwa ¹H) ' bilden. Die Bandc'emente können bei der neuen Vorrichtung lösbar incinandergesteckt sein und beispielsweise auf diese Weise in flexiblen Rohren untergebracht ,n diesen Kreuzungsbereicnen 6 ^^i^ um di- Rohrlängsachse angeordnet Str. η ■

abschnitte «, b. ■ und d gebild :t *"^J^°^_a deutlich aus der F , g. 4 hervorg. hen. ^

,s, der lichte Querschnitt des ,onrlotm gc π I U. π ι ,es in dem wendelförmig gewundenen Hu,κJ - ^ Bandelemente 7 und 8 lediglich "' 'j'¹ , ' ^hen „ntc.teilt, so daß also in StroniungsnchtunL gese,

laufend ein Wechsel von Hulbkioi^kaiiiilabschsiittcn klingen sind ervielbar, wenn bei gleichbleibender

mil V'iertelkreiskanalabsehmtten erlolgt. Wandstärke der Wandelemente das die Hlemcntc

Zur Bildung der Kreu/ung^stellen fi sind die ebe- aufnehmende rohrförmige Teil konisch ausgebildet

neu Verlängerungsabschnitie 4 der Bandelemaite 7 ist und entsprechend konisch gehaltene Bandelemente

und K mit Schlitzen 9 versehen. Die dargestellte An- 5 aufnimmt.

Ordnung ist dabei so getrotlen. daß die wendelförmig Bei Ausbildung der Bandelemente mit den sehnei-

gewundenen Abschnitte der Bandelemente eine Ver- denarligen linden ist die Vorrichtung auch als

bindung son je ISO aufweisen und die ebenen Yer- Schneidmischer verwendbar.

längCTungsabschnittc 4 an den Krcu/.ung^lelltn 6 Die Bandelemente gemäß der Erfindung können

einen rechten Winkel bilden. to durch einfaches Tordieren ohne eine Speztalmaschine

Fig. 5 zeigt eine der Fig. 4 entsprechende Dar- in der Weise gefertigt werden, daß Abschnitte von stellung, wobei jedoch nur die Bandelemcntc mit Blechstreifen an ihren Enden eingespannt und die einem ebenen Verlängcrungsabschnitt versehen sind. Einspannungen gegeneinander verdreht werden. Auf so daß dieses über den gewundenen Teil des benach- diese Weise erhält man im Bereich der Einspannbarten Bandelemcntes greift. Auch entstehen die 15 stellen die ebenen Verlängerungsabschnitte, welche Viertclkreiskanäle α bis </, welche jedoch durch die sich scharf abgegrenzt an die gewundenen Band-Kreuzung mit dem gewundenen Abschnitt des be- abschnitte anschließen.

nachbartcn Bandelcmentcs einen in Strömungsrich- Neben der Möglichkeit einer feinverteilten

tung sich ändernden Querschnitt aufweisen. Mischung zweier verschiedener Komponenten eignet

F.rfahrungen haben gezeigt, daß die beschriebene ao sich die Anordnung besonders für die Vermischung

Anordnung sich ausgezeichnet für die Vermischung von Komponenten, bei denen eine nur einen äußerst

von Polyurethan-Komponenten zur Herstellung von geringen Bruchteil der anderen Komponente aus-

Schaumstoflcn eignet und daß bereits auf sehr kur- macht und die zu mischenden Komponenten noch

/en Mischwegen ohne zusätzliche Hilfsmaßnahmen unterschiedliche spezifische Gewichte aufweisen. Die ein fehlerfreies Endprodukt mit gleichmäßiger Poren- »5 Vermischung derartiger Medien bereitet bekanntlich

ausbildung gewonnen werden kann. erhebliche Schwierigkeiten.

Bei sehr hochviskosen Medien kann eine Verände- Die Anordnung gemäß der Erfindung läßt sich

rung der Durchströmquerschnitte für das Medium in dabei sehr einfach nach der Benutzung reinigen, da

Strömungsrichtung zweckmäßig sein. Diese Änderung sie lediglich mit entsprechenden Lösungsmitteln bcist beispielsweise erreichbar, wenn bei einem gleich- 30 aufschlagt werden muB νηά infolge der intensiven

bleibenden Rohrinnendurchmesser in Strömungs- Mischbewegung während des Strömungsvorganges

richtung gesehen die Wandstärke der Bandelemente mit Sicherheit alle Winkel und Flächen von dem

sich von Element zu Element ändert. Ähnliche Wir- Reinigungsmittel erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Mischen fließfähiger Medien, insbesondere von Polyurethan-Komponenten zur Herstellung von PoKurethan-Schaurnstoffen wahrend einer Stromungsbewegung der Medien, bei der in einem von den Medien durchströmten rohrförmigen Teil mehrere jeweils wendelförmig gewundene, unmittelbar hintereinander mit gleicher oder «egensinniser Windung·-- iq richtung angeordnete Bandelemente vorgesehen sind, die sich mit ihren Längskunten bis an di. Rohrwandung erstrecken und deren quer zur Rohriängsrichtune \crlaufende benachbarte Kan ten einen Winkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandelemente (7. 8) wenigstens .'iien in Rohrlanesrichtunia weisenden. ebenen Vcrlungerungsabschnit; (4) aufweisen und wenigstens an einem der einander zugekehrten linden der Bandelcmente ein Schiit/ (9) für den Eingriff des anderen Wandelement /ur Rildurm von vier um die Ri irlimgsachse angeordneten Sirömungskanalabschniiten (11(7. 1 Ii/) vorszesehen ist.

2. Wirrichtung nach Anspruch 1. dadurch cekennzeichnet, daß die Banielemente (7. 8) an beiden finden in Rohrlänüsrichtiinc weisende ebene '. crlangerungsabschnittc (4) aufweisen, welche im Eingri!fsbcre^;'-h (6) parallel /ur RohrlanQsachse verlaufende Kanalabschriitte (11 α bis 3« WJ) bilden.

3. Wirriehtun« nach Anspruch I oder Z. dadurch gekennzeichnet, da LS die Band-.!emenie (7. 8) wenigstens über die Lange ihrer eben verlauienden Abschnitte (4) ineinandergreifen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß sich die ebenen Verlängerungsabschnitle (4) der Bandelemente (7. 8) an die wendeiförmigen Bandabschnitte (5) übergangslos anschließen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß d'e wendclförmigcn Bandabschnitte (5) in Rohrlängsriehtung eine Verwindung von etwa 180'' aufweisen und die ebenen Verlängerungsabschnitte (4) im Eingriffsbereich (6) mit dem benachbarten Bandabschnitt einen Winkel von etwa 90° bilden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehender. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, djß die Bandelemente (7, 8) lösbar ineinandergesteckt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandelemente (7, 8) fest miteinander verbunden sind.

S. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandelemente (7, 8) an ihren einander zugekehrten Enden verjüngt ausgebildet sind.

60