DE2162169A1

DE2162169A1 - Powder-liquid mixing appts - using frusto-conical mixing chamber with multiple tangential liquid inlets

Info

Publication number: DE2162169A1
Application number: DE2162169A
Authority: DE
Inventors: Burghardt Dipl Chem Elster
Original assignee: VERFAHRENSTECHNIK und CHEMIEAN
Current assignee: VERFAHRENSTECHNIK und CHEMIEAN
Priority date: 1971-12-15
Filing date: 1971-12-15
Publication date: 1973-06-20

Abstract

Liquid is introduced tangentially to the chamber from multiple openings while powder is introduced from the top. A single outlet is provided at the base. The design ensures less sticking and clogging of powder on the chamber walls.

Description

Einrichtung zum Mischen von Flüssigkeit mit Pulver Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mischen von Flüssigkeit mit Pulver Durch das Buch "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", 1. Band, "Chemischer Apparatebau und Verfahrenstechnik", 1951, Seite 704, ist ein Turbolöser zum Mischen fester Stoffe mit Flüssigkeiten bekannt. Dieser Turbolöser arbeitet diskontinuierlich. Er weist einen Behälter auf, in den Flüssigkeit und eine Charge des zu mischenden festen Stoffes gebracht wird. In dem Behälter wird durch Mixerflügel eine starke Turbulenz erzeugt, um so eine Vermischung der Flüssigkeit mit den Feststoffteilchen zu erzielen. Nach der Mischung erfolgt eine Entleerung und eine neue Füllung. Device for mixing liquid with powder The invention relates to a device for mixing liquid with powder Through the book "Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry", Volume 1, "Chemischer Apparatebau und Verfahrenstechnik ", 1951, page 704, is a turbo-solver for mixing solids known with liquids. This turbo-solver works discontinuously. He knows a container to hold the liquid and a batch of the solid to be mixed Material is brought. The mixer blades create a strong turbulence in the container generated in order to achieve a mixing of the liquid with the solid particles. After mixing, it is emptied and filled again.

Von Nachteil bei einem derartigen Mischer ist die diskontinuierliche Arbeitsweise, und außerdem kommt es in der Praxis häufig vor, daß sich Feststoffe, z.B. Pulver, an der Wandung des Bottichs ablagern. Das erfordert nicht nur eine Reinigung des Behälters, sondern führt außerdem zu dem Nachteil, daß der Anteil der Feststoffe in der Flüssigkeit nicht mehr genau bestimmbar is>. The disadvantage of such a mixer is that it is discontinuous Working method, and in addition it often happens in practice that solids, e.g. powder, deposit on the wall of the tub. That doesn't just require one Cleaning the container, but also leads to the disadvantage that the proportion the solids in the liquid can no longer be precisely determined>.

Durch die angegebene Eiteraturtelle ist auch eine kontinuierlich arbeitende Einrichtung bekannt, bei der Flüssigkeit durch einen langgestreckten horizontalen Trog geleitet wird, in dem eine Schnecke, teils mit entgegengesetzter Steigung, rotiert. Die Feststoffe werden von oben her in den Trog eingegeben. Auch bei dieser kontinuierlich arbeitenden Einrichtung besteht die Gefahr, daß sich die Feststoffe, z.B. Pulver, an den Wandungen des Troges anlagern. Sie können sich auch an der Schnecke anlagern. Dadurch ist eine häufige Reinigung erforderlich, und außerdem ergibt sich eine Ungenauigkeit im Mischverhältnis. Through the given literature passage, one is also continuous working device known, in the liquid by an elongated horizontal trough is directed, in which a snail, partly with opposite one Slope, rotates. The solids are fed into the trough from above. Even in this continuously operating device there is a risk that the Solids, e.g. powder, accumulate on the walls of the trough. You can too attach to the screw. As a result, frequent cleaning is required, and moreover there is an inaccuracy in the mixing ratio.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Mischen von Flüssigkeit mit Pulver oder anderen körnigen Feststoffen zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht auftreten, die also kontinuierlich arbeitet und bei der sich keine Klumpen bilden oder an den Teilen der Einrichtung ablagern können. The invention is based on the object of a device for mixing of liquid with powder or other granular solids when creating the disadvantages of the known devices do not occur, that is, they are continuous works and does not form lumps or on any part of the facility can deposit.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine rotationssymmetrische, mit ihrer Achse senkrecht stehende Mischkammer, die im oberen Bereich tangentiale Einlaßöffnungen zur kontinuierlichen Einleitung wenigstens eines Teiles der Flüssigkeit aufweist, die oben entfernt von ihrer Außenwandung zur kontinuierlichen Einführung des Pulvers eine Einführöffnung und die unten eine zentrale Auslaßöffnung aufweist. The object on which the invention is based is achieved by a rotationally symmetrical, with its axis perpendicular standing mixing chamber, the inlet openings tangential in the upper area for continuous introduction has at least a portion of the liquid that is at the top removed from its outer wall for the continuous introduction of the powder an introduction opening and the one below having central outlet opening.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung strömt die Flüssigkeit im oberen Bereich der Mischkammer tangential ein und aufgrund der Zentrifugalkräfte an der Außenwandung der Kammer entlang und aufgrund der Schwerkraft gleichzeitig langsam nach unten. Die Flüssigkeit bildet also eine schnell rotierende Schicht auf der Außenwandung der Kammer, die somit an keiner Stelle freiliegt. Das von oben eingeführte Pulver trifft auf diese schnell rotierende Flüssigkeit auf und vermischt sich mit ihr. Das in besonderem Maße dann, wenn das Material des Pulvers ein größeres spezifisches Gewicht hat als die Flüssigkeit, so daß die einzelnen Partikel des Pulvers aufgrund des sich durch die Zentrifugalkraft ergebenden negativen Auftriebs in die Flüssigkeitsschicht eindringen. Die Partikel des Pulvers berühren jedoch an keiner Stelle die Außenwandung der Kammer, ehe sie sich nicht vollständig mit der Flüssigkeit vermischt haben bzw. von ihr benetzt sind. Das Pulver kann sich damit nicht an der Außenwandung festsetzen. Auch die große Rotationsgeschwindigkeit verhindert ein Festsetzen des Pulvers. Selbst wenn sich Anlagerungen kurzzeitig z.B. bei Inbetriebsetzung gebildet haben sollten, so werden diese schnell durch die rotierende Flüssigkeit abgespült. In the device according to the invention, the liquid flows in the upper Area of the mixing chamber tangentially and due to the centrifugal forces on the Along the outer wall of the chamber and at the same time slowly due to gravity downward. The liquid forms a rapidly rotating layer on the Outer wall of the chamber, which is therefore not exposed at any point. The one introduced from above Powder hits this rapidly rotating liquid and mixes with it your. This is particularly the case when the material of the powder has a greater specific Has weight than the liquid, so that the individual particles are due to the powder the negative buoyancy resulting from the centrifugal force in the liquid layer penetration. However, the particles of the powder do not touch the outer wall at any point the chamber before they have completely mixed with the liquid or are wetted by it. The powder cannot stick to the outer wall. The high speed of rotation also prevents the powder from sticking. Self if deposits occur briefly, e.g. during commissioning educated should have, they are quickly rinsed off by the rotating liquid.

Bei der erfindungsgemäßennrichtung ist also ein Ansetzen und eine Klumpenbildung des Pulvers vermieden. Die Vermischung ist äußerst jruiig, und der gesamte Mischvorgang erfolgt kontinuierlich. In the case of the inventive direction there is therefore a start and a Avoid lump formation of the powder. The mix is extremely jruiig, and the the entire mixing process takes place continuously.

Eine zweckmäßige Weiterbildung besteht darin, daß die Äuslaßöffnung mit einer Ansaugkammer eines Injektors verbunden ist, der wenigstens mit einem Teil der zu mischenden Flüssigkeit gespeist ist. Bei dieser Weiterbildung wird das Mischprodukt unten aus der Mischkammer abgesaugt, und zwar in sehr vorteilhafter Weise durch den Injektor, der mit der gleichen Flüssigkeit wie die Mischkammer gespeist ist, also mit der Flüssigkeit, mit der das Pulver zu vermischen ist. Die hohe Geschwindigkeit des FlUssigkeitsstrahles in dem Injektor sorgt für eine weitere intensive Durchmischung. Durch die Saugwirkung des Injektors wird außerdem ein Ansteigen der Flüssigkeit in der Mischkammer vermieden. An expedient further development consists in the fact that the outlet opening is connected to a suction chamber of an injector with at least one part the liquid to be mixed is fed. In this further development, the mixed product Sucked out of the mixing chamber below, in a very advantageous manner the injector, which is fed with the same liquid as the mixing chamber, that is, with the liquid with which the powder is to be mixed. The high speed of the liquid jet in the injector ensures further intensive mixing. The suction effect of the injector also causes the liquid to rise avoided in the mixing chamber.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Durchmesser der Mischkammer von oben nach unten abnimmt. Dadurch nimmt die tangentiale Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Mischkammer nach unten nach dem Gesetz von der Erhaltung des Impulses zu, so daß gerade im zentralen Bereich, in dem die größte Gefahr besteht, daß größere Mengen Pulver zugeführt werden, eine besonders hohe Mischwirkung erzielt ist. Außerdem wiS durch die Ausnutzung des Gesetzes von der Erhaltung des Impulses der Rotationsimpuls dazu ausgenutzt, eine eventuelle Abbremsung der rotierenden Flüssigkeit aufgrund der Reibung auf dem Weg in der Mischkammer nach unten jedenfalls teilweise zu kompensieren. It is particularly useful if the diameter of the mixing chamber decreases from top to bottom. This decreases the tangential speed of the liquid in the mixing chamber downwards according to the law of the conservation of momentum, so that especially in the central area, where the greatest risk is that greater Quantities of powder are added, a particularly high mixing effect is achieved. aside from that know by taking advantage of the law of conservation of momentum the rotational momentum exploited for this, a possible deceleration of the rotating liquid due to to partially compensate for the friction on the way down in the mixing chamber.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Einlaßöffnungen in der Mischkammer und der Injektor an eine gemeinsame Druckleitung angeschlossen sind. Bei Unterbrechung der Zuführung der Flüssigkeit erfolgt eine Stillsetzung sowohl der Einrichtung zum Mischen als auch des Injektors, so daß überhaupt keine Flüssigkeit mehr abgegeben wird. Außerdem ist es bei dieser Weiterbildung zweckmäßigerweise möglich, vor dem Injektor und/oder den Einlaßöffnungen in die Kammer Drosselstellen vorzusehen, um so die der Mischkammer und dem Injektor zugeführten Anteile der Flüssigkeit einstellen zu können. A further development of the invention is that the inlet openings in the mixing chamber and the injector connected to a common pressure line are. If the supply of the liquid is interrupted, it is shut down both the mixing device and the injector, so none at all More liquid is dispensed. It is also useful in this development possible throttling points in front of the injector and / or the inlet openings in the chamber to be provided so as to the proportions of the liquid supplied to the mixing chamber and the injector to be able to adjust.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Mischkammer wenigstens im Bereich der Einlaßöffnungen durch eine Ringkammer umgeben ist, in die wenigstens ein Teil der Flüssigkeit kontinuierlich einströmt und die die Einlaßöffnungen in die Mischkammer speist. Durch diese Ringkammer ist eine gleichmäßige Zuführung der Flüssigkeit zu den Einlaßöffnungen in die Mischkammer gewährleistet. A further development of the invention is that the mixing chamber is surrounded by an annular chamber at least in the region of the inlet openings, in which at least part of the liquid flows in continuously and which the inlet openings feeds into the mixing chamber. Through this annular chamber there is an even supply the liquid to the inlet openings in the mixing chamber ensured.

Es ist außerdem zweckmäßig, daß oberhalb der EinfUhröffnung in die Mischkammer ein Taster angeordnet ist, der bei Verstopfung der Einrichtung und Ansteigen der Flussigkeit anspricht und die Zufuhr von Flüssigkeit bzw. Pulver in die Binrichtung unterbricht. It is also useful that above the insertion opening in the Mixing chamber a button is arranged, which when the device is blocked and increases the liquid responds and the supply of liquid or powder interrupts in the direction.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Based on an embodiment shown in the drawing the invention is to be explained in more detail.

Eine Mischkammer 1 ist durch eine Außenwandung 2 seitlich begrenzt. Oben wird die Mischkammer 1 durch einen Rand 3 abgeschlossen, der eine Einführöffnung 4 bildet. A mixing chamber 1 is laterally bounded by an outer wall 2. At the top, the mixing chamber 1 is closed off by an edge 3 which has an insertion opening 4 forms.

Die Außenwandung 2 ist durch eine weitere Wandung 5 umschlossen, die unten durch eine Scheibe 6 mit der Außenwandung 2 verbunden ist, so daß zwischen der Außenwandung 2, der Wandung 5 und der Scheibe 6 eine Ringkammer 7 gebildet ist, an die ein Stutzen 8 einer Leitung 9 angeschlossen ist, durch die zu mischende 1üssigkeit in die Ringkammer 7 eingeleitet wird. Aus der llingkammer 7 gelangt die zu mischende Flüssigkeit durch tangentiale Einlaßöffnungen 10, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt ist, in die Mischkammer 1. The outer wall 2 is enclosed by a further wall 5, which is connected at the bottom by a disk 6 to the outer wall 2, so that between the outer wall 2, the wall 5 and the disc 6 an annular chamber 7 is formed, to which a nozzle 8 of a line 9 is connected, through the liquid to be mixed is introduced into the annular chamber 7. The mixture to be mixed comes from the lling chamber 7 Liquid through tangential inlet openings 10, of which only in the drawing one is shown in the mixing chamber 1.

Der untere Teil der Mxschkammer 1 bildet eine Auslaßöffnung 11, die mit einer Ansaugkammer 12 eines Injektors 13 verbunden ist. Die Ansaugkammer 12 mundet in eine bei Injektoren bekannte, sich im Querschnitt verengende Auslaßleitung 14. Der Injektor 13 wird über eine Leitung 15 gespeist, in der sich eine Drosselstelle 16 mit einer Justierschraube 17 befindet. Die Leitungen 9 und 15 laufen zu einer Speiseleitung 18 zusammen, in der sich ein gemeinsames Regelventil 19 befindet. The lower part of the Mxschkammer 1 forms an outlet opening 11, the is connected to a suction chamber 12 of an injector 13. The suction chamber 12 opens into an outlet line, which is known from injectors and has a narrowing cross-section 14. The injector 13 is fed via a line 15 in which there is a throttle point 16 with an adjusting screw 17 is located. The lines 9 and 15 run to one Feed line 18 together, in which a common control valve 19 is located.

Oberhalb der Einführöffnung 4 für das Pulver befindet sich ein Rand 20, innerhalb dessen die Flüssigkeit aus der Mischkammer 1 bei eventueller Verstopfung hochsteigen kann. There is an edge above the introduction opening 4 for the powder 20, within which the liquid from the mixing chamber 1 in the event of a blockage can climb up.

In dem Rand 20 befindet sich ein Taster 21, der bei Ansteigen des Flüssigkeitsstandes anspricht und die Einrichtung stillsetzt.In the edge 20 there is a button 21, which when the Fluid level responds and the device stops.

Bei Betrieb der Einrichtung zum Mischen von Flüssigkeit mit Pulver wird zunächst das Regelventil 19 geöffnet, so daß der Injektor 13 in Tätigkeit tritt und außerdem Flüssigkeit über die Leitung 9, den Stutzen 8, die Ringkammer 7 und die tangentialen Einlaßöffnungen 10 tangential in den oberen Teil der Mischkammer 1 einströmt. Die Flüssigkeit rotiert in der Mischkammer 1 mit großer Geschwindigkeit, so daß sie durch die Zentrifugalkräfte an der Außenwandung 2 haftet und aufgrund der Schwerkraft langsam nach unten sinkt. When operating the device for mixing liquid with powder the control valve 19 is first opened so that the injector 13 comes into action and also liquid via the line 9, the nozzle 8, the annular chamber 7 and the tangential inlet openings 10 tangentially in the upper part of the mixing chamber 1 flows in. The liquid rotates in the mixing chamber 1 at high speed, so that it adheres to the outer wall 2 by the centrifugal forces and due to gravity slowly sinks down.

Die Außenwandung 2 ist somit über ihre gesamte vertikale Ausdehnung mit einer Flüssigkeitsschicht bedeckt. Durch die Einführöffnung 4 eingeführtes Pulver trifft auf diese Flüssigkeitsschicht und vermischt sich mit ihr innig. Sie kann sich wegen der Flüssigkeitsschicht nicht an die Außenwandung 2 ansetzen. Die hohe Geschwindigkeit erhöht sich noch nach unten hin, da der Rotationsradius abnimmt, so daß in der Auslaßöffnung 11 ein Flüssigkeitswirbel mit sehr hoher Rotationsgeschwindigkeit erzeugt wird. Dieser Flüssigkeitswirbel mit dem vermischten Pulver wird durch den Injektor 13 angesaugt und verwirbelt bzw. gestört, wodurch eine erneute innige Vermischung erfolgt. Gleichzeitig erfolgt ein Abtransport der Mischung durch die Auslaßleitung 14.The outer wall 2 is thus over its entire vertical extent covered with a layer of liquid. Powder introduced through the introduction opening 4 meets this liquid layer and mixes with it intimately. she can do not attach themselves to the outer wall 2 because of the liquid layer. The height Speed increases downwards as the rotation radius decreases, so that in the outlet opening 11 a fluid vortex with a very high speed of rotation is produced. This fluid vortex with the mixed powder is caused by the Injector 13 sucked in and swirled or disturbed, whereby one renewed intimate mixing takes place. At the same time, the mixture is transported away through outlet line 14.

Claims

Device for mixing liquid with powder, marked by a rotationally symmetrical mixing chamber with its axis perpendicular (1), in the upper area tangential inlet openings (10) to the continuous Introducing at least a portion of the liquid having the top removed from its outer wall (2) has an introduction opening for the continuous introduction of the powder (4) and which has a central outlet opening (11) at the bottom.

2. Device according to claim 1, characterized in that the outlet opening (11) is connected to a suction chamber (12) of an injector (13) which has at least is fed with part of the liquid to be mixed.

3. Device according to claim 1, characterized in that the diameter the mixing chamber (1) decreases from top to bottom.

4. Device according to claim 2, characterized in that the inlet openings (10) in the mixing chamber (1) and the injector (13) to a common feed line (18) are connected.

5. Device according to claim 4, characterized in that for adjustment that of the mixing chamber (1) on the one hand and the injector (13) on the other hand Partial flows of the liquid to the injector (13) and / or the inlet openings (10) in the mixing chamber (1) is preceded by a preferably adjustable throttle point (16) is.

6. Device according to claim 1, characterized in that the mixing chamber (1) Surrounded at least in the area of the inlet openings (1Q) by an annular chamber (7) is, into which at least part of the liquid flows continuously and the feeds the inlet openings (10) into the mixing chamber (1).

7. Device according to claim 1, characterized in that above the insertion opening (4) in the mixing chamber (1) a button (21) is arranged which when the device is blocked and the liquid rises, and the The supply of liquid or powder into the device is interrupted.