DE2211127A1

DE2211127A1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2211127A1
Application number: DE19722211127
Authority: DE
Inventors: David Michael Bethlehem Pa Matweecha (V St A )
Original assignee: Fuller Co
Current assignee: Fuller Co
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1972-09-21
Also published as: FR2128837A1; ES400533A1; JPS546740B1; US3729175A; GB1366553A; FR2128837B1; CA954507A

Description

PATENTANWALT

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COMPAHT, 124 BRIDaE STREET CATASAUQUA,

PENNSYLVANIA, TJSA

Mis chvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut, insbesondere einen Lufthermischer oder Säulenmischer* Die vorliegende Erfindung kann besonders vorteilhaft zum Mischen von grossen Mengen von aus Feststoffteilchen bestehendem Schüttgut verwendet v/erden.

Vor der Erfindung waren verschiedene Bauarten von Mischern für Schüttgut bekannt« Eine derartige Vorrichtung ist in der U,S,-Patentschrift 2844.361 beschrieben, wobei das Mischsilo einen belüfteten Boden aufweist, der in viele Abschnitte unterteilt ist* Unter Druck stehendes gasförmiges Medium, beispielsweise Luft v/ird jedem Abschnitt zugeführt, um das Gut in dem Mischsilo zu belüften. Mit hoher Geschwindigkeit wird Luft einem der Abschnitte zugeführt und ausgestoßen. Die mit hoher Geschwindigkeit bewegte Luft bewirkt, daß das Gut über diesem Abschnitt fluidisiert wird (fließfähig gemacht wird). Das Gut über dem Abschnitt, dem die Luft mit hoher Geschwindigkeit zugeführt v/ird,' fließt auf den oberen Teil des Gutes in den anderen Abschnitten, und das Gut in diesen anderen Abschnitten frfcrörat in den fluidisieren Abschnitt, Ventile und nteuerungseinrichtuncen sind vorgesehen, um den Abnchnitt, dor mit Luft von hoher Geschwindigkeit versorgt

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wird, -umzuschalten, so daß eine vollständige Mischung . des Gutes in dem Silo erreicht wird. Diese Mischer "bauart für Schüttgut hat sich "bewährt, wenn Schuttgutarten von im wesentlichen gleicher Teilchengröße gemischt werden sollt Bei dieser Miseher "bauart "treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn die Teilchengrößen der zu mischenden Gutarten unterschiedlich sind» Der Mischer neigt dann dazu, die größeren Teilchen von den kleineren Teilchen zu trennen, statt sie zu mischen.

Eine Mischvorrichtung der Lufthe"be"bauart oder Säulen-"bauart ist in der älteren U,S,-Patentanmeldung Serial Hr, 22,640 der Anmelderin enthalten. Dort ist ein Mischsilo "beschrieben mit einer gasdurchlässigen Trennwand, die das · Silo in eine Gutkammer und eine Vorkammer (Plenum) teilt» Unter Druck stehendes Gas, "beispielsweise Luft, wird der Vorkammer zugeführt und tritt durch die Trennwand hindurch, um das Gut in der Gutkammer zu belüften. Eine Mischsäule ist in dem Silo angebracht. Mit einer Geschwindigkeit, die grosser als die Geschwindigkeit der Luft ist, die durch die gasdurchlässige Trennwand hindurchtritt, wird Luft in den Boden der Säule geleitet, so daß das Gut in dem Silo durch die Säule hindurch nach oben strömt und auf den oberen Teil des Gutes in dem übrigen Bereich des Silos überläuft. Sogleich strömt Gut an den Seiten des Silos in den unteren Teil der Mischsäule· Die Mischwirkung ist ähnlich wie bei einem Perkolator, Diese Mischerbauart ist insbesondere geeignet zum Mischen von Gut, dessen Bereich der Teilchengröße weiter ist als bei dem Gut, das in der Vorrichtung gemäß der U,S.-Patentschrift 2.844#361 gemischt werden kann.

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Der Mischer gemäß der älteren U,S,-Patentanmeldung Serial ITr, 22,64-0 wird in der älteren deutschen Patentanmeldung P 21,58966 weiter entwickelt, wobei die Mischsäule über ihre gesamte Länge kegelförmig ausgeführt ist, so daß das Gut, das durch die Mischsäule nach oben strömt, eine im wesentlichen kontinuierlich zunehmende Geschwindigkeit erhält»

Diese.Mischvorrichtung hat sich für viele Anwendungsfälle als sehr vorteilhaft erwiesenj das Prinzip dieses Mischers findet auch bei der vorliegenden Erfindung. Anwendung. Wenn große Gutmengen gleichzeitig gemischt werden sollen, muß das Mischsilo groß sein und demzufolge muß die Mischsäule ebenfalls groß sein. Es hat sich herausgestellt, dass für derartige Mischsilos grosser Kapazität eine einzige Mischsäule nicht ausreicht, Aueh die Anordnung von mehreren Mischsäulen hat sich als noch nicht in ^eder Hinsicht zufriedenstellend erwiesen, Die große Mischsäule, die für Silos grosser Kapazität erforderlich ist, kann nicht ausreichend dicht am Boden des Silos angeordnet werden, um auch das nahe dem Siloboden befindliche Gut ausreichend zu mischen. Die Verwendung einer einzigen Mischsäule in einem Mischsilo großer Kapazität führt oft dazu, daß sich ein Bereich von ungemischtem Gut nahe dem Siloboden bildet,

Außerdem sind derartige Mischer nur zur Verwendung in einem verhältnismäßig engen Bereich der Mengenkapazität zu verwenden. Wenn beispielsweise eine Gutmenge-gemischt werden soll, die halb so groß ist wie die Mengenkapazität, für die das Silo ausgelegt ist, kann ein vollständiges Mischen des •Gutes nicht erreicht werden»

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Es ist daher ein wesentliches Ziel der Erfindung, eine Mischvorrichtung für pulverförmiges Gut zu schaffen, die zum Mischen großer Gutmengen geeignet ist_# Die Vorrichtung soll zum Mischen von aus Peststoffteilchen "bestehendem Gut geeignet sein und ein vollständiges Mischen aller Gutarten in dem Mischsilo ermöglichen» Ein vollständiges Mischen soll auch möglich sein, wenn eine Gutmenge gemischt werden soll, die geringer ist als die gesamte Füllungsmenge, Die Vorrichtung zum Mischen pulverförmigen Gutes soll sowohl für grosse Gutmengen als auch für Mengen geeignet sein, die kleiner sind als eine vollständige Füllung,

Eine Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut, "bei der im wesentlichen diese und weitere Ziele der Erfindung erreicht werden, ist gekennzeichnet durch ein aufrechtes Gehäuse mit einer Guteinlaßöffnung und einer Gutauslaßöffnung, einer gasdurchlässigen Trennwand,' die in dem Gehäuse angeordnet ist und das Gehäuse in eine Gutkammer und eine Vorkammer teilt, mindestens zwei im wesentlichen koaxial angeordnete Mischsäulen, die in der Gutkammer angeordnet sind mit Abstand zu der Trennwand, eine. Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem, Medium unter Druck zu der Vorkammer und durch die Trennwand hindurch zur Belüftung des Gutes in der Gutkammer und durch eine Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium unter Druck in das untere Ende mindestens einer der Mischsäulen mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die des gasförmigen Mediums, das durch die Trennwand hindurchtritt, um das Gut zu belüften, wodurch das Gut nach oben durch die Mischsäule strömt*

Es wird eine Mischvorrichtung für Schüttgut beschrieben, die 'ein Gehäuse mit einem konischen Abschnitt am unteren Ende auf-

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weist. Eine gasdurchlässige Trennwand ist in dem konischen "*" Anschnitt des Gehäuses angebracht und teilt das Gehäuse in eine Gutkammer und eine Vorkammer (Plenum), Eine zweite Vorkammer wird im Boden des Gehäuses gebildet und besitzt eine gasdurchlässige Wand, die an der Innenseite des Gehäuses liegt. Mindestens zwei koaxial angeordnete Mischsäulen sind innerhalb des Mischsilos angeordnet. Eine der Säulen kann im Durchmesser kleiner sein als die andere Säule und unterhalb dieser angeordnet sein und sich in das untere Ende der anderen Säule erstrecken» Die grössere Säule kann in zwei Säulen geteilt sein, die voneinander getrennt sind, so daß weniger als eine ganze Füllung (Charge) des Gutes gemischt werden kann,

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung*

Es zeigen:

Pig, 1 eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung in Seitenansicht, wobei Teile weggebrochen sind,

Pig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Pig, 1 mit Blick in Pfeilrichtung,

Pig· 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Pig· 2, der einen Teil der Belüftungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt,

Pig. 4 schematische Darstellungen der Belüftungseinrichtung und. 5 gemäß ^ er Erfindung und

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Pig, 6 eine Ansicht ahnlich der in Fig* 1, wobei eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers gezeigt ist.

Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Mischvorrichtung besitzt ein Mischsilo 1 mit einer Guteinlaßöffnung 2 und einer Gutauslaß öffnung 4· Das Silo weist einen konischen Abschnitt 6 an seinem unteren Ende und einen im wesentlichen horizontalen Boden 8 auf* "

Eine gasdurchlässige Trennwand 10 ist in dem konischen Abschnitt 6 des Silos 1 angeordnet und teilt das Gehäuse in eine Gutkammer und eine erste Vorkammer (Plenum). Bei der gezeigten Ausführungsform besitzt die gasdurchlässige Trenneinrichtung mehrere am Umfang mit Abstand angeordnete gasdurchlässige Wände 14» die-mehrere einzelne Vorkammern 16 begrenzen, die mit Abstand am Umfang um den konischen Abschnitt 6 des Gehäuses 1 angeordnet sind« Jede dieser Kammern ist durch Abt eil einrichtungen 18 in Abschnitte aufgeteilt. Wenn gewünscht, können sich die Abteileinrichtungen vollständig um den konischen Abschnitt 6 herum erstrecken, um eine einzige große Vorkammer zu bilden.

Eine zweite Vorkammer (Plenum) 20 ist im Boden 8 des¹ Silos angeordnet und weist eine gasdurchlässige Wand 22 auf, die an der Innenseite des Gehäuses liegt. Der Boden des Silos und die Wand 22 begrenzen eine Vorkammer (Plenum) 24 zur Aufnahme von gasförmigem Medium unter Druck,

Eine Mischsäule 30 von großem Durchmesser ist innerhalb des Silos 1 mittels geeigneter Tragarme 32 angebracht. Die Säule ist im wesentlichen vertikal angeordnet und im Abstand zu den

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Wänden des Silos'! und zu der iDrennwandeinriclitung 10, Die Säule 30 hat die Gestalt eines geraden Kreiskegelstumpfes, wie dies in der älteren deutschen Patentanmeldung P 21 58 966 beschrieben ist. Eine zweite Mischsäule 34 ist im konischen Abschnitt 6 des Silos 1 mittels Tragarmen und 37 angebracht. Die Säule 34 ist dünner als der kleinste Durchmesser der Säule 30 und erstreckt sich in das untere Ende der Säule 30_e Die Säule 34 erstreckt sich nach unten in Richtung auf die zweite Vorkammer 20,

Gas wird unter Druck von einer Druckgasquelle, beispielsweise einem Kompressor oder einem Gebläse 40 (Fig. 5) durch eine Leitung 42 zu mehreren Leitungen 44 geliefert, deren jede mit einer der Vorkammern 16 verbunden ist. Die Leitungen sind mit einem Rohr 46 verbunden, das in der Vorkammer 16 angeordnet ist und mehrere mit Abstand angeordnete Öffnungen aufweist, um das Druckgas jedem Abschnitt der Vorkammer 16 zuzufuhren* Das den Abschnitten der Vorkammer 16 zugeführte Druckgas gelangt durch die gasdurchlässige Wand 14 in die Gutkammer des Gehäuses, um das Gut in der Gutkammer zu belüften,

Druckgas wird von einer zweiten Druckgasquelle 50 (Pig, 4) durch eine Leitung 52 zu mehreren Leitungen 54 geliefert, deren jede mit der Vorkammer 24 in Verbindung steht. Die Zufuhr von Gas zu der . Vorkammer 24 erfolgt so, daß beim Durchtritt des Gases durch die gasdurchlässige Wand 22 die Geschwindigkeit höher ist als die des Gases, das durch die gasdurchlässige Trennwand 10 hindurchtritt. Das durch die Wand 22 hindurchtretende Gas wird in das untere Ende der

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Mischsäulen 30 und 34 geleitet. Das den Mischsäulen zugeführte "Gas höherer Geschwindigkeit, "bewirkt, daß das Gut in dem Mischer 1 und in den Säulen 30 und 34 nach oben durch die- Säulen und am oberen Ende durch diesen herausströmt· Das Gut ausserhalb der Säulen wird am unteren Ende der Säulen eingezogen. Die Gutströmung durch die Säulen bewirkt einen Gutkreislauf durch den Mischerj damit wird ein Mischen des pulverförmigen Gutes erreicht. Das nach oben durch die Mischsäule 34 strömende Gut fließt in die Mischsäule 30 über und wird dadurch im Kreislauf nach oben durch den gesamten Mischer geführt,

TJm die gesamte Kapazität einer großen Mischvorrichtung der Lufthebebauart auszunutzen, ist es notwendig, der Mischsäule die gesamte Gutmenge zuzuführen, die durch die Mischsäule strömen kann. Die Gutmenge, die durch die Mischsäule strömen kann, ist durch die Querschnittsfläche am oberen Ende der oberen Mischsäule 30 bestimmt, Um der Mischsäule eine ausreichende Gutmenge zuzuführen, hat es sich als notwendig erwiesen, die Einlaßöffnung der Mischsäule 30 mindestens so groß auszuführen wie die Auslaßöffnung oder das obere Ende dieser ,Säule, Der Einlaß der Mischsäule 30 wird durch die Ringfläche zwischen der unteren Kante 31 der Mischsäule 30 und der gasdurchlässigen Wand 14 gebildet. Dieser Bereich ist in Mg, 1 mit "a" bezeichnet. Um diesen' Bereich "a" gleich der Querschnittsfläche am oberen Ende der Mischsäule 30 zu machen, muß die Säule 30 in einem be-Btimmten Mindestabstand von dem Siloboden angeordnet sein. Bei Mischsilos großer Kapazität bleibt infolge dieses Abstandes ein großer Bereich zwischen dem unteren Ende der

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Mischsäule 30 und dem Boden des Silos* Während der Mischvorgänge erweist sich dieser große Raum zwischen dem unteren Ende der Säule 30 und dem Siloboden oft als.toter Raum, in dem nur eine geringe oder keine Gutbewegung stattfindet» Mangelnde Gutbewegung in diesem Raum führt zu mangelndem Mischen des Gutes in diesem Raum,

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird die zusätzliche kleine Mischsäule 34 vorgesehen. Diese .Mischsäule ist in einem solchen Abstand zu der gasdurchlässigen Wand 22 angeordnet, daß die Ringfläche "b" zwischen der unteren Säulenkante 35 und der Wand 22 mindestens gleich der Querschnittsfläche am oberen Ende oder Auslaßende der Säule 34 ist. Diese kleinere Säule dient dazu, das Gut in dem Raum zwischen dem unteren Ende der großen Säule 30 und dem Boden des Silos 1 zu mischen. Wenn das Gut gemischt wird, strömt das Gut in dem unteren Abschnitt des Silos nach oben durch die Säule 34 und fließt in die Säule 30 über. Ton dort nimmt die mit hoher Geschwindigkeit durch die Wand 22 zugeführte Luft dieses Gut auf und hebt es durch die Säule 30 hindurch. Man erkennt, daß auf diese Weise eine vollständige Mischung des gesamten Gutes in einem solchen Silo großer Kapazität erreicht wird.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, Druckgas unmittelbar der Hischsäule 34 mit kleinerem Durchmesser zuzuführen, ohne daß ü&u Gas durch die gasdurchlässige Wand 22 hindurchtritt· In solchen Anwendungsfällen kann das Druckgas aus der Zuführeinrichtung 50 durch die leitung 52 in die Leitung 56 und unmittelbar sum* Auslaß 4 des Silos geleitet werden. Ein Ventil kann in der Leitung 56 angeordnet werden, um die Gaszufuhr ,zu steuern. Ein Rückschlagventil 58 ist in der Leitung 56 angeordnet j do daß beim Leeren des Silos das Gut nicht in das Luft-

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zufuhrsystem gelangen kann.

Beim Entwurf eines Mischers dieser Bauart werden daß Gehäuse und die Hauptmischsäule so "bemessen, daß "bei gefülltem Gehäuse, wenn das Gut darin durch Gas aus den Vorkammern 16 "belüftet wird, die Höhe des Gutes in dem Gehäuse etwas größer ist als die Höhe der Säule 30» Die "tote Höhe" des Gutes sollte geringer sein als die Höhe der Säule 30, Y/enn es erwünscht ist, weniger Gut zu mischen als die Kapazität, für die der Mischer ausgelegt ist, konnte "bei bekannten Mischern dieser Bauart kein zufriedenstellendes Mischen des Gutes erzielt werden. Mit der Ausführungsform gemäß Fig, 6 kann auch eine Gutmenge gemischt werden, die geringer ist als eine ganze Charge, Bei dieser Ausführungsform ist die große Mischsäule 30 der Pig. 1 in zwei Mischsäulen 130 und geteilt, die mit einem geeigneten Abstand zueinander angeordnet sind und durch Arme 132 bzw. 133 getragen werden. Wenn weniger als eine ganze Charge gemischt werden soll, beispielsweise eine halbe Charge, wird eine Gutmenge in den Mischer gebracht, so daß die Höhe des belüfteten Gutes bis zwischen die beiden Mischsäulen 130 und 131 reicht. Wenn man eine ganze Gutcharge mischen will, wird das Gut in das Silo 1 gefüllt, bis seine belüftete Höhe bis über die Säule reicht. Wenn gewünscht, kann eine gesonderte Luftzufuhr verwendet werden, um Luft in die obere Mischsäule 130 zu leiten* Wenn gewünscht, können auch zusätzliche gesonderte Mischsäulen entsprechend den Säulen 130 und 131 in dem Silo 1 angeordnet sein, um eine größere Unterteilung bezüglich der Menge dea zu mischenden Gutes zu erreichen. In diesem Fall ₍kann es erwünscht ^eIn, eine gesonderte Luftaufuhr unmittelbar in jedo dieser Ilischsäulen vorzusehen. Bei dem Mischer

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gemäß Pig» 6 ist die Verwendung einer kleinen Mischsäule 34 dargestellt; bei manchen Anwendungsfällen kann die Verwendung dieser Säule jedoch auch entfallen*

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß die Ziele der Erfindung erreicht werden.. Es wird eine Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigem Gut geschaffen, die insbesondere bei Mischsystemen großer Kapazität vorteilhaft ist, Es wird eine Vorrichtung geschaffen, mit der auch weniger als eine gesamte Gutcharge gemischt werden kann.

Vorangehend wurden nur bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, ,ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre.

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Claims

Patentansprüche

1_# Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut, gekennzeichnet durch ein aufrechtes Gehäuse mit einer GuteinlaßÖffnung und einer GutauslaßÖffnung, einer gasdurchläßigen !Trennwand, die in dem Gehäuse angeordnet ist und das Gehäuse in eine Gutkammer und eine Vorkammer teilt, mindestens zwei im wesentlichen koaxial angeordnete Mischsäulen, die in der Gutkammer angeordnet sind mit Abstand zu der Trennwand, eine Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium unter Druck zu der Vorkammer und durch die Trennwand hindurch zur Belüftung des Gutes in der Gutkammer und durch eine Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium· unter Druck in das untere Ende mindestens einer der Mischsäulen mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die des gasförmigen Mediums, das durch die Trennwand hindurchtritt, um das Gut zu belüften, wodurch das Gut nach oben durch die Misch-Bäule strömt*

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Mischsäulen über der anderen Mischsäule angeordnet ist»

3# Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der oberen Mischsäule mit Abstand zu dem oberen Ende der unteren Mischsäule angeordnet ist.

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4# Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß jede Mischsäule die IOrm eines geraden Kreiskegel— stumpfes hat,

5* Vorrichtung nach Anspruch 4, dadur"ch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zufuhr von Druckgas zu den Mischsäulen eine zweite Vorkammer auf v/eist, die eine gasdurchlässige V/and besitzt, die zur Innenseite des Gehäuses gerichtet und unterhalb der Trennwandeinrichtung angeordnet ist,

6, Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Mischsäule sich mindestens teilweise in das untere Ende der oberen Mischsäule erstreckt,

7* Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Mischsäule einen geringeren Durchmesser als der kleinste Durchmesser der oberen Mischsäule aufweist.

8, Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mischsäule die G-estalt eines geraden Kreiskegelstumpfes aufweist _Φ

9# Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zufuhr von Druckgas zu den Mischsäulen eine zweite Vorkammer aufweist, die eine gasdurchlässige V/and besitzt, die zur Innenseite des Gehäuses gerichtet und unterhalb der Trennwandeinrichtung angeordnet ist.

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10, Vorrichtung nach An'spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisringfläche zwischen dem äußeren Umfang des unteren Endes des oberen Kegels und der gasdurchlässigen Trennwand mindestens so groß ist wie die Querschnitt sflache am oberen Ende der oberen Misehsäule»

11, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei koaxiale Mischsäulen vorgesehen sind, wobei die unterste Mischsäule sich mindestens teilweise in die benachbarte Mischsäule erstreckt und die oberste Mischsäule mit Abstand zu der benachbarten Mischsäule angeordnet ist.

12_# Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mischsäule die Form eines geraden Kreißkegelstumpfes hat,

12# Vorrichtung naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zufuhr von Druckgas zu den Mischsäulen eine zweite Vorkammer aufweist, die eine gasdurchlässige Wand besitzt, die zur Innenseite des Gehäuses gerichtet und unterhalb der IDrennwandeinrichtung angeordnet ist, ·

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