DE2308902C3

DE2308902C3 - Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2308902C3
Application number: DE19732308902
Authority: DE
Inventors: Günther 4650 Gelsenkirchen Derdau
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Filing date: 1973-02-23
Publication date: 1977-07-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere von Flüssigkeitsströmen unterschiedlicher Viskosität, bestehend aus einem Mischrohr mit einem Flüssigkeitseintritt und aus einer im Mischrohr drehfest angeordneten Mischschnecke aus mehreren Mischschneckenabschnitten mit abwechselnd unterschiedlich umlaufenden Schneckenstegen, wobei die einzelnen Mischschneckenabschnitte einen Schneckenkern sowie mehrere über den Umfang verteilte, insbesondere vier um 90⁰C versetzte Schnekkenstege aufweisen und die Schneckenstege der einzelnen Mischschneckenabschnitte von Mischschnekkenabschnitt zu Mischschneckenabschnitt auf Lücke gegeneinander versetzt sind. - Derartige Vorrichtungen werden hauptsächlich zum Mischen der Komponenten von Zwei-Komponentenkunstharzen eingesetzt, wobei die Komponenten einzeln oder bereits vorgemischt ii. das Mischrohr eingeführt werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Gattung (DT-OS 14 07 515, Fig. 10) weisen die Schneckenstege jedes Mischschneckenabschnitts einen in Fließrichtung des Guts abnehmenden und sich bis in den Schneckenkern hinein erstreckenden Querschnitt auf, wodurch das Gut keinen Drall-, sondern gleichsam einen Kneteffekt erfährt, der mit vergleichsweise hohen Druukverlusten verbunden ist. Die einander zugewandten Stirnflüchen der Mischschneckenabschnitte sind mit Abstand voneinander angeordnet, so daß die Gutströme zwischen benachbarten Mischschneckenabschnitte/i eine Ruhezone ohne Mischeffekt durchlaufen. Im übrigen stört, daß im allgemeinen zwischen den Schneckenstegen und der Innenwand des Mischrohres ein mehr oder weniger großer Spalt gexildet ist. über den eine Grenzschicht ungemischt abfließen kann. Im Ergebnis lassen sowohl der Mischeffekt als auch der Wirkungsgrad zu wünschen übrig.

Bei anderen bekannten Mischvorrichtungen aus Mischrohr und darin drehfest angeordneter Mischschnecke (DT-OS 20 58 071, DT-OS 15 57 118) bestehen die Mischschneckenabschnitte aus tordierten Stahlbandabschnitten, deren Stirnflächen mittels Formschlußausbildungen aneinander angeschlossen sind bzw. deren Länge etwa dem l,5fachen des Außendurchmessers entspricht. Hier wird das Gut durch eine Drallströmung gemischt. Nachteilig ist jedoch, daß auf das im Zentrum des Mischrohres strömende Gut infolge des fehlenden Schneckenkerns praktisch kein Drall ausgeübt wird und sich die Mischschneckenabschnitte infolge des Gutdrucks in ihrem Außendurchmesser verkleinern können, so daß ein erheblicher Teil des Guts längs der Innenwand des Mischrohres ungemischt abfließt. Auch hier ist also der Mischeffekt unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so weiterauszubilden, daß der Mischeffekt beachtlich verbessert wird, und zwar bei gutem Wirkungsgrad.

Die Lösung dieser Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht darin, daß die Schneckenstege jedes Mischschneckenabschnitts einen etwa trapezförmigen, in Fließrichtung des Guts konstanten und sich zum Mischrohr hin erweiternden Querschnitt aufweisen, daß die Höhe der Schneckenstege etwa gleich einem Viertel des Außendurchmessers der Mischschnecke ist und daß die Mischschneckenabschnitte mit ihren Stirnflächen aneinanderliegend und an ihrem Außenumfang dichtend in das Mischrohr eingepaßt sind.

Infolge des in Fließrichtung des Guts konstanten Querschnitts der Schneckenstege besitzen auch die zwischen den Schneckenstegen liegenden Gutströmungskanäle konstanten Querschnitt, so daß die Vorrichtung insgesamt einen sehr niedrigen Druckverlust bewirkt. Durch die besondere Form der Schneckenstege strömen die Gutteilströme längs der einzelnen Mischschneckenabschnitte mit einem erheblichen, das Durchmischen fördernden Drall, der den gesamten Gutquerschnitt erfaßt, weil infolge der geringen Höhe der Schneckenstege der Schneckenkern einen erheblichen Durchmesser aufweist. »Totwasserzonen« in der Achse der Mischschnecke können sich daher nicht ausbilden. Die einen Mischschneckenabschnitt verlassenden Gutteilströme werden durch die unmittelbar nachfolgenden Schneckenstege des nächsten Mischschneckenabschnitts geteilt und einem gegenläufigen Drall unterworfen, was infolge der dabei auftretenden Gutturbulenzen den Mischeffekt ebenfalls intensiv fördert. Die dichtende Einpassung der Mischschnecke in das Mischrohr verhindert mit Sicherheit das Abfließen ungemischter Grenzschichten an der Innenwand des Mischrohres.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei sehr gutem Wirkungsgrad eine homogene Gutdurchmi-

schung erreicht wird.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So läßt sich die Mischschnecke besonders einfach herstellen, wenn die einzelnen Mischschneckenabschnitte als selbständige Bauteile ausgeführt und an den Stirn^rlächen mittels Formschlußausbildungen aneinander angeschlossen sind. Im übrigen empfiehlt die Erfindung zur weiteren Steigerung des Durchmischungsgrades, daß die Mischschneckenabschnitte eine Länge aufweisen, die etwa dem l,5fachen bis 2fachcn des Außendurchmessers entspricht, und daß die einzelnen Schneckenstege etwa ein Viertel eines Gewindegangs bilden, d. h. sich in einer Projektion in Achsrichtung über etwa 90° C erstrecken.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausfuhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Mischrohr einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten mit eingesetzten Mischschneckenabschnitten,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1,

F i g. 3 perspektivisch einen einzelnen Mischschneckenabschnitt in vergrößertem Maßstab.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere von Flüssigkeitsströmen unterschiedlicher Viskosität. Sie besteht aus einem Mischrohr 1 mit Flüssigkeitseintritt 2 und in dem Mischrohr ί angeordneter Mischschnecke 3. Diese ist in dem Mischrohr 1 drehfest, d. h. nicht rotierbar gehalten. Die Mischschnecke 3 besteht ihrerseits aus einzelnen Mischschneckenabschnitten 4 mit abwechselnd unterschiedlich umlaufenden Schnekkenstegen 5, 6, wobei man in der F i g. 1 erkennt, daß diese gleichsam einmal ein Linksgewinde und einmal ein Rechtsgewinde bilden. Die /u mischenden Flüssigkeiten werden in das Mischrohr 1 in axialer Richtung eingeführt, beispielsweise über eine angeschlossene Rohrleitung, in die die Komponenten mehr oder weniger tangential eingeführt werden, das ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Mischschnecke 3 besieht aus einem Schneckenkern 7 und daran angeschlossenen Schneckenstegen 5,6. Im übrigen ist das Mischrohr 1 als Präzisionsrohr mit sehr genauem Innendurchmesser ausgeführt und die Mischschnecke 3 ist in das Mischrohr 1 passend eingesetzt. Fig.3 macht deutlich, daß der Schneckenkern 7 mit den Schneckenstegen 5 der Mischschneckenabschnitte 4 spanabhebend aus Stabmatcrial gefertigt werden kann.

Die einzelnen Mischschneckenabschnitte 4 sind selbständige Bauteile und an den Stirnflächen 8 mittels Formschlußausbildungen 9,10 (ζ. B. Nut 9 und Feder 10) aneinander angeschlossen. Besonders intensive Durchmischung erreicht man, weil die einzelnen Mischschnekkenabschnitte 4 jeder mehrere über den Umfang verteilte Schneckenstege 5 bzw. 6 aufweisen, nämlich vier um 90°C versetzte, wobei darüber hinaus außerdem die Schneckenstege 5, 6 der einzelnen Schneckenabschnitte 4 von Mischschneckenabschnitt 4 zu Mischschneckenabschnitt 4 gegeneinander versetzt sind. Die Mischschneckenabschnitte 4 besitzen eine Länge L, die etwa dem 1,5- bis 2fachen des Außendurchmessers D (vgl. Fig.3) entspricht, wobei die Schneckenstege 5, 6 etwa ein Viertel eines Gewindeganges ausmachen. Aus F i g. 3 entnimmt man fernerhin, daß die Schneckenstege 5, 6 etwa trapezförmigen Querschnitt und eine Höhe H aufweisen, die etwa einem Viertel dieses Außendurchmessers D entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere von Flüssigkeitsströmen unterschiedlieher Viskosität, bestehend aus einem Mischrohr mit einem Flüssigkeitseintritt und aus einer im Mischrohr drehfest angeordneten Mischschnecke aus mehreren Mischschneckenabschnitten mit abwechselnd unterschiedlich umlaufenden Schneckenstegen, wobei die einzelnen Mischschneckenabschnitte einen Schneckenkern sowie mehrere über den Umfang verteilte, insbesondere vier um 9O⁰C versetzte Schneckenstege aufweisen und die Schneckenstege der einzelnen Mischschneckenabschnitte von Mischschneckenabschnitt zu Mischschneckenabschnitt auf Lücke gegeneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenstege (5, 6) jedes Mischschneckenabschnitts (4) einen etwa trapezförmigen, in Fließrichtung des Guts konstanten und sich zum Mischrohr (i) hin erweiternden Querschnitt aufweisen, daß die Höhe (H) der Schneckenstege etwa gleich einem Viertel des Außendurchmessers (D) der Mischschnecke (3) ist und daß die Mischschneckenabschnitte mit ihren Stirnflächen (8) aneinanderliegend und an ihrem Außenumfang dichtend in das Mischrohr eingepaßt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Mischschneckenabschnitte (4) als selbständige Bauteile ausgeführt und an den Stirnflächen (8) mittels Formschlußausbildungen (9,10) aneinander angeschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch ' oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschneckenabschnitte (4) eine Länge (L) aufweisen, die etwa dem 1,5- bis 2,0fachen des Außendurchmessers (D) entspricht, und daß die einzelnen Schneckenstege (5 bzw. 6) etwa ein Viertel eines Gewindegangt;s bilden.