DE2317010A1

DE2317010A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen mischen fliessfaehiger systeme

Info

Publication number: DE2317010A1
Application number: DE2317010A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Duerr; Kaspar Engels
Original assignee: Draiswerke GmbH
Current assignee: Draiswerke GmbH
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1974-10-17

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen fliessfähiger Systeme Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen fliessfähiger Systeme in einer Rohrleitung.
Zum kontinuierlichen Vermischen von Flüssigkeiten sind verschiedene Vorrichtungen als sogenannte Statikmischer bekannt geworden. So kennt man beispielsweise eine Vorrichtung, bei welcher einer in einer Rohrleitung strömenden Hauptflüssigkeit eine Zusatzflüssigkeit mit einer Düse koaxial eingesprüht wird. Abgesehen von der nur mässigen Mischwirkung dieser Vorrichtung, wobei die Mischqualität neben anderen Einilussgrössen weitgehend von der Tröpfchengrösse der versprühten Fldssigkeit abhängt, ergeben sich weitere Probleme, z. B. Verstopfen der Düse u. a., bei dem Betrieb dieser Vorrichtung. Ausserdem wird eine relativ hohe Energie zum Versprühen der Zusatzflüssigkeit benötigt. Daneben ist ein relativ hoher zusätzlicher apparativer Aufwand in Form von Hochdruckpumpen usw. notwendig.
Es sind auch schon kontinuierlich arbeitende Strömungsmischer vorgeschlagen worden, die aus einem System extrem enger, kapillarenähnlichen Bohrungen bestehen, durch welche die zu mischende Flüssigkeit unter hohen Drücken und hohen Strömungsgeschwindigkeiten hindurch gefördert wird.
Auch hierbei ist der Mischeffekt, bezogen auf die auigewandte Energie, minimal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen fliessfähiger Systeme in einer Rohrleitung zu schaffen, bei welcher mit einem Minimum an Energieaufwand ein Maximum an Mischeffekt erzielt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die in der Rohrleitulg vorhandenen Strömungsänderungen bewirkenden Mischelemente eine kontinuierlich rotierende Ilauptströmung mit entgegengesetzten partiellen Strömungen bewirken. Aus dem rotierenden Hauptstrom-fiiessfähiger Systeme werden ständig Partialströmungen abgelietet und an anderen Stellen des Hauptstromes wieder angelagert. Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass dieselbe in extrem weiten Bereichen von Durchsatzgeschwindigkeiten eingesetzt werden kann. uberraschenderweise wird trotz eines geringen Energieaufwandes, der bei dem Abzweigen und Wiederanlagern der Partialströmungen benötigt wird, eine hohe Mischgüte erzielt. Dies-lässt sich zum einen damit erklären, dass die Hauptstromung keine Quersehnittsverengungen und Stellen mit erhöhte Strömungsgeschwindigkeit passiert und-zum anderen damit, dass die Partialströmungen andere Strdmungsgeschwindigkeiten und damit andere Druckverteilungen gegenüber der Hauptströmung aufweisen.
Als fliessfähige Systeme werden alle Stoffe betrachtet, welche unabhängig von ihrem Aggregatzustand allein oder in-Mischung zum Strömen gebracht werden können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung, die mehrere Ausführungsbeispiele enthalten, näher baschrieben.
Die Figur 1 stellt eine erfindungsgemässe Vorrichtung dar.
In einer Rohrleitung 1 befindet sich ein Mischelement 2 in Form eines gewundenen Bandes, welches eine Vielzahl son Öffnungen 3 enthält.. Die Öffnungen 3 können verschiedene Formen aufweisen, z. B. Rundbohrungen oder rechteckige Durchbrüche sein, die sich innerhalb der Bandfläche bei in den oder sich bis an deren Peripherie erstrecken können. Die Mittelachsen der Öffnungen 3 können othogonal oder geneigt auf der Bandfläche stehen.
Die Figur 2 stellt ebenfalls eine erfindungsgemässe-Vorrichm tung dar, wobei die Rohrleitung wieder mit 1 bezeichnet ist, Das Mischelement besteht aus einer Schnecke 4 mit Mittelachse 5> wobei innerhalb der Schneckenfläche Öffnungen mit den Bezeichnungen 3 a angebracht sind.
Die Ausgestaltung der Öffnungen 3 a in Figur 2 entsprechen im wesentlichen den Öffnungen 3 der Figur 1. Für beide Figuren gemeinsam gilt, dass die Mitten der aufeinanderfolgenden, bis an die Peripherie des Mischelementes reichenden, als Schlitze ausgeführten Öffnungen 3 bzw. 3 a auf einer entgegengesetzt gewundenen Wendel mit gleicher oder unterschiedlicher Steigung liegen.
Als weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtungen der Figur 1 u. 2 kommt hinzu, dass die Weite der 6 nungen einstellbar ist. Die Einstellbarkeit der Weite der Öffnungen kann beispielsweise, hier zeichnerisch nicht dargestellt, damit erfolgen, dass zwei kongruente, aneinanderliegenden, bandförmige Mischelemente parallel verschoben werden.
Figur 3 stellt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung dar. In der Rohrleitung 1 befinden sich Drahtwendeln 6 u. 7, wobei die Drahtwendel 6 von der Rohrleitung umschlossen ist und die Drahtwendel 7 an einer Mittelwelle 8 anliegt. In Figur 3 sind die dargestellten Drahtwendeln gegenläufig und haben unterschiedliche Steigung.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann darüber hinaus auch darin bestehen,-dass mindestens zwei von den als Mischelemente dienenden Drahtwendeln ein- oder mehrgängig und mindestens zwei gegenläufig sind. Ausserdem können die Drahtwendeln unterschiedliche Drahtdurchmesser und Steigungswinkel besitzen.
Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung. In der Rohrleitung 1 sind Mischelemente 9 aus Vollkörpern enthalten mit darin angebrachten, mindestens zwei gegenläufigen sich gegenseitig durchdringenden Hohlwendeln 10 bzw. 11, welche unterschiedliche Durchmesser besitzen.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung entsprechend den Figuren 1 - 4 besteht darin, dass die Mischelemente in Längsrichtung aus Teil stücken bestehen, die in Ab tand zueinander angeordnet sind.

Claims

patentansprüche

rl Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen fliessfäiger Systeme in einer Rohrleitung, in welcher sich Mischelemente befinden, die Strömungsänderungen bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente eine kontinuierliche rotierende Hauptströmung mit entgegengesetzten partiellen Strömungen bewirken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement die Form eines gewundenen Bandes (2) aufweist,-welches eine Vielzahl von Öffnungen (3) - enthält.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (3) als runde Löcher, rechteckige Durchbrüche u. a. ausgeführt sind, deren Mittelachsen orthogonal oder geneigt auf der Bandfläche stehen.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 3s . dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (3) als Schlitze ausgeführt sind, die bis an die Peripherie des gewundenen Bandes reichen.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekernzeichnet, dass die Mitten der bis an die Peripherie reichenden, aufeinanderfolgenden Schlitze auf einer entgegengesetzt gewundenen Wendel mit gleicher oder unterschiedlicher Steigung liegen.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite der Öffnungen (3) einstellbar ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite der Öffnungen durch ein Parallelverschieben zweier kongruenter, aneinanderllegenden, bandförmiger Mischelemente (3) einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement aus einer Schnecke (n1) mit Mittelachse (5) und entsprechenden Öffnungen (3 a) besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (3 a) in.Form von ein- oder mehrgängigen Schneckenvertiefungen gleicher oder unterschiedlicher Steigung ausgeführt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente aus mindestens zwei ein- oder mehrgängigen, von denen mindestens zwei gegenläufig sind, Drahtwendeln bestehen.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtwendeln unterschiedliche Drahtdurchmesser und Steigungswinkel besitzen
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente aus Vollkörpern (9) mit, darin angebrauchten, mindestens zwei gegenläufigen, sich gegenseitig durchdringenden Hohlwendeln (10 bzw. 11), untetschiedliegen Durchmessers bestehen.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelenlente in Längsrichtung aus Teilstücken bestehen, die mit Abstand zueinander angeordnet stand.

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