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Mischvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum
Misehen von zwei oder mehr Fluids, beispielsweise Flüssigkeiten, Gase, Pasten od.
dgl.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Mischvorrichtung zu schaffen,
die bei einfacher Eonstruktion und leichter Reinigungsmöglichkeit eine ausgezeichnete
Mischwirkung ergibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Mischvorrichtung gelöst,
die durch ein langgestrecktes Rohr mit offenen Einlaß- und Auslaßenden gekennzeichnet
ist, in dem zwei oder mehr langgestreckte, schraubenförmig gewundene Streifen so
nebeneinander fest angeordnet sind, daß ihre Windungen ineinandergreifen, und daß
sie vom Rohr dicht umschlossen sind.
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Eine solche Mischvorrichtung ergibt bei einfacher Bauart eine hohe
Mischwirkung. Wenn zwei oder mehr Fluids, beispielsweise zwei Flüssigkeiten oder
eine Flüssigkeit und ein-Gas od. dgl., zusammen das Rohr durchlaufen, werden die
Fluidströme wiederholt in Teilströme aufgespalten, die im Nebenstrom fließen, beschleunigt,
verzögert, zusammengeführt und wieder geteilt und vereinigt werden. Dies wird durch
ineinandergreifende Teile der schraubenförmig gewundenen Streifen erreicht.
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Infolgedessen ergibt sich eine besonders extensive Misch- und Enetwirkung,
die bei einer verhältnismäßig kurzen Länge der Mischvorrichtung zur Bildung einer
homogenen Mischung führt.
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Der Druckabfall über die Mischvorrichtung hinweg ist gering, und die
Mischvorrichtung kann einfach gereinigt werden, indem ein Reinigungsfluid durchgeleitet
wird. Wenn eine Wartung nötig ist, kann die Mischvorrichtung leicht auseinandergenommen
werden.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Mischvorrichtung gemäß der Erfindung
werden nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig.
1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Querschnitt
nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.
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Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 weist ein langgestrecktes Rohr
1 auf, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl oder durchsichtigem, starren Kunststoff.
Das Rohr 1 hat ein offenes Einlaßende 2 und ein offenes Auslaßende 3.
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Die Enden 3 sind als Muffen 4, 4' mit Innengewinde ausgebildet, um
Rohrleitungen oder andere Einrichtungen anschließen zu können. Im Querschnitt (Fig.
2) ist der Außenumfang 5 des Rohrs 1 kreisförmig, und der Innenumfang 6 ist 8-förmig,
der an den Enden detRohrs 1 in kreisförmige Gestalt übergeht.
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Innerhalb des Rohrs 1 sind zwei langgestreckte, schraubenförmig gewundene
Streifen 7 und 8, beispielsweise aus Metall, fest angeordnet. Der eine Streifen
7 ist linksgängig und der andere Streifen 8 ist rechtsgängig gewunden. Die gewundenen
Streifen 7 und 8 erstrecken sich nebeneinanderliegend über die ganze wirksame Länge
des Rohrs 1 und schließen im Querschnitt einen Winkel von 900 ein (Fig. 2). Ferner
greifen ihre Windungen so ineinander, daß sie sich im wesentlichen miteinander berühren
(Fig. 2).
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Die schraubenförmig gewundenen Streifen 7, 8 werden vom Rohr 1 dicht
umschlossen, so daß zwischen den Streifen 7, 8 und dem Innenumfang 6 des Rohrs 1
im wesentlichen kein Spiel vorhanden ist. Um dies zu erreichen, ist der Nfttelpunktab
stand zwischen den beiden Kreisen, die den 8-förmigen Innenumfang des Rohrs 1 bestimmten
(Fig. 2), nur wenig gröBer gewählt als der halbe Durchmesser dieser Kreise plus
einmal die Materialstärke der vorgesehenen Streifen 7, 8.
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Die Mischvorrichtung kann dadurch hergestellt werden, daß zuerst
einer der gewundenen Streifen, beispielsweise Streifen 7, in das Rohr 1 eingeschoben
und dann der andere gewundene Streifen, beispielsweise Streifen 8, durch Einschrauben
in seine Lage gebracht wird.
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Im Betrieb dieser Ausführungsform werden zwei oder mehrere Fluids,
beispielsweise zwei Flüssigkeiten oder Gase oder eine Flüssigkeit und ein Gas oder
eine Paste mit einer dünnflüssigen Flüssigkeit und/oder einem Gas durch das Einlaßende
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in die Mischvorrichtung eingeführt und nach Durch laufen der ganzen Mischvorrichtung
durch das Auslaßende 3 abgeführt. Der Durchlauf kann durch Pumpen oder Saugen bewirkt
werden. Beim Durchlaufen der Mischvorrichtung brechen sich die Fluidströme wiederholt
an den Kanten der gewundenen Streifen und werden dadurch in parallele Teilströme
aufgespalten. Die Teilströme .folgen ihrem eigenen Weg, sie fließen in linksgängigen
und in rechtsgängigen Windungen, vgl. die Pfeile A und A' in Big. 1. Während dieses
Fließens sind die Teilströme durch die Verbreiterungen und Verengungen ihre Strömungswege
verzögernden und beschleunigenden Einflüssen ausgesetzt, und darüber hinaus werden
sie wiederholt von innen nach außen und von außen nach innen in dem vorhandenen
Raum getrieben, wo sich die Teilströme miteinander treffen. Diese werden vereinigt,
und wenn ein vereinigter Strom auf eine Kante eines der Streifen tritt, wird er
erneut in zwei Teilströme aufgespalten. Das Ergebnis dieser vielgestaltigen Reihen
von Vorgängen ist eine extensive Misch- und Knetwirkung, die über die ganze Länge
der Mischvorrichtung hinweg stattfindet, so daß das die Mischvorrichtung verlassende
Material völlig homogen gemischt ist, vorausgesetzt, daß die Mischvorrichtung eine
ausreichende Länge hat.
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Die für eine homogene Mischung erforderliche Minimallänge der Mischvorrichtung
hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise von der Art der zu mischenden Stoffe,
vom Mischungsverhältnis usw., sie kann jedoch in jedem Einzelfall einfach durch
Vorversuche ermittelt werden. In vielen Fällen braucht die Mischvorrichtung nicht
länger als 20 bis 30 cm zu sein, wenn ihr größter Innendurchmesser 1 cm beträgt.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 weicht nur wenig von der eben
beschriebenen ab. Auch hier weist die Mischvorrichtung ein langgestrecktes Rohr
1 mit einem offenen Einlaßende 2 und einem offenen Auslaßende 3 auf. Das Rohr 1
ist mit Gewindemuffen 4, 42 zum Ausschluß von Rohrleitungen oder anderen Einrichtungen
und ferner mit einem Huhl- oder Heizmantel 11
versehen, dessen Anschlüsse
12, 13 für die Zu- und Ableitung eines Heiz- oder Kühlmittels dienen. Im Querschnitt
sind der Außen- und Innenumfang 5 bzw. 6 des Rohrs 1 rosettenförmig, während die
Gewindemuffen 4, 4' und der Kühl- oder Heizmantel 11 einen kreisförmigen Querschnitt
haben.
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Innerhalb des Rohrs 1 sind vier langgestreckte, schraubenförmig gewundene
Streifen 7, 8, 9, 1o aus Metall od. dgl.
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fest angeordnet, die abwechselnd linksgängig, beispielsweise Streifen
7 und 9, und rechtsgängig, beispielswase Streifen 8 und 1o, gewunden sind. Diese
Streifen 7, 8, 9, 1o erstrecken sich nebeneinander liegend über die ganze Länge
des Rohrs 1 und schließen im Querschnitt miteinander Winkel von 900 ein (Fig. 4).
Ferne greifen ihre Windungen stark ineinander, ohne daß sich aber-die Streifen im
Querschnitt völlig berühren (Fig. 4).
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Die gewundenen Streifen 7 bis 1o werden vom Rohr 1 dicht umschlossen,
so daß zwischen den Streifen 7 bis 1o und dem Innenumfang 6 des Rohrs 1 im wesentlichen
kein Spiel vorhanden ist.
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Die Mischvorrichtung kann dadurch hergestellt werden, daß die vier
gewundenen Streifen 7 bis 1o in ihre ineinandergreifende Lage gedrückt werden und
dann dieses Ganze in das Rohr 1 eingeschoben wird. Hiernach können die Gewindemuffen
4, 4' und der Kühl- oder Heizmantel 11 angebracht werden.
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Die Ausführungsform nach Big. 3 und 4 wird in der gleichen Weise
benutzt wie die nach Fig. 1 und 2. Infolge der vier gewundenen Streifen 7 bis 1o
finden die gleichen Vorgänge, äedoch in verstärkter Weise, statt, so daß eine noch
intensivere Mischwirkunz erreicht wird. Der Kühl- oder Heizmantel 11 kann dazu dienen,
eine schnelle Kühl- oder Heizwirkung während des Betriebs auszuüben. Eine schnelle
Abführung der während des
Mischvorgangs entstehenden Wärme kann
bei wärmeempfindlichen Stoffen, beispielsweise Eiweißemulsionen, vorteilhaft sein.
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Andererseits kann auch ein Erwärmen der Stoffe während des Mischvorgangs
zuweilen vorteilhaft sein. So kann durch Erwärmen und Mischen von geschlagenem Eiweiß
mit geschmolzenem Zucker eine sahnebonbonartige Masse erhalten werden, die luftiger
bzw. schaumiger ist als die bekannten Mischungen auf diesem Gebiet, und zwar mit
einem spezifischen Gewicht von o,8 statt 1,4.
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Die richtige Länge der Mischvorrichtung nach Fig. 3 und 4 kann ebenfalls
durch Vorversuche ermittelt werden, jedoch ist in den meisten Fällen eine Länge
von 20 bis 30 cm bei einem Innendruchmesser von 1,5 cm ausreichend.
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Zahlreiche Vanaften der dargestellten Ausführungsformen sind möglich.
So kann das Rohr 1 nach Fig 3 und 4 auch einen kreisförmigen Innenumfang 6 im Querschnitt
haben. In diesem Fall ist zwischen den gewundenen Streifen 7 bis 1o und dem Innenumfang
des Rohrs 1 etwas mehr Spiel vorhanden, das aber für die Praxis als vernachlässigbar
angesehen werden kann. Ferner kann bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 auch
ein Kühl- oder Heizmantel vorgesehen werden, um die Temperatur während des Mischvorgangs
besser steuern zu können.