DE2438044A1

DE2438044A1 - Durchflussmischer

Info

Publication number: DE2438044A1
Application number: DE2438044A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Noma
Original assignee: Sun Engineering Co Inc
Current assignee: Sun Engineering Co Inc
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1974-08-07
Publication date: 1975-07-17
Also published as: JPS50101956A; US3875060A; CA999849A; GB1415619A

Description

Durchflußmischer

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchflußmischer zum Umrühren einer Flüssigkeit, wenn diese unter Druck hindurchläuft.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Durchlaufmischer zum Mischen einer Flüssigkeit mit einem Zusatz, der flüssig, fest oder gasförmig oder eine Mischung von diesen sein kann, wobei der Strom der Flüssigkeit durch den Durchflußmischer unter Druck hindurchläuft.

Zum Flüssigkeitsmischen oder Umrühren kann die Erfindung in vielen industriellen Bereichen angewendet werden» Besondere Vorteile bringt die Erfindung aber im Abwasserwesen, und da-

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her erfolgt die Beschreibung der Erfindung als Anwendung in der Abwasserbehandlung.

Es ist bekannt, daß bei der Abwasserbehandlung das Abwasser mit einem chemischen Zusatz wie einem oder einer Mischung von Köagulierungsmittel, Desinfektionsmittel, Neutralisator, Katalysator und/oder anderen, die flüssig, fest oder gasförmig oder eine Mischung davon sein können, gemischt werden muß, ehe das Abwasser in ein Klärbas»in oder einen Absetztank geführt wird bzw. vor jedem nachfolgenden Verfahrensschritt, wobei die Art des chemischen Zusatzes in Abhängigkeit von der Art des zu klärenden Abwassers bestimmt wird.

Bisher wurde zum Mischen des Abwassers mit dem chemischen Zusatz ein Mischer mit einer Drehflügelanordnung verwendet. Bei diesem herkömmlicherweise verwendeten Mischer hat sich, soweit das Abwasser durch einen Zusatz von Kalk und Aluminiumsulfat verarbeitet wird, um die Verunreinigungen oder Verschmutzungen, die das Abwasser!zusammen mit Wasser bildet, auszufällen oder zu agglomerieren, und durch den anschliessenden Zusatz von hochpolymerem Köagulierungsmittel, um die agglomerierten Verunreinigungen und Verschmutzungen vom Wasser zu trennen und einen Absatz zu bilden, der auf oder nahe bei der Oberfläche des abgetrennten Wassers schwimmt, gezeigt, daß das Zusammenballen wieder beseitigt wird, wenn das Abwasser durch den Drehflügelmischer hindurchgeführt wird. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn der Drehflügel des Mischers mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit betrieben wird. Daher wird ein zuverlässiges Absetzen des Abwassers oft verhindert, aber doch zumindestens wesentlich vermindert·

Es ist bereits ein verbesserter Durchflußmischer im Handel erhältlich, der als Zyklon so ausgebildet ist, daß das Ab-

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wasser in eine Mischkammer des Durchflüßmischers in tangentialer Richtung eintreten und, nachdem es mit einem Koagulierungsmittel gemischt ist, aus einem in der Mitte vom Deckel der Mischerkammer gebildeten Auslaß austreten kann. Bei diesem Zyklon-Durchlaufmischer ist die Umrührgeschwindigkeit so klein, daß ein genügendes Mischen des Abwassers mit dem Koagulierungsmittel kaum erreicht wird*Um das Abwasser ausreichend zu reinigen, müssen daher ein oder mehrere Durchlaufmischer des gleichen oder verschiedenen Aufbaus oder ein Flügelrührer oder ein Rührer mit dem Zyklon-Durchflußmischer hintereinander geschaltet werden,.

Aufgrund der oben erwähnten Tatsachen sind bei dem herkömmlichen Zyklon-Durchlaufmischer ein verhältnismäßig komplizierter Aufbau und verhältnismäßig hohe Unterhaltungskosten erforderlich, obwohl das Abwasser nicht befriedigend mit dem chemischen Zusatz gemischt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Rührvorrichtung bzw. einen Durchflußmischer zu schaffen, der ohne bewegliche Teile wie einen Drehflügel auskommt und der eine Flüssigkeit ausreichend umrühren kann, selbst wenn diese mit verhältnismässig niedriger Geschwindigkeit hindurchfließt, so daß die oben beschriebenen Nachteile beseitigt werden.

Der Durchflußmischer soll so kompakt ausgebildet sein, daß zur Installation kein großer Raum erforderlich ist. Ferner soll er über lange Zeit ohne Wartung und damit mit geringen Wartungskosten betrieben werden können.

Das mit dem Mischer zu mischende Material soll gleichmäßig und wirksam mit der Flüssigkeit durch die Wirkung des zwangsläufigen Stromes der Flüssigkeit, die durch den Körper des Mischers aufwärtsfließt, erreicht werden.,

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Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ₉ einen Mischertuni ©iiaer Mehrzahl vertikal übereinander gpstapelter Durchlaufmischer zu schaffen,, so daß eine abzuscheidende Flüssigkeit mit verschiedenen hinzuzusetzenden oder zuzumisehenden Materialien in verschiedenen Stufen"gemischt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Rührvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst,, die sieh gemäß der Erfindung kennzeichnet durch einen zylindrischen hohlen Körper,,dessen beide Enden durch eine erste und eine zweite Yerschlußplatte jeweils geschlossen sind_p einen stationär innerhalb des zylindrischen hohlen Körpers in Abgleich mit dessen Longitudinalachse angeordneten Zylinder ₉ dessen jeweilige Enden an der ©raten bzw«, zweiten Yerschlußplatte angrenzen, wobei der Zylinder ©inen sich parallel zu seiner Längsachse erstreckenden Spalt aufweist_s welcher den Hohlraum des Zylinders und

gebildeten Raum verbindet, ein© ©rst© in d©r ersten Verschluß-= platt© neben d<sr Peripherie derselben gebildet© Öffnung zur

mischen tea Hofolra« mad ä@r Außenseite der V©r™ ©ine zweite isi i@r sw@it©a Platt® gebildete Öff« ®rb±&ävmg guischen dem HoM-rmiiia · des Zylinders «ad @ao@ite der Vorrichtung₉ ein© Trennwand, welche fest innerhalb des Raumes angeordnet ist und, deren beide Enden an der ersten fozw_e zweites, ¥©rschlußplatte aiagrenzen und d©r©n ©in© Seitenkante mit eiaer der sich gegenüberliegenden Kanten &<bb Spaltes w&a deren andere Seitenkant© mit dem zy~ lindrisehan Hohlkörp©!³ verbunden ist₉ und in dem Raun angeordnet© B@gr©iägungsplatt©n zum Leiten des Durchflusses der Flüssigteitj die In einer ύ.@τ ersten wid. zx^eiten Öffnungen eingetreten ist₉ in einer Zickzackbahn gur anderen Öffnung land sua dadurch erfolgten ab?jechselnden Expandieren und Kontrahieren, der Flüssigkeit während des Durchflusses von der

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einen zu der anderen Öffnung ₉ wodurch ein© Turbulenzb zum starken Umrühren der unter Druck hindurchgehenden Flüssig» keit erzeugbar ist„

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist der Durchflußmischer ein im wesentlichen trommeiförmiges Gehäuse aus einem zylindrischen Hohlkörper und einem Paar an den beiden Enden des zylindrischen Hohlkörpers befestigten Verschlußteilen auf„ Innerhalb des trommeiförmigen Gehäuses erstreckt sich ein: Zylinder zwischen den Verschlußgliedern in Abgleich mit der Longitudinalaehse des zylindrischen Hohlkörpers und besitzt einen Versweigungsteil, der eine Verbindung herstellt zwischen dem Hohlteil des Zylinders und einem Raumρ der durch die Verschlußteile zwischen dem Zylinder und dem zylindrischen Hohlkörper definiert is"t. Neben dem Verzweigungsteil erstreckt sich aim® Verfeeilungsplatte, deren beide Enden sich mit den zugehörigen Verschlußt©ilen in Kontakt befinden s, zwischen dem Zylinder und dem zylindrischen Körper ₉ wobei beide Ränder jeweils an d@a Zylinder und an dem zylindrischen Körper befestigt sindL Ein erstes der Verschlußglieder besitzt in seiner Mitt© ©in© öffnung, die tiit dem Hohlrau® des Zylinders in Verbindung.steht» nand das andere Verschließglied besitzt neben dem Rand desselben eine öffnung, die mit einem T©il des Raua©s auf einer Seite d@r Verteilungsplatte von dem V©rsw©igungst®il entfernt- v@rtramdl©m. ist»

Innerhalb d®s Raumes zwischen d®M Zylinder v&d ü®n zylindri- , sehen Körper sind 2w®i G^uppea ©in©r M©tosiaMl v®ä Sperren ab» w®oh&®lnd mit d©a ZylindQrkoi³!)©!⁵ Wkd d@a Zylimd©? Y®r"braid®n, so daß si® sich in abwechselnden Int©nraXl©n radial nach in-

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Di© ©is.© fier Öffatssgen in den jeweiligen lersehluBgliedern kam ®1b Einlaß for die umzurührend® Flüssigkeit dienen, wäh» äi© andere Öffaiiag als Auslaß dient·

mn besehrlebene Vorrichtung kann besonders vorteilhaft bei d@r Behandlung eiaer Flüssigkeit verwendet werden» die lisalaufen in den. Durchflußmisclier mit einem Zusatz ©der mit einea Zusatz vermischt worden ist. 1st die stehende Flüssigkeit einmal im den Durclaflußmi» ©feigen Aufbau beispielsweise durch die in den Zylinders führende Öffnung hineingelaufen, dann flieSt die Flüssigkeit durch den Terzweigungstell in den Raus gwiic&ea dem ZyllnderiCQrper und dem Zylinder hinein. Di© s© is, dem Raei eingeführt© Flüssigkeit fließt 'zu der aadleren öffnung hin «ad bewegt sich dabei in einer Zickzackbaim wegeia der abwechselnd' angeordneten Sperren und wird am g©iäluse dös'©!, die Yer-teilungsplatte zu der anderen Öffnung

cteeh die sie naGh waBem tritt»

ä®r ZIekza©klew©g«ag d©? Flüssigkeit, die vorher mit eisaea Zusatz geslsclit ifordsa w©2*_p beispielsweise mit einem piil'wtyfO^üiigeii SoaguüLionaagsiiittele wird die Flüssigkeit stark g@®is©lat₀ i@ da® die Tellefeea ä®s angesetzten !©mgialierungsaaitt©ls gl@£etaä@£g Im ä®r Flüssigkeit verteilt werden, selbst &iQ FliyäBgeeeteidadigleit der dnreli die Eülirvorrichitung

Flflsslglseit ferlilltaisaiSIg niedrig ist. Bas i@3t Higli©lig v@±l die ia ©iaes? Ziekzaslsbalm dnrela den Eqis mi[3,©k<&m ä®m 3jliadris©li©a ISifpüF und des Zylinder hin-

Fllssigfe©it ai©Sa afeweclaselad ©iisäehat und kon- ©to© fife^talenz ©der ela ifis°feelstroii jedesmal dem® ©jststeSrfeg wesaa <äi® Flüssigkeit si©a ansdeimt»

Herfaaale md Zweclsaliigkeitea der Erf iHdiaag ergeben

Besckreitoiaiig v©a Aiisiiliarungsbeispielen anhand der Figuren«, ¥on d@a Figuren zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Durchflußmischer gemäß einer Ausführungsfona der Erfindung j

einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1}

eine auseinandergezogene Darstellung des Durchflußmischers gemäß ©iner weiteren Ausführungsform;

einen Längsschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Durchflußmischer? .

eine Seitenansicht eines Durchflußmischers gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform; und

einen Längsschnitt durch einen Teil des in Fig. gezeigten Durchflußmischers, wobei die unterste oder erste Stufe desselben gezeigt ist.

Es wird zunächst auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Darin ist ein Durchflußmischer 10 gezeigt^ welcher einen zylindrischen Hohlkörper 11 aufweist ₉ dessen beide Enden sich radial nach außen erstreckende ringförmige Flansche 11a und 11b bildenο Ein. Paar gegenüberliegender Verschlußplatten 12 und 13 sind jeweils durch geeignete Mittel, beispielsweise. Niete 14@ und 14b mit den Flanschen 11a und 11b des zylindrischen Körpers 11 fest verbunden«.Der zylindrische Körper 11 weist in seinem Inneren einen Zylinder 15 auf» dessen Länge im wesentlichen gleich der Länge des zylindrischen Körpers 11 ist und der sich zwischen den Verschlußplatten und 13 in Abgleich mit der Longitudinalachse des zylindrischen Körpers 11 erstreckt₉ wobei wenigstens ein Ende desselben mit einer der gegenüberliegenden Verschlußplätten oder 13 verschweißt ist₀ Wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist₉ kann der Zylinder bzw» die zylinderförmige Hülse eine der Kontur eines aufgeschnittenen Ringes entsprechende Abschnittsform haben und besitzt einen Verzweigungsteil oder Abstand 15a_s der sich in einer Längsrichtung des Zylinders erstreckte Eine Verteilungsplatte 1-6-, deren beide Enden an den angrenzenden Verschlußplatten 12 und 13 angrenzen, er-

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streckt sich zwischen dem zylindrischen Körper 11 und dem Zylinder 15 in radialer Richtung, wobei die beiden Seitenkanten jeweils mit dem zylindrischen Körper 11 und mit dem Zylinder 15 neben einer von dessen gegenüberliegenden Kanten, die den Abstand 15a bilden, fest verbunden sind.

Die Verschlußplatte 12 weist eine öffnung 12a auf, die in dem gezeigten Beispiel im wesentlichen segmentförmig ausgebildet ist. Die Position dieser Öffnung 12a in der Verschlußplatte 12 sollte so gewählt sein, daß die öffnung! neben der Peripherie der Verschlußplatte 12 und über einer dem Abstand 15a abgewandten Seite der Verteilungsplatte 16 liegt, so daß die von dem Abstand 15a her fließende oder die in die Öffnung 12a eintretende Flüssigkeit zu der Öffnung 12a oder zu dem Abstand 15a durch die Verteilungsplatte 16 abgelenkt wird. Auf der anderen Seite weist die Verschlußplatte 13 eine mit der Longitudinalachse des zylindrischen Körpers 11 abgeglichene Öffnung 13a auf, die mit dem Hohlraum des Zylinders in Verbindung steht.

Beide der Öffnungen 12a und 13a» die auf den gegenüberliegenden Verschlußplatten 12 und 13 gebildet sind, können als Einlaß für die umzurührende Flüssigkeit dienen, während jeweils die andere dann als Auslaß dient₀ Zur Vereinfachung der Besehreibung wird aber angenommen, daß die Öffnung 13a so angebracht ist, daß sie mit einer Flüssigkeitsquelle über ©ine geeignete Pumpe verbunden ist, während die andere öffnung 12a so angepaßt ist, daß sie mit einem Reservoir wie ■beispielsweise einem Klärbassin oder einem Absetztank oder einem Behälter₉ der je nach der Art der Verwendung des in FIg₉ 1 und 2 gezeigten Durchflußmischere gewählt wird, ver-

Inaerfaallb des Hohlraumes zwischen dem zylindrischen Körper %mä d©a Zylinder 15 sind zwei Gruppen einer Mehrzahl von einen gleiches Afestand voneinander aufweisenden äußeren und inneren

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Begrenzungen oder Sperrplatten 17 und 18 angebracht, die jede im wesentlichen die gleiche Länge haben wie der zylindrische Körper, und deren Breite kleiner ist als die der Verteilungsplatte 16, und zwar vorzugsweise gleich zwei Drittel der Verteilungsplatte 16, die sich radial von dem zylindrischen Körper und dem Zylinder 15 nach innen bzw. nach außen erstrecken. Diese Begrenzungen 17 und 18 sind so angeordnet, daß sie sich abwechselnd in radialer Richtung von dem zylindrischen Körper nach innen und nach außen erstrecken, wobei alle Begrenzungsplatten 17 von der einen Gruppe jeweils zwischen einem benachbarten Paar von Begrenzungsplatten 18 enden und umgekehrt. Es ist zu erkennen, daß der '. Krö.iäabstand zwischen der freien Seitenkante von jeder der Begrenzungsplatten 17 und einem Mittelteil von jeder des begrenzenden Paares der Begrenzungsplatten 18, die an beiden Seiten von jeder der Begrenzungsplatten 17 liegen, größer ist als der zwischen der freien Seitenkante von jeder von dem benachbarten Paar der Begrenzungsplatten 18 und einem Mittelteil von der jeweiligen Begrenzungsplatte 17. Dieser Unterschied bezüglich des Winkelabstandes bewirkt im wesentlichen einen ähnlichen Effekt wie bei einer engen Austrittsöffnung„

Ist bei einem Durchflußmischer mit dem obigen Aufbau die Öffnung 13a in der Verschlußplatte 13 mit einer Quelle für die umzurührende Flüssigkeit über eine geeignete» nicht gezeigte Pumpvorrichtung und die öffnung 12a in der Verschlußplatte mit einem Reservoir wie einem Klärbassin oder Absetztank oder irgendeinem anderen geeigneten Behälter, der in Abhängigkeit von der Verwendungsart des Durchflußmischers ausgewählt wird, verbunden, dann fließt die unter Druck stehende Flüssigkeit in den Hohlraum des Zylinders 15 durch die öffnung 13a hinein. Die in dem Hohlraum des Zylinders 15 befindliche Flüssigkeit fließt dann durch den Abstand 15a in eine sich im wesentlichen kreisförmig erstreckende Rührkammer, die durch den zylindrischen Körper 11 und den Zylinder 15 mit den Verschlußplatten 12 und 13 auf den beiden Enden des zylindrischen Körpers 11 gebildet wird. Danach fließt die Flüssigkeit in der Umrührkam-

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mer zu der anderen Öffnung 12a, wobei sie durch die abwechselnd angeordneten Begrenzungsplatten 17 und 18 auf einer Zickzackbahn geführt und schließlich durch die Verteilungsplatte 16 zu der öffnung 12a geführt wird, durch die sie dann nach außen abgegeben wird.

Während des Zickzackbewegungsweges der Flüssigkeit in der Umrührkammer führt die Flüssigkeit eine Art von wurmartiger Bewegung aus, das heißt sie expandiert und kontrahiert abwechselnd infolge der Tatsache, daß ein wesentlicher Kreisdurchgang für den Durchfluß des flüssigen Mediums, der die Umrührkammer bildet und der sich zwischen dem Abstand 15a und der Öffnung 12a erstreckt, bezüglich seiner Breite aufgrund der oben beschriebenen Tatsache sich ständig verändert. Das abwechselnde Expandieren und Kontrahieren der in der Umrührkammer fließenden Flüssigkeit ergibt eine Turbulenz oder einen Wirbelstrom, und daher wird die Flüssigkeit selbst dann stark νumgerührt, wenn die Durchflußleistung verhältnismäßig niedrig ist.

Die Verschlußplatten 12 und 13 können einen Durchmesser haben, der im wesentlichen gleich dem Innen- oder Außendurchmesser des zylindrischen Körpers 11 ohne die Flansche 11a und 1ib ist. In diesem Fall sollten die Verschlußplatten mit den entsprechenden Rändern des zylindrischen Körpers durch Kehlschweißung verbunden werden.

In den Figuren 3 und 4 ist mehr ein Durchflußmischer als ein Durchflußrührer gezeigt, denn dieser kann zum Mischen eines Zusatzes zu einer Flüssigkeit verwendet werden, wenn diese durch ihn hindurchläuft. Dieser in den Figuren 3 und 4 gezeigte Durchlaufmischer umfaßt ein Paar Rühr- und Mischkammern, wobei die Rührkammer im wesentlichen denselben Aufbau hat, wie er in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Ein kleiner Unterschied

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besteht darin, daß ein in dieser Ausführungsform verwendeter zylindrischer Körper 11· langer ist als der in der vorhergehenden Ausführungsform verwendete zylindrische Körper 11, während die in der vorhergehenden Ausführungsform verwendete Verschlußplatte 12 als eine Trennscheibe 12' dient, die den Hohlraum des zylindrischen Körpers 11V in die Rührkammer und die darüber angeordnete Mischkammer unterteilt. Ferner, ist eine zusätzliche Verschlußplatte 25 vorgesehen, die auf dem Flansch 11'a des zylindrischen Körpers 11· fest montiert ist und den gleichen Aufbau wie die Verschlußplatte 13 hat, die an dem Flansch 11'b des zylindrischen Köpers befestigt ist.

Da die Umrührkammer im wesentlichen dieselbe ist wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, wird zur Abkürzung jetzt die Mischkammer beschrieben.

Innerhalb der Mischkammer und über der Trennscheibe 12* ist ein im wesentlichen schraubenförmig ansteigender Kanal 19 mit einer ansteigenden Oberfläche 19a fest auf der Trennscheibe 12· montiert. Der ansteigende Kanal 19 besitzt ein abgeflachtes geschlossenes Ende neben der Öffnung 1.2 * a in der Trennscheibe 12· und ein offenes Ende, welches die Öffnung 12'a bedeckt, wobei die ansteigende Oberfläche 19a die Longitudinalachse des zylindrischen Körpers 11^f von dem abgeflachten geschlossenen Ende her im wesentlichen ansteigend umwindet, wobei eine Seitenkante der ansteigenden Oberfläche 19a fest mit der inneren Oberfläche des zylindrischen Kapers 11' verbunden ist, während die entgegengesetzte Seitenkante einen konstanten Abstand von der äußeren Oberfläche eines Führungsrohres 23b besitzt, welches sich von der Verschlußplatte 23 in Abgleich mit der Öffnung 23a nach unten erstreckt.

An einem Mittelteil des zylindrischen Körpers 11» und über der Ebene der Trennscheibe 12" ist eine Zuführöffnung 11Ό

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gebildet, die zu einem Teil des ansteigenden Kanals 19 neben dem offenen Ende desselben hin geöffnet ist. Ein Kopplungsteil 20 ist fest mit dem zylindrischen Körper 11' in Abgleich mit der Zuführöffnung 11¹C verbunden und kann mit einer Quelle verbunden werden, von der ein mit der durch den Mischer zugeführten Flüssigkeit zu mischender flüssiger Zusatz zugeführt werden kann.

Während des Betriebes fließt die der Öffnung 12*a in der Trennscheibe 12' in der anhand der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform beschriebenen Weise zugeführte Flüssigkeit in den Kanal 19 und wird dann zu dem offenen Ende des Kanals 19 gelenkt, da die Öffnung 12'a innerhalb des Kanals 19 und rückwärts von dem offenen Ende des Kanals 19 liegt. Die von dem offenen Ende des Kanals 19 ausgehende Flüssigkeitsfront beginnt auf der geneigten Oberfläche 19a nach oben entlang zu gleiten und bildet dabei einen wirbelnden Strom um und in einem Abstand von der Röhre 23b, die sich von der Verschlußplatte 23 nach unten erstreckt. Die Flüssigkeitsfront kehrt sich, nachdem sie die innere Oberfläche der Verschlußplatte 23 erreicht hat, um und fließt zu der Trennscheibe 12^f in der Richtung parallel zur Längsachse der Röhre 23b und fließt dann wieder zurück nach oben durch die Röhre 2Sb⁰^IuTCh die Röhre 23b fließende Flüssigkeit wird dann anschließend zu einem nichtgezeigten Reservoir wie beispielsweise einem Klärbassin oder einem Absetztank oder einem sonstwie geeigneten Behälter abgeführt»

Die durch den Kopplungsteil 20 und dann in die Mischkammer durch Öffnung 11«c zusätzlich zugeführte Flüssigkeit trifft auf den Strom der von der Öffnung 12'a zu dem offenen Ende des geneigten Kanals 19 fließenden flüssigen Mediums und wird i-jthrend der Wirbelbewegung der Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer gleichmäßig mit der Flüssigkeit gemischt. Es ist zu beachten , daß die von der Öffnung 12'a zu dem offenen Ende des geneigten Kanals 19 fließende Flüssigkeit in keiner Weise in den Koppluagsteil 20 fließt, well die als Zusatz zugeführte

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Flüssigkeit unter einem größeren Druck zugeführt wird als der Druck, der dem Fluß der Flüssigkeit im Mischer eigen ist.

Es kann eine Anzahl von Durchflußmischern mit dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Aufbau in einer vertikal übereinander zusammengesetzten Anordnung verwendet werden, wie es in Fig. gezeigt ist. In diesem Fall weist die Verschlußplatte 13 vorzugsweise ein sich nach unten erstreckendes Roiir 13b in Abgleich mit der Öffnung 13a auf, wodurch die Verschlußplatte 13 als eine obere Verschlußplatte ähnlich der Verschlußplatte 23 für die nächste unter der oberen Mischereinheit angeordnete Mischereinheit verwendet werden kann.

In Fig. 5 ist eine sechsstufige Mischeranlage gezeigt, die auf einer Maschinenbank B über dem Boden montiert ist. Die Mischereinheit der untersten Stufe T,. hat den nachfolgenden Aufbau, und die anderen Mischereinheiten der zweiten bis zur obersten Stufe T₂ bis Tg haben einen Aufbau, der im wesentlichen der gleiche ist wie er in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist. Diese Einheiten werden vorzugsweise vertikal eine über die andere unter Verwendung von Gummidichtungen zusammengesetzt, die jeweils fest zwischen den aneinander angrenzenden Einheiten gehalten werden.

Die Einheit der untersten Stufe T₁ weist einen zylindrischen Hohlkörper 21 auf, dessen beide. Enden einstückig miteinander mit einem Paar von sich radial nach außen erstreckenden Flanschen 21a und 21b gemäß Fig. 6 ausgebildet sind. Der soweit beschriebene zylindrische Körper 21 kann die gleiche Form wie der zylindrische Körper 11 oder 11V haben. Die Bodenplatte 22 mit einer Öffnung 22a ist fest Innerhalb des Hohlraumes des zylindrischen Körpers 21 montiert und besitzt ein Abflußrohr 24, welches sich von dieser nach unten in Abgleich mit der Öffnung 22a erstreckt. Ein unterer Endteil des zylindrischen Körpers 21 unterhalb der Ebene der Bodenplatte 22 dient als Befestigungsfuß zusammen mit dem Flansch 21b zum Befestigen an der Maschinenbank B auf irgendeine geeignete

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Weise, beispielsweise durch nichtgezeigte Niete. Das Abflußrohr 24 kann über ein Ventil V₁ mit irgendeinem Ort oder einer Quelle der zu verarbeitenden Flüssigkeit verbunden werden, wobei das Ventil V. so ausgebildet sein kann, daß es nur öffnet, wenn die in der mehrstufigen Mischeranlage verbleibende Flüssigkeit aus irgendeinem Zweck abgelassen werden soll, beispielsweise zum Reinigen oder Reparieren, oder um zu verhindern, daß irgendeine der Einheiten beispielsweise durch Frost zerstört werden kann.

Über der obersten Stufe Tg ist ein Aufsatzteil 30 montiert, welcher ein Beobachtungsfenster 31 und eine Auslaßkopplung 32 besitzt. Dieser Aufsatzteil 30 kann unter Umständen weggelassen werden, wobei dann die Auslaßkopplung 32 mit der oberen Verschlußplatte 23 in Abgleich mit der Öffnung 23a verbunden würde. Die Auslaßkopplung 32 steht wiederum mit einem Ventil V₂ in Verbindung, welches über eine Leitung L₁ mit Atmosphäre und über eine Leitung L₂ mit dem Reservoir in Verbindung steht. Wenn die in der Mischeranlage verbleibende Flüssigkeit über das< Abflußrohr 24 abgelassen werden soll, dann muß das Ventil V₂ so eingestellt werden, daß die Auslaßkopplung 32 und die Leitung L₁ miteinander verbunden sind.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, weist der zylindrische Körper 21 der untersten Mischereinheit T. eine Einlaßöffnung 21c auf, die sich in Abgleich mit einem Kopplungsflansch 25 befindet. Der Kopplungsflansch 25 wiederum ist mit einer Flüssigkeitsquelle S über ein Ventil V, und eine Pumpe P₁ verbunden, so daß die zu verarbeitende Flüssigkeit unter Druck in den Hohlraum des zylindrischen Körpers 21 zugeführt werden kann. Es ist zu beachten, daß der Kopplungsflansch 25 und die Einlaßöffnung 21c so ausgebildet sind, daß die von der Quelle S durch die Pumpe P₁ zugeführte Flüssigkeit in den zylindrischen Körper 21 im wesentlichen parallel zur Tangentialrichtung der Querschnittskontur des zylindrischen Körpers 21 einfließt.

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In der gezeigten Ausführungsform sind die Kopplungsteile 20 der Mischereinheiten der zweiten, dritten und fünften Stufen T₂, T, und Τ. jeweils mit Quellen flüssiger Zusätze, beispielsweise 5% Kalklösung, 5% Aluminiumsulfatlösung und 0,05% hochpolyaerem Koagulierungsmittel über Ventile V^, V₅ und Vg und Pumpen P₂, P, und P^ verbunden. Die Kopplungsteile 20 der Mischereinheiten der vierten und sechsten Stufen T, und Tg sind in diesem Beispiel durch irgend geeignete Absperrglieder (nicht gezeigt) geschlossen.

Es ist erkennbar, daß die in die unterste Einheit über die Einlaßöffnung 21c zugeführte unter Druck stehende Flüssigkeit in der gleichen Weise wie bei der Mischerkammer gemäß den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Durchflußmischern hineinfließt und dann durch die sich nach unten erstreckende Röhre 1Jb in der Verschlußplatte 13 der Einheit der nächsten Stufe T₂ nach oben fließt. Die Flüssigkeitsfront der so in die Umrtthrkammer der nächsten Einheit der nächsten Stufe T_ zugeführten Flüssigkeit fließt so sukzessive durch die anderen Einheiten der nachfolgenden Stufen T₂ bis Tg im wesentlichen in der gleichen Weise wie unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 und 3 und 4 beschrieben nach oben und wird schließlich über die Auslaßkopplung 32 zu dem Reservoir abgeführt.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung geht klar hervor, daß sich vorher gebildete Klumpen von Verunreinigungen und Verschmutzungen in der zu behandelnden Flüssigkeit nicht aufgelöst werden, da keine beweglichen Teile verwendet werden. Desgleichen ist zu beachten, daß selbst bei einer geringen Durchflußleistung der abzugebenden Flüssigkeit von beispielsweise 75 cm/sec die Flüssigkeit durch die mehrstufige Mischeranlage nach oben fließt und dabei ausreichend umgerührt und mit nacheinander zugesetzten Flüssigkeitszusätzen gemischt wird. Daher genügt es, wenn die Pumpe P₁ eine verhältnismässig kleine Leistung besitzt«

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Die Ausführungsformen können in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise können die Positionen der Rühr- und Mischkammem in einem einzelnen Durchflußmischer, wie er in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, in Bezug aufeinander gegenüber der dargestellten Ausführungsform umgekehrt werden.

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Claims

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Patentansprüche

Rührvorrichtung zum Umrühren einer unter Druck durch diese hindurchfließendea Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Eylindrischen hohlen Körper (11 )„ dessen beide Enden durch eine erste und eine zweite Verschlußplatte (12, 13) jeweils geschlossen sind₉ einen stationär innerhalb des zylindrischen hohlen Körpers (11) in Abgleich mit dessen Longitudinalachse angeordneten Zylinder (15)» dessen jeweilige Enden an der ersten bzw_e zweiten Verschlußplatt© (.12, 13) angrenzen , wobei der Zylinder (15) einen sich parallel zu seiner Längsachse erstreckenden Spalt (15a) aufweist, welcher den Hohlraum des Zylinders (15) und einen zwischen dem Zylinder (15) und dem zylindrischen Hohlkörper (11) gebildeten Raum verbindet»

©ine erste in der ersten Verschlußfclatt© (12) neben der Peripherie derselben gebildete Öffnung (12a) zur Verbindung zwischen dem Hohlraum und der Außenseite der Vorrichtung ₉ eine zweite in der zweiten Platte (15) gebildete Öffnung zur Verbindung zwischen dem Hohlraum des Zylinders (15) und der Aussenseite der Vorrichtung_s ein® Tr®xmmna' (16) ₉ .weiche fest innerhalb d©a Raumes angeordnet ist und deren beide Enden an der ersten (12) bzw_o zwiten Verschlußplatt© (13)

kant® mit d©m gylindriseten Hohlkörper (1.1.)-.-ve:ebund©a, ist, uad in dem Raum ang©©rda©t© B@@Feas?Mggp.liatt©2ä (17_O 18)

>9

©rst©n und sw®it©a öffnungen (I2a_p 13a) ©!^©"fes'gtQa ist, ia

aigk©it während d©s Durehflu@©©i von-des· @ia@a^: sia d©;r aad©' r©n öffnung ₉ wodurch ©in© Turbialosäs Exm s"fearfe©a UEiEiite¹©

ist«,

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2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungaplatten (17» 18) aus- zwei Gruppen von abwechselad sich nach außen und nach innen in radialer Richtung, des zylindrischen Hohlkörpers (11) erstreckenden Sperren bestehen,, .daß die Begrenzungsplatten der einen Gruppe an dem zylindrischen Körper (11) und die Begrenzungsplatten dem anderen Gruppe an dem Zylinder (15) befestigt sind, und daß all© Begrenzungsplatten der beiden Gruppen mit ihren beiden l®n an der ersten bzw« der zweiten Yerschlußplatte (12, 13)
3o Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erst© Öffnung (12a) als Auslaß für di© Flüssigkeit und die zweite öffnung (13a) als EinlaB für dieselbe dient.
4₀ Vorrichtung nach, Ansprach 2_g ''gekeanzüietaet durch einen FöFfesate des zylindrischen hohles Körpers koaxial zum zyllndrisefeen hohlen Körper (11) auf der einen Seite desselben und ersten Verschlußglied (12") auf der dem zweiten Ver-

(13) abgöwaadtea Seite„ wob@i der zylindrische hohle Fortsatz mit ©inen Ende fest mit dem zylindrischen Hohl-

eine dritte _f mit fiea ©ϊΜθγ©ϊι Etade d©3 gylindrisehea hohlen

©© ferbanden© dritte ¥@rs©iiliaBplatte (25) alt einer fteaag (23a) in ilirer litte la Abglsich alt der Loagitudinal-

©ia Mtorngsr©!» (23^)₉ ctessea eines Ea<ä@ mit der dritten ©platt© (23) f©rfesMaa ist und welch®g sich in Aba±t der ö£fzx»mg in der c!:?ittea Platte befindet und d@ss©a ©aieresü Bad© sieh iss, des !©Mim» des syliadrischen Ifli@Moa F®s=i5sat2©gB hiiwlm an eiaer itelle beaaeh'bas't der erotQia flottQ (in⁸) Mia ©rstreeistj,
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ialiadweia eFfolgeaden SinföliFeia qIshqs mit der " -

CiS°a) in der ersten

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Verschlußplatte (I2^f) in den zylindrischen hohlen Fortsatz hineintritt, zu mischenden Materials, und eine Einrichtung zum Lenken der durch die erste öffnung (12'a) in der ersten Platte (12¹) in den Hohlraum des zylindrischen Fortsatzes eingetretenen Flüssigkeit in Umfangsrichtung des zylindrischen Fortsatzes, wobei die Front der so gelenkten Flüssigkeit nach oben um das Führungsrohr innerhalb des Hohlraumes des zylindrischen Fortsatzes wirbelt und nach Erreichen der dritten Platte (23) im wesentlichen parallel zum Führungsrohr (23b) nach unten und anschließend durch das Führungsrohr zu der Öffnung (23a) in der dritten Platte (23) fließt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung eine im wesentlichen schraubenförmig sich erstreckende Anstiegsfläche hat, deren eines Ende mit der zweiten Platte neben der ersten Öffnung in der ersten Platte befestigt ist und deren anderes Ende über der ersten öffnung liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsrohr vorgesehen ist, dessen eines Ende mit der zweiten Platte in Abgleich mit der zweiten öffnung in der zweiten Platte verbunden ist, daß das Führungsrohr zusammen mit der genannten zweiten Platte als das Führungsrohr zusammen mit der genannten ersten Platte dient, wenn die Vorrichtung mit einer anderen Einheit der Vorrichtung vertikal übereinander verbunden ist«,

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische hohle Fortsatz mit dem zylindrischen Hohlkörper (11·) einstückig ausgebildet ist.

8. Ausfälleinrichtung, gekennzeichnet durch

eine Mehrzahl vertikal übereinander zusammengesetzter Ausfälleinheiten, von denen jede mit Ausnahme der untersten einen zylindrischen Hohlkörper,. dessen Enden jeweils durch eine

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obere und eine untere Platte mit Öffnungen in deren Mitte in Abgleich mit der Longitudinalachse des zylindrischen Hohlkörpers,

erste und zweite von der oberen und unteren Platte in Abgleich mit den Öffnungen in den Platten sich nach unten erstreckende Führungsrohre,

wobei die obere Platte als die untere Platte für den zylindrischen Hohlkörper der untersten Ausfälleinheit oder irgendeine der anderen unmittelbar darunter angeordneten Ausfälleinheiten dient und die untere Platte als obere Platte für den zylindrischen Hohlkörper jeder der Ausfällvorrichtungen einschließlich der untersten Ausfälleinrichtung dient, eine innerhalb des zylindrischen Hohlkörpers stationär angebrachte Trennplatte zum Unterteilen des Hohlraumes des zylindrischen Hohlkörpers in Rühr- und Mischkammern, einen in der Rührkammer stationär angebrachten Zylinder in Abjpeich mit der Längsachse des zylindrischen Hohlkörpers, dessen Enden an der unteren Platte und an der Trennplatte angrenzen, wobei der Hohlraum des Zylinders mit dem Führungsrohr in Verbindung steht und der Zylinder femer einen sich parallel zur Längsachse des Zylinders erstreckenden Spalt aufweist, der den Hohlraum in dem Zylinder und einen zwischen dem Zylinder und dem zylindrischen Hohlraum innerhalb der Rührkammer gebildeten Raum verbindet,

ein in der Trennplatte neben der Peripherie derselben gebildetes DurchgangsIoch zum Verbinden des Raumes und der Mischkammer,

eine innerhalb der Rührkammer fest angebrachte Trennwand, deren Enden an der unteren Platte und an der Trennplatte jeweils angrenzen, wobei eine Seitenkante derselben an einer der sich gegenüberliegenden Kanten des Spaltes und die andere Seitenkante mit dem zylindrischen Hohlkörper fest verbunden ist, eine innerhalb des Raumes angeordnete Einrichtung zum Leiten der durch den Hohlraum des Zylinders über das Führungsrohr in der unteren Platte eingetretenen Flüssigkeit in Zickzackart zu dem Dnrchgangsloch in der Trennplatte und zum alternierenden Expandieren und Kontrahieren der Flüssigkeit während des

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Flusses durch den Hohlraum des Zylinders zu dem Durchgangsloch in der Trennplatte durch den Spalt, wodurch eine zum ausreichenden Umrühren der runter Druck hindurchgehenden Flüssigkeit erforderliche Turbulenz erzeugt wird, eine Einleitungsöffnung in der Wand des zylindrischen Hohlkörpers, die zur Mischkammer hin unmittelbar über der Trennplatte öffnet, wobei durch die Zuführungsöffnung ein mit der Flüssigkeit, die durch das Durchgangsloch in der Trennplatte in die Mischkammer eingetreten ist, zu mischendes Material zugeführt wird, und

eine Einrichtung zum Lenken des Flusses der in die Mischkammer eingetretenen Flüssigkeit in Umfangsrichtung des zylindrischen Hohlkörpers, wodurch die Front der Flüssigkeit so nach oben um das erste Führungsrohr in der oberen Platte innerhalb der Mischkammer wirbelnd ausgerichtet wird und nach dem Erreichen der oberen Platte im wesentlichen parallel zum ersten Führungsrohr nach unten und dann durch das erste Führungsrohr in die Öffnung in der oberen Platte nach oben fließt, aufweist,

wobei die Öffnung in der oberen Platte des zylindrischen Hohlkörpers für die oberste Ausfällvorrichtung mit einem geeigneten Reservoir verbindbar ist₉ in das di© Flüssigkeit abgegeben werden kann_ff

daß die unterste Ausfällvorrichtung einen zylindrischen hohlen Behälter aufweist, dessen unteres Ende durch eine Verschlußplatte und dessen oberes Ende durch eine untere Platte des zylindrischen Körpers der unmittelbar darüber angeordneten Ausfällvorrichtung geschlossen wird, wobei das Führungsrohr sich in den Hohlraum des zylindrischen Behälters Minein erstreckt und im wesentlichen neben der Verschlußplatte angrenzt j, und daß ferner ein® Einlaßöffnung sur Verbindung einer Quell© der abzusetzenden Flüssigkeit und des Hohlraumes das zylindrischen Behälters durch ein© geeignet© Pumpe, ein Abfluß zur Verbindung zwischen &©m Hohlraum des zylindrischen hohlen Behälters und einem geeigneten Ort zum Abladen

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eines Teiles der in der Ausfällvorrichtung verbleibenden Flüssigkeit und eine Einrichtung zum Verbinden der Ausfällvorrichtungen in im wesentlichen vertikal übereinander zusammengesetzter Anordnung vorgesehen sind.

9_Φ Alusfällvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung zwei Gruppen abwechselnd sich nach außen und nach innen in radialer Richtung des zylindrischen Hohlkörpers erstreckender Begrenzungsplatten umfaßt, daß die Begrenzungsplatten der einen Gruppe an dem zylindrischen Körper und die Begrenzungsplatten der anderen Gruppe an dem Zylinder befestigt sind, wobei jede der Begrenzungsplatten der beiden Gruppen an die Verteilungsplatte bzw. an die untere Platte angrenzt :_e

10t Anbauvorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung eine sich im wesentlichen schraubenförmig erstreckende Neigungsfläche umfaßt, deren eines Ende an der Verteilungsplatte neben dem Durchgangsloch in der Verteilungsplatte festgemacht/find das andere Ende über dem Durchgangsloch liegt.

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