DE2648086A1

DE2648086A1 - Statische mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2648086A1
Application number: DE19762648086
Authority: DE
Inventors: Bozidar Perovic
Original assignee: DESENZANO DEL GARDA; Gandola & C SpA A
Current assignee: DESENZANO DEL GARDA; Gandola & C SpA A
Priority date: 1976-03-09
Filing date: 1976-10-23
Publication date: 1977-09-15
Also published as: IT1056974B

Description

Statische Mischvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich aus eine statische Mischvorrichtung, insbesondere zur Verwendung als Mischer, als Wärmetauscher bzw. als kontinuierlich arbeitender Reaktor.
Bekannte Mischer, deren besonderer Zweck die Verbesserung des Kontakts zwischen den heterogene Systeme bildenden Teilchen ist, werden eingesetzt für einfache Mischvorgänge, also beispielsweise für die Homogenisierung der heterogenen Systeme, wie Dispersion von Gasen, Plüssigkeiten oder Feststoffen in flüssigem Zustand oder Auflösung eines Stoffes in einem anderen, zur Erzielung bestimmter chemischer Reaktionen, wie die Erhöhung der Umsetzungs- oder Reaktionsgeschwindigkeit oder der Homogenität von Reaktionen, zum Wärmetausch, wie insbesondere Erleichterung des Wärmetauschs und Erreichung der gewünschten Temperatur im behandelten System sowie guter Homogenität.
Zur Durchführung solcher Mischvorgänge gibt es verschiedene Arten von Mischern. Es werden je nach der Viskosität des betreffenden Systems Rundmischer, wie Schraubenmischer, Turbinenmischer, Ankermischer etc. für dick- oder dünnflüssige Stoffe eingesetzt, oder es werden Schlag- bzw. Schnittmischer, wie Duplexmischer, Mischer mit Armen, Mischer mit Planetengetriebe oder andere zur Verarbeitung von Teigen, Pasten, also mehr oder weniger zähflüssigen Stoffen, verwendet.
Da in diskontinuierlich arbeitenden Geräten, die also von Zeit zu Zeit neu gefüllt werden müssen, der Arbeitsablauf jeweils Unterbrechungen erfährt, ergeben sich daraus hohe Betriebskosten und eine geringe Auslastung der Geräte.
Deshalb sind diese Mischer wenig wirtschaftlich, sie haben einen hohen Energiebedarf und sind oftmals nicht imstande, yute Iomogenität des behandelten Gutes zu gewährleisten.
Viele Wirbelmischer, die fast ausschließlich für zähflüssige Stoffe Verwendung finden, erfordern den Einsatz großer Antriebskräfte, die an sich für den Mischvorgang nicht notwendig wären.
Statische Mischer, wie sie in den letzten Jahren mehr und mehr bekannt geworden sind, arbeiten in fast allen Fällen besser, als die jeweils neu zu heschickenden Mischer und weisen im wesentlichen die Merkmale auf, daß sie im Strömungskanal angeordnete Mischelemente haben, keine beweglichen Teile beinhalten, und zur Durchführung des Mischganges die kinetische Energie der zu mischenden Stoffe ausnützen.
Die bisher bekannten, statischen Mischer unterscheiden sich untereinander durch die Ausbildung des Mischorgane, die auf zwei Haupttypen zurückgeführt werden kann. Einmal besteht das Mischorgan aus streifenförmigen, gegenseitig sich der deckenden Lamellen, die kreuzende Kanäle bilden; sie weisen die Nachteile auf, daß besonders bei zähflüssigen Stoffen keine homogene Mischung zustande kommt, ferner ein hoher Druckverlust zu verzeichnen ist und sie für die Nährmittelindustrie deshalb nicht zu verwenden sind, da sie sich nur schlecht reinigen lassen.
Die zweite Art der Mischer besteht aus schneckenförmig gebogenen Blechen, die senkrecht ineinandergeschoben in den Strömungskanal eingesetzt sind; sie weisen den Nachteil auf, daß eine relativ sehr große Anzahl von Mischelementen zur Erreichung der Durchmischung erforderlich ist Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung zu schaffen, die zum Mischen, Homogenisieren, als Wärmetauscher sowie zur Durchführung chemischer Reaktionen eingesetzt werden kann, und die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist sowie einen geringen Energieverbrauch bei möglichst großem Durchsatz des Mischgutes aufweist, außerdem soll die Vorrichtung leicht und schnell gereinigt werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein rohrförmiger Hohlkörper vorgesehen ist, in welchem mindestens zwei Schneckenaggregate angeordnet sind, von denen jedes mindestens drei zu dem Hohlkörper achsengleiche Schraubengangwände vorgesehen sind, wobei die Schraubengangwand eines Schneckenaggregates eine zu derjenigen des benachbarten Aggregates entgegengesetzte Abwicklung aufweist.
Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung ist sehr universell als Misch-, Homogenisierungsgerät, Wärmetauscher und zur Durchführung chemischer Reaktionen einsetzbar. Die Vorrichtung ist relativ einfach aufgebaut und kann jederzeit auf einfache Weise und schnell gereinigt werden. Sie arbeitet kontinuierlich, wodurch eine ständige Auslastung der Vorrichtung möglich ist.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles mittels einer Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein einziges, zu einer statischen Mischvorrichtung gehörendes Schneckenaggregat, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Schneckenaggregat gemäß Fig. 1.
Die statische Mischvorrichtung besteht aus mindestens zwei Schneckenaggregaten (Fig. 1), die in einen Hohlkörper 1 eingebaut sind, und die jeweils paarweise entgegengesetzte Schraubenlinien aufweisen.
Jedes Schneckenaggregat ist mindestens mit drei schraubenförmigen Elementen 2, 3, 4 ausgestattet, die sich etwa bis zum halben Schraubengang jeweils erstrecken und an ihren betreffenden Kanten 2', 3' und 4' enden; ferner sind die elemente 2, 3 und 4 auf einer gemeinsamen Achse 5 gelagert, die axial in dem rohrförmigen Hohlkörper 1 angeordnet ist.
In Fig 1 ist nur ein einziges Schneckenaggregat dargestellt, die schneckenförmigen Elemente 2, 3, 4, also weitere Schnekkenaggregate können sich in beiden Richtungen von dem gezeigten Schneckenaggregat befinden. Bei Verwendung mehrerer Schneckenaggregate hintereinander in dem Hohlkörper 1 weisen diese Schneckenaggregate demnach abwechselnd ein linksgångiges und ein rechtsgängiges Gewinde auf.
Die Anordnung der einzelnen Sdrneckenaggregate hintereinander, entweder trei nebeneinanderliegend oder auch auf einer einzigen Achse sitzend, sind vorzugsweise so gegenseitig angeordnet, daß die Kopfseiten der Schnecken eines jeden Aggregates jeweils um einen bestimmten tf7inkel, beispielsweise urn 300 oder 600, versetzt sind.
Es wird hervorgehoben, daß bei der erfindungsgemäßen statischen iwiischvorrichtung kein einziges bewegliches Deil vorhanden ist, sondern daß der gewünschte Vorgang, also ein einfacher Diischvorgang, eine teilweise oder völlige riomogenisierung, mit oder ohne Wärmeaustausch, mit oder ohne chemische Reaiition, sein kann unter ausschließlicher Ausnützung der kinetischen Energie der Strömung des zu hehandelnden Stof;:e6, der in Dängsricntung die Vorrichtung durchströmt, abläuft. Demzufolge wird die beschriebene Mischvorrichtung ür jeden, fliegend transportierten Stoff verwendbar, also auch ür jedes unter Druck stehende Gut, ob es nun dünnflüssig oder zähflüssig ist.
Es hat sich herausgestellt, daß sowohl sehr gute Mischung als auch Homogenisierung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichbar sind. Dies wird insbesondere durch die winkelmäßige Versetzung der einzelnen Schneckenaggregate zueinander sowie durch die wechselweise Schraubenlinie (rechtsgängig, linksgängig) erreicht, die zu einer guten, radialen Verteilung der Teilchen führt.
Nachdem die Strömungsverhältnisse nahezu stets flächenartig sind, unterliegen die bearbeiteten fließfähigen Stoffe nie dem sogenannten Schnitteffekt.
Der Druckabfall in Längsrichtung der Mischvorrichtung ist unerheblich und übersteigt nicht den Wert 2 bis 3 gegenüber dem Druckabfall im leeren Hohlkörper 1 bzw. einem entsprechenden Rohr. Die Mischvorrichtung arbeitet vollkommen kontinuierlich, Arbeitsunterbrechungen sind daher nicht notwendig.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche otatische Mischvorrichtung, insbesondere zur Verwendung als Mischer, Wärmetauscher bzw. kontinuierlich arbeitender Reaktor, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß ein rohrförmiger Hohlkörper (1) vorgesehen ist, in welchem mindestens zwei Schneckenaggregate angeordnet sind, von denen jedes mindestens drei zu dem Ilohlkörper (1) achsgleiche schraubengangEörmig gestaltete Elemente (2, 3, 4) vorgesehen sind, wobei die Elemente (2, 3, 4) eines jeden Schneckenaggregates eine zu der des benachbarten Aggregates entgegengesetzte Abwicklung aufweist.
2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jedes Schneckenaggregat 3 schraubengängige Elemente (2, 3, 4) besitzt.
3. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anîänge der Elemente (2, 3, 4) eines jeden Schneckenaggregats gegenüber dem durch Kanten (2', 3', 4') gebildeten Ende des benachbarten Schneckenaggregats winkelmäßig um 300 versetzt sind.
4. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anfänge der Elemente (2, 3, 4) gegenüber dem durch Kanten (2', 3', 4') gebildeten Ende des benachbarten Schneckenaggregates winkelmäßig um 40° versetzt sind.
5. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen Schnekkenaggregate und die dazugehörigen Elemente (2, 3, 4) an einer gemeinsamen Achse (5) axial an dieser befestigt sind und mit ihr ein einstückiges Teil bilden.
6. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jedes Schneckenaggregat mechanisch von dem jeweils benachbarten getrennt ist.