DE2739626C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidmischanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer solchen bekannten Fluidmischanlage (US-PS 34 91 949) wird während des Mischvorganges Fluid aus dem Behälter am Boden desselben abgesaugt und durch die Pumpe wieder zu der Einspritzvorrichtung gefördert. Die gleiche Absaugleitung am Boden des Behälters dient auch zum Anschließen des Behälters an die Auslaßleitung, nachdem der Mischvorgang abgeschlossen ist.

Bei einer weiteren bekannten Fluidmischanlage dieser Art (US-PS 24 32 175) ist eine Absaugleitung am Boden eines senkrecht stehenden Behälters vorgesehen, über die während des Mischvorganges Fluid abgesaugt wird und die nach abgeschlossenem Mischvorgang ebenfalls zur Entleerung des Behälters dient.

Es hat sich gezeigt, daß bei diesen bekannten Fluidmischanlagen der Mischvorgang verhältnismäßig langsam vor sich geht, was bedeutet, daß das Fluid während längerer Zeit aus dem Behälter abgesaugt und über die Einspritzvorrichtung wieder zugeführt werden muß. Außerdem ist die Mischwirkung nicht zufriedenstellend. Insbesondere können in der Nähe des Behälterbodens unerwünschte Ablagerungen auftreten. Alles das kann zu großen Problemen führen, wenn eine solche Fluidmischanlage bei einer Ölquelle benutzt wird. In dem Fall eines Ausbruches kann die Geschwindigkeit, mit welcher eine richtig chargierte Spülflüssigkeit schnell hergestellt werden kann, den Unterschied zwischen einem Ölquellenbrand oder der Rettung der Ölquelle bedeuten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß in kürzerer Zeit eine wirksamere Vermischung erzielbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Fluidmischanlage nach der Erfindung ist zentral in dem Behälter eine zweite Absaugleitung vorgesehen, die sich in der Behälterlängsrichtung erstreckt und mit mehreren Durchlässen versehen ist. Diese zweite Absaugleitung wird nur während des Mischvorganges benutzt, um das Fluid aus dem Behälter abzusaugen und über die Pumpe wieder in den Behälter zurückzuleiten. In dem Behälter wirbelt das Fluid nun um die zentral angeordnete zweite Absaugleitung herum. Während des Mischvorganges wird das Fluid nicht mehr am Boden abgesaugt.

Es hat sich erwiesen, daß bei der Fluidmischanlage nach der Erfindung so vorteilhafte Strömungsverhältnisse auftreten, daß ein rasches Vermischen erfolgt und außerdem das Absetzen von Materialien an dem Behälterboden weitgehend verhindert wird. Während im oben angegebenen Stand der Technik jeweils nur eine einzige Absaugleitung vorgesehen ist, die an den Boden des Behälters angeschlossen ist und sowohl zum Absaugen während des Mischvorganges als auch zum Ableiten des Gemisches aus dem Behälter nach abgeschlossenem Mischvorgang dient, ist bei der Fluidmischanlage nach der Erfindung die separate zweite Absaugleitung vorgesehen, die nur während des Mischvorganges zur Umwälzung des Fluids benutzt wird. Nach abgeschlossenem Mischvorgang wird bei der Fluidmischanlage nach der Erfindung der Behälter auf übliche Weise über die an seinen Boden angeschlossene Leitung entleert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Fluidmischanlage nach der Erfindung, die in einer mobilen Einheit untergebracht ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter der Fluidmischanlage von Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittansicht des Behälters von Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Pump- und Umwälzsystems, das in der Fluidmischanlage benutzt wird, wobei der Behälter von Fig. 1-3 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden ist,

Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils einer zweiten Absaugleitung, die zentral in dem Behälter von Fig. 1-3 verläuft,

Fig. 6 schematisch einen Flüssigkeitsstrom aus einem Einspritzverteiler in die zentrale zweite Absaugleitung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Behälters der Fluidmischanlage nach der Erfindung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Fluidmischanlage, und

Fig. 9 eine schematische Ansicht einer kontinuierlichen Fluidmischanlage mit Fluidrückführung.

Die Fig. 1 zeigen als Beispiel einer Fluidmischanlage eine Flüssigkeitsmischanlage 31 mit einem Flüssigkeitsbehälter 33 und einem Mischsystem zum Herstellen von Spülflüssigkeiten für die Bohrindustrie. Die Anlage kann aber auch zur Herstellung von Flüssigkeiten für andere Zwecke benutzt werden. Die hergestellte Spülflüssigkeit kann auf Wasser oder Öl basieren und durch Vermischen von Chemikalien oder anderen Teilchen mit Wasser oder Öl als homogene Lösung oder als heterogenes Gemisch zubereitet werden.

Der Behälter 33 ist in einer mobilen Einheit 35 untergebracht. Er ist langgestreckt und besteht aus zwei Abstand voneinander aufweisenden Stirnwänden 37 und 39 und aus einer Längswand mit zwei Seitenwandteilen 41 und 43 und einem halbrunden Bodenwandteil 45, die sich zwischen den Stirnwänden erstreckt. Der Bodenwandteil 45 bildet einen halben Zylinder. Die Seitenwandteile 41, 43 sind gerade und erstrecken sich von gegenüberliegenden Rändern des Bodenwandteils 45 aus aufwärts. Ein oberer Wandteil 47 ist mit den oberen Rändern der Stirnwände 37 und 39 und der Seitenwandteile 41 und 43 verbunden. In dem oberen Wandteil 47 ist eine rechteckförmige Öffnung 49 gebildet, durch die zu mischendes Material in den Behälter 33 geschüttet oder gepumpt werden kann.

In dem Behälter 33 ist eine Absaugleitung 51 angeordnet, die sich längs dessen zentraler Achse erstreckt. Die Absaugleitung 51 erstreckt sich von der Stirnwand 37 zu der Stirnwand 39 und hat mehrere Durchlässe 53, die in gleichen Abständen über ihre Länge verteilt sind. Ein Ende 51 A der Absaugleitung 51 ist mit einem Einlaß 55 einer Kreiselpumpe 57 verbunden, die außerhalb des Behälters 33 angeordnet ist (vgl. Fig. 4). Die Verbindung der Absaugleitung 51 mit dem Einlaß 55 besteht aus einem Winkelstück 52, einem Absperrorgan 61 und einem Rohranschlußstück 63.

Der Auslaß 59 der Pumpe 57 ist mit einem Ende 62 A eines Einspritzverteilers 62 verbunden, der ebenfalls außerhalb des Behälters 33 angeordnet ist und sich über dessen Länge erstreckt. Die Verbindung des Auslasses 59 mit dem Einspritzverteiler 62 besteht aus einem Rohr 65, einem Rohr 67 und einem Absperrorgan 69. Von dem Einspritzverteiler 62 gehen mehrere, Abstand voneinander aufweisende Einspritzrohre 71 aus, die sich in den Behälter 33 erstrecken und zum Einspritzen von Flüssigkeit in den Behälter dienen. Die Einspritzrohre 71 sind in gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet und in gleicher Anzahl wie die Durchlässe 53 vorhanden. An den Enden der Einspritzrohre 71 sind Kupplungen 73 befestigt, an welchen Einspritzdüsen 75 angebracht sind. Gemäß Fig. 3 erstrecken sich die Einspritzrohre 71 tangential zu dem Bodenwandteil 45 in den Behälter 33.

Außerdem sind mit dem Rohranschlußstück 63 und daher mit dem Einlaß 55 der Pumpe 57 zwei äußere Einlaßrohre 81 und 83 verbunden. Absperrorgane 85 und 87 sind mit den Einlaßrohren 81 bzw. 83 verbunden. Zwei äußere Auslaßleitungen 91 und 93 sind mit dem Auslaß 59 der Pumpe 57 verbunden. Die Auslaßleitung 91 ist mit dem Auslaß 59 über das Rohr 65 verbunden, während die Auslaßleitung 93 mit dem Auslaß 59 über die Rohre 67 und 65 verbunden ist. Absperrorgane 95 und 97 sind mit den Auslaßleitungen 91 bzw. 93 verbunden.

Eine Absaugleitung 101 ist unter dem Behälter 33 angeordnet und hat mehrere Einlässe 103, die in Strömungsverbindung mit dem Boden des Behälters 33 sind. In Fig. 4 ist zwar nur ein Einlaß 103 dargestellt, vorzugsweise sind jedoch vier Einlässe vorhanden. Die Absaugleitung 101 ist mit dem Einlaß 55 der Pumpe 57 über ein Winkelstück 105, ein Absperrorgan 107 und das Rohranschlußstück 63 verbunden.

Im Betrieb werden die mit einer Flüssigkeit zu vermischenden Chemikalien oder Teilchen entweder manuell oder über einen Trichter (nicht dargestellt) in den Behälter 33 geschüttet. Die Chemikalien können auch in den Behälter 33 gepumpt werden. Eines der äußeren Einlaßrohre 81, 83 wird mit der Flüssigkeitsquelle (Öl oder Wasser) verbunden, die die Flüssigkeit liefert, welche mit den im Behälter 33 hinzugefügten Chemikalien oder Teilchen zu vermischen ist. Es sei angenommen, daß das äußere Einlaßrohr 81 mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist. Darüber hinaus wird eine oder werden beide äußeren Auslaßleitungen 91, 93 mit der Anlage verbunden, zu welcher die gemischte Flüssigkeit zu transportieren ist. Es sei angenommen, daß die äußere Auslaßleitung 91 mit einer Spülschlammpumpe verbunden ist, die ihrerseits mit einem Bohrloch verbunden ist, in welches Spülflüssigkeit einzuleiten ist. Am Anfang sind sämtliche Absperrorgane 61, 69, 85, 87, 95, 97 und 107 geschlossen. Diese Absperrorgane können durch Betätigen der dargestellten Bedienungshandgriffe geöffnet oder geschlossen werden. Beispielsweise trägt der Bedienungshandgriff des Absperrorgans 95 die Bezugszahl 95 A. Die Absperrorgane 69 und 85 werden geöffnet, und die Pumpe 57 wird eingeschaltet, um die Flüssigkeit aus dem äußeren Einlaßrohr 81 zu dem Rohr 61 zu pumpen. Die Flüssigkeit strömt von dem äußeren Einlaßrohr 81 über das Rohranschlußstück 63, den Einlaß 55, die Pumpe 57, den Auslaß 59, das Rohr 65, das Rohr 67 und das Absperrorgan 69 in den Einspritzverteiler 62. Aus dem Einspritzverteiler 62 wird die Flüssigkeit über die Einspritzrohre 71 in den Behälter 33 eingespritzt. Der Behälter 33 wird gefüllt, bis die Flüssigkeit eine gewünschte Höhe über der zentralen Absaugleitung 51 erreicht hat, die von dem berechneten Verhältnis von Flüssigkeit zu Chemikalien oder Teilchen, die miteinander zu mischen sind, abhängig ist. Wenn der Behälter 33 bis zu der gewünschten Höhe gefüllt worden ist, wird das Absperrorgan 85 geschlossen und das Absperrorgan 61 geöffnet. Das hat zur Folge, daß die Flüssigkeit in dem Behälter 33 über die Durchlässe 53 in die Absaugleitung 51 strömt, anschließend zurück in den Einspritzverteiler 62 gepumpt und wieder über die Einspritzrohre 71 in den Behälter eingespritzt wird. Die Flüssigkeit strömt aus der zentralen Absaugleitung 51 durch das Winkelstück 52, das Absperrorgan 61, das Rohranschlußstück 63, den Einlaß 55, die Pumpe 57, den Auslaß 59, das Rohr 65, das Rohr 67, das Absperrorgan 69, den Einspritzverteiler 62 und die Einspritzrohre 71. Somit wird die Flüssigkeit im Kreislauf aus dem Behälter 33 in die Durchlässe 53 und durch die zentrale Absaugleitung 51, die Pumpe 57, den Einspritzverteiler 62 und über die Einspritzrohre 71 zurück in den Behälter gepumpt. Wie oben erwähnt, sind die Einspritzrohre 71 so angeordnet, daß die Flüssigkeit aus ihren Einspritzdüsen 75 tangential zu der Krümmung des Behälterbodens eingespritzt wird, wodurch die eingespritzte Flüssigkeit einer kreisförmigen Bahn in dem Behälter und daher um die zentrale Absaugleitung 51 folgt, wie es durch Pfeile 111 in Fig. 3 dargestellt ist.

Die in die kreisförmige Bahn eingespritzte Flüssigkeit veranlaßt die Flüssigkeit in dem Behälter 33, mit ihr gemeinsam herumzuwirbeln, wodurch ein sekundärer Strom hervorgerufen und an dem Boden des Behälters ein Wischvorgang erzielt wird, der verhindert, daß sich Chemikalien oder andere Materialien auf dem Boden des Behälters absetzen. Die Saugwirkung, die durch die Pumpe 57 in der Absaugleitung 51 erzeugt wird, veranlaßt die Flüssigkeit in dem Behälter 33 sich einwärts um die Absaugleitung 51 zu schrauben. Wenn sich die Flüssigkeit einwärts schraubt, nimmt die Geschwindigkeit zu und es ergibt sich zwischen der Außen- und der Innenwand der Absaugleitung 51 ein Druckabfall, der für die Menge an durch die Absaugleitung 51 gepumpter Flüssigkeit nachteilig wäre, wenn die Durchlässe 53 lediglich in der Wand der Absaugleitung 51 gebildete Löscher wären. Die Auswirkung des Druckabfalles wird durch die Ausbildung der Durchlässe 53 als Induktorleitungen überwunden. Gemäß Fig. 5 besteht jede Induktorleitung aus einem Rohr, das durch eine Öffnung 113 hindurchführt, die in der Wand der Absaugleitung 51 gebildet ist, und jede Induktorleitung hat einen ersten Teil 53 A, der außerhalb der Absaugleitung 51 angeordnet ist, und einen zweiten Teil 53 B, der sich innerhalb der Absaugleitung 51 befindet. Der erste Teil 53 A ist so gebogen, daß seine Einlaßöffnung 115 in eine Richtung weist, die zu der Strömungsrichtung der Flüssigkeit um die Absaugleitung 51 entgegengesetzt ist, so daß an der Einlaßöffnung 115 der Induktorleitung ein Druckstoß erzeugt wird. Die Geschwindigkeit wird daher in Druck umgewandelt und die Auswirkung des Druckabfalls wird überwunden, wodurch eine große Menge an Flüssigkeit durch die Absaugleitung 51 gepumpt werden kann. Der Auslaß des ersten Teils 53 A, der in die Absaugleitung 51 führt, ist in bezug auf die Achse der Absaugleitung 51 außermittig angeordnet. Um die durch den ersten Teil 53 A strömende Flüssigkeit am Herumwirbeln innerhalb der Absaugleitung 51 zu hindern und um die Flüssigkeitsströmung zu der Pumpe 57 einzuleiten, weist die Auslaßöffnung 117 des zweiten Teils 53 B der Induktorleitung in die Richtung der Flüssigkeitsströmung in der Absaugleitung 51 zu der Pumpe 57, wenn der Betrachtung die Darstellung in Fig. 5 zugrundegelegt wird.

In einer Ausführungsform werden vierundzwanzig Induktorleitungen und vierundzwanzig Einspritzrohre 71 benutzt. Die Induktorleitungen sind in gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet und haben jeweils die gleiche Größe, wodurch eine gleiche Menge an Flüssigkeit über die Absaugleitung 51 an vierundzwanzig äquidistanten Stellen längs der Absaugleitung 51 entnommen wird. Das ist in Fig. 6 dargestellt, in welcher NS die Anzahl von Induktorleitungen und ND die Anzahl von Einspritzrohren darstellt. Die Strömung an einer Stelle IS besteht aus N Komponenten aus dem Behälter an N Stellen. Dieser Vorgang fördert das Ausbilden eines homogenen Gemisches, welches aus dem Behälter durch die Absaugleitung 51 strömt. Die Flüssigkeit wird bei dem Durchgang durch die Pumpe 57 aufgrund von Turbulenz oder starker Scherung, die durch die Schaufeln oder Flügel der Pumpe verursacht wird, weiter vermischt. Die Einspritzrohre 71 sind in gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet, und ihre Einspritzdüsen 75 haben jeweils die gleiche Größe. Daher hat von der Pumpe 57 aus jede Flüssigkeitsmenge die gleiche Gelegenheit, durch irgendeines der vierundzwanzig äquidistanten Einspritzrohre 71 eingespritzt zu werden, was das weitere Vermischen fördert.

Innerhalb des Behälters 33 wird Turbulenz an oberen Ecken 121 und 123 aufgrund der Tatsache erzeugt, daß diese Ecken nicht rund sind. Das ist erwünscht, da es das Vermischen der Chemikalien oder Teilchen und der Flüssigkeit verbessert. Die Entnahme einer besser gemischten Flüssigkeit aus dem Behälter 33 wird auch durch Anordnen der Absaugleitung 51 in der Mitte statt an der Peripherie des Behälters erzielt. Wenn die Absaugleitung 51 an der Peripherie des Behälters 33 angeordnet wäre, wäre eine große Masse an rotierender Flüssigkeit in der Mitte vorhanden, die nicht richtig vermischt würde, wodurch nicht die maximale Mischwirkung erreicht würde.

Wie oben erwähnt, ist in diesem Beispiel angenommen worden, daß die Auslaßleitung 91 mit einer Spülschlammpumpe verbunden ist, die ihrerseits mit dem Gestängerohr innerhalb eines Bohrloches verbunden ist, in welches Spülflüssigkeit einzuleiten ist. Wenn die Flüssigkeit richtig vermischt worden ist, werden die Absperrorgane 107 und 95 geöffnet, und die Absperrorgane 69 und 61 werden geschlossen, wodurch die Flüssigkeit in dem Behälter 33 zu der Auslaßleitung 91 über die Einlässe 103, die untere Absaugleitung 101, das Winkelstück 105, das Absperrorgan 107, das Rohranschlußstück 63, den Einlaß 55, die Pumpe 57, den Auslaß 59 und das Rohr 65 gepumpt wird. Da die Absaugleitung 101 unter dem Boden des Behälters 33 angeordnet ist, können 100% der Flüssigkeit aus dem Behälter entnommen werden, so daß in diesem nichts zurückbleibt, das ist wichtig, wenn die Flüssigkeit teuer ist, was bei Spülflüssigkeiten im allgemeinen der Fall ist.

Die Anbringung des Einspritzverteilers 62 außerhalb statt innerhalb des Behälters 33 hat Vorteile, da sie das Ansammeln von Materialien (die nicht in Lösung gehen) hinter dem Einspritzverteiler verhindert, was sonst der Fall wäre, wenn der Einspritzverteiler in dem Behälter in der Nähe von dessen Wand angeordnet wäre. Obwohl bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Einspritzverteiler 62 am Boden des Behälters 33 angeordnet ist, ist klar, daß er auch an anderen Stellen angeordnet sein könnte, solange eine sekundäre Strömung induziert werden kann, die eine Wischwirkung an dem Boden des Behälters ergibt, welche verhindert, daß Chemikalien ausgefällt werden und sich auf dem Boden absetzen.

Chemikalien, die mit Wasser oder Öl in der hier beschriebenen Mischanlage zur Herstellung von Spülflüssigkeiten benutzt werden können, sind beispielsweise: Bariumsulfat, Calciumcarbonat, hochergiebiger Ton, Natriumchlorid, usw. Beispiele für andere Materialien, die mit Öl oder Wasser in der hier beschriebenen Mischanlage zur Herstellung einer Spülflüssigkeit vermischt werden können, sind Papierschliff, Walnußschalen, Glimmer, Baumwollsamen, usw.

In einer Ausführungsform hat der Behälter 33 eine Länge von 7,3 m, eine Höhe von 2,6 m und eine Breite von 2,3 m. Das Fassungsvermögen des Behälters beträgt 25 637 l Flüssigkeit bei einem oberen Flüssigkeitsspiegel 0,3 m unterhalb des oberen Randes des Behälters und einem Gesamtfassungsvermögen von 30 406 l. Die Absaugleitung 51 hat einen Durchmesser von etwa 254 mm, und der Einspritzverteiler 62 hat einen Durchmesser von etwa 203 mm. Die Induktorleitungen haben einen gegenseitigen Abstand von 0,3 m und jeweils einen Durchmesser von 51 mm. Die Einspritzrohre 71 haben einen gegenseitigen Abstand von 0,3 m. Jedes Einspritzrohr 71 ist ein 25,4-mm-Rohr mit aufgeschraubter Kupplung und in die Kupplung eingeschraubte Einspritzdüse 75. Der Durchmesser jeder Einspritzdüse ist gleich und kann von 15,9 bis 24,3 mm reichen. Die untere Absaugleitung 101 hat einen Durchmesser von 203 mm und vier äquidistante Einlässe 103. Die Pumpe 57 ist eine Kreiselpumpe mit einem Auslaßdurchmesser von 152 mm und einem Einlaßdurchmesser von 203 mm. Sie hat eine hydraulische Ausgangsleistung von 82 kW bei 1800 U/min bei Wasser und eine Wassernennpumpleistung von etwa 7571 l/min. Sie wird mit 1800 U/min durch einen Dieselmotor angetrieben, der eine Ausgangsleitung von etwa 119 kW hat. Diese Ausführungsform der Flüssigkeitsmischanlage kann den gesamten Inhalt des Behälters 33 in 4 min und 12 s austauschen.

Die Mischanlage kann selbstverständlich andere Abmessungen als die oben angegebenen haben und mit einer Pumpe versehen sein, die andere Strömungs- und Drucknennleistungen hat.

Der Bodenwandteil 45 des Behälters 33 ist hier zwar zylindrisch, er könnte jedoch anders gekrümmt sein, um eine stromlinienförmige Strömung zu fördern. Die Pumpe 57 ist zwar eine Kreiselpumpe, es können jedoch auch andere Arten von Pumpen verwendet werden, beispielsweise eine Kolbenpumpe, eine Zahnradpumpe, usw.

In einigen Fällen kann es erwünscht sein, nur eine kleine Flüssigkeitsmenge mit einer gewünschten Menge an Chemikalien oder Teilchen zu vermischen, so daß die gewünschte Flüssigkeit, die gemischt werden soll, nicht die Höhe der Absaugleitung 51 erreicht. In diesem Fall wird die untere Absaugleitung 101 statt der zentralen Absaugleitung 51 benutzt, um die Flüssigkeit aus dem Behälter 33 zu entnehmen, die dann über die Pumpe 57, den Einspritzverteiler 61 und die Einspritzrohre 71 in den Behälter zurückgeleitet wird. Nimmt man an, daß die Chemikalien oder Teilchen in den Behälter 33 geschüttet worden sind und daß der Behälter mit Flüssigkeit bis zu der gewünschten Höhe gefüllt worden ist, so erfolgt das Mischen durch Öffnen der Absperrorgane 107 und 69, damit die Flüssigkeit aus dem Behälter über die Einlässe 103, die untere Absaugleitung 101 die Pumpe 57 abgezogen und dann über den Einspritzverteiler 62 und die Einspritzrohre 71 wieder in den Behälter zurückgeleitet wird. In diesem Fall ist das Absperrorgan 61 während der Zirkulation und damit während des Mischvorganges geschlossen. Nachdem das Mischen abgeschlossen ist, wird die Flüssigkeit aus dem Behälter 33 zu der gewünschten Anlage gepumpt, und zwar auf oben mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschriebene Weise.

Obere Strahlrohre 124 (Fig. 2) dienen dem Zweck, verlorenes Umlaufmaterial während des Vermischens zu benetzen, das auf der Flüssigkeit schwimmen kann. Die Strahlrohre 124 sind mit einem oberen Verteiler (nicht dargestellt) verbunden, der mit dem Auslaß 59 der Pumpe 57 über nicht dargestellte Vorrichtungen verbunden ist, wodurch ein Teil der über den Auslaß 59 eingespritzten Flüssigkeit über den oberen Verteiler und über die Strahlrohre 124 in den Behälter eingespritzt wird. In den meisten Fällen werden der obere Verteiler und die Strahlrohre 124 nicht benutzt.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher der Behälter 33 die Form eines Zylinders und nicht die geraden Seitenwandteile und den oberen Wandteil der Ausführungsform von Fig. 1 hat. Diese Anlage arbeitet in der gleichen Weise wie die Ausführungsform von Fig. 1. Die Turbulenz an den oberen Ecken 121 und 123 ist jedoch beseitigt, da diese rechtwinkeligen Ecken beseitigt worden sind. Daher wird bei der Ausführungsform von Fig. 7 eine maximale Strömung durch die Pumpe erreicht, in welcher eine maximale Scherung der Flüssigkeit aufgrund der Rotationswirkung der Schaufeln der Pumpe erfolgt.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, in dem Behälter 33 der Ausführungsform von Fig. 7 Wirbelerzeuger vorzusehen, um durch Verwirbelung oder Turbulenz das Vermischen der Chemikalien oder Teilchen mit der Flüssigkeit zu verbessern. Solche Wirbelerzeuger können aus einem Metallteil mit einer schraubenförmigen Verdrehung bestehen, das so angeordnet ist, daß ein sekundärer Wirbel in der Strömungsrichtung hervorgerufen und dadurch die Scherung und somit die Turbulenz verstärkt wird.

Das Vorhandensein von Turbulenz ist innerhalb des Behälters 33 zwar erwünscht, noch wünschenswerter ist aber eine gleichmäßige Strömung um die Absaugleitung 51 herum. Das wird durch eine 90°-Versetzung der verschiedenen Induktorleitungen erreicht. Es ist jedoch klar, daß die Induktorleitungen bei Bedarf auch alle in einer Linie angeordnet sein könnten. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Induktorleitungen gleich der Anzahl der Einspritzrohre 71. In einigen Fällen braucht jedoch die Anzahl der Induktorleitungen nicht gleich der Anzahl der Einspritzrohre zu sein. Ebenso sind bei der bevorzugten Ausführungsform die Induktorleitungen und die Einspritzrohre 71 in gleichen Abständen voneinander angeordnet, was jedoch in einigen Fällen nicht der Fall zu sein braucht.

Die vorstehend beschriebene Anlage ist eine Mischanlage für eine einmalige Füllung, in welcher die Flüssigkeit in dem Behälter 33 durch die Pumpe 57 und zurück in den Behälter 33 geleitet wird. Es kann eine kontinuierliche Mischanlage benutzt werden, in welcher der Einlaß 55 der Pumpe 57 mit einer äußeren Flüssigkeitsquelle und der Auslaß der Pumpe 57 mit dem Einspritzverteiler 62 verbunden ist. Der Auslaß der zentralen Absaugleitung 51 ist mit einem äußeren Bestimmungsort verbunden. Die Anlage wird zwar in der oben beschriebenen Weise betrieben, die Flüssigkeit wird jedoch nicht im Kreislauf zurückgeleitet, sondern wird vermischt und dann direkt zu einem äußeren Bestimmungsort gefördert, wo sie ihrem beabsichtigten Zweck zugeführt wird. Eine solche Anlage kann in der chemischen Industrie, bei der Abwasserbehandlung, usw. benutzt werden.

Fig. 8 zeigt schematisch eine kontinuierlich arbeitende Mischanlage. In der Ausführungsform von Fig. 8 sind gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 6 mit gleichen Bezugszahlen versehen. In der Anlage von Fig. 8 ist der Einlaß 55 der Pumpe 57 mit einer oder mehreren Flüssigkeitsleitungen 151(1), 151(2), 151 (N) verbunden, und der Auslaß 59 der Pumpe 57 ist mit dem Einspritzverteiler 62 verbunden. Der Auslaß der zentralen Absaugleitung 51 ist mit einem äußeren Bestimmungsort über eine Leitung 153 verbunden. Die Chemikalien oder Teilchen, die mit einer Flüssigkeit zu vermischen sind, werden entweder manuell oder über einen Trichter (nicht dargestellt) in den Behälter 33 geschüttet. Chemikalien können auch in den Behälter 33 gepumpt werden. Eine oder mehrere Arten von Flüssigkeiten werden dem Einlaß 55 der Pumpe 57 über die Leitungen 151(1), 151(2), 151 (N) zugeführt. Die vermischte Flüssigkeit, die über die Leitung 153 abgeführt wird, wird in dem gleichen Verhältnis abgeführt, in welchem die verschiedenen Materialien und Flüssigkeiten dem Behälter 33 zugeführt werden.

Fig. 9 zeigt schematisch eine weitere kontinuierlich arbeitende Mischanlage, in welcher eine Flüssigkeitsrückführung erfolgt. Bei der Ausführungsform von Fig. 9 bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile wie in den Fig. 1-6 und 8. In der Anlage von Fig. 9 werden die mit einer Flüssigkeit zu vermischenden Chemikalien oder Teilchen entweder manuell oder über einen Trichter (nicht dargestellt) in den Behälter 33 geschüttet. Chemikalien können auch in den Behälter 33 gepumpt werden. Eine oder mehrere Arten von Flüssigkeiten werden dem Behälter über die Leitungen 151(1), 151(2), 151 (N) zugeführt. Der Auslaß der zentralen Absaugleitung 51 ist mit dem Einlaß 55 der Pumpe 57 verbunden, und der Auslaß 59 der Pumpe 57 führt zurück zu dem Einspritzverteiler 62 und über eine Leitung 159 zu einem äußeren Bestimmungsort. Die gemischte Flüssigkeit, die über die Leitung 159 abgeführt wird, wird in demselben Verhältnis abgeführt, in welchem die verschiedenen Materialien und Flüssigkeiten der Anlage zugeführt werden.

Das Mischen erfolgt in dem Behälter 33 in der oben beschriebenen Weise. Da gleiche Flüssigkeitsmengen in die zentrale Absaugleitung 51 an N Stellen eingeleitet werden, wird eine repräsentative Menge des Behälterinhalts dem Einlaß 55 der Pumpe 57 ungeachtet einer Zonenbildung eines Teilchenmaterials an seiner Eingabestelle in den Behälter zugeführt. Jede Schwankung des Verhältnisses an Material, das dem Behälter 33 zugeführt wird, wird abgeschwächt.

Bei den Ausführungsformen, die in den Fig. 1 bis 9 dargestellt sind, kann der Flüssigkeit Wärme zugeführt werden, indem der Behälter 33 warm angeblasen wird. Durch Rühren wird ebenfalls Wärme zugeführt. Wärme kann der Flüssigkeit durch Kühlen des Behälters 33 entzogen werden.

Claims (8)

1. Fluidmischanlage mit einem länglichen, im wesentlichen horizontal angeordneten Behälter (33), der zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Stirnwänden (37, 39) eine Längswand (41, 45, 43) aufweist, mit einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Fluid in den Behälter an mehreren voneinander getrennten Stellen entlang der Längswand des Behälters, mit einer an den Boden des Behälters angeschlossenen ersten Absaugleitung (101), mit einer Auslaßleitung (91, 93), mit einer Pumpe (57) und mit einer dieser zugeordneten Ventileinrichtung, wobei Fluid aus dem Behälter über die Absaugleitung wahlweise entweder zu der Einspritzvorrichtung oder zu der Auslaßleitung förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Absaugleitung (51) vorgesehen ist, die im wesentlichen zentral im Behälter und in dessen Längsrichtung verläuft, die entlang ihrer Länge mehrere im Abstand voneinander angeordnete Durchlässe (53) aufweist, durch die Fluid aus dem Behälter hindurchtritt, und die während des Mischvorganges über die Pumpe an die Einspritzvorrichtung anschließbar ist.

2. Fluidmischanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Durchlaß (53) der zweiten Absaugleitung (51) als Induktorleitung ausgebildet ist, die außerhalb der zweiten Absaugleitung (51) einen ersten Teil (53 A), dessen Einlaßöffnung (115) entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Fluids um die zweite Absaugleitung (51) gerichtet ist, aufweist und in die zweite Absaugleitung (51) hineinführt.

3. Fluidmischanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Induktorleitung innerhalb der zweiten Absaugleitung (51) einen zweiten Teil (53 B) aufweist, welcher eine Auslaßöffnung (117) aufweist, die in Strömungsrichtung zum Einlaß (55) der Pumpe (57) weist.

4. Fluidmischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längswand (41, 45, 43) des Behälters (33) einen halbrunden Bodenwandteil (45) und Seitenwandteile (41, 43) aufweist, die von einander gegenüberliegenden Enden des halbrunden Bodenwandteils (45) aufwärts ragen, und daß der Behälter (33) einen im wesentlichen flachen oberen Wandteil (47) hat, der mit den oberen Enden der Stirnwände (37, 39) und der Seitenwandteile (41, 43) verbunden ist.

5. Fluidmischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (33) im wesentlichen zylindrisch ist.

6. Fluidmischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung außerhalb des Behälters (33) einen Einspritzverteiler (62) aufweist, von dem mehrere Einspritzrohre (71) ausgehen, die im wesentlichen tangential zur Krümmung der Längswand (41, 45, 43) des Behälters (33) in den Behälter hineinragen.

7. Fluidmischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Absperrorgan (61) zwischen der zweiten Absaugleitung (51) und der Pumpe (57) angeordnet ist.

8. Fluidmischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung mit einem zweiten Absperrorgan (107) zwischen der an den Boden des Behälters (33) angeschlossenen ersten Absaugleitung (101) und dem Einlaß (55) der Pumpe (57) sowie mit einem dritten Absperrorgan (69) zwischen dem Auslaß (59) der Pumpe und der Einspritzvorrichtung versehen ist und außerdem mit der Auslaßleitung (91, 93) verbundene weitere Absperrorgane (95, 97) aufweist.