DE2903294A1

DE2903294A1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2903294A1
Application number: DE19792903294
Authority: DE
Inventors: Dean L Smith; Barry L Tarmy
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-29
Publication date: 1980-08-07
Also published as: GB2040174A; NL7900876A; GB2040174B

Description

PATEN TAN.WÄL.TE

DR. KARL TH. HBGBL DIPL.-ING. KLAUS DICKBL

GROSSE BBRGSTRASSB 223 20OO HAMBURG 50 JULIUS-KREIS-STRASSB 33 8000 MÜNCHEN

POSTFACH BO 06 62 TELEFON IRtOfWSMHM -^ TELEFON (0 89) 88 52IO

(040) 38 25 95 f

Γ T

Telegramm-Adrosse: Doellnerpatent Hamburg

Ihr Zeichen! Unser Zeichen: 2000 Hamburg, den

H 2936 Dr.He/mk

EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY KLorham Park, N,J. 07932 / V.St.A.

MISCHYORRICHTUHG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Mischen von' schwimmenden Teilchen in Aufschlämmungen, und insbesondere auf Prallblecheinrichtungen zum Einsetzen in Mischbehälter zur Durchführung solcher Verfahren.

Im allgemeinen ist das wirksame Mischen von Aufschlämmungen, die schwebende Teilchen enthalten, in vielen Verfahren von erheblicher Bedeutung, insbesondere bei der Her -

Postscheckkonto: Hamburg 291220-2öb3 SaQk3 Br^sQn^i&6nk AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813

BLZ 20080000

Stellung von Elastomeren. Bei diesem letztgenannten Verfahren werden synthetische Polymerteilchen als wässrige Aufschlämmungen im letzten Abschnitt des Verfahrens zugesetzt; dabei werden Aufbewahrungsbehälter zur Aufnahme der Aufschlämmung benutzt, um diese dann als gleichmäßige Beschickung den Extrudern zuzuführen, die zur Herstellung des Endproduktes dienen. Das Mischen dieser schwebenden Teilchen ist auch im Hinblick auf andere chemische Herstellungsverfahren eine wichtige Maßnahme, so z.B_o beim Auflösen der Polymerteilchen bei der !Fertigstellung von Schmieröl zusatz en. Bisher konnte ein gutes Mischen nicht immer erreicht werden, und häufig konnten sich stagnierende Teilchen an der Flüssigkeitsoberfläche zusammenballen, die eine Betriebsunterbrechung verursachten. Wenn die Besahickungskonzentration in einem Verhältnis zur Höhe der Tankfüllung steht, besteht ein weiteres Problem darin, daß die Aufnahmevorrichtung der Beschickung erheblich in Mitleidenschaft gezogen werden kann, wenn das Hiveau im Behälter sich deutlich ändert. Es ist daher offensichtlich erwünscht und wesentlich, ein Mischsystem zum wirksamen Einmischen von schwebenden Teilchen zu entwickeln, das eine Ansammlung stagnierender Teilchen an der Flüssigkeitsoberfläche verhindert und einen kontinuierlichen Abfluß der Aufschlämmung aus den Aufbewahrungsbehältern mit einer Konzentration sicherstellt, die nicht mit der Änderung des Jlüssigkeitsniveau im Behälter deutlich schwankt.

Frühere Versuche bezogen sich auf die Anwendung von Aufnahme-

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behältern, die keinerlei Prallbleche aufwiesen, und eine zentrale Wirbelvorrichtung zur Herbeiführung der gewünschten Mischung vorsahen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß solche Behälter ohne Prallbleche verschiedene Nachteile aufweisen, insbesondere die Notwendigkeit, höhere Mischgeschwindigkeiten anzuwenden,als sie normalerweise vorgesehen sind. Ferner einen Eonzentrationsunterschied der Teilchen zwischen dem Boden und der Oberfläche des Wirbels an der Rührturbine, und eine unerwünschte Wellenbildung bei gewissen Mischgeschwindigkeiten, insbesondere in größeren Aufnahmebehältern.

Die bisher verwendeten MiScheinrichtungen mit eingebauten Prallblechen haben als Kennzeichen volle Prallbleche verwendet, d.h. Prallbleche, die sich über die volle Länge der Behälterwände in bestimmten Abständen erstreckten. Ein normaler Mischbehälter mit vollen Prallblechen weist für gewöhnlich vier Prallbleche voller Länge auf, von denen jedes eine radiale Breite von 1/10 bis 1/12 des Behälterdurchmessers besitzt. Diese Anordnung von vollen Prallblechen vermeidet einen Drall im Behälter und eine Wirbelbildung, abgesehen von dem Pail, wenn die JPlüssigkeitsoberfläche sich sehr dicht an der Oberkante des Rührers befindet.

Andere Einrichtungen, die Prallbleche voller Länge anwenden und zur Erläuterung des Standes der Technik dienen mögen, sind aus den amerikanischen Patentschriften 7O6>4-73 und 2,628,801 ersichtlich. Weitere Mischanordnungen, bei denen

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die Prallbleche anders als oder gerade unter der Flüssigkeitsoberflache angeordnet sind, beschreiben die amerikanischen Patentschriften Nr. 1,353,166; Nr. 2,031,590; und Nr.3,660,244, die alle die Anordnung von Prallblechen am oder in der Nähe des Behälterbodens vorschlagen und beschreiben. Das amerikanische Patent Nr. 2,143,652 beschreibt die Anordnung von Prallblechen oben in der Mitte des Behälters, wodurch kein Wirbel gebildet wird. Dieses letztgenannte Hilfsmittel ist auch in der amerikanischen Patentschrift Nr. 3,414,240 angegeben, die eine vertikal angeordnete Prallblechstruktur in Form von Fingern beschreibt, um Wirbelbildung zu unterdrücken, was jedoch immer noch zu einem, wenn auch modifizierten Zentralwirbel führt. Die amerikanische Patentschrift Nr. 3,473,790 beschreibt zentral angeordnete, ringförmige Prallbleche, um die Rührrichtung herum an der Flüssigkeitsoberfläche^ um die oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche durch den Rührer erzeugte Strömung nach unten ohne Bildung eines Wirbels abzulenken. Patente, die kennzeichnend sind für Anordnungen ohne Prallbleche, sind die amerikanischen Patentschriften Nr.: 905,025; 1,771,321$ 2,042,818; 2,831,418; und 2,875,897} bei allen ergibt sich eine unerwünschte Region einer verhältnismäßig hohen Teilchenkonzentration innerhalb des Mischgefäßes. Prallblechanordnungen, welche die Wirbelbildung unterdrücken oder ausschalten, lassen sich den amerikanischen Patentschriften Nr.: 706,473; 1,353,166; 1,354,489; 1,756,236; 2,031,590; 2,628,081; 2,928,665; und 3,473,790 entnehmen; diese Art der Anordnung macht jedoch die Entfernung von Teilchen

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von der Flüssigkeitsoberfläche schwierig.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Mischsystem, das ein gleichmäßiges Mischen ohne übermäßigen Verbrauch an Mischenergie ermöglicht; insbesondere betrifft die Erfindung ein Mischsystem, das eine teilweise Stauung anwendet, um ein genügendes Einmischen von schwebenden Teilchen zu erzielen.

Gemäß vorliegender Erfindung wurde ermittelt, daß die Anordnung von sogenannten Fingerprallblechen (die im folgenden auch als Teilprallbleche bezeichnet werden) geeigneter Ausgestaltung, nämlich rechteckige??' dreieckige)^ usw. Form, die an oder unmittelbar unter der Flüssigkeitsoberflache angeordnet sind, und ander Wand des Mischbehälters oder des Gefäßes ruhen^zur Erzielung einer wirksamen Mischung kritisch ist, d.h. zur Bildung einer kontrollierten Wirbelbildung und einem guten Einmischen von schwebenden Teilchen. In Verbindung mit der Prallblechanordnung kann ein zentrales Saugrohr zur zusätzlichen Erleichterung des Mischens angewendet werden. Zu Teilprallblechen gemäß vorliegender Erfindung gehören schmale, rechteckige oder dreieckige Fingerprallbleche, die in verschiedenen Stellungen im Mischtank angeordnet sind. Bei einem Behälter mit konstantem Niveau sind die Prallbleche im Abstand von einander an der Innenfläche des Behälters angeordnet, und zwar vorzugsweise unmittelbar unter der betreffenden Flüssigkeitsoberfläche. Je niedriger die Anordnung der Prallbleche

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ist, umso höher ist die zur Erzielung einer angemessenen Mischung erforderliche Mischgeschwindigkeit. Dies führt zu einer entsprechenden Zunahme an verschwendeter Mischenergie. Für Mischbehälter mit schwankendem Flüssigkeitsniveau werden die Prallbleche in passender Weise beispielsweise an der Unter seite eines schwimmenden Ringes befestigt, der gegen Drehung gesichert ist und daher stets in passender Stellung im Ver hältnis zu der schwankenden Flüssigkeitshöhe im Behälter sich befindet. Die vorteilhafte Anwendung eines Saugrohres oberhalb des Laufrades oder Rührers im Behälter zusammen mit der oben beschriebenen Pral!blechanordnung schafft bei einem Behälter mit konstantem Flüssigkeitsniveau ein gutes Mischergebnis, da es das Arbeiten bei niederen Mischgeschwindigkeiten ermöglicht, und somit weniger Energie erfordert.

Eine weitere Prallblechanordnung für Mischbehälter mit schwankendem Flüssigkeitsniveau verwendet feste Prallbleche in Form von schmalen, verlängerten Rechtecken, die an der Behälterwand angeordnet sind und sich vom höchsten, beim Arbeiten einstellenden Flüssigkeitsstand bis zum Boden des Behälters erstrecken.

Um ein gutes Mischen zu erreichen, ist es erforderlich, die großen Teilchen einzumischen und am Flüssigkeitsaustritt eine im wesentlichen gleichförmige Konzentration der Aufschlämmung aufrechtzuerhalten. An der Oberfläche der Flüssigkeit sollen keine stagnierenden Teilchen zurückbleiben, und die Konzentration der Aufschlämmung beim Austritt soll nicht merklich in

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Abhängi-gkeit vom Flüssigkeitsstand im Behälter schwanken. Indessen ist eine völlige Übereinstimmung zwischen der Ausflußkonzentration und der Zusammensetzung der Hauptmasse nicht wesentlich, und in der Hauptsache nicht notwendig, d.h. die Ausflußkonzentration kann technisch einwandfrei etwas geringer sein, als die Konzentration der Masse.

Wie gefunden wurde, ist der ßegelfaktor beim Mischen schwebender Teilchen beliebiger Größe und Dichte die Anwesenheit eines verhältnismäßig engen Wirbels, so daß die Teilchen beim Hineinziehen in der Innere des Wirbels mitgenommen und vermischt werden. Es ist daher wesentlich, daß in der Behälterflüssigkeit eine Strömung erzeugt wird, die zu einer Wirbelbildung führt, welche ihrerseits zu einer verhältnismäßig intensiven Vermischung der schwebenden Teilchen führt. Große Teilchen, die beispielsweise 2,5^ bis 7,62 cm maximalen Durchmesser aufweisen, vermischen sich ebenso gut wie schmale Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 3,18 mm maximal.. Die Wirbelbildung und die Geschwindigkeiten im Behälter stehen im allgemeinen in einem bestimmten Verhältnis zur Geschwindigkeit der Spitze des Eührblattes der Turbine. Weitere Einzelheiten der"Mischprinzipien und ihrer Anwendung"lassen sich der Arbeit von S. Nagata: "Mixing Principles and Applications", erschienen bei Halsted Press, 1975 entnehmen.

Es hat sich gezeigt, daß die Teilanordnungen von Prallblechen gemäß vorliegender Erfindung erheblich weniger Mischenergie

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verbrauchen als Anordnungen von vollen Prallblechen, was auf die Verminderung der erforderlichen Mischgeschwindigkeit und der Breite der Prallbleche zurückzuführen ist. Dies sind alles üblicherweise bekannte Beziehungen, die leicht von Fachleuten des Gebiets entwickelt werden können, auf das sich die Erfindung bezieht.

Pig. 1 ist eine schematische Darstellung von sogenannten Pingerprallblechen gemäß vorliegender Erfindung, die bei einem Behälter mit konstantem Niveau an der Behälterwand im wesentlichen in der Höhe der Plüssigkeitsoberflache oder unmittelbar darunter angebracht sind. Dabei wird ein einzelner Turbinenrührer mit schräg gestellten Schaufeln zum Abpumpen verwendet.

Pig. 2 ist eine Draufsicht auf die Anordnung nach Pig. 1.

Pig. 3 ist eine schematische Prallblechanordnung nach den Pig. 1 und 2 mit einem zentral angeordneten Saugrohr.

Pig. 4· zeigt eine schematische Pingerprallblech-Anordnung gemäß vorliegender Erfindung unmittelbar in der Höhe des Plüssigkeitsniveau oder dicht darunter bei einem Behälter mit schwankendem Plüssigkeitsstand.

Pig. 5 ist eine Draufsicht auf die Anordnung nach Pig. 4.

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Pig. 6 zeigt schematisch Teilpralibleehe voller Länge gemäß vorliegender Erfindung.

Pig. 7 ist eine Draufsicht auf die Anordnung nach Pig. 6.

In der Zeichnung "bedeuten gleiche Bezugszeichen innerhalb der verschiedenen Darstellungen gleiche Teile. In Pig. 1 ist ein Mischbehälter oder Gefäß 10 mit konstantem Plüssigkeitsniveau dargestellt, d.h. ein Behälter, bei dem das Plüssigkeitsniveau stets auf gleicher Höhe gehalten wird. Der Behälter weist eine senkrechte Welle 11 auf, die den gentral—angeordneten Bohrer trägt, der beispielsweise aus einer üblichen Turbine mit schräg gestellten Schaufeln besteht. Die Turbine besitzt einen Gesamtdurchmesser von einem Drittel des Behälterdurchmessers mit einer dargestellten Blattneigung zum Abpumpen. Die Turbine wird im Uhrzeigersinn angetrieben, obwohl auch eine Bewegung im umgekehrten Sinne mit entgegengesetzter Blattneigung mit Hilfe eines Motors oder dergleichen möglich ist. Diese Ausführungsform ist nicht dargestellt. Die Plüssigkeit wird im allgemeinen auf einem konstanten Niveau 16 gehalten^und die Mischbleche 18 sind an der Innenwand des Behälters unmittelbar unter der Plüssigkeitsoberflache angebracht, obwohl sie auch im wesentlichen an der Plüssigkeitsoberflache sich befinden können. Die Prallbleche stehen im Abstand von 90° voneinander an der Innenfläche der Behälterwand, wie am besten aus Pig.2 ersichtlich ist,und werden mit üblichen Befestigungsmitteln 20_; beispielsweise Armen, die sowohl am Prallblech wie an der

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Behälterwand angeschweißt sind, mit der Behälterwand verbunden. Die Prallbleche 18 können eine dreieckige Gestalt haben, wie dies durch punktierte Linien in !"ig. 1 angedeutet ist j sie können aber auch rechteckige Gestalt besitzen. Bei einer beispielhaften Arbeitsweise, die durch Fachleute nachgeprüft werden kann, hat sich ergeben, daß diese Art von Prallblechanordnung ein wirksames Einmischen von Teilchen bei niederen Kührgeschwindigkeiten der Turbine, ermöglicht als bei den üblichen vollen Prallblechen oder beim Weglassen aller Prallbleche. So benötigen beispielsweise in einem Mischbehälter von 91 »4- cm Durchmesser unter Verwendung einer Turbine mit schräg gestellten Schaufeln von 30,5 cm Durchmesser bei einer Behälterfüllung, die im wesentlichen dem Behälterdurchmesser entspricht, dreieckige Prallbleche eine Turbinengeschwindigkeit von 1|?0 UpM zum Einmischen von beispielsweise Pdypropylenkügelchen von 2,54· cm Durchmesser im Wasser. Eine Ausstattung mit vollen Prallblechen und ohne jedes Prallblech erforderten, wie sich gezeigt hat, eine Drehgeschwindigkeit von 300 TpM; dabei handelt es sich um die maximale Turbinengeschwindigkeit. Obwohl dreieckige Prallbleche zur Erzielung der wirksamsten Mischung vorzuziehen sind, bewirken auch rechteckige Prallbleche eine wirksame Mischung, aber in etwas weniger hohem Grade. Typische Abmessungen für dreieckige Prallbleche sind bei einem Mischbehälter von 91*4- cm Durchmesser solche von 10,2 bis 15,2 cm, wobei die lange Seite an der Behälterwand befestigt ist. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß verschiedene andere Größen und Formen zusätzlich zu der dreieckigen und rechteckigen

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Porm für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Auen die Zahl der angewendeten Prallbleche kann schwanken. Obwohl im minimum zwei Prallbleche erforderlich und vier vorzuziehen sind, ist es auch möglich, bis zu maximal 8 Prallbleche anzuwenden. S¹Ur gewöhnlich werden die Prallbleche senkrecht zur Behälterwand angeordnet. Indessen sind auch "WinkelStellungen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet.

Venn vier dreieckige Prallbleche verwendet werden, läßt sich ihre Größe danach bemessen, daß der horizontale Schenkel etwa 10 bis 15 % des Behälterdurchmessers ausmacht, und der vertikale Schenkel etwa bei 15 bis 20 % des Behälterdurchmessers liegt. Wenn rechteckige oder andere vier Prallbleche verwendet werden, wird die Größe der Prallbleche so gewählt, daß die Summe der Oberflächen der Prallbleche die gleiche ist, wie die Gesamtoberfläche von vier Prallblechen mit den oben angegebenen Abmessungen. Die Prallbleche werden im wesentlichen in gleichen Abständen rings am Umfang des Behälters angeordnet. Die Prallbleche werden so an der Behälterwand angeordnet, daß sie diese berühren oder in unmittelbarer Berührung mit ihr stehen oder in einem Abstand von 2 % des Behälterdurchmessers von der Behälterwand. Dies hängt von der jeweiligen Anwendung und der Größe der zu mischenden Teilchen ab.

Fig. 3 zeigt ein Mischsystem mit einer Prallblechanordnung entsprechend Fig. 1 und 2. Zusätzlich ist ein zentrales Saugrohr22 angeordnet, das über dem Turbinenrührer 12 sich befindet. Der

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Rührantrieb befindet sich zentral darüber. Das Saugrohr wirkt mit den Prallblechen 18 in der Weise zusammen, daß es für einen verminderten oder einen verringerten Energieverbrauch sorgt im Vergleich zu einer Anordnung, wenn lediglich ein Saugrohr ohne Prallbleche verwendet wird. Dieser verminderte Energieverbrauch wird dadurch erzielt, daß eine bessere Vermischung unter Anwendung verminderter Turbinengeschwindigkeiten erreicht wird, wie dies aus dem folgenden Vergleich hervorgeht. Für das Einmischen von Propylenkügelchen von 2,54- cm Durchmesser in einem Behälter von 91»4- cm Durchmesser unter Verwendung eines Turbinenrührers mit schräg gestellten Schaufeln von 30,5 cm erfordert die Vorrichtung eine Turbinengeschwindigkeit von lediglich 85 UpM, während bei Verwendung eines Abzugsrohres allein ohne Prallbleche 150 UpM erforderlich sind. Die Anordnung voller Prallbleche oder das Weglassen aller Pralbleche ohne ein Saugrohr erfordert etwa 300 UpM. Ein zusätzlicher Vorteil bei der Verwendung von Prallblechen direkt unter oder im wesentlichen^ der ELüssigkeitsoberflache besteht darin, daß große Oberflächenwellen unterdrückt werden, die sich andernfalls in Behältern ohne Prallbleche bilden.

Obwohl hier ein Turbinenrührer 12 mit Rührblättern dargestellt ist, können für die Zwecke der Erfindung verschiedene andere Rührer verwendet werden, was von dem Grad der gewünschten Mischung abhängt. Am Behälterboden ist ein Bodenlager 24 zur stabilen Lagerung der Rührblätter angeordnet.

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Pig. 4- und 5 zeigen eine Prallblechanordnung für einen Rührbenälter 10, in dem das Flüssigkeitsniveau 26 konstant schwnkt. Dies erfordert es, daß die Prallbleche 28, die hier in dreieckiger lOrm dargestellt sind, stets unmittelbar unter oder im wesentlichen in der Höhe des Flüssigkeitsniveaus liegen. Um. dies zu erreichen, ist - wie in Fig.4- dargestellt - eine Mehrzahl von.Prallblechen 28 angeordnet, ebenso wie dies oben bereits im Zusammenhang mit einer Ausführungsform angegeben ist. Indessen sind diese Prallbleche an einem schwimmenden Fesselring befestigt, der allgemein mit der Ziffer 30 bezeichnet ist; dieser Eing besteht aus einem ringförmigen Schwimmteil 32, der bei 34- nachgiebig mit Fixpunkten an der inneren Behälterwand befestigt ist. Die nachgiebigen Befestigungen haben einen weiten Spielraum und nähern sich einer Horizontalstellung, wenn die Flüssigkeit im Behälter sehr hoch steht, während sie bei niedrigem Flüssigkeitsniveau eine vertikale Stellung einnehmen. In einem Mischtank mit einem Durchmesser von 91 }4· cm kann das Befestigungsglied aus einem Sperrholzring von 12,7 mm Dicke bestehen, der einen Gesamtdurchmesser besitzt, das er gerade lose in den Behälter hineinpasst und eine Radialbreite von beispielsweise 5,1 cm besitzt. Die Prallbleche 28 sind aus Blech hergestellt., und an der Unterseite des Ringes durch übliche Mittel,zum Beispiel Schrauben,befestigt} sie erstrecken sich senkrecht zum Ring 32 und der Behälterwand. Versuche haben gezeigt, daß bei einer Behälterfüllung mit Flüssigkeit,die etwa dem Behälterdurchmesser entspricht, Prallbleche von dreieckiger Form, die von dem Schwimmkörper - wie

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dargestellt - gehalten werden, das Einmischen von Polypropylenkügelchen von 2,54- cm Durchmesser mit einer Turbinengeschwindigkeit von lediglich 150 UpM ermöglichen, während sowohl volle Prallbleche als auch eine Einrichtung ohne Prallbleche eine Geschwindigkeit über 300 UpM erfordern.

Obwohl die bevorzugte Prallblech-Anordnung für Behälter mit schwankendem ITüssigkeitsniveau darin besteht, daß die Prallbleche immer gerade unter oder im wesentlichen an der ETüssigkeitsoberfläche sich befinden, - wie dies oben beschrieben istsind auch andere Anordnungen mit fester Stellung von Partial prallblechen möglich, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Die Prallbleche 36 besitzen hier die Form verlängerter Rechtecke; sie erstrecken sich in der vollen Tiefe der möglichen KLüssigkeitsfüllung im Behälter und sind innerhalb der Behälteroberfläche in gleichen Abständen angeordnet. Wenn vier Prallbleche verwendet werden, beträgt die Breite der Rechtecke in radialer Richtung etwa 2 % des Behälterdurchmessers. Bei einem Mischbehälter mit 91»4· cm Durchmesser und unter Verwendung einer Turbine mit schräg gestellten Schaufeln von einem Durchmesser von 30,5 cm erfordern solche verlängerten Prallbleche eine Turbinengeschwindigkeit von 175 UpM, um Propylenkügelchen von 2,54- cm Durchmesser in Wasser zu mischen. Normalerweise sind die verlängerten Prallbleche rechtwinklig zu der Behälterwand angeordnet, ebenso wie sie im wesentlichen vertikal sind. Indessen ist auch eine Sehraganordnung zur Behälterwand geeignet, wenn die Ausladung in radialer Richtung der

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oben genannten Beziehung entspricht. Schrägstellungen bis zu 15°,abweichend von der vertikalen, sind ebenfalls für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet. Zusätzlich kann die Zahl der verwendeten Prallbleche schwanken, wenn eine entsprechende Änderung in der Hadialbreite berücksichtigt wird. Abweichungen von der regulären rechteckigen Form der Prallbleche, wie etwa eine keilförmige Verjüngung oder Auszackungen,sind auch im Bereich der vorliegenden Erfindung möglich.

Es kommt hinzu, daß die vorliegende Erfindung lediglich einen einzigen Turbinenrührer verwendet, während früher mit Prallblechen ausgestattete Anordnungen mehrere Rührer mit entsprechend vermehrten Energieverbrauch erforderten.

Es hat sich herausgestellt, daß die mit Teilblechen ausgestatteten Anordnungen gemäß der Erfindung eine geringere Mischenergie als Anordnungen mit vollen Prallblechen erfordern.Dies kann der Verminderung der erforderlichen Mschgeschwindigkeit zugeschrieben werden und auch einer Verminderung der sogenannten Kraftzahl Np der Turbine, wie sie gewöhnlich in der Literatur der Mischvorgänge defineiert ist. Die Kraftzahl und die Erfordernisse an Mischenergie hängen mit der Größe des Mischers, mit der Geschwindigkeit und dem System der physikalischen Eigenschaften durch folgende bekannte Gleichung zusammen:

^r * k
P

In dieser bedeutet P den erforderlichen Energieverbrauch in

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Watt oder PSj Np ist die dimensionslose Kraftzahl; O (Eho) ist die Schlammdichte in kg/cBr(oder in Pfund/Fuß^) 5 N ist die Turbinen-Drehgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute; D ist der Turbinendurchmesser in Metern (oder Puß) und kp ist die Umwandlungskonstante, die in metrischen Einheiten 1,0 beträgt und bei amerikanischen Einheiten mit 17₅700 einzusetzen ist.

Andere Faktoren, die in diese bewährte Rechnung eingehen, sind der Abstand der Turbine vom Behälterboden, das Maximalniveau der zu rührenden Aufschlämmung und die Anordnung des Abflusses für die gemischte Aufschlämmung und die Abflußgeschwindigkeit durch die Öffnung.

In der vorliegenden Beschreibung ist ein neues Mischsystem zur wirksamen Mischung von schwimmenden Teilchen einer Aufschlämmung erläutert, wobei die Teilchen eine geringere Dichte als die umgebende Flüssigkeit besitzen. Bei dem neuen System werden nicht nur große schwimmende Teilchen gut vermischt, sondern eine solche Mischung wird mit einem geringeren Mischenergieaufwand erzielt als es bisher möglich war. Die vorstehend beschriebenen Ausführungeformen der Erfindung dienen lediglich der Illustration, und es sind verschiedene Änderungen der Struktur hier angegeben, die dem Fachmann sich von selbst aufdrängen, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der lediglich durch die anschließenden Ansprüche gekennzeichnet ist.

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Claims

PAIMTACTSPRÜGHE

Mischsystem für Schlämme mit Schwebeteilchen, ■bestehend aus einem Behälter (10), der den Schlamm (14) enthält; einer !flüssigkeit svorrichtung (12), die innerhalb des Behälters(10) angeordnet ist und ein Bührblatt im wesentlichen nahe dem Behälterboden aufweist; Prallblechanordnungen bestehend aus einer Mehrzahl von Prallblechen (18,28,36), die die !Flüssigkeit beim Mischen des Schlammes kontinuierlich ablenken und die im wesentlichen in der Nachbarschaft der ilüssigkeitsoberflache (16) im Behälter (10) in einem gegebenen Augenblick angeordnet und an der Wand des Behälters (10) befestigt sind.

2« Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbleche (18,28,36) an der Behälterwand (10) festsitzen.

3. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbleche (18,28,36) so konstruiert und angeordnet sind, daß sie mit der Änderung des üflüssigkeitsnrveaus (18) der

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Aufschlämmung im Behälter (10) sich mitbewegen.

4. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbleche (18,28,36) im wesentlichen im gleichen Abstand an der Wand des Behälters (10) befestigt sind.

5. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbleche (18,28,36) dreieckige Struktur haben und im wesentlichen senkrecht zur Wand des Behälters (10) angeordnet sind.

6. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Ablenkbleche (18,28,36) rechteckige Gestalt aufweist und im wesentlichen senkrecht zur Wand des Behälters (10) angeordnet ist.

7- Mischsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Saugrohr (22), das über dem Rührblatt (12) senkrecht in gewissem Abstand zum Zusammenwirken mit den Ablenkblechen (18,28,36) angeordnet ist, um die schwebenden Teilchen wirksam zu mischen.

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8. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbleche (18,28,36) unmittelbar an und unter der Oberfläche (18) der Flüssigkeit im Behälter (10) angeordnet sind.

9· Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Mischvorrichtung für die Flüssigkeit (14) aus einem Rührblatt (12) besteht und daß die Ablenkbleche (18,28,36) neben und gerade unter der Oberfläche (18) der Flüssigkeit im Behälter (10) angeordnet sind.

10. Mischsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schwimmvorrichtung (30) an der Oberfläche der Aufschlämmung, welche die Ablenkbleche (18,28,36) und sich entsprechend den Ände rungen im Flüssigkeitsniveau (18) bewegt} sowie durch Befestigungsvorrichtungen (34), um eine wesentliche Drehung der Ablenkbleche (28) im Behälter (10) zu verhüten.

11. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtung (12) für die Flüssigkeit aus einer einzelnen, mit schräg gestellten Rührblättern ausgerüsteten Turbine besteht.

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12. Mischsystem nach Anspruch 7) dadurch gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtung für die Flüssigkeit aus einer am Boden ummantelten Turbine (12) mit flachen Rührblättern besteht.

13· Mischsystem für Aufschlämmungen schwebender Teilchen, bestehend aus einem Behälter (10), der die Aufschlämmung (14) enthält; Rührvorrichtung für die Flüssigkeit, die innerhalb des Behälters (10) angeordnet sind und aus einem Rührblatt (12) bestehen, das im wesentlichen in der Nähe des Bodens des Behälters angeordnet ist $ Ablenkvorrichtungen bestehend aus einer Mehrzahl von Ablenkblechen (18 ,28,36), die das Mischen der Aufschlämmung kontinuierlich unterstützen und an der Wand des Behälters (10) angeordnet sind, wobei sich all diese Ablenkbleche (18,28,36) im wesentlichen von der Nähe der Flüssigkeitsoberfläche (18) bis mindestens in die Nähe des Bodens des Behälters (10) erstrecken, und wobei diese Ablenkbleche (18,28,36) im wesentlichen rechteckige Gestalt haben und eine radiale Breite besitzen, die nicht größer ist als 2 % des Behälterdurchmessers.

14. Mischsystem nach Anspruch 13, gekennzeichnet, durch eine Mehrzahl, im gleichmäßigen Abstand

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angeordneter Prallbleche (18,28,36) an der Wand des Behälters (10).

15· Mischsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallbleche (18,28,36) winklig zur Behälterwand (10) angeordnet sind.

16. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ablenkbleche (18,28,36) eine dreieckige Gestalt besitzen und Jedes dieser Prallbleche (18,28,36) einen horizontalen Schenkel aufweist, der etwa 10 bis 15 % des Behälterdurchmessers beträgt und einen vertikalen Schenkel, der etwa 1$ bis 20 % des Behälterdurchmessers ausmacht.

17. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ablenkbleche (18,28,36) unmittelbar an der Behälterwand befestigt sind.

18. Mischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Ablenkbleche (18,28,36) in einem Abstand von maximal 2 % von dem Behälterdurchmesser angeordnet ist.

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19. Mischsystem für eine Aufschlämmung mit Schwebeteilchen bestehend aus einem Behälter (10), der die Aufschlämmungen (14) enthält; einer im Be halter angeordneten Rührvorrichtung, die aus einem Rührblatt (12) besteht, das im wesentlichen in der Nähe des Behälterbodens sich befindet; Ablenkvorrichtungen, bestehend aus einer Mehrzahl von Prallblechen, die eine kontinuierliche Mi schung der Aufschlämmung unterstützen und mindestens in der Nähe des maximalen Flüssigkeitsstandes im Behälter (10) in der Nähe der Behäl terwand angeordnet sind, wobei die G-esamtfläche dieser Prallplatten (18,28,36) im wesentlichen der Oberfläche von vier dreieckigen Prallplatten entspricht, von denen jede einen horizontalen Schenkel mit einer Länge von etwa 10 bis 15 % des Behälterdurchmessers und einen vertikalen Schenkel besitzt, der etwa 15 bis 20 °/o des Behälterdurchmessers entspricht.

20. Mischsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatten (18,28,36) sich nach.unten mindestens in die Nähe des Bodens des Behälters (10) erstrecken.

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