DE3208462A1 - Apparatus for mixing masses - Google Patents
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- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Mischen von Massen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Homoenisieren von Mehrkomponenten-Massen, mit einem von den iassen durchströmten Rohr, in dem ein oder mehrere um die nohr-Längsachse verdrillte Strömungsleitelemente angeordnet sind. Device for mixing masses The invention relates to a device for mixing and homoenising multicomponent masses with one of the iassen flowed through pipe in which one or more flow guide elements twisted around the longitudinal axis of the tube are arranged.
In der Verfahrenstechnik, insbesondere bei der Verarbeitung von Kunststoffen, kommt es relativ oft vor, dass unterschiedliche Massen, wie beispielsweise Harz und Härter, miteinander vermischt werden müssen. Dazu haben sich insbesondere zwei verschiedene Methoden durchgesetzt.In process engineering, especially when processing plastics, it happens quite often that different masses, such as resin and hardeners, have to be mixed together. Two in particular have come up with this various methods enforced.
Nach der ersten Methode werden die beiden Komponenten in einen Behälter gegeben und beispielsweise mittels eines Rührwerkes miteinander vermischt. Dabei wird die ganze benötigte Menge oder eine Teilmenge auf einmal gemischt. Die ganze gemischte Masse muss dann innerhalb der durch die Komponenten bestimmten Topfzeit verarbeitet werden. Da die Menge der benötigten Masse jedoch oft nur schwer abgeschätzt werden kann, bleibt entweder übrige Masse zurück, oder es muss wegen einer geringen Teilmenge nochmals gemischt werden.According to the first method, the two components are in a container given and mixed with one another, for example by means of an agitator. Included all or part of the required amount is mixed at once. The whole mixed mass must then be within the pot life determined by the components are processed. However, since the amount of mass required is often difficult to estimate will can, either the rest of the mass remains, or it must because of a small portion be mixed again.
Neben diesen auch als dynamisch bezeichneten Mischsystemen gibt es die sogenannten Statikmischer. Diese weisen im Unterschied zu den dynamischen Mischern keine beweglichen Teile auf. Die Statikmischer bestehen in der Regel aus einem von den zu durchmischenden Massen durchströmten Rohr. Im Rohr sind ein oder mehrere eine bestimmte Strömung erzwingende Strömungsleitelemente angeordnet.In addition to these mixed systems, also known as dynamic, there are the so-called static mixer. These show in contrast to the dynamic mixers no moving parts. The static mixers usually consist of one of the pipe flowed through to be mixed. There are one or more in the pipe arranged a certain flow forcing flow guide elements.
Ulti ein Verdrehen bzw Verschieben solcher Strömungsleitelemente im Rohr unter Einfluss der Strömung zu verhindern, sind die Elemente durch Kleben, Löten oder Schweissen mit dem Rohr verbunden. Dieses Verbinden der Strömungsleitelemente mit dem Rohr ist in der Regel mit grösseren Schwierigkeiten verbunden, da die Befestigungsstellen sich im Rohr befinden und dadurch schlecht zugänglich sind.Ulti a twisting or shifting of such flow guide elements in the To prevent pipe under the influence of the flow, the elements are glued by Soldering or welding connected to the pipe. This connecting the flow guide elements with the pipe is usually associated with greater difficulties, since the fastening points are located in the pipe and are therefore difficult to access.
Die Strömungsleitelemente können im Prinzip beliebig ausgebildet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht datin, dass die Elemente um ihre Längsachse verdrillt sind.In principle, the flow guide elements can be designed as desired. A preferred embodiment consists in that the elements are about their longitudinal axis are twisted.
Gerade bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Verbinden mit dem Rohr aufgrund der schlechten Zugänglichkeit sehr schwierig.Especially in this preferred embodiment, the connection is with the pipe is very difficult due to the poor accessibility.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Statikmischer mit um ihre Längsachse verdrillten Strömungsleitelementen zu schaffen, bei dem die Verbindung der Strömungsleitelemente mit dem Rohr vereinfacht wird.The invention is based on the object of having a static mixer to create flow guide elements twisted around their longitudinal axis, in which the connection the flow guide is simplified with the pipe.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Innenkontur des Rohres in Strömungsrichtung verjüngt ausgebildet ist und die Strömungsleitelemente eine mit der Innenkontur des Rohres korrespondierende Aussenkontur aufweisen.According to the invention, this is achieved in that the inner contour of the tube is tapered in the direction of flow and the flow guide elements have an outer contour corresponding to the inner contour of the pipe.
Durch die sich in Strömungsrichtung verjüngende Innenkontur des Rohres können die Strömungsleitelemente sich in axialer Richtung am Rohr abstützen. Jedem Strömungsleitelement ist somit eine bestimmte Stelle im Rohr zugeordnet. Die Strömungsleitelemente sind in der vorbestimmten Reihenfolge in das Rohr einzusetzen.Due to the inner contour of the pipe, which tapers in the direction of flow the flow guide elements can be supported on the pipe in the axial direction. Each The flow guide element is thus assigned to a specific point in the pipe. The flow guide elements are to be inserted into the pipe in the predetermined order.
Um eine optimale Durchmischung der Massen zu erreichen, dürfen sich die Strömungsleitelemente jedoch im Rohr nicht verdrehen lassen. Gegen ein solches Verdrehen werden die Strömungsleitelemente im Rohr allein durch die Reibung gesichert.In order to achieve an optimal mixing of the masses, are allowed to However, do not allow the flow guide elements to twist in the pipe. Against such a thing When twisting, the flow guide elements in the pipe are secured solely by friction.
Die Reibung ist abhängig von den für das Rohr und die Strörllungsleitelemente verwendeten Materialien sowie insbesondere von der Konizität der Innenkontur des Rohres. Bei zu starker Verjüngung des Rohres befindet sich die Verbindung zwischen den Strömungs]eitelementen und dem Rohr nicht mehr im Bereich der Selbsthemmung. Bei zu geringer Konizität des Rohres kann durch geringe Massunterschiede ebenfalls kein Klemmen der Strömungsleitelemente auftreten. Für optimale Verhältnisse ist es daher zweckmässig, dass die Konizität der Innenkontur dcs Rohres 1 bis 6 %, vorzugsweise 3,5 %, beträgt. In diesem bereich können Massabweichungen nur zu geringen Längsverhebungen der Strömungsleitelemente führen.The friction depends on the for the pipe and the flow guide elements materials used and in particular the conicity of the inner contour of the Pipe. If the pipe is tapered too much, the connection is between the flow control elements and the pipe are no longer in the self-locking area. If the conicity of the pipe is too small, small differences in dimensions can also result no jamming of the flow guide elements occur. For optimal conditions is it is therefore expedient for the conicity of the inner contour of the pipe to be 1 to 6%, preferably 3.5%. In this area, dimensional deviations can only result in slight longitudinal displacement the flow guide elements lead.
Die Strömungsleitelemente können einzeln in das Rohr eingesetzt werden. Dies ist jedoch sehr aufwendig. Ausserdem müssen dabei die einzelnen Strömungsleitelemente gegeneinander ausgerichtet werden. Um das Einsetzen und Ausrichten der Strömungsleitelemente zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn mehrere Strömungsleitelemente zu einem Mischeinsatz verbunden sind. Dies kann durch eine einstückige Ausbildung oder durch Verbinden einzelner Strömungsleitelemente durch Kleben, Schweissen oder Löten erfolgen.The flow guide elements can be inserted individually into the pipe. However, this is very time-consuming. In addition, the individual flow guide elements must be aligned against each other. About the insertion and alignment of the flow guide elements To simplify, it is advantageous if several flow guide elements to one Mixed use are connected. This can be achieved by a one-piece design or by Connect individual flow guide elements by gluing, welding or soldering.
Die Strömungsleitelemente können im Rohr direkt hintereinander liegend angeordnet werden. Bei dieser Anordnung werden relativ viele Strömungsleitelemente benötigt. Da sich die Strömungsleitelemente in axialer Richtung nicht aufeinander, sondern an der Wandung des sie umgebenden Rohres abstützen, ist es zweckmässig, die Strömungsleitelemente in axialem Abstand voneinander im Rohr anzuordnen. Durch eine solche Anordnung können Strömungsleitelemente eingespart werden, ohne dass es dabei zu einer Verschlechterung der Durchmiscnung kommt. Der axiale Abstand der Strömungsleitelemente ergibt sich durch entsprechende Dimensionierung deren Aussenkontur.The flow guide elements can lie directly behind one another in the pipe to be ordered. With this arrangement there are a relatively large number of flow guide elements needed. Since the flow guide elements do not overlap in the axial direction, but on the wall of the pipe surrounding it, it is expedient to use the flow guide elements to be arranged at an axial distance from each other in the pipe. Such an arrangement allows Flow guiding elements can be saved without causing any deterioration the mixing comes. The axial distance between the flow guide elements results by dimensioning their outer contour accordingly.
Die Strömungsleitelemente haben die Aufgabe, den gesamten, das Rohr durchfliessenden Strom in Teilströme zu zerlegen, diese in sich zu verdrehen und wieder zusammenzuführen. Für eine vawglichst gute Durchmischung ist es vorteilhaft, dass die Eintritts- und Austrittskanten benachbarter Strömungsleitelemente im wesentlichen um 90" zueinander verdreht anangeordnet sind. Die von einem Strömungsleitelement austretenden Teilströme werden dadurch von den nachfolgenden Strömungsleitelementen laufend in weitere Teilströme zerlegt.The flow guide elements have the task of the whole, the pipe to split the current flowing through into partial currents, to twist them and to bring them together again. For the best possible mixing, it is advantageous to that the inlet and outlet edges of adjacent flow guide elements are essentially are arranged rotated by 90 "to each other. The by a flow guide element Exiting partial flows are thereby controlled by the following flow guide elements continuously broken down into further partial flows.
Somit wird eine optimale Durchmischung der Massen erreicht.In this way an optimal mixing of the masses is achieved.
Bei den meistens nur einmal verwendeten Mischern können sowohl für das Rohr als auch für die Strömungsleitelemente aus Kostengründen Kunststoffe verwendet werden. Bei mehrmals verwendbaren Mischern können auch Metalle angewendet werden.The mixers, which are mostly used only once, can be used for the tube and the flow guide elements are made of plastics for reasons of cost will. Metals can also be used for mixers that can be used several times.
Weiterhin ist eine Kombination von Metall und Kunststoff möglich.A combination of metal and plastic is also possible.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemässe Mischvorrichtung mit axial aneinanderstossend angeordneten Strömungsleitelementen, Fia. 2 eine weitere erfindungsgemässe Mischvorrichtung mit in axialem Abstand voneinander angeordneten Strömungsleitelementen.The invention is to be reproduced below with reference to the example Drawings are explained in more detail. 1 shows a mixing device according to the invention with flow guide elements arranged axially butting against one another, FIG. 2 another Mixing device according to the invention with arranged at an axial distance from one another Flow guide elements.
Die aus Fig. 1 ersichtliche Vorrichtung besteht aus einem Rohr 1, dessen Innenkontur sich in Strömungsrichtung, dh von oben nach unten, konisch verjüngt. Im Rohr 1 sind insgesamt mit 2, 3, 4 und 5 bezeichnete Strömungsleitelemente angeordnet. Die Strömungsleitelemente 2 bis 5 weisen eine mit der Innenkontur des Rohres 1 korrespondierende Aussenkontur auf.The device shown in Fig. 1 consists of a tube 1, whose inner contour tapers conically in the direction of flow, ie from top to bottom. In the tube 1, a total of 2, 3, 4 and 5 designated flow guide elements are arranged. The flow guide elements 2 to 5 have a contour that corresponds to the inner contour of the tube 1 Outer contour.
Jedes der Strömungsleitelemente 2 bis 5 hat somit einen bestimmten Platz im Rohr 1. Die Strömungsleitelemente 2 bis 5 sind im Rohr 1 so angeordnet, dass die Eintrittskanten 3a, 4a, 5a gegenüber der Austrittskante 2b, 3b, 4b des benachbarten Strömungsleitelementes 2, 3, 4, 5 im wesentlichen um 90" zueinander verdreht sind. Diese Anordnung der Strömung ieitelemente ergibt eine optimale Durchmischung der das Rohr 1 durchströmenden Massen. Die Strömungsleitelemente 2 bis 5 werden allein durch die Reibung im Rohr 1 gegen ein Verdrehen gesichert.Each of the flow guide elements 2 to 5 thus has a specific one Place in the pipe 1. The flow guide elements 2 to 5 are arranged in the pipe 1 in such a way that that the leading edges 3a, 4a, 5a opposite the trailing edge 2b, 3b, 4b of the adjacent flow guide element 2, 3, 4, 5 essentially by 90 "to each other are twisted. This arrangement of the flow control elements results in optimal mixing of the masses flowing through the pipe 1. The flow guide elements 2 to 5 are Secured against rotation solely by the friction in the tube 1.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Diese besteht ebenfalls aus einem sich in Strömungsrichtung konisch verjüngenden Rohr 11. Im Rohr 11 sind ebenfalls insgesamt mit 12, 13, 14 und 15 bezeichnete ,trömungsleitelemente angeordnet. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführung sind jedoch die Strömungselemente 12 bis 15 im Rohr 11 nicht axial aneinanderliegend, sondern mit axialem Abstand a voneinander angeordnet. Diese Anordnung wird ermöglicht durch die axiale Abstützung der Strömungsleitelemente 12 bis 15 an der Wandung des Rohres 11. Auch hier sind die Strömungsleitelemente 12 bis 15 zueinander so angeordnet, dass die Eintrittskante 13a, 14a, 15a gegenüber der Austrittskante 12b, 13b, 14b des davor angeordneten Strömungsleitelementes im wesentlichen um 90" verdreht ist. Diese Anordnung der Strömungsleitelemente 12 bis 15 ergibt eine optimale Durchmischung der das Rohr 11 durchströmenden Massen. Auch hier ist jedem der Strömungsleitelemente 12 bis 15 ein bestimmter Platz im Rohr 11 zugeordnet.Fig. 2 shows a further embodiment of a device according to the invention. This also consists of one that tapers conically in the direction of flow Tube 11. In the tube 11 are also designated a total of 12, 13, 14 and 15, flow guide elements arranged. In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, however, the flow elements 12 to 15 in the pipe 11 are not axially adjacent, but arranged at an axial distance a from each other. This arrangement is made possible by the axial support of the flow guide elements 12 to 15 on the wall of the pipe 11. Here, too, the flow guide elements 12 to 15 are arranged in relation to one another in such a way that that the leading edge 13a, 14a, 15a opposite the trailing edge 12b, 13b, 14b of the flow guide element arranged in front of it is rotated essentially by 90 ". This arrangement of the flow guide elements 12 to 15 results in optimal mixing of the masses flowing through the pipe 11. Here, too, is each of the flow guide elements 12 to 15 are assigned a specific place in the tube 11.
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