DE3512548A1

DE3512548A1 - Pulsationsmischer

Info

Publication number: DE3512548A1
Application number: DE19853512548
Authority: DE
Inventors: Heinz Josef Bontenackels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-06
Filing date: 1985-04-06
Publication date: 1986-10-16

Description

P U L S ÄT I--O N I S-C-H«E R
Beschreibung: Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pulsationsmischer zur Durchführung von Misch- und/oder Begasungsvorgängen, sowie zur Intensivierung der ärmeUbertragung in FlUssigkeiten, bei dem an einem Axialstab befestigte Mischelemente in einem Mischgefäß eine kontinuierliche Hubbewegung in axialer Richtung ausführen.
Bekannt ist das Mischen von Flüssigkeiten in Behältern mittels starrer, rotierender Rührer mit einer vielfältigen Schaufelausbildung zum Erzielen spezieller Mischeffekte.
Insbesondere die Forderung der Industrie nach homogener Durchmischung war Anlaß zur Konstruktion immer komplizierterer und kostenaufwendigerer Ausführungen. Hinzu kommt die Forderung der Großchemie nach optimaler Chemikalien-Resistenz der Rührer, die auch von hochwertigen Edelstählen nicht erfüllt werden können.
Bekannt sind Hubmischer z. B. DE-OS 27 53 153, bei welchen die Mischelemente mit starren, schräggestellten Blättern ausgerUstet sind, die jedoch einen geringeren Mischeffekt aufweisen, weil die hiermit erzeugte Hauptströmung eine tangentiale Laminarströmung ist, die bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung teilweise eliminiert wird.
Die Aufgabe besteht darin, ein Flüssigkeits-Mischaggregat zu finden, welches unter Berücksichtigung vertretbarer Herstellkosten und begrenztem Antriebs-Energiebedarf eine homogene Durchmischung ermöglicht und aus chemikalienresistenten Werkstoffen herstellbar ist.
Die Lösung der Aufgabe ist ein Pulsationsmischer nach Patentanspruch 1. Die sich durchbiegenden Blätter des Pulsationsmischers erzeugen eine sich radial fortbewegende turbulente Strömung, die ihre Richtung bei beiden Bewegungsrichtungen des Mischelementes beibehält. Die Auf- und Abbewegung der Mischelemente erzeugt abwechselnd eine rechts- und linksdrehende Turbolenz, die sich durch das ganze Behältervolumen bei richtiger Anordnung der Mischelemente fortsetzen.
Die heutige Präsenz von biegeelastischen Kunststoffen, die den physikalischen und chemischen Anforderungen des erfindungsgemaßen Mischelementes genügen und auch in Dimensionen für Behditergrößen bis zu 3 m Durchmesser herstellbar sind, läßt den nachfolgenden Vergleich mit Rotations-RUhrern zu: Vorteil 1: Der Pulsationsmischer hat einen besseren Mischeffekt bei geringerem Energieverbrauch. Bei Rührern wird ein Teil der aufgewandten Energie zur Erzeugung der unvermeidlichen und für den Mischeffekt nachteiligen Tangential-Strömung verbraucht. Beim Pulsationsmischer wird der gesamte Energiebedarf zur Erzeugung von mischintensiven turbolenten Strömungen genutzt.
Da außerdem die Strömungserzeugung naturgegeben (Ableitung aus der Bewegungsmechanik der Fischschwanzflosse) strömungstechnisch ideal ist, kann von einem optimalen Verhältnis Energieaufwand/Strömungserzeugung ausgegangen werden.
Vorteil 2: Die im Unteranspruch erwähnte Auswechselbarkeit der Einzelteile gestattet eine Anpassung an das jeweilige Medium bzw. Mischproblem.
Vorteil 3: Stromstörer, die bei den bekannten Rühr- und Hubmischern die laminaren Strömungen brechen sollen, sind beim Pulsationsmischer nicht erforderlich, da quasi keine laminaren Strömungen auftreten.
Vorteil 4: Das Dvrchmesser-Verhältnis Element/Behälter d/D hat sich bei dünnflüssigen Medien mit 0,5 - 0,6 als günstig erwiesen. Die Flexibilität der Mischelemente erlaubt es, den Pulsationsmischer durch eine Öffnung von 0,3 D in den Behälter einzuführen. Bei langsam laufenden RUhrern ist dafür eine aufwendige Behdlterdeckel-Demontage erforderlich.
Vorteil 5: Das Antriebsaggregat und die Steuerung von Hubhöhe und Hubgeschwindigkeit des Pulsationsmischers mittels Pneumatik- oder Hydraulikarbeitszylinder kostet 15 bis 25 % eines vergleichbaren Rührerantriebs mittels Elektromotor und Regelgetriebe.
Vorteil 6: Beim Pulsationsmischer können problemfrei Fluorkunststoffe wie PTFE und FEP eingesetzt werden, die wegen ihrer universellen Chemikalien-Resistenz bei manchen Mischmedien unentbehrlich sind. Bei RUhrern ist der Einsatz von Fluorkunststoffen nur begrenzt möglich, und dann auch unter hohem Kostenaufwand.
Die nachfolgende Zeichnung zeigt schematisch die Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im oberen Ausschnitt sind das untere Ende des Pulsationsmischers mit Mittelachse (2), Distanzbuchsen (3) und 2 Mischelementen (1), sowie die Behälterwand dargestellt. Darunter ist die Draufsicht eines Mischelementes mit Verstärkungen im inneren Bereich und Druckausgleichsbohrungen zu sehen.
Die Mittelachse fUhrt eine periodische Hubbewegung aus.
Die auf die Mischelemente übertragene Hubbewegung bewirkt bei diesen ein zum äußeren Rand hin zunehmende Durchbiegung. Diese Bewegung des Mischelementes erzeugt je nach Bewegungsrichtung eine rechts- und linksdrehende turbolente Strömung, die sich radial zur Behälterwand fortsetzt.
Die allseitige Radialströmung verursacht im Zentrum des Aggregates ein leichtes Vacuum, das Uber Druckausgleichbohrungen in den Mischelementen ausgeglichen wird.

Claims

PULSATIONSMISCHER Patentansprüche: 1. Pulsationsmischer zur Durchfuhrung von Misch- und/oder Begasungsvorgängen sowie zur Intensivierung der Warme-Ubertragung in Flüssigkeiten, bei dem an einem Axialstab befestigte Mischelemente in einem Mischgefäß eine kontinuierliche, axiale Hubbewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter der Mischelemente aus einem biegeelastischen Werkstoff bestehen.
2. Pulsationsmischer nach Anspruch 1, dadurch qekennzeich n daß die Mischelemente mit Distanzbuchsen (3) auf die mit einem unteren Anschlagbund versehene Achse (2) lose aufsteckbar und somit auswechselbar und in ihrer Position veränderlich sind.