DE4110596C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ver­ mischen von fluiden Mischkomponenten mit einem Strömungs­ kanal, der einen Einlaß für die erste Mischkomponente aufweist, mit wenigstens einer zylindrischen Mischkammer, die tangential an den Strömungskanal angrenzt und die an der Angrenzungsstelle mit dem Strömungskanal strömungsver­ bunden ist, wobei eine Anstromkante einen Teil der ersten Mischkomponente in die Mischkammer lenkt, und mit einem axial in die Mischkammer mündenden zylindrischen Axialka­ nal. Eine solche Mischvorrichtung ist aus der SU-A 10 34 790 bekannt.

Bei der bekannten Mischvorrichtung ist der Strömungskanal, ähnlich wie dies auch aus der USA 39 11 858 bekannt ist, in Form eines Venturirohres mit einem konvergierenden Bereich, einem divergierenden Bereich und einem zwischen diesen angeordneten Obergangsbereich ausgebildet. Angren­ zend an den Übergangsbereich befinden sich zwei Mischkam­ mern. Die in den Strömungskanal einströmende Mischkomponen­ te strömt gegen eine Anströmkante, so daß ein Teil der Komponente in die Mischkammer oder Mischkammern abgelenkt und in der Mischkammer ein schnell rotierender Wirbel erzeugt wird. Der axial in die Mischkammer mündende Kanal führt die zweite Mischkomponente ins "Auge" des Wirbels, so daß es zu einer heftigen Vermischung der beiden Komponenten kommt. Sind zwei oder mehr Mischkammern vorhanden, so können in die zugehörigen Axialkanäle die gleiche oder weitere Mischkomponenten eingeleitet werden.

Für manche Anwendungsgebiete, z. B. auf dem Gebiet der Polymerchemie, reicht der mit der bekannten Mischvorrich­ tung erzielbare Mischungsgrad der Komponenten noch nicht aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Misch­ vorrichtung zu schaffen, mit der die Vermischung der zu mischenden Komponenten weiter verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Mischvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß koaxial vor dem Axial­ kanal eine zylindrische Vorkammer angeordnet ist und daß ein Zuführkanal für die zweite bzw. die weiteren Mischkom­ ponenten tangential in die Vorkammer mündet.

Bei der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung wird bereits in der Vorkammer ein Wirbel erzeugt, so daß die hinzuzumi­ schende Komponente bereits in einer Drehbewegung ist, wenn sie in den in der Mischkammer rotierenden Wirbel eintritt.

Hierdurch wird nicht nur die zum Vermischen notwendige Energie vermindert, sondern es kommt auch zu einem verbes­ serten Mischeffekt. Der Mischeffekt läßt sich, allerdings mit gewisser Einbuße an Energie, weiter verbessern, wenn der Komponenten-Zuführkanal so in die Vorkammer einmündet, daß in derselben ein Drall entsteht, der dem in der zu­ gehörigen Mischkammer entgegengesetzt ist.

In der einfachsten Ausführungsform sind Vorkammer und Axialkanal glatt durchgehend mit gleichem Querschnitt ausgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis des Durchmessers der Vorkammer zum Durch­ messer des Axialkanals 1,25 bis 1,5.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht (Schnitt A-A der Fig. 2) einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung,

Fig. 2 den Schnitt B-B der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittansicht (analog Fig. 2) einer Misch­ vorrichtung, in deren Vorkammern jeweils mehrere Zufuhrkanäle münden.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Mischvorrichtung enthält ein Gehäuse 1, in dem ein Strömungskanal 2 in Form eines Ventu­ rirohrs ausgebildet ist. In das eine Ende des Strömungs­ kanals 2 mündet ein Zufuhrkanal 10, der an eine Anschluß­ tülle 9 angeschlossen ist. Die Anschlußtülle 9 dient zur Zufuhr einer ersten Mischkomponente.

Im Bereich der engsten Stelle des Strömungskanals 2 befin­ den sich tangential an diesen angrenzend zwei zylindrische Mischkammern 3, deren Achse jeweils senkrecht zur Achse des Strömungskanals 2 verläuft.

Das Gehäuse 1 ist von einem Deckel 4 verschlossen, in dem zwei jeweils axial in die Mischkammern 3 mündende Kanäle 7 ausgebildet sind. Diesen Axialkanälen 7 ist jeweils eine Vorkammer 5 vorgeordnet, in die tangential je ein Zufuhrka­ nal 6 mündet. Die zweite oder auch eine dritte Mischkom­ ponente wird den Zufuhrkanälen 6 jeweils über eine Anschlußtülle 11 zugeführt.

Die Anzahl der zu vermischenden Komponenten läßt sich entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 praktisch beliebig vergrößern, wo in die Vorkammern 5 jeweils drei Zufuhrkanäle 6 münden.

Im Betrieb werden die zu mischenden Komponenten unter Druck den Anschlußtüllen 9 und 11 zugeführt. Die in die Anschluß­ tülle 9 einströmende Komponente wird auf ihrem Weg zur engsten Stelle des Strömungskanals 2 beschleunigt, trifft gegen eine Anströmkante 12 und erzeugt in den Mischkammern 3 schnell rotierende Wirbel, wobei der Wirbel in den in Fig. 2 und 3 oberen Mischkammern 3 im Uhrzeigersinn und der Wirbel in den unteren Mischkammern 3 entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert. Die über die Anschlußtüllen 11 herangeführten Mischkomponenten werden durch die tangentia­ le Anordnung der Zufuhrkanäle 6 ebenfalls in eine schnelle Drehbewegung versetzt und zwar im gleichen Drehsinn wie die Wirbel in den Mischkammern 3. Daher tritt in die Misch­ kammern 3 ein bereits in der gleichen Richtung rotierender Strahl ein, der nicht mehr oder nicht mehr so stark be­ schleunigt werden muß wie ein Strahl, wie etwa bei der bekannten Mischvorrichtung, der erst in der Mischkammer in Drehung versetzt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ist also zum Mischen der Komponenten weniger Energie notwendig, wobei sich gezeigt hat, daß der Mischungsgrad noch erheblich besser ist als bei der bekannten Mischvorrichtung. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ist, daß praktisch beliebig viele Komponenten in einer Mischvorrichtung vermischt werden können. So ist es bei der Mischvorrichtung der Fig. 3 möglich, sieben Komponenten innig zu vermischen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Vermischen von fluiden Mischkomponen­ ten mit einem Strömungskanal (2), der einen Einlaß (9) für die erste Mischkomponente aufweist, mit wenigstens einer zylindrischen Mischkammer (3), die tangential an den Strömungskanal (2) angrenzt und die an der An­ grenzungsstelle mit dem Strömungskanal (2) strömungs­ verbunden ist, wobei eine Anströmkante (12) einen Teil der ersten Mischkomponente in die Mischkammer (3) lenkt, und mit einem axial in die Mischkammer (3) mündenden zylindrischen Axialkanal (7), dadurch gekennzeichnet, daß koaxial vor dem Axialkanal (7) eine zylindrische Vorkammer (5) an­ geordnet ist und daß ein Zuführkanal (6) für die zweite bzw. die weiteren Mischkomponenten tangential in die Vorkammer mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers der Vorkammer (5) zum Durchmesser des Axialkanals (7) 1,25 bis 1,5 beträgt.