DE4129248A1 - Statischer mischer - Google Patents
Statischer mischerInfo
- Publication number
- DE4129248A1 DE4129248A1 DE4129248A DE4129248A DE4129248A1 DE 4129248 A1 DE4129248 A1 DE 4129248A1 DE 4129248 A DE4129248 A DE 4129248A DE 4129248 A DE4129248 A DE 4129248A DE 4129248 A1 DE4129248 A1 DE 4129248A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- static mixer
- parts
- built
- tube
- active elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 2
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003958 fumigation Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003455 independent Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- 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
- B01F25/4315—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material
- B01F25/43151—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material composed of consecutive sections of deformed flat pieces of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- 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
- B01F25/4315—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer, der aus in
einem Rohr angeordneten ruhenden Einbauten besteht, die die
Fluidströme in zur Rohrachse geneigten und nach kurzen Ab
ständen wechselnden Richtungen lenken.
Bei statischen Mischern der einleitend gekennzeichneten
Gattung erreicht man beim Hindurchdrücken der Fluide durch
die Rohre nicht nur deren Grobdurchmischung, sondern auch
infolge der starken Schubspannungen an den Kreuzungsstellen
der verschiedenen Teilströme eine intensivere örtliche Ver
mengung. Ein als Sulzer-Mischer bekannt gewordener statischer
Mischer besteht aus einzelnen Mischelementen, die aus wellen
förmig strukturierten Lamellen aufgebaut sind (s. vt "ver
fahrenstechnik" 17 (1983) Nr. 12, Seiten 698-707) . Diese
bilden offene sich kreuzende Kanäle. Die durch die Lamellen
erzeugten Scherkräfte zerteilen die disperse Phase in kleine
Blasen, falls der bekannte statische Mischer beispielsweise
zur In-line-Begasung von Flüssigkeiten Anwendung findet.
Dabei findet eine laufende Erneuerung der Phasengrenzfläche
durch Zusammentreffen der Blasen und deren Neubildung statt.
Eine erhöhte Turbulenz in der Flüssigkeit fördert den
Stoffübergang.
Der Sulzer-Mischer weist einen relativ hohen Druckverlust
auf, da der Rohrquerschnitt einerseits durch nennenswerte
Lamellenquerschnitte reduziert wird und andererseits die
Vielzahl der erzeugten Teilströme durch jeweils nahezu ge
schlossene Kanäle berandet wird. Durch die Form der Einbauten
ergibt sich eine auf das Mischervolumen bezogene relativ
große spezifische Mischeroberfläche, die an zahlreichen
Kontaktstellen der Lamellen miteinander keilförmige Spalten
ausbildet, wodurch die einwandfreie Reinigung gerade in
diesen kritischen Bereichen, insbesondere innerhalb Anlagen
der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, erschwert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
statischen Mischer der einleitend gekennzeichneten Gattung zu
schaffen, der hinsichtlich der Intensität der Durchmischung
der kontinuierlichen Phase mit der zu dispergierenden Phase
und des erreichbaren Stoffüberganges einem Vergleich mit
statischen Mischern nach dem Stand der Technik standhält,
dabei aber einen geringeren Druckverlust und einen ein
facheren und damit kostengünstigeren und reinigungsfreund
licheren Aufbau aufweist.
Die Aufgabe wird durch Anwendung der Kennzeichenmerkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des sta
tischen Mischers sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.
Die Vorteile des vorgeschlagenen statischen Mischers bestehen
insbesondere darin, daß die Einbauten keine den Druckverlust
ungünstig beeinflussenden Kanäle bilden, deren Umfangskontur
mehr oder weniger in sich geschlossen ist, sondern daß ledig
lich Wirkelemente in Form von Lamellenflächen vorgesehen
sind, auf die die Fluidströme teilweise aufprallen und an
denen sie umgelenkt werden. Die Wirkung der relativ einfachen
Einbauten entspricht in verblüffender Weise jener der vorge
nannten bekannten Mischelemente, ohne daß allerdings die vor
stehend angegebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
So wurde beispielsweise bei der In-line-Begasung von Wasser
mit Luft experimentell ermittelt, daß der bekannte statische
Mischer bei annähernd gleicher Anreicherung des Wassers mit
Sauerstoff (ca. 7 mg O2/Liter) einen etwa doppelt so hohen
Druckverlust als der erfindungsgemäße statische Mischer
aufweist (1,3 gegenüber 0,7 bar).
Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße statische Mischer
folgende strömungstechnische Eigenschaften auf:
- - homogene Verteilung der zu dispergierenden Phase im Rohr querschnitt;
- - intensive Durchmischung in radialer Richtung und damit gleichmäßige Konzentration im gesamten Rohrquerschnitt;
- - Gas - zu Flüssigvolumenstrom in weiten Grenzen variierbar (Verhältnis QG/QL < (5 bis 10)).
Der geringe Druckverlust setzt sich im wesentlichen aus zwei
Anteilen zusammen. Der kleinere Anteil resultiert aus der
Tatsache, daß in einem Rohrquerschnitt jeweils nur zwei
Querschnitte eines Wirkelementes wirksam sind, wobei aufgrund
der sehr geringen Lamellendicke s1 und s2 und aufgrund der
gegenüber dem Rohrinnendurchmesser D relativ geringen Lamel
lenbreite b1 und b2 ein im Verhältnis zum Rohrquerschnitt
näherungsweise vernachlässigbarer Wirkelemente-Querschnitt
gegeben ist. Der größere Anteil am Druckverlust entsteht
durch den Aufprall der Fluide auf die Lamellen und die an
schließende Umlenkung. Der insgesamt gegenüber dem bekannten
statischen Mischer unter vergleichbaren Bedingungen signi
fikant geringere Druckverlust ergibt sich in der Hauptsache
aus dem Sachverhalt, daß der vorgeschlagene statische Mischer
auf eine druckverlusterhöhende Aufteilung der Rohrströmung in
eine Vielzahl von Teilströme, von denen jeder für sich von
einem mehr oder weniger in sich geschlossenen Kanal berandet
wird, verzichtet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des statischen Mischers gemäß
der Erfindung sieht vor, die Wirkelemente als ebene Flächen
elemente auszubilden, wobei jede Gruppe parallel angeordneter
Wirkelemente jeweils mit der Rohrachse einen bestimmten Nei
gungswinkel bildet. Die Wirkelemente erstrecken sich zweck
mäßigerweise nach Maßgabe ihrer gewählten Breite von der
einen zur gegenüberliegenden Rohrwand. Abstände zwischen dem
Einbauteil und den benachbarten Rohrwänden sind prinzipiell
möglich; sie erhöhen jedoch, in rohraxialer Richtung be
trachtet, die von Einbauten freien Querschnittsflächen und
verringern im allgemeinen die Intensität der Durchmischung.
Der durch die vorgenannte Ausgestaltung gegebene zick-zack-för
mige Verlauf der Einbauteile ist denkbar einfach herzu
stellen. Die Ausführung vereinfacht sich noch weiter, wenn
die Wirkelemente, wie dies eine andere Ausgestaltung des
statischen Mischers gemäß der Erfindung vorsieht, im Wechsel
zwischen gegenüberliegenden Rohrwänden betragsmäßig um den
gleichen Neigungswinkel gegen die Rohrachse geneigt sind. Die
Einbauten besitzen dann, in ihrer Erstreckungsebene be
trachtet, eine kongruente Form.
Bei nicht vertikaler Anordnung der Rohrachse des statischen
Mischers kommt es beispielsweise bei der Begasung von Flüs
sigkeiten zu Entmischungserscheinungen infolge Gasblasenauf
trieb. Den Auswirkungen dieses Auftriebes wird durch eine
weitere Ausgestaltung des statischen Mischers wirksam be
gegnet, bei der die Einbauteile derart im Rohrquerschnitt
angeordnet sind, daß die Vertikale, die durch das Gravita
tionsfeld gegebene Richtung, den Anordnungswinkel β halbiert.
Die erfindungsgemäßen Einbauten können, gemäß einem weiteren
Vorschlag der Erfindung, in einem zylindrischen Rohr, in
einem Rohr, dessen Umfangskontur aus einer Aneinanderreihung
unterschiedlicher Krümmungsradien besteht, oder in einem Rohr
mit regel- oder unregelmäßigem Vieleckquerschnitt angeordnet
sein.
Eine hinsichtlich ihrer Einfachheit unübertroffene Aus
führungsform des statischen Mischers ist dadurch gekenn
zeichnet, daß in einem zylindrischen Rohr mit dem Innendurch
messer D gleichbreite Einbauteile mit gleicher Lamellendicke
vorgesehen sind, die im rechten Winkel zueinander angeordnet
sind (Anordnungswinkel β = 90 Grad). Dabei sind die als ebene
Flächenelemente ausgebildeten, im Wechsel zwischen gegenüber
liegenden Rohrwänden sich erstreckenden Wirkelemente betrags
mäßig um den gleichen Neigungswinkel gegen die Rohrachse
geneigt. Diese Ausführung ergibt Einbauteile, die hinsicht
lich jeder Abmessung völlig kongruent sind. Bei einem
zylindrischen Rohr resultiert aus dieser Ausgestaltung eine
maximale Breite der Einbauteile, bei der diese sich gerade
gegenseitig berühren, aber nicht gegenseitig durchdringen und
als miteinander verflochtene Einbauteile, als Paket, zwanglos
in das umhüllende Rohr einzuführen sind. Bei der vorstehend
angegebenen speziellen Geometrie der Einbauteile (β = 90 Grad)
ergibt sich deren maximale Breite zu bmax = D/(5)1/2. Bereits
eine geringfügige Reduzierung der Breite der Einbauteile
gegenüber der vorgenannten maximalen Breite stellt sicher,
daß sich die Einbauteile nicht mehr gegenseitig berühren. In
dieser Tatsache ist die besonders gute Reinigungsfähigkeit
dieser Ausführungsform begründet.
Bei den erfindungsgemäßen Einbauten wächst der Druckverlust
im statischen Mischer quadratisch mit der Breite b, aber nur
linear mit der Länge L der Einbauteile. Andererseits steigt
beispielsweise bei der In-line-Begasung die Anreicherung der
kontinuierlichen Phase mit der zu dispergierenden Gasphase
bei gleicher Einbaulänge zwar proportional zur Breite der
Einbauteile, jedoch mit einem degressiven Verlauf. Die Aus
legung des erfindungsgemäßen statischen Mischers ist daher in
jedem Einzelfall eine Optimierungsaufgabe. In der Regel wird
auf die Auslegung des statischen Mischers mit der maximalen
Breite bmax der Einbauteile verzichtet und dafür wird eine
größere Länge L der Einbauteile in Kauf genommen. Eine Re
duzierung der Breite auf einen Wert b < bmax erweist sich,
wie vorstehend bereits erwähnt, als vorteilhaft im Hinblick
auf die Reinigungsfähigkeit der Einbauteile innerhalb des
Rohres. Sie finden dadurch eine Zuordnung zueinander, bei der
sich mit Ausnahme der Verbindungsstellen am Anfang und am
Ende ihrer rohraxialen Erstreckung keinerlei weitere Kontakt- oder
Verbindungsstellen, aus denen schwer zu reinigende keil
förmige Spalte resultieren, ergeben.
Die Einbauteile lassen sich aufgrund ihrer einfachen Geo
metrie zweckmäßigerweise durch Umformen oder Urformen her
stellen. Beim Umformen ist in erster Linie das Biegen in
Betracht zu ziehen, welches bei festen Werkstoffen, die eine
bleibende (plastische) Formänderung zulassen, zu bevorzugen
ist. Im Zusammenhang mit diesem Herstellverfahren sind bei
spielsweise auch thermoplastisch verformbare Kunststoffbänder
zu nennen.
Falls die Einbauteile aus formlosen Stoffen wie z. B. flüs
sigen Metallen oder duro- oder thermoplastischen Kunststoff
massen hergestellt werden sollen, so kann auch das Urformen
(Gießen) zur Anwendung gelangen. Umgeformte Einbauteile
lassen sich, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, zopf
artig miteinander verflechten, oder aber es wird eine Breite
der Einbauteile mit b < bmax vorgesehen, bei der sie sich
gegenseitig durchdringen müssen. In diesem Falle sind sie in
den Durchdringungsbereichen stoffschlüssig miteinander ver
bunden; eine derartige Ausführungsform ist wirtschaftlich nur
durch Urformen möglich, und sie weist, im Gegensatz zu
Ausführungsformen mit b < bmax, reinigungstechnische Nach
teile auf.
Gemäß einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, die Einbau
teile aus vorgeformtem Halbzeug, beispielsweise aus gewellten
oder dreieck- oder rechteckförmig umgeformten Blechen, im
Zuge eines weiteren Umformvorganges herzustellen.
Erhält die Oberfläche der Einbauteile, gemäß einer
weiteren Ausgestaltung des statischen Mischers, eine Fein
strukturierung in Form von oberflächenglatten Erhebungen und
Vertiefungen, beispielsweise durch Riffelung oder Noppung,
die aus der laminaren Unterschicht der turbulenten Rohr
strömung herausragen, dann läßt sich durch diese Maßnahme die
wandnahe Umströmung der Lamellen im Hinblick auf einen
wünschenswerten turbulenten Queraustausch und damit die
Reinigungswirkung des Reinigungsfluides positiv beeinflussen.
Um die reinigungskritischen Kontakt- und Verbindungsstellen
der Einbauteile miteinander auf ein Mindestmaß zu reduzieren,
sieht eine weitere Ausgestaltung des statischen Mischers vor,
die Einbauteile am Anfang ihrer rohraxialen Erstreckung
lediglich miteinander und am Ende miteinander und mit dem
Rohr zu verbinden. Die endseitige Verbindung der Einbauteile
mit dem Rohr ist notwendig, um die Anordnung axial zu
fixieren. Unter dem Einfluß der Strömungs- und Druckkräfte
werden die relativ duktilen Einbauteile in Richtung ihrer
rohraxialen Erstreckung gegen ihre endseitige Befestigungs
stelle mit dem Rohr gestaucht. Dabei spreizen sie sich und
kommen an der Innenwandung des umhüllenden Rohres temporär
zur Anlage, wodurch eine weitere Deformation verhindert wird.
Durch diese Anpressung werden temporäre Berührungen der Ein
bauteile miteinander und Schwingungen des Mischers vermieden,
und es kommt aufgrund der Wandreibung zu einer Verringerung
der Axialkraft auf die Halterung der Einbauteile.
Der erfindungsgemäße statische Mischer wird anhand eines Aus
führungsbeispiels in den nach folgend erläuternden Figuren der
Zeichnung im einzelnen näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine besonders vorteilhafte und außerordentlich ein
fache Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einbauteile
in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Einbauteile in
Richtung der Rohrachse, wobei die Vertikale den
Anordnungswinkel β halbiert und
Fig. 3, 4 und 5 die Einbauteile gemäß Fig. 1 in der Vorder-, der
Drauf- und der Seitenansicht.
Die Einbauteile 1, 2 (Fig. 1) haben eine lamellenartige
Form. Sie sind einteilig ausgebildet und bestehen aus einer
Anzahl von ebenflächigen Wirkelementen 1.1 bis 1.n bzw. 2.1
bis 2.n, deren Erstreckungsebenen unter einem Winkel von
β = 90 Grad angeordnet sind (vgl. Fig. 2) . Die Einbauteile 1, 2
sind zopfartig miteinander verflochten. Darüber hinaus zeigt
Fig. 1, daß es sich bei den Einbauteilen 1 und 2 um kon
gruente Ausführungsformen handelt. Diese Kongruenz ist durch
die gleiche Breite, den jeweils betragsmäßig gleichen
Neigungswinkel der Wirkelemente gegen die Rohrachse und durch
die gleiche Lamellendicke gegeben.
In Fig. 2 ist dargestellt, wie die Einbauteile 1, 2 zweck
mäßigerweise im Rohr 3 bzw. 3* (Rohr 3* beispielsweise als
Vierkantrohr ausgebildet) zu positionieren sind, wenn die
Rohrachse des statischen Mischers nicht vertikal angeordnet
ist. Man erkennt, daß die Vertikale S den Anordnungswinkel β
halbiert. In diesem Falle leiten die ebenflächigen Wirk
elemente beider Einbauteile 1, 2 die auf sie auftreffenden
Fluidströme überwiegend in Richtungen, die Komponenten in
Richtung der Vertikale S haben. Dadurch wird einer auftriebs
bedingten Phasentrennung entgegengewirkt. Bei horizontaler
Anordnung eines der beiden Einbauteile 1 oder 2 wäre eine
derartige Kompensierung durch dieses Einbauteil nicht
gegeben.
In den Fig. 3 bis 5 ist die kongruente Ausgestaltung der
Einbauteile 1 und 2 verdeutlicht. Sowohl aus der Vorder- als
auch aus der Draufsicht ist ersichtlich, daß die Einbauteile
1 und 2 aus einer Anzahl n Wirkelementen (im vorliegenden
Fall sind es die Wirkelemente 1.1 bis 1.7 bzw. 2.1 bis 2.7)
geformt sind. Letztere sind als ebene Flächenelemente mit der
Lamellendicke s1 bzw. s2 ausgebildet, wobei sie jeweils
betragsmäßig um den gleichen Neigungswinkel α gegen die Rohr
achse A geneigt sind. Die Kongruenz der Einbauteile 1 und 2
ergibt sich aus der Tatsache, daß im dargestellten Aus
führungsbeispiel die Breiten b1 und b2 gleich sind. Weiterhin
ist aus der Seitenansicht (Fig. 5) zu ersehen, daß die Er
streckungsebenen I und II der Einbauteile 1 bzw. 2 einen
Anordnungswinkel β = 90 Grad bilden. Die Länge eines Einbau
teiles 1, 2 ist mit L bezeichnet, wobei diese sich zwangs
läufig aus der Länge l eines Wirkelementes, gemessen in
Richtung der Rohrachse A, und der Anzahl n der vorgesehenen
Wirkelemente ergibt. Weiterhin wird aus den drei Figuren
deutlich, daß sich die Wirkelemente bandförmig und im Wechsel
zwischen gegenüberliegenden Rohrwänden (Innendurchmesser D)
und rohraxial erstrecken. Im dargestellten speziellen Aus
führungsbeispiel (gleiche Breite, gleiche Lamellendicke und
gleiche Neigungswinkel α) ergibt sich die maximal mögliche
Breite der Einbauteile 1, 2 zu bmax = D/(5)1/2.
Wie vorstehend bereits dargelegt, ergibt diese spezielle Aus
gestaltung besonders einfache und damit kostengünstige Ein
bauteile 1, 2. Die dieser speziellen Ausgestaltung zugrunde
liegenden Bedingungen (gleiche Breite b, gleiche Lamellen
dicke s, gleiche Neigungswinkel α) können jedoch ohne
weiteres fallengelassen werden. Die Einbauteile 1 und 2 kön
nen, wie dies die Bezeichnungen in den Fig. 3 bis 5 ver
deutlichen, mit unterschiedlicher Breite b1 bzw. b2, unter
schiedlicher Lamellendicke s1 bzw. s2 und unterschiedlichem
Neigungswinkel α₁*, α₁** bzw. α₂*, α₂** ausgebildet werden.
Es hat sich in Experimenten gezeigt, daß ein vom Neigungs
winkel α = 45 Grad nach oben oder unten abweichender Winkel
nur unwesentlich den Stoffübergang bzw. das Mischungsergebnis
beeinflußt. Dies legt die Schlußfolgerung nahe, daß weniger
die wirkliche Länge des Wirkelementes ausschlaggebend ist als
seine in den Rohrquerschnitt projizierte Länge. Diese ist
aber bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, falls sich die
Wirkelemente von Rohrwand zu Rohrwand erstrecken, annähernd
dem Innendurchmesser D des Rohres 3 gleich und damit unab
hängig vom Neigungswinkel. Für die Wahl des Neigungswinkels α
ist weniger seine Einflußnahme auf den Stoffaustausch bzw.
das Mischungsergebnis als seine Auswirkung auf die Verflech
tungsmöglichkeit bzw. das Ineinanderfügen der Einbauteile 1, 2
und den Druckverlust maßgebend. Mit einem über α = 45 Grad
wesentlich hinausgehenden Winkel wird die formschlüssige Ver
flechtung der Einbauteile 1, 2 miteinander erheblich er
schwert. Ein wesentlich unter dem Neigungswinkel α = 45 Grad
liegender Winkel führt zu einer Zunahme der Länge L des
statischen Mischers, die in der Regel unerwünscht ist. Es hat
sich als vorteilhaft erwiesen, den Neigungswinkel α = 45 Grad
auszuführen, wie dies die Fig. 3 und 4 verdeutlichen.
Die aus den Fig. 3 bis 5 ersichtliche Breite b1 = b2 = b der
Einbauteile 1, 2 entspricht der maximal möglichen Breite
bmax = D/(5)1/2. Der vorgenannten mathematische Zusammenhang
ergibt sich in naheliegender Weise aus den der Anordnung
zugrundeliegenden Geometriebedingungen.
Falls die Breite b erheblich gegenüber der maximal möglichen
Breite bmax reduziert wird, ist es beispielsweise auch
möglich, drei Einbauteile unter den erfindungsgemäßen
Bedingungen innerhalb des Rohres 3 mit dem Innendurchmesser D
anzuordnen.
Die Einbauteile 1, 2 sind am Anfang B ihrer rohraxialen
Erstreckung (Fig. 3, Vorderansicht) und am Ende C (Fig. 4,
Draufsicht) miteinander verbunden. Am Ende C ist darüber
hinaus eine Verbindung mit dem Rohr 3 vorgesehen.
Claims (10)
1. Statischer Mischer, der aus in einem Rohr angeordneten
ruhenden Einbauten besteht, die die Fluidströme in zur
Rohrachse geneigten und nach kurzen Abständen wechselnden
Richtungen lenken, dadurch gekennzeichnet,
- - daß wenigstens zwei jeweils einteilige Einbauteile (1, 2) vorgesehen sind, die jeweils lamellenartige Form mit einer Breite (b1 bzw. b2) und einer Lamellendicke (s1 bzw. s2) aufweisen,
- - daß das Einbauteil (1, 2) aus einer Anzahl n Wirkelementen (1.1 bis 1.n bzw. 2.1 bis 2.n) geformt ist, die sich bandförmig und im Wechsel zwischen gegenüberliegenden Rohrwänden und rohraxial erstrecken,
- - daß in Erstreckungsrichtung des Einbauteils (1, 2) in gleicher Weise orientierte Erstreckungsebenen (I bzw. II) einen Anordnungswinkel (β) bilden und
- - daß die Einbauteile (1, 2) zopfartig miteinander ver flochten sind.
2. Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wirkelemente (1.1 bis 1.n bzw. 2.1 bis 2.n) als
ebene Flächenelemente ausgebildet sind, und daß jede
Gruppe parallel angeordneter Wirkelemente (1.1, 1.3,
1.5, . . .; 1.2, 1.4, 1.6, . . .; 2.1, 2.3, 2.5, . . .; 2.2,
2.4, 2.6, . . .) jeweils mit der Rohrachse (A) einen
bestimmten Neigungswinkel ( α₁; α₁**; α₂*; α₂**) bildet.
3. Statischer Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wirkelemente (1.1 bis 1.n bzw. 2.1 bis
2.n) betragsmäßig um den gleichen Neigungswinkel (α) gegen
die Rohrachse (A) geneigt sind.
4. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht vertikaler Anordnung
der Rohrachse (A) des statischen Mischers die Einbauteile
(1, 2) derart im Rohrquerschnitt angeordnet sind, daß die
Vertikale (S) den Anordnungswinkel (β) halbiert.
5. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Rohr zylindrisch, als Rohr,
dessen Umfangskontur aus einer Aneinanderreihung unter
schiedlicher Krümmungsradien besteht, oder als Rohr mit
regel- oder unregelmäßigem Vieleckquerschnitt ausgebildet
ist.
6. Statischer Mischer nach Anspruch 3 oder 4 und in der Aus
bildung mit einem zylindrischen Rohr mit dem Innendurch
messer (D), dadurch gekennzeichnet, daß die Einbau
teile (1, 2)
mit einer Breite
b₁=b₂=b<bmax=D/(5)1/2,
die Lamellendicke mit s₁=s₂=s,
der Neigungswinkel α=45 Grad und
der Anordnungswinkel β=90 Grad
ausgeführt sind.
7. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauteile (1, 2) durch
Umformen oder Urformen nach DIN 8580 hergestellt sind.
8. Statischer Mischer mit durch Umformen hergestellten
Einbauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einbauteile (1, 2) aus vorgeformtem
Halbzeug in gewellter oder gezackter Ausgestaltung
hergestellt sind.
9. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Einbauteile
(1, 2) eine Feinstrukturierung in Form von oberflächen
glatten Erhebungen und Vertiefungen aufweist.
10. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Einbauteile (1, 2) am Anfang
ihrer rohraxialen Erstreckung miteinander und am Ende
ihrer rohraxialen Erstreckung miteinander und mit dem Rohr
(3) verbunden sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4129248A DE4129248A1 (de) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Statischer mischer |
PCT/EP1992/001955 WO1993004771A1 (de) | 1991-09-03 | 1992-08-26 | Statischer mischer |
DE4321873A DE4321873A1 (de) | 1991-09-03 | 1993-07-01 | Statischer Mischer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4129248A DE4129248A1 (de) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Statischer mischer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4129248A1 true DE4129248A1 (de) | 1993-03-04 |
DE4129248C2 DE4129248C2 (de) | 1993-06-24 |
Family
ID=6439750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4129248A Granted DE4129248A1 (de) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Statischer mischer |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4129248A1 (de) |
WO (1) | WO1993004771A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE59309826D1 (de) * | 1993-11-26 | 1999-11-11 | Sulzer Chemtech Ag Winterthur | Statische Mischvorrichtung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4040256A (en) * | 1976-07-14 | 1977-08-09 | The Dow Chemical Company | Flume mixer |
DD282855A5 (de) * | 1989-05-05 | 1990-09-26 | Akad Wissenschaften Ddr | Doppelwendelmischer zum statischen mischen fliessfaehiger medien |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4765204A (en) * | 1986-09-03 | 1988-08-23 | Koch Engineering Company, Inc. | Method of manufacturing a motionless mixer |
US4936689A (en) * | 1988-07-11 | 1990-06-26 | Koflo Corporation | Static material mixing apparatus |
-
1991
- 1991-09-03 DE DE4129248A patent/DE4129248A1/de active Granted
-
1992
- 1992-08-26 WO PCT/EP1992/001955 patent/WO1993004771A1/de active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4040256A (en) * | 1976-07-14 | 1977-08-09 | The Dow Chemical Company | Flume mixer |
DD282855A5 (de) * | 1989-05-05 | 1990-09-26 | Akad Wissenschaften Ddr | Doppelwendelmischer zum statischen mischen fliessfaehiger medien |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1993004771A1 (de) | 1993-03-18 |
DE4129248C2 (de) | 1993-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2430487C2 (de) | "Vorrichtung zum Mischen von gasförmigen und/oder flüssigen Medien in einem Rohr" | |
EP0226879B1 (de) | Statische Mischvorrichtung für Feststoffteilchen enthaltende oder daraus bestehende Fluide | |
EP0800857B1 (de) | Mischrohr für niedrigviskose Fluide | |
EP0526393A1 (de) | Einmischvorrichtung | |
DE2822096C2 (de) | ||
EP0776689B1 (de) | Mischvorrichtung | |
DE3018978A1 (de) | Wirbelbildner | |
DE3419159C1 (de) | Entgaser | |
DE1544072A1 (de) | Element zum Aufschuetten oder Fuellen von Fraktionierkolonnen | |
DE4129248A1 (de) | Statischer mischer | |
EP0462048A1 (de) | Gas/Flüssigkeitsverteiler zwischen zwei Austauschabschnitten einer Gegenstromkolonne | |
DE2612917C2 (de) | Vorrichtung zum Abzweigen von Reinigungselementen | |
DE2355368A1 (de) | Vorrichtung zur gasreinigung | |
AT393162B (de) | Plattenwaermeaustauscher mit besonderem profil der waermeaustauschzone | |
DE2531745A1 (de) | Verbindungssystem zwischen staendern und querteilen fuer die montage von metallstrukturen | |
DE2325091A1 (de) | Schiebergehaeusekonstruktion | |
DE20009741U1 (de) | Vorrichtung zur mechanischen Reinigung von Flüssigkeiten | |
DE4321873A1 (de) | Statischer Mischer | |
EP1153639B1 (de) | Kolonne mit einem Boden zwischen Füllkörperabschnitten | |
DE102004056419A1 (de) | Geordnete Packung für Wärme und/oder Stoffaustausch | |
DE1901281C3 (de) | Vorrichtung zum Mischen strömender Medien | |
DE2642105A1 (de) | Statischer mischer | |
DE3219138A1 (de) | Paneelverbinder | |
DE472749C (de) | Kolonnenelement zum Zusammenbringen von Fluessigkeiten und Gasen | |
DE2823726A1 (de) | Fuellkoerper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |