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Regelbare Vorrichtung zum Mischen und Aufbereiten von gasförmigen,
staubförmigen und flüssigen Medien Der Erfindungsgegenstand betrifft eine regelbare
Vorrichtung zum Mischen und Aufbereiten von gasförmigen, staubförmigen und flüssigen
Medien, in welcher durch zwangsläufig gegenläufig gesteuerte Drehschieber, Hahnkiilçen
o. dgl. die zu mischenden Ströme so gerichtet sind, daß sie sich an einer an die
Auslässe der Drehschieber o. dgl. anschließenden Mischstelle vereinigen. Bildet
man die Auslässe der Drehschieber o. dgl. so aus, daß diese in allen Öffnungsphasen
spiegelgleiche Querschnitte aufweisen, so findet hier unter Voraussetzung des gleichen
Druckes nach heftiger gegenseitiger Durchdringung eine Abführung des aus den Tieilströmen
des Mediums oder der Medien gebildeten Mischstromes in der Winkelhalbierenden der
aufeinandertreffenden Einzelströme statt. Zweckmäßig nehmen auch die Einlässe in
die Vorrichtung an der Quersciiiiittssteuerung teil und besitzen spiegelgleiche
Öffnungsquerschnitte. Die Regelbarkeit der Vorrichtung kann durch die Abstimmung
der Auftreffwinkel bzw. der Länge der Auftreffwege bzw. der Strömungsgeschwindigkeit
auch dazu verwendet werden, bei einer während des Betriebes nicht geregelten Mischvorrichtung
den an sich gleichbleibenden Mischvorgang für eine möglichst günstige Mischung,
einzustellen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise
veranschaulicht, und es stellt dar: Abb. I eine Aufsicht auf die Vorrichtung, Abb.
2 einen Längsschnitt durch dieselbe nach der Linie II-II der Abb. I, Abb. 3 -einen
Querschnitt durch dieselbe nach der Linie III-III der Abb. I, Abb. 4 einen Querschnitt
durch Einzelteile nach der Linie II-II der Abb. I in größerem Maßstab, Abb. 5 einen
Querschnitt durch einen Einzelteil nach der LinieV-V der Abb. I, Abb. 6 eine Unteransicht
der Vorrichtung, Abb. 7 eine Seitenansicht derselbe, wobei Einzelteile abgenommen
sind.
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Der Erfindungsgegenstand ist in dem Ausführungsbeispiel an einer
Misch- und Aufbereitungsvorrichtung veranschaulicht, wie sie z. B. für das Aufbereiten
des von einer oder mehreren Gemischbildungsstellen kommenden Gemisches eier Verbrennungskraftmaschine
geeignet ist.
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Die Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel besteht aus einem Gehäuse
I, inwelchem Drehschieber 2 nebeneinander angeordnet sind.
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Zu diesem Zweck ist in dem Hohlraum 3 des Gehäuses ein Quersteg 4
vorgesehen. Dadurch werden für die Auslässe aus den Drehschiebern Steuerkanten 5
gebildet, während die Steuerkanten für die Einlässe durch die Innenwandung 6 des
Gehäuses gebildet werden. Durch die Drehschieber wird in dem Gehäuse I ein Mischraum7
geschaffen, welcher sich von dem Steg 4 nach außen erweitert. Diese Erweiterung
kann durch einen Teil 8 des Gehäuses noch verlängert sein.
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Der Innenraum 3 des Gehäuses kann durch beliebige Mittel, z. B. durch
Anfügen eines Flansches 9, so gestaltet sein, daß er, von einem runden Querschnitt
10 ausgehend, in der Strömungsrichtung sich verbreitert, wie bei 11 angedeutet.
Eine slche Anordnung ist zweckmäßig, wenn es sich darum handelt, die Vorrichtung
in ein Rohrstück einzusetzen und das in diesem Rohrstück fließende Gemisch aufbereitet
werden soll. Wenn ies sich darum handeln sollte, zwei getrennte Medien miteinander
zu mischen, so würde an Stelle des Flansches g mit einer Öffnung ein solcher flansch
mit zwei Öffnungen Verwendung finden.
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Die Drehschieber 2 sind durch beliebige Mittel, z. B. Zahnräder 12,
zwangsläufig in der Weise miteinander verbunden, daß bei der Bewegung des einen
Schiebers der andere zweckmäßig die gleiche gegenlänfige Bewegung ausführt. Die
Bewegung des einen Schiebers kann dabei durch ein beliebiges Organ, z. B. durch
einen Hebel 13, bewirkt werden. Die Schieber besitzen Drehachsen 14, welche für
bestimmte Zwecke eine Bohrung 15 aufweisen können, die an den Enden durch einen
Pfropfen 16 verschlossen ist. Die Achsen sind zweckmäßig in Ansätzen 17 von Platten
18 gelagert, welche auf das Gehäuse aufgesetzt sind, wobei zum Zwecke der genauen
Zentrierung in dem Gehäuse Ausdrehungen 19 vorgesehen sein können, in welche entsprechende
Ansätze an den Platten 18 passen.
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Die Eintrittskanten 20 und die Austrittskanten 21 sind abgeschrägt,
um scharfe Reißkanten zu erhalten, welche einen günstigen Einfluß auf ein darüberstreichendes
Gemisch ausüben. Zu dem gleichen Zweck kann an dem Steg 4 ein besonderes Messer
22 ebenfalls mit scharfen Kanten 23 angeordnet sein.
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Dieses Messer kann, je nach seiner Höhe, auch dazu verwendet werden,
bei einer bestehenden Vorrichtung die Austrittsöffnung der Drehschieber nachträglich
zu ändern Die Austrittsöffnungen 24 der beiden Drehschieber sind spiegelgleich ausgebildet
und werden zweckmäßig so ausgestaltet, daß bei geringer Eröffnung aus den Drehschiebern
nur verhältnismäßig schmale, in der Mitte des Mischraums 7 verlaufende Ströme austreten,
während diese Ströme bei weiterer Eröffnung sich allmählich verbreitern. Dies geschieht
z. B. durch eine geschweifte Ausbildung der Austrittskanten 21, welche den austretenden
Strom des Mediums zusammen mit den geraden Kanten 5 des Steges 4 steuern, wie aus
Abb. 1 zu ersehen. Bei den Eintrittskanten 20 sind zweckmäßig die Verhältnisse umgekehrt,
indem diese Kanten 20 gerade verlaufen und den eintretenden Strom des Mediums zusammen
mit der gewölbten Gehäusewandung steuern. Durch diese Anordnung wird erzielt, daß
beim Eintritt des Mediums in die Schieber der Strom des Mediums zuerst gewissermaßen
flach ausgebrietet und sodann beim Austritt wieder konzentriert wird.
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Da bei der Verwendung der Vorrichtung in der Saugleitung einer Verbrennungskraftmaschine
in dem Mischraum 7 ein Unterdruck gegenüber der Eintrittsöffnung in die Vorrichtung
vorliegt, so wird das eintretende Gemisch zun,ächst über der geraden Kante 20 ausgebreitet,
übler dieser scharf abgerissen, und ein ähnlicher Vorgang wiederholt sich an der
Austrittskante 21, da der Gemischstrom bestrebt sein wird, auf dem kürzesten Wege
die Vorrichtung zu durchwandern.
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Die Kantenwirkung der Abreißkanten tritt in erhöhtem Maße in the
Erscheinung sowohl an der Eintrittsöffnung in den Drehschieber wie auch an seiner
Austrittsöffnung, und zwar auch bei voller Öffnung, wenn der Durchstromquerschnitt
im Innern der Drehschieber größer ist als außerhalb. Die Innenilächen der Drehschieber
werden zweckmäßig als Leitflächen für die Austrittsrichtung der Einzelströme, z.
B. durch Wahl dickerer oder dünnerer Wandungen des Drehschiebers oder exzentrischer
Lage der Mittellinie des Innenquerschnitts in der Strömungsrichtung, ausgebildet.
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Die günstige Wirkung auf den Strom des Mediums durch die Drehschieber
findet besonders dann statt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit beim Austritt aus
den Dnehschiebern größer gewählt wird als bleim Eintritt in dieselben, wie dies
Idadurch erreicht wird, daß die Austrittsöffnungen 24 kleiner gewählt werden als
die Eintrittsöffnungen 25.
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Bei einer besonderen Ausführungsform kann durch entsprechende Wahl
der Breite des Steges 4 an der Austrittsstelle der nach der Projektion gemessene
Austrittsquerschnitt a (Abb. I, kreuzweise schraffiert) der Auslässe aus den Drehschiebern
gänzlich oder über einen Teil des Regelbereichs kleiner gewählt sein als die Summe
der nach der Mantelfläche der Drehschieber gemessenen Austrittsöffnungen 24, Summe
der Flächen b der Drehschieber (Abb. 3, lotrecht schraffiert), vorzugsweise aber
auch kleiner als die Summe der Eintrittsquerschnitte.
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Durch die Bohrungen I5 können lein oder mehrere weitere Medien, z.
B. Frischluft, Wasserdampf, Anlaß- oder Leerlaufgemisch, Antiklopfmittel, Brennstoff
in flüssiger oder gasförmiger Form (z. B. Acetylen), in das Innere der Drehschieber
eingeleiter werden.
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Hierzu sind in den Ansätzen 17 kurze Kanäle 26 vorgesehen, welche
än die Bohrungen 15 münden, und welche bei der Drehung der
Drehschieber
gleichzeitig hinsichtlich ihres Querschnitts gesteuert werden, wie ausÅbb. 5 ersichtlich.
Durch Einführung dieser Medien von beiden Seiten der Ansätze 17 kamin bereits in
der Bohrung 15 eine Mischung der Medien stattfinden, und diese Mischung wird durch
Einführung der Medien auf beiden Seiten der Vorrichtung noch zur gegenseitigen Einwirkung
aufeinander und mit dem Hauptgemischstrom im Innern des Drehschiebers gebracht.
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In ähnlicher Weise können an anderen Stellen des Gehäuses durch die
Drehschieber beeinflußte Durchlässe für beliebige Medien so vorgesehen sein, daß
die austretenden Ströme gleichzeitig gesteuert werden.
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Durch Einschaltung der Vorrichtung in eine Leitung, welche unter
Überdruck steht, z. B. Gebläse, Kompressorleitung bei Verbrennungskraftmaschinen,
kann die Wirkung der Vorrichtung wesentlich gesteigert werden.
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Als Äquivalent für die als Ausführungsbeispiel näher beschriebenen
Drehschieber sollen auch - gelten Räume, welche durch je einen selbständigen Auslaßschieber
oder Ein-und Auslaßschieber bzw. entsprechende Klappen begrenzt sind und wobei diese
Schieber in ähnlicher Weise, wie vorbeschrieben, zwangsläufig und gleichzeitig miteinander
gesteuert werden.
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Die Vorrichtung ist natürlich nicht auf die Verwendung zum Mischen
und Aufbereiten von Gemischströmen bei Verbrennungskraftmaschinen beschränkt, sondern
karn für die verschiedensten Zwecke überall da Anwendung finden, wo es sich darum
handelt, die Einzelteile von Strömen blesonders innig durch Mischung miteinander
in Berührung zu bringen und ein möglichst homogenes Endgemisch zu erzielen. Dies
kann z. B. der Fall sein, wenn es sich darum handelt, für Verbrennungszwecke Öl,
Kohlenstaub u. dgl. mit Luft zu mischen, oder wenn es sich bei Flüssigkeiten um
die Herstellung von Emulsionen handelt oder für Inhalationszwecke Heilstoffe in
feinster Verteilung mit Luft gemischt werden sollen.
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Die Vorrichtung ist ferner gut anwendbar bei pharmakologischen Verfahren
zur Konzentrierung oder Trocknung von Lösungen. wie z. B. für die Herstellung von
Milchpulver oder Eierpulver, bei Metallhärtungs-und Metallveredelungsverfahren,
z. B. durch Erzeugung eines besonderen Ö1-, Flüssigkeits-oder Kohlenstaubnebels,
bei Farbüberzugsverfahren mittels Farbnebels.
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Die Vorrichtung kann zur Einleitung und Förderung chemischer Reaktionen
mit oder ohne Kontaktwirkung dienen, wie z. B. bei der Mischung von flüssigen Ölen
mit Wasserstoff, z. B. zwecks Überleitung über die Nickelstaubkörper bei Fetthärtung,
ferner auch bei' sämtlichen Verfahren der Bindung des atmosphärischen Stickstoffs.