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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine statische Mischvorrichtung zur
Verwendung beim Mischen flüssiger
Materialien, wie Gase, Flüssigkeiten, Pulver,
Emulsionen und Schlämme.
Die Vorrichtung ist insbesondere zur Verwendung beim Mischen von Chemikalien,
Arzneimitteln, Lebensmitteln, Farben, Papierfasermasse und dergleichen
bestimmt.
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In 21 ist
eine statische Mischvorrichtung einer in der Technik weithin bekannten
Art (nachfolgend als „die
Vorrichtung aus dem Stand der Technik" bezeichnet) dargestellt. Wie in dieser
Figur zu sehen, enthält
die Vorrichtung aus dem Stand der Technik einen rohrförmigen Körper A,
der einen internen Fluidverbindungsweg begrenzt sowie mehrere Mischelemente
B und C, die im Innern des rohrförmigen
Körpers
A so angeordnet sind, dass jedes Mischelement B zwei rechtsläufig-spiralförmige Fluidbahnen
und jedes Mischelement C zwei linksläufig-spiralförmige Fluidbahnen in der Mischvorrichtung
definiert. Die Mischelemente B und C sind entlang dem rohrförmigen Körper A abwechselnd
angeordnet, wobei jedes Element wie in 22 gezeigt
senkrecht zu dem angrenzenden Element oder den angrenzenden Elementen
angeordnet ist.
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Im
Betrieb tritt ein zu mischendes Fluid D an einem der Enden des rohrförmigen Körpers A
in diesen ein und strömt
durch den rohrförmigen
Körper
A. An der Grenzfläche
zwischen jedem Paar der Elemente B und C wird der Fluidstrom D zweigeteilt
und die Richtung des Fluidstroms D umgekehrt. Die entstehende Teilung
und turbulente Strömung
sorgt für ein
gründliches
Mischen des Fluids D, während
es entlang dem rohrförmigen
Körper
A strömt.
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Der
durch Teilen und Stromumkehrung erreichte Vermischungsgrad der Vorrichtung
aus dem Stand der Technik steht daher in direktem Zusammenhang mit
der Anzahl der im rohrförmigen
Körper A
enthaltenen Mischelemente. Jedes Element B und C bewirkt, dass der
Fluidstrom D nur in zwei Teile geteilt wird. Um eine ausreichende
Mischung zu erlangen, ist es deshalb notwendig, eine große Anzahl
von Elementen im rohrförmigen
Körper
A vorzusehen. Man hat jedoch herausgefunden, dass jedes Element etwa
1,5 Mal so lang wie der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers A
sein sollte, um den Druckverlust in der Vorrichtung gering zu halten.
Die Vorrichtung aus dem Stand der Technik tendiert daher dazu, groß und unhandlich
zu sein.
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Ein
weiterer Nachteil der Vorrichtung aus dem Stand der Technik besteht
darin, dass die gedrehten Mischelemente B und C aufgrund ihrer komplexen
Form relativ teuer und zeitaufwendig herzustellen sind.
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In
DE-A-4235979 ist eine alternative Vorrichtung zum Mischen von Polymerlösungen offenbart. Die
betreffende Vorrichtung umfasst eine Röhre, die mit mehreren Platten
versehen ist, die jede ein Muster von doppelkonischen Bohrungen
enthält.
Die Platten sind so in der Röhre
angeordnet, dass die Bohrungen nicht fluchten, wodurch eine in die
Röhre strömende Polymerlösung zwischen
den Löchern
in angrenzenden Platten wiederholt geteilt wird, wenn sie durch
die Röhre
strömt.
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JP-A-10216492
offenbart unterdessen eine statische Mischanordnung, die eine Röhre umfasst, die
mit einer Reihe von Platten versehen ist, die jede ein Lochraster
begrenzt. Die Anordnung ist derart, dass ein durch die Röhre strömendes Fluid
wiederholt die Richtung ändert,
wenn es durch die Lochraster in aufeinander folgenden Platten strömt.
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EP-A-166375
offenbart eine Ventilanordnung für
ein geräuschdämmendes
Dämpfungsmittel, das
eine Reihe von statischen Mischelementen enthält, die geeignet sind, ein
durch das Ventil strömendes
Fluid wiederholt zu teilen, wodurch das vom Ventil erzeugte Geräusch gedämpft werden
kann.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine statische Mischvorrichtung
einer vereinfachten Bauart bereitzustellen, die für ein effizientes
Mischen von flüssigem
Material sorgt und dabei kompakt in ihrer Größe bleibt.
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Demgemäß wird in Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine statische Mischvorrichtung
für flüssiges Material
angegeben, die eine beschichtete Anordnung von nebeneinander angeordneten,
perforierten, plattenähnlichen Mischelementen
und Haltemittel umfasst, wobei jedes der Elemente mehrere Löcher begrenzt,
die durch das Element hindurch verlaufen. Die Elemente sind dabei
so in der Anordnung konfiguriert und angeordnet, dass jedes Loch
in einem Element mit mehreren Löchern
in jedem angrenzenden Element in Verbindung steht und somit eine
durchgehende Strombahn für
flüssiges
Material durch die Anordnung hindurch schafft, wobei das flüssige Material beim
Strömen
durch die Anordnung wiederholt geteilt und gemischt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass jedes der Löcher
einen kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmigen Zwischenraum in jedem
Element bildet, der einen weiten Teil, der sich in die stromaufwärts gelegene
Seite des Elements öffnet
und einen engen Teil hat, der sich in die stromabwärts gelegene Seite
des Elements öffnet.
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Mit
pyramidenstumpfförmig
ist hierin eine abgeflachte pyramidale Form gemeint, die im Querschnitt
3 oder mehr Seiten hat, zum Beispiel 3, 4, 5 oder 6 Seiten, vorzugsweise
4 Seiten. Erfindungsgemäß ist das
schmale Ende des kegelstumpf- oder
pyramidenstumpfförmigen
Zwischenraums auf der stromabwärts
gelegenen Seite in dem Element angeordnet. Dementsprechend ist die
Anordnung so, dass durch jedes Loch hindurchlaufendes flüssiges Material
schnell durch das schmale, stromabwärts gelegene Ende des Lochs
fließt
und in die breiten, stromaufwärts
gelegenen Enden mehrerer Löcher
im angrenzenden, stromabwärts
gelegenen Element strömt und
somit eine beträchtliche
turbulente Strömung
in den mehreren, stromabwärts
gelegenen Löchern
erfährt.
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Im
Betrieb kann daher ein flüssiges,
zu mischendes Material in die Löcher
eingeleitet werden, die in einem Endelement vorgesehen sind, das
ein stromaufwärts
gelegenes Ende der Anordnung bildet. Dadurch entstehen mehrere,
parallele Fluidbahnen, die durch dieses Endelement hindurchfließen. Auf
dem stromabwärts
gelegenen Ende von diesem und jedem nachfolgenden Element in der
Anordnung wird jeder der mehreren Fluidströme in weitere Fluidströme unterteilt,
die durch mehrere der Löcher,
die in dem stromabwärts
gelegenen, angrenzenden Element vorgesehen sind, hindurch strömen. Der
dadurch erreichte Grad der Fluidstromteilung und Vermischung stellt
sicher, dass ein gründliches
Mischen des Fluids schnell erreicht wird, nachdem das Fluid nur
durch wenige Elemente hindurch geströmt ist. Darüber hinaus sind die perforierten
Elemente einfach und kostengünstig
zu planen und herzustellen.
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Entsprechend
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung
von Teilen vorgesehen, die mehrere perforierte, plattenähnliche
Mischelemente und Haltemittel umfasst, die die Elemente nebeneinander
angeordnet in einer beschichteten Anordnung zusammenhalten. Dabei
begrenzt jedes der Ele mente mehrere, regelmäßig angeordnete Löcher, die
durch das Element hindurch verlaufen, wobei jedes der Löcher einen
kegelstumpfförmigen
oder pyramidenstumpfförmigen
Zwischenraum bildet, der einen weiten Teil, der sich in die stromaufwärts gelegene
Seite des Elements öffnet,
und einen schmalen Teil hat, der sich in die stromabwärts gelegene
Seite des Elements öffnet. Die
Anordnung der Teile ist geeignet, zu einer statischen Mischvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung montiert zu werden.
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Die
Löcher
in jedem Element sind möglichst in
einer zweidimensionalen Anordnung regelmäßig angeordnet. Somit kann
jedes Loch auf mindestens zwei verschiedenen Achsen von angrenzenden
Löchern
beabstandet sein. Jedes Loch oder einige Löcher können einen eingeengten Teil
haben, der eine verkleinerte schräge Querschnittsfläche hat,
sodass sich flüssiges,
durch das Loch hindurchfließendes Material
am schnellsten durch den eingeengten Teil bewegt und dadurch eine
turbulente Strömung
erfährt,
wenn es in diesen eingeengten oder aus diesem eingeengten Teil strömt. Dies
bewirkt ein weiteres Vermischen des flüssigen Materials in jedem Loch.
Die Löcher
sind möglichst
so geformt und angeordnet, dass sie einen minimalen Fluiddruckverlust in
der Vorrichtung sicherstellen. Folglich kann beispielsweise jedes
Loch eine gerade Fluidbahn durch das entsprechende Element begrenzen.
Zwischen angrenzenden Löchern
ist jedes Element möglichst so
konfiguriert, dass es dem flüssigen
Material eine hydrodynamisch effiziente Oberfläche bietet, damit das Material
reibungslos über
die Oberflächen
der Elemente strömen
kann.
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Jedes
Element kann ein regelmäßiges Lochraster
haben. Es ist vorteilhaft, ein erstes Element so anzuordnen, dass
ein Loch in dem regelmäßigen Lochraster
in der Mitte des Elements zentriert ist, und ein zweites Element
so anzuordnen, dass ein Knotenpunkt in dem regelmäßigen Lochraster
in der Mitte des Elements zentriert ist. Das abwechselnde erste
und zweite Element kann entlang der beschichteten Anordnung so angeordnet
werden, dass jedes Loch in jedem Element mit mehreren Löchern in
dem angrenzenden, stromabwärts
gelegenen Element in Verbindung stehen.
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Es
ist günstig,
wenn die stromaufwärts
gelegene Stirnseite und die stromabwärts gelegene Stirnseite jedes
Elements im Wesentlichen eben ist, damit die stromab wärts gelegene
Stirnseite jedes Elements flach gegen die stromaufwärts gelegene
Stirnseite des angrenzenden, stromabwärts gelegenen Elements anliegt.
Folglich können
die Kontaktflächen zwischen
der stromabwärts
gelegenen Stirnseite jedes Elements und der stromaufwärts gelegenen Stirnseite
des angrenzenden, stromabwärts
gelegenen Elements eine Abdichtung bilden, die dazu dient, das flüssige Material
in der Anordnung abzudichten und die Möglichkeit von Leckagen zu verringern.
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In
bevorzugten Ausführungen
umfassen die Haltemittel zwei entgegengesetzte Endstücke, die geeignet
sind, die beschichtete Anordnung zwischen ihnen sandwichartig zu
halten, sowie Befestigungsmittel, die die Endstücke zusammenhalten. Die Befestigungsmittel
können
zum Beispiel zwei oder mehr Gewindestangen umfassen, die so angeordnet
sind, dass sie durch entsprechende, in jedem Endstück vorgesehene
Bohrungen hindurch verlaufen. Dabei hat jede Gewindestange an ihrem
Ende jeweils einen Gewindeabschnitt, sowie mehrere Muttern, die
mit jedem Gewindeabschnitt jeder Stange zusammenpassen, um die Anordnung
zwischen die Endteile festzuklemmen. Anderenfalls können die
Befestigungsmittel einen Gewindebolzen haben, der an einem der Endstücke befestigt
ist und geeignet ist, in eine in dem anderen Endstück vorgesehenen
Gewindebohrung einzugreifen, um die Endstücke zusammenzuhalten. In einer
weiteren Alternative können
die Befestigungsmittel zwei gegenüberliegende Klemmelemente und
Schraubgewindemittel enthalten, um die Klemmelemente um den Umfang
der Endteile so festzuklemmen, dass die Klemmelemente die Endstücke umfassen,
um sie zusammenzuhalten. Dem Fachmann werden andere Anordnungen
zum Zusammenhalten der Flansche wohl bekannt sein.
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Das
flüssige
Material kann ein beliebiges Fluid oder eine Kombination von Fluiden
enthalten, zum Beispiel Flüssigkeit/Flüssigkeit,
Gas/Flüssigkeit, Feststoff/Flüssigkeit,
Feststoff/Gas oder Flüssigkeit/Gas/Feststoff
oder eine Kombination von Fluiden. Überdies, oder in der alternativen
Ausführung, kann
das flüssige
Material ein Pulver oder eine Emulsion enthalten.
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Bezug
nehmend auf die zugehörigen
Zeichnungen folgt eine rein beispielhafte Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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In
den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Längsschnittansicht
einer statischen Mischvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
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2 eine
Endansicht einer anderen statischen Mischvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung.
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3 eine
Längsschnittansicht
der Mischvorrichtung aus 2.
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4 eine
Endansicht einer dritten statischen Mischvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung.
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5 eine
Längsschnittansicht
der Mischvorrichtung aus 4.
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6 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht eines ersten Elements, das
zum Einsetzen in eine statische Mischvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung geeignet ist.
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7 eine
Querschnittansicht des ersten Elements aus 6 entlang
der Linie VIII-VIII in 6.
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8 eine
Endansicht der stromabwärts
gelegenen Seite des ersten Elements aus 6.
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9 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht eines zweiten Elements, das
mit dem in 6 gezeigten Element zum Einsetzen
in eine statische Mischvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
geeignet ist.
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10 eine
Querschnittansicht des zweiten, in 9 gezeigten
Elements entlang der Linie XI-XI in 9.
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11 eine
vom stromabwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht des zweiten, in 9 gezeigten
Elements.
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12 eine
Längsschnittansicht
eines Teils einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung, der
das erste und das zweite, jeweils in den 6 und 9 gezeigte
Element enthält.
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13 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht einer zweiten Ausführung eines
ersten Elements, das zum Einsetzen in eine statische Mischvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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14 eine
Querschnittansicht des ersten, in 13 gezeigten
Elements entlang der Linie XV-XV in 13.
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15 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht einer zweiten Ausführung eines
zweiten Elements, das mit dem ersten, in 13 gezeigten
Element zum Einsetzen in eine statische Mischvorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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16 eine
Querschnittansicht des zweiten, in 15 gezeigten
Elements entlang der Linie XVII-XVII in 15.
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17 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht einer dritten Ausführung eines
ersten Elements, das zum Einsetzen in eine statische Mischvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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18 eine
Querschnittansicht des ersten, in 17 gezeigten
Elements entlang der Linie XIX-XIX in 17.
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19 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht einer dritten Ausführung eines
zweiten Elements, das mit dem ersten, in 17 gezeigten
Element zum Einsetzen in eine statische Mischvorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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20 eine
Querschnittansicht des zweiten, in 19 gezeigten
Elements entlang der Linie XXI-XXI in 19.
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21 eine
Querschnittansicht einer statischen Mischvorrichtung, die aus dem
Stand der Technik bekannt ist (die „Vorrichtung aus dem Stand der
Technik").
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22 eine
vom stromaufwärts
gelegenen Ende her betrachtete Ansicht der in 21 gezeigten Vorrichtung
aus dem Stand der Technik, die die Strömungsdynamik eines durch die
Vorrichtung laufenden Fluids darstellt.
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23 eine
Endansicht eines rechtsdrehenden Elements in der in 21 gezeigten
Vorrichtung aus dem Stand der Technik, die die Strömungsdynamik
eines Fluids darstellt, das um das Element herum strömt.
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24 eine
Endansicht eines linksdrehenden Elements in der in 21 gezeigten
Vorrichtung aus dem Stand der Technik, die die Strömungsdynamik
eines Fluids darstellt, das um das Element herum strömt.
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Zunächst Bezug
nehmend auf die 1 umfasst eine statische Mischvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein längliches
rohrförmiges
Gehäuse 1,
das einen hohlen zylinderförmigen
Innenraum hat, wobei das Gehäuse
darin eine beschichtete Anordnung von nebeneinander angeordneten, plattenähnlichen
Elementen 3 und 4 aufnimmt. Der Fachmann wird
verstehen, dass das Gehäuse 1 alternativ
eine elliptische, polygonale oder eine beliebige andere Querschnittskonfiguration
haben könnte. Jedes
Ende des Gehäuses 1 ist über eine
Dichtung 5 mit einem ringförmigen Flansch 2 abdichtend
verbunden, wobei der Flansch 2 mit einer Mittelbohrung ausgebildet
ist, die mit dem Innenraum des zylinderförmigen Gehäuses 1 in Verbindung
steht. Jeder Flansch 2 ist über einen O-Ring 6 mit
einem rohrförmigen
Teil 7 abdichtend verbunden.
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Mehrere
Gewindestangen 8 (der Anschaulichkeit halber ist von diesen
nur eine gezeigt) verlaufen durch entsprechende Bohrlöcher hindurch,
die in jedem Flansch 2 und jedem rohrförmigen Teil 7 vorgesehen
sind. Um die rohrförmigen
Teile 7 fest zusammenzuklemmen, sind Muttern 9 vorgesehen,
die geeignet sind, mit den Stangen 8 über ein Schraubgewinde verbunden
zu werden, sodass die Flansche 2 und das Gehäuse dazwischen
sandwichartig festgeklemmt sind.
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Je
nach der Art und den Eigenschaften des in der Vorrichtung zu mischenden
Fluids können
das Gehäuse 1,
die Flansche 2, die Elemente 3 und 4 und das
rohrförmige
Teil 7 beispielsweise rostfreien Edelstahl, wie z. B. SUS304
oder SUS316 enthalten; oder ersatzweise andere geeignete Materialien,
wie z. B. Keramik, Legierungen oder synthetische Harze. Die Dichtung 5 und
der O-Ring 6 enthalten ein elastisches wasserdichtes Material,
wie z. B. NBR oder NBR80.
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In
den 7 bis 20 werden verschiedene Ausführungsformen
der Elemente 3 und 4 dargestellt, die jedes zum
Einbau in das in 1 gezeigte Gehäuse 1 geeignet
sind. Die 6 bis 8, 13 bis 14 und 17 bis 18 zeigen Ausführungsformen
des Elements 3, das in diesen Figuren eine zylinderförmige Scheibe
umfasst, die so geformt ist, dass sie im zylinderförmigen Innenraum des
Gehäuses 1 abdichtend
sitzt. Die Scheibe umfasst dabei ein regelmäßiges Lochraster 11, 11', dessen zentraler
Knotenpunkt O auf der Längsmittelachse
des Elements 3 zentriert ist. In den 9 bis 11, 15 bis 16 und 19 bis 20 werden
entsprechende Ausführungsformen
des Elements 4 gezeigt. Wie in diesen Figuren zu sehen
ist, enthält
das Element 4 eine zylinderförmige Scheibe, die so geformt
ist, dass sie im Innenraum des Gehäuses 1 abdichtend
sitzt. Dabei umfasst die Scheibe ein regelmäßiges Lochraster, in dem eines
der Löcher auf
der Längsmittelachse
der zylinderförmigen Scheibe
zentriert ist.
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Die
Ausführungsformen
des in den 6 bis 8 gezeigten
Elements 3 umfassen insbesondere eine zylinderförmige Scheibe,
die ein Raster von pyramidenstumpfartigen Löchern hat, das aus vier vollständigen pyramidenstumpfartigen
Löchern 11 und aus
acht unvollständigen
pyramidenstumpfartigen Löchern 11' besteht. In
der dargestellten Ausführungsform
hat das Element 3 einen Außendurchmesser von 27,5 mm
und axial eine Dicke von 5 mm. Wie in der 6 gezeigt,
sind die vier vollständigen
pyramidenstumpfartigen Löcher 11 in
einer viereckigen Konfiguration um die Längsmittelachse der zylinderförmigen Scheibe
herum angeordnet. Das weite Ende jedes Lochs 11, 11' öffnet sich
in ein vorderes, stromaufwärts
gelegenes Ende der Scheibe. Das entsprechende, in den 9 bis 11 gezeigte Element 4 enthält eine
zylinderförmige
Scheibe, die die gleichen Abmessungen wie das Element 3 hat. Die
Scheibe hat ein regelmäßiges Raster
von pyramidenstumpfartigen Löchern,
das aus fünf
vollständigen
pyramidenstumpfartigen Löchern 11 und 4 unvollständigen pyramidenstumpfartigen
Löchern 11' besteht. Wie
in 9 gezeigt, sind die fünf vollständigen pyramidenstumpfartigen
Löcher 11 in
einer Quincuncialkonfiguration um die Längsmittelachse der Scheibe
herum angeordnet. Das weite Ende jedes Lochs 11, 11' öffnet sich
in ein vorderes Ende der Scheibe.
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Wie
in 12 gezeigt, können
die Elemente 3 und 4 in einer beschichteten Anordnung
nebeneinander zusammengefügt
werden. In der Anordnung sind die Elemente 3 und 4 abwechselnd
in Reihe angeordnet, wobei jeweils das hintere Ende der Elemente 3 und 4 nebeneinander
und flach gegen das vordere Ende des angrenzenden, stromabwärts gelegenen
Elements 4 oder 3 liegt. Die Anordnung ist derart,
dass jedes Loch 11, 11' in jedem Element mit mehreren
Löchern 11, 11' im bzw. in
den angrenzenden Element(en), die stromaufwärts und/oder stromabwärts liegen,
in Verbindung steht. Die Anordnung der Elemente 3 und 4 ist,
wie in 1 zu sehen, in den Innenraum des zylinderförmigen Gehäuses 1 eingepasst.
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Wie
anhand des Pfeils in 1 gezeigt, tritt daher im Betrieb
ein Fluid 10 in das rohrförmige Teil 7 ein,
fließt
durch das röhrförmige Teil
hindurch und strömt
durch die im Flansch 2 vorgesehene Mittelbohrung in den
Innenraum des zylinderförmigen
Gehäuses 1.
Das Fluid kann homogen oder heterogen sein und kann Flüssigkeit,
Gas, Feststoff oder eine beliebige Kombination dieser Zustandsformen
enthalten. Das Fluid kann eine hohe Viskosität haben oder ein flüssiges Pulver
enthalten. In dem Gehäuse 1 strömt das Fluid 10 zwangsläufig durch
die in jedem der Elemente 3 und 4 vorgesehenen
Löcher 11, 11'. Somit wird
das Fluid 10 an dem stromaufwärts gelegenen Ende von jedem
der Elemente 3 und 4 in mehrere Fluidströme geteilt,
die durch jedes der in diesem Element vorgesehenen Löcher 11, 11' hindurch strömen. An
dem stromabwärts
gelegenen Ende des Elements wird jeder Fluidstrom nochmals in mehrere Löcher 11, 11' in den angrenzenden,
stromabwärts gelegenen
Elementen geteilt. Das dabei entstehende wiederholte Teilen und
Vermischen der Fluidströme in
der Anordnung sichert ein schnelles und effizientes Mischen.
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Da
außerdem
jedes Loch 11, 11' entlang
seiner Länge
unterschiedlich breit ist, ist die Durchflussrate von Fluid durch
das Loch hindurch nicht konstant, sondern ist an dem engen, stromabwärts gelegenen
Ende am schnellsten. Im Betrieb treten Fluidströme daher schnell aus den stromabwärts gelegenen
Enden der Löcher 11, 11' in jedem Element
heraus und strömen
in die weiten, stromaufwärts
gelegenen Enden der Löcher 11, 11' im angrenzenden, stromabwärts gelegenen
Element hinein, wo die Längsflussrate
langsamer ist. Dadurch entsteht in dem stromaufwärts gelegenen Ende jedes Lochs 11, 11' eine spürbare Fluidturbulenz,
wodurch die Gründlichkeit
der Mischung weiter verbessert wird.
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Die 13 bis 16 stellen
weitere Ausführungsformen
der Elemente 3 und 4 dar, in denen in jedem Element 3 und 4 eine
Bohrung 12 ausgebildet ist, wobei die Elemente 3 und 4 so
in der Anordnung ausgerichtet sind, dass die Bohrungen 12 fluchten.
Um die Elemente 3 und 4 so zu halten, dass ein Drehen
der Elemente relativ zueinander verhindert wird, ist ein Stift 13 vorgesehen,
der geeignet ist, durch die Bohrung 12 in jedem Element 3 und 4 in
der beschichteten Anordnung hindurch zu verlaufen.
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Die 17 bis 20 stellen
noch weitere Ausführungsformen
der Elemente 3 und 4 dar, in denen jedes Element 3 ein
regelmäßiges Raster
von pyramidenstumpfartigen Löchern
hat, das aus zweiundzwanzig vollständigen pyramidenstumpfartigen Löchern 11 und
zehn unvollständigen
pyramidenstumpfartigen Löchern 11' besteht. Jedes
Element 4 hat ein regelmäßiges Raster von pyramidenstumpfartigen
Löchern,
das aus einundzwanzig vollständigen
pyramidenstumpfartigen Löchern 11 und fünfzehn unvollständigen pyramidenstumpfartigen Löchern 11' besteht. Der
Fachmann wird erkennen, dass die Elemente 3 und 4 im
Rahmen der Erfindung sogar eine höhere Anzahl von Löchern 11, 11' haben können als
dies in den dazugehörigen
Figuren dargestellt ist.
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In
den 2 und 3 ist eine zweite Ausführung der
statischen Mischvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die in diesen Figuren dargestellte Vorrichtung umfasst ein erstes
und ein zweites Endteil 15 und 16, die einander
gegenüberliegen,
wobei jedes Endteil eine Mittelbohrung (15a, 16a)
begrenzt, die gefalzt ist, um eine ringförmige Schulter (15e, 16e)
zu begrenzen. Die gefalzten Abschnitte der Mittelbohrungen 15a, 16a sind
so geformt, dass sie eine beschich tete Anordnung von plattenähnlichen
Elementen 3 und 4 der oben beschriebenen Art unterbringen.
Das erste Endteil 15 trägt
um seinen Randbereich vier Gewindebolzen 17. Jeder Gewindebolzen 17 ist
dabei geeignet, mit der entsprechenden, in dem zweiten Endteil 16 vorgesehenen
Gewindebohrung über
ein Schraubgewinde verbunden zu werden, sodass das erste Endteil 15 mit
dem zweiten Endteil 16 festgeklemmt wird. Dabei wird die
beschichtete Anordnung der Elemente 3 und 4 jeweils
fest in den Bohrungen 15a, 16a des ersten und
des zweiten Endteils gehalten und sitzt abdichtend gegen jede der
ringförmigen
Schultern 15e und 16e. Während des Betriebs wird ein
Fluid 10 in die Bohrung 15a eingeleitet und kann
durch die beschichtete Anordnung der Elemente 3 und 4 strömen, sodass
das Fluid wie oben beschrieben geteilt und gemischt wird. Nachdem
das gemischte Fluid 10 aus dem stromabwärts gelegenen Ende der beschichteten
Anordnung austritt, kann es durch die Bohrung 16a aus der
Vorrichtung heraus strömen.
Dies ist anhand der Pfeile in 3 veranschaulicht.
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In
den 4 und 5 ist eine weitere Ausführung der
statischen Mischvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die in diesen Figuren abgebildete Vorrichtung enthält ein erstes
und ein zweites zylinderförmiges
Endteil 15 und 16, von denen jedes Teil eine Mittelbohrung
(15a, 16a) begrenzt, die wie gezeigt gefalzt ist,
um eine ringförmige
Schulter (15e, 16e) zu begrenzen. Die gefalzten Abschnitte
der Mittelbohrungen 15a, 16a sind so geformt,
dass sie zwischen ihnen eine beschichtete Anordnung der plattenähnlichen
Elemente 3 und 4 der oben beschriebenen Art unterbringen.
Jedes der Endstücke 15, 16 hat
einen ringförmigen
Flansch 15c, 16c, der nach außen vorsteht und geeignet ist, mit
den Klemmbacken der zwei gegenüberliegenden halbkreisförmigen Klemmen
(18a, 18b) in Eingriff zu treten. Wie in 4 zu
sehen, sind die halbkreisförmigen
Klemmen 18a, 18b so ausgebildet, dass sie mittels
einer Schrauben-Mutter-Anordnung 19 in
Eingriff mit den ringförmigen
Flanschen 15c, 16c um den Randbereich der Endstücke 15, 16 herum
geklemmt werden, wodurch die Endstücke 15, 16 in
einer festen Bindung gehalten werden. Wie am besten in 5 zu
sehen, hat jeder Flansch (15c, 16c) eine kegelstumpfartige
Eingriffsfläche
(15d, 16d), und die Klemmbacken der Klemmen sind
entsprechend so verjüngt,
dass die zylindrischen Endstücke
axial fest zusammengezogen werden, um die beschichtete Anordnung
zwischen ihnen festzuklemmen, wenn die Klemmen über die montierten Flansche
festgezogen werden. Dabei wird die beschichtete Anord nung der Elemente 3, 4 in
den Bohrungen 15a, 16a jeweils des ersten und
des zweiten Endstücks
starr gehalten und sitzt abdichtend gegen jede ringförmige Schulter 15e und 16e an.
Im Betrieb wird ein Fluid 10 in die Bohrung 15a eingeleitet
und kann durch die beschichtete Anordnung der Elemente 3 und 5 so
hindurch strömen,
dass das Fluid wie oben beschrieben geteilt und gemischt wird. Nachdem
das gemischte Fluid 10 aus dem stromabwärts gelegenen Ende der beschichteten
Anordnung austritt, kann es durch die Bohrung 16a aus der
Vorrichtung strömen;
wie anhand der Pfeile in 5 gezeigt.