DE680657C

DE680657C - Process for apparatus for mixing liquids

Info

Publication number: DE680657C
Application number: DEE49194D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Etzkorn
Original assignee: RUDOLF ETZKORN DIPL ING
Current assignee: RUDOLF ETZKORN DIPL ING
Priority date: 1937-01-08
Filing date: 1937-01-08
Publication date: 1939-09-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten In der chemischen Industrie tritt häufig die Aufgabe auf, größere zeitlich oder örtlich getrennt anfallende Flüssigkeitsmengen, insbesondere einzelne nacheinander hergestellte Chargen, aus einem mit bestimmten Stoffmengen fortlaufend durchgeführten Arbeitsgang zu mischen; sei es zum Ausgleichen kleiner, bei chemischen Umsetzungen oder sonstigen Behandlungen unvermeidbar auftretender Unterschiede in den verschiedenen Chargen oder zwecks nachträglicher Regelung der Eigenschaften einer bestimmten Flüssigkeitsmenge durch Zugabe einer gleichartigen oder ungleichartigen Flüssigkeit mit entsprechend eingestellten Eigenschaften.Method and device for mixing liquids in chemical Industry often occurs the task of larger temporally or spatially occurring Quantities of liquid, in particular individual batches produced one after the other to mix an operation that is carried out continuously with certain amounts of substance; be it to compensate for smaller ones, for chemical reactions or other treatments unavoidable differences in the different batches or for the purpose subsequent regulation of the properties of a certain amount of liquid Addition of a similar or dissimilar liquid with appropriately adjusted Properties.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung ermöglichen ein fortlaufendes Mischen verschiedener zeitlich oder örtlich getrennt anfallender Chargen von praktisch vollständig mischbaren dickflüssigen Stoffen, Gemischen, kolloidalen Lösungen u. dgl., unter praktischer Ausschaltung des gerade beim Nischen viscoser Flüssigkeiten in den üblichen großen Mischgefäßen erforderlichen Kraftaufwandes. Das neue Ve rfah ren und die zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung sind auf den verschiedensten Gebieten der Technik zum Mischen flüssiger bzw. durch Erwärmen verflüssigter Massen anwendbar ; beispielsweise sei das Mischen von Ölen, flüssigen Biturnen, Lösungen von Cellulose oder Cellulosederivaten, wie z. Ii, der für Lackzwecke oder zur Herstellung von Kunstseide bzw. Folien verwendeten Acetylcelluloselösungen oder von Gemischen synthetischer Fettsäuren angeführt. The method and the device according to the invention enable a Continuous mixing of different batches occurring at different times or in different locations of almost completely miscible viscous substances, mixtures, colloidal Solutions and the like, with the practical elimination of the more viscous in niches Liquids in the usual large mixing vessels required effort. The new process and the device used to carry it out are open the most diverse areas of technology for mixing liquids or by heating liquefied masses applicable; for example, the mixing of oils is liquid Biturns, solutions of cellulose or cellulose derivatives, such as. Ii, the one for paint purposes or acetyl cellulose solutions used for the production of rayon or foils or of mixtures of synthetic fatty acids.

Nach dem vorliegenden Verfahren werden die zeitlich oder örtlich getrennt anfallenden Flüssigkeitschargen, die zur Vereinfachung der Erläuterung mit A, B, C usw. bezeichnet werden sollen, jeweils in eine bestimmte Anzahl von Teilmengen zerlegt. Die hierbei aus den einzelnen Chargen A, B. und C usw. erhaltenen Teilmengen a1, a2, a3 bzw. b1, b2, b3 bzw. Ct, C2, c3 usw. werden in mehrere Standgefäße nacheinander eingefüllt, so daß das erste Standgefäß die Teilmengen a1, b2, c1 usw., das zweite Standgefäß die Teilmengen a2 h2, c usw. und das dritte Standgefäß die Teilmengen a3, b3 c, usw. enthält. Die Zahl der Standgefäße ist an sich nicht beschränkt; sie wird sich aber praktisch im allgemeinen zwischen 3 und 8 bewegen. Jede Flüssigkeitscharge wird in eine der Zahl der vorhandenen 5 tandgefäße entsprechende Anzahl von Teilmengen unterteilt. Nachdem die Teilmengen mehrerer Flüssigkeitschargen nacheinander in mehrere Standgefäße eingefüllt sind, wird der Inhalt sämtlicher Standgefäße über eine gemeinsame Sammelleitung derart abgezogen, daß in der Sammelleitung jeweils Teilmengen (z. B. a3, b2, cit ; a4, b3, C2) zusammentreffen, die aus verschiedenen Ausgangschargen stammen. Das Abziehen vom Boden der Standgefäße kann kontinuierlich oder absatzweise erfolgen, während von oben ebenfalls kontinuierlich oder absatzweise gleiche Anteile neuer Flüssigkeitschargen in -die Sammelbehälter eingeführt werden. According to the present procedure, the temporal or spatial separately occurring liquid batches, to simplify the explanation to be denoted by A, B, C etc., each in a certain number of Broken down into subsets. Those obtained here from the individual batches A, B. and C etc. Subsets a1, a2, a3 or b1, b2, b3 or Ct, C2, c3 etc. are placed in several jars filled in one after the other, so that the first standing vessel contains the partial quantities a1, b2, c1 etc., the second standing vessel the subsets a2 h2, c etc. and the third standing vessel the Contains subsets a3, b3 c, etc. The number of standing vessels is not limited per se; but it will be practical in general move between 3 and 8. Each batch of liquid is poured into one of the five existing containers Number of subsets divided. After the subsets of several batches of liquid are poured into several jars one after the other, the contents become more and more Upright vessels withdrawn via a common manifold in such a way that in the manifold in each case subsets (e.g. a3, b2, cit; a4, b3, C2) come together that consist of different Output batches originate. The peeling from the bottom of the jars can be continuous or intermittently, while from above also continuously or intermittently equal proportions of new liquid batches are introduced into the collecting tanks.

In Fig. I ist eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Arbeitsweise soll nachstehend an Hand dieser Zeichnung noch näher erläutert werden. In Fig. I is a suitable device for performing the method shown schematically. The working method is shown below with the aid of this drawing will be explained in more detail.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. I sind vier-Standgefäße I, 2, 3, 4 vorgesehen, welche zylindrische Form und gleiche Querschnitte aufweisen. Die Böden der vier Gefäße liegen jedoch verschieden hoch, so daß jedes der Gefäße 2, 3 und 4 gegenüber dem vorhergehenden ein um den gleichen Betrag steigendes Fassungsvermögen aufeist. Die Höhenunterschiede zwischen den Böden zweiter aufeinanderfolgender Gefäße sind so bemessen, daß die Volumendifferenz etwa dem Volumen des bei Durchführung des Mischverfahrens eingefüllten Anteiles einer der zu mischenden Flüssigkeitschargen entspricht. According to the embodiment of Fig. I, four standing vessels I, 2, 3, 4 are provided, which have a cylindrical shape and the same cross-sections. However, the bottoms of the four vessels are at different heights, so that each of the vessels 2, 3 and 4 have a capacity increasing by the same amount compared to the previous one aufeist. The height differences between the bottoms of two consecutive vessels are dimensioned so that the volume difference is approximately the same as the volume of the the proportion of one of the liquid batches to be mixed filled in during the mixing process is equivalent to.

Die am Boden der Standgefäße angeord neten Ausfluß öffnungen sind durch Verb in dungsrohre 5, -6, 7, 8 mit der horizontal liegenden Sammelleitung 9 verbunden. Die Sammelleitung 9 kann auch schräg oder in ganz beliebiger Lage angeordnet sein. In diese Sammelleitung ist eine Förderpumpe 10 beliebiger Bauart, beispielsweise in Form einer Zahnradpumpe, eingeschaltet. The outflow openings are arranged at the bottom of the standing vessels by means of connection in connection pipes 5, -6, 7, 8 with the horizontally lying manifold 9 connected. The collecting line 9 can also be arranged at an angle or in any position be. In this collecting line is a feed pump 10 of any type, for example in the form of a gear pump, switched on.

Bei Beginn des Mischprozesses wird zunächst- in dem Behälter 4 ein Viertel a einer Flüssigkeitscharge eingefüllt. - Hierauf wird in die Behälter 4 und 3 je ein Viertel b einer zweiten Flüssigkeitsdarge und anschließend in die Behälter, 3, 2 jeweils ein Viertel c einer dritten Charge eingefiillt. At the beginning of the mixing process, a first in the container 4 is Filled quarter a of a liquid charge. - This is followed by the 4 and 3 each a quarter b of a second liquid charge and then into the container, 3, 2 each poured a quarter c of a third batch.

Die nächste Flüssigkeitscharge wird dann in vier gleichen Anteilen I auf sämtliche vier Standgefäße verteilt; die vier Anteile I liegen also zwischen gleichen Niveauflächen. In entsprechender NVeise werden die Anteile II, III, IV usw. der weiterhin anfallenden Flüssigkeitsmengen auf die vier Gefäße verteilt.The next batch of liquid is then in four equal proportions I distributed over all four standing vessels; the four parts I are therefore between same level surfaces. In a corresponding way, the shares II, III, IV etc. the remaining amounts of liquid are distributed over the four vessels.

Beim Abziehen der Flüssigkeit aus den Standgefäßen senkt sich nun das Flüssigkeitsniveau in den vier kommunizierenden Gefäßen praktisch gleichmäßig, so daß je vier aus verschiedenen Flüssigkeitschargen stammende Anteile aus den einzelnen Standgefäßen in der Sammelleitung g gemischt werden. Beispielsweise mischen sich von den vollständig über die vier Behälter verteilten Flüssigkeitschargen die Anteile 1, II, III und IV. Die Anteile II, III und IV aus den Standgefäßen 4, 3 und 2 mischen sich bei weiterem Abziehen untereinander und mit einem Anteil einer fünften Charge aus dem Gefäß I. Die gemischte Flüssigkeit kann aus der Sammelleitung entnommen. werden oder auch durch auf die Gefäße bzm. das Mischsystem wirkende Preßluft bzw. mittels Pumpe 10 weitergefördert everden. Durch eine hinter der Pumpe 10 gegebenenfalls noch durchgeführte Filtration oder andere mechanische oder chemische Behandlungen kann der Mischvorgang unter Umständen noch ergänzt bzw. verstärkt rverden.When the liquid is withdrawn from the jars it now lowers the liquid level in the four communicating vessels is practically even, so that four parts from different liquid batches from each Upright vessels are mixed in the collecting line g. For example, mix the proportions of the liquid batches completely distributed over the four containers 1, II, III and IV. Mix the proportions II, III and IV from the jars 4, 3 and 2 with further removal from one another and with a proportion of a fifth batch from the vessel I. The mixed liquid can be taken from the collecting line. be or by on the vessels bzm. the mixing system acting compressed air resp. conveyed further by means of pump 10. By one behind the pump 10 if necessary Filtration or other mechanical or chemical treatments still in progress the mixing process can be supplemented or intensified under certain circumstances.

Wie sich aus vorstehendem ohne weiteres ergibt, ist das Verfahren bei fortlaufender Durchführung besonders vorteilhaft, da hierbei nur eine einmalige kurze Anlaufperiode, Einfüllen der Anteile a, b, c, erforderlich ist, worauf dann jeweils die gesamten anfallenden Flüssigkeitschargen auf die vier Standgefäße verteilt werden können. As is readily apparent from the above, the method is Particularly advantageous if it is carried out continuously, since this is only a one-off short start-up period, filling in the shares a, b, c, is required, whereupon Distribute the entire liquid batches to the four standing vessels can be.

In Fig. 2 ist eine weitere zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung im Schnitt dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einem äußeren, im wesentlichen zylindrischen Standgefäß II und den in diesem angeordneten zylindrischen Gefäßen 12, 13, 14, 15. Die Abmessungen dieser Gefäße sind so gewählt, daß die zwischen zwei Niveauflächen im inneren Zylinder und in den durch je zwei Zylinder umgrenzten Ringräurnen liegenden Räume gleiches Fassungsvermögen aufweisen. Die Ausflußöffnungen der einzelnen Gefäße liegen zweckmäßig senkrecht übereinander. Sie können mit Rohrstutzen versehen sein, welche jeweils dicht über den nächsttieferen Ausflußöffnungen münden (vgl. Zeichnung); unter Umständen ist es aber zweckmäßig, jede Ausflußöffnung mit einem Abfluß rohr zu versehen, welches durch die tiefer liegenden Abflußöffnungen hindurchgeführt ist und etwa in der Höhe der Ausflußöffilung des größten Behälters mündet. In Fig. 2, another is suitable for carrying out the method Device shown in section. The device consists of an outer, im essential cylindrical standing vessel II and the cylindrical one arranged in it Vessels 12, 13, 14, 15. The dimensions of these vessels are chosen so that the between two level surfaces in the inner cylinder and in the one bounded by two cylinders each The rooms lying in the ring grooves have the same capacity. The outflow openings the individual vessels are expediently vertically one above the other. You can with pipe socket be provided, which each open close to the next lower outflow openings (see drawing); under certain circumstances, however, it is advisable to include each outlet opening to provide a drain pipe, which through the deeper drainage openings is passed through and approximately at the level of the outflow opening of the largest container flows out.

Der äußerste Behälter 11 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, als starkwandiges Druckgefäß ausgebildet und mit einem Heiz-oder Kühlmantel 16 ausgerüstet sein. Natürlich können die Behälter 11 bis 15 auch quadratischen. rechteckigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen,' wobei zwecks N-i ischung gleicher Anteile verschiedener Chargen ebenfalls die oben angegebene Bedingung über das Fassungsvermögen der zwischen gleichen Niveauflächen liegenden Räume erfüllt sein muß. The outermost container 11 can, as shown in Fig. 2, as thick-walled Pressure vessel designed and equipped with a heating or cooling jacket 16. Naturally the containers 11 to 15 can also be square. rectangular or polygonal Have cross-section, 'where for the purpose of matching the same proportions different Batches also the the above condition regarding the capacity the spaces between the same level surfaces must be fulfilled.

Es ist bereits eine Mischvorrichtung für Flüssigkeiten vorgeschlagen worden, welche aus zwei ineinander angeordneten Behältern mit kegelstumpffönnigen Böden besteht und bei welcher die Ausfluß öffnung des inneren Behälters unmittelbar über der Ausflußöffnung des äußeren Behälters angeordnet ist. A mixing device for liquids has already been proposed which consists of two nested containers with frustoconical There is soil and in which the outflow opening of the inner container directly is arranged over the outflow opening of the outer container.

Diese Vorrichtung ist nicht zum kontinuierlichen Mischen von Flüssigkeitschargen im Sinne der Erfindung bestimmt oder geeignet, denn die Auslaßöffnungen der beiden Behälter liegen praktisch in gleicher Höhe, so daß ein Einfüllen von Teilmengen mehrerer Flüssigkeitschargen im Sinne der Erfindung und ein kontinuierliches mischen unter Ineinandergreifen mehrerer in die Sammelgefäße nacheinander eingefüllter Chargen, also gewissermaßen mit einer Phasenverschiebung, nicht möglich ist.This device is not intended for continuous mixing of liquid batches Determined or suitable for the purposes of the invention, because the outlet openings of the two Containers are practically at the same height, so that partial amounts can be filled several liquid batches within the meaning of the invention and continuous mixing with several batches filled one after the other in the collecting vessels, so to a certain extent with a phase shift, is not possible.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 bietet gegenüber der Verwendung einzelner getrennt aufgestellter Standgefäße den Vorteil, daß nur der äußerste Behälter 1 1 druckfest ausgebildet werden muß, während die eingesetzten Zylinder 12, I3, 14, 15 beliebig dünnwandig sein können, da sie dem Flüssigkeitsdruck von innen und außen vollkommen gleichmäßig ausgesetzt sind, also keinerlei Druckbeanspruchung aushalten müssen, sondern lediglich der Flüssigkeitsführung dienen. Nur die äußere Behälterwandung hat den Flüssigkeitsdruck oder bei Verwendung von beispielsweise Preßdruck diesen zusätzlichen Druck aufzunehmen. Ebenso ist auch nur eine einzige Heiz- bzw. Kühlvorrichtung oder isolierende Ummantelung zur Aufrechterhaltung der Temperatur erforderlich. -Nach einer Ausfährungsform des Verfahrens kann durch entsprechende Bemessung der Gefäßquerschnitte das bei gleichen Querschnitten anteilig gleiche Mischungsverhältnis auch in beliebiger Weise geändert werden. The embodiment of FIG. 2 offers over use individual, separately placed standing vessels have the advantage that only the outermost container 1 1 must be made pressure-resistant, while the cylinders 12, I3, 14, 15 can be as thin-walled as desired, as they are exposed to the fluid pressure from the inside and are exposed completely evenly on the outside, i.e. no pressure stress whatsoever have to withstand, but only serve to guide the liquid. Only the outer one The container wall has the liquid pressure or when using, for example Pressing pressure to absorb this additional pressure. Likewise, only one is also Heating or cooling device or insulating jacket to maintain the Temperature required. -According to an execution form of the procedure can by appropriate Dimensioning of the vessel cross-sections is proportionally the same for the same cross-sections Mixing ratio can also be changed in any way.

Die Zuteilung der einzelnen Flüssigkeitsanteile zu den Standgefäßen kann unter Wegfall jeder Bedienung in einfachster Weise durch eine. dem N£Iischapparat vorgeschaltete Zuteilvorrichtung erfolgen. Diese kann aus der Anzahl der Gefäße bzw, Gefäßräume entsprechenden Zuteilpumpen, Meßüberfallwehren oder auch Meßdüsen bstehen. The allocation of the individual liquid components to the standing vessels can be done in the simplest possible way by a. the nosing apparatus upstream allocation device take place. This can be from the number of vessels or metering pumps, measuring overflow weirs or measuring nozzles corresponding to the vessel spaces stand.

In Fig. I ist beispielsweise ein Meßkasten mit Überfallwehren der Mischvorrichtung vorgeschaltet. Fig. 3 zeigt eine seitenansicht dieser Zusatzvorrichtung. Die Zufuhrleitung 17 mündet in einen Raum IS des Meßkastens. In Fig. I, for example, is a measuring box with raid weirs Mixing device connected upstream. Fig. 3 shows a side view of this accessory device. The supply line 17 opens into a space IS of the measuring box.

Die Flüssigkeit steigt darin hoch und fällt über die Kante 19 in die vier Kammern 20, 21, 22, 23, von wo sie durch die Ableitungen 24, 25, 26, 27 in die Gefäße 1, 2, 3, 4 gelangt. The liquid rises in it and falls over the edge 19 in the four chambers 20, 21, 22, 23, from where they pass through the outlets 24, 25, 26, 27 enters vessels 1, 2, 3, 4.

Bei gleicher Kantenbreite der Teilkammern zerteilt sich die Flüssigkeit in vollkommen gleiche Teile, bei entsprechend anderer Wahl der Kantenbreite kann jedes beliebige Zuteilverhältnis eingestellt werden. With the same edge width of the sub-chambers, the liquid divides into completely equal parts, with a correspondingly different choice of edge width any allocation ratio can be set.

In Fig. 2 ist der Meßkasten durch ein Verteilerrohr 28 ersetzt, das über jedem Gefäßraum je eine oder mehrere kalibrierte Meßdüsen 29, 30, 31, 32, 33 besitzt, durch welche eine gleiche oder gewünschte beliebige Verteilung ermöglicht wird. In Fig. 2, the measuring box is replaced by a manifold 28 which One or more calibrated measuring nozzles 29, 30, 31, 32, 33 above each vessel space possesses, by means of which an equal or desired arbitrary distribution is possible will.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Continuous wiping method of batches A, B, C etc. of viscous substances, characterized in that each liquid batch A, B, C etc. into a certain number of partial quantities (a1, a2, a3 etc. or b1, b2, b3 etc. or c1, c2, c3 etc.) and the subsets of the various liquid batches are poured into several jars one after the other whereupon the contents of all standing vessels via a common chimney line is withdrawn in such a way that subsets (a2, b2, c1; a4, b3, c3 etc.) of successive output batches meet.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by several differently arranged, possibly nested, standing vessels (I to 4, 11 to 15) communicating with one another, the ones on the ground Outflow openings each have a height difference, which is the height of the liquid corresponds to the partial amount of liquid located in the respective adjacent container.

3. N - device according to claim 2, characterized in that the Standing vessels (I to 4) located at different heights have the same cross-section and the outlet openings located on the floor are connected to a collecting pipe (9) are, the difference in height between the outflow openings of the different Container is the same in each case.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by means of an automatic allocation device for the individual logs £: i1Je, for example in the form of measuring weirs or calibrated teßdüseii.