DE69730068T2

DE69730068T2 - mixing device

Info

Publication number: DE69730068T2
Application number: DE69730068T
Authority: DE
Inventors: Coen Hendrik Decnop
Original assignee: Individual
Current assignee: Typhoon Group BV
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2017-03-20
Also published as: NL1002649C2; DE69730068D1; EP0796651B1; EP0796651A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen einer Trägerflüssigkeit mit einem oder mehreren Additiven, aufweisend ein geschlossenes Gehäuse mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung für die Flüssigkeit und einer Einführöffnung für das oder jedes Additiv zusätzlich zu einem darin untergebrachten Mischwerk.The The invention relates to a device for mixing a carrier liquid with one or more additives, having a closed one casing with an inlet and an outlet opening for the liquid and an insertion opening for the or each Additive in addition to a mixer housed therein.

Ein solcher Mischer wird bei vielen Prozessen angewendet, wobei zum Beispiel von statischen Mischern Gebrauch gemacht wird, d. h. eine Trägerflüssigkeit wird entlang eines statischen Körpers zusammen mit einem vorher zugegebenen Additiv derart transportiert, dass eine Mischung als eine Folge der unterschiedlichen Strömungen zwischen Additiv und Trägerflüssigkeit stattfindet. Für besondere Substanzen als Additiv funktioniert dieser nicht gut, und daher wird auch häufig von aktiven Mischern in der Form einer festgelegten Menge von Trägerflüssigkeit Gebrauch gemacht, welche mit dem Additiv mittels einer Rührvorrichtung in einem Gefäß gemischt wird. Der Nachteil hierbei ist, dass eine festgelegte Menge von Flüssigkeit zu einer Zeit gemischt wird, wobei dies nachteilig für kontinuierliche Prozesse ist.One such mixer is used in many processes, wherein the Example of static mixers use, d. H. a carrier fluid gets along a static body transported together with a previously added additive such that a mixture as a result of the different flows between Additive and carrier liquid takes place. For special substances as an additive does not work well, and therefore becomes common too use of active mixers in the form of a fixed amount of carrier liquid made, which mixed with the additive by means of a stirring device in a vessel becomes. The downside here is that a set amount of liquid mixed at one time, which is detrimental to continuous Processes is.

Die GB 998329 beschreibt einen Mischer für zwei oder mehrere Flüssigkeiten, aufweisend eine zylindrische Mischkammer mit wenigstens zwei Zonen, die durch eine Lochscheibe um die Antriebswelle herum voneinander getrennt sind, wobei wenigstens zwei Flüssigkeiten unter Druck in die erste Zone hinein gebracht werden, und die resultierende Mischung wird gezwungen, durch die Löcher der Scheibe hindurch zu der zweiten Zone zu strömen, welche mit einem Mischungsabführkanal versehen ist. Dieser Mischer erfordert eine Einteilung der Mischkammer in Zonen, die durch Lochscheiben voneinander getrennt sind, um eine gute Mischung der zwei oder mehreren Flüssigkeiten zu erreichen.The GB 998329 describes a mixer for two or more liquids, comprising a cylindrical mixing chamber with at least two zones, through a perforated disc around the drive shaft from each other are separated, wherein at least two liquids under pressure in the first zone, and the resulting mixture is forced through the holes the disc to flow to the second zone, which with a Mischungsabführkanal is provided. This mixer requires a division of the mixing chamber in zones which are separated by perforated disks to one another good mixture of two or more liquids.

Die Erfindung hat als deren Ziel, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher ein kontinuierlicher Mischprozess mit einer beträchtlich höheren Effizienz realisiert wird, so dass eine perfekte Mischung auch für Substanzen, welche schwierig zu mischen sind, zustande gebracht wird.The The invention has as its object to provide a device with which is a continuous mixing process with a considerable higher Efficiency is realized, so that a perfect mix for substances, which are difficult to mix, is brought about.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Mischwerk von wenigstens einer drehbar angetriebenen Blattanordnung gebildet wird, deren Drehwelle mittig in dem im Querschnitt unrunden Gehäuse aufgenommen ist, welche unrunde Form des Gehäuses bewirkt, dass die Hauptströmung zwischen dem Einlass und dem Auslass im Wesentlichen entlang der Außenseite des Gehäuses liegt, wobei die Einlassöffnung im Wesentlichen dem Mischwerk gegenüberliegend angeordnet ist, welches zum Ausüben einer Schubwirkung an der Flüssigkeit in der Richtung zu der Einlassöffnung hin zum Erzeugen einer Gegenströmung gestaltet ist, wobei die starke Scherwirkung zwischen der Gegenströmung und der Hauptströmung in einer guten Mischung resultiert.The Device according to the invention is characterized in that the mixer of at least one rotatably driven blade assembly is formed, the rotary shaft is received centrally in the non-circular cross-section housing, which out of round shape of the case causes the mainstream between the inlet and the outlet substantially along the outside of the housing lies, with the inlet opening is arranged substantially opposite the mixer, which to exercise a pushing action on the liquid in the direction to the inlet opening towards creating a counterflow is designed, with the strong shearing action between the counterflow and the mainstream results in a good mix.

Infolge der Gegenströmungswirkung der Rührvorrichtung auf die Trägerflüssigkeit tritt in dem Mischgehäuse einerseits eine Strömung in der Hauptströmungsrichtung und andererseits eine Teilströmung in entgegengesetzter Richtung auf, wodurch das Additiv stark mit der Trägerflüssigkeit vermischt wird. Wegen der unrunden Form des Gehäuses befindet sich die Hauptströmung entlang der Außenseite des Gehäuses, während die Gegenströmung mittig in dem Gehäuse stattfindet. Die gute Mischung der Substanzen resultiert aus der starken Scherwirkung zwischen beiden Strömungen.As a result the counterflow effect the stirring device on the carrier liquid occurs in the mixing housing on the one hand a flow in the main flow direction and on the other hand, a partial flow in the opposite direction, whereby the additive strongly with the carrier liquid is mixed. Because of the non-round shape of the housing, the main flow is along the outside of the housing, while the countercurrent in the middle of the housing takes place. The good mixture of substances results from the strong shear between the two streams.

Die Öffnung für das Additiv ist vorzugsweise in der Seitenwand des Gehäuses angeordnet, d. h. sie wird direkt in der Hauptströmung mitgerissen, welche im Wesentlichen in die Gegenströmung in dem Mittelteil zurückgeführt wird. Es ist hierbei auch möglich, das Additiv über ein Führungsrohr einzuleiten, das von der Öffnung zu der mittleren Welle hin ausgerichtet ist, so dass dieses Additiv direkt in die Gegenströmung eintritt.The opening for the additive is preferably arranged in the side wall of the housing, i. H. she gets right in the mainstream entrained, which essentially in the countercurrent in the Middle part is returned. It is also possible the additive over a guide tube to initiate that from the opening is oriented towards the middle wave, so this additive directly into the countercurrent entry.

Wenn die Blattanordnung aus zwei Gruppen von Blättern konstruiert ist, welche in einem gemeinsamen Abstand zu deren Drehwelle fixiert sind, ist es empfehlenswert, dass das Führungsrohr an der Seite wenigstens der vorlaufenden Blattanordnung entfernt von der Einlassöffnung für die Trägerflüssigkeit mündet.If the blade assembly is constructed of two groups of blades, which are fixed at a common distance to the rotary shaft is It is recommended that the guide tube on the side of at least the leading sheet assembly removed from the inlet opening for the carrier fluid empties.

In einer Weiterentwicklung besteht die vorlaufende Blattanordnung aus einem Teil, welches eine axiale Schubwirkung hat, und einem Teil, welches eine radiale Schubwirkung hat. Die intensive Mischung wird hierdurch noch weiter verbessert.In a further development consists of the leading sheet arrangement a part which has an axial thrust action, and a part which has a radial thrust effect. The intense mix will thereby further improved.

Die oben erwähnten und andere Merkmale der Erfindung werden untenstehend in der Figurenbeschreibung zweier Ausführungsformen näher beschrieben. In der Zeichnung:The mentioned above and other features of the invention will be described below in the description of the figures two embodiments described in more detail. In the drawing:

zeigt 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit teilweise weg gebrochenen Teilen des Mischgehäuses;shows 1 a perspective view of a first embodiment of the device according to the invention with partially broken away parts of the mixing housing;

zeigt 2 eine der 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;shows 2 one of the 1 corresponding view of a second embodiment of the device according to the invention;

zeigt 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Blattanordnung aus 2.shows 3 a perspective view of a portion of the blade assembly 2 ,

In 1 ist mit der Nummer 1 das Gehäuse der Vorrichtung bezeichnet, welches einen unrunden Querschnitt hat und hier mit einem rechteckigen Querschnitt dargestellt ist.In 1 the number 1 designates the housing of the device, which has a non-circular cross section and is shown here with a rectangular cross section.

An der rechten Seite schließt die rechteckige Wand an einen Endflansch 2 an, welcher mittels Schrauben 3 mit einem Verbindungsflansch 4 eines Rohrsystems 5 verbunden werden kann, so dass dieses letztere mit der Einlassöffnung 6 in Verbindung steht.On the right side, the rectangular wall closes to an end flange 2 on, which by means of screws 3 with a connecting flange 4 a pipe system 5 can be connected, so this latter with the inlet opening 6 communicates.

An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses ist über einen Verbindungsflansch 2' mittels Schrauben 4 ein Verbindungsflansch 7 fixiert, welcher über die Lager 8 als Lagerung für eine Drehwelle 9 dient, die sich koaxial in dem Gehäuse 1 erstreckt. Der Flansch 7 trägt eine Mehrzahl von (hier vier) Abstandshaltern 10 zur Fixierung eines Flansches 11 eines Antriebs, zum Beispiel eines Elektromotors 13. Dieser letztere ist direkt mit der Drehwelle 9 des Mischwerks gekuppelt. Das Mischwerk besteht aus einer Blattanordnung, die hier von zwei Blattrotoren 14, 15 gebildet wird, die in einem gemeinsamen Abstand an der Drehwelle 9 platziert sind. Die Blätter sind derart eingestellt, dass bei Veranlassung einer Drehung in der Richtung des Pfeils P1 eine Schubwirkung entsprechend dem Pfeil P2 resultiert, d. h. in der Richtung der Einlassöffnung 6.On the opposite side of the housing is via a connecting flange 2 ' by means of screws 4 a connecting flange 7 fixed, which about the bearings 8th as a bearing for a rotary shaft 9 Serves coaxially in the housing 1 extends. The flange 7 carries a plurality of (here four) spacers 10 for fixing a flange 11 a drive, for example an electric motor 13 , This latter is directly with the rotary shaft 9 coupled to the mixer. The mixer consists of a blade assembly, here by two blade rotors 14 . 15 is formed, which at a common distance on the rotary shaft 9 are placed. The blades are set such that, upon rotation in the direction of the arrow P1, a thrusting action corresponding to the arrow P2 results, that is, in the direction of the inlet port 6 ,

Die Additive werden über Rohre 16 in das Gehäuse hinzugetan, wobei dies in der Strömung P3 der Trägerflüssigkeit von der Einlassöffnung 6 vorgenommen wird. Nach dem Mischen verlässt die Mischung das Gehäuse über die Auslassöffnung 17 und das Abführrohr 18.The additives are over pipes 16 into the housing, this being in the flow P3 of the carrier liquid from the inlet opening 6 is made. After mixing, the mixture leaves the housing via the outlet opening 17 and the discharge pipe 18 ,

Der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt. Die Trägerflüssigkeit wird unter Druck über das Rohr 5 durch die Einlassöffnung 6 hindurch in das Gehäuse 1 hinein geführt. Das Additiv wird gleichzeitig über die Rohre 16 eingeleitet, und eine erste Mischung findet statt. Die Hauptströmung wird in vier Teilströmungen getrennt, welche im Wesentlichen in den Ecken des Gehäuses liegen. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch die axiale Schubwirkung des Mischwerks 14, 15 in der Richtung des Pfeils P2 zurückgeführt. Die Strömungen P2 und P3 werden noch einmal gemischt, wobei eine starke turbulente Strömung gebildet wird. Die intensiv gemischte Trägerströmung und Additive verlassen das Gehäuse über Rohre 18.The operation of the apparatus described above is as follows. The carrier liquid is pressurized through the tube 5 through the inlet opening 6 through into the housing 1 led into it. The additive is simultaneously over the pipes 16 initiated, and a first mixture takes place. The main flow is separated into four partial flows, which lie essentially in the corners of the housing. Part of the fluid is due to the axial thrust action of the mixer 14 . 15 returned in the direction of arrow P2. The flows P2 and P3 are mixed again, forming a strong turbulent flow. The intensively mixed carrier flow and additives leave the housing via pipes 18 ,

2 zeigt eine alternative Ausführungsform, wobei dieselben Elemente jedoch mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. 2 shows an alternative embodiment, wherein the same elements are denoted by the same reference numerals.

Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 ist die andere Ausführungsform des Mischwerks, das hier aus zwei Rotoren 20 und 21 besteht, welche in einem gemeinsamen Abstand platziert sind und gleichermaßen durch eine Drehwelle 9 in der Richtung des Pfeils P1 gedreht werden. Der linke Rotor 20 besteht aus einer geschlossenen Scheibe, an welcher Blätter platziert sind, welche eine radiale Schubwirkung in der Richtung des Pfeils P5 bewirken.The difference from the embodiment according to 1 is the other embodiment of the mixer, here two rotors 20 and 21 which are placed at a common distance and equally by a rotary shaft 9 be rotated in the direction of arrow P1. The left rotor 20 consists of a closed disc, on which leaves are placed, which cause a radial thrust action in the direction of the arrow P5.

Der rechte Rotor 21 besteht aus einer tellerförmigen Scheibe, deren Außenflansch mit Blättern 22 (siehe 3) versehen ist, welche eine axiale Schubwirkung in der Richtung des Pfeils P2 bewirken. Der Außenrand des Tellers ist mit einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 23 versehen, die derart platziert sind, dass dort eine radiale Schubwirkung entsprechend dem Pfeil P6 erzeugt wird. Besonders turbulente Strömungen werden hiermit entlang der Eckteile des Gehäuses 1 erreicht, und eine stärkere Scherwirkung wird zwischen diesen Strömungsteilen zustande gebracht, wodurch eine hoch intensive Mischung erreicht wird.The right rotor 21 consists of a plate-shaped disc whose outer flange with leaves 22 (please refer 3 ) which cause an axial thrust in the direction of the arrow P2. The outer edge of the plate is with a plurality of through holes 23 provided, which are placed so that there is a radial thrust action is generated according to the arrow P6. Particularly turbulent flows are hereby along the corner parts of the housing 1 achieved, and a greater shear effect is achieved between these flow parts, whereby a highly intensive mixture is achieved.

Ein anderer Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 ist, dass ein Rohr 24 für ein Additiv in das Gehäuse 1 hinein geführt ist, dessen äußeres Ende in den tellerförmigen Rotor 21 mündet. Dies stellt sicher, dass das Additiv zuerst einen radialen Strömungspfad erlangt und anschließend in den axialen Strömungspfaden mitgerissen wird.Another difference from the embodiment according to 1 is that a pipe 24 for an additive in the housing 1 is guided in, the outer end in the plate-shaped rotor 21 empties. This ensures that the additive first acquires a radial flow path and is subsequently entrained in the axial flow paths.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Das Gehäuse muss zum Beispiel keine viereckige Querschnittsform haben, sondern kann mehr als vier Ecken haben, wie ein Sechseck oder Achteck. Das Gehäuse kann auch eine ovale Form haben, so dass innerhalb des erfinderischen Konzepts ein oder mehrere Strömungsräume zwischen dem imaginären Umfangszylinder der Rotoren des Mischwerks und der Innenseite des Gehäuses erzeugt werden.The The invention is not limited to the embodiments described above limited. The housing For example, it does not have to have a quadrangular cross-sectional shape can have more than four corners, like a hexagon or octagon. The Housing can also have an oval shape, so that within the inventive Concept one or more flow spaces between the imaginary Circumferential cylinder of the rotors of the mixer and the inside of the housing be generated.

Die Position der Zuführrohre 16 in dem Gehäuse kann auch willkürlich sein, wobei ein Additiv auch bereits in dem Zuführrohr 5 für die Trägerflüssigkeit hinzugefügt werden kann.The position of the feed pipes 16 in the housing may also be arbitrary, with an additive already in the feed tube 5 can be added for the carrier liquid.

Claims

Device for mixing a carrier liquid with one or more additives, comprising a closed housing ( 1 ) with an inlet ( 6 ) and an outlet opening ( 17 ) for the liquid and an insertion opening ( 16 ) for the or each additive in addition to a mixer housed therein, the mixer being driven by at least one rotatably driven blade assembly ( 14 . 15 ) is formed whose rotary shaft ( 9 ) in the middle in the non-circular cross-section housing ( 1 ), which non-circular shape of the housing causes the main flow between the inlet and the outlet is located substantially along the outside of the housing, the inlet opening being substantially opposite the mixer, which is designed to exert a pushing action on the liquid in the direction towards the inlet opening to create a countercurrent, the strong shearing action between the Counterflow and the main flow in a good mix results.

Device according to claim 1, characterized in that the opening ( 16 ) is arranged for the additive in the side wall of the housing.

Apparatus according to claim 2, characterized in that a guide tube ( 24 ) aligned with the rotary shaft of the blade assembly communicates with the opening for the additive.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the guide tube on the side of at least the leading blade assembly away from the inlet opening ( 6 ) opens for the carrier liquid.

Device according to claim 1, characterized in that that the leading sheet assembly with a part which a has axial thrust, and a part which has a radial thrust action has, is provided.

Device according to claim 5, characterized in that that part with the axial thrust concentric around the part with the radial thrust action around.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the opening for the Additive is arranged in a wall portion of the housing, which is the Mixer is closest.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the housing is a polygonal, preferably quadrangular Has shape.