DE7409705U - Statische Mischeinrichtung - Google Patents

Description

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Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur / Schweiz Statische Mischeinrichtung

Die Neuerung betrifft eine statische Mischeinrichtung für fliessende Medien, mit mindestens einem von einem Mantelrohr umgebenen Einbauelement, das aus mehreren einander sich berührenden Lagen besteht, die je mehrere Strömungskanäle aufweisen, die innerhalb einer jeden Lage mindestens gruppenweise im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und von Lage zu Lage gegeneinander geneigt sind, wobei die Strömungskanäle von benachbarten Lagen mindestens teilweise gegeneinander geöffnet sind.

Unter fliessenden Medien sollen Flüssigkeiten, Gase bzw. Gasgemische, niedrig- oder hochviskose Medien sowie fliessfähige Festkörperteilchen verstanden werden. Die Einrichtung kann z.B. von im Gleichstrom laufenden zwei oder mehr Flüssigkeiten, von Gasen bzw. Gasgemischen, von einer Flüssigkeit und einem Gas oder einer Flüssigkeit und einem pulverisierten Feststoff durchsetzt werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsfοrm einer Mischeinrichtung kann darin bestehen, dass die Lagen des Einbauelementes aus geriffelten Lamellen bestehen, welche sich gegenseitig berühren und dass die Riffelungen

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von aufeinander folgenden und mindestens die Riffelung ^;einer von aufeinander folgenden geriffelten Laraellen im Winkel zur Längsachse der Mischeinrichtung - in Strömungsrichtung der fliessenden Medien gesehen - liegt.

Eine andere ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform kann derart ausgebildet sein, dass die einzelnen 'Lagen eines Einbauelemsntes aus ebenen Flächenelementen gebildet sind, mit welchen unter einem Winkel geneigte flächenartige Leitelemente verbunden sind, so dass die einzelnen Strömungskanäle einerseits von den ebenen Flächenelementen und andererseits von je zwei parallelen benachbarten Leitelementen begrenzt sind. Beispielsweise können die Leitelemente auf einer Lage fische ratartig verlaufen.

Bei relativ grossen Durchmessern der Mantelrohre von beispielsweise 1 m und mehr, wobei die Mantelrohre sowohl kreiszylindrisch als auch prismenartig, z.B. mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt ausgebildet sein können, nimmt die Anzahl der Berührungssteilen bzw. Kreuzungsstellen der Strömungskanäle von benachbarten Lagen erheblich zu, unter der Voraussetzung, dass die einzelnen Lagen Strömungskanäle aufweisen, deren Abmessungen identisch mit denjenigen für Mischeinrichtungen von kleineren Durchmessern sind.

Nun ist es aber aus fabrikatorisehen und damit wirtschaftlichen Ueberlegungen heraus erwünscht, für Mischeinrichtungen von verschiedenen Durchmessern jeweils identisch ausgebildete Lagen bei-

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spielsweise hinsichtlich Riffelhöhe und Riffelbreite zu verwenden. Da üblicherweise das eine fliessende Medium, beispielsweise Abwasser

Ci 6 Π gcScüTitSn, i-cSrsn itOnr^ücrSCnni t υ ΥϋΓ 5δχΠ6ϊΓι i-ιΧΓιΧ,ΤΊΧιΧ, in uäS Einbauelement ausfüllt, während z.B, bei einer ph-Regelung eine Säure oder eine Lauge im Zentrum des Rohres auf das Einbauelement dosiert aufgegeben wird, entstehen in den Randzonen der Mischeinrichtung insbesondere bei einem grossen Rohrdurchmesser an dem einen Medium stark verarmte Kanäle. D.h. aufgrund der sich an den Kreuzungsstellen von benachbarten Ströraungskanälen aufteilenden Medienströme tritt von den Randzonen zur Mittelzone der Mischeinrichtung hin zwischen den beiden Medien ein unter Umständen erhebliches Konzentrationsgefalle auf. Die Randzonen der Mischeinrichtung würden im angegebenen Anwendungsfail praktisch nur Abwasser führen, so dass diese Randzonen am Mischvorgang nicht teilnehmen.

Ein anderer Anwendungsfall kann darin bestehen, dass auf dem Gebiet der Klimatechnik wärme und kalte Luft in einer von einem Mantelrohr gebildeten Kammer gemischt werden soll. In diesem Fall treten die zu mischenden Luftströme nämlich üblicherweise in zwei Schienen in das Einbauelement ein, und es entstehen die gleichen Probleme wie bei dem erstgenannten Anwendungsfall.

Die Neuerung hat sich die Anwendung von identisch ausgebildeten Lagen bezüglich der Abmessungen der Strömungskanäle unabhängig vom Durchmesser des Mantelrohres und zwar insbesondere für grosse Mantelrohrdurchmesser von etwa Im und mehr zum Ziel gesetzt, um eine gleichmässige Verteilung der fliessenden Medien an der Austritts-

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seite einer der der Grobvemischung dienenden Mischeinrjchtung zu erreif hen.

Diese Aufgabe vird nach der Keuerung dadurch gelöst» dass vor der Eintrittsseite der fliessenden Medien in die Strömungskanäle eine der Grobverrn; se hung der Medien dienende Mischeinrichtung angeordnet ist, bei welcher Lagen angeordnet sind, die geneigte und mindestens teilweise sich gegeneinander öffnende Strönungskanale aufweisen, wo bei Randzonen benachbarter Lagen in Bezug auf die Innenwand des Mantelrohres mindestens teilweise gegeneinander geöffnet sind, während in der Mittelzone die Strcinungskanäle benachbarter Lagen gegeneinander verschlossen sind. Eine vorteilhafte Ausführungsfom der Neuerung besteht darin, dass jeweils ein plattenartiges Zwischeneleinent zwischen zwei benachbarten Lagen angeordnet ist, welches die gegenseitige Verbindung von Strönungskanälen benachbarter Lagen in der Mittelzone sperr!

Vorteilhaft können die Zwischenelemente aus Rechtecken von der gleiche Breite wie diejenige der jeweils zugeordneten benachbarten Lage sein und polygonzugartige Aussparungen an der dem Mantelrohr zugewendeten Seite aufweisen, wobei an gegenüberliegenden Seiten der Randzonen jeweils das Zwischenclernent an mindestens zwei Eaken innerhalb des Mantelrohres sich zentriert. Die Zwischenelemenle können beispielsweise in den Randzonen dreieckige Aussparungen aufv;eisen und z.B. aus Blech oder Kunststoff bestehen.

Es ist auch möglich, die Zwischenelenente als Rechtecke auszubilden mit einer geringeren Breite als diejenige der zugeordneten benachbarten Lage, wobei sich die Zwischeneleniente im Mantelrohr beispielsweise mit Hilfe von Stegen zentrieren.

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Die der Grobvermischung dienende Mischeinrichtung kann als separates Einbauelement ausgebildet sein. Im Falle eine weitere Feinvermischung erwünscht ist, kann sich direkt an die erstgenannte Mischeinrichtung eine weitere Mischeinrichtung anschliessen, bei welcher die Lagen durchweg gegeneinander mindestens teilweise geöffnet sind. Hierbei kann das anschliessende obere Einbauelement gegenüber der Einrichtung für die Grobvennischung zweckrnässig um einen Winkel von 90° versetzt angeordnet sein.

Es ist jedoch auch möglich, dass die obere Mischeinrichtung und die der Grobverniischung dienende Einrichtung als ein einheitliches Bauelement ausgebildet ist, derart, dass die sich berührenden Lagen als durchgehende Flächenelemente ausgeführt sind, und nur in ihrem unteren Teil jeweils zwischen zwei sich berührenden Lagen ein Zwischenelement angeordnet ist.

Durch die Neuerung wird ein für die Mischung ungünstiges Konzentrationsgefälle der fliessenden Medien von den Randzonen zur Mittelzone hin auch bei grossen Mantelrohrdurchmessern vermieden und erreicht, dass die aus der für die Grobvermischung dienende Einrichtung austretenden Medien in die der Feinverteilung dienende Mischeinrichtung in einer gleichmässigen Verteilung über den Rohrquerschnitt einströmen. Die Feinverteilung der Medien kann in besonders günstigen Fällen im an das Einbauelement anschliessenden leeren Rohr aufgrund von Turbulenzen und Diffusion erfolgen.

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Die Neuerung wird im folgenden anhand eines Ausiührungsbeinpieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstelluiagsv/eise einen Teil einer Mischkammer 1 für Warm- und Kaltluft mit einem Einbauelement für die Grobvermischung der Wann- und Kaltluft und ein an dieses Einbauelement anschliessendes gegenüber dem letzteren um 90° versetstes Einbauelement 3 für die Feinvermischung der beiden Warmund Kaltluftströme.

Bei der dargestellten Mischeinrichtung sind beide Einbauelemente aus einer Mehrzahl von geriffelten Lagen 2a, 2b usw. bzw. 3a,3b usw.-gebildet. Die Biffeiberge sind mit2',²" usw. bzw. 3',3^I! usw. bezeichnet.

Im Einbauelement 2 ist jeweils zwischen zwei benachbarten Lagen ein plattenförmiges, ungeriffeltes Zwischenelement 4 eingeschoben, welches in den Randzonen dreiecksförmige Aussparungen 4a und 4b aufweist, wobei die gegenüberliegenden Ecken der Dreiecke in nicht im Detail dargestellter Weise, in der Kammer 1 zentriert sind. Die Aussparungen 4a und 4b sind so ausgebildet, dass sämtliche am Mantelrohr 1 endenden Strömungskanäle gegeneinander geöffnet sind. Somit wird die Bildung von sogenannten "Totkanälen¹¹ in Bezug auf den Durchfluss vermieden.

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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die Strc:.um-,. Ironäle benachbarter Lagen durch das Zvischenelenent A in der Mittelzone gegeneinander geschlossen und nur in den dreieckförraigen Aussparungen gegen einander geöffnet.

Hierdurch wird eine Grobvermischur.g der in das Einbauelerr.ent 2 eingeleiteten Kaltluftschicht L^ und der Warmluftschicht L^ erreicht, so dass die Warm- und Kaltluft in das der Feinvermischung dienende Einbauelement 3 in einer relativ gleichmässigen Verteilung über den gesamten Querschnitt der Kammer 1 eintritt. Im Einbauelement 3 werden v/eitere Konzentrationsunterschiede ausgeglichen, und es findet eine ausgezeichnete Vermischung über den gesamten Querschnitt der Kammer statt, so dass die in einen zu klimatisierenden, nicht dargestellten Raum einströmende Luft L eine einheitliche Temperatur aufweist.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem der Grctvermischung dienenden Einbauelement 2 in perspektivischer Ansicht. Die übereinstimmenden Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fifi. li-bezeichnet.

Claims (6)

Schutzansürüche

1. Statische Mischeinrichtung für fliessende Medien, mit mindestens einem von einem Mantelrohr umgebenen Einbaueleinent, das aus mehreren einander sich berührenden Lagen besteht, die.· je mehrere Strömungskanäle aufweisen, die innerhalb einer jeden Lage mindestens gruppenweise im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und von Lage zu Lage gegeneinander geneigt sind, wobei die Ströntungskanäle von benachbarten Lagen mindestens teilweise gegeneinander geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Eintrittsseite der fliessenden Medien in die Strömungskanäle eine der Grobvermisehung der Medien dienende Mischeinrichtung angeordnet ist, bei welcher Lagen angeordnet sind^die geneigte und mindestens teilweise sich gegeneinander öffnende Strömungskanäle aufweisen, wobei Randzonen benachbarter Lagen in Bezug auf die Innenwand des Mantelrohres mindestens teilweise gegeneinander geöffnet sind, während in der Mittelzone die Strömungskanäle benachbarter Lagen gegeneinander verschlossen sind.

2. Statische Mischeinrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein plattenartiges Zwischenelement zwischen zwei benachbarten Lagen angeordnet ist, welches die gegenseitige Verbindung von Strömungskanälen benachbarter Lagen in der Mittelzone sperrt.

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3. Statische Mischeinrichtung nach Schutzanspruch 1, vladurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelenente aus Rechtecken von der gleichen Breite wie diejenige der jeweils zugeordneten benachbarten Lage bestehen und polygonzugartige Aussparungen an der den Mantelrohr zugewendeten Seite aufwei en, wobei an gegenüberliegenden Seiten der Randzonen jeweils das Zwischenelement an mindestens zwei Ecken innerhalb des Mantelrohres sich zentriert.

4« Statische Mischeinrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelemente als Rechtecke ausgebildet sind mit einer geringeren Breite als diejenige der jeweils zugeordneten benachbarten Lage und sich die Zwischenelemente im Mantelrohr zentrieren.

5. Statische Mischeinrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Grobver;uischung dienende Mischeinrichtung als separates Einbauelement ausgebildet ist, und direkt an ein oberes der Feinvermischung dienendes Einbauelement, bei welchem die Lagen durchweg gegeneinander mindestens teilweise geöffnet sind, anschliesst.

6. Statische Mischeinrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberes der Feinvermischung dienendes Einbauelement und die der Grobvermischung dienende Einrichtung als ein ein.ieitliches Bauelement ausgebildet sind, derart, dass die sich berührenden Lagen als durchgehende Flächenelemente ausgeführt sind,

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und nur in ihren unteren Teil jeweils zwischen zwei sich berührenden Lagen ein Zwischenelement angeordnet ist.