DE7506951U - Statische Mischeinrichtung - Google Patents

Description

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* der Firma Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,

Winterthur/S chwei ζ

betreffend:

i[ "Statische Mischeinrichtung"

Die Neuerung betrifft eine statische Mischeinrichtung für fließende Medien, mit mindestens einem von einer offenen oder geschlossenen Ummantelung 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 Strömungskanäxe von benachbarten Lagen mindestens teilweise gegeneinander geöffnet sind. Eine darartige Mischeinrichtung ist durch die DT-OS 2 2o5 371 bekannt.

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

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pulverisierten Feststoff	durchsetzt	werden.
Eine vorteilhafte	, bekannte	Ausführungsform

beschriebenen Mischeinrichtung kann darin best3hen, daß die Lagen des Einbauelementes ans geriffelten Lamellen bestehen, welche sich gegenseitig berühren und daß die Riffelungen von aufeinander liegenden und mindestens die Riffelung einer von aufeinander liegenden geriffelten LaneLlen im Winkel zur Längsachse der Mischeinrichtung - in Strömungsrichtung der fließenden Medien - liegt.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei derartigen Mischeinrichtungen, insbesondere wenn das Verhältnis der Durchmesser der Ummantelung, die sowohl geschlossen als Mantelrohr als auch offen als Gerinne, wenn mindestens das eine Medium flüssig ist, ausgebildet sein können, zuder Tiefe der Strömungskanäle relativ klein, z.B. höchstens 5 : 1 ist, in den Randzonen häufig ein unter Umständen erheblich verschlechterter Mischeffekt in bezug auf den mittleren Teil der Mischeinrichtung auftritt.

Wie experimentell ermittelt werden konnte, tritt ein solcher schlechter Mischeffekt besonders dann auf, wenn in bezug auf den Durchmesser der Ummantelung das Einbauelement eine relativ geringe Anzahl von Platten zur Erniedrigung des Druckverlustes aufweist, da dann in den Randzonen relativ große Lücken entstehen.

Wenn beispielsweise das eine fließende Medium, z.B. Abwasser, den gesamten lichten Querschnitt der als Rohr ausgebildeten Ummantelung vor seinem Eintritt in das Einbauelement ausfüllt und z.B. bei einerph-Regelung eine Sä*re oder eine Lauge im Zentrum des Rohres auf das Einbauelement dosiert aufgegeben wird, kann das Abwasser die Randzonen ohne oder mindestens unwesentliche Durchmischung mit der Lauge oder Säure durchströmen, so daß an der Austrittsseite des Einbauelementes über den gesamten Querschnitt des Mantelrohres nicht

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der gewünschte Mischeffekt auftritt.

"ei einem anderen Anwendungsfall auf dem Gebiet der
Klima\_echnik können die gleichen Probleme auftreten.

Wenn hierbei warme und kalte Luft in einer von einem
Mantelrohr gebildeten Kammer gemischt werden soll, so treten die zu mischenden Luftströme üblicherweise in zwei Schichten in das Einbauelement ein, und in vielen Fällen führen dann die in bezug auf den Durchmesser des Einbauelementes schmalen Randzonen ausschließlich warme oder kalte Luft.

Auch bei großen Viskositätsunterschieden von zwei zu
mischenden Medien hat sich der gleiche "Randzoneneffekt" gezeigt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe, zugrunde, über den gesamten Querschnitt des bzw. der Einbauelemente eine gleichmäßige Mischwirkung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Mischeinrichtung der eingangs beschriebenen Gattung neuerungsgemäß dadurch gelöst,
daß senkrecht zur Eintrittsrichtung der fließenden Medien in den Randzonen der Mischeinrichtung mindestens eine streifenförmige Abschlußplatte angeordnet ist, die eine Breite von
mindestens 1o% der maximalen Höhe eines Strömungskanals aufweist. Hierdurch werden die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Mischeinrichtung beseitigt.

Bei Ausbildung der Ummantelung als Mantelrohr mit einem viereckigen Querschnitt der Einbauelemente sind vorteilhaft an zwei gegenüberliegenden Seiten, gegebenenfalls aber
auch an allen vier Seiten, Abschlußplatten angeordnet, während bei einem kreisförmigen Querschnitt des Mantelrohres die Abschlußplatte vorteilhaft als Ringscheibe ausgebildet ist.

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Die Äbschlußplatte kann zweckmäßig an der Eintrittsseite der fleießenden Medien in die Einbauelemente angeordnet werden. Es ist jedoch auch möglich, die Abschlußplatte bzw. -platten an der Austrittsseite der fließenden Medien aus dem Einbauelement oder auch zwischen Eintritts- und Austrittsseite innerhalb des Einbauelementes vorzusehen.

Die Neuerung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen

Längsschnitt durch eine bekannte, aus zwei Einbauelementen bestehende Mischeinrichtung für die Mischung kalter und warmer Luft, wobei in den Fig. 1a und 1b der Temperaturverlauf der zu mischenden Luftströme an der Eintrittsseite in die Mischeinrichtung und der Temperaturverla-.if der Mischung an der Austrittsseite der Mischeinrichtung über den Querschnitt des Mantelrohres der Mischeinrichtung wiedergegeben wird;

Fig. 2 zeigt demgegenüber in analoger Darstellungsweise eine Ausführungsform der Neuerung für die Mischung eines kalten Luftstromes mit einem warmen Luftstrom und die Fig. 2a und 2b entsprechend den Temperaturverlauf der Luftströme an der Eintritts- bzw. Austrittsseite des Einbauelementes.

Die Fig. 3 und ^- zeigen in Aufsicht den Querschnitt eines in Fig. 2 dargestellten Einbauelementes auf der Eintrittsseite der zu mischenden Medien für ein Mantelrohr mit quadratischem und für ein Mantelrohr mit kreisförmigem Querschnitt.

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In die das horizontal verlaufende Mantelrohr 1 der Mischeinrichtung bildende Mischkammer gemäß Fig. 1 sind in Strömungsrichtung hintereinander zwei Einbauelemente 2a und 2b eingesetzt, die aus einer Vielzahl von aus geriffelten Lamellen gebildeten Lagen 3 bestehen. In den Lagen 3, die in Ebenen parallel zur Zeichenebene der Fig. 1 angeordnet sind, sind die Riffelberge dabei mit 3a und 3b bezeichnet, wobei 3a für die in der Zeichenebene der Fig. 1 angeordnete und 3b für die dahinter liegende Lage gilt. Zwischen den Riffelbergen entstehen Strömungskanäle 4, die offen sind und die sich auf Grund der gegeneinander gerichteten Neigung benachbarter Lagen 3 kreuzen. Die beider. Einbauelemente sind gegeneinander bezüglich der Längsachse des Mantelrohres um 9o° verschwenkt angeordnet. Die mit L und L bezeichneten Pfeile geben die Einströmrichtungen der warmen Luft und der kalten Luft an.

In dem Diagramm gemäß Fig. 1a ist der Temperaturverlauf T über den Durchmesser d des Mantelrohres 1, das im Ausführungsbeispiel einen quadratischen Querschnitt aufweist, an der Eintrittsseite der Warm- und Kaltluft aufgetragen.

Die beiden Luftströme werden hierbei in zwei Schichten in das Einbauelement 2a eingeführt.

Wie aus dem in Fig. 1b dargestellten Diagramm hervorgeht, findet auf Grund der in den Randzonen der Einbauelemente 2a und 2b entstehenden Kurzschlußwirkung für die Warm- bzw. Kaltluft nur eine minimale Durchmischung statt, so daß sich keine gleichmäßige mittlere Temperatur T der gemischten Luft über den gesamten Querschnitt an der Aufetrittsseite einstellen kann.

Mit Hilfe der Neuerung wird jedoch die gewünschte gleichmäßige Durchmischung über den Gesamtquerschnitt der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform einer Mischeinrich-

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tuny erzielt, wie aus dem in Fig. 2b dargestellten Diagramm hervorgeht.

Dieser Effekt wird dadurch erreicht, daß an der Eintrittsseite der warmen und der kalten Luft in das erste Einbauelement 2a· an zwei sich gegenüberliegenden Seiten streifenförmige Abschlußplatten 5, die beispielsweise aus Blech oder Kunststoff bestehen können, angeordnet sind, wie auch aus dem in Fig. 3 dargestellten Querschnitt hervorgeht. Alle mit Fig. übereinstimmenden Konstruktionselemente der Mischeinrichtung sind mit den gleichen Bezugsziffern, die nur noch mit einem Apostroph versehen sind, bezeichnet.

Zusätzlich sind in dem Einbauelement 2a¹ noch zwischen je zwei sich benachbarten geriffelten Lagen plattenartige Zwischenelemente 6 angeordnet, die in ihren Randzonen dreiecksförmige Aussparungen 6a aufweisen. Diese sind so ausgebildet, daß sämtliche am Mantelrohr 1' endenden Strömungskanäle 4¹ gegeneinander geöffnet sind. Auf diese Weise wird die Bildung von sogenannten "Totkanälen" in bezug auf den Durchfluß vermieden. Die Ausbildung und die Anordnung derartiger Zwischenelemente sind nicht Gegenstand der Neuerung.

Bei kreiszylindrischer Ausbildung des Mantelrohres einer Mischeinrichtung ist die Abschlußplatte vorteilhaft als Ringscheibe 7 ausgebildet, wie Fig, 4 zeigt.

Die Neuerung ist nicht auf Mischeinrichtungen beschränkt, bei \elchen die Lagen 'des bzw. der Einbauelemente aus geriffelten, sich gegenseitig berührenden Lamellen bestehen, sondern sie kann auch auf andere Ausführungsformen Anwendung finden, z.B.. auf eine Aus führ ungs form, bei welcher die einzelnen Lagen eines Einbauelementes aus ebenen Flächenelementen gebildet sind, mit welchen unter einem Winkel geneigte flächenartige Leitelemente verbunden sind, so daß die einzelnen

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Strömungskanäle einerseits von den ebenen Flächenelementen und andererseits von je zwei parallelen benachbarten Leitelernenten begrenzt sind. Beispielsweise können die Leitelemente auf einer Lage fischgratartig verlaufen.

Wie bereits an vorstehender Stelle erwähnt, kann äle Ummantelung auch als offenes Gerinne ausgebildet sein, wenn mindestens ein fließfähiges Medium flüssig ist, und die Längsachse der Mischeinrichtung im wesentlichen horizontal gerichtet ist. Hierbei würde mindestens eine Abschlußplatte am Boden des Gerinnes angeordnet.

(Schutzansprüche)

i.

üa.75

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Statische Mischeinrichtung für fließende Medien, mit mindestens einem von einer offenen oder geschlossenen Ummantelung 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, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur Eintrittsrichtung der fließenden Medien in den Randzonen der Mischeinrichtung mindestens eine streifenförmige Abschlußplatte (5, 7) angeordnet ist, die eine Breite von mindestens 1o% der maximalen Höhe eines Strömungskanals (4, 4') aufweist.

2. Statische Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Ummantelung als Mantelrohr (1, 1¹) mit viereckigem Querschnitt an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten Abschlußplatten (5) angeordnet sind.

3. Statische Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Ummantelung als Mantelrohr (1, 1¹) mit kreisförmigem Querschnitt die Abschlußplatte als Ringscheibe (7) ausgebildet ist.

4. Statische Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (5, 7) an der Eintrittsseite dsr fließenden Medien in die Einbauelemente (2a, 2a¹) angeordnet ist.