EP0749776B1 - In einem Rohr angeordneter Mischer - Google Patents

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EP0749776B1
EP0749776B1 EP95810418A EP95810418A EP0749776B1 EP 0749776 B1 EP0749776 B1 EP 0749776B1 EP 95810418 A EP95810418 A EP 95810418A EP 95810418 A EP95810418 A EP 95810418A EP 0749776 B1 EP0749776 B1 EP 0749776B1
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EP
European Patent Office
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mixer
accordance
mixing
elements
separating
Prior art date
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EP95810418A
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EP0749776A1 (de
Inventor
Felix Streiff
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Sulzer Chemtech AG
Original Assignee
Sulzer Chemtech AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B01F25/4321—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa the subflows consisting of at least two flat layers which are recombined, e.g. using means having restriction or expansion zones

Definitions

  • the invention relates to a mixer in a tube is arranged and the at least one mixing element or comprises a mixing body. It also refers to Uses of such a mixer.
  • a mixer is known from US Pat. No. 3,051,453 from a linear arrangement of mixing elements composed, hereinafter referred to as "Multiflux mixing body" be designated.
  • This multiflux mixing body whose cross section is square two channels that extend in the direction of flow up to Continuously narrow the center of the mixing body and behind the narrowest point in a plane rotated by 90 ° continuously expand.
  • One by the mixing body flowing medium undergoes a transformation through which the number of sub-layers doubled.
  • the well-known Multiflux and ISG mixing bodies need to their manufacture relatively much material, its volume namely occupies at least 25 to 30% of the pipe volume.
  • the lengths of the mixing body are in the direction of flow relatively long, namely about the same size as the Pipe diameter.
  • the empty volume is greater than 80 to 90%; and thus the material requirement is essential less. Thanks to its special shape, it can Mixing element of the mixer according to the invention essential shorter, namely at least half as long - at comparable effect as with the known mixing bodies - be made.
  • a mixer with a plurality Such mixing elements is defined in claim 2.
  • the mixer according to the invention has mixing elements a particularly simple form. Thanks to this shape can be a monolithic mixing body that is a series of several mixing elements connected in series includes, well by plastic injection molding or Manufacture investment casting (steel), especially with the simplest embodiment (two-hole variant) two-part tools can be used.
  • the Mixing bodies according to the invention can also be used for example, easily produce from sheet metal.
  • the mixer according to the invention is cheaper than the known static mixers: two flowable Media of similar viscosity can be spread over a distance (L) of less than ten pipe diameters (D) homogeneous be mixed.
  • tubes with any cross-section can be provided; are preferred however square or circular cross sections.
  • the mixing elements 1 and 1 'arranged in a tube 10 1 each consist of two dividers 2 and 2 ' and two partial deflection disks 3 and 3 ', which in one with dash-dotted lines indicated plane 3a and 3a '. lie. (Form the partial deflection disks 3 of level 3a together a deflection plate 30, cf. 7a).
  • the level 3a is perpendicular to the tube axis 5 and parallel to planes 2a and 2b, the upper edge 20 and the lower edge, respectively Touch 21 of the dividers 2.
  • the three levels 2a, 3a and 2b delimit two sections 1a and 1b of the mixing element 1. Each section is a subdivision of the section Separator 2 assigned.
  • the dividers 2 of the two Sections 1a and 1b intersect under a right Angle.
  • the pipe cross section is through the dividers 2 in divided into four sub-areas of equal size, whereby two of these partial areas through the partial deflection disks 3 are covered.
  • the open areas are as Constrictions and through holes 4 for that too mixing medium provided.
  • the two successive mixing elements 1 and 1 ' are structured essentially the same. But that Mixing element 1 represents the mixing element 1 ' is a mirror image.
  • the neighboring dividers 2 and 2 ' cross each other; the open partial areas 4 and 4 ' are staggered.
  • the partial deflection disks 3 can also have an angle a the cross-sectional plane 3a - see Fig. 2. This angle ⁇ advantageously does not exceed 30 ° chosen.
  • Figures 3 and 4 show others Embodiments with inclined surfaces. If axis 5 understood as vertical, the arrow 6 in the Figures 2 to 4 each the fall line Partial deflection disk 3. In FIG. 2, this arrow is 6 parallel to the upper separator 2. At the The embodiment of Figure 3, the arrow 6 is tangential to a circular cylinder concentric to axis 5. At the embodiment of Figure 4, the arrow 6 is radial directed outwards.
  • Figures 5a and 5b show mixing elements 1 and 1 ', at which each have two dividers 2 a section 1a or 1b (not shown in these figures). There is exactly one on both sides of each separating web 2 open partial area 4 arranged.
  • the mixing element 1 ' with the open partial areas 4 'immediately adjacent element of the mixing element 1.
  • the open Partial areas 4 and 4 ' are offset from one another arranged.
  • FIG. 5 Forms of the two mixing elements 1 and 1 'identical and not a mirror image like the two-hole version (Fig.1).
  • each one Series of such half-elements can include simple Be produced with two-part tools.
  • the entire mixing body is obtained by assembling two monolithic partial bodies.
  • Figure 6 is also with arrows 8, 8 'and 8 " Flow course of the medium to be mixed indicated.
  • the arrow 8 ' is perpendicular to the image surface and is after directed in front; the arrow 8 "- also vertical - is directed backwards.
  • the reference number 9 indicates a Where the arrows create two Partial flows is indicated.
  • the partial deflection disks 3 are advantageously in one common level. If there are at least two Separators 2 per section (three-hole variant) can several partial deflection disks 3 a common disk or form a single disc 30 (four-hole variant): see Figures 5a and 5b and the corresponding Figures 7a and 7b for the four-hole variant.
  • FIGS. 7a and 7b only the only one and common deflection plate 30 and 30 'shown.
  • the Dash-dotted lines 23 represent the lower edges the upper dividers.
  • the shapes of the four-hole version Adjacent mixing elements mirror each other.
  • the mixer according to the invention can instead of one circular cross section also having a cross section another shape, for example a square.
  • the angles between the crossing dividers 2, 2 ' can also deviate from 90 °.
  • Sections 1a and 1b can be of different lengths.
  • the length of the sections la and 1b is advantageously in the range between D / 8 and D; it is preferably D / 4.
  • FIG. 8 illustrates what deviations from the simple forms described above, for example are conceivable: between the spaced mixing elements 1, 1 'connecting elements 35 are arranged.
  • the Separators 2 have additional elements 25 Reinforcement or flow control.
  • Separators 2 'and 2 "adjacent mixing elements 1 'and 1" are on the Position 29 inserted into each other.
  • Individual dividers 2 and Partial deflection disks 3 are not flat.
  • the mixing elements 1 and 1 ' have different numbers of dividers 2 and 2' per Section 1a or 1b, namely two or one.
  • On Divider 2 has a recess 29.
  • the Fig.8 is only as an illustration of individual features understand; the special combination of all listed Features in the same mixer do not need special to be beneficial.
  • the tube 10 can also not be conical shown) so that it tapers in the direction of flow; in this case the mixing bodies 1, 1 'have to be changed Cross-section correspondingly of different sizes his.
  • x 0.5 means that the proportions of the two components to be mixed are the same size.
  • the reference numerals 1 * to 5 * refer to the mixer types listed in the table above.
  • the mixer according to the invention which consists of little Having material made monolithic is an advantage from an inexpensive, combustible plastic Injection molding. This mixer is suitable especially good at being used as a disposable item become.
  • the mixer according to the invention can also be used for mixing turbulent flowing media can be used.
  • the open partial areas 4, 4 are as Designated recesses.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer, der in einem Rohr angeordnet ist und der mindestens ein Mischelement oder einen Mischkörper umfasst. Sie bezieht sich auch auf Verwendungen eines derartigen Mischers.
Aus der US-PS 3 051 453 ist ein Mischer bekannt, der sich aus einer linearen Anordnung von Mischelementen zusammensetzt, die nachfolgend als "Multiflux-Mischkörper" bezeichnet werden. Dieser Multiflux-Mischkörper, dessen Querschnitt quadratisch ist, weist zwei Kanäle auf, die sich in Strömungsrichtung bis zur Mitte des Mischkörpers kontinuierlich verengen und hinter der engsten Stelle in einer um 90° gedrehten Ebene wieder kontinuierlich erweitern. Ein durch den Mischkörper fliessendes Medium erfährt eine Umformung, durch die sich die Anzahl der Teilschichten verdoppelt.
Der Multiflux-Mischkörper lässt sich - geometrisch gesehen - aus vier keilförmigen Teilkörpern und zwei dreieckigen Platten aufbauen. In einer besonderen Ausführungsform haben die Keile die Form eines halbierten Würfels, der längs der Diagonale einer Seitenfläche halbiert ist. Je zwei der Keile - der eine gegenüber dem andern um 90° gedreht - bilden jeweils einen zusammenhängenden Teilkörper. Die beiden Platten bilden Trennwände zwischen den beiden Kanälen des Mischkörpers. Die Teilkörper nehmen ein Volumen ein, das 25 bis 30 % des dem Mischkörper zugeordneten Rohrvolumens beträgt.
Es sind analoge Mischkörper mit vier Kanälen - sogenannte ISG-Mischkörper (ISG = Interfacial Surface Generator) - bekannt (siehe H.Brünemann, G.John "Mischgüte und Druckverlust statischer Mischer mit verschiedenen Bauformen", Chemie-Ing.-Techn. 43. Jahrg. 1971, S.348). Die ISG-Mischkörper weisen kreisförmige Querschnitte auf. In einem Mischer mit ISG-Mischkörpern werden in einem zu mischenden und aus zwei Komponenten bestehenden Medium acht Teilschichten erzeugt.
Die bekannten Multiflux- und ISG-Mischkörper benötigen zu ihrer Herstellung relativ viel Material, dessen Volumen nämlich mindestens 25 bis 30 % des Rohrvolumens einnimmt. Die Längen der Mischkörper in Strömungsrichtung sind relativ lang, nämlich ungefähr gleich gross wie der Rohrdurchmesser.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mischer vom Multiflux- oder ISG-Typ zu schaffen, dessen Mischkörper oder Mischelemente aus weniger Material herstellbar sind. Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Der Leervolumenanteil ist grösser als 80 bis 90 %; und somit ist der Materialbedarf wesentlich geringer. Dank seiner besonderen Form kann das Mischelement des erfindungsgemässen Mischers wesentlich kürzer, nämlich mindestens halb so lang - bei vergleichbarer Wirkung wie bei den bekannten Mischkörpern - gemacht werden. Ein Mischer mit einer Mehrzahl derartiger Mischelemente ist in Anspruch 2 definiert.
Die abhängigen Ansprüche 3 bis 18 beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Mischers. Die Ansprüche 19 und 20 betreffen Verwendungen der Mischer.
Der erfindungsgemässe Mischer weist Mischelemente mit einer besonders einfachen Form auf. Dank dieser Form lässt sich ein monolithischer Mischkörper, der eine Serie von mehreren hintereinander geschalteten Mischelementen umfasst, gut durch Spritzgiessen aus Kunststoff oder Feinguss (Stahl) herstellen, wobei insbesondere bei der einfachsten Ausführungsform (Zweilöcher-Variante) zweiteilige Werkzeuge verwendbar sind. Die erfindungsgemässen Mischkörper lassen sich auch beispielsweise aus Blech auf einfache Weise herstellen.
Der erfindungsgemässe Mischer eignet sich besonders für zähe Medien wie beispielsweise Kunststoffe, Harze oder Klebstoffe (wobei die Reynolds-Zahl Re = v·D·ρ/η kleiner als 1 ist; v: Geschwindigkeit des fliessenden Mediums, D: Rohrdurchmesser, ρ: Dichte des Mediums, η: Viskosität). Bezüglich Mischgüte und Druckverlust (= NeReD, Ne: Newton-Zahl) ist der erfindungsgemässe Mischer günstiger als die bekannten statischen Mischer: Zwei fliessfähige Medien ähnlicher Viskosität können über eine Strecke (L) von weniger als zehn Rohrdurchmessern (D) homogen vermischt werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Multiflux- oder ISG-Mischern weist der erfindungsgemässe Mischer keine Kanäle mit konfusor- und diffusorartigen Abschnitten oder Bohrungen auf. Versuche ergaben, dass einfache Scheiben mit Löchern und Trennstegen, die auf den Scheiben angeordnet sind, eine überraschend gute Mischgüte liefern. Effekte, die aufgrund fehlender konfusor- und diffusorartigen Abschnitten zu erwarten waren, erwiesen sich in Bezug auf die Mischgüte als praktisch ohne störenden Einfluss.
Für den erfindungsgemässen Mischer können Rohre mit beliebigm Querschnitt vorgesehen werden; bevorzugt sind jedoch quadratische oder kreisförmige Querschnitte.
Es wurden Versuche mit erfindungsgemässen Mischern durchgeführt, deren Mischelemente jeweils 2, 3 oder 4 Löcher aufwiesen. Die Länge der Elemente war in allen Fällen gleich dem halben Rohrdurchmesser. Die Versuche ergaben eine Homogenisierung (Variationskoeffizient s/x ≤ 0,01) über Strecken von 8, 7 bzw. 8 Rohrdurchmessern. Der Druckverlust war wesentlich geringer als bei den bekannten Multiplex- und ISG-Mischern.
In der folgenden Tabelle sind Messresultate zusammengefasst. Die Definitionen der Grössen WLV, WLD 1/3 und WLL 1/3 sind beispielsweise aus folgender Publikation bekannt: "Mischen beim Herstellen und Verarbeiten von Kunststoffen", Reihe "Kunststofftechnik", VDI-Verlag, Düsseldorf, 1991 (Auch die Definition des Variationskoeffizienten s/x , siehe oben, findet man dort). Diese Grössen, die als spezifische Wirkungen bezeichnet werden, machen relative Angaben über das Volumen des Mischers, seinen Durchmesser bzw. die Mischerlänge; sie beziehen sich auf den bekannten SMX-Mischer, der beispielsweise aus der DE-PS 28 08 854 (= P.5473) bekannt ist. Die Homogenisierungslänge (L/D)h ist bei s/x = 0.01 abgelesen worden (vgl. Fig.9).
Mischertyp NeReD (L/D)h WLV WLD 1/3 WLL 1/3
1* SMX 1200 10 1 1 1
2 * 2-Loch 500 8 0.27 0.69 0.55
3* 3-Loch 1000 7 0.41 0.84 0.58
4* 4-Loch 2070 8 1.10 1.11 0.89
5* Multiflux 920 15 1.73 1.05 1.57
Der Multiflux-Mischer wird bezüglich den spezifischen Wirkungen durch die getesteten Mischer übertroffen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine Explosionszeichnung eines statischen Mischers gemäss der Erfindung mit zwei Mischelementen (Zweilöcher-Variante),
Fig.2-4
Varianten zum Mischelement der Fig.1,
Fig.5a,b
Mischelemente mit zwei Trennstegen pro Abschnitt (Dreilöcher-Variante),
Fig. 6
einen Längsschnitt durch einen Mischer mit Elementen gemäss Fig.5,
Fig.7a,b
Umlenkscheiben zu Mischelementen mit drei Trennstegen (Vierlöcher-Variante),
Fig. 8
Mischelemente zu einem quadratischen Rohr und
Fig. 9
ein Diagramm mit Messresultaten für die Variationskoeffizienten s /x (mit x = 0.5).
Die in einem Rohr 10 angeordneten Mischelemente 1 und 1' der Fig.1 bestehen jeweils aus zwei Trennstegen 2 bzw. 2' und zwei Teilumlenkscheiben 3 bzw. 3', die in einer mit strichpunktierten Linien angedeuteten Ebene 3a bzw. 3a'. liegen. (Die Teilumlenkscheiben 3 der Ebene 3a bilden zusammen eine Umlenkscheibe 30, vgl. Fig. 7a). Die Ebene 3a liegt senkrecht zur Rohrachse 5 und parallel zu Ebenen 2a und 2b, die die obere Kante 20 bzw. die untere Kante 21 der Trennstege 2 berühren. Die drei Ebenen 2a, 3a und 2b begrenzen zwei Abschnitte 1a und 1b des Mischelements 1. Jedem Abschnitt ist ein den Abschnitt unterteilender Trennsteg 2 zugeordnet. Die Trennstege 2 der beiden Abschnitte 1a und 1b kreuzen sich unter einem rechten Winkel. Der Rohrquerschnitt ist durch die Trennstege 2 in vier gleich grosse Teilflächen unterteilt, wobei zwei dieser Teilflächen durch die Teilumlenkscheiben 3 abgedeckt sind. Die offenen Teilflächen sind als Einschnürungen und Durchtrittslöcher 4 für das zu mischende Medium vorgesehen.
Die beiden aufeinander folgenden Mischelemente 1 und 1' sind im wesentlichen gleich aufgebaut. Aber das Mischelement 1 stellt die zum Mischelement 1' spiegelbildliche Form dar. Die benachbarten Trennstege 2 und 2' kreuzen sich; die offenen Teilflächen 4 und 4' sind gegeneinander versetzt angeordnet.
Die Teilumlenkscheiben 3 können auch einen Winkel a mit der Querschnittsebene 3a - siehe Fig.2 - einschliessen. Dieser Winkel α wird mit Vorteil nicht grösser als 30° gewählt. Die Figuren 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen mit geneigten Flächen. Wird die Achse 5 als Vertikale verstanden, so stellt der Pfeil 6 in den Figuren 2 bis 4 jeweils die Falllinie einer Teilumlenkscheibe 3 dar. In Fig.2 ist dieser Pfeil 6 parallel zum oberen Trennsteg 2. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.3 ist der Pfeil 6 tangential zu einem zur Achse 5 konzentrischen Kreiszylinder. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.4 ist der Pfeil 6 radial nach aussen gerichtet.
Die Figuren 5a und 5b zeigen Mischelemente 1 und 1', bei denen jeweils zwei Trennstege 2 einem Abschnitt 1a bzw. 1b (in diesen Figuren nicht dargestellt) zugeordnet sind. Auf beiden Seiten jedes Trennstegs 2 ist genau eine offene Teilfläche 4 angeordnet. Das Mischelement 1' mit den offenen Teilflächen 4' stellt ein unmittelbar benachbartes Element des Mischelements 1 dar. Die offenen Teilflächen 4 und 4' sind gegeneinander versetzt angeordnet. Bei der Dreilöcher-Variante (Fig.5) sind die Formen der beiden Mischelemente 1 und 1' identisch und nicht spiegelbildlich wie bei der Zweilöcher-Variante (Fig.1).
Für eine Herstellung des Dreilöcher-Mischkörpers mittels Spritzgusses kann man die Elemente in zwei Hälften teilen. Die Grenzen zwischen den Halbelementen sind in den Figuren 5a und 5b als strichpunktierte Linien 7 bzw. 7' angegeben. Monolithische Teilkörper, die jeweils eine Serie solcher Halbelemente umfassen, können auf einfache Weise mit zweitteiligen Werkzeugen hergestellt werden. Den gesamten Mischkörper erhält man durch Zusammenfügen zweier monolithischer Teilkörper.
Im Längsschnitt der Fig.6 ist gezeigt, dass die einzelnen Mischelemente 1 und 1' dicht aufeinander folgen. Es können allerdings auch Abstände zwischen einzelnen benachbarten Elementen oder auch zwischen allen Elementen vorgesehen sein. Beabstandet eingebaute Mischelemente können durch Verbindungsstücke zu einem monolithischen Mischer verbunden werden.
In Fig.6 ist zusätzlich mit Pfeilen 8, 8' und 8" der Strömungsverlauf des zu mischenden Mediums angedeutet. Der Pfeil 8' steht senkrecht zur Bildfläche und ist nach vorn gerichtet; der Pfeil 8" - ebenfalls senkrecht - ist nach hinten gerichtet. Das Bezugszeichen 9 weist auf eine Stelle hin, wo durch die Pfeile eine Erzeugung zweier Teilströme angedeutet ist.
Die Teilumlenkscheiben 3 liegen mit Vorteil in einer gemeinsamen Ebene. Bei Vorliegen von mindestens zwei Trennstegen 2 pro Abschnitt (Dreilöcher-Variante) können mehrere Teilumlenkscheiben 3 eine gemeinsame Scheibe oder eine einzige Scheibe 30 (Vierlöcher-Variante) bilden: siehe die Figuren 5a und 5b und die entsprechenden Figuren 7a und 7b für die Vierlöcher-Variante.
In den Figuren 7a und 7b ist jeweils nur die einzige und gemeinsame Umlenkscheibe 30 bzw. 30' gezeigt. Die strichpunktierten Linien 23 stellen die unteren Kanten der oberen Trennstege dar. Wie schon bei der Zweilöcher-Variante sind bei der Vierlöcher-Variante die Formen benachbarter Mischelemente zueinander spiegelbildlich.
Der erfindungsgemässe Mischer kann statt eines kreisförmigen Querschnitts auch einen Querschnitt mit einer anderen Form, beispielsweise einem Quadrat, haben. Die Winkel zwischen den sich kreuzenden Trennstegen 2, 2' können auch von 90° abweichen. Die Abschnitte 1a und 1b können verschieden lang sein. Die Länge der Abschnitte la und 1b liegt mit Vorteil im Bereich zwischen D/8 und D; sie beträgt vorzugsweise D/4.
In Fig.8 ist illustriert, was für Abweichungen von den einfachen, oben beschriebenen Formen beispielsweise denkbar sind: Zwischen den beabstandeten Mischelementen 1, 1' sind Verbindungselemente 35 angeordnet. Die Trennstege 2 weisen zusätzliche Elemente 25 zur Verstärkung oder Strömungslenkung auf. Trennstege 2' und 2" benachbarter Mischelemente 1' und 1" sind an der Stelle 29 ineinander gesteckt. Einzelne Trennstege 2 und Teilumlenkscheiben 3 sind nicht eben. Die Mischelemente 1 und 1' weisen verschieden viele Trennstege 2 und 2' pro Abschnitt 1a bzw. 1b auf, nämlich zwei bzw. einen. Ein Trennsteg 2 weist eine Aussparung 29 auf. Die Fig.8 ist lediglich als Veranschaulichung einzelner Merkmale zu verstehen; die besondere Kombination aller aufgeführter Merkmale im gleichen Mischer braucht nicht besonders vorteilhaft zu sein.
Das Rohr 10 kann auch konisch ausgebildet sein tnicht dargestellt), so dass es sich in Fliessrichtung verjüngt; die Mischkörper 1, 1' müssen in diesem Fall dem ändernden Querschnitt entsprechend verschieden gross ausgebildet sein.
Das Diagramm in Fig.9 zeigt wie der Variationskoeffizient s /x für x = 0.5 gemäss den oben erwähnten Versuchen von L/D abhängt. x = 0.5 bedeutet, dass die Anteile der beiden zu mischenden Komponenten gleich gross sind. Die Bezugszeichen 1* bis 5* beziehen sich auf die Mischertypen, die in der oben stehenden Tabelle aufgeführt sind.
Der erfindungsgemässe Mischer, der sich aus wenig Material monolithisch herstellen lässt, wird mit Vorteil aus einem kostengünstigen, verbrennbaren Kunststoff durch Spritzgiessen gefertigt. Dieser Mischer eignet sich besonders gut dazu, als Einwegartikel verwendet zu werden.
Der erfindungsgemässe Mischer kann auch zum Mischen turbulent strömender Medien verwendet werden.
In den Ansprüchen sind die offenen Teilflächen 4, 4 als Ausnehmungen bezeichnet.

Claims (17)

  1. Statischer Mischer mit mehreren in einem Rohr (10) hintereinander angeordneten Mischelementen (1, 1'), die quer zur Strömungsrichtung angeordnet Umlenkscheiben (30, 30') mit jeweils mindestens zwei Ausnehmungen (4, 4') sowie Teilumlenkscheiben (3, 3') aufweisen, wobei auf der Zu- und Abströmseite jeder Umlenkscheibe mindestens ein von Rohrwand zu Rohrwand gehender Trennsteg (2, 2') vorgesehen ist, der Trennsteg der Zuströmseite sich mit dem Trennsteg der Abströmseite kreuzt, jeder Trennsteg auf jeder Seite an genau eine Ausnehmung angrenzt und - in Strömungsrichtung gesehen - jede Umlenkscheibe die Ausnehmungen der nachfolgenden Umlenkscheibe abdeckt.
  2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrquerschnitt durch die Trennstege (2, 2') in zumindest angenähert gleich grosse Teilflächen unterteilt ist.
  3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu- und abströmseitigen Trennstege (2) sich unter einem Winkel von 90° kreuzen.
  4. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhen der Trennstege (2) zumindest angenähert gleich gross sind.
  5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines Mischelements (1) kleiner als der grösste Rohrdurchmesser, vorzugsweise kleiner als die Hälfte des grössten Rohrdurchmessers ist.
  6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilumlenkscheiben (3) zur Querschnittsebene (3a) geneigt sind und dass der Winkel (α) zwischen Teilumlenkscheibe und Querschnittsebene kleiner als 30° ist.
  7. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aufeinander folgende Mischelemente (1, 1') in Form einer monolithischen, insbesondere durch Spritzguss hergestellten Struktur vorliegen.
  8. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei benachbarten Mischelementen (1, 1') ein Abstand vorgesehen ist.
  9. Mischer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen beabstandeten Mischelementen (1, 1') Verbindungselemente (35) angeordnet sind.
  10. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) einen quadratischen oder einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
  11. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Trennstege (2, 2') und/oder Teilumlenkscheiben (3, 3') zusätzliche Elemente (25) zur Verstärkung oder Strömungslenkung aufweisen.
  12. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Trennstege (2, 2') benachbarter Mischelemente (1, 1') ineinander gesteckt (29) sind.
  13. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Trennstege (2, 2') und/oder Teilumlenkscheiben (3, 3') nicht eben sind.
  14. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Trennstege (2, 2') und/oder Teilumlenkscheiben (3, 3') zusätzliche Aussparungen (26) aufweisen.
  15. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) konisch, in Fliessrichtung sich verjüngend ausgebildet ist und die Mischelemente (1, 1') dem ändernden Querschnitt entsprechend verschieden gross ausgebildet sind.
  16. Verwendung eines Mischers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Mischen von zähen Stoffen, insbesondere von Kunststoffen, Harzen oder Klebstoffen, wobei die Reynolds-Zahl für jeden der durch den Mischer fliessenden Stoffe kleiner als 1 ist.
  17. Verwendung eines Mischers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 15 als Einwegartikel, wobei der Mischer aus einem kostengünstigen, verbrennbaren Kunststoff durch Spritzgiessen hergestellt ist.
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