EP1423185B1 - Vorrichtung und verfahren zum vermischen eines feststoffs mit einer flüssigkeit - Google Patents

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EP1423185B1
EP1423185B1 EP02764856A EP02764856A EP1423185B1 EP 1423185 B1 EP1423185 B1 EP 1423185B1 EP 02764856 A EP02764856 A EP 02764856A EP 02764856 A EP02764856 A EP 02764856A EP 1423185 B1 EP1423185 B1 EP 1423185B1
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EP
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liquid
solid
rotor
mixing
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Definitions

  • the invention relates to a device for mixing a powdery or granular solid with a liquid.
  • a mixing device is known from DE 196 29 945 C2 known.
  • the invention relates to a method for mixing a solid with a liquid.
  • From DE 12 72 894 is a device for mixing a powdery substance known with a liquid.
  • the housing of this mixing device has for this purpose a cylindrical inlet channel for the powder.
  • This intake channel provides a Häkegel, which is occupied with mixing blades and the liquid supply lines, for the introduction of the two components into the dispersion chamber.
  • the dispersing chamber is through a housing and a rotating in this housing Truncated cone formed. Both the truncated cone and the Ableitkegel with his Blades are in each case via separately arranged drives in the stator part of the Driven mixing device.
  • the conical inner surface of the housing forms with the conical rotor a frusto-conical chamber. At the end of this chamber sit shovels, which are for the discharge of the mixture in the direction of a Ensure outlet line.
  • From DE 10 67 720 is a device for mixing of ceramic Masses forth.
  • the device used for this purpose has a hopper, which itself a screw connects, which optionally pre-shredded ceramic material in promotes a Gut barntrittskanal.
  • This Gut maltrittskanal tapers to Outlet due to the different conical shapes between the housing and the rotating conical surface of the rotor.
  • the invention has for its object to provide a device and a method for Mixing a powdery or granular solid with a liquid to provide through the wetting of the powder particles with the liquid promoted becomes.
  • inventive Device and the method according to the invention is one with a liquid to mixing solid by at least one solid feed device in one Entered solid feed space where the solid particles in a rotary motion be offset.
  • the liquid is supplied by at least one liquid feed device directed into an acceleration space. It can from the Liquid supply supplied liquid from one or more Component (s) exist and the liquid may already have some Contain solid content.
  • the liquid is in a Rotary movement offset and accelerated to a predetermined speed.
  • the liquid flows into a mixing room, where it mixes with the solid particles while mixing the previously generated rotary motion.
  • the solid / liquid suspension is in a compressor room passed, in which the rotating suspension is accelerated.
  • the inventive device can at the preparation of suspensions of solids and liquids for the low to high-viscosity range can be used.
  • the solids supply device comprises a pulse conveying device for supplying the solid and sealing the Solid feed space from the ambient atmosphere.
  • a pulse conveying device for supplying the solid and sealing the Solid feed space from the ambient atmosphere.
  • the suction in the inlet area of the compressor room generates a negative pressure in the solid feed space.
  • the supplied Solid particles are already largely vented in the solid feed space, whereby the wetting is promoted with the liquid in the mixing chamber.
  • the air in the capillaries of the supplied powder agglomerates expands, so that the agglomerates are at least partially destroyed and thus the one increased rapid wetting accessible free powder surface is increased.
  • Suitable impulse conveying devices are, for example, a double-chamber conveyor, a rotary valve or a system with two rotatable ball valves and an intermediate chamber.
  • the liquid supply means preferably comprises at least an inlet nozzle tangential to the flow direction of the liquid in Acceleration space is arranged and inclined in the flow direction.
  • the at least one inlet nozzle may be one of one or more component (s) existing pure liquid or a liquid to be supplied already contains a certain solids content.
  • a Device for pressurizing the supplied liquid to be present Suitable devices are e.g. a pump or a wind pressure vessel.
  • the acceleration space has a substantially annular Cross-section and is separated by a partition from the solid feed space.
  • the acceleration space and the solids feed space may be inside a be arranged cylindrical housing, wherein the acceleration space the Solid feed space surrounds. This arrangement allows a compact construction the mixing device.
  • At an acceleration space facing surface of the partition and / or a surface facing the acceleration space of the acceleration space at least partially limiting outer wall can spiral extending and inclined in the flow direction flow channels may be formed. These flow channels stabilize the rotational movement of the liquid and can formed either by in the partition and / or the outer wall Recesses or through at the partition and / or the outer wall attached webs are formed.
  • the partition wall and / or the acceleration space are at least partially limiting outer wall and / or a mixing room at least partially rotatable limiting outer wall.
  • the rotatable arrangement of the above Walls allows the maintenance of the rotational speed of the Liquid in the acceleration space and / or the suspension in the mixing chamber, as a Braking the rotational movement by the surface resistance of the walls is avoided.
  • Such rotatable walls are particularly in the processing highly viscous or pseudoplastic liquids advantageous.
  • the partition between the acceleration space and the Solid feed chamber axially displaceable.
  • the flow paths of the liquid or the suspension in the acceleration chamber or in the mixing chamber depending the viscosity and the flow behavior of the liquid or the suspension varies to prevent, for example, a stall.
  • the partition in the direction of the compressor chamber is the flow path of the Fluid in the acceleration space increases while the flow path of the suspension is reduced in the mixing room.
  • moving the partition in opposite direction becomes the flow path of the liquid in the acceleration space reduced, while the flow path of the suspension in the mixing chamber increases becomes.
  • a rotor is present, preferably a first, a second and a third Rotor portion, wherein the first rotor portion of the solid feed device facing, arranged in the solid feed space portion of the Rotor is.
  • the first rotor section may be provided with a pretreatment head be provided, which coarsely crushes the supplied solid agglomerates and to a rotational movement accelerates.
  • This pretreatment head may take the form of a Shredder be formed.
  • the first rotor section with the shredder screw can via screw or plug connections with the second rotor section be connected, so he with the same drive as the rest Rotor sections can be set in rotation.
  • a can also separate drive for the first and the second rotor section provided become.
  • the rotor can rotate at a speed of 1500 - 2500 rpm and preferably be operated at a rotational speed of about 1500 rpm and from an inlet area of the mixing device to its outlet area extend.
  • the rotatable partition and / or the acceleration space at least partially limiting outer wall and / or the mixing room at least partially limiting outer wall connected to the rotor.
  • the solid particles in the solid feed space and the liquid in the acceleration space and / or the suspension in the Mixing space are held in synchronous rotational movements to each other.
  • the second rotor section may at least partially enter the solids feed space extend and be provided with Zerstäubungsmessem.
  • the introduced powder particles are finely atomized, so that the one increased rapid wetting accessible free powder surface is increased. About that In addition, the solid particles are added by the rotation of the atomizer a rotational movement accelerates.
  • the compressor chamber has an annular gap-shaped cross-section and is of a frustoconical portion of an outer wall and the at least in the region of the compressor chamber frustoconical third trained Rotor section limited.
  • the mixing device When the rotor is from the inlet area of the mixing device to its outlet area may extend between the inlet area and the outlet area the mixing device tapered annular gap between the rotor and a housing the mixing device are formed, wherein an inner housing wall and the corresponding frustoconical surface of the rotor preferably at an acute angle from 3 ° to 8 ° to each other.
  • the mixing device preferably comprises a first detection device for detecting the flow velocity of the liquid in the Acceleration space and / or a second detection device for detecting the Flow rate of the suspension in the compressor room and a first Control device for controlling the rotational speed of the rotor in dependence the detected flow velocity (s).
  • the detection of the flow velocity the fluid in the acceleration chamber and the corresponding Control of the rotor speed allows the rotational movement of the solid particles in the solid feed space to the rotational movement of the liquid in the acceleration space vote.
  • the control device preferably controls the rotational speed of the rotor so, that they are the flow velocity of the liquid in the acceleration space equivalent.
  • the solid particles in the solid feed space in a synchronous to the rotational movement of the liquid in the acceleration space rotational movement be offset so that a laminar flow is created in the mixing chamber.
  • a "splashing" of the liquid during the transition from the acceleration space be avoided in the mixing room, so that the formation of deposits or incrustations on the walls of the mixing device by quickly drying liquids is prevented.
  • the application of a release coating, such as. a Teflon coating on the walls is therefore no longer mandatory required.
  • the conveyors are preferably web-shaped conveyors arranged.
  • the use of such conveyors is particularly in the Processing low-viscosity suspensions advantageous because it leads to an increase of Starting resistance and thus to increased acceleration and improved Homogeneity of the suspension in the compressor room lead.
  • the conveyors each with holes be provided.
  • the conveyors can also cover the entire axial length of the rotor extend.
  • the conveying elements then in the area of the solid feed space preferably at an angle of 15 ° to 45 ° to the rotor axis in the direction of rotation inclined and have there a greater height than in the compressor room.
  • the rotor is axially displaceable.
  • the Cross section of the compression chamber and thus into the suspension in the compressor room applied shear forces depending on the viscosity of the processed Suspension can be varied.
  • the axial displaceability of the rotor damage to the mixing device by contained in the solids Foreign bodies are counteracted.
  • the mixing device according to the invention can furthermore have a third detection device for detecting the prevailing in the solid feed space pressure and a second control device for controlling the metering speed (s) of the solids supply device and / or the liquid supply device.
  • a Such arrangement serves the flooding safety of the mixing device, since they for example, with a pressure increase in the solid feed space due to saturation the liquid with the supplied solid a corresponding adjustment the metering rate (s) of the solid feed device and / or the liquid feed device This also results in an interruption of the Solid feed as dry run protection.
  • the liquid surface flow is substantially equal to the specific Particle surface of the introduced into the mixing chamber solid particles.
  • a vertical flow rate of the suspension in the mixing space is at least 1-2 m / s, so that a surface exchange of at least 1-2 m 2 / s is obtained.
  • Fig. 1 shows a device generally designated 10 for mixing a Solid with a liquid.
  • the device comprises a storage container 12 with a solids bed 13, which via a pulse conveying device 14 in a Solid feed space 16 is introduced.
  • the pulse conveying device 14 has a first ball valve 18, which via a chain drive 20 is synchronized with a second ball valve 22 and of a drive motor 24 is driven. Between the first and the second Ball valve 18, 22 is an intermediate chamber 26.
  • the intermediate chamber 26th charged with the solids bed 13 contained in the reservoir 12, while the second ball valve 22 the solids supply chamber 16 against the ambient atmosphere seals.
  • the second ball valve 22 so that in the intermediate chamber 26th befindliches solids bed 13 is discharged into the solids supply chamber 16.
  • the first ball valve 18 is then in its closed position.
  • a Pressure measuring device 28 for detecting the pressure in the solids feed space 16 and a control device 30 is present, the power of the drive motor 24 in Dependence of the pressure detected by the pressure measuring device 28 regulates pressure.
  • the control device 30 controls the Power of the drive motor 24 such that the metering speed of the impulse conveying device 14 is reduced.
  • the control device 30 via a connecting line, not shown in the figure with the pump 38th be connected and the dosing speed of the acceleration space 42 supplied liquid 32 as a function of the pressure measuring device 28th control detected pressure in the solids supply chamber 16.
  • a liquid 32 to be mixed with the solids bed 13 is located in a container 34 into which via a metering line 36 one or more liquid components be initiated. Downstream of the container 34 is in a Supply line 37, a pump 38 is arranged, the liquid 32 from the container 34 promotes under pressure to an inlet nozzle 40.
  • the liquid 32 flows out of the inlet nozzle 40 an acceleration space 42.
  • the inlet nozzle 40 is tangent to a housing wall 44 and thus tangential to the flow direction of the liquid 32 in Acceleration space 42 arranged and inclined in the flow direction.
  • the acceleration space 42 has an annular cross-section and is of the housing 44 and of an axially movable partition 46th limited, which separates the acceleration space 42 from the solids feed space 16.
  • a Bescheun Trentsraum 42 facing surface 48 of the partition 46th and a surface 50 of the housing wall facing the acceleration space 42 44 are spiral and inclined in the direction of flow recesses 52 present, each flow channels for in a rotary motion form offset fluid 32.
  • a rotor 54 has a first, a second and third rotor sections 56, 58, 60, wherein the first rotor section 56 of the pulse conveying device 14 facing and in the solid feed space 16 is arranged. Further, the first rotor portion 56 is provided with a Pre-treatment head 62 provided. The second rotor section 58 is also in Solid feed space 16 is arranged and has several perpendicular to the rotor axis A extending atomizer 64 on. At the frustoconical latestbifdeten third rotor section 60, a plurality of conveyor webs 66 are attached, which are provided in part with holes 68. As shown in Fig. 1, the Rotor 54 driven by a rotor drive motor 70. The axial displacement of the Rotor 54 is connected by means of a piston 72 connected to a hydraulic pump 74 realized.
  • the compressor chamber 78 Downstream of the acceleration chamber 42 are a mixing chamber 76 and a compressor chamber 78.
  • the compressor chamber 78 has an annular gap-shaped cross-section and is of a frustoconical portion 80 of Housing 44 and the frustoconical third rotor section 60 limited.
  • the liquid 32 in the acceleration space 42 By introducing the pressurized liquid 32 through the tangential to the Housing 44 arranged and inclined in the flow direction inlet nozzle 40, the liquid 32 in the acceleration space 42 in a rotational movement offset and accelerated to a predetermined speed.
  • the of the Pulse conveying device 14 supplied solids 13 are in the solid feed space 16 of the rotor 54 also in a rotational movement, wherein in the solids 13 existing powder agglomerates first from the pretreatment head 62 coarsely crushed and then from the Zerstäubungsmessem 64 fine be atomized.
  • a flow velocity measuring device not shown in the drawing the velocity of the liquid 32 in the Acceleration space 42 detected.
  • a likewise not shown control device controls the rotational speed of the rotor 54 so that it is the speed
  • the liquid 32 in the acceleration space 42 corresponds
  • the Liquid 32 in the acceleration space 42 and the solids 13 in the solids feed space 16 in mutually synchronous rotational movements, so that in Mixing chamber 76 creates a laminar flow.
  • the liquid 32 flows with a constant Rotary speed in the mixing chamber 76, where it with the solid particles 13 is mixed, wherein the solid particles 13 in the form of finely atomized agglomerates, but not present as primary particles.
  • the powder particles 13 are through the as a result of the rotational movement centrifugal forces in the direction of along the housing wall 44 flowing liquid layer transported.
  • the Surface resistance of the housing 44 arise deep-seated in the Liquid layer through which also directly along the housing 44th flowing liquid layers in the direction of the solid feed space 16th facing surface of the liquid flow are transported to where they Mixture with the supplied solid particles 13 are available.
  • the solid / liquid suspension flows into the compressor chamber 78, where they by means of the frustoconical third rotor section 60 is accelerated. Due to the increased flow velocity of the Suspension in the compressor chamber 78 arises in an inlet region 82 of the compressor chamber 78 decreased as a result of the increase in the flow rate static pressure a suction effect (jet pump effect), so that in the Capillaries of the fine powder agglomerates 13 is sucked in air. Because the Impulse conveying device 14 also the solid feed chamber 16 against the Seals ambient atmosphere, creates a negative pressure in the solids supply chamber 16, so that the supplied solid particles 13 already in the solid feed space 16 be vented.
  • the suspension flows out of the compressor chamber 78 in a first outlet line 84.
  • a pressure regulator 86 is present.
  • the Suspension are emptied into a second outlet line 88, in which another Pressure regulator 90 to maintain a constant pressure is present. It However, it is also possible to direct the suspension in the container 34 and from there in the cycle in the acceleration space 42 due.
  • Fig. 3 is a detail of an alternative embodiment of the mixing device 10, in which rotor 54 has a fourth rotor section 92.
  • the fourth Rotor section 92 consists of a parallel to the rotor axis A extending first section 94 and at an angle of about 60 ° to the rotor axis A extending second portion 96.
  • the first portion 94 forms a mixing chamber 76 completely and the acceleration space 42 at least partially limiting, rotatable outer wall, by means of which the rotational speed of the liquid 32nd maintained in the acceleration space 42 and / or the suspension in the mixing chamber 76 can be.
  • the second section 96 provided with a suspension passage opening 98.
  • the partition 46 and a parallel to the housing 44 arranged Wall 100 with a perpendicular to the rotor axis A extending fifth Rotor section 102 connected.
  • the wall 100 extends along the acceleration space 42 and along a substantial portion of the mixing space 76.
  • an axial displacement of Partition 46 not possible.
  • the fifth rotor section 102 is provided with a solids passage opening 104, while the wall 100 a liquid inlet opening 106 for the unhindered Inlet of the liquid 32 in the acceleration space 42 has.
  • the rotatable arrangement of the wall 100 and the partition 46 may be the liquid 32 particularly accelerated in the acceleration space 42 and the rotational speed the suspension in the mixing chamber 76 are maintained, so that the Mixing device 10, in particular for processing highly viscous or pseudoplastic Liquids and suspensions is suitable.
  • the embodiment of the mixing device 10 shown in FIG. 5 has a rotatable portion 108 of the housing 44, which each have subregions the acceleration space 42 and the mixing chamber 46 extends. Also at In this embodiment, an axial displacement of the partition wall 46 is not possible.
  • the drive of the rotatable portion 108 of the housing 44 can with be coupled to the rotor drive 70. However, it is also possible one of the Rotor drive 70 separate drive for the rotatable portion 108 of the housing 44 to provide.
  • the embodiment of the mixing device 10 shown in FIG. 6 has a Solid feed chamber 16 and a hopper 110 with a funnel-shaped Inlet opening.
  • the hopper 110 is seated in a lid 112 of a housing 114 of the mixing device 10 and is screwed to this.
  • a radially arranged material outlet 118 is provided via which flows out of the mixing material generated in the compressor chamber 78.
  • the rotor 54 of the mixing device 10 differs from that in FIGS. 1 to 5 shown rotors in that it is not provided with a pretreatment head first rotor section and not equipped with sputtering second Rotor section includes. Instead, the rotor 54 is frustoconical in shape, so that the annular gap-shaped compressor chamber 78 from an inner wall 120 of the Cover 112 and a frusto-conical surface of a central portion 122 of the rotor 54 is limited.
  • the inner wall 120 of the lid 112 and the frusto-conical Surface of the rotor 54 extend under in the portion 122 under an angle of 5 °, so that the compressor chamber 78 forming annular gap from the inlet region 82 of the compressor chamber in the direction of the material outlet 118 rejuvenated.
  • the distance of the conveyor 66, which remains in the area of Compressor space 78 are designed as webs, with respect to the inner wall 120 of the Lids 112 constant.
  • the rotor 54 has the largest Diameter up. The sections arranged in the outlet region 128 of the rotor 54 the conveyors 66 thus generate a relation to the mixing chamber 76th higher centrifugal flow and support a residue-free discharge.
  • the rotor 54 projects into the solid feed space 16 into the lower end of the hopper 110.
  • the conveyor webs 66 extend until close to a wall 136 of the hopper 110. If the via a shaft 126 rotatably connected to a drive rotor 54, prevent in the direction of Rotor axis A to the material outlet 118 promotional conveyor webs 66 the penetration of Liquid in the interior of the hopper 110. To improve the catchment effect are the conveyor webs 66 on which the solid feed space 16 facing End of the rotor 54 inclined by about 45 ° in the direction of rotation.
  • inlet nozzles 40 Similar to the embodiments shown in FIGS Liquid supply through inlet nozzles 40, which in an attachment 134 of the lid 112 are attached.
  • the inlet nozzles 40 are facing the compressor chamber 78 End of the wall 136 of the hopper 110 opposite.
  • the liquid supply can be via one or a plurality of inlet nozzles 40 distributed around the cap 134 take place, wherein, if required, also various liquid additives can be introduced.
  • FIGS. 7 and 8 in the mixing device according to the Fig. 6 used rotor 54 illustrates the arrangement of the web-shaped conveyors 66.
  • the rotor 54 shown here are in Distance of 45 ° eight conveyor webs 66 distributed over the surface of the rotor 54.
  • the Inclination of the conveyor webs 66 relative to the rotor axis A is in individual areas of action of the rotor 54 different.
  • the conveyor webs 66 are inclined by 45 ° in the direction of rotation and have their greatest height.
  • the mixing chamber 76 in which the liquid with the dry material is mixed, the conveyor webs 66 extend along the rotor axis A.
  • the conveyor webs 66 are inclined by 30 ° to the rotor axis. in the Outlet region 128 of the rotor 54 extend the conveyor webs 66 axially parallel to Rotor axis A along the entire outer semicircular cross section of Rotor 54.

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Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Vermischen eines pulverförmigen oder körnigen Feststoffs (13) mit einer Flüssigkeit (32) umfasst mindestens eine Feststoff-Zufuhreinrichtung und mindestens eine Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung (37, 38, 40). In einem Beschleunigungsraum (42) wird die zugeführte Flüssigkeit (32) in eine Drehbewegung versetzt und auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt, während die zugeführten Feststoffteilchen (13) in einem Feststoff-Zufuhrraum (16) in eine Drehbewegung versetzt werden. Ferner umfasst die Vorrichtung (10) einen Mischraum (76) zum Vermischen der Feststoffteilchen (13) mit der Flüssigkeit (32) zu einer Suspension unter Aufrechterhaltung der zuvor erzeugten Drehbewegung. In einem Verdichterraum (78) wird die sich drehende Suspension derart beschleunigt, dass in einem Eintrittsbereich (82) des Verdichterraums (78) eine Saugwirkung entsteht, die die zugeführte Feststoffschüttung (13) zumindest im wesentlichen entlüftet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen eines pulverförmigen oder körnigen Feststoffs mit einer Flüssigkeit. Eine solche Mischvorrichtung ist aus der DE 196 29 945 C2 bekannt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vermischen eines Feststoffs mit einer Flüssigkeit.
Bei der Vermischung einer Trockensubstanz mit einer Flüssigkeit ist es zur Erzeugung einer homogenen Suspension wesentlich, dass die Oberflächen der Feststoffpartikel vollständig mit der Flüssigkeit benetzt werden. Die vollständige Benetzung der Pulverpartikel mit der Flüssigkeit wird jedoch erschwert, wenn die in die Flüssigkeit einzubringende Trockensubstanz in Form einer Pulverschüttung vorliegt oder aus den Primärteilchen des Pulvers geformte Agglomerate enthält. In einem derartigen Fall wird die freie Oberfläche der Pulverschüttung oder der Agglomerate rasch mit der Flüssigkeit benetzt, anschließend verlangsamt sich der Benetzungsvorgang jedoch erheblich, da in den Kapillaren der Pulverschüttung oder der Pulveragglomerate eingeschlossene Luft ein Eindringen der Flüssigkeit in die Kapillaren behindert. Zur Lösung dieses Problems weisen bekannte Mischvorrichtungen, bei denen der Feststoff in Form einer Pulverschüttung zugeführt wird oder aus den Primärteilchen des Pulvers geformte Agglomerate enthält, üblicherweise Einrichtungen zum Einbringen von Scherkräften in die Feststoff/Flüssigkeits-Suspension auf. Durch diese Scherkräfte werden miteinander verbundene Partikel der Pulverschüttung voneinander getrennt bzw. Pulveragglomerate zerkleinert, so dass die Benetzung der neu entstandenen freien Oberflächen möglich wird.
Bei der aus der DE 196 29 945 C2 bekannten Mischvorrichtung ist in einer Mischkammer, in der die Vermischung des Feststoffs mit der Flüssigkeit erfolgt ein Rotor angeordnet, an dem entlang einer Rotorachse A eine Mehrzahl von propellerartig ausgebildeten Mischflügeln befestigt sind. Durch die über die Mischflügel in die Suspension eingebrachten und von der Rotordrehzahl abhängigen Scherkräfte werden in dem Feststoff erhaltene Agglomerate zerkleinert, so dass eine intensive Vermischung der Flüssigkeit mit der Trockensubstanz möglich wird. Diese bekannte Mischvorrichtung hat den Nachteil, dass zum Aufbringen der erforderlichen Scherkräfte insbesondere bei der Verwendung hochviskoser Flüssigkeiten oder bei Suspensionen mit einem hohen Feststoffanteil ein hoher Energieaufwand erforderlich ist.
Aus der DE 12 72 894 ist eine Vorrichtung zum Mischen eines pulverförmigen Stoffes mit einer Flüssigkeit bekannt. Das Gehäuse dieser Mischvorrichtung weist hierzu einen zylindrischen Einlasskanal für das Pulver auf. In diesem Einlasskanal sorgt ein Arbeitskegel, der mit Mischflügeln besetzt ist und der Flüssigkeitszuleitungen aufweist, für den Einzug der beiden Komponenten in die Dispergierkammer. Die Dispergierkammer wird durch ein Gehäuse und einen in diesem Gehäuse rotierenden Kegelstumpf gebildet. Sowohl der Kegelstumpf als auch der Ableitkegel mit seinen Mischflügeln werden jeweils über getrennt angeordnete Antriebe im Ständerteil der Mischvorrichtung angetrieben. Die kegelförmige Innenfläche des Gehäuses bildet mit dem kegelförmigen Rotor eine kegelstumpfförmige Kammer. Am Ende dieser Kammer sitzen Schaufeln, die für die Abförderung des Gemisches in Richtung einer Auslassleitung sorgen.
Aus der DE 10 67 720 geht eine Vorrichtung zum Durchmischen von keramischen Massen hervor. Die dazu eingesetzte Vorrichtung besitzt einen Fülltrichter, dem sich eine Schnecke anschließt, die das gegebenenfalls vorzerkleinerte keramische Gut in einen Gutdurchtrittskanal fördert. Dieser Gutdurchtrittskanal verjüngt sich zum Auslass aufgrund der unterschiedlichen Kegelgestaltungen zwischen dem Gehäuse und der rotierenden Kegelfläche des Rotors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vermischen eines pulverförmigen oder körnigen Feststoffs mit einer Flüssigkeit bereitzustellen, durch die die Benetzung der Pulverpartikel mit der Flüssigkeit gefördert wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Anspruch 17 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein mit einer Flüssigkeit zu vermischender Feststoff durch mindestens eine Feststoff-Zufuhreinrichtung in einen Feststoff-Zufuhrraum eingetragen, wo die Feststoffpartikel in eine Drehbewegung versetzt werden. Die Flüssigkeit wird von mindestens einer Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung in einen Beschleunigungsraum geleitet. Dabei kann die von der Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung zugeführte Flüssigkeit aus einer oder mehreren Komponente(n) bestehen und die Flüssigkeit kann auch bereits einen gewissen Feststoffanteil enthalten. Im Beschleunigungsraum wird die Flüssigkeit in eine Drehbewegung versetzt und auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt.
Anschließend strömt die Flüssigkeit in einen Mischraum, wo sie mit den Feststoffteilchen unter Aufrechterhaltung der zuvor erzeugten Drehbewegung vermischt wird. Vom Mischraum wird die Feststoff/Flüssigkeits-Suspension in einen Verdichterraum geleitet, in dem die sich drehende Suspension beschleunigt wird.
Durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum und den dadurch verminderten statischen Druck entsteht in einem Eintrittsbereich des Verdichterraums eine Saugwirkung, so dass die in den Kapillaren der Feststoffschüttung oder der Pulveragglomerate befindliche Luft angesaugt wird. Dadurch wird die zugeführte Feststoffschüttung vor dem Eintritt in den Verdichterraum zumindest im wesentlichen entlüftet und die Benetzung der Pulverteilchen mit der Flüssigkeit im Mischraum gefördert.
Ferner liegt im Verdichterraum aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit der Suspension ein erhöhter dynamischer Druck vor. Infolge dessen dringt die Flüssigkeit nicht mehr nur aufgrund der Kapillarkräfte in die entlüfteten Kapillaren der Feststoffschüttung oder der Pulveragglomerate ein, sondern wird unter Druck in die Kapillaren gepresst. Somit kann auch ohne das Einbringen von Scherkräften in die Feststoff/Flüssigkeits-Suspension eine rasche und vollständige Benetzung der Pulverpartikel mit der Flüssigkeit erreicht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei der Herstellung von Suspensionen aus Feststoffen und Flüssigkeiten für den niedrigbis hochviskosen Bereich eingesetzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Feststoff-Zufuhreinrichtung eine Impulsförderungseinrichtung zum Zuführen des Feststoffs und Abdichten des Feststoff-Zufuhrraums von der Umgebungsatmosphäre. Wenn der Feststoff-Zufuhrraum durch eine Impulsförderungseinrichtung von der Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist, wird durch die Saugwirkung im Eintrittsbereich des Verdichterraums im Feststoff-Zufuhrraum ein Unterdruck erzeugt. Dadurch werden die zugeführten Feststoffpartikel bereits im Feststoff-Zufuhrraum weitestgehend entlüftet, wodurch die Benetzung mit der Flüssigkeit im Mischraum gefördert wird. Darüber hinaus expandiert die in den Kapillaren der zugeführten Pulveragglomerate befindliche Luft, so dass die Agglomerate zumindest teilweise zerstört werden und somit die einer raschen Benetzung zugängliche freie Pulveroberfläche vergrößert wird. Ferner transportiert die zum Eintrittsbereich des Verdichterraums strömende Luft die Pulverpartikel in den Mischraum, wo sie zur Vermischung mit der Flüssigkeit bereitstehen. Geeignete Impulsförderungseinrichtungen sind beispielsweise ein Doppelkammerförderer, eine Zellenradschleuse oder ein System mit zwei drehbaren Kugelventilen und einer Zwischenkammer.
Um die Flüssigkeit im Beschleunigungsraum in eine Drehbewegung zu versetzen und zu beschleunigen, umfasst die Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung vorzugsweise mindestens eine Einlassdüse, die tangential zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum angeordnet und in Strömungsrichtung geneigt ist. Durch die mindestens eine Einlassdüse kann eine aus einer oder mehreren Komponente(n) bestehende reine Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit zugeführt werden, die bereits einen bestimmten Feststoffanteil enthält. Vorzugsweise sind vier bis sechs Einlassdüsen vorgesehen. Ferner kann zur Verstärkung der Beschleunigungswirkung eine Vorrichtung zum unter Druck setzen der zuzuführenden Flüssigkeit vorhanden sein. Geeignete Vorrichtungen sind z.B. eine Pumpe oder ein Winddruckkessel.
Vorzugsweise hat der Beschleunigungsraum einen im wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt und ist durch eine Trennwand von dem Feststoff-Zufuhrraum getrennt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung können der Beschleunigungsraum und der Feststoff-Zufuhrraum im Inneren eines zylindrischen Gehäuses angeordnet sein, wobei der Beschleunigungsraum den Feststoff-Zufuhrraum umgibt. Diese Anordnung ermöglicht einen kompakten Aufbau der Mischvorrichtung.
An einer dem Beschleunigungsraum zugewandten Fläche der Trennwand und/oder einer dem Beschleunigungsraum zugewandten Fläche einer den Beschleunigungsraum zumindest teilweise begrenzenden äußeren Wandung können spiralförmig verlaufende und in Strömungsrichtung geneigte Strömungskanäle ausgebildet sein. Diese Strömungskanäle stabilisieren die Drehbewegung der Flüssigkeit und können entweder durch in der Trennwand und/oder der äußere Wandung ausgebildete Ausnehmungen oder durch an der Trennwand und/oder der äußere Wandung angebrachte Stege gebildet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung sind die Trennwand und/oder die den Beschleunigungsraum zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung und/oder eine den Mischraum zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung drehbar. Die drehbare Anordnung der oben genannten Wandungen ermöglicht die Aufrechterhaltung der Drehgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum und/oder der Suspension im Mischraum, da ein Abbremsen der Drehbewegung durch den Oberflächenwiderstand der Wandungen vermieden wird. Derartige drehbare Wandungen sind insbesondere bei der Verarbeitung hochviskoser oder strukturviskoser Flüssigkeiten vorteilhaft.
Vorzugsweise ist die Trennwand zwischen dem Beschleunigungsraum und dem Feststoff-Zufuhrraum axial verschiebbar. Durch eine axiale Verschiebung der Trennwand (sogenannte Auto-Schottverstellung) können die Fließstrecken der Flüssigkeit bzw. der Suspension im Beschleunigungsraum bzw. im Mischraum in Abhängigkeit der Viskosität und des Fließverhaltens der Flüssigkeit bzw. der Suspension variiert werden, um beispielsweise einem Strömungsabriss vorzubeugen. Bei einer Verschiebung der Trennwand in Richtung des Verdichterraums wird die Fließstrecke der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum vergrößert, während die Fließstrecke der Suspension im Mischraum verkleinert wird. Bei einer Verschiebung der Trennwand in entgegengesetzter Richtung wird die Fließstrecke der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum verkleinert, während die Fließstrecke der Suspension im Mischraum vergrößert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ist ein Rotor vorhanden, der vorzugsweise einen ersten, einen zweiten und einen dritten Rotorabschnitt aufweist, wobei der erste Rotorabschnitt ein der Feststoff-Zufuhreinrichtung zugewandter, im Feststoff-Zufuhrraum angeordneter Abschnitt des Rotors ist. Ferner kann der erste Rotorabschnitt mit einem Vorbehandlungskopf versehen sein, der die zugeführten Feststoffagglomerate grob zerkleinert und zu einer Drehbewegung beschleunigt. Dieser Vorbehandlungskopf kann in Form einer Zerkleinerungsschnecke ausgebildet sein. Der erste Rotorabschnitt mit der Zerkleinerungsschnecke kann über Schraub- oder Steckverbindungen mit dem zweiten Rotorabschnitt verbunden sein, so dass er mit dem gleichen Antrieb wie die übrigen Rotorabschnitte in Rotation versetzt werden kann. Alternativ dazu kann auch ein getrennter Antrieb für den ersten und den zweiten Rotorabschnitt vorgesehen werden. Der Rotor kann mit einer Drehgeschwindigkeit von 1500 - 2500 UpM und vorzugsweise mit einer Drehgeschwindigkeit von ca. 1500 UpM betrieben werden und sich von einem Einlassbereich der Mischvorrichtung bis in deren Auslassbereich erstrecken.
Vorzugsweise ist/sind die drehbare Trennwand und/oder die den Beschleunigungsraum zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung und/oder die den Mischraum zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung mit dem Rotor verbunden.
Durch eine derartige Anordnung können die Feststoffteilchen im Feststoff-Zufuhrraum und die Flüssigkeit im Beschleunigungsraum und/oder die Suspension im Mischraum in zueinander synchronen Drehbewegungen gehalten werden.
Der zweite Rotorabschnitt kann sich zumindest teilweise in den Feststoff-Zufuhrraum erstrecken und mit Zerstäubungsmessem versehen sein. Mittels der Zerstäubungsmesser werden die eingebrachten Pulverteilchen fein zerstäubt, so dass die einer raschen Benetzung zugängliche freie Pulveroberfläche vergrößert wird. Darüber hinaus werden die Feststoffpartikel durch die Rotation der Zerstäubungsmesser zu einer Drehbewegung beschleunigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung weist der Verdichterraum einen ringspaltförmigen Querschnitt auf und wird von einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Abschnitt einer äußeren Wandung und dem zumindest im Bereich des Verdichterraums kegelstumpfförmig ausgebildeten dritten Rotorabschnitt begrenzt. Durch diese Ausgestaltung des Verdichterraums und des Rotors wird auf einfache Art und Weise die Beschleunigung der durch den Verdichterraum strömenden Feststoff/Flüssigkeits-Suspension erreicht. Darüber hinaus können über den kegetstumpfförmig ausgebildeten dritten Rotorabschnitt Scherkräfte in die Suspension eingetragen werden, wodurch die Homogenität der Suspension verbessert wird. Der Rotor kann auch mehrere kegelstumpfförmige Abschnitte umfassen, die jeweils unterschiedliche Kegelwinkel aufweisen können. Alternativ dazu kann der Rotor auch eine bimenähnliche Form mit gewölbten Flächen haben. Wenn sich der Rotor vom Einlassbereich der Mischvorrichtung bis in deren Auslassbereich erstreckt, kann ein sich zwischen dem Einlassbereich und dem Auslassbereich der Mischvorrichtung verjüngender Ringspalt zwischen dem Rotor und einem Gehäuse der Mischvorrichtung gebildet werden, wobei eine innere Gehäusewand und die entsprechende Kegelstumpffläche des Rotors vorzugsweise in einem spitzen Winkel von 3° bis 8° zueinander verlaufen.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Mischvorrichtung eine erste Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum und/oder eine zweite Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum sowie eine erste Regeleinrichtung zum Regeln der Drehgeschwindigkeit des Rotors in Abhängigkeit der erfassten Strömungsgeschwindigkeit(en). Die Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum und die entsprechende Regelung der Rotorgeschwindigkeit ermöglicht es, die Drehbewegung der Feststoffteilchen im Feststoff-Zufuhrraum auf die Drehbewegung der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum abzustimmen. Durch die Messung der Strömungsgeschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum und die entsprechende Regelung der Rotorgeschwindigkeit kann die Strömungsgeschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum überwacht und geregelt werden, so dass sichergestellt werden kann, dass die Suspension im Verdichterraum auf eine ausreichend hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, um eine ordnungsgemäße Funktion der Mischvorrichtung zu gewährleisten.
Die Regeleinrichtung regelt die Drehgeschwindigkeit des Rotors vorzugsweise so, dass sie der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum entspricht. Auf diese Weise können die Feststoffteilchen im Feststoff-Zufuhrraum in eine zur Drehbewegung der Flüssigkeit im Beschleunigungsraum synchrone Drehbewegung versetzt werden, so dass im Mischraum eine laminare Strömung entsteht. Darüber hinaus kann ein "Verspritzen" der Flüssigkeit beim Übergang vom Beschleunigungsraum in den Mischraum vermieden werden, so dass die Bildung von Ablagerungen oder Verkrustungen an den Wandungen der Mischvorrichtung durch schnell trocknende Flüssigkeiten verhindert wird. Das Aufbringen einer Trennbeschichtung, wie z.B. einer Teflonbeschichtung auf die Wandungen ist daher nicht mehr zwingend erforderlich.
An dem dritten Rotorabschnitt sind vorzugsweise stegförmige Fördereinrichtungen angeordnet. Der Einsatz derartiger Fördereinrichtungen ist insbesondere bei der Verarbeitung niedrigviskoser Suspensionen vorteilhaft, da sie zu eine Erhöhung des Anfahrwiderstands und damit zu einer erhöhten Beschleunigung und einer verbesserten Homogenität der Suspension im Verdichterraum führen. Vorzugsweise verlaufen die Fördereinrichtungen im Bereich des Verdichterraums in einem Winkel von 15° bis 45° zur Rotorachse. Zur Anpassung des Energieeintrags an die Viskosität der zu verarbeitenden Suspension sowie zur weiteren Verbesserung der Homogenität der Suspension im Verdichterraum können die Fördereinrichtungen jeweils mit Bohrungen versehen sein. Die Fördereinrichtungen können sich auch über die gesamte axiale Länge des Rotors erstrecken. Zur Verbesserung des Einzugsverhaltens der Trockenstoffe sind die Förderelemente dann im Bereich des Feststoff-Zufuhrraums vorzugsweise um einen Winkel von 15° bis 45° zur Rotorachse in Drehrichtung geneigt und weisen dort eine größere Höhe auf als im Verdichterraum. Dadurch kann, unabhängig davon, ob sich der zwischen dem Rotor und dem Gehäuse gebildete Ringspalt in Richtung des Auslassbereichs der Mischvorrichtung verjüngt, der Abstand zwischen den Fördereinrichtungen und einer inneren Gehäusewand konstant gehalten werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ist der Rotor axial verschiebbar. Durch eine axiale Verschiebung des Rotors können der Querschnitt des Verdichtungsraums und somit die in die Suspension im Verdichterraum einbrachten Scherkräfte in Abhängigkeit der Viskosität der zu verarbeitenden Suspension variiert werden. Ferner kann durch die axiale Verschiebbarkeit des Rotors einer Beschädigung der Mischvorrichtung durch in den Feststoffen enthaltene Fremdkörper entgegengewirkt werden.
Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung kann femer eine dritte Erfassungseinrichtung zur Erfassung des im Feststoff-Zufuhrraum vorherrschenden Drucks und eine zweite Regeleinrichtung zum Regeln der Dosiergeschwindigkeit(en) der Feststoff-Zufuhreinrichtung und/oder der Flüssigkeits-Zuführeinrichtung umfassen. Eine derartige Anordnung dient der Überflutungssicherheit der Mischvorrichtung, da sie beispielsweise bei einem Druckanstieg im Feststoff-Zufuhrraum infolge einer Sättigung der Flüssigkeit mit dem zugeführten Feststoff eine entsprechende Anpassung der Dosiergeschwindigkeit(en) der Feststoff-Zufuhreinrichtung und/oder der Flüssigkeits-Zuführeinrichtung ermöglicht Hieraus ergibt sich auch eine Unterbrechung der Feststoffzufuhr als Trockenlaufschutz.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Mischraum die Flüssigkeitsoberflächenströmung im wesentlichen gleich der spezifischen Teilchenoberfläche der in den Mischraum eingebrachten Feststoffteilchen.
Vorzugsweise beträgt eine vertikale Fließgeschwindigkeit der Suspension im Mischraum mindestens 1-2 m/s, so dass ein Oberflächenaustausch von mindestens 1-2 m2/s erhalten wird.
Verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung werden im folgenden anhand der beigefügten schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 2
einen Ausschnitt des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 3
einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 4
einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 5
einen Ausschitt eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 6
einen Ausschitt eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung;
Fig. 7
eine Querschnittsansicht des Rotors der in der Fig. 6 gezeigten Mischvorrichtung; und
Fig. 8
eine Draufsicht auf den in der Fig. 7 dargestellten Rotor.
Die Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Vermischen eines Feststoffs mit einer Flüssigkeit. Die Vorrichtung umfasst einen Vorlagebehälter 12 mit einer Feststoffschüttung 13, die über eine Impulsförderungseinrichtung 14 in einen Feststoff-Zufuhrraum 16 eingebracht wird.
Die Impulsförderungseinrichtung 14 weist ein erstes Kugelventil 18 auf, das über einen Kettentrieb 20 mit einem zweiten Kugelventil 22 synchronisiert ist und von einem Antriebsmotor 24 angetrieben wird. Zwischen dem ersten und dem zweiten Kugelventil 18, 22 befindet sich eine Zwischenkammer 26. Wenn sich das erste Kugelventil 18 in seiner geöffneten Stellung befindet, wird die Zwischenkammer 26 mit der in dem Vorlagebehälter 12 enthaltenen Feststoffschüttung 13 beschickt, während das zweite Kugelventil 22 den Feststoff-Zufuhrraum 16 gegen die Umgebungsatmosphäre abdichtet. Anschließend wird, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, das zweite Kugelventil 22 geöffnet, so dass die in der Zwischenkammer 26 befindliche Feststoffschüttung 13 in den Feststoff-Zufuhrraum 16 entleert wird. Das erste Kugelventil 18 befindet sich dann in seiner Schließstellung.
Zur Regelung der Dosiergeschwindigkeit der Impulsförderungseinrichtung 14 ist eine Druckmesseinrichtung 28 zur Erfassung des Drucks im Feststoff-Zufuhrraum 16 sowie eine Regeleinrichtung 30 vorhanden, die die Leistung des Antriebsmotors 24 in Abhängigkeit des von der Druckmesseinrichtung 28 erfassten Drucks regelt. Bei einer Zunahme des Drucks im Feststoff-Zufuhrraum 16 regelt die Regeleinrichtung 30 die Leistung des Antriebsmotors 24 derart, dass die Dosiergeschwindigkeit der Impulsförderungseinrichtung 14 verringert wird. Darüber hinaus kann die Regeleinrichtung 30 über eine in der Figur nicht dargestellte Verbindungsleitung mit der Pumpe 38 verbunden werden und die Dosiergeschwindigkeit der in den Beschleunigungsraum 42 zugeführten Flüssigkeit 32 in Abhängigkeit des von der Druckmesseinrichtung 28 erfassten Drucks im Feststoff-Zufuhrraum 16 regeln.
Eine mit der Feststoffschüttung 13 zu vermischende Flüssigkeit 32 befindet sich in einem Behälter 34, in den über eine Dosierleitung 36 eine oder mehrere Flüssigkeitskomponenten eingeleitet werden. Abstromseitig von dem Behälter 34 ist in einer Zufuhrleitung 37 eine Pumpe 38 angeordnet, die die Flüssigkeit 32 von dem Behälter 34 unter Druck zu einer Einlassdüse 40 fördert.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, strömt die Flüssigkeit 32 aus der Einlassdüse 40 in einen Beschleunigungsraum 42. Die Einlassdüse 40 ist tangential zu einer Gehäusewandung 44 und damit tangential zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 angeordnet und in Strömungsrichtung geneigt. Der Beschleunigungsraum 42 weist einen kreisringförmigen Querschnitt auf und wird von der Gehäusewandung 44 sowie von einer axial verschiebbaren Trennwand 46 begrenzt, die den Beschleunigungsraum 42 von dem Feststoff-Zufuhrraum 16 trennt. An einer dem Beschteunigungsraum 42 zugewandten Fläche 48 der Trennwand 46 und einer dem Beschleunigungsraum 42 zugewandten Fläche 50 der Gehäusewandung 44 sind spiralförmig und in Strömungsrichtung geneigt verlaufende Ausnehmungen 52 vorhanden, die jeweils Strömungskanäle für die in eine Drehbewegung versetzte Flüssigkeit 32 bilden.
Ein entlang einer Rotorachse A verschiebbarer Rotor 54 weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten Rotorabschnitt 56, 58, 60 auf, wobei der erste Rotorabschnitt 56 der Impulsförderungseinrichtung 14 zugewandt und im Feststoff-Zufuhrraum 16 angeordnet ist. Ferner ist der erste Rotorabschnitt 56 mit einem Vorbehandlungskopf 62 versehen. Der zweite Rotorabschnitt 58 ist ebenfalls im Feststoff-Zufuhrraum 16 angeordnet und weist mehrere sich senkrecht zur Rotorachse A erstreckende Zerstäubungsmesser 64 auf. An dem kegelstumpfförmig ausgebifdeten dritten Rotorabschnitt 60 sind eine Mehrzahl von Förderstegen 66 befestigt, die zum Teil mit Bohrungen 68 versehen sind. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird der Rotor 54 von einem Rotorantriebsmotor 70 angetrieben. Die axiale Verschiebung des Rotors 54 wird mittels einer mit einem Kolben 72 verbundenen Hydraulikpumpe 74 realisiert.
Abstromseitig des Beschleunigungsraums 42 befinden sich ein Mischraum 76 sowie ein Verdichterraum 78. Der Verdichterraum 78 hat einen ringspaltförmigen Querschnitt und wird von einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Abschnitt 80 der Gehäusewandung 44 und dem kegelstumpfförmig ausgebildeten dritten Rotorabschnitt 60 begrenzt.
Durch das Einleiten der druckbeaufschlagten Flüssigkeit 32 durch die tangential zur Gehäusewandung 44 angeordnete und in Strömungsrichtung geneigte Einlassdüse 40 wird die Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 in eine Drehbewegung versetzt und auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt. Die von der Impulsförderungseinrichtung 14 zugeführten Feststoffe 13 werden im Feststoff-Zufuhrraum 16 von dem Rotor 54 ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt, wobei in den Feststoffen 13 vorhandene Pulveragglomerate zuerst von dem Vorbehandlungskopf 62 grob zerkleinert und anschließend von den Zerstäubungsmessem 64 fein zerstäubt werden. Mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Strömungsgeschwindigkeits-Messeinrichtung wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 erfasst. Eine ebenfalls nicht dargestellte Regeleinrichtung regelt die Drehgeschwindigkeit des Rotors 54 derart, dass sie der Geschwindigkeit der Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 entspricht Dadurch werden die Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 und die Feststoffe 13 im Feststoff-Zufuhrraum 16 in zueinander synchrone Drehbewegungen versetzt, so dass im Mischraum 76 eine laminare Strömung entsteht.
Aus dem Beschleunigungsraum 42 strömt die Flüssigkeit 32 mit einer gleichbleibenden Drehgeschwindigkeit in den Mischraum 76, wo sie mit den Feststoffteilchen 13 gemischt wird, wobei die Feststoffpartikel 13 in Form von feinzerstäubten Agglomeraten, nicht jedoch als Primärteilchen vorliegen. Die Pulverteilchen 13 werden durch die infolge der Drehbewegung entstandenen Zentrifugalkräfte in Richtung der entlang der Gehäusewandung 44 strömenden Flüssigkeitsschicht transportiert. Durch den Oberflächenwiderstand der Gehäusewandung 44 entstehen Tiefenwirbel in der Flüssigkeitsschicht, durch die auch die direkt entlang der Gehäusewandung 44 strömenden Flüssigkeitsschichten in Richtung der dem Feststoff-Zufuhrraum 16 zugewandten Oberfläche der Flüssigkeitsströmung transportiert werden, wo sie zur Mischung mit den zugeführten Feststoffpartikeln 13 zur Verfügung stehen. Durch eine axiale Verschiebung der Trennwand 46 (sogenannte Auto-Schottverstellung) können die Fließstrecken der Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 bzw. der Suspension im Mischraum 76 in Abhängigkeit der Viskosität und des Fließverhaltens der Flüssigkeit 32 bzw. der Suspension variiert werden, um beispielsweise einem Strömungsabriss vorzubeugen.
Aus dem Mischraum 76 strömt die Feststoff/Flüssigkeits-Suspension in den Verdichterraum 78, wo sie mittels des kegelstumpfförmig ausgebildeten dritten Rotorabschnitts 60 beschleunigt wird. Durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum 78 entsteht in einem Eintrittsbereich 82 des Verdichterraums 78 infolge des durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit verminderten statischen Drucks eine Saugwirkung (Strahlpumpeneffekt), so dass die in den Kapillaren der feinen Pulveragglomerate 13 befindliche Luft angesaugt wird. Da die Impulsförderungseinrichtung 14 zudem den Feststoff-Zufuhrraum 16 gegen die Umgebungsatmosphäre abdichtet, entsteht im Feststoff-Zufuhrraum 16 ein Unterdruck, so dass die zugeführten Feststoffteilchen 13 bereits im Feststoff-Zufuhrraum 16 entlüftet werden. Dadurch wird die Benetzung der entlüfteten Pulverteilchen 13 mit der Flüssigkeit 32 im Mischraum 76 gefördert, so dass die Pulverpartikel 13 beim Einritt in den Verdichterraum 78 bereits weitestgehend mit der Flüssigkeit benetzt sind. Mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Strömungsgeschwindigkeits-Messeinrichtung wird die Geschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum 78 erfasst. Eine ebenfalls nicht dargestellte Regeleinrichtung regelt die Drehgeschwindigkeit des Rotors 54 so, dass sichergestellt wird, dass die Suspension im Verdichterraum 78 auf eine ausreichende hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, um eine ordnungsgemäße Funktion der Mischvorrichtung 10 zu gewährleisten und um durch Einstellen einer Relativgeschwindigkeit gleich Null ein Spritzen oder Sprühen zu verhindem.
Durch den Unterdruck im Feststoff-Zufuhrraum 16 expandiert die in den Kapillaren der zugeführten Pulveragglomerate 13 befindliche Luft, so dass die Agglomerate 13 zumindest teilweise zerstört werden. Darüber hinaus transportiert die zum Eintrittsbereich 82 des Verdichterraums 78 strömende Luft die Pulverpartikel 13 in den Mischraum 76, wo sie infolge der Zentrifugalkräfte in die laminare Fließstrecke eintauchen.
Im Verdichterraum 78 liegt aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit der Suspension ein erhöhter dynamischer Druck vor. Infolge dessen wird die Flüssigkeit im Verdichterraum 78 unter Druck in die entlüfteten Kapillaren der Pulveragglomerate gepresst. Femer werden im Verdichterraum 78 über den kegelstumpfförmigen Rotorabschnitt 60 Scherkräfte in die Suspension eingetragen, wodurch die Homogenität der Suspension erhöht wird. Durch die axiale Verschiebung des Rotors 54 können der Querschnitt des Verdichtungsraums 78 und somit die in die Suspension im Verdichterraum 78 einbrachten Scherkräfte in Abhängigkeit der Viskosität der zu verarbeitenden Suspension variiert werden.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, strömt die Suspension aus dem Verdichterraum 78 in eine erste Auslassleitung 84. Um auch bei geringen Rohleitungswiderständen und niedrig viskosen Suspensionen den für die vollständige Benetzung der Pulverpartikel 13 erforderlichen Druck im Verdichterraum 78 zu erzeugen, ist in der ersten Auslassleitung 84 ein Druckregler 86 vorhanden. Aus der ersten Auslassleitung 84 kann die Suspension in eine zweite Auslassleitung 88 entleert werden, in der ein weiterer Druckregler 90 zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks vorhanden ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit die Suspension in den Behälter 34 zu leiten und von dort im Kreislauf in den Beschleunigungsraum 42 zurückzuführen.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform der Mischvorrichtung 10 dargestellt, bei der Rotor 54 einen vierten Rotorabschnitt 92 aufweist. Der vierte Rotorabschnitt 92 besteht aus einem sich parallel zur Rotorachse A erstreckenden ersten Teilabschnitt 94 sowie einem sich in einem Winkel von ca. 60° zur Rotorachse A erstreckenden zweiten Teilabschnitt 96. In Abhängigkeit von der Stellung der axial verschiebbaren Trennwand 46 bildet der erste Teilabschnitt 94 eine den Mischraum 76 vollständig und den Beschleunigungsraum 42 zumindest teilweise begrenzende, drehbare äußere Wandung, mittels derer die Drehgeschwindigkeit der Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 und/oder der Suspension im Mischraum 76 aufrechterhalten werden kann. Um einen ungehinderten Durchtritt der Suspension aus dem Mischraum 76 in den Verdichterraum 78 zu ermöglichen, ist der zweite Teilabschnitt 96 mit einer Suspensionsdurchtrittsöffnung 98 versehen.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung 10 sind die Trennwand 46 sowie eine parallel zur Gehäusewandung 44 angeordnete Wandung 100 mit einem sich senkrecht zur Rotorachse A erstreckenden fünften Rotorabschnitt 102 verbunden. Die Wandung 100 erstreckt sich entlang des Beschleunigungsraums 42 und sowie entlang eines wesentlichen Abschnitts des Mischraums 76. Im Gegensatz zu den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist bei der in Fig. 4 dargestellten Mischvorrichtung 10 eine axiale Verschiebung der Trennwand 46 nicht möglich. Für den ungehinderten Durchtritt der Feststoffpartikel 13 ist der fünfte Rotorabschnitt 102 mit einer Feststoffdurchtrittsöffnung 104 versehen, während die Wandung 100 eine Flüssigkeitseinlassöffnung 106 für den ungehinderten Einlass der Flüssigkeit 32 in den Beschleunigungsraum 42 aufweist. Durch die drehbare Anordnung der Wandung 100 und der Trennwand 46 kann die Flüssigkeit 32 im Beschleunigungsraum 42 besonders effektiv beschleunigt und die Drehgeschwindigkeit der Suspension im Mischraum 76 aufrechterhalten werden, so dass die Mischvorrichtung 10 insbesondere für die Verarbeitung hochviskoser oder strukturviskoser Flüssigkeiten und Suspensionen geeignet ist.
Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung 10 weist einen drehbaren Abschnitt 108 der Gehäusewandung 44 auf, der sich jeweils über Teilbereiche des Beschleunigungsraums 42 sowie des Mischraums 46 erstreckt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine axiale Verschiebung der Trennwand 46 nicht möglich. Der Antrieb des drehbaren Abschnitt 108 der Gehäusewandung 44 kann mit dem Rotorantrieb 70 gekoppelt sein. Es ist jedoch auch möglich einen von dem Rotorantrieb 70 getrennten Antrieb für den drehbaren Abschnitt 108 der Gehäusewandung 44 vorzusehen.
Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung 10 weist einen Feststoff-Zufuhrraum 16 und einen Füllschacht 110 mit einer trichterförmigen Einlassöffnung auf. Der Füllschacht 110 sitzt in einem Deckel 112 eines Gehäuses 114 der Mischvorrichtung 10 und ist mit diesem verschraubt. In einem Boden 116 des Gehäuses 114 ist ein radial angeordneter Materialauslass 118 vorgesehen, über den das im Verdichterraum 78 erzeugte Mischgut ausfließt.
Der Rotor 54 der Mischvorrichtung 10 unterscheidet sich von den in Fig. 1 bis 5 gezeigten Rotoren darin, dass er keinen mit einem Vorbehandlungskopf versehenen ersten Rotorabschnitt und keinen mit Zerstäubungsmessern ausgestatteten zweiten Rotorabschnitt umfasst. Statt dessen ist der Rotor 54 kegelstumpfförmig ausgebildet, so dass der ringspaltförmige Verdichterraum 78 von einer Innenwand 120 des Deckels 112 und einer kegelstumpfförmigen Oberfläche eines mittleren Teilbereichs 122 des Rotors 54 begrenzt ist. Die Innenwand 120 des Deckels 112 und die kegelstumpfförmige Oberfläche des Rotors 54 verlaufen in dem Teilbereich 122 unter einem Winkel von 5°, so dass sich der den Verdichterraum 78 bildende Ringspalt vom Eintrittbereich 82 des Verdichterraums in Richtung des Materialauslasses 118 verjüngt. Dabei bleibt der Abstand der Fördereinrichtungen 66, die im Bereich des Verdichterraums 78 als Stege ausgeführt sind, gegenüber der Innenwand 120 des Deckels 112 konstant. In einem Auslassbereich 128 weist der Rotor 54 den größten Durchmesser auf. Die im Auslassbereich 128 des Rotors 54 angeordneten Abschnitte der Fördereinrichtungen 66 erzeugen somit eine im Verhältnis zum Mischraum 76 höhere Zentrifugalströmung und unterstützen eine rückstandsfreie Austragung.
Mit seinem oberen Teilbereich 124 ragt der Rotor 54 in den Feststoff-Zufuhrraum 16 bis in das untere Ende des Füllschachts 110. Hier erstrecken sich die Förderstege 66 bis dicht an eine Wandung 136 des Füllschachts 110. Wenn der über eine Welle 126 mit einem Antrieb verbundene Rotor 54 rotiert, verhindern die in Richtung der Rotorachse A zum Materialauslass 118 fördernden Förderstege 66 das Eindringen von Flüssigkeit in den Innenraum des Füllschachts 110. Zur Verbesserung der Einzugswirkung sind die Förderstege 66 an dem dem Feststoff-Zufuhrraum 16 zugewandten Ende des Rotors 54 um etwa 45° in Drehrichtung geneigt.
Ähnlich wie bei den in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen erfolgt die Flüssigkeitszufuhr durch Einlassdüsen 40, die in einem Aufsatz 134 des Deckels 112 angebracht sind. Die Einlassdüsen 40 liegen einem dem Verdichterraum 78 zugewandten Ende der Wandung 136 des Füllschachts 110 gegenüber. Durch die tangentiale und in Strömungsrichtung geneigte Anordnung der Einlassdüsen 40 strömt die Flüssigkeit entlang der Wandung 136 des Füllschachts 110 entlang einer Spirallinie in Richtung des Mischraums 76. Die Flüssigkeitszufuhr kann über eine oder mehrere um den Aufsatz 134 verteilte Einlassdüsen 40 erfolgen, wobei, falls erforderlich, auch verschiedene flüssige Zusätze eingebracht werden können.
Zur Reduzierung der erzeugten Prozesswärme, die sich auf das Mischgut übertragen würde, sind im Deckel 112 und im Boden 116 Kühlkammern 130, 132 angeordnet. Das durch diese Kammern 130, 132 strömende Kühlmittel sorgt während des unter erheblichem Druck stattfindenden Dispergiervorgangs im Verdichterraum 78 und dem Auslassbereich 128 für eine Abkühlung des Mischguts.
Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Darstellung des in der Mischvorrichtung gemäß der Fig. 6 eingesetzten Rotors 54 verdeutlicht die Anordnung der stegförmigen Fördereinrichtungen 66. Bei der hier gezeigten Ausführungsform des Rotors 54 sind im Abstand von 45° acht Förderstege 66 über die Oberfläche des Rotors 54 verteilt. Die Neigung der Förderstege 66 gegenüber der Rotorachse A ist in einzelnen Wirkungsbereichen des Rotors 54 unterschiedlich. Im Bereich des Rotors 54 mit dem kleinsten Querschnitt sind die Förderstege 66 um 45° in Drehrichtung geneigt und besitzen ihre größte Höhe. Im Mischraum 76, in dem die Flüssigkeit mit dem Trockengut vermischt wird, erstrecken sich die Förderstege 66 entlang der Rotorachse A. Im Verdichterraum 78 selbst sind die Förderstege 66 um 30° zur Rotorachse geneigt. Im Auslassbereich 128 des Rotors 54 verlaufen die Förderstege 66 achsparallel zur Rotorachse A entlang des gesamten äußeren halbkreisförmigen Querschnitts des Rotors 54.

Claims (19)

  1. Vorrichtung (10) zum Vermischen eines pulverförmigen oder körnigen Feststoffs (13) mit einer Flüssigkeit (32), mit:
    mindestens einer Feststoff-Zufuhreinrichtung (14),
    mindestens einer Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung (37, 38,-40),
    einem Beschleunigungsraum (42), in dem die zugeführte Flüssigkeit (32) in eine Drehbewegung versetzt und auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit beschleunigt wird,
    einem Feststoff-Zufuhrraum (16), in dem die zugeführten Feststoffteilchen (13) in eine Drehbewegung versetzt werden,
    einem Mischraum (76) zum Vermischen der Feststoffteilchen (13) mit der Flüssigkeit (32) zu einer Suspension unter Aufrechterhaltung der zuvor erzeugten Drehbewegung und
    einem Verdichterraum (78), in dem die sich drehende Suspension derart beschleunigt wird, dass in einem Eintrittsbereich (82) des Verdichterraums (78) eine Saugwirkung entsteht, die die zugeführte Feststoffschüttung (13) zumindest im wesentlichen entlüftet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoff-Zufuhreinrichtung (14) eine Impulsförderungseinrichtung zum Zuführen des Feststoffs (13) und Abdichten des Feststoff-Zufuhrraums (16) von der Umgebungsatmosphäre umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Zufuhreinrichtung (37, 38, 40) mindestens eine Einlassdüse (40), die tangential zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit (32) im Beschleunigungsraum (42) angeordnet und in Strömungsrichtung geneigt ist, sowie eine Vorrichtung (38) zum unter Druck setzen der zuzuführenden Flüssigkeit (32) umfasst.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungsraum (42) einen im wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt aufweist und durch eine Trennwand (46) von dem Feststoff-Zufuhrraum (16) getrennt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Beschleunigungsraum (42) zugewandten Fläche (48) der Trennwand (46) und/oder einer dem Beschleunigungsraum (42) zugewandten Fläche (50) einer den Beschleunigungsraum (42) zumindest teilweise begrenzenden äußeren Wandung (44; 92; 100) spiralförmig verlaufende und in Strömungsrichtung geneigte Strömungskanäle (52) ausgebildet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (46) und/oder die den Beschleunigungsraum (42) zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung (92; 100; 108) und/oder eine den Mischraum (76) zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung (92; 100; 108) drehbar sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (46) axial verschiebbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (54) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Rotorabschnitt (56, 58, 60) vorhanden ist, wobei der erste Rotorabschnitt (56) ein der Feststoff-Zufuhreinrichtung (14) zugewandter, im Feststoff-Zufuhrraum (16) angeordneter und mit einem Vorbehandlungskopf (62) versehener Abschnitt des Rotors (54) ist.
  9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Trennwand (46) und/oder die den Beschleunigungsraum (42) zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung (92; 100) und/oder die den Mischraum zumindest teilweise begrenzende äußere Wandung (92; 100) mit dem Rotor (54) verbunden ist/sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Rotorabschnitt (58) zumindest teilweise in den Feststoff-Zufuhrraum (16) erstreckt und mit Zerstäubungsmessem (64) versehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichterraum (78) einen ringspaltförmigen Querschnitt aufweist und von einem kegelstumpfförmig ausgebildeten Abschnitt (80) einer äußeren Wandung (44) und dem zumindest im Bereich des Verdichterraums (78) kegelstumpfförmig ausgebildeten dritten Rotorabschnitt (60) begrenzt wird.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit (32) im Beschleunigungsraum (42) und/oder eine zweite Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Suspension im Verdichterraum (78) und eine erste Regeleinrichtung zum Regeln der Drehgeschwindigkeit des Rotors (54) in Abhängigkeit der erfassten Strömungsgeschwindigkeiten) umfasst.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regeleinrichtung die Drehgeschwindigkeit des Rotors (54) so regelt, dass sie der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit (32) im Beschleunigungsraum (42) entspricht.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass an dem dritten Rotorabschnitt (60) stegförmige, mit Bohrungen (68) versehene Fördereinrichtungen (66) angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (54) axial verschiebbar ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dritte Erfassungseinrichtung (28) zur Erfassung des im Feststoff-Zufuhrraum (16) vorherschenden Drucks und eine zweite Regeleinrichtung (30) zum Regeln der Dosiergeschwindigkeit(en) der Feststoff-Zufuhr-einrichtung (14) und/oder der Flüssigkeits-Zuführeinrichtung (37, 38, 40) umfasst.
  17. Verfahren zum Vermischen eines pulverförmigen oder körnigen Feststoffs (13) mit einer Flüssigkeit (32) mit den Schritten:
    Zuführen des Feststoffs (13),
    Zuführen der Flüssigkeit (32),
    Erzeugen einer Drehbewegung der zugeführten Flüssigkeit (32) und Beschleunigen der Flüssigkeit (32) auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit in einem Beschleunigungsraum (42),
    Erzeugen einer Drehbewegung der zugeführten Feststoffteilchen (13) in einem Feststoff-Zufuhrraum (16),
    Vermischen der Feststoffteilchen (13) mit der Flüssigkeit (32) zu einer Suspension unter Aufrechterhaltung der zuvor erzeugten Drehbewegung in einem Mischraum (76) und
    Beschleunigen der sich drehenden Suspension in einem Verdichterraum (78) derart, dass in einem Eintrittsbereich (82) des Verdichterraum (78) eine Saugwirkung entsteht, die die zugeführte Feststoffschüttung (13) zumindest im wesentlichen entlüftet.
  18. Verfahren nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Mischraum (76) die Flüssigkeitsoberflächenströmung im wesentlichen gleich der spezifischen Teilchenoberfläche der in den Mischraum (76) eingebrachten Feststoffteilchen (13) ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Mischraum (76) eine vertikale Fließgeschwindigkeit der Suspension mindestens 1-2 m/s beträgt.
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