EP3389839A1 - Anordnung zur durchmischung - Google Patents

Anordnung zur durchmischung

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EP3389839A1
EP3389839A1 EP16809751.7A EP16809751A EP3389839A1 EP 3389839 A1 EP3389839 A1 EP 3389839A1 EP 16809751 A EP16809751 A EP 16809751A EP 3389839 A1 EP3389839 A1 EP 3389839A1
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EP
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arrangement
mixing
drive
medium
oxidation
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Franz Bosbach
Hans Graf
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KSB SE and Co KGaA
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KSB SE and Co KGaA
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    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32—Driving arrangements
    • B01F35/32005—Type of drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/44—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/44—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with stirrers performing an oscillatory, vibratory or shaking movement
    • B01F31/449—Stirrers constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/70—Drives therefor, e.g. crank mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32—Driving arrangements
    • B01F35/325—Driving reciprocating or oscillating stirrers

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for mixing a medium with an element for generating a movement in the medium, wherein the element is in communication with a drive.
  • Mixing is a basic operation in mechanical engineering. Arrangements for mixing are used in mixing processes in which components of at least two separate components by
  • Relative movement are repositioned so that a new arrangement scheme arises.
  • a main phase is present as a continuous phase while a
  • Aggregate state the phases are present in the mixing process of homogenizing, suspending, emulsifying or gassing.
  • Homogenizing is understood to mean the mixing of gases or liquids which are soluble in one another.
  • Suspending is the distribution of solid particles in liquids.
  • Emulsifying is the distribution of liquid droplets in liquids.
  • gassing gas bubbles are distributed in liquids.
  • Arrangements for mixing media are, for example, from
  • a particularly suitable method of circulating fluid volumes is to use immersion tube agitators having a motor that drives a propeller, with the engine fully immersed in the fluid.
  • Immersion tube agitators cause a distribution of dirt, gases or other substances in a tank by the propeller hydraulics very large momentum forces are transmitted at low energy input and thus the
  • DE 10 2010 014 239 A1 describes a device for mixing a medium.
  • the assembly is positioned in a biogas production basin and includes agitators having a propeller driven by a motor that is completely submerged in the liquid.
  • JP S58-24327A describes a shape memory element stirring device which is driven by a temperature gradient of a medium.
  • the object of the invention is to provide an arrangement for mixing, which can operate largely independently of conventional energy sources. Furthermore, a method for mixing a medium to be specified, which are operated without a complex infrastructure or without a long supply line can. Also, the arrangement for mixing by a long life, a reliable operation and the lowest possible acquisition or
  • the drive has a material for performing a thermal change of its geometric dimension.
  • the material expands or contracts. Due to the thermal expansion or heat shrinkage changes the length, the surface area or the volume of the body, which is made of this material.
  • the material is associated with the element in such a way that the changes in the geometric dimensions of the material cause a change in shape of the element. This change in shape of the element leads to the mixing of the medium.
  • the material is a shape memory alloy.
  • Shape memory alloys (abbreviation: SMA) are special metals that can exist in two different crystal structures. They are often referred to as memory metals. This is due to the phenomenon that they seem to be pronounced of an earlier shaping despite subsequent severe deformation.
  • a nickel-titanium alloy is used as the material. These are characterized by particularly large effects combined with high strength. at
  • the drive also has a material for oxidation.
  • this is a catalytic material, wherein in particular a platinum-containing material is suitable.
  • nanoparticles of platinum are used. These are applied in a particularly preferred embodiment of the invention on tiny tubes made of carbon.
  • the material comes into contact with at least one substance which is reacted with oxygen in a catalytic reaction.
  • the substances may be, for example, hydrogen or organic compounds such as methanol.
  • organic compounds which are dissolved in the water are used as substances. This may be, for example, sugar or
  • Carbohydrates such as starch act. Polluted waters, in particular, often have a large number of organic substances which are suitable as substances for oxidative conversion.
  • the exothermic oxidative reaction releases heat which is transferred to the material to effect a thermal change.
  • the material responsible for the oxidation is arranged around the material, which is a thermal
  • the material for thermal modification may be rod-like, preferably in the form of a cylinder.
  • the catalyst material is then arranged around this rod-like body, this preferably forming a hollow-cylindrical body.
  • annular catalyst shell exhausts the exothermic oxidation reaction and transfers the heat to the inner core, which is a change in length due to the
  • the element consists at least partially of an elastic material.
  • a rubber-elastic material is suitable.
  • the element may consist of a
  • Silicone rubber or a silicone elastomer consist.
  • the element is elastically deformable.
  • the element has a crescent-shaped cross section.
  • the element is preferably formed as a bell-shaped body.
  • the connecting element may be a wire attached to the element and, in the event of a contraction of a material of the drive, deform the element in one direction, so that medium is conveyed.
  • the connecting element is arranged at least partially in the element.
  • a connecting element formed as a wire can be embedded in the elastic mass of which the element consists.
  • a thermal change of a material of the drive which leads to a change in shape of the element.
  • the return element ensures that the element returns to its original position.
  • the restoring element can be, for example, a spring element which acts as a return spring, in particular a leaf spring element.
  • the return element is integrated into the element.
  • a return spring may be embedded in the element made of an elastic mass.
  • the drive is fixed in place at one end. At the other end, the drive is connected to the element via a connecting element. As a result of the contraction and expansion processes in the drive, this creates a
  • the drive is arranged in a space that is closed off from the medium to be mixed.
  • the space has an inlet through which the educts for the oxidation of the
  • Inflow catalyst material The material undergoes catalytic oxidation. This can be a total oxidation with the products water or
  • a stream of the resulting products and the unreacted educts leaves the room through an outlet.
  • FIG. 1 shows an arrangement for mixing with a contracted drive
  • FIG. 1 shows an arrangement for the mixing of a medium.
  • the arrangement comprises an element 1.
  • the element 1 is designed in the embodiment as a bell-shaped silicone shell and has a crescent-shaped cross-section.
  • the element 1 is connected to a drive via a connecting element 3.
  • the connecting element 3 in the exemplary embodiment is a wire which is embedded in the element 1 and is connected to the drive by means of deflection rollers 4.
  • the drive comprises a first material 5, which is designed as an inner core in the form of a cylinder and a second material 6 as an outer shell, which surrounds the first material 5 in an annular manner.
  • the rod-like core of the drive 2 is a material 5 for
  • a shape memory material is used, which is designed as a nickel-titanium alloy.
  • the annular outer shell of the drive 2 is made of a material 6, which serves as a catalyst for an oxidation reaction.
  • a platinum-containing material is used. These are carbon nanotubes coated with platinum particles.
  • the oxidizing agent is oxygen or air and the substance to be oxidized is hydrogen.
  • the space 8 is separated from a housing 9 by the space 10 in which the medium to be mixed is located.
  • the oxidizing agent is reacted with the oxidizing agent on the catalytic material 6.
  • hydrogen and oxygen react to form water.
  • the mixture with the reaction products and the unreacted starting materials leaves the space 8 through an outlet in the direction of the lower block arrow.
  • the Drive branch is transmitted.
  • the material 5 heats up and changes its geometric dimensions. For example, there may be a length contraction, so that the rod-like drive 2 contracts.
  • the wire-like connecting element 3 is tensioned so that the flanks of the bell-shaped element 1 are deformed upwards.
  • the position is shown in FIG. In the deformation of the element 1 medium is set in motion and there is a mixing instead.
  • the oxidation reaction ends on the material 6.
  • the reaction comes to a standstill, for example, because no new oxidizing agent is supplied more or was already consumed in the space 8.
  • the rod-like drive 2 cools down. For example, this leads to a change in length, as a result of which the wire-like connecting element 3 loses its mechanical tension and the flanks or wings of the bell-shaped element 1 again fold down into the starting position illustrated in FIG.
  • the wire-like connecting element 3 loses its mechanical tension and the flanks or wings of the bell-shaped element 1 again fold down into the starting position illustrated in FIG.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Durchmischung eines Mediums mit einem Element (1) zur Erzeugung einer Bewegung in dem Medium. Das Element (1) steht mit einem Antrieb (2) in Verbindung. Der Antrieb (2) weist ein Material (5) zur Durchführung einer thermischen Änderung seiner geometrischen Abmessungen auf. Der Antrieb steht mit dem Element (1) zur Formänderung in Verbindung. Durch die Formänderung wird eine Durchmischung des Mediums bewirkt.

Description

Beschreibung
Anordnung zur Durchmischung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Durchmischung eines Medium mit einem Element zur Erzeugung einer Bewegung in dem Medium, wobei das Element mit einem Antrieb in Verbindung steht.
Mischen ist eine Grundoperation in der mechanischen Verfahrenstechnik. Anordnungen zur Durchmischung kommen bei mischtechnischen Vorgängen zum Einsatz, bei denen Bestandteile von mindestens zwei getrennt vorliegenden Komponenten durch
Relativbewegung so umpositioniert werden, dass ein neues Anordnungsschema entsteht.
Häufig liegt dabei eine Hauptphase als kontinuierliche Phase vor während eine
Zusatzphase anfangs diskontinuierlich vorhanden ist. Je nachdem in welchem
Aggregatzustand die Phasen vorliegen spricht man bei dem Mischvorgang auch von Homogenisieren, Suspendieren, Emulgieren oder Begasen. Unter Homogenisieren versteht man das Vermischen von Gasen oder ineinander löslicher Flüssigkeiten. Als Suspendieren bezeichnet man das Verteilen fester Teilchen in Flüssigkeiten.
Emulgieren ist das Verteilen von Flüssigkeitströpfchen in Flüssigkeiten. Beim Begasen werden Gasblasen in Flüssigkeiten verteilt. Anordnungen zum Durchmischen von Medien sind beispielsweise aus der
US 5,957,759 A und der US 5,664,990 A bekannt. Diese sind mit einer Rühr- oder
Umwälzeinrichtungen ausgestattet, um beispielsweise Dispersionen herzustellen. Die DE 25 48 754 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen von Luft in Flüssigkeiten, insbesondere für die Abwasserbelüftung. Die zu belüftende Flüssigkeit wird dazu unter Druck einer Wasserstrahlpumpe zugeführt. Durch den in der Wasserstrahlpumpe erzeugten Unterdruck wird Luft angesaugt, die sich dann mit der zu belüftenden Flüssigkeit vermischt.
In der Verfahrens- und Abwassertechnik werden häufig Rührwerke eingesetzt. Ein besonders geeignetes Verfahren zur Umwälzung von Flüssigkeitsvolumen besteht im Einsatz von Tauchrohrrührwerken, welche einen Motor aufweisen, der einen Propeller antreibt, wobei der Motor vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht arbeitet.
Tauchrohrrührwerke bewirken eine Verteilung von Schmutzteilchen, Gasen oder anderen Stoffen in einem Becken, indem durch die Propellerhydraulik sehr große Impulskräfte bei niedrigem Energieeintrag übertragen werden und dadurch die
Suspension total durchmischen.
In der DE 10 2010 014 239 A1 wird eine Vorrichtung zur Durchmischung eines Medium beschrieben. Die Anordnung ist in einem Becken zur Herstellung von Biogas positioniert und umfasst Rührwerke, die über einen Propeller verfügen, welcher von einem Motor angetrieben werden, der vollständig in die Flüssigkeit eintaucht.
Die JP S58-24327A beschreibt eine Rührvorrichtung mit Formgedächtniselementen, die durch einen Temperaturgradienten eines Mediums angetrieben wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Durchmischung anzugeben, die weitgehend unabhängig von herkömmlichen Energiequellen arbeiten kann. Weiterhin soll ein Verfahren zur Durchmischung eines Mediums angegeben werden, das auch ohne aufwendige Infrastruktur bzw. ohne lange Versorgungsleitung betrieben werden kann. Auch soll sich die Anordnung zur Durchmischung durch eine lange Lebensdauer, eine zuverlässige Arbeitsweise und möglichst geringen Anschaffungs- bzw.
Betriebskosten auszeichnen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 3 gelöst.
Bevorzugte Varianten sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und der
Zeichnung zu entnehmen. Erfindungsgemäß weist der Antrieb ein Material zur Durchführung einer thermischen Änderung seiner geometrischen Abmessung auf. Durch Wärmeentwicklung dehnt sich das Material aus oder zieht sich zusammen. Aufgrund der Wärmeausdehnung bzw. Wärmeschrumpfung ändert sich die Länge, der Flächeninhalt bzw. das Volumen des Körpers, der aus diesem Material gefertigt ist.
Erfindungsgemäß steht das Material mit dem Element der derart in Verbindung, dass die Änderungen der geometrischen Abmessungen des Materials eine Formänderung des Elements hervorrufen. Diese Formänderung des Elements führt zur Durchmischung des Mediums.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung handelt es sich bei dem Material um eine Formgedächtnislegierung. Formgedächtnislegierungen (englisch: Shape Memory Alloy, Abkürzung: SMA) sind spezielle Metalle, die in zwei unterschiedlichen Kristallstrukturen existieren können. Sie werden oft auch als Memory-Metalle bezeichnet. Dies rührt von dem Phänomen, dass sie sich an eine frühere Formgebung trotz nachfolgender starker Verformung zu erinnern scheinen.
Vorzugsweise wird als Material eine Nickel-Titan-Legierung eingesetzt. Diese zeichnen sich durch besonders große Effekte bei gleichzeitig hoher Festigkeit aus. Bei
Temperaturänderung vollzieht sich ein Phasenübergang. Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung weist der Antrieb zudem ein Material zur Oxidation auf. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein katalytisches Material, wobei sich insbesondere ein platinhaltiges Material eignet. Bei einer Variante der Erfindung werden Nanopartikel von Platin eingesetzt. Diese werden bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf winzigen Röhren aus Kohlenstoff aufgetragen.
Das Material kommt mit mindestens einem Stoff in Kontakt, der mit Sauerstoff in einer katalytischen Reaktion umgesetzt wird. Bei den Stoffen kann es sich beispielsweise um Wasserstoff oder organische Verbindungen wie beispielsweise Methanol handeln. Bei einer Variante der Erfindung werden als Stoffe organische Verbindungen eingesetzt, die im Wasser gelöst sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Zucker oder
Kohlenhydrate wie zum Beispiel Stärke handeln. Insbesondere verschmutzte Gewässer weisen häufig eine Vielzahl an organischen Substanzen auf, welche sich als Stoffe für eine oxidative Umsetzung eignen.
Durch die exotherme oxidative Umsetzung wird Wärme freigesetzt, die an das Material zur Durchführung einer thermischen Änderung übertragen wird. Durch den
Temperaturanstieg ändern sich die geometrischen Abmessungen und es kommt zu einer Längen-, Flächen- bzw. Volumenänderung, die zu einer Formänderung des Elements führen.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung ist das für die Oxidation verantwortliche Material um das Material angeordnet, welches eine thermische
Änderung der geometrischen Abmessung durchführt. Beispielsweise kann das Material zur thermischen Änderung stabartig, vorzugsweise in Form eines Zylinders, ausgebildet sein. Um diesen stabartigen Körper ist dann das Katalysatormaterial angeordnet, wobei dieses vorzugsweise einen hohlzylindrischen Körper bildet. An der äußeren,
ringförmigen Katalysatorhülle läuft die exotherme Oxidationsreaktion ab und überträgt die Wärme an den inneren Kern, der eine Längenänderung aufgrund des
Temperaturanstiegs durchführt. Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung besteht das Element zumindest teilweise aus einem elastischen Material. Vorzugsweise eignet sich ein gummielastisches Material. Beispielsweise kann das Element aus einem
Silikonkautschuk oder einem Silikonelastomer bestehen. Somit ist das Element elastisch verformbar.
Bei einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung weist das Element einen sichelförmigen Querschnitt auf. Das Element ist vorzugsweise als glockenförmiger Körper ausgebildet.
Das Element steht bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung über ein
Verbindungselement mit dem Antrieb in Wirkverbindung. Bei dem Verbindungselement kann es sich beispielsweise um einen Draht handeln, der an dem Element angebracht ist und bei einer Kontraktion eines Materials des Antriebs das Element in eine Richtung verformt, sodass Medium gefördert wird. Bei einer besonders günstigen Variante ist das Verbindungselement zumindest teilweise in dem Element angeordnet. So kann ein als Draht ausgebildetes Verbindungselement in der elastischen Masse, aus der das Element besteht, eingebettet sein. Bei einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung weist die Anordnung zur Durchmischung ein Rückstellelement auf, welches nach einer Verformung des
Elements durch den Antrieb das Element zurückverformt.
Während einer ersten Phase kommt es zu einer thermischen Änderung eines Materials des Antriebs, die zu einer Formänderung des Elements führt. In einer zweiten Phase sorgt das Rückstellelement dafür, dass das Element in seine Ausgangsposition zurückkehrt.
Die zuvor beschriebenen Phasen wiederholen sich zyklisch.
Bei dem Rückstellelement kann es sich beispielsweise um ein Federelement handeln, die als Rückstellfeder fungiert, insbesondere ein Blattfederelement. Bei einer Variante der Erfindung ist das Rückstellelement in das Element integriert. Beispielsweise kann eine Rückstellfeder in das aus einer elastischen Masse gefertigte Element eingebettet sein.
Vorzugsweise ist der Antrieb an einem Ende ortsfest festgelegt. Mit dem anderen Ende steht der Antrieb über ein Verbindungselement mit dem Element in Verbindung. Durch die Kontraktions- und Expansionsvorgänge im Antrieb entsteht dadurch eine
Verformungsbewegung des Elements, welche zu einer Durchmischung des Mediums führt.
Als besonders günstig erweist es sich, wenn der Antrieb in einem Raum angeordnet ist, der abgeschlossen ist gegenüber dem zu durchmischenden Medium. Der Raum weist einen Einlass auf, durch den die Edukte für die Oxidation dem
Katalysatormaterial zuströmen. An dem Material findet eine katalytische Oxidation statt. Dabei kann es sich um eine Totaloxidation mit den Produkten Wasser bzw.
Kohlendioxid handeln oder um eine Partialoxidation, bei der auch Kohlenmonoxid oder organische Produkte entstehen können.
Ein Stoffstrom mit den entstandenen Produkten und den nicht umgesetzten Edukten verlässt den Raum durch einen Auslass.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben durch Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand einer Zeichnung und aus der Zeichnung selbst.
Dabei zeigt
Figur 1 eine Anordnung zur Durchmischung mit kontrahiertem Antrieb,
Figur 2 eine Anordnung zur Durchmischung mit gedehnten Antrieb. Die Figur 1 zeigt eine Anordnung zur Durchmischung eines Mediums.
Die Anordnung umfasst ein Element 1 . Das Element 1 ist im Ausführungsbeispiel als glockenförmige Silikonhülle ausgeführt und weist einen sichelförmigen Querschnitt auf.
Das Element 1 ist mit einem Antrieb über ein Verbindungselement 3 verbunden. Bei dem Verbindungselement 3 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen Draht, der im Element 1 eingebettet ist und mittels Umlenkrollen 4 mit dem Antrieb verbunden ist.
Der Antrieb umfasst ein erstes Material 5, das als innerer Kern in Form eines Zylinders ausgebildet ist und ein zweites Material 6 als äußere Hülle, die ringförmig das erste Material 5 umgibt. Bei dem stabartigen Kern des Antriebs 2 handelt es sich um ein Material 5 zur
Durchführung einer thermischen Änderung der geometrischen Abmessungen. Im Ausführungsbeispiel kommt dabei ein Formgedächtnismaterial zum Einsatz, das als Nickel-Titan-Legierung ausgeführt ist. Die ringförmige äußere Hülle des Antriebs 2 besteht aus einem Material 6, das als Katalysator für eine Oxidationsreaktion dient. Im Ausführungsbeispiel kommt dabei ein platinhaltiges Material zum Einsatz. Es handelt sich um Kohlenstoffnanoröhrchen, die mit Platinpartikeln beschichtet sind. Durch einen Einlass 7 strömt gemäß dem oberen Blockpfeil ein Gemisch in einen Raum 8, das ein Oxidationsmittel und einen zu oxidierenden Stoff aufweist. Im
Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Oxidationsmittel um Sauerstoff oder Luft und bei dem zu oxidierenden Stoff um Wasserstoff. Der Raum 8 ist von einem Gehäuse 9 von dem Raum 10 getrennt, in dem sich das zu durchmischende Medium befindet. Der oxidierende Stoff wird mit dem Oxidationsmittel am katalytischen Material 6 umgesetzt. Im Ausführungsbeispiel reagiert dabei Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Das Gemisch mit den Reaktionsprodukten und den nicht umgesetzten Edukten verlässt den Raum 8 durch einen Auslass in Richtung des unteren Blockpfeils.
Bei der exothermen Reaktion wird Wärme frei, die an den inneren Kern des
Antriebszweigs übertragen wird. Das Material 5 erwärmt sich und ändert seine geometrischen Abmessungen. Beispielsweise kann es zu einer Längenkontraktion kommen, sodass sich der stabartige Antrieb 2 zusammenzieht.
Dadurch wird das drahtartige Verbindungselement 3 gespannt, sodass die Flanken des glockenartigen Elements 1 nach oben verformt werden. Die Stellung ist in Figur 1 dargestellt. Bei der Verformung des Elements 1 wird Medium in Bewegung versetzt und es findet eine Durchmischung statt.
In einer zweiten Phase endet die Oxidationsreaktion am Material 6. Die Reaktion kommt beispielsweise zum Stillstand, weil kein neues oxidierendes Mittel mehr zugeführt wird bzw. im Raum 8 bereits verbraucht wurde. Ohne die exotherme Reaktion kühlt sich der stabartige Antrieb 2 ab. Beispielsweise führt dies zu einer Längenänderung, wodurch das drahtartige Verbindungselement 3 seine mechanische Spannung verliert und die Flanken bzw. Flügel des glockenförmigen Elements 1 wieder nach unten klappen in Figur 2 dargestellte Ausgangsposition. Dabei zu ergänzend oder alternativ ein
Rückstellelement 1 0 eine Rückverformung bewirken.
Die zuvor beschriebenen Phasen wiederholen sich zyklisch.

Claims

Patentansprüche Anordnung zur Durchmischung
1 . Anordnung zur Durchmischung eines Medium mit einem Element (1 ) zur
Erzeugung einer Bewegung in dem Medium, wobei das Element (1 ) mit einem Antrieb (2) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) ein Material (5) zur Durchführung einer thermischen Änderung der geometrischen Abmessungen aufweist, das mit dem Element (1 ) zur
Formänderung in Verbindung steht, wobei die Formänderung eine Durchmischung des Mediums bewirkt, wobei der Antrieb (2) ein Material (6) zur Oxidation aufweist, das zur Übertragung von Wärme mit dem Material (5) zur Durchführung der thermischen Änderung der geometrischen Abmessungen in Verbindung steht.
2. Anordnung zur Durchmischung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Material (5) um eine Formgedächtnislegierung, insbesondere eine Nickel-Titan-Legierung, handelt.
3. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Material (6) zur Oxidation um das Material (5) zur thermischen Änderung der geometrischen Abmessungen angeordnet ist.
4. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) einen stabartigen Kern aus dem Material (5) zur Durchführung einer thermischen Längenänderung aufweist, um den das Material zur Oxidation angeordnet ist.
5. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das Element (1 ) zumindest teilweise aus einem elastischen
Material, insbesondere einem gummielastischen Material, besteht.
6. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Element (1 ) einen sichelförmigen Querschnitt aufweist, wobei das Element vorzugsweise als glockenförmiger Körper ausgebildet ist.
7. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) an einem Ende ortsfest festgelegt ist, wobei vorzugsweise das andere Ende über ein Verbindungselement (3) mit dem Element (1 ) in Verbindung steht.
8. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass das Element (1 ) über ein Verbindungselement (3) mit dem Antrieb (2) in Wirkverbindung steht, das vorzugsweise drahtartig ausgebildet ist.
9. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anordnung zur Durchmischung ein Rückstellelement (10) zur Formänderung des Elements (1 ) aufweist.
10. Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) in einem Raum (8) angeordnet ist, der einen Einlass (7) für Edukte zur Oxidation aufweist, wobei der Raum (8) vorzugsweise abgeschlossen ist gegenüber dem zu durchmischenden Medium.
1 1 . Anordnung zur Durchmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) in einem Raum (8) angeordnet ist, der einen Auslass für Produkte der Oxidation und nicht umgesetzte Edukte aufweist.
12. Verfahren zur Durchmischung eines Mediums, insbesondere mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit folgenden Schritten:
- Oxidation an einem Material (6),
- Erzeugung von Wärme durch die Oxidation,
- Übertragung der Wärme an ein Material (5),
- thermische Längenänderung des Materials (5),
- Verformen eines Elements (1 ),
- Erzeugung einer Bewegung des Mediums,
- Abkühlung des Materials (5),
- thermische Längenänderung des Materials (5),
- Verformen des Elements (1 ),
- Erzeugung einer Bewegung des Mediums.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (5) bei Erwärmung eine Kontraktion durchführt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (5) bei Abkühlung eine Ausdehnung durchführt.
EP16809751.7A 2015-12-17 2016-12-07 Anordnung zur durchmischung Active EP3389839B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015225728.2A DE102015225728B3 (de) 2015-12-17 2015-12-17 Anordnung zur Durchmischung
PCT/EP2016/080050 WO2017102495A1 (de) 2015-12-17 2016-12-07 Anordnung zur durchmischung

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EP3389839A1 true EP3389839A1 (de) 2018-10-24
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EP16809751.7A Active EP3389839B1 (de) 2015-12-17 2016-12-07 Anordnung zur durchmischung

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EP (1) EP3389839B1 (de)
DE (1) DE102015225728B3 (de)
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WO (1) WO2017102495A1 (de)

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