NL1002649C2

NL1002649C2 - Mixing device.

Info

Publication number: NL1002649C2
Application number: NL1002649A
Authority: NL
Inventors: Coen Hendrik Decnop
Original assignee: Coen Hendrik Decnop
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-09-22
Also published as: EP0796651A1; DE69730068T2; EP0796651B1; DE69730068D1

Description

MenginrichtingMixing device

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het mengen van een draagvloeistof met een of meer additieven in hoofdzaak bestaande uit een gesloten huis met een invoer- alsmede een uitvoeropening voor de 5 vloeistof en een invoerpoort voor het of elk additief alsmede een daarin opgenomen mengwerk.The invention relates to a device for mixing a carrier liquid with one or more additives, mainly consisting of a closed housing with an inlet and an outlet for the liquid and an inlet port for the or each additive and a mixing work incorporated therein.

Een dergelijke menger wordt in veel processen toegepast waarbij gebruik wordt gemaakt van bijvoorbeeld statische mengers, dat wil zeggen dat een draagvloeistof 10 langs een statisch lichaam wordt gevoerd tezamen met een vooraf ingebracht additief zodanig dat er een menging ten gevolge van de afwijkende stromingen tussen additief en draagvloeistof plaatsvindt. Dit gaat voor bepaalde stoffen als additief niet goed en daartoe gebruikt men ook 15 veelal actieve mengers in de vorm van een vaste hoeveelheid draagvloeistof welke in een vat worden gemengd met het additief door middel van een roerwerk. Hiervan is het bezwaar dat er telkens een vaste hoeveelheid vloeistof wordt gemengd hetgeen voor continuprocessen van nadeel 20 is.Such a mixer is used in many processes using, for example, static mixers, that is, a carrier liquid 10 is passed along a static body together with a pre-introduced additive such that there is mixing due to the different flows between additive and carrier liquid takes place. This does not go well for certain substances as an additive and for this purpose active mixers in the form of a fixed amount of carrier liquid are often used, which are mixed in a vessel with the additive by means of a stirrer. The drawback of this is that a fixed amount of liquid is always mixed, which is a disadvantage for continuous processes.

De uitvinding beoogt een inrichting te verschaffen waarmee een continu mengproces wordt bewerkstelligd met een aanzienlijk hoger rendement zodat een perfecte menging ook voor moeilijk mengbare stoffen tot 25 stand wordt gebracht.The object of the invention is to provide a device with which a continuous mixing process is realized with a considerably higher efficiency, so that perfect mixing is also achieved for substances that are difficult to mix.

De inrichting volgens de uitvinding onderscheidt zich doordat het mengwerk door althans één roterend aangedreven schoepensamenstel is gevormd waarvan de rotatieas centraal in het in dwarsdoorsnede onrond uitge-30 voerd huis is opgenomen waarbij het mengwerk een stuwende werking in de richting naar de invoeropening op de vloeistof uitoefent.The device according to the invention is distinguished in that the mixing device is formed by at least one rotary driven blade assembly, the axis of rotation of which is incorporated centrally in the housing, which is unround in cross-section, the mixing device exerting a propelling action in the direction towards the inlet opening on the liquid. .

1502649 21502649 2

Dankzij het tegenstrooms inwerken van het roerwerk op de draagvloeistof ontstaat in het menghuis enerzijds een stroming in de hoofdstroomrichting en anderzijds een deelstroom in tegengestelde zin waardoor 5 het additief krachtig wordt gemengd met de draagvloeistof. De hoofdstroom zal zich vanwege de onrondheid van het huis langs de buitenzijde van het huis bevinden terwijl de tegenstroom centraal in het huis plaatsvindt. Dankzij de krachtige afschuivende werking tussen beide 10 stromingen ontstaat de goede menging van de stoffen.Owing to the counter-current acting of the agitator on the carrier liquid, a flow in the main flow direction on the one hand and a partial flow in the opposite sense, on the other hand, whereby the additive is vigorously mixed with the carrier liquid. Due to the out-of-roundness of the house, the main flow will be on the outside of the house, while the counter-flow will take place centrally in the house. Thanks to the powerful shearing effect between both 10 flows, the substances are mixed well.

Bij voorkeur is de poort voor het additief in de zijwand van het huis opgenomen, dat wil zeggen dat het direct wordt meegenomen in de hoofdstroom die vervolgens in het centrale deel wordt teruggevoerd in de tegenstro-15 ming. Hierbij is het ook mogelijk om het additief via een van de poort naar de centrale as gerichte geleidebuis in te voeren zodat dit additief direct in de tegenstroom terechtkomt.Preferably, the additive port is included in the side wall of the housing, that is to say, it is directly entrained in the main stream which is then returned to the central flow in the counterflow. It is also possible to introduce the additive via a guide tube directed from the gate to the central axis, so that this additive ends up directly in the counterflow.

Indien het schoepensamenstel uit een tweetal 20 groepen van schoepen is opgebouwd welke op afstand van elkaar aan de rotatieas daarvan is bevestigd verdient het de voorkeur om de geleidebuis aan de van de toevoerope-ning voor de draagvloeistof afgekeerde zijde van althans het voorste schoepensamenstel uit te laten monden.If the blade assembly is composed of two groups of blades which are mounted at a distance from each other on the axis of rotation thereof, it is preferable to let the guide tube on the side of at least the front blade assembly remote from the feed opening for the carrier liquid. mouths.

25 In een verdere ontwikkeling bestaat het voorste schoepensamenstel uit een deel dat een axiale stuwwerking heeft en een deel dat een radiale stuwwerking heeft. Hiermee wordt de intense menging nog verder verbeterd.In a further development, the front vane assembly consists of a part that has an axial thrust action and a part that has a radial thrust effect. This improves the intense mixing even further.

Bovengenoemde en ander kenmerken van de uitvin-30 ding zullen hieronder nader worden toegelicht in de figuurbeschrijving van een tweetal uitvoeringsvoorbeel-den. In de tekening toont: fig. 1 een perspectivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de 35 uitvinding met gedeeltelijk weggebroken delen van het menghuis 1 0 n u 4 9 3 fig. 2 een met fig. 1 overeenkomend aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding fig. 3 een perspectivisch aanzicht van een deel 5 van het schoepensamenstel uit fig. 2.The above and other features of the invention will be further elucidated below in the figure description of two exemplary embodiments. In the drawing: fig. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the device according to the invention with partly broken away parts of the mixing housing 1 now 4 9 3 fig. 2 a view corresponding with fig. 1 of a second embodiment of the device according to the invention fig. 3 shows a perspective view of a part 5 of the blade assembly of fig. 2.

In fig. 1 is met het cijfer 1 het huis van de inrichting weergegeven welke een onronde doorsnede heeft en hier is uitgevoerd met een rechthoekige doorsnede.In Fig. 1, the numeral 1 shows the housing of the device, which has a non-circular cross-section and here is formed with a rectangular cross-section.

Aan de rechterzijde sluit de rechthoekige wand 10 aan op een eindflens 2 welke door middel van bouten 3 te verbinden is met een verbindingsflens 4 van een leiding-stelsel 5 een en ander zodanig dat deze aansluit op de invoeropening 6.On the right-hand side, the rectangular wall 10 connects to an end flange 2, which can be connected by means of bolts 3 to a connecting flange 4 of a pipe system 5, such that it connects to the inlet opening 6.

Aan de tegenover gelegen zijde van het huis is 15 via een verbindingsflens 2' een aansluitflens 7 door middel van de bouten 3 bevestigd welke dient voor het lageren via het lager 8 van een zich co-axiaal in het huis 1 uitstrekkende rotatieas 9. De flens 7 draagt een aantal (hier vier) afstandhouders 10 voor het bevestigen 20 van een flens 11 van een aandrijving bijvoorbeeld elektromotor 13. De elektromotor is direct gekoppeld aan de rotatieas 9 van het mengwerk. Het mengwerk bestaat uit een schoepensamenstel hier gevormd door twee op afstand van elkaar op de rotatieas 9 geplaatste schoepenrotoren 25 14, 15. De schoepen zijn zodanig gesteld dat bij het doen roteren in de richting van de pijl PI een stuwende werking volgens pijl P2 ontstaat, dat wil zeggen in de richting van de inlaatopening 6.On the opposite side of the housing 15, a connecting flange 7 is fixed via a connecting flange 2 'by means of the bolts 3, which serves for bearing via the bearing 8 of a rotation shaft 9 extending co-axially in the housing 1. 7 carries a number (here four) of spacers 10 for fixing a flange 11 of a drive, for example electric motor 13. The electric motor is directly coupled to the axis of rotation 9 of the mixer. The mixing work consists of a blade assembly formed here by two blade rotors 25, 14, 15 placed at a distance from each other on the rotation axis 9. The blades are arranged such that when rotating in the direction of arrow PI a propelling action according to arrow P2 is produced, i.e. in the direction of the inlet opening 6.

De additieven worden via de leidingen 16 in het 30 huis toegevoegd en wel in de stroom P3 van de draagvloei-stof uit de inlaatopening 6. Na het mengen verlaat het mengsel het huis via de uitlaatopening 17 de afvoerbuis 18.The additives are added via the pipes 16 into the housing, namely in the flow P3 of the carrier liquid from the inlet opening 6. After mixing, the mixture leaves the housing through the outlet opening 17 and the discharge tube 18.

De werking van de hierboven beschreven inrich-35 ting is als volgt. De draagvloeistof wordt via de leiding 5 door de inlaatopening 6 onder druk toegevoerd in het huis 1. Tegelijkertijd wordt het additief via de leidingen 16 ingevoerd en zal een eerste menging plaatsvinden.The operation of the above-described device is as follows. The carrier liquid is supplied under pressure through the inlet 5 through the inlet opening 6 into the housing 1. At the same time, the additive is introduced through the lines 16 and a first mixing will take place.

1002649 41002649 4

De hoofdstroom zal zich splitsen in een viertal deelstromen welke zich in hoofdzaak bevinden in de hoeken van het huis. Een deel van de vloeistof wordt teruggevoerd door de axiale stuwende werking van het mengwerk 14, 15 in de 5 richting van pijl P2. De stromingen P2 en P3 zullen opnieuw gemengd worden waarbij een sterke turbulente stroming wordt gevormd. De intens gemengde draagstroom en additieven verlaten het huis via leiding 18.The main stream will split into four substreams, which are mainly located in the corners of the house. Part of the liquid is returned by the axial driving action of the mixer 14, 15 in the direction of arrow P2. The flows P2 and P3 will be remixed to form a strong turbulent flow. The intensely mixed carrier current and additives leave the house via line 18.

Fig. 2 toont een alternatieve uitvoeringsvorm 10 waarbij echter dezelfde elementen met dezelfde verwij-zingscijfers zijn aangegeven.Fig. 2 shows an alternative embodiment 10, however, the same elements are indicated with the same reference numerals.

Het verschil met de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 is de andere uitvoering van het mengwerk hier bestaande uit een tweetal op afstand van elkaar geplaats-15 te rotoren 20 en 21 die eveneens door een rotatieas 9 in de richting van de pijl PI worden geroteerd. De linker-rotor 20 bestaat uit een dichte schijf waarop schoepen zijn geplaatst die een radiale stuwende werking in de richting van de pijl P5 veroorzaken.The difference with the embodiment according to Fig. 1 is the other embodiment of the mixing device here consisting of two rotors 20 and 21 placed at a distance from each other, which are also rotated by a rotation axis 9 in the direction of the arrow P1. The left rotor 20 consists of a solid disc on which are placed blades which cause a radial thrust in the direction of the arrow P5.

20 De rechterrotor 21 bestaat uit een komvormige schijf waarvan de buitenflens is voorzien van schoepen 22 zie fig. 3 welke een axiale stuwende werking in de richting van de pijl P2 veroorzaken. De buitenrand van de kom is voorzien van een aantal doorlaatopeningen 23 die 25 zodanig geplaatst zijn dat daar een radiale stuwende werking volgens de pijl P6 ontstaat. Hiermee worden extra turbulente stromingen langs de hoekdelen van het huis 1 verkregen en wordt een sterkere afschuivende werking tussen deze stroomparten tot stand gebracht waardoor een 30 hoge intense menging wordt verkregen.The right-hand rotor 21 consists of a cup-shaped disc, the outer flange of which has blades 22, see Fig. 3, which cause an axial thrust in the direction of the arrow P2. The outer edge of the bowl is provided with a number of passage openings 23, which are placed in such a way that a radial driving action according to arrow P6 is created there. Extra turbulent flows along the corner parts of the housing 1 are hereby obtained and a stronger shearing effect is achieved between these flow parts, whereby a high intense mixing is obtained.

Een andere afwijking met de uitvoering volgens fig. 1 is dat een leiding 24 voor een additief tot in het huis 1 is doorgeleid waarvan het uiteinde uitmondt in de komvormige rotor 21. Hiermee wordt verzekerd dat het 35 additief eerst een radiale stroombaan verkrijgt om vervolgens te worden meegenomen in de axiale stroombanen.Another deviation with the embodiment according to fig. 1 is that a conduit 24 for an additive is lead through into the housing 1, the end of which opens into the cup-shaped rotor 21. This ensures that the additive first obtains a radial flow path and subsequently are included in the axial flow paths.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. Zo behoeft het huis in 1002649 5 dwarsdoorsnede niet een vierkante vorm te hebben, maar kan ook meer dan vier hoeken hebben zoals een zes- of achtkant. Ook kan het huis een ovale vorm hebben, een en ander zodanig dat binnen de uitvindingsgedachte een of 5 meer stromingsruimten tussen de denkbeeldige omtreks-cilinder van de rotoren van het mengwerk en de binnenzijde van het huis tot stand worden gebracht.The invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in 1002649 5 the housing need not have a square shape, but may also have more than four corners, such as a hexagon or octagon. The housing can also have an oval shape, such that one or more flow spaces are created within the inventive idea between the imaginary circumferential cylinder of the rotors of the mixing work and the inside of the housing.

Ook de plaats van de toevoerleidingen 16 in het huis kan willekeurig zijn waarbij tevens reeds in de 10 toevoerleiding 5 voor de draagvloeistof een additief kan zijn toegevoegd.The position of the supply lines 16 in the housing can also be arbitrary, while an additive can also already be added in the supply line 5 for the carrier liquid.

10026491002649

Claims

1. Device for mixing a carrier liquid with one or more additives, essentially consisting of a closed housing with an inlet and an outlet for the liquid and an inlet port for the or each additive and a mixing device incorporated therein, with the characterized in that the mixing gear is formed by at least one rotary driven blade assembly, the axis of rotation of which is accommodated centrally in the housing, which is unround in cross-section, the mixing gear acting on the liquid in a direction towards the inlet opening.

Device according to claim 1, characterized in that the additive port is incorporated in the side wall of the housing.

3. Device as claimed in claim 2, characterized in that a guide tube directed towards the rotation axis of the blade assembly connects to the port for the additive.

4. Device as claimed in claim 3, characterized in that the guide tube opens on the side of at least the front blade assembly remote from the supply opening for the carrier liquid.

5. Device as claimed in claim 1, characterized in that the front blade assembly is designed with a part that has an axial thrust action and a part that has a radial thrust effect.

6. Device according to claim 5, characterized in that the axial thrust section lies concentrically around the radial thrust section.

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the additive port is incorporated in a wall part of the housing closest to the mixing device. 1002649

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the housing has a polygon, preferably square shape. 1002649