NL9100454A - Menginrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Menginrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een menginrichting, omvattend een rond een rotatieas roterend radiaal uitstekend mengelement.

Dergelijke menginrichtingen zijn in vele verschillende uitvoeringsvormen bekend; zij berusten op het principe door middel van de radiaal uitstekende mengelementen in het te mengen materiaal wervels en stromingen op te wekken die de menging tot stand moeten brengen. In vele gevallen is het mengeffect daarbij afhankelijk van de rotatierichting van het mengelement.

De uitvinding beoogt een menginrichting te verschaffen welke met een zeer eenvoudige opbouw en een zeer beperkte energieopname een uitstekende menging van alle denkbare vloeistoffen en materialen verzekert.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het mengelement tenminste een in radiale richting verlopend kanaal bepaalt met een met de omgeving in verbinding staande inlaat en een radiaal op afstand daarvan in de omgeving uitmondende uitlaat.

Zich in het kanaal bevindend materiaal zal als gevolg van de daarop inwerkende centrifugaalkracht in radiale richting naar de uitlaat stromen en via deze het kanaal verlaten; het uitstromend materiaal wordt aan de inlaatzij-de aangevuld zodat in de omgeving van het mengelement een materiaalstroming op gang komt die resulteert in een uitstekende menging.

Dit mengeffect wordt nog versterkt wanneer de doorlaat van dit kanaal vanaf .de inlaatzijde naar de uitlaatzijde toeneemt. De kleinere doorlaat aan de inlaatzijde heeft tot gevolg dat daar de stromingssnelheid in radiale richting groter zal zijn dan aan de uitlaatzijde resulterend in een druksverschil dat de toestroomsnelheid doet vergroten en het optreden van de menging begunstigende wervelingen bevordert.

Verdere uitvoeringsvormen der uitvinding zijn beschreven in de conclusies 3 tot en met 6 terwijl in een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm het element althans gedeeltelijk bestaat uit op elkaar aansluitende windingen gevormd uit veerkrachtig materiaal met zodanige elasticiteit dat deze zich tijdens bedrijf onder invloed van de centrifu-gaalkracht van elkaar kunnen verwijderen. Daardoor heeft men bij het ontwerp van de inrichting niet alleen de grootte der toevoeropening vergaand in de hand doch door de tijdens bedrijf voortdurend in beweging zijnde individuele windingen wordt een bijzonder sterk emulgerend en disperge-rend effect bereikt.

Volgens de uitvinding kan een aantal elementen concentrisch rond de as zijn aangebracht, eventueel op verschillende niveau's. Ook ligt het binnen het kader van de uitvinding het mengelement respectievelijk de mengelementen door een magneetveld te ondersteunen en aan te drijven.

Opgemerkt wordt dat het gebruik als uitsluitend roerin-richting onder de gevraagde uitsluitende rechten valt.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is: figuur 1 een schematische afbeelding ter toelichting van het principe der uitvinding, figuur 2 een afbeelding, overeenkomstig figuur 1, van een gewijzigde uitvoeringsvorm der uitvinding, figuur 3 een perspectivische afbeelding van een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm der uitvinding, figuur 4 een schematische afbeelding van een uitvoeringsvorm waarbij de materiaaltoevoer naar de mengelementen plaatsvindt via een holle aandrijfas, figuur 5 een perspectivische uitvoeringsvorm van een complete menginrichting waarin het mengelement volgens figuur 3 wordt toegepast met daarin aangegeven de tijdens bedrijf optredende stromingsrichtingen.

Figuur 1 toont een holle buis 2 die in het midden is bevestigd aan een aandrijfas 4 welke in de richting van de pijl 6 roterend wordt aangedreven. De buis 2 heeft nabij het midden een eerste krans inlaatopeningen 8a, 8b en een tweede krans inlaatopeningen 10a, 10b; de beide open einden 12a, 12b vormen de uitlaat. Deze buis vormt een mengelement volgens de uitvinding; het daarin aanwezige kanaal 14a, 14b wordt bepaald door de buitenwand 16 die een omwentelingslichaam vormt rond de hartlijn 18 ervan die loodrecht staat op de as 4.

Wanneer het mengelement 2 is gevuld met materiaal - dat van elke soort kan zijn, een vloeistof, suspensie van materialen of korrelvormig materiaal - en roterend via de as 4 wordt aangedreven zal op een massadeeltje Δ.Μ, (aangegeven nabij één der einden, bijvoorbeeld het einde 12a) een radiaal naar buiten gerichte kracht F worden uitgeoefend; dit deeltje zal zich dus radiaal naar buiten bewegen. Aldus komt een materiaalstroom op gang in de richting van de pijlen 20. Het naar buiten verplaatste materiaal moet uiteraard worden aangevuld en dit geschiedt door materiaal dat volgens de pijlen 22 via de krans inlaatopeningen 8a, 10a toestroomt en eveneens radiaal naar buiten wordt gestuwd. Aldus ontstaat rond het mengelement een zeer intensieve stroming die tot een uitstekende menging leidt.

Het bereikt effect kan nog worden vergroot wanneer, zoals figuur 2 toont, het mengelement 2a wordt uitgevoerd als een kegelvormig omwentelingslichaam 24a, 24b rond de hartlijn 26 waarbij nabij de as 4a de doorlaat Dl kleiner is dan de doorlaat D2 nabij de uitlaat 28a respectievelijk 28b. Nabij de as zijn ook hier de kransen openingen 30a, 30b, 32a, 32b via welke het materiaal toestroomt. Ten opzichte van de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 is er hier echter het verschil dat, daar de doorlaat Dl kleiner is dan D2 de radiale stromingssnelheid aan de inlaatzijde hoger zal zijn dan aan de uitlaatzijde. Dit leidt als gevolg van het Venturi-effect tot een drukverschil, een hogere stromingssnelheid en het optreden van wervels met als resultaat een veel intensievere menging van het materiaal.

Figuur 3 toont in perspectief een in de praktijk bijzonder gunstig gebleken uitvoeringsvorm der uitvinding. Bij deze uitvoeringsvorm heeft het mengelement geen vaste buitenwand doch wordt deze wand gevormd uit een wikkeling van veerkrachtig draadvormig materiaal.

In de figuur zijn aangegeven een aandrijfas 40 die in de richting van de pijl 42 roterend wordt aangedreven en met de as 40 verbonden mengelementen 44a, 44b die elk bestaan uit een uit veerkrachtig draad 46a, 46b opgebouwde wikkeling waarvan de omhullende 48a respectievelijk 48b een kegelmantel is met hartlijn 50 loodrecht op de as 40 die zich vanaf de as 40 naar buiten verwijdt.

Met deze opbouw worden zeer bijzondere effecten verkregen. Door een geschikte wijze van wikkelen zullen reeds in rust tussen de windingen nabij de as 40 ruimten aanwezig zijn via welke het materiaal kan toestromen; naar mate het aandrijftoerental hoger is zal het dwarsdoorsnedeoppervlak van deze toevoerzone worden vergroot zodat een automatische aanpassing aan mediumstroming door de mengelementen wordt verkregen. Doordat de individuele wikkelingen constant in beweging zijn ontstaat er een sterk wisselende massastro-ming met een uitstekend dispergerend of emulgerend effect.

Figuur 4 toont het gebruik van deze mengelementen 44a, 44b in een houder 60 met de via de steunen 62 daarop rustende aandrijfmotor 64 voor de as 40; in deze figuur zijn ook de tijdens bedrijf optredende stromingsrichtingen aangegeven.

Figuur 5 tenslotte toont een uitvoeringsvorm waarbij de mengelementen 70a, 70b die bestaan uit kegelvormige omwentelingslichamen met een configuratie zoals aangegeven in figuur 2 zijn uitgevoerd met gesloten buitenoppervlakken 72a, 72b, waarbij de toevoer van materiaal aan deze menge-lementen geschiedt via openingen 74 gevormd in de holle aandrijfas 76. Het materiaal stroomt toe in de richting van de pijlen 78 en verlaat de mengelementen in de richting van de pijlen 80.

Uiteraard zijn binnen het kader van de uitvinding vele wijzigingen mogelijk. Rond eenzelfde aandrijfas kunnen meer dan de getekende twee mengelementen zijn aangebracht; de mengelementen kunnen daarbij ook over verschillende niveau' s zijn verdeeld, De menginrichting kan zijn uitgevoerd als een stationaire inrichting danwel als een verplaatsbare inrichting. Door de eenvoudige constructie kunnen in bestaande installaties aanwezige mengelementen worden vervangen door mengelementen volgens de uitvinding.

Voorts is het denkbaar het mengelement op een geschikte wijze in een magneetveld zwevend te ondersteunen (levitatie) en door middel van een ronddraaiend magneetveld aan te drijven.

De figuren tonen uitvoeringsvormen waarbij de mengelementen de configuratie hebben van een omwentelingslichaam rond een loodrecht op de aandrijfas staande hartlijn. Dit is uteraard niet noodzakelijk: de hartlijnen van deze omwentelingslichamen kunnen ook onder een van 90° afwijkende hoek ten opzichte van de hartlijn zijn georiënteerd. Ook is een andere configuratie dan die van een omwentelingslichaam denkbaar, bijvoorbeeld een, eventueel platte, doosvormige configuratie.

Tenslotte is het duidelijk dat de inrichting volgens de uitvinding ook uitsluitend als roerinrichting kan worden gebruikt.

Claims (9)

1. Menginrichting, omvattend een rond een rotatieas roterend radiaal uitstekend mengelement, met het kenmerk, dat dit mengelement tenminste een in radiale richting verlopend kanaal bepaalt met een met de omgeving in verbinding staande inlaat en een radiaal op afstand daarvan in de omgeving uitmondende uitlaat.

2. Menginrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de doorlaat van dit kanaal vanaf de inlaatzijde naar de uitlaatzijde toeneemt.

3. Menginrichting volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat het mengelement wordt gevormd door een omwentelingslichaam .

4. Menginrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat van dit omwentelingslichaam de hartlijn loodrecht op de as staat.

5. Menginrichting volgens conclusie 3-4, met het kenmerk, dat de doorlaat wordt gevormd door de door de wand van het omwentelingslichaam omsloten ruimte.

6. Menginrichting volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat het mengelement wordt gedragen door een as waarin een enerzijds met de omgeving, en anderzijds met de inlaat in verbinding staande doorlaat is gevormd.

7. Menginrichting volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat het element althans gedeeltelijk bestaat uit op elkaar aansluitende windingen gevormd uit veerkrachtig materiaal met zodanige elasticiteit dat deze zich tijdens bedrijf onder invloed van de centrifugaalkracht van elkaar kunnen verwijderen.

8. Menginrichting volgens conclusie 1-7, gekenmerkt door een aantal concentrisch rond de as aangebrachte mengelemen-ten.

9. Menginrichting volgens conclusie 1-8, met het kenmerk, dat het mengelement respectievelijk de mengelementen door een magneetveld worden ondersteund en aangedreven.