NO137930B - Blandeanordning. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en blandeanordning omfattende et som et omdreiningslegeme utformet hus, to eller flere rørled-ninger som er koblet til huset for tilførsel av forskjellige komponenter som skal blandes, hvor i det minste en av rørledningene er koblet tangentialt til huset, og hvor en utløpsrørledning er koblet aksialt til huset. Komponenter som skal blandes, kan være fluider eller i form av faste partikler. Blandeanordninger av den nevnte art er tidligere kjent i forskjellige utførelser og hensikten med oppfinnelsen er å forbedre de kjente blandere for oppnåelse av større strømningshastigheter og derved mer intens og raskere sammenblanding av komponentene. Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at huset har fra omkretsen mot aksen avsmalnende aksialsnitt og at det i utløpsrørledningen er som strømnings-hindringer anordnet på tvers av rotasjonsbevegelsens retning beliggende bremseplater.

Når komponentene med passende hastigheter mates tangentialt inn i huset, tvinges de til en retningsforandring til en spiral- eller hvirvelformet strømning hvis rotasjonshastighet øker mot sentret, slik at strømmen, når denne forlater huset gjennom den sentralt tilkoblede utstrømsledning, har fått meddelt en skrueaktig rotasjonsbevegelse som brått forhindres av hindringene som er anordnet i utstrømningsrøret, slik at det frembringes en kraftig turbulens som bevirker en intim sammenblanding av komponentene. Rotasjonshastigheten i denne tildels spiralformede og tildels skrueformede bevegelse økes ytterligere som følge av at strømningstverrsnittet avtar i retning mot aksen og utløpet. Derfor foregår sammenblandingen av komponentene raskere og mer effek-tivt enn i de tidligere kjente blandeanordninger av den her gjel-dende art. Anordningens anvendelighet kan økes betydelig ved at et eller flere tilførselsrør for komponentene som skal blandes,

er koblet sentralt til huset gjennom husets endevegg som ligger

motsatt utløpsrøret.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et radialsnitt gjennom en blandeanordning for to komponenter som begge tilføres huset tangentialt. Fig. 2 viser et aksialsnitt gjennom blanderen ifølge fig. 1, og hvis endevegg beliggende rett overfor utløpsrøret er utformet som en kjegle. Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom en blander som ligner blanderen ifølge fig. 2, men med tilførselsrøret for en av blandingskomponentene anordnet sentralt gjennom den kjegleformede endevegg. Fig. 4 og 5 viser to forskjellige utførelser av mun-ningspartiet av røret for tangential tilførsel av en komponent som skal blandes. Fig. 6 og 7 viser to forskjellige utførelser av strømhindringer i utløpsrøret, mens fig. 8 viser en blander med tre sentralt tilkoblede tilførselsrør for komponenter som skal blandes sammen. Fig. 9 og 10 viser to forskjellige måter for serieforbin-delse av to blandere. Fig. 11 viser skjematisk et fullstendig system for blanding av to komponenter, og fig. 12-14 viser ytterligere utførelser av blanderen ifølge oppfinnelsen.

Blanderen ifølge fig. 1 og 2 omfatter et hus 10 utført som et rotasjonslegeme med en sirkulær omkretsvegg 11, en plan endevegg 13 og en endevegg 18 beliggende motsatt utløpsrøret 16 ut-ført som en konkav kjegle. Tangentialt til omkretsveggen 11 er det anordnet to rør 14 og 15 og med den ene endeveggs midte og perpendikulært på samme er forbundet utløpsrør 16. I utløpsrørets munning finnes anordnet en hindring utført som en plan plate 17 plassert i rørets diametralplan.

Blandeanordningen virker på følgende måte:

To fluider som skal blandes med hverandre, innføres med passende strømningshastighet tangentialt i huset 10 gjennom røre-ne 14 og 15. De tangentialt rettede fluidumstrømmer fra rørled-ningene avbøyes i huset 10 til en spiralformet strøm i retning mot husets senter. Rotasjonshastigheten for hver imaginær spiralvinding øker jo nærmere sentret, slik at fluidumet forlater huset gjennom røret 16 med en kraftig roterende bevegelse hvis rota-sjonsakse faller sammen med rørets lengdeakse. Denne hurtige ro-tasjon av fluidumstrømmen forhindres brått av platen 17 og den derved frembragte turbulens vil bevirke intim sammenblanding av de to. komponenter. Utformingen av endeveggen 18 bevirker at strømningsarealet for hver imaginær spiralvinding avtar i retning mot husets senter. Derfor øker strømningshastigheten i spiralen ytterligere når strømmen nærmer seg sentret

Man vil forstå at omdreiningshastigheten hhv. rotasjonshastigheten av fluidumstrømmen som forlater huset 10 gjennom rø-ret 16, er avhengig av omdreiningshastigheten av komponentene som skal blandes i det sylindriske hus og likeså forholdet mellom husets diameter og utløpsrørets diameter. Ved utførelsen ifølge fig. 1 og 3 er forholdet mellom disse dimensjoner omtrent 5:1. Hvis innløpshastigheten for fluidumstrømmene gjennom de tangentialt tilkoblede innløpsrør 14 og 15 velges til 0,3 m/sek., vil rotasjonshastigheten dvs. turtallet av fluidumet i huset ved den sylindriske omkretsvegg være omtrent 1 omløp/sek. og turtallet av fluidumstrømmen som forlater huset gjennom utløpsrøret,vil væ-re omtrent 5 omløp/sek., når husets endevegger er i det vesentli-ge parallelle. Med husets ene endevegg utformet som på fig. 2

vil omløpshastigheten være betydelig større. Den hastighet som blandingskomponentene presses tangentialt inn i huset med, velges slik at jo vanskeligere komponentene er å blande sammen, desto høyere kan hastigheten bli, men av hensyn til økende trykktap i blanderen må den nevnte hastighet ikke velges større enn nødven-dig for hvert enkelt tilfelle.

Ved utførelsen ifølge fig. 3 er bare et rør 19 av de to tilførselsrør tangentialt forbundet med det sylindriske hus 10, mens tilførselsrøret for den andre komponent, som er betegnet med 20, er koblet til sentret av den kjegleformede endevegg 18. Røret 20 har meget mindre diameter enn røret 19. Denne utførelse er hensiktsmessig, f.eks. når den mengde som skal tilføres pr. tidsenhet av en av komponentene, er mindre sammenlignet med den tilførte mengde av den andre komponent.

Utførelsen ifølge fig. 3 er særlig hensiktsmessig når en termisk reaksjon finner sted under blandingen av de to komponenter. Da reaksjonsvarmen ikke utvikler seg før i utløpsrørets 16 blandingssone eller etter passeringen av hindringsplaten 17, unn-gås temperaturøkning i huset, slik at f.eks. varmeisolering av huset ikke vil være nødvendig. Hvis blandingskomponentene og/el-ler reaksjonsproduktet er meget korrosive og krever materiale med god kvalitet i blandingssonen, kan et dårligere materiale be-nyttes i blandeanordningens hus.

Et eksempel på dette problem er fortynningen av saltsyre med vann. I dette tilfelle tilføres det sylindriske hus vann tangentialt gjennom røret 19, og huset 10 kan da fremstilles av et materiale som er motstandsdyktig overfor vannkorrosjon, mens bare utløpsrøret 16 og hindringsplaten 17 må fremstilles av et materiale som må stå imot korrosjonen fra fortynnet saltsyre.

Fig.'4 illustrerer hvordan innløpshastigheten av den tangentialt tilførte blandingskomponent kan økes i forhold til strømningshastigheten i tilførselsrøret ellers ved at røret utfø-res med en konsik innsnevring ved eller i nærheten av rørets inn-løp i huset. Fig. 5 viser den motsatte situasjon hvor innløpshas-tigheten reduseres ved at røret har en konisk utvidelse ved eller i nærheten av innløpet i huset 10.

På fig. 6 og 7 er vist forskjellige utførelser avhin-dringsinnretningen 21 i blandeanordningens utløpsrør 16.

Ved utførelsen ifølge fig. 8 finnes tre tilførselsrør 22 for tre av komponentene og rørene er forbundet med huset gjennom endeveggens midte.

Fig. 9 viser to blandeanordninger ifølge fig. 3, som er koblet i serie. Denne forbindelse er hensiktsmessig når to forholdsvis små komponenter,-som ikke må tilføres samtidig, skal tilsettes en forholdsvis stor strømningsmasse. Den store strøm til-føres blanderen 23 tangentialt gjennom innløpet 24.

Den første lille strøm tilføres blanderen 23 gjennom det sentralt anordnede tilførselsrør 25. Blandeproduktet fra blandeanordningens 23 utløp føres gjennom et tangentialt utløp 27 til blanderen 26. Den andre lille strøm tilføres blanderen 26 gjennom det sentralt anordnede tilførselsinnløp 28. Blandingen av de tre komponenter forlater apparatet gjennom blandeanordningens 26 utløp 29.

I seriekoblingen som er vist på fig. 10, er det anordnet to blandere 30 og 31, hvor blandeproduktet med strømningskomponen-ter som er tilført blanderen 30 gjennom rørene 32 og 33, føres sentralt gjennom innløpet 34 til blanderen 31. Blandeproduktet fra blanderen 30 blandes i blanderen 31 med en strøm som tilføres gjennom et tangentialt tilførselsrør 35. Fig. 11 illustrerer prinsippet for et system for blanding av to komponenter. Fra en beholder 38 føres en komppnent ved hjelp av en pumpe 39 til og tangentialt inn i en blander 40. Fra en beholder 41 føres en annen komponent ved hjelp av en pumpe 42 sentralt inn i blanderen 40. Blandingsproduktet forlater systemet gjennom blanderens 40 sentrale utløp 43. Fig. 12 viser en blander som ligner blanderen ifølge fig. 2. Ved utførelsen ifølge fig. 12 er husets 10 ene endevegg 12 lagt plan, mens husets andre endevegg 44, som ligger på samme si-de som utløpet 16, er konkav eller kjegleformet.

Fig. 13 viser en utførelse som ligner utførelsen ifølge fig. 3, og hvor endeveggen 12 rett overfor utløpet 16 er plan, mens endeveggen 44 på samme side som utløpet er kjegleformet og konkav. Ellers er utførelsen som på fig. 3.

Utførelsen ifølge fig. 14 ligner utførelsen ifølge fig. 12 bortsett fra at begge endevegger 44 og 45 er konkavt kjegleformede sett utenfra.

I blanderne ifølge fig. 2 og 3 samt fig. 12,13 og 14 vil strømningsarealet for hver tenkt spiralvinding avta ettersom man nærmer seg sentret. Strømningshastigheten i spiralen eller vin-dingen øker ettersom man nærmer seg sentret med den følge at om-løpshastigheten og turtallet eller omdreiningshastigheten for fluidumstrømmen, som går ut gjennom utløpsrøret 16, økes ytterligere. Man vil se at snittet tatt i husets aksiale symmetriplan avtar fra periferien mot aksen. Det er klart at dette også kan oppnås ved at en endevegg utføres konkavt kjegleformet, mens den andre utføres konvekst kjegleformet, forutsatt at husets aksiale dimensjon avtar fra periferien mot sentret. Andre utførelser enn med kjegler eller koner kan også tenkes. Blandeanordninger hvor snittet i husets aksiale symmetriplan avtar fra omkretsen mot symmetriaksen, er å anse som foretrukne utførelser av denne oppfinnelse.

Blanderne ifølge fig. 3,8 og 13 er utstyrt med tilfør-selsrør 20,22 som er forbundet med sentret av endeveggen 18 som ligger rett overfor utløpsrøret 16. Væske- og også gasskomponen-ter kan tilføres gjennom disse rør, f.eks. som omtalt ovenfor. Også faste, partikkelformede materialer kan tilsettes gjennom slike rør. Komponenter som mates tangentialt inn i huset 10 gjennom rørene 14,15,19, burde være fluider eller i fluidisert. tilstand.

Claims (2)

1. Blandeanordning omfattende et som et omdreiningslegeme utformet hus, to eller flere rørledninger som er koblet til huset for tilførsel av forskjellige komponenter som skal blandes, hvor i det minste en av rørledningene er koblet tangentialt til huset, og hvor en utløpsrørledning er koblet aksialt til huset, karakterisert ved at huset (10) har fra omkretsen mot aksen avsmalnende aksialsnitt og at det i utløpsrørledningen (16) er som strømningshindringer anordnet på t<y>ers av rotasjonsbevegelsens retning beliggende bremseplater (17,21).

2. Blandeanordning ifølge krav l,.karakterisert ved at i det minste et tilførselsrør (20) er koblet sentralt til huset gjennom husets endevegg (18) som ligger motsatt utløpsrøret.