WO1993018846A2 - Verfahren zum mischen von zwei medien unterschiedlicher viskosität und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum mischen von zwei medien unterschiedlicher viskosität und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO1993018846A2
WO1993018846A2 PCT/EP1993/000589 EP9300589W WO9318846A2 WO 1993018846 A2 WO1993018846 A2 WO 1993018846A2 EP 9300589 W EP9300589 W EP 9300589W WO 9318846 A2 WO9318846 A2 WO 9318846A2
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low
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mixing
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PCT/EP1993/000589
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Kulicke Werner-Michael
Ulf Brunke
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Werner Michael Kulicke
Ulf Brunke
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    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/47—Mixing liquids with liquids; Emulsifying involving high-viscosity liquids, e.g. asphalt
    • B01F23/471—Mixing liquids with liquids; Emulsifying involving high-viscosity liquids, e.g. asphalt using a very viscous liquid and a liquid of low viscosity
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    • B01F25/314—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit
    • B01F25/3142—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced at the circumference of the conduit the conduit having a plurality of openings in the axial direction or in the circumferential direction

Definitions

  • the invention relates to a method for mixing two media of different viscosities, in which one medium with a low viscosity flows through a mixing chamber and the other medium is sprayed into the medium with a low viscosity radially to the direction of flow thereof, and a device for carrying out the Procedure.
  • Static mixers are known for diluting slightly viscous media. However, these are not suitable for mixing a pasty, highly viscous medium into a liquid with low viscosity, since the low shear forces often lead to lumps.
  • dynamic mixers are used for the metered mixing of two media of different viscosities.
  • the dynamic mixers have dead spaces, seals etc. and are therefore difficult to clean.
  • the production of preservative-poor or - free cosmetics z. B. from diluted detergent substances requires good local cleanliness, since the diluted solution is an ideal breeding ground for bacteria.
  • the solution diluted in a central system is regularly stored in large intermediate tanks and then led to the individual system for further processing via distribution stations.
  • the entire system including the large intermediate containers, distribution stations and pipelines is expensive and only with great effort to clean.
  • the known dynamic mixers have complex wear parts. Mixing in stirred tanks requires large container volumes because of the long dissolving time of the paste.
  • the continuous process may have to be interrupted or a quasi-continuous, very expensive version with swap bodies is selected.
  • the cleaning of these systems is complex, since large quantities of cleaning agents are used which have to be disposed of.
  • the large space requirement and the complex construction result in high investment costs.
  • a mixing device in which light oil as medium with a low viscosity is sprayed in a mixing chamber with heavy oil flowing radially into the mixing chamber as a medium with higher viscosity.
  • a similar device is also described in GB-PS 1291826, in which an overheated steam flowing through a channel is radially sprayed with water drops as a mist for temperature regulation.
  • the object of the invention is to improve the method of the type mentioned at the outset and to design a device for carrying it out in such a way that no coagulation of the medium to be injected occurs in the region of the mixing station and a homogeneous mixing medium is achieved, the mixing device easy to travel nig and no strong rotating wear parts should have.
  • a first medium in particular a highly viscous pasty liquid at very high pressure
  • a second liquid medium flowing under low pressure by atomization with strong pressure release.
  • the medium which is under very high pressure, is pressed through small holes and thereby injected into the low-viscosity medium.
  • That under very high pressure of e.g. B. 100 bar standing highly viscous medium flows in the tube of the mixing device which has the small diameter. Since the actual mixing processes take place in simple pipes, they can be easily cleaned without great effort.
  • the highly viscous medium is produced in an advantageous manner by an oscillating displacement pump.
  • the pulsation of such metering pumps is largely eliminated by built-in dampers.
  • FIG. 1 each shows an embodiment of a mixing and 2 device in a schematic side view in section
  • 3a shows a further embodiment of a mixing device and 3b direction for slightly viscous liquids in a side view and transverse view in section
  • 4a shows a further embodiment of a mixing device and 4b direction for mixing highly viscous products and pastes with low-viscosity liquids in a side view and
  • the mixing device 1 consists of a tubular housing 5, on the end faces 6, 7 of which a coaxial connection to the central axis 22 of the housing 5 each have a connecting piece 8, 9 for the inlet line for the low-viscosity medium or the outlet line for the mixed medium.
  • a further connecting piece 10 is provided in the housing jacket 17 perpendicular to the central axis 22 and is used to connect an admixing line for the highly viscous medium.
  • a channel 16 which extends between the connecting pieces 8, 9 and is designed as a tube.
  • the pressure chamber 11 for the highly viscous medium to be introduced is formed between the channel wall 18 and the housing jacket 17.
  • the pressure chamber 11 is connected via openings 15 to the interior of the channel 16 designed as a mixing chamber 3.
  • the openings 15 can be small bores. However, it is also possible to form the openings 15 in the form of a nozzle.
  • the openings 15 extend over the length of the channel 16, so that from the pressure chamber 11 evenly distributed over the length of the channel 16, the highly viscous medium is sprayed into the mixing chamber 3 and remains without residue in the flow of the low-viscosity medium entering through the connecting piece 8 interferes.
  • At least one baffle plate 20 is arranged in the channel 16, which can be designed as a half-shell.
  • the mixing device 2 according to FIG. 2 also has a tubular housing 2 with connecting pieces 8, 9 formed on the end faces 6, 7 coaxial to the central axis 22.
  • a hollow body 21 in the housing 5 which is connected to the connecting piece 10 for the mixing line and serves as a pressure chamber 12. Openings 15 are formed in the pressure chamber wall 14 and extend over the length of the hollow body 21, which openings can be designed like the openings 15 of the mixing device 1.
  • the low-viscosity medium flows around the hollow body, the high-viscosity medium from the pressure chamber 12 then being mixed into the low-viscosity medium under pressure relief in the mixing chamber 4 through the openings 15.
  • the mixture of substances thus obtained is then discharged via the connecting piece 9 of a drain line, as in the mixing device 1.
  • the housing 5, the channel 16 and the hollow body 14 are tubular, as a result of which dead spaces for the media are also avoided.
  • 3 a and 3 b show a mixing device 23 which is particularly well suited for mixing two slightly viscous liquids.
  • the device 23 corresponds to the mixing device 2.
  • the nozzle-like openings 15 are arranged perpendicular to the central axis 22 but at an oblique angle to the radial 27 oriented perpendicular to the central axis 22. This will through the injection of the slightly viscous liquid under pressure through the openings 15 achieves a distribution which is potentiated by the impingement of the jets on the housing inner wall 26 and deflection on the outer surface 28 of the pressure chamber wall 14. In a small space, an excellent distribution of the slightly viscous liquid to be injected is achieved both in the radial direction and in the circumferential direction to the pressure chamber wall 14. In this way an optimal mixing result is achieved.
  • a disk 29 is formed on the inflow section 32 of the mixing chamber 4 between the pressure chamber wall 14 and the housing inner wall 26. Openings extending in the disc 29 up to the housing inner wall 26 are designed as diaphragms 30.
  • the orifices 30 are each radially assigned to one of the first nozzle-like openings 15 in the pressure chamber wall 14. It is possible to design the diaphragms 30 in the manner of a nozzle in cross section.
  • the highly viscous products When the highly viscous products are sprayed in, it is prevented that residues of the highly viscous products adhere to the inner wall of the housing and that the low-viscosity liquid only forms channels through these adhering products.
  • the openings 15 are aligned perpendicular to the inner wall 26 of the housing. Due to the increased flow rate when the orifices 30 flow through the orifices 30, the highly viscous product residues or pastes on the adhering product are released from the housing inner wall 26, so that these highly viscous products or pastes can mix with the low-viscosity liquid.
  • the mixing device 25 according to FIGS. 5 a and 5 b is suitable if particles-containing liquids are to be mixed with another liquid.
  • a disk 29 is also arranged between the pressure chamber wall 14 and the housing inner wall 26.
  • Slit diaphragms 31 extending radially from the pressure chamber wall 14 to the inner wall 26 of the housing are formed in this disk.
  • Each slit diaphragm 31 is assigned to one of the first nozzle-like openings 15 in the pressure chamber wall 14. Through the slit diaphragms 31, a high-pressure jet of the particle-containing liquid is generated at an increased flow rate.
  • the other liquid is sprayed radially through the openings 15 perpendicular to the direction of flow of the particle-containing liquid jet.
  • the resulting high-pressure jet of the other liquid dissolves practically all particles. Due to the turbulence after the low-viscosity liquid emerges through the slit diaphragm 31, both liquids are mixed in the longitudinal direction of the mixing chamber 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von zwei Medien unterschiedlicher Viskosität, insbesondere hochviskoser pastöser Flüssigkeit in ein unter niedrigem Druck stehendes flüssiges Medium mit niedriger Viskosität, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das flüssige niedrigviskose Medium strömt mit niedrigem Druck durch eine Mischkammer. Das hochviskose Medium wird mit hohem Druck beaufschlagt und allgemein radial zur Strömungsrichtung des niedrigviskosen Mediums in dieses eingesprüht. Unter Druckentspannung wird das hochviskose Medium in so kleine Partikel verstäubt, daß sich diese ohne Koagulation sofort in dem niedrigviskosen Medium lösen.

Description

Verfahren zum Mischen von zwei Medien unterschiedlicher Viskosität und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von zwei Medien unterschiedlicher Viskosität, bei dem das eine Medium mit niedriger Viskosität durch eine Mischkammer strömt und das andere Medium radial zur Strömungsrichtung des Mediums mit niedriger Viskosität in dieses einge¬ sprüht wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zum Verdünnen leichtviskoser Medien sind statische Mischer bekannt. Diese eignen sich jedoch nicht zum Ein¬ mischen eines pastösen hochviskosen Mediums in eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität, da es wegen der geringen Scherkräfte häufig zu Klumpenbildungen kommt. Zur Vermeidung dieser Nachteile werden zum dosierten Ver¬ mischen von zwei Medien unterschiedlicher Viskosität dynamische Mischer verwendet. Die dynamischen Mischer haben jedoch Toträume, Dichtungen u.s.w. und sind deshalb schwer zu reinigen. Die Herstellung konservierungsmittel¬ armer oder - freier Kosmetika z. B. aus verdünnten waschaktiven Substanzen setzt aber eine gute örtliche Reinhaltung voraus, da die verdünnte Lösung ein idealer Nährboden für Bakterien ist. Die in einer Zentralanlage verdünnte Lösung wird regelmäßig in großen Zwischentanks gelagert und dann über Verteilerstationen zu den einzel¬ nen Anlage der Weiterverarbeitung geführt. Die Gesamtan¬ lage einschließlich der großen Zwischenbehälter, Vertei- lungsstationen und Rohrleitungen ist teuer und nur mit großem Aufwand zu reinigen. Ferner weisen die bekannten dynamischen Mischer aufwendige Verschleißteile auf. Die in Rührkesseln durchgeführte Vermischung erfordert wegen der langen Lösezeit der Paste große Behältervolumina. Weiterhin muß ggf. der kontinuierliche Prozeß unterbrochen werden oder es wird eine quasi-kontinuier- liche sehr teure Version mit Wechselbehältern gewählt. Die Reinigung dieser Anlagen ist aufwendig, da große Men¬ gen Reinigungsmittel verbraucht werden, die entsorgt wer¬ den müssen. Der große Platzbedarf und die aufwendige Kon- struktion bedingen hohe Investitionskosten.
Nach der GB-PS 1174654 ist eine Mischvorrichtung bekannt, bei der Leichtöl als Medium mit niedriger Viskosität in einer Mischkammer radial in die Mischkammer durchströmen- des Schweröl als Medium mit höherer Viskosität einge¬ sprüht wird. Eine ähnliche Vorrichtung wird auch in der GB-PS 1291826 beschrieben, bei der einem überhitzten Dampf, der einen Kanal durchströmt, zur Temperaturrege¬ lung radial Wassertropfen als Nebel eingesprüht werden. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß eine voll¬ ständige Vermischung von flüssigen Medien unterschiedli¬ cher Viskosität zu einem homogenen Mischmedium nicht mög¬ lich ist. Wegen der entstehenden Inhomogenitäten ist es deshalb vielfach erforderlich, die oben beschriebenen ebenfalls mit Nachteilen behafteten dynamischen Mischer einzusetzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern und eine Vor- richtung zu dessen Durchführung so auszubilden, daß im Bereich der Mischstation keine Koagulation des einzumi¬ schenden Mediums auftritt und ein homogenes Mischmedium erzielt wird, wobei die Mischvorrichtung leicht zu rei- nigen und keine stark rotierenden Verschleißteile aufwei¬ sen soll.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die kenn¬ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 10. Vorteilhafte Aus¬ gestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nach der Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein erstes Medium, insbesondere eine hochviskose pastöse Flüssigkeit mit sehr hohem Druck in ein unter niedrigem Druck flies- sendes zweites flüssiges Medium durch Zerstäubung bei starker Druckentspannung dosiert eingebracht. Das unter sehr hohem Druck stehende Medium wird durch kleine Boh¬ rungen gepreßt und dadurch in das niedrigviskose Medium eingedüst. Zur Vermeidung von Anbackungen der bereits aus der Paste erzeugten Teilchen ist es wichtig, daß diese nach kurzer Laufzeit gegen eine Wand od. dgl. prallen und dort noch einmal verteilt werden. Das unter sehr hohem Druck von z. B. 100 bar stehende hochviskose Medium fließt jeweils in dem Rohr der Mischvorrichtung das den kleiner Durchmesser aufweist. Da die eigentlichen Misch¬ vorgänge in einfachen Rohren stattfinden, können diese ohne großen Aufwand leicht gereinigt werden. Die Drucker¬ zeugung des hochviskosen Mediums erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine oszillierende Verdrängerpumpe. Die Pul¬ sation derartiger Dosierpumpen wird durch eingebaute Dämpfer weitgehend eliminiert. Durch entsprechende Aus- richtung der Bohrungen zur Mittelachse der Mischkammer und Ausbildung von blenden- oder düsenartigen Durchbre¬ chungen für das koaxial zur Mittelachse der Mischkammer in diese eintretende Medium ist es möglich, hochviskose pastöse Medien mit niedrig viskosen Flüssigkeiten, leichtviskose Flüssigkeiten untereinander und leichtvis¬ kose Flüssigkeiten mit partikelhaltigen Flüssigkeiten bei Aufschluß der Partikel homogen zu vermischen. Die Vor- richtungen nach der Erfindung können überall dort einge¬ setzt werden, wo bisher dynamische Mischer erforderlich waren.
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der in den Zeichnungen schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Mischvorrichtungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. l jeweils eine Ausführungsform einer Misch- und 2 Vorrichtung in einer schematischen Seiten- ansieht im Schnitt,
Fig. 3a eine weitere Ausbildung einer Mischvor- und 3b richtung für leichtviskose Flüssigkeiten in einer Seitenansicht und Queransicht im Schnitt,
Fig. 4a eine weitere Ausbildung einer Mischvor- und 4b richtung zum Vermischen hochviskoser Pro¬ dukte und Pasten mit niedrigviskosen Flüssigkeiten in einer Seitenansicht und
Queransicht im Ausschnitt im Schnitt,
Fig 5a eine weitere Ausbildung einer Mischvor- und 5b richtung zum Vermischen einer partikelhal- tigen Flüssigkeit mit einer niedrigvisko¬ sen Flüssigkeit in einer Seitenansicht und Queransicht im Ausschnitt im Schnitt. Die Mischvorrichtung 1 besteht aus einem rohrartigen Gehäuse 5, an dessen Stirnflächen 6, 7 koaxial zur Mit¬ telachse 22 des Gehäuses 5 jeweils ein Anschlußstutzen 8, 9 für die Zulaufleitung für das niedrigviskose Medium bzw. die Ablaufleitung für das Mischmedium ausgebildet sind. In dem Gehäusemantel 17 ist senkrecht zur Mittel¬ achse 22 ein weiterer Anschlußstutzen 10 vorgesehen, der zum Anschluß einer Zumischleitung für das hochviskose Medium dient. In dem Gehäuse 5 ist koaxial zur Mittel- achse 22 ein sich zwischen den Anschlußstutzen 8, 9 erstreckender, als Rohr ausgebildeter Kanal 16 vorgese¬ hen. Zwischen der Kanalwand 18 und dem Gehäusemantel 17 ist die Druckkammer 11 für das einzuführende hochviskose Medium ausgebildet. Die Druckkammer 11 steht über Durchbrechungen 15 mit dem als Mischkammer 3 ausgebilde¬ ten Innenraum des Kanals 16 in Verbindung. Die Durchbre¬ chungen 15 können kleine Bohrungen sein. Es ist aber auch möglich, die Durchbrechungen 15 düsenförmig auszubilden. Die Durchbrechungen 15 erstrecken sich über die Länge des Kanals 16, so daß von der Druckkammer 11 gleichmäßig über die Länge des Kanals 16 verteilt das hochviskose Medium dosiert in die Mischkammer 3 eingesprüht wird und sich rückstandsfrei in den Strom des durch den Anschlußstutzen 8 eintretenden niedrigviskosen Mediums einmischt.
Zur Erhöhung der Mischwirkung ist in dem Kanal 16 minde¬ stens ein Prallblech 20 angeordnet, das als Halbschale ausgebildet sein kann. Ferner befinden sich in dem Kanal 16 statische Mischer 19, die als Wirbelkammern ausgebil- det sind und sich unterhalb der Durchbrechungen 15 befin¬ den. Diese statischen Mischer 19 sind in Fig. 1 ledig¬ lich angedeutet. Vorteilhaft ist es, das hochviskose Medium mittels einer oszillierenden Verdrängerpumpe in die Druckkammer 11 zu fördern.
Die Mischvorrichtung 2 nach Fig. 2 weist ebenfalls ein rohrartiges Gehäuse 2 mit an den Stirnflächen 6, 7 koaxial zur Mittelachse 22 ausgebildeten Anschlußstutzen 8, 9 auf. In dem Gehäuse 5 befindet sich jedoch ein Hohl¬ körper 21, der mit dem Anschlußstutzen 10 für die Zu- mischleitung verbunden ist und als Druckkammer 12 dient. In der Druckkammerwand 14 sind über die Länge des Hohl¬ körpers 21 sich erstreckend Durchbrechungen 15 ausgebil¬ det, die wie die Durchbrechungen 15 der Mischvorrichtung 1 gestaltet sein können. Der Hohlkörper 21 wird von dem niedrigviskosen Medium umströmt, wobei dann in der Misch- kammer 4 das hochviskose Medium aus der Druckkammer 12 durch die Durchbrechungen 15 in das niedrigviskose Medium unter Druckentspannung eingemischt wird. Das so erzielte Stoffgemisch wird dann wie bei der Mischvorrichtung 1 über den Anschlußstutzen 9 einer Ablaufleitung abgeführt.
Zur Vermeidung von Rückstandsbildungen und zur Erleichte¬ rung der Reinigung ist es zweckmäßig, das Gehäuse 5, den Kanal 16 und den Hohlkörper 14 rohrförmig auszubilden, wodurch gleichzeitig auch Toträume für die Medien vermie- den werden.
Fig. 3 a und 3 b zeigen eine Mischvorrichtung 23, die besonders gut zum Vermischen von zwei leichtviskosen Flüssigkeiten geeignet ist. Im Grundaufbau entspricht die Vorrichtung 23 der Mischvorrichtung 2. Die düsenartigen Durchbrechungen 15 sind senkrecht zur Mittelachse 22 aber schiefwinklig zu der senkrecht zur Mittelachse 22 ausge¬ richteten Radialen 27 angeordnet. Hierdurch wird durch das Eindüsen der unter Druck stehenden leichtviskosen Flüssigkeit durch die Durchbrechungen 15 eine Verteilung erzielt, die sich durch das Auftreffen der Strahlen auf der Gehäuseinnenwand 26 und Ablenkung auf die Außenfläche 28 der Druckkammerwand 14 potenziert. Auf kleinem Raum wird hierdurch eine hervorragende Verteilung der einzudü- senden leichtviskosen Flüssigkeit sowohl in radialer Richtung wie auch in Umfangsrichtung zur Druckkammerwand 14 erzielt. Hierdurch wird ein optimales Mischergebnis erzielt.
Fig. 4 a und 4 b zeigen eine Mischvorrichtung 24, die für die Vermischung hochviskoser Produkte und Pasten mit dem niedrigviskosen Medium bestimmt sind. Am Einströmab¬ schnitt 32 der Mischkammer 4 ist zwischen der Druckkam- merwand 14 und der Gehäuseinnenwand 26 eine Scheibe 29 ausgebildet. In der Scheibe 29 sind bis zur Gehäuseinnen¬ wand 26 sich erstreckend Durchbrechungen als Blenden 30 ausgebildet. Die Blenden 30 sind radial jeweils einer der ersten düsenartigen Durchbrechungen 15 in der Druckkam- merwand 14 zugeordnet. Es ist möglich, die Blenden 30 im Querschnitt düsenartig auszubilden. Beim Eindüsen der hochviskosen Produkte wird verhindert, daß an der Gehäus¬ einnenwand 26 Reste der hochviskosen Produkte haften und die niedrigviskose Flüssigkeit durch diese anhaftenden Produkte nur Kanäle bildet. Die Durchbrechungen 15 sind senkrecht zur Gehäuseinnenwand 26 ausgerichtet. An dieser anhaftende hochviskose Produktreste oder Pasten werden durch die niedrigviskose Flüssigkeit aufgrund der erhöh¬ ten Strömungsgeschwindigkeit beim Durchströmen der Blen- den 30 von der Gehäuseinnenwand 26 gelöst, so daß sich diese hochviskosen Produkte oder Pasten mit der niedrig- viskosen Flüssigkeit vermischen können. Um auch stark haftende hochviskose Produkte und Pasten von der Gehäus- einnenwand 26 lösen zu können, ist es möglich, den Anschlußstutzen 9 mittels einer Beipaßleitung mit Umwälz¬ pumpe mit dem Anschlußstutzen 8 zu verbinden. Das über die Umwälzpumpe geförderte Mischmedium bewirkt eine Volu- menvergrößerung, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des die Blenden 30 durchströmenden Mediums größer wird.
Die Misehvorrichtung 25 gemäß Fig. 5 a und 5 b ist geeig¬ net, wenn partikelhaltige Flüssigkeiten mit einer anderen Flüssigkeit vermischt werden sollen. Am Einströmabschnitt 32 der Mischkammer 4 ist ebenfalls zwischen der Druckkam- merwand 14 und der Gehäuseinnenwand 26 eine Scheibe 29 angeordnet. In dieser Scheibe sind radial von der Druck¬ kammerwand 14 -bis zur Gehäuseinnenwand 26 sich erstrek- kend Schlitzblenden 31 ausgebildet. Jede Schlitzblende 31 ist jeweils einer der ersten düsenartigen Durchbrechungen 15 in der Druckkammerwand 14 zugeordnet. Durch die Schlitzblenden 31 wird jeweils ein Hochdruckstrahl der partikelhaltigen Flüssigkeit mit erhöhter Strömungsge- schwindigkeit erzeugt. Senkrecht zu der Strömungsrichtung des partikelhaltigen Flüssigkeitsstrahls wird die andere Flüssigkeit radial durch die Durchbrechungen 15 einge¬ sprüht. Der hierdurch entstehende Hochdruckstrahl der anderen Flüssigkeit löst praktisch alle Partikel auf. Durch die Turbulenzen nach Austritt der niedrigviskosen Flüssigkeit durch die Schlitzblende 31 erfolgt eine Ver¬ mischung beider Flüssigkeiten in Längsrichtung der Misch¬ kammer 4.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Mischen von zwei Medien unterschiedlicher Viskosität, bei dem das eine Medium mit niedriger Viskosität durch eine Misch¬ kammer strömt und das andere Medium radial zur Strömungsrichtung des Mediums mit niedriger Vis¬ kosität in dieses eingesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige niedrigviskose Medium mit niedrigem Druck durch die Mischkammer strömt und das andere Medium mit hohem Druck beaufschlagt in das niedrigviskose Medium einge¬ sprüht und unter Druckentspannύng in so kleine Partikel zerstäubt wird, daß sich diese ohne Koagulation sofort in dem niedrigviskosen Medium lösen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß das andere Medium eine leichtviskose Flüssigkeit, eine hochviskose Flüssigkeit oder eine hochviskose pastöse Flüssigkeit ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das andere Medium in eine Druckkam¬ mer eingebracht und von dieser über eine Düsenan¬ ordnung in das Medium mit niedriger Viskosität zerstäubt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die durch eine Düsenanordnung gedrückten Strahlen des anderen Mediums nach kur- zer Laufzeit gegen Prallbleche und/oder statische
Mischer geleitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine oszillierende Verdrängerpumpe den Druck des hochviskosen Mediums aufbaut und dieses Medium dosiert.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das hochviskose Medium im Winkel von 45° bis 135° zur Strömungsrichtung des nied¬ rigviskosen Mediums in dieses eingetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das hochviskose Medium im Bereich einer Zone erhöhter Strömungsgeschwindigkeit des niedrigviskosen Mediums radial gegen eine Misch- kammerwand gesprüht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mit Partikeln beladenes flüssiges niedrig viskoses Medium in einem Bereich der Mischkammer zu einem Flussigkeitsstrahl hoher
Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt wird, in den zur Auftrennung der Partikel radial das andere Medium eingesprüht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß leichtviskose Flüssigkeit senkrecht zur Strömungsrichtung des niedrigviskosen Mediums und schiefwinklig zur Radialen der Mischkammer gegen eine Mischkammerwand gesprüht wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem als Misch¬ kammer (3, 4) ausgebildeten rohrartigen Gehäuse (5) mit an den Stirnflächen (6, 7) ausgebildeten Anschlußstutzen (8, 9) für die Zulaufleitung für das niedrigviskose Medium und die Ablaufleitung für das Mischmedium und einer Druckkammer (11, 12) für das andere Medium, die mit dem Anschlu߬ stutzen (10) der Zumischleitung für das andere Medium verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß radial zur Strömungsrichtung des niedrigviskosen Mediums in der Druckkammerwand (13, 14) über deren Länge verteilt düsenartige Durchbrechungen (15) ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in dem Gehäuse (5) als Mischkammer (3) ein sich zwischen den Anschlußstutzen (8, 9) erstreckender Kanal (16) ausgebildet ist, der unter Ausbildung einer außenseitigen Druckkammer
(11) von dem Gehäusemantel (17) des Gehäuses (5) umgeben ist und in dessen Kanalwand (18) über die Länge des Kanals (16) verteilt die Durchbrechun¬ gen (15) ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kanal (16) als Rohr ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (16) mindestens ein statischer Mischer (19) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, daß die statischen Mischer (19) als
Wirbelkammern ausgebildet und unterhalb der Durchbrechungen (15) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die statischen Mischer (19) in dem dem Anschlußstutzen (9) der Ablaufleitung zugewandten Abschnitt des Kanals (16) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (16) mindestens ein Prallblech (20) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das mindestens eine Prallblech (20) als Halbschale ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Druckkammer (12) als in dem
Gehäuse (5) von dem niedrigviskosen Medium umstromter Hohlkörper (21) ausgebildet ist, über dessen Länge verteilt in der Druckkammerwand (14) die Durchbrechungen (15) ausgebildet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Anschlußstutzen (8, 9) für die Zulaufleitung für das niedrigviskose Medium und für die Ablaufleitung für das Mischmedium paral- lel oder koaxial zur Mittelachse (22) des Gehäu¬ ses (5) und der Anschlußstutzen (10) für die Zumischleitung für das einzumischende Medium senkrecht zur Mittelachse (22) des Gehäuses (5) angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumischleitung zur Druckerhöhung eines einzumischenden hochviskosen Mediums mit einer oszillierenden Verdrängerpumpe verbunden ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Durchbrechungen (15) schief- winklig zur senkrecht zur Mittelachse (22) ausge¬ richteten Radialen (27) angeordnet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß am Einströmabschnitt (32) der Mischkammer (4) zwischen der Druckkammerwand (14) und der Gehäuseinnenwa d (26) eine Scheibe (29) angeordnet ist, in der bis zur Gehäuseinnenwand (26) sich erstreckend Durchbrechungen als Blenden (30) ausgebildet sind, die radial jeweils einer der ersten düsenartigen Durchbrechungen (15) in der Druckkammerwand (14) zugeordnet sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß am Einströmabschnitt (32) der Mischkammer (4) zwischen der Druckkammerwand (14) und der Gehäuseinnenwand (26) eine Scheibe (29) angeordnet ist, in der radial von der Druckkam¬ merwand (14) bis zur Gehäuseinnenwand (26) sich erstreckend Schlitzblenden (31) ausgebildet sind, die radial jeweils einer der ersten düsenartigen
Durchbrechungen (15) in der Druckkammerwand (14) zugeordnet sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (30) und Schlitz¬ blenden (31) einen düsenförmigen Durchströmungs- querschnitt aufweisen.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen (9, 8) mittels einer Beipaßleitung mit Umwälz¬ pumpe miteinander verbunden sind.
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