Statische Mischvorrichtung für Feststoffteilchen enthaltende oder daraus bestehende Fluide

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine statische Mischvorrichtung für Feststoffteilchen enthaltende oder daraus bestehende Fluide gemäss Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Die bekannten statischen Mischvorrichtungen, wie sei beispielsweise in den schweizerischen Patentschriften 642 564, 547 120 oder 578 370 beschrieben sind, weisen alle den Nachteil auf, dass sie zur Verstopfung bei Einsatz von Feststoffteilchen enthaltenden oder daraus bestehenden Fluiden neigen. Derartige Fluide können z.B. aus verschiedenen Granulaten bestehen, die miteinander homogen vermischt werden sollen oder Flüssigkeiten sein, welche beispielsweise Fasern oder andere Feststoffteilchen enthalten.

[0003] Derartige Fälle kommen beispielsweise in der kommunalen Abwasseraufbereitung, z.B. beim Einmischen von Chemikalien in Schlamm, in der Papierindustrie oder auch in der Nahrungsmittelindustrie, z.B. beim Einmischen von Fruchtstückchen in Joghurt vor.

[0004] Aus der US-A-3733057 ist auch eine Mischvorrichtung bekannt wobei die Mischeinrichtung aus einem rohrartigen Gehäuse mit mindestens einem darin angeordneten Mischelement besteht, welches zwei oder mehr, gegenüber der Längsachse des Gehäuses geneigte Stege aufweist, wobei die Aussenkontur der Stege der Gehäusewand angepasst ist.

[0005] Bei dieser Mischvorrichtung handelt es sich im wessentlichen um einem Mischer vom sogennanten "KENICS-NISCHER-TYP" bei de, aber ein Zentrum ein Durchgangs-Kanal vorhanden ist.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Medien der vorstehend genannten Art, d.h. selbst aus Stückgut bestehende oder Stückgut enthaltende Fluide eine verstopfungsfreie, statische Mischvorrichtung zu schaffen, welche darüber hinaus eine homogene Vermischung bei annehmbarem Druckverlust sicherstellt.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit Merkmalen gemäss dem Kennzeichen das Patentanspruchs 1 gelöst.

[0008] Die erfindungsgemässe Ausbildung einer statischen Mischvorrichtung verhindert mit einfachen Mitteln das Absetzen oder Verfangen von Feststoffteilchen zwischen Stegen und Mantelrohrwand bzw. zwischen sich kreuzenden Stegen, so dass ein einwandfreies Vermischen in der Vorrichtung durchgeführt werden kann.

[0009] Die äusseren Stege bzw. die einen Enden der inneren Stege können beispielsweise mit der Rohrwand verschweisst oder verlötet werden.

[0010] Der Vorrichtungsquerschnitt kann sowohl kreisförmig sein als auch eine andere Kontur aufweisen, z.B. ein Rechteck sein.

[0011] Zu einem verbesserten Strömungsverhalten in bezug auf eine gute Ablösung an den Stegenden, können die Stegquerschnitte gegen die freien Enden zu sich verjüngen.

[0012] Die Querschnitte sowie die Längsschnittformen weisen vorteilhaft strömungsgünstige Konturen auf, z.B. rechteckig, eliptisch oder halbkreisförmig. Der Winkel zwischen den Stegen und der Rohrachse liegt worteilhaft im Bereich von 30 bis 60°, insbesondere 45 und 30°.

[0013] Bei Anordnung von mehreren Mischelementen in einer Mischvorrichtung kann eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin bestehen, dass die aufeinanderfolgenden. Mischelemente jeweils um einen Winkel, insbesondere von 90° gegeneinander versetzt im Gehäuse angeordnet sind. Hierdurch wird eine räumliche Homogenität erzielt.

[0014] Vorteilhafte Anwendungen, die bereits experimentell erprobt worden sind, bestehen z.B. darin, dass eingefärbtes und nicht eingefärbtes Kunststoffgranulat durch eine Fall-Leitung in die Mischvorrichtung eingeleitet wird. Bei der Mischung kann eine gleichmässige Farbverteilung erzielt werden.

[0015] Eine andere Anwendung kann z.B. im dem Einmischen von Flockungs-Chemikalien in Sekundär-Klärschlamm vor einem Zentrifugaldekanter eines kommunalen Klärwerks zur Schlammentwässerung bestehen. Durch den Einbau eines erfindungsgemässen Mischers wird der für eine wirksame Nutzung der Chemikalienmenge gestellten Forderung nach rascher und gleichmässiger Vermischung Rechnung getragen.

[0016] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellungsweise ein zylindrisches Mantelrohr, in welchem zwei Mischelemente angeordnet sind,

Fig. 2a-2d je einen Querschnitt durch ein solches Mischelement, und zwar in vier jeweils um 90° gegeneinander verschwenkten Stellungen.

Fig. 3 und 4 zeigen einen Querschnitt bzw. einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Form eines Mischelementes.

[0017] Gemäss Fig. 1 sind in einem Mantelrohr 1 zwei gegeneinander um 90° verschwenkte Mischelemente angeordnet. Hierbei besteht jedes Mischelement aus drei Stegen 2a bis 2c, wobei zwischen den sich kreuzenden Stegen ein Zwischenraum frei bleibt, wie aus den Fig. 2a bis 2d deutlich hervorgeht.

[0018] Es kann zweckmässig sein, an den Kreuzungsstellen nutenartige Einschnürungen vorzusehen, um den freien Zwischenraum zu vergrössern.

[0019] Zwar handelt es sich bei der in den Fig. 1 bis 2d dargestellten Ausführungsform der Erfindung um eine besonders vorteilhafte Ausbildung, jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, je nach dem Prozess, in welchen die Mischvorrichtung eingesetzt werden soll, die Mischvorrichtung mit mehreren Stegen auszubilden. In Fig. 3 und 4 ist ein Mischelement dargestellt, welches in einem Rohr 3 angeordnet ist und das aus zwei äusseren Stegen 4a und 4c und inneren Stegen 4b, 4d und 4e besteht.

Ansprüche

1. Statische Mischvorrichtung für Feststoffteile enthaltende oder aus Feststoffteilen bestehende Fluide, wobei die Mischeinrichtung aus einem rohrartigen Gehäuse (1) mit mindestens einem darin angeordneten Mischelement besteht, welches zwei oder mehr, gegenüber der Längsachse der Gehäuses (1) geneigte, Stege aufweist, wobei die Aussenkontur der Stege der Gehäusewand angepasst ist, dadurch gekennzeichnet dass jedes Mischelement mindestens drei sich mit benachbarten Stegen kreuzende Stege (2a, 2b, 2c) aufweist, dass benachbarte Stege (2a/2b, 2b/2c) des Mischelementes, bezogen auf den Querschnitt des rohrartigen Gehäuses (1) im wesentlichen entgegengesetzt gerichtet sind, dass die Aussenkanten der äusseren Stege (2a, 2c), sowie ein Ende des mindestens einen inneren Stegs (2b) spaltfrei mit der Wand des Gehäuses (1) verbunden sind, dass der mindestens eine innere Steg (2b) an seinem andern Ende einen Abstand zur diesem gegenüberliegenden Wand des Gehäuses hat, und dass benachbarte Stege (2a/2b, 2b/2c) an ihren gegenseitigen Kreuzungsstellen einen freien Zwischenraum aufweisen.

2. Statische Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement mehrere, vorzugsweise eine ungerade Anzahl innerer Stege (4b, 4d, 4e) aufweist.

3. Statische Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der innere Steg bzw. die innern Stege (4b, 4d, 4e) gegen ihr freies Ende zu verjüngen.

4. Statische Mischvorrichtung mit mehreren Mischelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Mischelemente jeweils um einen Winkel, vorzugsweise um einen Winkel von 90° gegeneinander versetzt, im rohrartigen Gehäuse (1) angeordnet sind.

5. Statische Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (2a, 2b, 2c) in Bereich ihrer Kreuzungsstellen mit benachbarten Stegen (2a/2b, 2b/2c) Einschnürungen aufweisen.

6. Statische Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (2a, 2b, 2c) eben ausgebildet sind.

Revendications

1. Dispositif mélangeur statique pour des fluides contenant ou constitués par des particules de matières solides, qui se compose d'un boîtier tubulaire (1) dans lequel est disposé au moins un élément mélangeur comportant deux ou plus de deux entretoises inclinées par rapport à l'axe longitudinal du boîtier (1), le contour externe des entretoises étant adapté à la paroi du boîtier, caractérisé en ce que chaque élément mélangeur présente au minimum trois entretoises (2a, 2b, 2c) se croisant avec des entretoises contiguës, en ce que des entretoises contiguës (2a/2b, 2b/2c) de l'élement mélangeur ont des directions essentiellement opposées par rapport à la section transversale du boîtier tubulaire (1), en ce que les arêtes externes des entretoises extérieures (2a, 2c), ainsi qu'une extrémité d'au moins une entretoise intérieure (2b), sont reliées de façon jointive à la paroi du boîtier (1), en ce que l'entretoise intérieure (2b) est située à distance, à son autre extrémité, de la paroi opposée du boîtier, et en ce que des entretoises contiguës (2a/2b, 2b/2c) présentent un espace libre aux endroits où elles se croisent mutuellement.

2. Dispositif mélangeur statique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément mélangeur comporte plusieurs entretoises internes (4b, 4d, 4e) de préférence en nombre impair.

3. Dispositif mélangeur statique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'entretoise interne ou les entretoises internes (4b, 4d, 4e) se rétrécissent vers leur extrémité libre.

4. Dispositif mélangeur statique comportant plusiers éléments selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des éléments mélangeurs successifs décalés de préférence d'un angle de 90° les uns par rapport aux autres sont disposés dans le boîtier tubulaire (1).

5. Dispositif mélangeur statique selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que les entretoises (2a, 2b, 2c) présentent des étranglements dans la zone de leurs points de croisement avec des entretoises contiguës (2a/2b, 2b/2c).

6. Dispositif mélangeur statique selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les entretoises (2a, 2b, 2c) sont planes.

Claims

1. A static mixing device for fluids containing or consisting of solid particles, the mixer comprising a tubular casing (1) having in it at least one mixing element having two or more webs which are at an inclination to the casing longitudinal axis, the outer contour of the webs being adapted to the casing wall, characterised in that each mixing element comprises at least three webs (2a, 2b, 2c) crossing adjacent webs, in that adjacent webs (2a/ 2b, 2b/2c) of the mixing element are directed in substantially opposite directions with respect to the cross-section of the tubular casing (1), in that the outer edges of the outer webs (2a, 2c), and one end of the at least one inner web (2b) are connected gaplessly to the wall of the casing (1), in that the at least one web (2b) is spaced at its other end from its opposite wall of the casing, and in that adjacent webs (2a/2b, 2b/2c) have a clear gap at their mutual crossing places.

2. A static mixing device according to claim 1, characterised in that the mixing element comprises a number of, preferably an odd number of, inner webs (4b, 4d, 4e).

3. A static mixing device according to claim 1 or 2 characterised in that the inner web or inner webs (4b, 4d, 4e) narrow towards their free end.

4. A static mixing device having a number of mixing elements according to any one of claims 1 to 3, characterised in that consecutive mixing elements are so arranged in the tubular casing (1) as each to be at an angle, preferably a 90° offset, from one another.

5. A static mixing device according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the webs (2a, 2b, 2c) are formed with recessing near their places of crossing adjacent webs (2a/2b, 2b/2c).

6. A static mixing device according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the webs (2a, 2b, 2c) are of flat constructon.

Zeichnung