DE2031772A1 - Grenzflachenerzeuger - Google Patents
GrenzflachenerzeugerInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
- B01F25/4323—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa using elements provided with a plurality of channels or using a plurality of tubes which can either be placed between common spaces or collectors
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Description
Grenzflächenerzeuger
Die Erfindung betrifft Grenzflächenerzeuger, die sich mit den, geringstmöglichen Schwierigkeiten herstellen lassen und keine
"Hauptachsen" und "Nebenachsen" enthalten.
Ein Grenzflächenerzeuger ist eine statische Vorrichtung zum
Mischen von Flüssigkeiten. Dieses Mischen erfolgt durch Aufteilen eines Flüssigkeitsstroms in eine Mehrzahl von Unterströmen, Wiedervereinigung der Unterströme zu einem Hauptstrom und
anschliessende Unterteilung, Umlenkung und Wiederzusaromenführung,
bis der gewünschte Grad des Vermischens erreicht ist. Grenzflächenerzeuger sind z.B. aus den USA-Patentschriften
3 015 452, .3 015 453, 3 182 965, 3 195 865, 3 394 924,
3 404 869 und 3 406 947 bekannt. Ferner sind sie von Harder in "Challenges in Mixing Viscous Systems", Symposium 2e, 65th-National
Meeting of A.I.Ch.E. (1969), von Pattison in
"Chemical Engineering" vom 19. Mai 1969, Seite 94 ff., und in
der französischen Patentschrift 735 033 beschrieben.
- 1 - . ■ . 10981B/2001
Die vorliegenden Grenzflächenerzeuger lassen sich leicht aus Werkstoffen, wie Stahl oder Kunststoff, herstellen. Die Grenzflächenerzeuger
sind massive Körper mit einem Einlassende zur Aufnahme von Flüssigkeit, einem Auslassende zum Austragen von
Flüssigkeit und einer Anzahl von durch den Körper führenden, gesonderten Durchtrittskanälen, die das Einlassende mit dem
Auslassende verbinden, und die am Einlassende im wesentlichen auf einer ersten Linie, die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes
verläuft, und am Auslassende im wesentlichen auf einer zweiten Linie liegen, die ungefähr durch die Mitte des
Auslassendes verläuft und auf der ersten Linie im wesentlichen senkrecht steht.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.
Fig. 1 ist eine dreidimensionale Ansicht von einer Grenzflächenerzeugereinheit.
Fig. 1a ist eine Seitenansicht der linken Seite des in Fig. T
dargestellten Grenzflächenerzeugers.
Fig. 1b ist eine Seitenansicht von der rechten Seite des in
Fig. 1 dargestellten Grenzflächenerzeugers.
Fig. 2 ist eine dreidimensionale Ansicht einer anderen Grenzflächenerzeugereinheit.
Fig. 2a ist eine Seitenansicht von der linken Seite des in Fig· 2 dargestellten Grenzflächenerzeugers.
Fig. 2b ist eine Seitenansicht von der rechten Seite des in Fig. 2 dargestellten Grenzflächenerzeugers.
Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt durch einen Grenzflächenerzeuger mit zur Befestigung dienenden Gewindegängen.
Fig. 4 zeigt einen Grenzflächenerzeuger, der aus zwei in einem
Rohr angeordneten Grenzflächenerzeugereinheiten zusammengesetzt ist.
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Pig. 5 ist eine Vorderansicht eines bevorzugten Grenzflächenerzeugers
gemäsa der Erfindung.
Fig. 6 ist eine Unteransicht des Grenzflächenerzeugers geniäss
Pig» 5.
Fig. 7 ist eine Oberansicht des Grenzflächenerzeugers gemäss
Fig. 5· ·
Fig. 8 zeigt den Grenzflächenerzeuger gemäss Fig. 5 von der
linken Seite.
In Fig. 1 ist ein einzelner Grenzflächenerzeuger als massiver
Körper 1 in Form eines Zylinders dargestellt, der ein Einlassende
2, ein Auslassende 3 und vier Durchtrittskanäle 4, 5, 6 und 7 durch den Körper 1 aufweist. Am Einlassende 2 liegen die
Enden der Durchtrittskanäle im wesentlichen auf der (in Fig. 1a
dargestellten) Linie A-A, die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes
verläuft. Am Auslassende liegen die Enden der Durchtrittskanäle im wesentlichen auf der (in Fig. 1b dargestellten)
Linie B-B, die ungefähr durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der Linie A-A im wesentlichen senkrecht steht.
Der Greiizflächenerzeuger gemäss der Erfindung muss mindestens zwei gesonderte Durchtrittskanäle enthalten. So kann der Grenzflächenerzeuger ζ.B, zwei, drei, vier oder mehr gesonderte
Durchtrittskanäle aufweisen. Wenn der Grenzflächenerzeuger vier Durch trittskanäle aufweist, wie es in Fig. 1» la und 1b dargestellt ist, dann können diese Durchtrittskanäle das Einlassende
(Fig. 1a) mit dem Auslassende (Figo 1b) durch Kanäle verbinden,
die von den Einlasslöoliern a, b, c und d (Figo 1a) zu
den Auslasslöchern^1, b^, c^ bzw. d^ (Figo Ib) führen. Die Anordnung
kann aber auch so getroffen sein, dass die Einlasslöcher
a, b, c und d durch $e einen Kanal mit den Auslasslochem
a^, d.., b. bzw» c. -verbunden sind.
Fig. 2 zeigt einen Grenzflächenerzeuger 8 mit einem Einlassende 9, einem Auslassende 10 und vier Durchtrittskanälen 11, 12,
13 und 14 durch den Grenzfläohenerzeuger 8. Am Einlassende 9
- 3 —
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sind die Enden der Durchtrittskanäle" im wesentlichen längs der
Linie C-G (vgl. Fig. 2a)f die ungefähr durch die Mitte des
Einlassendes verläuft, gegeneinander versetzt angeordnet. Am? Auslassende sind die öffnungen der Durchtrittskanäle im wesentlichen
längs der Linie D-D (vgl, Pig. 2t>), die ungefähr .
durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der Linie C-C. im wesentlichen senkrecht steht, ebenfalls gegeneinander
versetzt angeordnet. Die in Pig. 2, 2a und 2b dargestellten Durchtrittskanäle verbinden die Einlasslöcher e, f, g und h
(Pig. 2a) mit den Auslasslöchern e.,, f -, g.. bzw. h.. (Figo 2b).
Bei den in Pig. 1a, 1b, 2a und 2b dargestellten Vorrichtungen ist es nicht wesentlich, dass die Linie A-A auf der Linie B-B
und die Linie C-C auf der Linie D-D genau senkrecht steht, d.h. einen Winkel von 90° bildet. Je näher aber der Winkel zwischen
diesen beiden Linien einem rechten Winkel kommt, desto wirksamer ist der Grenzflächenerzeuger. Wenn der Winkel zwischen der
Linie A-A und der Linie B-B 0° beträgt, findet praktisch keine Vermischung statt.
Die in Pig. 1 und 2 gezeigten Grenzflächenerzeuger sind Zylinder. Sie können jedoch auch andere geeignete Formen haben,
z.B. als Würfel ausgebildet sein. Während die Durchtrittskanäle in den Zeichnungen mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt
sind, ist kein Grund ersichtlich, warum die Querschnittsform nicht auch anders, Z0B. quadratisch oder dreieckig,
ausgebildet sein könnte.
Fig. 3 zeigt eine teilweise im Schnitt ausgeführte Seitenansicht
von einem zylindrischen Grenzflächenerzeuger (wobei die die Durchtrittskanäle andeutenden gestrichelten Linien fortgelassen
sind) mit einem Einlassende 11 und einem Auslassende Die Aussengev/indegänge 13 und die Innengewindegänge H sind
einstückig mit dem Grenzflächenerzeuger geformt und dienen zum Befestigen mehrerer derartiger Einheiten aneinander, so dass
die Grenzflächenerzeugereinheiten hintereinandergesohaltet werden können. Eine solche Anordnung bietet eine einfache Methode,
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um einen Grenzflächenerzeuger an einem anderen zu befestigen.
Ein anderer Grenzflächenerzeuger ist in I1Ig. 4 dargestellt. Er
besteht aus den beiden einzelnen Grenzflächenerzeugern 15 und 16, die in dem Rohr 17 befestigt sind. Zwischen den Grenzflächenerzeugern
15 und 16 muss ein freier Raum vorgesehen sein,
damit die Flüssigkeit strömen kann. Die günstigste Form dieses Raumes ist tetraedrisch, weil bei dieser Form der Bereich, in
dem Material "hängenbleiben" könnte, auf ein Minimum beschränkt ist. Eine solche Anordnung erhält man unter Verwendung
mehrerer Grenzflächenerzeuger von der Art, wie sie in Fig. 5 bis 8 dargestellt sind (wobei in Fig. 6 und 7 die gestrichel- j
ten Linien fortgelassen sind). Flg. 5 ist eine Vorderansicht " *
eines Grenzflächenerzeugers.
Fig. 8 zeigt denselben Grenzflächenerzeuger von der linken
Seite. Fig. 6 und 7 zeigen die Unter- bzw. Oberansicht des
Grenzflächenerzeugers gemäss Fig. 5. Wenn die Flüssigkeit durch.den Grenzflächenerzeuger gemäss Fig. 5 aufwärts strömt,
tritt sie an den Stellen i, j, k und m (Figo 6) ein, strömt
durch die Durchtrittskanäle 18, 19, 20 und 21 (Fig. 5) und
tritt an den Stellen i., J1, k.j bzw. m- (Fige 7) aus.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 4 arbeitet in ähnlicher Weise wie
die in den oben genannten USA-Patentschriften beschriebenen
Vorrichtungen. Zwei abwärts strömende Flüssigkeitsschichten "
teilen sich, wenn die Flüssigkeit durch den Grenzflächenerzeuger 15 strömt, in acht Schichten, und aus den acht Schichten,
die aus dem Grenzflächenerzeuger 15 ausströmen, werden beim · Durchströmen des Grenzflächenerzeugers 16 32 Schichten. Die
Grosse, Form und Anzahl der einzelnen Grenzflächenerzeuger hängt von1 den jeweiligen besonderen Umständen ab.
— 5 —
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Claims (6)
- 203Ί772Dow Badieche Company 26. Juni 197003-13PatentansprücheGrenzflächenerzeuger, gekennzeichnet durch einen massiven Körper (1; 8) mit einem Einlassende (2; 9)» einem Auslassende (3; 10) und einer Anzahl von gesonderten Durchtrittskanälen (4-7; 11-14) durch den Körper, die das Einlassende mit dem Auslassende verbinden, und die am Einlassende (2; 9) im wesentlichen auf einer ersten Linie (A-A; C-C), die ungefähr durch die Mitte des Einlassendes verläuft, und am Auslassende (3; 10) im wesentlichen auf einer zweiten. Linie (B-B; D-D) liegen, die ungefähr durch die Mitte des Auslassendes verläuft und auf der ersten Linie (A-A; C-C) im wesentlichen senkrecht steht.
- 2. Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass der massive Körper (1; 8) zylinderförmig ausgebildet ist.
- 3· Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrifetskanäle (4-7; 11-14) senkrecht zu ihren Längsachsen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
- 4· Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 1p dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittskanäle (11-14). fflit ihren Einlassenden längs der ersten Linie (C-C) und mit ihren Auslass-- 6 109815/2001. ORIGINAL INSPECTED03-13enden länga der zweiten Linie (D-D) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
- 5· Grenzflächeneraeuger, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mehreren hintereinandergeschalteten und durch Befestigungsmittel zusammengehaltenen Grenzflächenerzeugereinheiten (.15t 16) gemäss Anspruch 1 bis 4 bestellt.
- 6. Grenzflächenerzeuger nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel ein Hohlzylinder (17) ist, in dem die einzelnen Grenzflächenerzeugereinheiten (15» 16) angeordnet sind. "7· Grenzflächenerzeuger naoh Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen je zwei Grenzflächenerzeugereinheiten (15, 16) tetraedrisch ausgebildet ist.1098 15/2001 ORIGINAL INSPECTEDLeerseite
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