DE2907694C2 - Mischvorrichtung für strömende flüssige, gas- oder dampfförmige Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für zwei strömende flüssige, gasförmige oder dampfförmige Medien, insbesondere für solche, die einen großen Temperaturunterschied aufweisen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 19 37 735 bekannt, und zwar zum Mischen speziell von flüssigen Metallen wie Natrium in den Schlangen und Schleifen von Kernreaktor-Kreisen.

Nachteilig ist daß beim Füllen des die Leitung umgebenden Gehäuses über die tangenliale Anschlußleitung

ίο der vortcmpcrierie Knotenpunkt aufgrund der spezifischen Eigenschaften von Natrium, bereits einem Thermoschock unterworfen wird. Der Aufbau eines sogenannten Slrömungsmamcls um das durchströmende heißere Medium geschieht allmählich, so daß bei dieser

ι¹» Vorrichtung schnelle Tcniperaturänderungen abhängig von der Bctricbsfahrwcise nicht bewältigt sind.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Mischvorrichtung so auszubilden, daß übermäßige thermische Belastungen der Mischvorrichtung im Übergangsbereich Zuleitung/Hauptleitung vermieden und die Strömungs- und damit Mischverhältnisse in der Vorrichtung verbessert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale.

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird nicht nur die Mischung der Medien selbst wesentlich verbessert, sondern es erfolgt innerhalb der Mischvorrichtung durch die einzelnen Ringkammern ein Energieaustausch, so daß thermische Spitzenbelastungen an den besonders gefährdeten Übergangsstellen der Leitungen vermieden werden.

r> Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispicls erläutert werden, wobei die Zeichnung einen Längsschnitt durch die Mischvorrichtung zeigt.

Das Hauptmedium wird der Mischvorrichtung die aus einem in der Art eines T-Stückes ausgebildeten Gehäuse 4 besteh'*., durch die Leitung 1 und das zuzumischende Medium durch die Zuleitung 2 zugeführt Das gemischte Medium verläßt die Mischvorrichtung durch die Ableitung 3.

Innerhalb der Mischvorrichtung ist eine Mischkammer 5 vorgesehen, die aus einem Rohrstück besteht mit Bohrungen 12. Die Verbindung zwischen Leitung 1 bzw. Ableitung 3 und Mischkammer 5 erfolgt durch Anschlußstücke 7 und 8.

so Die Mischkammer 5 ist von einer ersten Ringkammer 11 konzentrisch umgeben, wobei diese Ringkammer durch das Rohrstück 6 und eine radial äußere Wand 32 gebildet wird in Verbindung mit entsprechenden Stirnwänden an den Anschlußstücken 7 und 8. In der Wand 32 ist eine öffnung 10 vorgesehen durch die das Anschlußstück 9 für die Zuleitung 2 geführt ist, wobei der Durchmesser des Anschlußstückes 9 kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung 10. Hierdurch entsteht zwischen dem Anschlußstück und der Wand 32 ein Ringschlitz. Die erste Ringkammer 11 ist von einer zweiten Ringkammer 13 umgeben, deren radial innere Wand die Wand 32 der ersten Ringkammer 11 und deren Außenwand die Gehäusewand 14 ist. Diese zweite Ringkammer umgibt nicht nur die erste Ringkammer 11, sondern

b5 auch das Anschlußstück 9. Berücksichtigt man zunächst nur diesen Aufbau der Mischvorrichtung, so ist es ohne weiteres einzusehen, daß das zuzumischende Medium, das durch die Zuleitung 2 geführt wird, durch das An-

srhlußstück 9 in die erste Ringkammer 11 und von dort aus durch die Bohrungen 12 in die Mischkammer 5 eintritt. Dort erfolgt die Vermischung mit dem durch die Leitung 1 eintretenden Hauptmedium. Ein Teil des durch das Anschlußstück zugeführten Mediums tritt durch den Ringspalt zwischen Anschlußstück 9 und Rohrwand 32 — also die öffnung 10 — in die zweite Kammer 13 ein. Diese Aufteilung in Kammern sorgt damit für einet» Temperaturgradienten innerhalb des Gehäuses der Mischvorrichtung, so daß hohe thermisehe Belastungen der Gehäusewand, die im Übergangsbereich zu Beschädigungen durch Wärmespannungen führen könnten, vermieden werden.

Zur Vermeidung dieser Belastungen tragen ferner noch die Ringkammern 15,16 und 24 bei.

Die dritte Ringkammer 15 wird durch das Ende 21 des Ansclilußstückes 7 und eine Zwischenwand 17 gebildet und sie ist zum strömenden Hauptmedium '/in offen, d. h. es ist ein Ringspalt 19 vorgesehen. Eine entsprechende Ausbildung befindet sich am Ende der Mischvorrichtung, wo die vierte Kammer 16 durch Wände 18 und 22 begrenzt ist und einen Ringspalt 20 aufweist.

Die fünfte Ringkammer 24 an der Zuleitung 2 wird schließlich durch die Gehäusewand 27 und eine Zwischenwand 33 gebildet und besitzt einen Ringspalt 25.

Zur Vermeidung von thermischen Belastungen der Mischkammer 5 ist es vorteilhaft, wenn das Ende 29 des Anschlußstückes 7 das vordere Ende 28 der Rohrwand 6 der Mischkammer 5 lose umschließt und auch die Wand 32 der ersten Ringkammer 11, d. h. das hintere Ende 31 jo mit dem Ende 30 des Anschlußstückes 8 in dieser Weise verbunden ist.

Durch diese Ausbildung kann es ohne Beschädigung der Gesamtvorrichtung zu geringen Wärmedehnungen im Innern der Mischvorrichtung kommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mischvorrichtung für zwei strömende flüssige, gasförmige oder dampfförmige Medien, insbesondere für solche, die einen großen Temperaturunterschied aufweisen, mit einem zylindrischen Gehäuse, das an seinem Mantel einen Anschlußstutzen aufweist, mit einer koaxial angeordneten Leitung zu dem Gehäuse für das Hauptmedium, mit einer Zuleitung zum Anschlußstutzen des Gehäuses für das zuzumischende Medium, mit einer Ableitung aus dem Gehäuse für die gemischten Medien, wobei die Leitung, die Zuleitung und die Ableitung an das Gehäuse angeschlossen sind, mit einem in dem Gehäuse koaxial angeordneten Rohrstück, das an seinem Umfang Bohrungen aufweist und in seinem Inneren eine Mischkammer bildet, mit einem ersten Anschlußstück, das das vordere Ende des Rohrstückes mit der Leitung verbindet, und mit einem zweiten Anschlußstück, das das hintere Ende des Rohrstückes mit der Ableitung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen senkrecht zur Gehäuseachse angeordnet ist, daß eine Wand (32) konzentrisch um das Rohrstück (6) angeordnet ist, wobei die Wand (32) mit dem Rohrstück (6) eine erste Ringkammer (11) und mit dem Gehäuse (4) eine zweite Ringkammer (13) bildet und eine öffnung (10) aufweist, in die ein drittes, konzentrisch in dem Anschlußstutzen angeordnetes Anschlußstück (9) für die Einleitung des zuzumischenden Mediums mündet, wobei zwischen dem dritten Anschlußstück (9) und der öffnung (10) der Wand (32) ein Ringschlitz gebildet ist.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstückc (7, 8) für die Zuleitung (1) des Hauptmediums und für die Ableitung (3) der Mischung jeweils von einer dritten und vierten Ringkammer konzentrisch umgeben sind, welche von Zwischenwänden (17, 18) des Gehäuses gebildet sind und die mit der Zuleitung bzw. der Ableitung durch Ringspalte (19, 20) zwischen den Enden (21, 22) der Anschlußstücke (7, 8) und der Gehäusewand (23) in Verbindung stehen.

3. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Anschlußstückes (9) für die Zuleitung (2) des zuzumischenden Mediums von einer fünften Ringkammer (24) konzentrisch umgeben ist, die durch einen Ringspalt (25) zwischen dem Ende (26) des Anschlußstückes (9) und der Gehäusewand (27) mit der Zuleitung (2) verbunden ist.

4. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (28) des die Mischkammer (5) bildenden Rohrstückes (6) einen Vorsprung (29) des Anschlußstückes (7) lose umschließt.

5. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (8) mit einem nach innen gerichteten Vorsprung (30) das Ende (31) der die erste Ringkammer (U) bildenden Wand (32) lose umschließt.