DE1198327B - Vorrichtung zum Mischen von gasfoermigen und fluessigen Medien - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Mischen von gasförmigen und flüssigen Medien Die Erfindung bezieht sich auf eine rohrförmige Mischvorrichtung für pumpfähige Gase oder Flüssigkeiten bzw. eine Abscheiderkolonne, um verschiedene Medien miteinander vermischen zu können, z. B.
• Zitronensaft mit Zuckersaft, Petroleumfraktionen miteinander, verschiedene Chemikalien in größere Flüssigkeitsmengen, verschiedenartige flüssige oder gasförmige Medien miteinander, Zuführung von Carbondioxyd oder Schwefeldioxyd zur Klärung von Zuckersaft, Ausscheidungen aus Flüssigkeitsmischungen, Ge winnung von Flüssigkeit aus Flüssigkeits-Extraktionen, innige Vermischung von flüssigen oder gasförmigen Medien vor einer katalytischen Behandlung und innige Vermischung von Flüssigkeiten und Gasen, oder umgekehrt, zum Waschen oder zur Absorption.
• Es ist bekannt, Einzelströme durch am Umfang eines zylindrischen Einsatzes angeordnete spiralförmige Gänge von verschiedener Neigung miteinander zu mischen. Hierbei beruht die Mischung im wesentlichen auf der beim Durchströmen der Kanäle entstehenden Zentrifugelwirkung. Schließlich ist noch ein Mischrohr für zwei verschiedene strömende Medien bekannt, bei dem sich Röhren mehrfach winkelig kreuzen. Eine solche Röhrenkonstruktion läßt jedoch nur verhältnismäßig wenig Kreuzungsstellen zu. Eine intensive und vor allem kontrollierbare Vermischung der Medien läßt sich mit diesen bekannten Einrichtungen nicht erzielen.
• Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Mischvorrichtung für ein Rohrsystem zu schaffen, die ein kontinuierliches, intensives Mischen von strömenden Medien in regelbaren Verhältnissen ermöglicht oder die auch für Zwecke des Abscheidens bzw. in einer Destillationskolonne zum Einsatz kommen kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Mischer aus einem Doppelwandzylinder mit einer Anzahl sich schneidender Durchströmkanäle vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der eintrittsseitigen Stirnseite des Zylinderkerns ein Verteilerkegel mit entgegen der Strömungsrichtung liegender Spitze angebracht ist, dessen Bodenfläche einen mit dem Zylinderkern übereinstimmenden Durchmesser aufweist und daß unmittelbar vor der Kegelspitze eine Zufuhrleitung für das einzumischende Medium ausmündet.
• Vorteilhaft ist es, wenn die Durchströmkanäle auf der Eintrittsseite zunächst parallel zur Längsachse des Doppelwandzylinders verlaufen und anschließend erst das sich schneidende Kanalsystem bilden, wobei sich der parallele Kanalverlauf auf den wesentlich kürzeren Mischerabschnitt erstreckt.
• In einer Abwandlung kann der erfindungsgemäße Mischer auch in einer flachen Form ausgebildet sein, was für bestimmte Fälle vorteilhaft sein kann, z. B., wenn eine große Anzahl von kleinen Mengen von Gasen oder Flüssigkeiten miteinander zu vermischen sind und die große Anzahl der Zuführleitungen nicht um die Peripherie des Reduzierstückes am Eintrittsende angeordnet werden kann und so die Anwendung der zylindrischen Form ausschließt.
• Durch die Ausrüstung eines Mischers mit einem Verteilerkegel gemäß der Erfindung wird bereits eine weitgehend gleichmäßige Verteilung des eingeführten Mediums über den ganzen Umfang und eine Durchmischung bereits am Eintrittsende erreicht, so daß während der nachfolgenden Strömung der schon gut vorgemischten Medien durch die eigentlichen Mischkanäle eine intensivere und gleichmäßigere Vermischung erfolgt. Der Verteilerkegel beseitigt auch tote Räume oder sonstige Strömungswiderstände und begünstigt hierdurch auch die Strömungsverhältnisse.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Mischvorrichtung gemäß der Erfindung. Es stellt dar F i g. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der F i g. 1 in vergrößerter Darstellung, F i g. 3 eine Ansicht des Eingangsteils des Kanalsystems in einer Abwicklung in der Fläche und Fig 4 einen Längsschnitt durch den Eingangsteil mit schematisch angedeuteten Kanälen.
• Wie in den Zeichnungen dargestellt, besteht die Vorrichtung aus einem Zylinderkern 1, der vorn einen Verteilerkegel 2, dessen Spitze mit 3 bezeichnet ist, aufweist.
• Durch eine Zuleitung 4 wird das in die durch Pfeilrichtung angedeutete Strömung einzuführende Medium zugeführt und durch den Verteilerkegel in der Hauptströmung verteilt. Gegebenenfalls können auch mehrere Zuleitungsrohre, ähnlich dem Rohr 4, zur Zuführung von mehreren zu mischenden Flüssig keiten miteinander oder zum Einführen in den Hauptstrom vorgesehen sein. Der Verteilerkegel 2 ist von einem konischen Rohrstutzen 5 in einem genügenden Abstand umgeben. An die Basis des Verteilerkegels 2 schließt sich der Zylinderkern 1 an. Um diesen ist ein äußeres Zylinderrohr oder Gehäuse 6 vorgesehen. Dieses Zylinderrohr oder Gehäuse 6 kann von einem Mantel 10 umgeben sein. Der Zylinderkernl kann massiv oder hohl sein. Im letzteren Fall sind seine Enden abgeschlossen. Dieser im Zylinderkern 1 bestehende Hohlraum 7 sowie auch der zwischen Mantelrohr 10 und Gehäuse 6 gebildete Zwischenraum 7' können je nach den Verhältnissen als Heiz- oder Kühlkammern verwendet werden. In ähnlicher Weise kann auch bei einer Flachkonstruktion mittels eines Mantels ein Heiz- oder Kühlraum gebildet werden.
• Wie die F i g. 3, die von einer flachen Abwicklung des Zylinderkerns 1 ausgeht, zeigt, sind um den Zylinderkern 1 eine Anzahl von parallelen Einlaßkanälen 8 vorgesehen. Diese Einlaßkanäle 8 sind vorzugsweise im gleichen Abstand voneinander auf den Umfang verteilt. Die Öfinungen dieser Einlässe sind vorzugsweise so geformt, daß der Strömungsdruck möglichst wenig zur Wirkung gelangt.
• An die Einlaßkanäle 8 schließen sich nach links und rechts führende Kanäle 9 an, die schraubenförmig um den Zylinderkern 1 oder im Fall einer flachen Konstruktion zick-zack verlaufen und in den Kreuzungspunkten miteinander in Berührung treten, so daß sie sich miteinander vereinigen, um auf diese Weise die durchströmenden Medien zu vermischen.
• Das Strömungsvolumen und die Größe der Durchflußöffnung bestimmen den Durchmesser der zylindrischen Teile, während die Länge des Zylinderkerns 1 die zum Mischen oder zur Reaktion zwischen den Flüssigkeiten oder Gasen erforderliche Zeitdauer regelt oder umgekehrt. Eine derart ausgebildete Vorrichtung verhindert einen zur Achse des Zylinderkerns 1 parallelen Fluß und sichert dadurch eine wirksame Vermischung der Medien.
• Die Vorrichtung kann jede beliebige Länge aufweisen und mit der geeigneten Anzahl von Kanälen 9 versehen sein, von denen die eine Hälfte nach links und die andere Hälfte nach rechts in schraubenförmigen Windungen verlaufen, um sich nach entsprechender Zeit gemäß den Erfordernissen für die Behandlung zu treffen.
• Der Verteilerkegel 2 kann auch perforiert sein, um Flüssigkeiten oder Gasen den Eintritt in die Hauptströmung zur Mischung, Reaktion, Waschung usw. zu ermöglichen, wenn die Medien durch die Leitungen 11 zunächst in den Kegel eingeleitet werden.
• Aus vorstehendem wird deutlich, daß die Strömung stets entlang eines sich überschneidenden schrauben- oder zick-zack-förmigen Weges erfolgt, so daß ein inniges Vermischen oder Mischung der durchströmenden Gase oder Flüssigkeiten gewährleistet ist. Diese Wirkung wird vor allem dadurch erreicht, daß die zu mischenden Medien zunächst in eine große Anzahl kleinerer Ströme aufgespalten werden, die sich sodann fortlaufend an den Kreuzungspunkten der Kanäle treffen, wo infolge der hier auftretenden Turbulenz ein intensives Vermischen erfolgt. Durch den spiral- bzw. zick-zack-förmigen Verlauf der Kanäle entstehen eine große Anzahl solcher Schnitt- bzw. Mischpunkte während eines Durchlaufs durch eine derartige Mischvorrichtung.
• Es ist selbstverständlich, daß die Vorrichtung auch in Form einer flachen Konstruktion, wie Plattenform gemäß F i g. 3, ausgeführt sein kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Mischen von gasförmigen und flüssigen Medien in einem Rohrsystem oder in einer Abscheiderkolonne, bestehend aus einem Doppelwandzylinder mit einer Anzahl von sich schneidenden Durchströmkanälen zwischen den Zylinderwänden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der eintrittsseitigen Stirnseite des Zylinderkerns (1) ein Verteilerkegel (2) mit entgegen der Strömungsrichtung liegender Spitze (3) angebracht ist, dessen Bodenfläche einen mit dem Zylinderkern (1) übereinstimmenden Durchmesser aufweist und daß unmittelbar vor der Kegelspitze (3) eine Zufuhrleitung (4) für das einzumischende Medium ausmündet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmkanäle (8, 9) auf der Eintrittsseite zunächst parallel zur Längsachse des Doppelwandzylinders (1, 6) verlaufen und anschließend erst das sich schneidende Kanalsystem bilden, wobei sich der parallele Kanalverlauf auf den wesentlich kürzeren Mischerabschnitt erstreckt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 140 024; österreichische Patentschrift Nr. 42206.