DE4106998A1 - Mischvorrichtung - Google Patents
MischvorrichtungInfo
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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
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/40—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with an axially oscillating rotary stirrer
- B01F31/401—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with an axially oscillating rotary stirrer for material flowing continuously axially therethrough
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen
von Flüssigkeiten und insbesondere auf eine solche Mischvor
richtung, die Fluide mischt, während sie deren Durchlauf
durch die Vorrichtung zuläßt.
Bei chemischen Reaktionsvorgängen, wie einer pH-Einstellung,
einer Redoxreaktion und anderen Reaktionen, wurden verschie
dene Rühr- und Mischvorrichtungen verwendet. Im Zuge der jüng
sten Entwicklung in der Biotechnologie erlangt das Rühren und
Mischen auf dem biologischen Gebiet der Bakterienkultivierung
usw. erhöhte Bedeutung.
Eine von solchen Mischvorrichtungen ist ein statischer Mi
scher, der in weitem Umfang zum Mischen einer Flüssigkeit mit
einer anderen Flüssigkeit oder einem Gas zum Einsatz gelangt.
Ein derartiger statischer Mischer umfaßt verschiedene Arten
von Rührern, die innerhalb von Rohren angeordnet sind, durch
die die zu mischenden Fluide fließen. Diese Rührer erzeugen
eine das Mischen fördernde Turbulenz. In typischer Weise
haben diese Rührer die Gestalt eines Schraubenabschnitts, der
in einem Rohr angeordnet ist.
Es wurde auch bereits ein Mischer vorgeschlagen, der einen
in einem Rohr befindlichen und mit einer Welle verbundenen
Rührer umfaßt, wobei die Welle in Schwingungen versetzt wird,
um das Mischen zu fördern.
Einer dieser Rührer, der am meisten in solch einem Mischer
verwendet wird, besitzt einen schraubenförmig verlaufenden
Rührflügel, der mit einer Mehrzahl von darin ausgebildeten
Öffnungen versehen ist, wobei eine Öffnung in einem Schrauben
gang mit Bezug zu einer Öffnung im benachbarten Schraubengang
außer Phase oder versetzt ist. Es hat sich gezeigt, daß ein
solcher Rührer äußerst leistungsfähig im Rühren und Mischen
ist.
Es wird angenommen, daß bei einem solchen Rührflügel die Strö
mungen eines Fluids sich in jeden der axialen Räume oder Ab
stände (Stufen) zwischen jeweils benachbarten Schraubengängen
durch sowohl einen spiral- oder schraubenförmigen Kanal, der
vom schraubenförmigen Rührflügel bestimmt ist, wie auch durch
einen von der Öffnung im Rührflügel bestimmten Durchtritt be
wegen und dann in dem genannten Raum oder Abstand gegeneinan
dertreffen, so daß die Mischwirkung begünstigt wird. Zugleich
wird auch angenommen, daß deswegen, weil der Flächenbereich
des schraubenförmigen Rührflügels sehr groß ist, die Fluid
strömung wirkungsvoller mit der Fläche des schrauben- oder
spiralförmigen Rührflügels in Berührung gebracht werden kann,
um den Mischvorgang durch das Oszillieren des Rührers zu
fördern.
Wenngleich die oben genannten Mischer Fluide zufriedenstel
lend rühren und mischen können, ist es erwünscht, das Rühren
in Abhängigkeit vom Typ des zu mischenden Fluids zu steigern.
Wenn die Mischleistung weiter erhöht wird, so kann der Durch
satz im Mischer gesteigert und das gesamte System in seiner
Größenabmessung vermindert werden.
Es ist insofern die primäre Aufgabe der Erfindung, eine Misch
vorrichtung zu schaffen, die in ihrer Leistungsfähigkeit ge
genüber bekannten Mischvorrichtungen verbessert und gestei
gert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Misch
vorrichtung vor, die ein Gehäuse, durch das eine Strömung des
Fluids tritt, einen ortsfesten, in dem Gehäuse angeordneten
sowie an diesem befestigten Rührflügel und einen innerhalb
des Gehäuses befindlichen, mit einem Schwingungserzeuger ver
bundenen bewegbaren Rührflügel umfaßt, wobei letzterer durch
den Schwingungserzeuger in Schwingungen versetzt wird, während
sich die Fluidströmung durch das Gehäuse hindurch bewegt,
so daß eine Relativbewegung zwischen dem bewegbaren sowie orts
festen Rührflügel erzeugt wird, um das Fluid durchzurühren.
Bei einer solchen Anordnung wird ein zu mischendes Fluid, das
ein Gemisch aus zwei oder mehr Typen von Fluidkomponenten ist,
durch das Gehäuse gepumpt. Dieses Fluid trifft und stößt ge
gen die Rührflügel, und es wird durch die Relativbewegung
zwischen den Rührflügeln weiter um- sowie durchgerührt.
Wie gesagt wurde, umfaßt die erfindungsgemäße Mischvorrich
tung zwei Arten von Rührflügeln, nämlich den fest innerhalb
des Gehäuses gehaltenen ortsfesten Rührflügel und den beweg
baren Rührflügel, welcher mit dem Schwingungserzeuger verbun
den ist und durch diesen im Gehäuse eine Schwing- oder Oszil
lierbewegung ausführt. Wenn der bewegbare Rührflügel durch
den Schwingungserzeuger hin- und herbewegt wird, so wird der
Abstand zwischen dem stationären und dem bewegbaren Rührflü
gel in einer schwingenden oder oszillierenden Bewegung verän
dert, so daß das nahe dem (den) bewegbaren sowie ortsfesten
Rührflügel(n) befindliche Fluid hin- und herbewegt oder in
Schwingungen versetzt wird, um das Rühren und Mischen zu
steigern.
Es wird bevorzugt, daß der ortsfeste und der bewegbare Rührflü
gel zusammen eine doppelschraubenförmige Flügelanordnung oder
eine einzige Schraube oder Spirale bilden.
Es wird ferner bevorzugt, den bewegbaren Rührflügel mit einer
schraubenförmigen Gestalt auszubilden, während der ortsfeste
Rührflügel eine Mehrzahl von kreisförmigen Scheiben umfaßt,
um zusammen mit dem bewegbaren, schraubenförmigen Rührflügel
einen im wesentlichen schraubenförmigen Kanal oder Durchgang
zu begrenzen. In diesem Fall weist der ortsfeste Rührflügel
Öffnungen auf, um ein Durchtreten von zu mischenden Fluiden
durch diese zu ermöglichen und das Einsetzen des bewegbaren
Rührflügels in das Gehäuseinnere zu erlauben.
Bei der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung wird durch das Zu
sammenwirken des bewegbaren Rührflügels mit dem ortsfesten
Rührflügel eine Relativbewegung hervorgerufen, die den Flui
den eine komplizierte Turbulenz verleiht, um einen sehr wir
kungsvollen Mischvorgang herbeizuführen. Ferner kann die Lei
stung in der Fertigung der Mischvorrichtung gesteigert werden,
indem das Gehäuse und/oder der Rührer in Elemente unterteilt
werden.
Die Aufgabe und weitere Ziele der Erfindung wie auch deren
Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeich
nungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausfüh
rungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt zum gesamten Aufbau einer in Über
einstimmung mit der Erfindung ausgebildeten Misch
vorrichtung;
Fig. 2 einen Quer- sowie einen Axialschnitt eines Rührers
in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 3 einen Quer- sowie einen Axialschnitt eines Rührers
in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 4 einen Quer- sowie einen Axialschnitt eines Rührers
in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 5 einen Axialschnitt eines wesentlichen Teils einer
Mischvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform
gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung zum Aufbau des Ge
häuses der in Fig. 5 gezeigten Mischvorrichtung;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Trennplatte bei der Misch
vorrichtung von Fig. 5 und 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht eines bei der Mischvorrichtung von
Fig. 5 verwendeten Rührers;
Fig. 9 den Vorgang zum Zusammenbau des Rührers von Fig. 8;
Fig. 10 einen Teilschnitt zum gesamten Aufbau einer Misch
vorrichtung der in den Fig. 5-9 dargestellten
Ausführungsform.
Gemäß dem Teilschnitt von Fig. 1 umfaßt die Mischvorrichtung
nach der Erfindung ein zylinderförmiges Gehäuse 10 mit einer
am unteren Ende ausgebildeten Fluid-Eintrittsöffnung 12 und
mit einer im oberen Teil des Gehäuses 10 ausgebildeten Fluid-
Austrittsöffnung 14.
Ferner ist im Gehäuse 10 ein Rührer 20 untergebracht, der
sich im vorliegenden Fall dadurch auszeichnet, daß er einen
bewegbaren Rührflügel 24, der um eine drehbare Welle 22 herum
befestigt ist, und einen ortsfesten, am Gehäuse 10 fest ange
brachten Rührflügel 26 umfaßt, wobei beide Rührflügel 24 und
26 schraubenförmig ausgestaltet sind, um eine Doppelschrauben
anordnung zu schaffen.
Wie der Fig. 2A und 2B am besten zu entnehmen ist, ist der
bewegbare Rührflügel 24 um die Welle 22 herum schraubenförmig
gewendelt und an dieser beispielsweise durch Schweißen befe
stigt. Der ortsfeste Rührflügel 26 ist am Gehäuse 10 fest der
art angebracht, daß er die Welle 22 umgibt.
Dieser Rührflügel 26 kann an die Innenwand des Gehäuses 10
geschweißt sein, obwohl das Schwierigkeiten bereitet. Um die
se zu vermeiden, besitzt der ortsfeste, schraubenförmige Rühr
flügel 26 eine vorher in einem getrennten Arbeitsgang ausge
bildete, axial verlaufende Durchgangsbohrung, und er wird
axial in den zylindrischen Raum des Gehäuses 10 eingeführt
sowie dann an seinen beiden entgegengesetzten Enden fest mit
dem Gehäuse verbunden. Der bewegbare Rührflügel 24 wird an
schließend in die Durchgangsbohrung des orstsfesten Rührflü
gels 26 unter Drehen der Welle 22 eingeschraubt. Das Ergebnis
ist ein Doppelschraubenrührer 20, der durch die beiden Rührflü
gel 24 und 26 bestimmt ist.
Der bewegbare Rührflügel 24 wird so angeordnet und ausgebil
det, daß ein Spalt oder Freiraum 28a zwischen ihm sowie der
Innenwand des Gehäuses 10 entsteht, während der ortsfeste
Rührflügel 26 so angeordnet wird, daß zwischen diesem und der
Welle 22 ein Spalt oder Freiraum 28b gebildet wird. Betrach
tet man das Gehäuse 10 in seiner Achsrichtung, so wird im we
sentlichen ein Kurzschluß-Durchgang nicht hervorgerufen.
An in geeigneter Weise zueinander beabstandeten Stellen wer
den im bewegbaren sowie ortsfesten Rührflügel 24, 26 Öffnun
gen 24a und 26a ausgebildet. Das Fluid tritt durch diese Öff
nungen, so daß die Erzeugung einer Turbulenz gefördert wird.
Die Öffnungen 24a und 26a sind mit Bezug zueinander in der
axialen Richtung der Rührflügel außer Phase, d. h. versetzt
angeordnet, so daß sie sich in der Achsrichtung nicht über
decken.
Die Welle 22 erstreckt sich vom Gehäuse 10 aus aufwärts und
ist an ihrem oberen Ende an einen Schwingungserzeuger 30 ange
schlossen, der dazu dient, die Welle 22 in Schwingungen zu
versetzen. Der Schwingungserzeuger 30 umfaßt ein Paar von
Motoren 40 und ein mit den Abtriebswellen 42 eines zuge
ordneten Motors 40 in Wirkverbindung stehendes Steuerkurven
getriebe 50, das seinerseits ein Drehelement 52, mit dem die
Abtriebswellen 42 exzentrisch verbunden sind, und ein Schwing
element 54, das durch die exzentrische Drehung des Drehele
ments 52 betrieben wird, enthält. Das Oszillieren des Schwing
elements 54 wird durch ein Verbindungsglied 56 auf die Welle
22 übertragen, um diese auf und ab zu bewegen.
An einem Verbindungsstück 60 zwischen dem Gehäuse 10 und dem
Schwingungserzeuger 30 sind zwei Membranen 62 und 64 vorhan
den, so daß das durch das Gehäuse 10 fließende Fluid nicht
in den Schwingungserzeuger 30 gelangen kann. Die Membranen
62 und 64 sind untereinander durch ein rohrförmiges Zwischen
stück 70 verbunden, so daß sie sich als eine Einheit inner
halb eines bestimmten, begrenzten Bereichs bewegen können.
Die obere Membran 64 ist einem vorbestimmten, abwärts gerich
teten Druck durch ein Druckglied 72 ausgesetzt. Selbst wenn
der Druck im Inneren des Gehäuses 10 in einem gewissen Ausmaß
ansteigt, so wird dem Druckanstieg durch das Druckglied 72
entgegengewirkt oder widerstanden.
Das Druckglied 72 umfaßt einen Schraubring 74 und eine Feder
76, wobei die Druckkraft des Druckgliedes 72 durch Drehen und
damit Bewegen des Schraubringes 74 einzuregeln ist.
Bei der Mischvorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau wird
ein aus zwei oder mehr Fluiden, die gemischt werden sollen,
bestehendes Gemisch zuerst in das Innere des Gehäuses 10 durch
die Eintrittsöffnung 12 eingebracht, worauf es zur Austritts
öffnung 14 hin fließen soll.
Der Fluß des Gemischs erfolgt durch den schraubenförmigen
Pfad zwischen dem wie auch durch die Öffnungen 24a und 26a
im bewegbaren sowie ortsfesten Rührflügel 24, 26. Wenn das
Fluid in dieser Weise fließt, wo wird es wiederholt aufgeris
sen und wieder zusammengeführt, was eine Turbulenz be
wirkt.
Gleichzeitig wird der Schwingungserzeuger 30 betrieben,
um über die Welle 22 ein Oszillieren des bewegbaren Rührflü
gels 24 auf- und abwärts mit einer geeigneten Frequenz von
mehreren 10 Hz herbeizuführen, so daß das Fluid gegen die
Flächen des bewegbaren Rührflügels 24 schlägt.
Wenn jeder der Wendel des bewegbaren Rührflügels 24 zwischen
benachbarten Wendeln oder Schraubengängen des ortsfesten Rühr
flügels 26 oszilliert, so wird das Fluid zwangsweise und stark
zwischen den Rührflügeln 24 und 26 im Gehäuse 10 geschüttelt,
was das Mischen mit sehr hoher Leistungsfähigkeit weiter be
günstigt.
Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung bewirkt somit drei Ar
ten eines Mischens:
- a) Mischen eines Fluids durch wiederholtes Trennen und Vereinigen;
- b) Mischen eines Fluids durch Anschlagen gegen die Flächen des bewegbaren Rührflügels;
- c) Mischen eines Fluids auf Grund der Relativbewegung zwi schen dem ortsfesten sowie bewegbaren Rührflügel.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfin
dung, wobei bewegbare und ortsfeste Rührflügelabschnitte 24
und 26 abwechselnd angeordnet sind und einen als eine einzige
Schraube ausgebildeten Rührer 20 bilden, der im gezeigten Bei
spiel in vier Sektoren unterteilt ist, d. h. bewegbare und
ortsfeste Sektoren, die unter 90° zueinander angeordnet sind.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine derartige Anordnung
beschränkt, sie kann vielmehr in gleichartiger Weise bei
einer größen Anzahl von Sektoren verwirklicht werden.
Wird die Welle 22 durch den Schwingungserzeuger 30 zum Oszil
lieren gebracht, so werden auch die an dieser als bewegbare
Rührflügel gehaltenen Sektoren 24 hin- und herbewegt, um da
mit das Fluid zu schütteln und durchzurühren.
Bei der Ausführungsform von Fig. 4 umfaßt der Rührer 20 eine
Mehrzahl von scheibenförmigen Teilen, und zwar jeweils einen
bewegbaren Rührflügel 24 aus vier radial gerichteten Flügel
stücken an der Welle 22 und jeweils einen stationären Rührflü
gel 26 aus vier dreieckigen, an der Innenwand des Gehäuses
10 befestigten Flügelstücken.
Auch durch die Ausführungsform von Fig. 4 kann mittels der
Dreh- und Schwingbewegungen des bewegbaren Rührflügels 24
gegenüber dem ortsfesten Rührflügel 26 ein äußerst wirksamer
Mischvorgang ausgeführt werden.
Die Fig. 5 zeigt ein wesentliches Teil einer Mischvorrichtung
in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Ein zylindrisches Gehäuse 110 besitzt einen Strömungskanal
112, durch den hindurch zwei oder mehr unterschiedliche Fluide
bewegt und miteinander gemischt werden. Das Gehäuse 110 ist
mit einer Fluid-Eintrittsöffnung 114 an seinem unteren Ende
und einer Fluid-Austrittsöffnung 116 in der (rechten) Seiten
wand nahe seinem oberen Ende versehen. Durch die Eintritts
öffnung 114 wird Fluid in das Innere des Gehäuses 110 ge
pumpt, das durch die Austrittsöffnung 116 dann abgeführt wird.
Die Ausführungsform von Fig. 5 zeichnet sich dadurch aus, daß
das Gehäuse 110 aus einer Mehrzahl von zylindrischen Rohrab
schnitten 118 gebildet ist, die über Trennplatten 120 zwi
schen benachbarten Rohrabschnitten 118 aufeinandergesetzt
sind.
Die Fig. 10 zeigt den Zusammenbau des Gehäuses 110. Jeder der
zylindrischen Rohrabschnitte 118 hat entgegengesetzte Stirn
flächen, an denen jeweils ein Dichtungsring 122 angeordnet
ist, um eine einwandfreie Verbindung des Rohrabschnitts 118
mit einer Trennplatte 120 zu gewährleisten und auch einen
fluid- sowie luftdichten Abschluß zwischen der Rohrabschnitt-
Stirnfläche und der jeweils zugeordneten Trennplatte 120 zu
schaffen. Der Dichtungsring 122 kann aus einem weichen Fluor
harz bestehen.
An der Verbindungsstelle der beiden Rohrabschnitte 118 ist
eine scheibenförmige Trennplatte 120 angeordnet, die im we
sentlichen denselben Durchmesser an ihren peripheren, über
stehenden Rändern hat, wie der Außendurchmesser des Rohrab
schnitts 118 beträgt, und imstande ist, das stirnseitige Ende
des Rohrabschnitts 118 aufzunehmen. Die Trennplatten 120 kön
nen aus einem harten Fluorharz gefertigt sein.
Die Fig. 7 zeigt in der Draufsicht eine Trennplatte 120, in
der eine zentrale, kreisförmige Öffnung 124 ausgebildet ist,
welche eine Welle aufnimmt, an der die Rührelemente eines
noch zu beschreibenden Rührers gehalten sind. Die mittige Öff
nung 124 steht mit einem in der Trennplatte 120 ausgebildeten
schlitzförmigen Durchlaß 126 an dessen einem Ende in Verbin
dung, um einen Fluiddurchtritt zu ermöglichen. Der Durchlaß
126 dient auch als Öffnung, um den schrauben- oder spiralför
migen Rührer in das Innere des Gehäuses 110 einzusetzen.
Nachdem das Gehäuse 110 durch die Rohrabschnitte 118 und die
Trennplatten 120 zusammengesetzt ist, wird es an seinem obe
ren sowie unteren Ende durch eine Spannvorrichtung 132, die
eine Stange 128 sowie eine boden- und kopfseitige Mutter 130
umfaßt, zusammengespannt. Wenngleich in Fig. 6 nur eine Spann
vorrichtung gezeigt ist, so wird bevorzugterweise die aus den
Rohrabschnitten und Trennplatten bestehende Baugruppe durch
drei Spannvorrichtungen 132, die um das Gehäuse 110 herum ver
teilt sind, zusammengespannt.
Das Gehäuse 110 nimmt einen in dieses eingesetzten Rührer
134 auf, der in Fig. 8 in einer Seitenansicht angedeutet ist.
Der Rührer 134 umfaßt ein Wellenstück 136 und eine Mehrzahl
von rund um dieses herum angeordneten Rührelementen 140, von
denen jedes einen schraubenförmigen Rührflügel 138 besitzt.
Im Rührflügel 138 sind Öffnungen oder Durchlässe 138a ausge
bildet, die in der Achsrichtung des Rührflügels 138 zueinan
der versetzt sind, so daß eine Kurzschlußströmung in Richtung
der Achse des Wellenstücks 136 verhindert und die Rührwirkung
gesteigert wird.
Ein Rührelement 140 wird vorzugsweise folgendermaßen ausgebil
det. Zuerst wird eine Scheibe mit einem dem Außendurchmesser
des schraubenförmigen Rührflügels 138 entsprechenden Durchmes
ser geschaffen, die dann zu einer Ringform ausgestaltet wird,
indem eine mittige, kreisförmige Öffnung mit einem dem Innen
durchmesser einer Hülse 142, die auf oder über das Wellenstück
136 gesetzt wird, entsprechenden Durchmesser ausgebildet wird.
Anschließend werden an der Innen- und Außenkante dieser Ring
scheibe Öffnungen 138a geschaffen. Die Scheibe wird hierauf
in radialer Richtung zur mittigen Öffnung aufgeschnitten und
axial verformt, wobei die Schnittkanten in axialer Richtung
voneinander beabstandet werden. Auf diese Weise wird ein
schraubenförmig sich über 360° erstreckender Rührflügel 138
geschaffen, der dann an der Hülse 142 in geeigneter Weise,
z. B. durch Schweißen, befestigt wird. Die Rührelemente 140
können aus irgendeinem geeigneten Material, wie Kunststoff
oder Keramikmaterialien, hergestellt werden.
Die Fig. 9 zeigt den Zusammenbau des Rührers 134. Das Wellen
stück 136 weist einen an seinem unteren Ende durch eine
Schraube 146 fest angebrachten Ringbund oder -kragen 144 auf.
Auf dem Wellenstück 136 sind abwechselnd Rührelemente 140 und
Abstandsstücke 148 längs der Welle aufeinandergesetzt. Es
ist zu bemerken, daß ein Dichtungsring 150 abdichtend zwi
schen jeweils aneinandergrenzende Rührelemente 140 eingesetzt
ist. Die Abstandsstücke 148 und die Rührelemente 140 werden
dann zwischen dem Ringkragen 144 sowie einer auf ein oberes
Gewinde-Endstück 152 der Welle 136 geschraubten Mutter zusam
mengespannt. Auf diese Weise wird ein Rührer 134 mit voneinander
einen vorbestimmten Abstand aufweisenden Rührflügeln 138 ge
bildet.
Die Fig. 10 zeigt einen teilweisen Axialschnitt und eine teil
weise Ansicht der Gesamtanordnung einer Misch- und Reaktions
vorrichtung in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung, die
mit Ausnahme des Gehäuses 110 und des Rührers 134 der in Fig. 1
dargestellten Mischvorrichtung im wesentlichen entspricht,
weshalb zum Teil zu Fig. 1 gleiche Bezugszahlen für entspre
chende Elemente verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform werden zwei oder mehr verschieden
artige Fluide, die miteinander gemischt werden sollen, in
gleichartiger Weise in das Innere des Gehäuses 110 durch die
Eintrittsöffnung 114 eingeführt und durch den Strömungskanal
112 hindurch zur Austrittsöffnung 116 bewegt. Das Gehäuse 110
besitzt eine Mehrzahl von fest in diesem angeordneten Trenn
platten 120, die in Längsrichtung zueinander beabstandet sind.
Jede der Trennplatten 120 ist mit einer mittigen Öffnung 124
versehen. Wenn die Fluide durch die mittigen Öffnungen der
Trennplatten 120 treten, wird ihnen eine Turbulenz vermit
telt. Zusätzlich werden die Fluide durch den Rührer 134, der
durch den Schwingungserzeuger 30 hin- und herbewegt wird, in
Schwingungen versetzt und geschüttelt oder gerührt. Da die
Trennplatten 120 im Gehäuse 110 ortsfest gehalten sind, kön
nen die Fluide sehr wirksam durch die Relativbewegung zwi
schen dem Rührer 134 und den Trennplatten 120 durchgerührt
sowie gemischt werden.
Bei dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt das Ge
häuse 110 eine Mehrzahl von aufeinandergesetzten Rohrabschnit
ten 118 mit zwischen diesen befindlichen Trennplatten 120,
weshalb das Gehäuse 110 auf einfache Weise zusammengesetzt
und auseinandergenommen werden kann. Ferner ist das Gehäuse
110 einfach zu warten, wie es auch zu einer gewünschten Anord
nung verändert werden kann, indem lediglich die Rohrabschnit
te und Trennplatten gegen solche mit andersartigen Abmessun
gen ausgetauscht werden.
Der Rührer 134 umfaßt schraubenförmig verlaufende, bandartige
Rührflügel, wie Fig. 8 zeigt, während jede der Trennplatten
120 einen radial gerichteten, schlitzförmigen Durchlaß 126
hat, wie Fig. 6B und 7 zeigen. Insofern können die schrauben
förmigen Rührflügel 138 des Rührers 134 in das Innere des Ge
häuses 110 durch die schlitzförmigen Durchlässe 126 der Trenn
platten 120 hindurch unter Drehen des Rührers 134 eingesetzt
werden. Auf diese Weise kann der Rührer 134 korrekt im Gehäuse
110 angeordnet werden, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
Ferner kann der Rührer 134 aus einem Wellenstück 136 und einer
Mehrzahl von um dieses herum aufeinandergesetzten Rührelemen
ten 140 gefertigt werden. Bei einem Zusammenbau des Gehäuses
110 kann ein Rührer, der eine gewünschte Ausgestaltung be
sitzt, z. B. eine flache Platte mit einer darin ausgearbeite
ten Öffnung, in einen von jeweils benachbarten Trennplatten
abgegrenzten Raum eingegliedert werden.
Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der
Schwingungserzeuger als ein solcher mit einem Motor/Steuerkur
vengetriebe angegeben wurde, kann statt dessen eine andere
geeignete Einrichtung zum Einsatz kommen, beispielsweise ein
Schwingungserzeuger in Gestalt eines elektromagnetischen An
triebs oder eines Ultraschallantriebs, was von der geforder
ten Frequenz oder Amplitude abhängt.
Gemäß dem Prinzip der Erfindung können mehrere Quellen oder
Erzeuger für Schwingungen kombiniert werden, um größere oder
kleinere Oszillationen für den bewegbaren Rührflügel gleich
zeitig zu erzeugen.
Gemäß der Erfindung ist ein Rührer im Inneren eines Gehäuses,
durch das zu mischende Fluide treten, angeordnet. Der Rührer
ist mit einem Schwingungserzeuger verbunden, um ihn in seiner
axialen Richtung in oszillierende Bewegungen zu versetzen.
Die Innenwand des Gehäuses trägt einen von dieser einwärts
gerichteten ortsfesten Rührflügel. Zwischen dem Rührer und
dem ortsfesten Rührflügel wird eine Relativbewegung erzeugt.
Bei einem Fließen von Fluiden durch das Gehäuseinnere werden
diese durch ihr Anstoßen gegen den ortsfesten Rührflügel sowie
den Rührer und durch die Relativbewegung zwischen dem orts
festen Rührflügel sowie dem Rührer durchgerührt und miteinan
der vermischt.
Claims (11)
1. Mischvorrichtung, die Fluide durchrührt und miteinander
vermischt sowie umfaßt:
- - ein Gehäuse (10, 110), durch dessen Inneres Fluide fließen,
- - einen in dem Gehäuse fest angeordneten Rührflügel (26, 120), der sich von der Innenwand des Gehäuses ein wärts in dieses erstreckt,
- - einen innerhalb des Gehäuses (10, 110) bewegbar angeord neten Rührer (20, 134), der eine Welle (22, 136) sowie einen um deren Umfang herum angebrachten bewegbaren Rühr flügel (24, 138) umfaßt, und
- - einen mit der Welle (22, 136) verbundenen, diese in os zillierende Bewegungen versetzenden Schwingungserzeuger (30), der den bewegbaren Rührflügel hin- und herbewegt, während die Fluide durch das Gehäuse fließen können, so daß durch die Relativbewegung zwischen dem bewegbaren sowie ortsfesten Rührflügel die Fluide durchgerührt und miteinander vermischt werden.
2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß der ortsfeste sowie bewegbare Rührflügel (26, 24, 120,
138) als schraubenförmig verlaufende Rührflügel ausgebil
det sind.
3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der ortsfeste sowie bewegbare Rührflügel
(26, 24) doppelschraubenförmig ausgestaltet sind.
4. Mischvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im ortsfesten sowie bewegbaren Rührflügel (26, 24) je
weils eine Durchtrittsöffnung (26a, 24a) ausgebildet ist.
5. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der ortsfeste sowie bewegbare Rührflügel
(26, 24) abwechselnd und mit vorbestimmtem Abstand vonein
ander, um eine Schraubenform zu bilden, angeordnet sind.
6. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der ortsfeste Rührflügel eine Mehrzahl von einwärts
sich erstreckenden, an der Innenwand des Gehäuses (10, 110)
angeordneten plattenförmigen Elementen (26, 120) umfaßt,
die mit axialem, vorbestimmten Abstand zueinander angeord
net sind und von denen jedes eine einen Durchtritt von so
wohl Fluiden als auch des bewegbaren Rührflügels (24, 138) er
möglichende Öffnung hat.
7. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der bewegbare Rührflügel plattenförmige Elemente um
faßt, die mit axialem, vorbestimmten Abstand zueinander
an der Welle angeordnet sind und sich von dieser aus radial
erstrecken.
8. Mischvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenförmigen Elemente des ortsfesten sowie be
wegbaren Rührflügels in axialer Richtung abwechselnd ange
ordnet sind.
9. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der bewegbare Rührflügel (138) schraubenförmig ver
läuft und die Öffnung in jedem plattenförmigen Element
(120) des ortsfesten Rührflügels einen zentralen Durch
tritt (124), der einen Durchgang der Welle (136) des Rührers
(134) zuläßt, sowie einen schlitzförmigen Durchlaß (126),
der einen Durchgang des bewegbaren Rührflügels (138) zu
läßt, umfaßt.
10. Mischvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rührer (134) eine Mehrzahl von in axialer Richtung
aufeinandergesetzten und miteinander verbundenen Rührele
menten (140) umfaßt, von denen jedes ein Wellenstück (136)
und einen bewegbaren Rührflügel (138) enthält.
11. Mischvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (110) aus einer Mehrzahl von in axialer
Richtung aufeinandergesetzten Zylindern (118) sowie zwi
schen jeweils benachbarte Zylinder eingefügten plattenför
migen Bauteilen (120) besteht.
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