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EP2335817A2 - Static mixer - Google Patents

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Info

Publication number
EP2335817A2
EP2335817A2 EP10191685A EP10191685A EP2335817A2 EP 2335817 A2 EP2335817 A2 EP 2335817A2 EP 10191685 A EP10191685 A EP 10191685A EP 10191685 A EP10191685 A EP 10191685A EP 2335817 A2 EP2335817 A2 EP 2335817A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
static mixer
mixer according
base plate
main direction
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10191685A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2335817A3 (en
Inventor
Andreas Schell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2335817A2 publication Critical patent/EP2335817A2/en
Publication of EP2335817A3 publication Critical patent/EP2335817A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B01F25/4321—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 the subflows consisting of at least two flat layers which are recombined, e.g. using means having restriction or expansion zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/47—Mixing liquids with liquids; Emulsifying involving high-viscosity liquids, e.g. asphalt

Definitions

  • the invention relates to a static mixer according to the preamble of claim 1.
  • EP 0 749 776 A1 describes a static mixer with a plurality of successively arranged, each identical elements, on each of which an entrance-side divider and an exit-side divider is formed. By means of the separating webs a symmetrical division and guidance of a medium flow in two or more partial flows is made possible.
  • a variation of the average residence time of an amount of substance in the mixer which has hitherto not been considered as a criterion, was used in order to achieve the highest possible tolerance to disturbances, in particular by pumping effects on a reactant side. Due to the different path lengths, a mixer according to the invention makes possible a particularly clear backmixing and, as a result, a high bandwidth or scattering of the average residence time in the mixer.
  • the shared media stream is offered at least two geometrically different lengths to a reunification or merge. This can also be considered as a temporal offset of the substreams prior to the merge.
  • a preferred embodiment of the invention in this case lacks a separating web, which is customary in the prior art and extends over the entire width of the channel, for dividing the media flow the entire cross section.
  • a congruence rotational or mirror symmetry
  • the mean path lengths differ by at least about 10%, more preferably by at least about 20%. As a result, a particularly good backmixing is achieved.
  • the mixing member has a base plate, wherein the base plate has at least one opening.
  • a deflection element is preferably arranged which has a wall section which extends predominantly transversely to the main direction. In this way, a division of the partial flows take place in that a first part of the accumulated on the deflecting medium flow diverges through the opening in the base plate and another part escapes around the deflecting member.
  • the deflecting element also has a predominantly parallel Having to the main direction extending wall portion.
  • the wall section which is predominantly parallel to the main direction, at least partially overlaps the opening, so that the wall section protrudes next to the opening and has a particularly effective effect on the splitting and deflection of the media flow.
  • a respective deflection member extends only on one of two opposite sides of the base plate.
  • the base plate has a left and a right half transverse to the main direction, wherein the at least one opening is located substantially on only one of the halves.
  • two openings in the main direction are particularly preferably arranged on the same half of the base plate directly one behind the other.
  • a first deflection structure is arranged immediately after the first of the two openings and extends on one of two opposite sides of the base plate, wherein a second deflection structure is arranged immediately after the second of the two openings and extends on the other of the two opposite sides.
  • the channel may have a substantially rectangular, in particular square, cross section or also a substantially round, in particular circular, cross section.
  • the mixing member is formed as a unitary component of material, in particular casting.
  • the material of the mixing member and / or channel may be plastic or metal, e.g. Be aluminum.
  • the static mixer has a total of only one integral mixing member.
  • several of the mixing elements may also be arranged one behind the other in order to further improve the mixture.
  • the mixing member by means of a single-opening mold, in particular plastic injection mold, can be produced.
  • the in Fig. 1 shown static mixer is presently designed as a hand-held disposable mixer from the field of construction chemistry. But it can also be a reusable type with other application area.
  • a in cross-section (see Fig. 3 ) rectangular channel 1 extends in a main direction X and surrounds a mixer volume, which is located between a feed region 2 and an outlet region 3 for a conveyed through the channel 1 media stream.
  • a mixing member 4 is arranged, which is circumferentially from the inner wall of the channel 1.
  • the mixer member 4 has a base plate 5 extending in the longitudinal direction X and a transverse direction Y, in which a plurality of openings 6 are arranged. Through the openings 6, the medium can pass from one side of the base plate to the opposite side of the base plate.
  • the base plate has a left half 5a and a right half 5b transversely to a central axis extending in the main direction X of the base plate 5.
  • Each of the openings 6 is arranged only on one of the halves 5a, 5b. In the transverse direction Y is located next to one of the openings 6 each have no opening.
  • the openings in the present case have a square, uniform in all directions expansion.
  • two of the openings 6 are arranged directly behind one another in the main direction.
  • a deflection structure 7 Starting from each of the openings 6 extends a deflection structure 7, starting from the base plate 5 perpendicular to this and only on one of the two sides of the base plate.
  • Each of the deflection structures 7 assigned to an opening 6 comprises a transversely extending wall section 7a immediately downstream of the opening 6.
  • the deflection structure has a wall section 7b running parallel to the main direction on the central axis of the base plate, projecting in the transverse direction Y at least partially covered with the opening 6.
  • the media flow is blocked by a deflecting 7.
  • a first partial flow deviates by the opening assigned to the deflection member 7 on the other side of the base plate 5.
  • the remaining part of the flow circulates the wall portion 7b parallel to the main direction and deviates from the other half of the same side of the base plate 5, being returned to the original half after the deflection structure 7.
  • Fig. 2 shows, by way of example, two paths W1, W2 of a media flow, which first flows through a first of two directly successive orifices 6 prior to its division, wherein it deviates from a deflecting structure located behind the opening 6.
  • the upper side of the base plate then takes place as described above, the division into two partial streams.
  • the opening 6 and its deflection structure 7 therefore together form a structure dividing the medium flow.
  • the first partial flow W1 circumscribes the deflection structure 7 extending on the upper side.
  • the second partial flow W2 passes through the immediately following opening 6 again through the base plate on its underside.
  • the partial flows are at least partially recombined at an opening 6. Obviously, the partial flows have different lengths W1, W2 behind him.
  • the openings and deflecting structures are dimensioned so that the division into two partial flows takes place at least approximately uniformly. A certain imbalance in the pitch may be desired due to the different path lengths.
  • Fig. 3 shows a schematic cross section through the channel 1, which has a square shape. It can be seen that the static mixer of this embodiment is divided in cross section into four sectors, which result from the separation into an upper and lower side and a left and a right half of the base plate 5.
  • Fig. 4 shows a modification of the example Fig. 1 to Fig. 3 in which the channel has a circular cross-section.
  • the channel 1 may also have a different cross-sectional shape.
  • the deflecting structures are flush with the channel wall to prevent escape of the medium along the channel wall.
  • the base plate 5 need not form an accurate plane as shown in the examples, but may also be slightly curved, coiled or the like.
  • the invention is not limited to the precise shapes of the elements according to the preceding embodiments.
  • the walls 7a, 7b of the deflection structures do not have to run straight and / or stand at right angles to one another. Even a flowing, curved shape or other angles are possible.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

The mixer has a mixing element (4) arranged within a channel (1) and comprising dividing structures for dividing media stream conveyed through the channel into two substreams. The two substreams are combined and exhibit different average paths from one of the dividing structures to a point in the channel, where the average path lengths differ by approximately 10 percent. The mixing element comprises a base plate and is formed as single-piece in a plastic injection mold. The channel exhibits rectangular, square, round or circular cross-section. An independent claim is also included for a method for mixing a media stream.

Description

Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a static mixer according to the preamble of claim 1.

EP 0 749 776 A1 beschreibt einen statischen Mischer mit einer Vielzahl von hintereinander angeordneten, jeweils baugleichen Elementen, an denen jeweils ein eintrittsseitiger Trennsteg und ein austrittsseitiger Trennsteg ausgebildet ist. Mittels der Trennstege ist eine symmetrische Aufteilung und Führung eines Medienstroms in zwei oder mehreren Teilströmen ermöglicht. EP 0 749 776 A1 describes a static mixer with a plurality of successively arranged, each identical elements, on each of which an entrance-side divider and an exit-side divider is formed. By means of the separating webs a symmetrical division and guidance of a medium flow in two or more partial flows is made possible.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen statischen Mischer anzugeben, der eine gute Toleranz gegenüber Störungen in der Zuführung eines Medienstroms aufweist.It is the object of the invention to provide a static mixer having a good tolerance to disturbances in the supply of a media stream.

Diese Aufgabe wird für einen eingangs genannten, statischen Mischer erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die unterschiedlichen Weglängen der beiden Teilströme ist eine Rückvermischung unterstützt, durch die ein besserer Ausgleich von Dosierfehlern bzw. in einem Zulaufbereich des Mischers verursachte Störungen von Stoffmengen besonders gut ausgeglichen werden. Herkömmliche statische Mischer haben insbesondere bei mobilen Anwendungen, zum Beispiel im Bereich der Bauchemie, ein geringes Reaktionsvolumen und daher eine kurze Kontaktzeit. Störungen der Stoffmengen im Zulaufbereich werden daher über die kurze aktive Mischstrecke kaum ausgeglichen. Zum Beispiel bei handgeführten Auspressgeräten werden die Stoffmassen oft diskontinuierlich dosiert und in kurzen Hüben von oft wenigen Millilitern Volumen gefördert, die meist ein geringeres Volumen als ein Eigenvolumen des Mischers haben. Je nach Elastizität des gesamten Ausbringsystems kommt es teilweise zu erheblichen Schwankungen im Mischverhältnis der Komponenten vor dem Mischer. Ein herkömmlicher statischer Mischer gleicht diese Schwankungen nur in geringem Maße aus.This object is achieved for an aforementioned static mixer according to the invention with the characterizing features of claim 1. Due to the different path lengths of the two partial flows backmixing is supported by the better compensation of metering errors or in an inlet region of the mixer caused disturbances of substance quantities are particularly well balanced. Conventional static mixers have a low reaction volume and therefore a short contact time, especially in mobile applications, for example in the field of construction chemicals. Disturbances of the quantities in the inlet area are therefore hardly compensated by the short active mixing section. For example, in hand-held Auspressgeräten the masses are often discontinuously dosed and promoted in short strokes of often a few milliliters volume, which usually have a smaller volume than a volume of the mixer itself. Depending on the elasticity of the entire delivery system, there are sometimes considerable fluctuations in the mixing ratio of the components before the mixer. A conventional static mixer compensates for these fluctuations only to a small extent.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde eine bisher nicht als Kriterium betrachtete Streuung der mittleren Verweilzeit einer Stoffmenge im Mischer herangezogen, um eine möglichst hohe Toleranz gegen Störungen, insbesondere durch Pumpeffekte auf einer Eduktseite, zu erzielen. Ein erfindungsgemäßer Mischer ermöglicht durch die verschiedenen Weglängen eine besonders deutliche Rückvermischung und hierdurch eine hohe Bandbreite bzw. Streuung der mittleren Verweilzeit im Mischer. Dem geteilten Medienstrom werden mindestens zwei geometrisch unterschiedlich lange Wege bis zu einer erneuten Vereinigung bzw. Zusammenführung angeboten. Dies kann auch als ein zeitlicher Versatz der Teilströme vor der Zusammenführung betrachtet werden.In the context of the present invention, a variation of the average residence time of an amount of substance in the mixer, which has hitherto not been considered as a criterion, was used in order to achieve the highest possible tolerance to disturbances, in particular by pumping effects on a reactant side. Due to the different path lengths, a mixer according to the invention makes possible a particularly clear backmixing and, as a result, a high bandwidth or scattering of the average residence time in the mixer. The shared media stream is offered at least two geometrically different lengths to a reunification or merge. This can also be considered as a temporal offset of the substreams prior to the merge.

Insbesondere fehlt einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dabei ein aus dem Stand der Technik üblicher, über die gesamte Breite des Kanals verlaufender Trennsteg zur Teilung des Medienstroms über den gesamten Querschnitt. Eine für fast alle statischen Mischer typische Deckungsgleichheit (Rotations- oder Spiegelsymmetrie) der Wege von der Aufteilung bis zur Zusammenführung wird vermieden.In particular, a preferred embodiment of the invention in this case lacks a separating web, which is customary in the prior art and extends over the entire width of the channel, for dividing the media flow the entire cross section. A congruence (rotational or mirror symmetry) typical of almost all static mixers of the paths from the division to the merger is avoided.

Ein erfindungsgemäßer statischer Mischer ist nicht ausschließlich unter den vorgenannten Kriterien optimiert, sondern erfüllt je nach Bedarf auch weitere übliche Anforderungen wie etwa

  • eine gute Mikrovermischung durch eine ausreichende Zahl von Strukturen zur Aufteilung und/oder Umlenkung,
  • einen ausreichend niedrigen hydrodynamischen Gesamtwiderstand,
  • ein ausreichend niedriges, durch den Mischer umschlossenes Volumen, insbesondere im Fall von Einwegmischern,
  • eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit.
A static mixer according to the invention is not exclusively optimized under the abovementioned criteria, but also fulfills further customary requirements, as required, for example
  • a good micro-mixing by a sufficient number of structures for the division and / or deflection,
  • a sufficiently low hydrodynamic total resistance,
  • a sufficiently low volume enclosed by the mixer, especially in the case of disposable mixers,
  • a simple and inexpensive manufacturability.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterscheiden sich die mittleren Weglängen um zumindest etwa 10%, besonders bevorzugt um zumindest etwa 20%. Hierdurch wird eine besonders gute Rückvermischung erzielt.In a preferred embodiment of the invention, the mean path lengths differ by at least about 10%, more preferably by at least about 20%. As a result, a particularly good backmixing is achieved.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform hat das Mischglied eine Grundplatte, wobei die Grundplatte zumindest eine Öffnung aufweist. Bevorzugt ist dabei stromabwärts der Öffnung ein Umlenkglied angeordnet, das einen sich überwiegend quer zu der Hauptrichtung erstreckenden Wandabschnitt aufweist. Hierdurch kann eine Aufteilung der Teilströme erfolgen, indem ein erster Teil des an dem Umlenkglied aufgestauten Medienstroms durch die Öffnung in der Grundplatte hindurch ausweicht und ein anderer Teil um das Umlenkglied herum entweicht.In a structurally particularly simple embodiment, the mixing member has a base plate, wherein the base plate has at least one opening. In this case, downstream of the opening, a deflection element is preferably arranged which has a wall section which extends predominantly transversely to the main direction. In this way, a division of the partial flows take place in that a first part of the accumulated on the deflecting medium flow diverges through the opening in the base plate and another part escapes around the deflecting member.

Dies wird in besonders bevorzugter Detailgestaltung noch dadurch unterstützt, dass das Umlenkglied zudem einen sich überwiegend parallel zu der Hauptrichtung erstreckenden Wandabschnitt aufweist. Bevorzugt überdeckt sich der zur Hauptrichtung überwiegend parallele Wandabschnitt zumindest teilweise mit der Öffnung, so dass der Wandabschnitt neben der Öffnung aufragt und eine besonders effektive Wirkung auf die Aufspaltung und Umlenkung des Medienstroms hat.In a particularly preferred detailed design, this is further assisted by the fact that the deflecting element also has a predominantly parallel Having to the main direction extending wall portion. Preferably, the wall section, which is predominantly parallel to the main direction, at least partially overlaps the opening, so that the wall section protrudes next to the opening and has a particularly effective effect on the splitting and deflection of the media flow.

Bei einer einfach herstellbaren und effektiven Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein jeweiliges Umlenkglied sich nur auf einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte erstreckt. Hierdurch ist eine Abzweigung eines Teilmedienstroms mittels Durchtritt durch die Grundplatte auf einfache Weise ermöglicht.In an easily manufactured and effective embodiment, it is provided that a respective deflection member extends only on one of two opposite sides of the base plate. As a result, a branching of a partial medium flow by means of passage through the base plate is made possible in a simple manner.

Weiterhin kann allgemein vorgesehen sein, dass die Grundplatte eine linke und eine rechte Hälfte quer zu der Hauptrichtung aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung sich im Wesentlichen auf nur einer der Hälften befindet. Besonders bevorzugt sind dabei jeweils zwei Öffnungen in der Hauptrichtung auf derselben Hälfte der Grundplatte unmittelbar hintereinander angeordnet. Zur Verbesserung einer Aufteilung in jeweils zwei Medienströme unterschiedlicher Weglängen ist dabei eine erste Umlenkstruktur unmittelbar nach der ersten der zwei Öffnungen angeordnet und erstreckt sich auf einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte, wobei eine zweite Umlenkstruktur unmittelbar nach der zweiten der zwei Öffnungen angeordnet ist und sich auf der jeweils anderen der beiden gegenüberliegenden Seiten erstreckt.Furthermore, it can generally be provided that the base plate has a left and a right half transverse to the main direction, wherein the at least one opening is located substantially on only one of the halves. In each case, two openings in the main direction are particularly preferably arranged on the same half of the base plate directly one behind the other. To improve a division into two media streams of different path lengths, a first deflection structure is arranged immediately after the first of the two openings and extends on one of two opposite sides of the base plate, wherein a second deflection structure is arranged immediately after the second of the two openings and extends on the other of the two opposite sides.

Je nach Anforderungen kann der Kanal einen im Wesentlichen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufweisen oder auch einen im Wesentlichen runden, insbesondere kreisförmigen Querschnitt.Depending on requirements, the channel may have a substantially rectangular, in particular square, cross section or also a substantially round, in particular circular, cross section.

Allgemein vorteilhaft ist das Mischglied als materialeinheitlich einstückiges Bauteil, insbesondere Gussteil, ausgebildet. Das Material des Mischglieds und/oder Kanals kann Kunststoff oder Metall, z.B. Aluminium sein. Unter materialeinheitlich einstückig kann dabei verstanden werden, dass der statische Mischer insgesamt nur ein einstückiges Mischglied aufweist. Es können in alternativer Ausgestaltung aber auch mehrere der Mischglieder hintereinander angeordnet sein, um die Mischung weiter zu verbessern.Generally advantageous, the mixing member is formed as a unitary component of material, in particular casting. The material of the mixing member and / or channel may be plastic or metal, e.g. Be aluminum. Under the same material unit can be understood that the static mixer has a total of only one integral mixing member. In an alternative embodiment, however, several of the mixing elements may also be arranged one behind the other in order to further improve the mixture.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Mischglied mittels einer einfach öffnenden Gussform, insbesondere Kunststoff-Spritzgussform, herstellbar.In an advantageous embodiment, the mixing member by means of a single-opening mold, in particular plastic injection mold, can be produced.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages and features of the invention will become apparent from the embodiments described below and from the dependent claims.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1
zeigt eine Schnittansicht in einer Längsebene durch einen erfindungsgemäßen statischen Mischer.
Fig. 2
zeigt eine räumliche Ansicht eines Mischglieds des Mischers aus Fig. 1.
Fig. 3
zeigt einen Querschnitt durch den Mischer aus Fig. 1.
Fig. 4
zeigt einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1
shows a sectional view in a longitudinal plane through a static mixer according to the invention.
Fig. 2
shows a three-dimensional view of a mixer of the mixer Fig. 1 ,
Fig. 3
shows a cross section through the mixer Fig. 1 ,
Fig. 4
shows a cross section through a second embodiment of the invention.

Der in Fig. 1 gezeigte statische Mischer ist vorliegend als handgeführter Einweg-Mischer aus dem Bereich der Bauchemie ausgebildet. Es kann sich aber auch um eine wieder verwendbare Bauart mit anderem Einsatzbereich handeln.The in Fig. 1 shown static mixer is presently designed as a hand-held disposable mixer from the field of construction chemistry. But it can also be a reusable type with other application area.

Ein im Querschnitt (siehe Fig. 3) rechteckiger Kanal 1 erstreckt sich in einer Hauptrichtung X und umfängt ein Mischervolumen, das sich zwischen einem Zuführbereich 2 und einem Austrittsbereich 3 für einen durch den Kanal 1 geförderten Medienstrom befindet.A in cross-section (see Fig. 3 ) rectangular channel 1 extends in a main direction X and surrounds a mixer volume, which is located between a feed region 2 and an outlet region 3 for a conveyed through the channel 1 media stream.

In dem Mischervolumen ist ein Mischglied 4 angeordnet, dass von dem Innenwand des Kanals 1 abschließend umfang wird. das Mischerglied 4 hat eine sich in der Längsrichtung X und einer Querrichtung Y erstreckende Grundplatte 5, in der eine Mehrzahl von Öffnungen 6 angeordnet ist. Durch die Öffnungen 6 kann das Medium von einer Seite der Grundplatte auf die gegenüberliegende Seite der Grundplatte hindurch treten.In the mixer volume, a mixing member 4 is arranged, which is circumferentially from the inner wall of the channel 1. the mixer member 4 has a base plate 5 extending in the longitudinal direction X and a transverse direction Y, in which a plurality of openings 6 are arranged. Through the openings 6, the medium can pass from one side of the base plate to the opposite side of the base plate.

Die Grundplatte hat eine linke Hälfte 5a und eine rechte Hälfte 5b quer zu einer in der Hauptrichtung X verlaufenden Mittelachse der Grundplatte 5. Jede der Öffnungen 6 ist dabei nur auf jeweils einer der Hälften 5a, 5b angeordnet. In Querrichtung Y befindet sich neben einer der Öffnungen 6 jeweils keine Öffnung.The base plate has a left half 5a and a right half 5b transversely to a central axis extending in the main direction X of the base plate 5. Each of the openings 6 is arranged only on one of the halves 5a, 5b. In the transverse direction Y is located next to one of the openings 6 each have no opening.

Die Öffnungen haben vorliegend einen quadratische, in allen Richtungen gleichmäßige Ausdehnung. Jeweils zwei der Öffnungen 6 sind in der Hauptrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet.The openings in the present case have a square, uniform in all directions expansion. In each case two of the openings 6 are arranged directly behind one another in the main direction.

Von jeder der Öffnungen 6 erstreckt sich eine Umlenkstruktur 7 ausgehend von der Grundplatte 5 senkrecht zu dieser und nur auf einer der beiden Seiten der Grundplatte.From each of the openings 6 extends a deflection structure 7, starting from the base plate 5 perpendicular to this and only on one of the two sides of the base plate.

Die Umlenkstrukturen 7 von zwei unmittelbar auf derselben Grundplattenhälfte 5a, 5b aufeinander folgenden Öffnungen 6 erstrecken sich auf jeweils entgegen gesetzten Seite der Grundplatte.The deflecting structures 7 of two openings 6, which follow one another directly on the same base plate half 5a, 5b, extend on respectively opposite sides of the base plate.

Jede der einer Öffnung 6 zugeordneten Umlenkstrukturen 7 umfasst einen in Querrichtung erstreckten Wandabschnitt 7a unmittelbar stromabwärts der Öffnung 6. Zudem hat die Umlenkstruktur einen in der auf der Mittelachse der grundplatte parallel zu der Hauptrichtung verlaufenden Wandabschnitt 7b, der sich in Projektion in der Querrichtung Y zumindest teilweise mit der Öffnung 6 überdeckt.Each of the deflection structures 7 assigned to an opening 6 comprises a transversely extending wall section 7a immediately downstream of the opening 6. In addition, the deflection structure has a wall section 7b running parallel to the main direction on the central axis of the base plate, projecting in the transverse direction Y at least partially covered with the opening 6.

Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:

  • Ein Strom eines pastösen oder zähflüssigen Mediums wird durch entsprechenden Druck von dem Zuführbereich 2 durch den Kanal 1 zu dem Ausströmbereich 3 gefördert. Insbesondere kann das Medium dabei zunächst zwei oder mehrere Stränge verschiedener Substanzen aufweisen, die in dem Kanal miteinander zu mischen sind.
The invention now works as follows:
  • A stream of a pasty or viscous medium is conveyed by appropriate pressure from the feed region 2 through the channel 1 to the outflow region 3. In particular, the medium may initially comprise two or more strands of different substances which are to be mixed together in the channel.

Auf einer Hälften 5a, 5b wird der Medienstrom durch ein Umlenkglied 7 gestaut. Ein erster Teilstrom weicht dabei durch die dem Umlenkglied 7 zugeordnete Öffnung auf die andere Seite der Grundplatte 5 aus. Der übrige Teilstrom umläuft den zur Hauptrichtung parallelen Wandabschnitt 7b und weicht auf die andere Hälfte derselben Seite der Grundplatte 5 aus, wobei er nach der Umlenkstruktur 7 wieder auf die ursprüngliche Hälfte zurückgeführt wird.On a half 5a, 5b, the media flow is blocked by a deflecting 7. A first partial flow deviates by the opening assigned to the deflection member 7 on the other side of the base plate 5. The remaining part of the flow circulates the wall portion 7b parallel to the main direction and deviates from the other half of the same side of the base plate 5, being returned to the original half after the deflection structure 7.

Fig. 2 zeigt beispielhaft zwei Wege W1, W2 eines Medienstroms, der zunächst vor seiner Aufteilung durch eine erste von zwei unmittelbar hintereinander liegenden Öffnung 6 strömt, wobei er einer hinter der Öffnung 6 liegenden Umlenkstruktur ausweicht. Auf der anderen, in Fig. 2 oberen Seite der Grundplatte erfolgt dann wie vorstehend beschrieben die Aufteilung in zwei Teilströme. Die Öffnung 6 und ihre Umlenkstruktur 7 bilden daher zusammen eine den Medienstrom aufteilende Struktur aus. Fig. 2 shows, by way of example, two paths W1, W2 of a media flow, which first flows through a first of two directly successive orifices 6 prior to its division, wherein it deviates from a deflecting structure located behind the opening 6. On the other, in Fig. 2 The upper side of the base plate then takes place as described above, the division into two partial streams. The opening 6 and its deflection structure 7 therefore together form a structure dividing the medium flow.

Der erste Teilstrom W1 umläuft die sich auf der oberen Seite erstreckende Umlenkstruktur 7. Der zweite Teilstrom W2 tritt durch die unmittelbar folgende Öffnung 6 wieder durch die Grundplatte auf deren Unterseite hindurch.The first partial flow W1 circumscribes the deflection structure 7 extending on the upper side. The second partial flow W2 passes through the immediately following opening 6 again through the base plate on its underside.

Im weiteren, nicht eingezeichneten Verlauf werden die Teilströme an einer Öffnung 6 zumindest teilweise wieder zusammengeführt. Offensichtlich haben die Teilströme dabei unterschiedlich lange Wege W1, W2 hinter sich gebracht.In a further course, not shown, the partial flows are at least partially recombined at an opening 6. Obviously, the partial flows have different lengths W1, W2 behind him.

Die Öffnungen und Umlenkstrukturen sind so dimensioniert, dass die Aufteilung in zwei Teilströme zumindest annähernd gleichmäßig erfolgt. Ein gewisses Ungleichgewicht bei der Teilung kann aufgrund der verschiedenen Weglängen gewünscht sein.The openings and deflecting structures are dimensioned so that the division into two partial flows takes place at least approximately uniformly. A certain imbalance in the pitch may be desired due to the different path lengths.

Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Kanal 1, der eine quadratische Form hat. Es ist erkennbar, dass der statische Mischer dieses Ausführungsbeispiels im Querschnitt in vier Sektoren aufgeteilt ist, die sich durch die Trennung in eine obere und untere Seite sowie eine linke und eine rechte Hälfte der Grundplatte 5 ergeben. Fig. 3 shows a schematic cross section through the channel 1, which has a square shape. It can be seen that the static mixer of this embodiment is divided in cross section into four sectors, which result from the separation into an upper and lower side and a left and a right half of the base plate 5.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Beispiels aus Fig. 1 bis Fig. 3, bei der der Kanal einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Der Kanal 1 kann auch eine andere Querschnittsform haben. In jedem Fall schließen die Umlenkstrukturen bündig an die Kanalwand an, um ein Ausweichen des Mediums entlang der Kanalwand zu vermeiden. Fig. 4 shows a modification of the example Fig. 1 to Fig. 3 in which the channel has a circular cross-section. The channel 1 may also have a different cross-sectional shape. In any case, the deflecting structures are flush with the channel wall to prevent escape of the medium along the channel wall.

Die Grundplatte 5 muss nicht, wie in den Beispielen gezeigt, eine genaue Ebene ausbilden, sondern kann auch leicht gebogen, gewendelt oder ähnlich verlaufen.The base plate 5 need not form an accurate plane as shown in the examples, but may also be slightly curved, coiled or the like.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die genauen Formgebungen der Elemente gemäß der vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Insbesondere müssen die Wände 7a, 7b der Umlenkstrukturen nicht gerade verlaufen und/oder rechtwinklig aufeinander stehen. Auch eine fließende, gebogene Formgebung oder andere Winkel sind möglich.It is understood that the invention is not limited to the precise shapes of the elements according to the preceding embodiments. In particular, the walls 7a, 7b of the deflection structures do not have to run straight and / or stand at right angles to one another. Even a flowing, curved shape or other angles are possible.

Claims (14)

Statischer Mischer, umfassend
einen sich in einer Hauptrichtung (X) erstreckenden Kanal (1) mit zumindest einem darin angeordneten Mischglied (4),
wobei das Mischglied (4) Strukturen (6, 7) zur Aufteilung, Umlenkung und/oder Zusammenführung eines durch den Kanal (1) geförderten Medienstroms umfasst,
wobei zumindest eine aufteilende Struktur (6, 7) den Medienstrom in zumindest einen ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom aufteilt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Teilstrom und der zweite Teilstrom von der aufteilenden Struktur (6, 7) bis zu einer Zusammenführung verschiedene mittlere Weglängen aufweisen.Static mixer, comprising
a channel (1) extending in a main direction (X) with at least one mixing member (4) arranged therein,
wherein the mixing member (4) comprises structures (6, 7) for dividing, deflecting and / or merging a medium flow conveyed through the channel (1),
wherein at least one dividing structure (6, 7) divides the medium flow into at least a first partial flow and a second partial flow,
characterized,
in that the first partial flow and the second partial flow from the dividing structure (6, 7) to a junction have different mean path lengths. Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren Weglängen sich um zumindest etwa 10%, insbesondere um zumindest etwa 20% unterscheiden.Static mixer according to claim 1, characterized in that the mean path lengths differ by at least about 10%, in particular by at least about 20%. Statischer Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischglied (4) eine Grundplatte (5) umfasst, wobei die Grundplatte zumindest eine Öffnung (6) aufweist, wobei die Grundplatte insbesondere im Wesentlichen eben ausgebildet und/oder im Wesentlichen parallel zu der Hauptrichtung (X) ausgerichtet ist.Static mixer according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing member (4) comprises a base plate (5), wherein the base plate has at least one opening (6), wherein the base plate in particular substantially just trained and / or aligned substantially parallel to the main direction (X). Statischer Mischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Öffnung (6) ein Umlenkglied (7) angeordnet ist, das einen sich überwiegend quer zu der Hauptrichtung (X) erstreckenden Wandabschnitt (7a) aufweist.Static mixer according to claim 3, characterized in that downstream of the opening (6) a deflecting member (7) is arranged, which has a predominantly transverse to the main direction (X) extending wall portion (7a). Statischer Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkglied (7) zudem einen sich überwiegend parallel zu der Hauptrichtung erstreckenden Wandabschnitt (7b) aufweist.Static mixer according to claim 4, characterized in that the deflecting member (7) also has a predominantly parallel to the main direction extending wall portion (7b). Statischer Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Hauptrichtung überwiegend parallele Wandabschnitt (7b) sich zumindest teilweise mit der Öffnung (6) überdeckt.Static mixer according to Claim 5, characterized in that the wall section (7b) which is predominantly parallel to the main direction overlaps at least partially with the opening (6). Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Umlenkglied sich nur auf einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte (5) erstreckt.Static mixer according to one of claims 4 to 6, characterized in that a respective deflecting member extends only on one of two opposite sides of the base plate (5). Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (5) eine linke und eine rechte Hälfte (5a, 5b) quer zu der Hauptrichtung (X) aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung (6) sich im Wesentlichen auf nur einer der Hälften (5a, 5b) befindet.Static mixer according to one of claims 3 to 7, characterized in that the base plate (5) has a left and a right half (5a, 5b) transversely to the main direction (X), wherein the at least one opening (6) is substantially on only one of the halves (5a, 5b). Statischer Mischer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Öffnungen (6) in der Hauptrichtung (X) auf derselben Hälfte (5a, 5b) der Grundplatte (5) hintereinander, insbesondere unmittelbar hintereinander, angeordnet sind.Static mixer according to claim 8, characterized in that in each case two openings (6) in the main direction (X) on the same half (5a, 5b) of the base plate (5) behind one another, in particular directly one behind the other, are arranged. Statischer Mischer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Umlenkstruktur (7) unmittelbar nach der ersten der zwei Öffnungen (6) angeordnet ist und sich auf einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte erstreckt, wobei eine zweite Umlenkstruktur (7) unmittelbar nach der zweiten der zwei Öffnungen (6) angeordnet ist und sich auf der jeweils anderen der beiden gegenüberliegenden Seiten erstreckt.Static mixer according to claim 9, characterized in that a first deflecting structure (7) is arranged immediately after the first of the two openings (6) and extends on one of two opposite sides of the base plate, a second deflecting structure (7) immediately after second of the two openings (6) is arranged and extends on the respective other of the two opposite sides. Statischer Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (1) einen im Wesentlichen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufweist.Static mixer according to one of the preceding claims, characterized in that the channel (1) has a substantially rectangular, in particular square cross-section. Statischer Mixer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (1) einen im Wesentlichen runden, insbesondere kreisförmigen Querschnitt aufweist.Static mixer according to one of claims 1 to 10, characterized in that the channel (1) has a substantially round, in particular circular cross-section. Statischer Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischglied (4) als materialeinheitlich einstückiges Bauteil, insbesondere Gussteil, ausgebildet ist.Static mixer according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing member (4) is formed as a unitary component of material, in particular casting. Statischer Mischer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischglied (4) mittels einer einfach öffnenden Gussform, insbesondere Kunststoff-Spritzgussform, herstellbar ist.Static mixer according to claim 13, characterized in that the mixing member (4) by means of a single-opening mold, in particular plastic injection mold, can be produced.
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