CH615839A5

CH615839A5 - Static mixer

Info

Publication number: CH615839A5
Application number: CH856876A
Authority: CH
Inventors: Roland Goerz; Helmut Jakubowski
Original assignee: Warnke Umformtech Veb K
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1976-07-05
Publication date: 1980-02-29
Also published as: DD122649A1; FR2323437A1; SU784900A1; FR2323437B1; DE2629293A1

Description

Die Erfindung betrifft einen statischen Mischer zum Mischen von hochviskosem flüssigem oder geschmolzenem Material nach der erstgenannten Art, bestehend aus einem Hüllrohr von gleichförmigem Querschnitt, in dessen Längsrichtung eine Anzahl von feststehenden Mischelementen angeordnet sind. Es ist ein statischer Mischer, bestehend aus mehreren ineinandergreifenden Mischelementen bekannt, bei dem jedes Mischelement 120° Einkerbungen am Ein- und Austritt besitzt, die zueinander um 90° versetzt sind. Die Einkerbungen bilden Tetraederräume, die durch Bohrungen miteinander verbunden sind. Die Bohrungen am Eintritt in das Mischelement sind dabei auf einer waagrecht verlaufenden Linie angeordnet, während sie austrittseitig auf einer senkrecht verlaufenden Linie angeordnet sind bzw. umgekehrt. The invention relates to a static mixer for mixing highly viscous liquid or molten material according to the first-mentioned type, consisting of a cladding tube of uniform cross section, in the longitudinal direction of which a number of fixed mixing elements are arranged. A static mixer is known, consisting of several intermeshing mixing elements, in which each mixing element has 120 ° notches at the inlet and outlet, which are offset by 90 ° to one another. The indentations form tetrahedron spaces that are connected to one another by bores. The bores at the inlet into the mixing element are arranged on a horizontal line, while on the outlet side they are arranged on a vertical line or vice versa.

Jeder Mischer besteht aus mehreren Mischelementen, die durch entsprechende Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. Each mixer consists of several mixing elements that are connected to each other by appropriate fasteners.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass durch die Anordnung der Mischelemente im Strömungskanal erhebliche Druckverluste gegenüber einem äquivalenten leeren Rohr auftreten. The disadvantage of this solution is that the arrangement of the mixing elements in the flow channel results in considerable pressure losses compared to an equivalent empty pipe.

Ferner ist zur Erlangung eines ausreichenden Vermischungsgrades eine bestimmte Mindestschergeschwindigkeit innerhalb des Mischgutes notwendig, um die im Mischgut vorherrschenden üblichen Viskositätsunterschiede überwinden zu können. Durch diese Vorrichtung wird die Mindestschergeschwindigkeit im Mischgut nicht erreicht, wodurch ein Viskositätsausgleich nicht erfolgt und der Vermischungsgrad gering ist. Des weiteren tritt bei dieser Lösung nur eine minimale Quervermischung auf, wodurch der Wärmeübergang innerhalb des Mischgutes gering ist. Durch die engen Fliesswege ist die Wartung und Reinigung dieser Mischer sehr aufwendig, eine Selbstreinigung ist dabei nicht möglich. Bedingt durch die geometrische Form und Abmessung sind diese Mischelemente schwierig herzustellen, so dass sich hohe Fertigungskosten ergeben. In Abwandlung dieser Lösung werden die Tetraederräume auch als Hohlkörper ausgebildet, die durch entsprechende Anordnung von Rohrleitungen miteinander verbunden sind. Es treten dabei jedoch die gleichen Nachteile auf. Furthermore, in order to achieve a sufficient degree of mixing, a certain minimum shear rate within the mix is necessary in order to be able to overcome the usual viscosity differences prevailing in the mix. This device does not achieve the minimum shear rate in the mix, which means that there is no viscosity compensation and the degree of mixing is low. Furthermore, only minimal cross-mixing occurs with this solution, as a result of which the heat transfer within the material to be mixed is low. Due to the narrow flow paths, the maintenance and cleaning of these mixers is very complex, self-cleaning is not possible. Due to the geometrical shape and dimensions, these mixing elements are difficult to manufacture, so that high production costs result. In a modification of this solution, the tetrahedron spaces are also designed as hollow bodies which are connected to one another by an appropriate arrangement of pipelines. However, the same disadvantages occur.

Bei einer anderen bekannten Lösung wird der zu mischende Hauptstrom durch Anordnung entsprechender Leitelemente zunächst senkrecht zu den Schichten geteilt und die Teilströme durch Verringerung der Schichtdicken verformt. Der Eingangsquerschnitt der Leitelemente ist bei dieser Lösung ein Quadrat, und jedes Leitelement weist zwei Kanäle auf, deren Eingangsquerschnitte nebeneinanderliegende, den Eingang des Leitelementes ausfüllende gleich grosse Rechtecke sind. Diese verengen sich zunächst zu zwei diagonal gegenüberliegenden Quadraten von halbem Rechteckquerschnitt und erweitern sich danach wieder zu nebeneinanderliegenden Rechtecken ursprünglicher Grösse in um 90° gedrehter Lage. Von grossem Nachteil ist bei dieser Lösung, dass durch die Anordnung und Gestaltung der Leitkanäle eine Schichtenverlagerung erfolgt, aber keine ausreichende Quervermischung erreicht wird, wodurch die Homogenität des Mediums unzureichend verbessert wird. In another known solution, the main stream to be mixed is first divided perpendicular to the layers by arranging appropriate guide elements and the partial streams are deformed by reducing the layer thicknesses. In this solution, the input cross section of the guide elements is a square, and each guide element has two channels, the input cross sections of which are adjacent rectangles which fill the input of the guide element and are of equal size. These initially narrow to two diagonally opposite squares of half a rectangular cross-section and then expand again to adjacent rectangles of original size in a position rotated by 90 °. A major disadvantage of this solution is that the arrangement and design of the guide channels result in a shift of layers, but no sufficient cross-mixing is achieved, which inadequately improves the homogeneity of the medium.

Durch die vorgeschlagene Anordnung der Leitkanäle entstehen femer tote Räume, wodurch der Massefluss behindert wird, was bei einer Plastschmelze unter Umständen zu einer thermischen Zersetzung führen kann. Ausserdem ist die Fertigung der Mischelemente infolge der komplizierten Gestaltung relativ kostenaufwendig. Von weiterem Nachteil ist, dass bei erfolgender Komponentenzumischung bestimmte Zulaufbedingungen zu beachten sind. Dazu gehört, dass eine räumliche und zeitlich gleichmässige Dosierung aller Flüssigkeitskomponenten notwendig ist, um bei der geringen Quervermischung eine ausreichende Homogenität zu erreichen. Zweck der Erfindung ist es, die thermische und mechanische Homogenität innerhalb des Fliessquerschnittes des Mischgutes zu verbessern, den Wärmeübergang zu erhöhen, die Druckverluste zu reduzieren und die Gefahr einer thermischen Zersetzung des Mich-gutes auszuschliessen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen statischen Mischer zu entwickeln, dessen Mischelemente so gestaltet und angeordnet sind, dass eine wiederholte Aufteilung des Gesamtstromes in Einzelströme, deren Umlagerung und Wiedervereinigung zu einem Gesamtstrom bei gleichzeitig und ständig erfolgender Quervermischung und Selbstreinigung gewährleistet ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, den mechanischen Vermischungsgrad zu erhöhen und die Anforderungen an die räumlich und zeitlich gleichmässige Dosierung aller Flüssigkeitskomponenten zu reduzieren. The proposed arrangement of the guide channels also creates dead spaces, which hinders the mass flow, which can lead to thermal decomposition under certain circumstances with a plastic melt. In addition, the production of the mixing elements is relatively expensive due to the complicated design. Another disadvantage is that certain feed conditions must be observed when components are added. This includes the fact that all liquid components must be metered in a spatially and temporally uniform manner in order to achieve sufficient homogeneity with little cross-mixing. The purpose of the invention is to improve the thermal and mechanical homogeneity within the flow cross-section of the mixed material, to increase the heat transfer, to reduce the pressure losses and to exclude the risk of thermal decomposition of the mixed material. The object of the invention is to develop a static mixer, the mixing elements of which are designed and arranged in such a way that a repeated division of the total flow into individual flows, their rearrangement and reunification into a total flow with simultaneous and constant cross-mixing and self-cleaning is ensured. Another task is to increase the mechanical degree of mixing and to reduce the requirements for the spatially and temporally uniform metering of all liquid components.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

615 839 615 839

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jedes Mischelement aus mindestens zwei in einer Dimension horizontal und zwei in einer Dimension vertikal, je kreuzweise aufeinander stehenden, mindestens nahezu ebenen Leitblechen besteht, die bei horizontaler Lage des Hüllrohres auf dessen Längsmittelachse in einem zentralen Punkt miteinander verbunden sind oder sich berühren, wobei jedes Leitblech in einem solchen Winkel zur horizontalen Mittelachse bzw. zur vertikalen Mittelachse des Hüllrohrquerschnittes und zur Längsmittelachse steht, dass der Eingangsquerschnitt und der Ausgangsquerschnitt des Hüllrohres in mindestens acht annähernd gleich grosse Teilkanäle aufgeteilt wird, die durch mindestens eine fehlende Seitenbegrenzung mit einem oder mehr angrenzenden Teilkanälen längsseits innerhalb des Hüllrohres miteinander in Verbindung stehen und jeweils diagonal in axialer Richtung des Hüllrohres verlaufen. According to the invention, the object is achieved in that each mixing element consists of at least two horizontal baffles in one dimension and two vertical baffles in one dimension, each of which is crosswise on top of the other and which are connected to one another at a central point on the longitudinal central axis of the cladding tube are or touch each other, with each baffle at such an angle to the horizontal central axis or to the vertical central axis of the cladding tube cross-section and to the longitudinal center axis that the input cross-section and the output cross-section of the cladding tube are divided into at least eight subchannels of approximately the same size, which are at least missing Side boundary with one or more adjacent sub-channels are connected to each other along the inside of the cladding tube and each run diagonally in the axial direction of the cladding tube.

Das Hüllrohr hat beispielsweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt und die Leitbleche können in der Nähe des Eingangsquerschnittes und des Ausgangsquerschnittes durch einen Ring miteinander verbunden sein. Die Wände des Hüllrohres können mit einem Wärmeaustauscher in Verbindung stehen, um eine bessere Temperaturkonstanz zu erreichen. Die Leitbleche können vorzugsweise so gestaltet sein, dass sie eine Länge besitzen, die dem 1,5- bis 3fachen des grössten Hüllrohrdurchmessers und eine Breite haben, die gleich dem halben Hüllrohrdurchmesser entspricht. The cladding tube has, for example, a square or rectangular cross section, and the guide plates can be connected to one another in the vicinity of the input cross section and the output cross section by a ring. The walls of the cladding tube can be connected to a heat exchanger in order to achieve better temperature stability. The guide plates can preferably be designed so that they have a length that is 1.5 to 3 times the largest cladding tube diameter and a width that corresponds to half the cladding tube diameter.

Das Mischgut wird durch einen von aussen herbeigeführten Druckunterschied zwischen Mischereingang und -ausgang oder Pumpen befördert. The mix is conveyed by an external pressure difference between the mixer inlet and outlet or pumps.

Durch den oben beschriebenen statischen Mischer werden die dem Hüllrohr zugeführten Mischkomponenten des trömen-den, viskosen, flüssigen oder geschmolzenen Mediums einem Vorgang unterworfen, in dem der schichtenförmige Komponentenstrom zunächst in mindestens acht Teilströme aufgespaltet wird und die Teilströme bei einer durch die Aufspaltung verursachten Verringerungen der Schichtdicke entlang der Leitbleche in unterschiedliche Richtung gelenkt werden. Dabei kann der einem beliebigen Teilkanal entstammende Teilstrom bereits im ersten Mischelement in mindestens 7 weitere separate Teilkanäle überführt und damit in weitere mindestens 7 Teilströme aufgespaltet werden. Die Zahl der erzeugten Schichten pro Mischelement beträgt somit mindestens 64. Dabei ist zu beachten, dass die Umlenkung der acht Teilströme vorrangig entlang der Leitbleche vonstatten geht, und dass die Überführung jedes dieser separaten Teilströme in die restlichen 7 separaten Teilkanäle mit einer etwas geringeren Wahrscheinlichkeit und Intensität geschieht als die genannte Umlenkung, so dass die erzeugten 64 Schichten unterschiedliche Dicken haben. Es vergrössert sich die Berührungsfläche der Schichten, wodurch vorteilhafterweise die für einen guten Verteilungsgrad notwendige Mindestschergeschwindigkeit erreicht wird. Bei Eintritt der Teilströme in das zweite und jedes weitere Mischelement wird das Medium wiederholt dem oben beschriebenen Vorgang unterworfen. Auf Grund der beschriebenen Ausführung werden die separaten Teilkanäle des jeweils voranstehenden Mischelementes durch die Anordnung des jeweils folgenden Mischelementes wiederum in je zwei Teilkanäle aufgespaltet. Daher wird jeder separate Kanal der folgenden Mischelemente mit Teilströmen aus mindestens 2 anderen Teilkanälen des jeweils voranstehenden Mischelementes gespeist, wodurch sich die Schichtenzahl in jedem weiteren Mischelement mindestens verdoppelt. Da in der Grenzebene zwischen je zwei Mischelmenten für jeden der Teilströme die Möglichkeit besteht, in jeden der separaten Teilkanäle des folgenden Mischelementes überzufliessen, wird eine intensive Quervermischung erreicht, wodurch der Wärmeübergang innerhalb des Mischgutes verbessert wird. Des weiteren wird ein hoher mechanischer Vermischungsgrad erzielt. By means of the static mixer described above, the mixing components of the flowing, viscous, liquid or molten medium fed to the cladding tube are subjected to a process in which the layered component stream is first split into at least eight partial streams and the partial streams with a reduction in the number caused by the splitting Layer thickness can be directed in different directions along the baffles. The partial flow originating from any subchannel can already be converted into at least 7 further separate subchannels in the first mixing element and thus split into a further at least 7 partial streams. The number of layers generated per mixing element is thus at least 64. It should be noted that the redirection of the eight partial flows takes place primarily along the guide plates, and that the transfer of each of these separate partial flows into the remaining 7 separate partial channels is less likely and Intensity happens as the mentioned deflection, so that the 64 layers produced have different thicknesses. The contact area of the layers increases, which advantageously achieves the minimum shear rate necessary for a good degree of distribution. When the partial flows enter the second and each additional mixing element, the medium is repeatedly subjected to the process described above. On the basis of the embodiment described, the separate subchannels of the preceding mixing element are split into two subchannels by the arrangement of the following mixing element. Therefore, each separate channel of the following mixing elements is fed with partial flows from at least 2 other partial channels of the respective preceding mixing element, whereby the number of layers in each additional mixing element is at least doubled. Since there is the possibility in the boundary level between two mixing elements for each of the partial streams to flow into each of the separate subchannels of the following mixing element, intensive cross-mixing is achieved, whereby the heat transfer within the material to be mixed is improved. Furthermore, a high degree of mechanical mixing is achieved.

Auf Grund des hohen Anteils an Quervermischung beim Mischvorgang ist eine optimale Mischwirkung auch dann noch garantiert, wenn die Zudosierung aller Flüssigkeitskomponenten zeitlichen Schwankungen unterworfen ist. Ist das der Fall, so wird trotzdem eine optimale Mischung erreicht, da durch den grossen Quervermischungsanteil auch eine kurzzeitig grössere zugeführte Menge an Zusatzstoff gut mit der Hauptkomponente vermischt wird. Due to the high proportion of cross-mixing during the mixing process, an optimal mixing effect is guaranteed even if the metering of all liquid components is subject to fluctuations in time. If this is the case, an optimal mixture is nevertheless achieved, since the large amount of cross-mixing also means that a larger amount of additive added for a short time is mixed well with the main component.

Der beschriebene Mischer arbeitet ohne bewegliche Einbauten und die Leitbleche haben nur kleine Fliesswiderstände in bezug auf den Fliessquerschnitt. Dadurch ist die thermische Belastung des Mischgutes infolge einer Energiedissipation durch Friktion bzw. überkritische Schergeschwindigkeit äusserst gering. Ebenfalls wird der Druckverlust über die gesamte Mischerlänge, auf Grund des geringen Fliesswiderstandes der Leitbleche, niedrig gehalten. Die Anordnung der Leitbleche garantiert, dass selbst bei hochviskosen Mischsubstanzen keine Zonen im Mischer entstehen, wo die Fliessgeschwindigkeit gegen Null geht und sich das Medium festsetzt, was zu Störungen des Misch Vorganges und/oder zu einer thermischen Zersetzung des Mediums führen kann. Aus diesem Grunde ist der Mischer wartungsarm und weitgehend selbstreinigend. Es ist offensichtlich, dass die Mischelemente mit einem geringen Aufwand an Material, Arbeit und Kosten hergestellt werden können. The mixer described works without moving internals and the baffles have only small flow resistances with respect to the flow cross section. As a result, the thermal load on the mix due to energy dissipation through friction or supercritical shear rate is extremely low. The pressure loss over the entire mixer length is also kept low due to the low flow resistance of the guide plates. The arrangement of the baffles guarantees that even with highly viscous mixing substances there are no zones in the mixer where the flow rate goes to zero and the medium settles, which can lead to malfunctions in the mixing process and / or to thermal decomposition of the medium. For this reason, the mixer is low-maintenance and largely self-cleaning. It is obvious that the mixing elements can be manufactured with a small amount of material, labor and costs.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments. In the accompanying drawing:

Fig. 1 einen gesamten Mischer mit 4 statischen Mischelementen einschliesslich Wärmetauscher und Anschlussflanschen im Längsschnitt, 1 shows an entire mixer with 4 static mixing elements including heat exchanger and connecting flanges in longitudinal section,

Fig. 2 die Anordnung von 4 Leitblechen zu einem statischen Mischelement in der Perspektive, 2 the arrangement of 4 baffles to a static mixing element in perspective,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Eingangsquerschnittes eines Mischelementes mit dem Verlauf der Teilkanäle nach Fig. 2, 3 shows a schematic representation of the input cross section of a mixing element with the course of the subchannels according to FIG. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Ausgangsquerschnittes eines Mischelementes mit dem Verlauf der Teilkanäle nach Fig. 2, 4 shows a schematic representation of the initial cross section of a mixing element with the course of the subchannels according to FIG. 2,

Fig. 5 den Verlauf der Teilkanäle in der Grenzebene zwischen zwei aneinandergrenzenden Mischelementen. 5 shows the course of the subchannels in the boundary plane between two adjoining mixing elements.

Fig. 6 den Eingangsquerschnitt eines Mischelementes mit Stabilisierungsring, 6 shows the input cross section of a mixing element with a stabilizing ring,

Fig. 7 den Ausgangsquerschnitt eines Mischelementes mit Stabilisierungsring. Fig. 7 shows the initial cross section of a mixing element with a stabilizing ring.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines statischen Mischers, bestehend aus vier Mischelementen 2, die hintereinander in einem Hüllrohr 1 angeordnet sind. Die Mischelemente 2 sind mit der Hüllrohrwand 12 vorzugsweise am Mischereingang 19 und am Mischerausgang 20 verschweisst. Der statische Mischer besitzt am Ein- und Ausgang Anschlussflansche 21, an die weitere beliebige Aggregate gekoppelt sind. 1 shows a possible embodiment of a static mixer, consisting of four mixing elements 2, which are arranged one behind the other in a cladding tube 1. The mixing elements 2 are preferably welded to the cladding tube wall 12 at the mixer inlet 19 and at the mixer outlet 20. The static mixer has connection flanges 21 at the input and output to which any other units are coupled.

Am Mischereingang 19 werden z. B. zwei verschiedene zu mischende Komponenten zugeführt, die nach erfolgtem Mischvorgang als ein Gesamtstrom aus dem Mischer austreten. Der Mischvorgang vollzieht sich vom Mischereingang 19 bis zum Mischerausgang 20. Das Hüllrohr 1 steht mit einem Wärmetauscher 13 in Verbindung, dem das Temperiermittel über einen Temperiermittelzufluss 22 zugeführt wird, das über einen Temperiermittelabfluss 23 abgeleitet wird. Die Beförderung des Mischgutes durch den Mischer geschieht entweder durch eine Pumpe vor oder hinter dem Mischereingang 19 bzw. Mischerausgang 20 oder durch ein anderweitig herbeigeführtes Druckgefälle. Der Aufbau eines Mischelementes ist aus Fig. 2 näher ersichtlich. Das Hüllrohr 1 ist dabei von quadratischem, gleichbleibendem Querschnitt. Jedes der Leitbleche 3 besteht aus ebenen rechteckigen Blechen einer be5 At the mixer input 19 z. B. two different components to be mixed, which emerge from the mixer as a total flow after the mixing process. The mixing process takes place from the mixer inlet 19 to the mixer outlet 20. The cladding tube 1 is connected to a heat exchanger 13, to which the temperature control medium is supplied via a temperature control medium inflow 22, which is discharged via a temperature control medium outflow 23. The mixed material is conveyed through the mixer either by a pump in front of or behind the mixer inlet 19 or mixer outlet 20 or by a pressure drop which is brought about in some other way. The structure of a mixing element can be seen in more detail in FIG. 2. The cladding tube 1 is of square, constant cross-section. Each of the guide plates 3 consists of flat rectangular plates of a be5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

615 839 615 839

4 4th

stimmten je nach Mischaufgabe frei wählbaren Länge, vorzugsweise 1,5- bis 3facher Hüllrohrdurchmesser, und einer Breite, die gleich der halben Breite des Hüllrohres 1 ist. Die Anordnung der Leitbleche 3 im Hüllrohr 1 ist so, dass jeweils zwei kreuzweise aufeinanderstehen. Ein solches gekreuztes Leit- 5 blechpaar ist bei horizontaler Lage des Hüllrohres in Richtung der vertikalen Mittelachse 5 und das andere gekreuzte Leitblechpaar in Richtung der horizontalen Mittelachse 4 des Hüllrohrquerschnittes angeordnet. Durch die so gewählte Anordnung der Leitbleche 3 berühren sich diese nur in einem zentralen Punkt 11, wo sie miteinander verschweisst oder verlötet werden. Zur Erhöhung der Festigkeit des Mischelementes 2 kann, wie in Fig. 6 und 7 schematisch dargestellt ist, am Eingangsquerschnitt 8 und am Ausgangsquerschnitt 9 ein Ring 15 angebracht werden, der mit den Leitblechen 3 verschweisst oder verlötet ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, stehen jeweils zwei der Leitbleche in einem Winkel von 90° zur horizontalen Mittelachse 4 und jeweils zwei Leitbleche 3 in einem Winkel von 90° zur vertikalen Mittelachse 5 des Hüllrohrquerschnittes. Sämtliche 4 Leitbleche 3 stehen in einem gleichen Winkel zur Längsmittelachse 6 (Kreuzwinkel der Leitblechpaare), so dass der Eingangsquerschnitt 8 und der Ausgangsquerschnitt 9 des Hüllrohres in acht annähernd gleichgrosse Teilkanäle 10 aufgeteilt werden, die jeweils von der Hüllrohrwand 1, den Leitblechbreitseiten und den horizontalen bzw. vertikalen Mit- 25 telachsen 4, 5 des Hüllrohrquerschnitts begrenzt werden. depending on the mixing task freely selectable length, preferably 1.5 to 3 times the cladding tube diameter, and a width that is equal to half the width of the cladding tube 1. The arrangement of the guide plates 3 in the cladding tube 1 is such that two each cross one another. Such a crossed guide plate pair is arranged in the horizontal position of the cladding tube in the direction of the vertical central axis 5 and the other crossed guide plate pair is arranged in the direction of the horizontal central axis 4 of the cladding tube cross section. Due to the arrangement of the guide plates 3 selected in this way, they only touch at a central point 11, where they are welded or soldered to one another. To increase the strength of the mixing element 2, as shown schematically in FIGS. 6 and 7, a ring 15 can be attached to the inlet cross section 8 and to the outlet cross section 9, which ring is welded or soldered to the guide plates 3. As can be seen from FIG. 2, two of the baffles are at an angle of 90 ° to the horizontal central axis 4 and two baffles 3 are at an angle of 90 ° to the vertical central axis 5 of the cladding tube cross section. All 4 baffles 3 are at an equal angle to the longitudinal central axis 6 (cross angle of the baffle pairs), so that the input cross section 8 and the output cross section 9 of the cladding tube are divided into eight approximately equal-sized sub-channels 10, each of the cladding tube wall 1, the baffle plate broad sides and the horizontal or vertical center axes 4, 5 of the cladding tube cross section.

In den Fig. 3, 4 und 5 erfolgte eine schematische Darstellung des Eingangsquerschnitts 8, des Ausgangsquerschnitts 9, sowie eine Darstellung der Grenzebene 17 zwischen zwei an-einandergrenzenden Mischelementen nach Fig. 1 und 2. Darin 30 sind die in der oben beschriebenen Art und Weise gebildeten acht Teilkanäle 10 in willkürlicher Reihenfolge mit römischen Ziffern von I bis VIII bezeichnet. 3, 4 and 5, a schematic representation of the input cross-section 8, the output cross-section 9, and a representation of the boundary plane 17 between two mutually adjacent mixing elements according to FIGS. 1 and 2 were shown. In FIG. 30 there are those in the manner described above and Eight sub-channels 10 formed in this way are designated in arbitrary order with Roman numerals from I to VIII.

Der Komponentenstrom, welcher in den Eingangsquerschnitt 8 (Fig. 3) eintritt, wird zunächst durch die Vorhände- 35 The component stream which enters the input cross section 8 (FIG. 3) is first of all by the forehand

nen Teilkanäle 10 in acht Teilströme aufgeteilt. Die Teilströme I-VIII werden entlang der Leitbleche 3 diagonal zur Längsmittelachse 6 im Hüllrohr in unterschiedliche Richtung gelenkt, bis sie an den in Fig. 4 dargestellten Orten des Ausgangsquerschnittes 9 des Mischelementes anlangen. Dabei wird die Schichtdicke des Mischgutes verringert. Wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, kann zusätzlich jeder Teilstrom aus den Teilkanälen 10 (I—VIII) noch vor Erreichen des zentralen Punktes 11 über die Längskanten der Leitbleche 3 in jeden der übrigen sieben Teilkanäle 10 überfliessen. NEN subchannels 10 divided into eight sub-streams. The partial flows I-VIII are directed along the guide plates 3 diagonally to the longitudinal central axis 6 in the cladding tube in different directions until they arrive at the locations of the output cross section 9 of the mixing element shown in FIG. 4. The layer thickness of the mix is reduced. As can also be seen from FIG. 2, each partial flow from the partial channels 10 (I-VIII) can still flow over the longitudinal edges of the guide plates 3 into each of the remaining seven partial channels 10 before reaching the central point 11.

Somit wird jeder Teilstrom in weitere sieben Teilströme aufgespaltet, wodurch im Mischelement 2 vierundsechzig Schichten erzeugt werden. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, werden sämtliche acht Teilkanäle 10 des ersten oben beschriebenen Mischers 2 an der Grenzebene 17 zum folgenden Mischelement wiederum geteilt, und zwar in zwei Teilkanäle 10a vom halben Querschnitt der Teilkanäle 10. Damit wird jeder der Teilkanäle 10a aus jeweils zwei vorherstehenden Teilkanälen Each partial stream is thus split into a further seven partial streams, as a result of which sixty-four layers are produced in the mixing element 2. 5, all eight subchannels 10 of the first mixer 2 described above are again divided at the boundary plane 17 to the following mixing element, namely into two subchannels 10a of half the cross section of the subchannels 10. Thus, each of the subchannels 10a becomes two in each case previous subchannels

10 gespeist. 10 fed.

Jeder der Teilströme aus den Teilkanälen kann wiederum zum einen entlang der Leitbleche 3 des folgenden Mischelementes wie oben beschrieben in unterschiedliche Richtungen gelenkt und zum anderen vor Erreichen des zentralen Punktes Each of the partial flows from the partial channels can in turn be directed in different directions along the guide plates 3 of the following mixing element as described above and on the other hand before reaching the central point

11 in jeden der übrigen sieben Teilkanäle 10 überfliessen. Es ist offensichtlich, dass auf Grund des soeben beschriebenen Mischvorganges eine intensive Quervermischung des Mischgutes erreicht wird, wodurch ein hoher mechanischer Vermischungsgrad und ein verbesserter Wärmeübergang innerhalb des Mischgutes durch verstärkte Konvektion realisiert werden kann. Nach Fig. 5 ist das Gebiet der Teilkanäle 10a V/VII, III/VI, II/VIII, I/IV der Grenzebene 17 als ein Gebiet für intensive Quervermischung zu bezeichnen, da das Überfliessen des Mischgutes aus einem der Teilkanäle 10a in jeden der restlichen sieben Teilkanäle 10 auf Grund der geometrischen Anordnung der Leitbleche 3 besonders begünstigt wird. 11 flow into each of the remaining seven subchannels 10. It is obvious that due to the mixing process just described, intensive cross-mixing of the material to be mixed is achieved, as a result of which a high degree of mechanical mixing and improved heat transfer within the material to be mixed can be achieved by increased convection. 5, the area of the subchannels 10a V / VII, III / VI, II / VIII, I / IV of the boundary level 17 can be described as an area for intensive cross-mixing, since the overflow of the mixed material from one of the subchannels 10a into each of the remaining seven sub-channels 10 is particularly favored due to the geometric arrangement of the guide plates 3.

15 15

S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

615 839 PATENT CLAIMS

1.Static mixer for mixing highly viscous liquid or molten material by repeatedly dividing the total flow into individual flows, rearranging the individual flows and reuniting the individual flows to form the total flow, consisting of a cladding tube of uniform cross-section, in the longitudinal direction of which a number of fixed mixing elements are arranged characterized in that each mixing element (2) consists of at least two in one dimension, horizontally and two in one dimension, vertically, each at least almost planar baffles (3) placed one on top of the other, which, when the cladding tube (1) is in a horizontal position, on its longitudinal central axis (6) are connected to each other or touch at a central point (11), each baffle (3) being at such an angle to the horizontal central axis (4) or to the vertical central axis (5) of the cladding tube cross-section and to the longitudinal central axis (6) that the Input cross section (8) and the output qu Section (9) of the cladding tube (1) is divided into at least eight subchannels (10) of approximately the same size, which are connected to each other along the inside of the cladding tube (1) by at least one missing side boundary with one or more adjacent subchannels (10) and each run diagonally in the axial direction of the cladding tube (1).

2. Static mixer according to claim 1, characterized in that the cladding tube is of square or rectangular cross section.

3. Static mixer according to claim 1 and 2, characterized in that the guide plates (3) in the vicinity of the input cross-section (8) and the output cross-section (9) are interconnected by a ring (15).

4. Static mixer according to claims 1-3, characterized in that the walls of the cladding tube (1) are connected to a heat exchanger.

5. Static mixer according to claims 1-4, characterized in that the guide plates (3) have a length which preferably corresponds to 1.5 to 3 times the largest cladding tube diameter and have a width which corresponds to half the smallest cladding diameter.

Mixers with fixed internals of different geometries are called static mixers. Two basic types of static mixers are known, which are based on the principle of layer formation.

In one type, stratification occurs through repeated division of the total flow into individual flows, rearrangement and reunification of the flows to form the total flow. In the other type, the layers are formed by rotating the flow mass with changes in speed in the axial and radial directions and alternating directions of rotation.