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DE1557253A1 - Device for mixing fluid media - Google Patents

Device for mixing fluid media

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DE1557253A1
DE1557253A1 DE19671557253 DE1557253A DE1557253A1 DE 1557253 A1 DE1557253 A1 DE 1557253A1 DE 19671557253 DE19671557253 DE 19671557253 DE 1557253 A DE1557253 A DE 1557253A DE 1557253 A1 DE1557253 A1 DE 1557253A1
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DE
Germany
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housing
outlet openings
tube
openings
inlet
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DE19671557253
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Reed Robert D
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Zinklahoma Inc
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John Zink Co
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Description

Vorrichtung zur Mischung von fluiden Medien. Device for mixing fluid media.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer homogenen Mischung von zwei fluiden Medien, wie beispielsweise von zwei Flüssigkeiten oder zwei Gasen, und die Erfindung bezieht sich speziell auf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer innigen Vermengung von zwei fluiden Medien im gleichen physikalischen Zustand, und zwar unter Verwendung der Energie, die entwickelt wird, wenn die. fludien Medien mit verschiedenen Drucken zusammengebracht werden.The invention relates to an apparatus for generating a homogeneous mixture of two fluid media, such as two liquids or two gases, and the invention particularly relates to a device for Creation of an intimate mixture of two fluid media in the same physical one State, using the energy that is developed when the. fludien Media with different prints can be brought together.

Es ist oft bei der I)urchführung thermischer oder katalytischer Verfahren erwünscht, fluide Medien zu mischen, und bei der. Herstellung von gasförmigen Brennstoffen ist es oft erforderlich, zwei Gase oder zwei Flüssigkeiten zu mischen, und es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrich tung zu schaffen, die zum IIischen derartiger fluider Medien dient, wobei die Druckunterschiede ausgenützt werden, mit denen die fluiden Medien zusammengebracht werden, und wobei die sich aus diesen Druckunterschieden ergebende Energie verwendet wird, um die Mischung durchzuführen, wodurch ein im wesentlichen homogenes Gemisch der fluiden Medien erhalten wird.It is often used when I) performing thermal or catalytic processes desired, fluid media to mix, and at the. Production of Gaseous fuels often require two gases or two liquids to mix, and it is an object of the invention to provide a device that is used for the mixing of such fluid media, the pressure differences being exploited are, with which the fluid media are brought together, and where the Energy resulting from these pressure differences is used to make the mixture perform, whereby a substantially homogeneous mixture of the fluid media is obtained.

Es ist ein spezielles Ziel der Erfindung, einen Leitungsaufbau.zu schaffen, der einen im wesentlichen linearen Durchgang für ein fluides Medium aufweist, welches derart zugeführt wird, daß eG oich durch diesen Lei tungsau fbau unter einem bestimmten Druck hindurchbewegt, wobei diese Leitung einen Bauteil aufweist, um ein and eres fluides Medium, welches unter einem größeren Druck steht, aufzunehmen, und wobei dieser Bauteil Öffnungen aufweist, um das zweite fluide Medium in Richtungen im allgemeinen quer zum. sich geradebewegenden ersten Medium auszustoßen, um eine Art Gitterverteilung des zweiten fluiden Mediums zu schaffen, durch die hindurch sich das erste fluide Medium Medium bewegen muß, um eine. innige Durclmischung der fluiden Medien zu erhaltene Weitere Ziele und Merkmale sollen in der folgenden Beschrei bung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Axialschnittansicht einer Vorrichtung zum Mischen von fluiden Medien, Fig. 2 eine Querschnittansicht, genommen längs der Linie 2-2-der Pig. 1 und Fig 3 eine Vergrößerte Teilschnittansicht, welche die geneigte Anordnung der Auslaßöffnungen darstellt.It is a specific object of the invention to provide a conduit construction create which has a substantially linear passage for a fluid medium, which is fed in such a way that eG oich through this Lei tungsau fbau under one certain pressure moved therethrough, this line having a component to take up another fluid medium which is under greater pressure, and wherein said component has openings to the second fluid medium in directions generally across the. straight moving first medium to eject a Kind of creating a grid distribution of the second fluid medium through which the first fluid medium Medium must move to a. intimate By mixing the fluid media to obtain further objectives and features are intended Explained in the following description with reference to the figures of the drawing will. 1 shows an axial sectional view of a device for mixing of fluid media, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line 2--2 of the Pig. 1 and 3 are an enlarged partial sectional view showing the inclined assembly represents the outlet openings.

Bei der Durchführung der Erfindung kann die Vorrichtung verschiedene Formen aufweisen, und bei einer ausführungsform, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist, weist die Vorrichtung ein zylindrisch geformtes, leittungsartiges Gehäuse 10 auf. Eine Zufuhrleitung 14 ist mit-dem stromauf gelegenen Ende des Gehäuses 10 verbunden, und eine Ablaßleitung 16 ist nit dem stromab gelegenen Ende des Gehäuses verbunden. Es können Flansche 11 und 12am Gehäuse 10 vorgesehen sein, um die Verbindung Verbindung des Gehäuses mit den Leitungen 14 und 16 zu vereinfachen. Im Gehäuse 10 ist ein rohrförmiger Bauteil 17 angeordnet. Ein Flansch 18, der vom stromauf gelegenen Ende des Rohres 17 getragen wird, steht mit der Innenwandung des Gehäuses 10 in Verbindung, und ein entsprechender Plansch 19, der vom stromab gelegenen Ende des Rohres 17 getragen wird, steht ebenfalls mit der Innenwandung des Gehäuses 10 in Verbindung. Durch einen derartigen Aufbau wird innerhalb des Gehäuses 10 eine Ringkammer 21 ausgebildet.In practicing the invention, the apparatus can be various Have shapes, and in one embodiment, in the figures of the drawing is shown, the device has a cylindrically shaped, conduit-like Housing 10 on. A supply line 14 is connected to the upstream end of the housing 10 and a drain line 16 is connected to the downstream end of the housing tied together. Flanges 11 and 12 can be provided on the housing 10 to facilitate the connection link of the housing with lines 14 and 16 to simplify. In the housing 10 is a tubular component 17 is arranged. A flange 18 extending from the upstream end of the tube 17 is carried, is in connection with the inner wall of the housing 10, and a corresponding splash 19, which is taken from the downstream end of the pipe 17 is carried, is also with the inner wall of the housing 10 in connection. Such a structure creates an annular chamber 21 within the housing 10 educated.

Eine Anschlußleitung 22 erstreckt sich seitwärts vom Mittelabschnitt des Gehäuses 10 und diese Anschlußleitung 22 steht in offener Verbindung mit der Ringkammer 21. Eine Speiseleitung 29 ist mit dem Anschluß 22 verbunden und dient dazu, eines der fluiden Medien ucri-cer Druck in die Vorrichtung einzuleiten. Ein Rohr 26 ist am rohrförmigen Bauteil 17 montiert und erstreckt sich längs der Achse der Vorrichtung, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Das freie Ende des Rohres 26 ist mittels einer halb kugelförmigen Wandung 27 abgeschlossen.A lead 22 extends sideways from the central portion of the housing 10 and this connecting line 22 is in open communication with the Annular chamber 21. A feed line 29 is connected to the connection 22 and serves to introduce one of the fluid media under pressure into the device. A Tube 26 is mounted on tubular member 17 and extends along the axis of the device as shown in FIG. The free end of the tube 26 is closed by means of a semi-spherical wall 27.

Das Rohr 26 weist einen gekrümmten Abschnitt 28 auf, der mit dem rohrförmigen Bauteil 17 in Verbindung steht und von diesem getragen wird. Der Innenraum des Rohres 26 steht in offener Verbindung mit der Ringkammer 21.The tube 26 has a curved portion 28 with the tubular Component 17 is in connection and is carried by this. The interior of the pipe 26 is in open communication with the annular chamber 21.

Eine Eine Anzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinwander angeordneten Öffnungen 31 ist vorgesehen, und diese Offnungen erstrecken sich durch die zylindrische Wandung, des rohrförmigen Bauteils 17. Diese Öffnungen sind vorzugsweise in einer Reihe angeordnet und liegen im, allgemeinen innerhalb einer Ebene, welche sich quer zum Gehäuse erstreckt, Die Öffnungen 31 liegen-dicht beim stromauf gelegenen Ende der Anordnung und bilden eine Verbindung zwischen der Ringkammer 21 und dem Kanal 41, der im rohrförmigen Bauteil 17 vorgesehen ist. Eine Anzahl von Auslaßöffnungen 32 ist in der Wandung des Rohres 26 vorgesehen. Die Öffnungen 32 haben in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander und sind in einer Reihe angeordnet und liegen im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Öffnungen 31. Die Auslaßöffnungen 32 schaffen eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Rohres 26 und dem Kanal 41.One A number of circumferentially spaced immersed openings 31 are provided and these openings extend through the cylindrical wall of the tubular component 17. These openings are preferably arranged in a row and are generally within a plane which extends transversely to the housing, the openings 31 lie-tight at the upstream end of the assembly and form a connection between the Annular chamber 21 and the channel 41, which is provided in the tubular component 17. One Number of outlet openings 32 is provided in the wall of the tube 26. The openings 32 are spaced from one another in the circumferential direction and are arranged in a row and lie substantially in the same plane as the openings 31. The outlet openings 32 create a connection between the interior of the tube 26 and the channel 41.

Wenn es gewünscht ist, zwei Flüssigkeiten, die den gleichen physikalischen Zustand haben, zu vermischen, wird eine der Flüssigkeiten von der Speiseleitung 23 in den Anschluß 22 unter einem vorbestimmten Druck von beispielsweise 10 Pfund/Quadrat-Zoll eingeführt. Diese Flüssigkeit bewegt sich in den Ringraum 21, und ein gewisser Teil dieser Flüssigkeit tritt durch die Auslaßffnun « en öffnungen 31 aus und bewegt sich im Kanal 41 radial nach innen. Ein anderer Teil dieser Flüssigkeit im Ringraum 21 bewegt sich in das Rohr 26 hinein und tritt durch die Auslaßöffnungen 32 aus und bewegt sich im Kanal 41 radial nach außen. Es wird auf diese Weise innerhalb des Kanals 41 eine Art Gitter ausgebildet, das aus Flüssigkeit besteht.If desired, two liquids that have the same physical Condition will have to mix one of the liquids from the feed line 23 into port 22 under a predetermined pressure of, for example, 10 pounds per square inch introduced. This liquid moves into the annular space 21, and a certain part this liquid passes through the outlet openings openings 31 and moves radially inward in channel 41. Another part of that liquid in the annular space 21 moves into the tube 26 and passes through the outlet openings 32 and moves radially outward in channel 41. It gets that way inside of the channel 41 formed a kind of grid, which consists of liquid.

Die andere Flüssieit wird durch das Einlaßrohr 14 unter einem geringeren Druck zugeführt, beispielsweise unter einem Druck von etwa 5 Pfund/Quadrat-Zoll.The other liquid is through the inlet pipe 14 under a lesser one Pressure is applied, for example at a pressure of about 5 pounds / square inch.

Diese --- Flüssigkeit bewegt sich im allgemeinen geradlinig durch den Kanal 41 hindurch. Wenn die flussigkeit, die durch die Anschlußleitung 22 zugeführt wird, ein leichter flüssiger Brennstoff ist, und wenn die Flüssigkeit, die durch die leitung 14 zugeführt ist, ein schwerer flüssiger Brennstoff ist, so bewegt sich der leichte Brennstoff innerhalb des schweren Brennstoffes, und zwar sich mit diesem vermischend, weil dieser leichte Brennstoff mit einem größeren Druck zugeführt wird. Das Ausmaß der Mischung der beiden Flüssigkeiten ist prinzipiell der Geschwindigkeit proportional, mit der sich die Plüssigkeit durch die Auslaßöffnungen 31 und die Auslaßöffnungen 32 hindurch bewegt. Die Geschwindigkeit ist direkt der Quadratwurzel wurzel-des Druckabfalles proportional, mit dem die beiden Flüssigkeiten zugeführt werden. Eine annehmbare Homogenität wird erzielt, wenn der Druckabfall von der Anschlußleitung 22 in den Kanal 41 in der Größenordnung von 5 - 10 Pfund/Quadrat-Zoll liegt. Bei der Durchführung der Mischung der Flüssigkeiten kann die Anzahl der Öffnungen 31 und die Gesamtzahl der Öffnungen 32 gering gehalten werden, da genügend Energie vorhanden ist, um eine I Mischung bei leicht erzielbaren Druckunterschieden durchführen zu können.This --- fluid moves generally in a straight line the channel 41 therethrough. When the liquid is fed through the connecting line 22 becomes, is a lighter liquid fuel, and when the liquid passing through Line 14 is fed, a heavier liquid fuel, so moves the light fuel within the heavy fuel, namely with this mixing because this light fuel is supplied at a greater pressure. The extent to which the two liquids are mixed is principally the speed proportional with which the liquid through the outlet openings 31 and the Outlet openings 32 moved therethrough. The speed is directly the square root root-des Proportional to the pressure drop with which the two liquids are supplied. One Acceptable homogeneity is achieved when the pressure drop across the connecting pipe 22 in channel 41 is on the order of 5-10 pounds / square inch. at the implementation of the mixing of the liquids can be the number of openings 31 and the total number of openings 32 can be kept low because there is enough energy is available in order to carry out a mixture with easily achievable pressure differences to be able to.

Wenn man Gase mischt, wird ein Gas unter Druck in die Anschlußleitung 22 eingeführt. Das andere Gas wird durch die Leitung 14 unter einem geringeren Druck zugeführt.When gases are mixed, a gas under pressure enters the connecting pipe 22 introduced. The other gas is through line 14 at a lower pressure fed.

Der Druckabfall innerhalb des Kanales 41, in dem sich die Gase mischen, erzeugt die Energie, die für die Mischung der Gase verwendet wird.The pressure drop within the channel 41 in which the gases mix, generates the energy that is used to mix the gases.

Es wurde gefunden, daß es mit der beschriebenen Vorrichtung möglieh ist, vollständig homogene Gemische von Gasen zu erzeugen, um einen Brennstoff oder ein Gemisch von Gasen herzustellen, die zu Nutzprodukten umgewandelt werden sollen, und um homogene Gemische von Flüssigkeiten herzustellen. Es wurde gefunden, daß die Gesamtanzahl der Öffnungen 31 und der Öffnungen 32 verändert verändert werden kann, und daß es bei der Mischung gewisser Flüssigkeiten vorteilhaft ist, daß die Achsen der Öffnungen 31 und die Achsen der Öffnungen 32 in Richtung stromauf der Beitungsanordnung geneigt werden.It has been found that it is possible with the device described is to produce completely homogeneous mixtures of gases to produce a fuel or to produce a mixture of gases that are to be converted into useful products, and to produce homogeneous mixtures of liquids. It was found that the total number of the openings 31 and the openings 32 changed changes can be, and that it is advantageous when mixing certain liquids, that the axes of the openings 31 and the axes of the openings 32 in the upstream direction inclined to the opening order.

Die Achsen der Öffnungen 31 und die Achsen der Öffnungen 32 können gegenüber der Querebene 36 in einem Winkelbereich von etwa 5 - 20° abweichen, wie es in Fig.3 gezeigt ist, wobei die Abweichung in Gegenströmungsrichtung zur Strömung des fluiden Mediums im Kanal 41 gerichtet ist.The axes of the openings 31 and the axes of the openings 32 can differ from the transverse plane 36 in an angular range of about 5 - 20 °, as it is shown in Fig.3, the deviation in the counterflow direction to the flow of the fluid medium in the channel 41 is directed.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle bauliche Merkmale einer Leitungsanordnung beschrieben, und es sei bemerkt, daß sowohl im Gesamtaufbau als auch im Aufbau der einzelnen Teile Abänderungen und Veränderungen durchgeführt werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen.The invention has been made with reference to specific structural features a line arrangement described, and it should be noted that both in the overall structure as well as changes and changes in the structure of the individual parts which are within the scope of the invention.

Eatentansprüche Patent claims

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zur Mischung von fluiden Medien, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10), welches einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, und einen im allgemeinen geradlinigen Kanal, der sich vom Einlaß zum Auslaß erstreckt, ein rohrförmiges Glied (17), welches im Gehäuse derart angeordnet ist, daß eine Ringkammer (21) zwischen dem Gehäuse und dem rohrförmigen Glied eingeschlossen wird, eine Anschlußleitung (22), die sich quer zum Gehäuse erstreckt und die in offener Verbindung mit der Ringkammer (21) steht, ein Rohr (26), welches vom rohrförmigen Glied (17) getragen ist und welches in offener Verbindung mit der Ringkammer (21) steht, wobei dieses Rohr einen geschlossenen Endabsohnitt (27) aufweist, der koaxial innerhalbdes rohrförmigen Gliedes (17) angeordnet ist, und wobei dieses rohrförmige Glied Austrittsöffnungen (31) aufweist, welche die Kammer (21) mit dem Kanal verbinden, und wobei das Rohr (26) Austrittsöffnungen (32) aufweist, welche das Rohr mit dem Kanal verbinden, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um ein erstes fluides Medium unter einem Druck in den Rohranschluß einzuführen, das dieses Medium durch die Öffnungen (und und die oeffnungen (32) austreten kann, und wobei Einrichtungen Einrichtungen vorgesehen sind, um ein anderes fluides Medium unter einem geringeren Druck in den ersten Einlaß einzuführen, so daß sich dieses Medium durch den besagten Kanal hindurch bewegt. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Device for mixing fluids Media, characterized by a housing (10) which has an inlet and an outlet and a generally rectilinear channel extending from the inlet to the outlet extends, a tubular member (17) which is arranged in the housing in such a way, that an annular chamber (21) is enclosed between the housing and the tubular member is, a connecting line (22) which extends transversely to the housing and which in open connection with the annular chamber (21), a tube (26), which from the tubular Member (17) is carried and which is in open connection with the annular chamber (21) stands, this tube having a closed end section (27) which is coaxial disposed within the tubular member (17), and being tubular Member has outlet openings (31) which connect the chamber (21) to the channel, and wherein the tube (26) has outlet openings (32) which the tube with the Connect channel, and wherein means are provided to a first fluid Introduce medium under a pressure into the pipe connection, which this medium through the openings (and and the openings (32) can emerge, and with facilities Facilities are provided to another fluid medium under a lower pressure in the first inlet so that this medium passes through said channel emotional. 2. Vorrichtung zum Mischen von fluiden Medien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (31) und die Auslaßöffnungen (32) in einer Ebene liegen, die im allgemeinen quer zum Gehäuse verläuft.2. Device for mixing fluid media according to claim 1, characterized characterized in that the outlet openings (31) and the outlet openings (32) in one Lie plane that is generally transverse to the housing. 3. Vorrichtung zum Mischen von fluiden Medien nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (26) zum Einlaß des Gehäuses (10) hin erstreckt, und daß die Auslaßöffnungen (32) in der Nähe des geschlossenen Endabschnittes des Rohres angeordnet sind.3. Device for mixing fluid media according to claim 1, thereby characterized in that the tube (26) extends towards the inlet of the housing (10), and that the outlet openings (32) in the vicinity of the closed end portion of the Tube are arranged. 4. Vorrichtung zum Mischen von fluiden Medien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen (31) und die Auslaßöffnungen (g2) in einer Ebene quer zur Achse des Gehäuses (10) angeordnet sind, und daß die Achsen der Auslaßöffnungen (31) und die Achsen der Auslaßöffnungen (32) unter einem Winkel im Bereich von 5° bis zu etwa 20° gegenüber der Ebene un zum Einlaß des Gehäuses (10) hin divergieren.4. Device for mixing fluid media according to claim 1, characterized characterized in that the outlet openings (31) and the outlet openings (g2) in one Plane are arranged transversely to the axis of the housing (10), and that the axes of the outlet openings (31) and the axes of the outlet openings (32) at an angle in the range of 5 ° diverge up to about 20 ° with respect to the plane un to the inlet of the housing (10).
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EP1726355A2 (en) 2005-05-04 2006-11-29 Linde Aktiengesellschaft Gas-gas mixer

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