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DE29922044U1 - Static mixer - Google Patents

Static mixer

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Publication number
DE29922044U1
DE29922044U1 DE29922044U DE29922044U DE29922044U1 DE 29922044 U1 DE29922044 U1 DE 29922044U1 DE 29922044 U DE29922044 U DE 29922044U DE 29922044 U DE29922044 U DE 29922044U DE 29922044 U1 DE29922044 U1 DE 29922044U1
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DE
Germany
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static mixer
active elements
mixer according
rod
housing
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DE29922044U
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German (de)
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GEA Tuchenhagen GmbH
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Tuchenhagen GmbH
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4315Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material
    • B01F25/43151Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material composed of consecutive sections of deformed flat pieces of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4315Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being deformed flat pieces of material

Landscapes

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

Description

Die Neuerung betrifft einen statischen Mischer zum Vermischen von fließfähigen Stoffen innerhalb eines rohrartigen Gehäuses, mit wenigstens zwei Reihen mit jeweils einer Anzahl &eegr; in Fließrichtung hintereinander angeordneten Wtrkelemerrten, die jeweils eine lamellenartige Form relativ geringer Dicke aufweisen und die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Gehäusewänden erstrecken, wobei sich jede Reihe Wirkelemente im eingebauten Zustand in einer Ebene erstreckt und diese Ebenen einen Anordnungswinkel &bgr; miteinander bilden.The innovation relates to a static mixer for mixing flowable materials within a tubular housing, with at least two rows each with a number η of active elements arranged one behind the other in the direction of flow, each having a lamellar shape of relatively small thickness and each extending between opposite housing walls, each row of active elements extending in one plane in the installed state and these planes forming an arrangement angle β with each other.

Ein statischer Mischer der gattungsgemäßen Art ist aus der DE 41 29 248 C2 bekannt. Er hat sich, so weit es seine physikalische Wirksamkeit betrifft, sehr gut bewährt. Zwar sind die bandförmigen, miteinander verflochtenen Einbauteile am Anfang ihrer rohraxialen Erstreckung miteinander und am Ende ihrer rohraxialen Erstreckung miteinander und mit dem Gehäuse verbunden, jedoch unterliegen die zwischen diesen Befestigungsstellen relativ instabil ausgebildeten Einbauteile unter den Strömungskräften Beanspruchungen, die zu Schwingungen und damit zu Schwingungsbrüchen führen können. Die Schwingungsbewegungen kommen insbesondere auch dadurch zustande, daß die miteinander verflochtenen Einbauteile zum Zwecke eines einfacheren Einführens in das Gehäuse eine begrenzte radiale Beweglichkeit aufweisen müssen. Das Verflechten der beiden Einbauteile miteinander, die sich in zwei einen Anordnungswinkel &bgr; miteinander bildenden Erstreckungsebenen ausbreiten, gestaltet die Montage des statischen Mischers insgesamt relativ aufwendig, so daß eine Reihe von Gründen vorliegen, unter Beibehaltung der physikalischen Wirksamkeit des bekannten statischen Mischers nach Verbesserungen zu suchen.A static mixer of the generic type is known from DE 41 29 248 C2. It has proven itself very well as far as its physical effectiveness is concerned. Although the band-shaped, interwoven components are connected to one another at the beginning of their pipe-axial extension and to one another and to the housing at the end of their pipe-axial extension, the relatively unstable components between these fastening points are subject to stresses under the flow forces that can lead to vibrations and thus to vibration fractures. The vibration movements are also caused in particular by the fact that the interwoven components must have limited radial mobility in order to make it easier to insert them into the housing. The interweaving of the two components, which extend in two extension planes that form an arrangement angle β, makes the assembly of the static mixer relatively complex overall, so that there are a number of reasons to look for improvements while maintaining the physical effectiveness of the known static mixer.

2525

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen statischen Mischer der gattungsgemäßen Art montagefreundlicher, schwingungsunempfindlicher und dauerfester gegenüber bekannten Lösungen zu gestalten.The innovation is based on the task of designing a static mixer of this type that is easier to install, less sensitive to vibrations and more durable than known solutions.

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10.12.1999 10.12.1999

Diese Aufgabe wird durch die Merkmate des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen statischen Mischers sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the proposed static mixer are the subject of the subclaims.

Die vorgeschlagene Geometrie der einzelnen Wirkelemente, die nunmehr nicht mehr miteinander unmittelbar verbunden sind, ist zwar augenfällig unterschiedlich von jener der Einbauteile beim statischen Mischer gemäß DE 41 29 248 C2, bezüglich des Stoffaustauschs sind jedoch die maßgeblichen geometrischen Verhältnisse unverändert geblieben. Damit besitzt der neuerungsgemäße statische Mischer, soweit es den Stoffaustausch betrifft, die gleichen Eigenschaften wie der bekannte. Entscheidend ist in diesem Zusammenhang lediglich, daß sich die einzelnen Wirkelemente jeweils zwischen gegenüberliegenden Gehäusewänden erstrecken, daß sie gegen die Längsachse des Gehäuses geneigt sind und daß sich die in zwei Reihen angeordneten Wirkelemente jeweils in einer Ebene erstrecken und diese Ebenen einen Anordnungswinkel &bgr; miteinander bilden. Diese Merkmale sind bei dem neuerungsgemäßen statischen Mischer ebenso erfüllt wie bei dem bekannten. Daran ändert auch der Sachverhalt nichts, daß bei dem neuerungsgemäßen statischen Mischer die Wirkelemente vereinzelt und nicht mehr unmittelbar miteinander verbunden sind. Die Fixierung der Wirkelemente im rohrartigen Gehäuse wird durch eine Stange erreicht, die in der Längsachse des rohrartigen Gehäuses angeordnet ist und die Wirkelemente jeweils durchdringt. Im Bereich der Durchdringungsstelle ist das jeweilige Wirkelement auf der Stange befestigt. Dabei weisen die beiderseits der Stange angeordneten Abschnitte des jeweiligen Wirkelementes gegen die Fließrichtung, und sie bilden mit der Längsachse im allgemeinsten Fall jeweils unterschiedliche Neigungswinkel (X1 und 012, die kleiner als 90 Grad ausgeführt ist. Die derart ausgestalteten, vereinzelten und auf der Stange befestigten Wirkelemente machen es nun möglich, daß seine beiden Abschnitte an den zugeordneten Gehäusewänden federnd anliegen. Die Stange selbst ist an geeigneter Stelle mit dem Gehäuse fest verbunden.The proposed geometry of the individual active elements, which are now no longer directly connected to one another, is obviously different from that of the built-in parts in the static mixer according to DE 41 29 248 C2, but the relevant geometric relationships with regard to the mass transfer have remained unchanged. As far as the mass transfer is concerned, the static mixer according to the new design therefore has the same properties as the known one. The only decisive factors in this context are that the individual active elements each extend between opposite housing walls, that they are inclined against the longitudinal axis of the housing and that the active elements arranged in two rows each extend in one plane and that these planes form an arrangement angle β with one another. These features are met in the static mixer according to the new design just as they are in the known one. The fact that in the static mixer according to the new design the active elements are isolated and no longer directly connected to one another does not change this. The active elements are fixed in the tubular housing by a rod which is arranged in the longitudinal axis of the tubular housing and penetrates the active elements. The active element is fastened to the rod in the area of the penetration point. The sections of the active element arranged on either side of the rod point against the direction of flow and, in the most general case, form different angles of inclination (X 1 and 012) with the longitudinal axis, which is less than 90 degrees. The active elements designed in this way, separated and fastened to the rod make it possible for its two sections to rest resiliently against the associated housing walls. The rod itself is firmly connected to the housing at a suitable point.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgeschlagenen statischen Mischers gemäß der Neuerung ist vorgesehen, daß die Wirkelemente formschlüssig aufAccording to an advantageous embodiment of the proposed static mixer according to the innovation, it is provided that the active elements are positively mounted on

082GM1A0 &Iacgr; ;";t [ / - S···"·· 10.12.1999 "·'* 082GM1A0 &Iacgr;;";t [ / - S ···"·· 12/10/1999 "·'*

der Stange befestigt sind. Hier ist beispielsweise das einzelne Wirkelement mit der Stange formschlüssig verzahnt. Der Formschluß muß dabei derart ausgestaltet sein, daß das Wirkelement unter dem Einfluß der Strömungskräfte an der ihm zugeordneten Stelle verbleibt und auch nicht seine Neigung gegenüber der Längsachse verändern kann.attached to the rod. Here, for example, the individual active element is positively interlocked with the rod. The positive locking must be designed in such a way that the active element remains in its assigned position under the influence of the flow forces and cannot change its inclination relative to the longitudinal axis.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des statischen Mischers gemäß der Neuerung sieht vor, die Abschnitte der Wirkelemente eben und mit einer im wesentlichen einheitlichen Lamellendicke und einer im wesentlichen einheitlichen Breite auszubilden, wobei die Abschnitte jeweils betragsmäßig um den gleichen Neigungswinkel &agr; gegen die Längsachse A geneigt sind. Die Ausführung mit einem stets gleichen Neigungswinkel &agr; vereinfacht die Herstellung der Wirkelemente. Es ist allerdings auch möglich, die beiden Abschnitte eines Wirkelementes unterschiedlich gegen die Längsachse A zu neigen. Ebenso können die beiden Neigungswinkel eines Wirkelementes der zweiten Reihe von jenen Neigungswinkeln des Wirkelementes der ersten Reihe unterschiedlich ausgeführt sein.Another advantageous embodiment of the static mixer according to the innovation provides for the sections of the active elements to be flat and with a substantially uniform lamella thickness and a substantially uniform width, with the sections each being inclined by the same angle of inclination α against the longitudinal axis A. The design with a constant angle of inclination α simplifies the manufacture of the active elements. However, it is also possible to incline the two sections of an active element differently against the longitudinal axis A. Likewise, the two angles of inclination of an active element in the second row can be designed to be different from those angles of inclination of the active element in the first row.

Eine weitere Ausführungsform des statischen Mischers gemäß der Neuerung sieht vor, daß die Durchdringungsstelle zwischen Stange und Wirkelement in Form eines in der Erstreckungsrichtung des Wirkelementes orientierten Langloches ausgebildet ist und daß wenigstens eine Längsseite des Langloches mit der Stange stoffschlüssig verbunden ist. Diese Ausführung stellt eine Durchströmung der Durchdringungsstelle sicher, so daß sich hier kein reinigungskritischer Bereich bildet.A further embodiment of the static mixer according to the innovation provides that the penetration point between the rod and the active element is designed in the form of an elongated hole oriented in the direction of extension of the active element and that at least one long side of the elongated hole is integrally connected to the rod. This design ensures that there is a flow through the penetration point so that no area that is critical for cleaning is formed here.

Im einfachsten Falle sind die Enden der Abschnitte des Wirkelementes rechtwinklig zur radialen/axialen Erstreckungsrichtung des Wirkefementes begrenzt. Dies ergibt eine zweifache Punktberührung des Abschnittes mit der zugeordneten Gehäusewand, da aus Stabilitätsgründen jeder Abschnitt an der zugeordneten Gehäusewand federnd anliegen muß.In the simplest case, the ends of the sections of the active element are limited at right angles to the radial/axial extension direction of the active element. This results in a double point contact of the section with the associated housing wall, since for stability reasons each section must rest resiliently against the associated housing wall.

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Wird das Ende des Abschnittes, wie dies auch vorgeschlagen wird, mit einer Abrundung mit Radius r versehen, die kleiner als der Krümmungsradius R der zugeordneten Gehäusewand ist, dann ergibt sich lediglich eine einzige Kontaktstelle zwischen dem Abschnitt und der zugeordneten Gehäusewand, so daß Ihier eine eindeutigere und noch schwingungsunempfindlichere Anordnung gegeben ist.If the end of the section, as is also proposed, is provided with a rounding with a radius r which is smaller than the radius of curvature R of the associated housing wall, then only a single contact point results between the section and the associated housing wall, so that a clearer and even more vibration-insensitive arrangement is provided here.

Eine hinsichtlich ihrer Einfachheit unübertroffene Ausführungsform des statischen Mischers ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem zylindrischen Rohr mit dem Innendurchmesser D gleichbreite Wirkelemente mit gleicher Lamellendicke vorgesehen sind, deren beide Anordnungsebenen einen rechten Winkel miteinander bilden (Anordnungswinkel &bgr; = 90 Grad). Dabei sind die als ebene Flächenelemente ausgebildeten und sich zwischen gegenüberliegenden Rohrwänden erstreckenden Abschnitte eines Wirkelementes betragsmäßig um den gleichen Neigungswinkel &agr; gegen die Rohrachse geneigt. Diese Ausführung ergibt Wirkelemente, die hinsichtlich jeder Abmessung völlig kongruent sind. Die vorgenannte Ausgestaltung führte bei einem statischen Mischer gemäß DE 41 29 248 C2 und bei Ausbildung des rohrartigen Gehäuses als zylindrisches Rohr zu einer maximalen Breite der Wirkelemente, die dort als Einbauteile bezeichnet sind, bei der diese sich gerade gegenseitig berühren, aber nicht gegenseitig durchdringen.An embodiment of the static mixer that is unsurpassed in terms of its simplicity is characterized in that active elements of equal width with the same lamella thickness are provided in a cylindrical tube with the inner diameter D, the two arrangement planes of which form a right angle with each other (arrangement angle β = 90 degrees). The sections of an active element, designed as flat surface elements and extending between opposite tube walls, are inclined relative to the tube axis by the same angle of inclination α. This design results in active elements that are completely congruent in every dimension. The above-mentioned design led to a maximum width of the active elements, which are referred to there as built-in parts, in a static mixer according to DE 41 29 248 C2 and when the tubular housing was designed as a cylindrical tube, at which they just touch each other but do not penetrate each other.

Damit eine im wesentlichen uneingeschränkte Übertragbarkeit der optimierten Stoffaustauschverhältnisse auf den neuerungsgemäßen statischen Mischer sichergestellt ist, wird auch dieser hinsichtlich der maximalen Breite der Wirkelemente durch die bekannte Bemessungsvorschrift dimensioniert, die besagt, daß für &bgr; = 90 Grad die maximale Breite mit bmax = D/V5 zu bemessen ist.In order to ensure an essentially unrestricted transferability of the optimized mass transfer conditions to the static mixer according to the innovation, this is also dimensioned with regard to the maximum width of the active elements by the known dimensioning rule, which states that for β = 90 degrees the maximum width is to be dimensioned with b max = D/V5.

Die Wirkelemente lassen sich aufgrund ihrer einfachen Geometrie zweckmäßigerweise durch Umformen, wie Biegen, Falten, Abkanten, Schmieden, Gesenkschmieden, Prägen oder Tiefziehen oder durch Urformen, wie Gießen, Feingießen oder Druckgießen herstellen. Beim Umformen ist in erster Linie das Biegen in Betracht zu ziehen, welches bei festen Werkstoffen, die eine bleibende (plastische) Formänderung zulassen, zu bevorzugen ist.Due to their simple geometry, the active elements can be conveniently produced by forming, such as bending, folding, chamfering, forging, drop forging, embossing or deep drawing, or by primary forming, such as casting, investment casting or pressure casting. When forming, bending is the primary method to consider, which is preferable for solid materials that allow a permanent (plastic) change in shape.

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Falls die Wirkelemente aus formlosen Stoffen wie z.B. flüssigen Metallen hergestellt werden sollen, so kann auch das Urformen (Gießen) zur Anwendung gelangen. If the active elements are to be made from formless materials such as liquid metals, primary forming (casting) can also be used.

Erhäft die Oberfläche der Wirkelemente, gemäß einer weiteren Ausgestaltung des statischen Mischers, eine Feinstrukturierung in Form von oberf fächeng latten Erhebungen und Vertiefungen, beispielsweise durch Riffelung oder Noppung, die aus der laminaren Unterschicht der turbulenten Rohrströmung herausragen, dann läßt sich durch diese Maßnahme die wandnahe Umströmung der Lamellen im Hinblick auf einen wünschenswerten turbulenten Queraustausch und damit die Reinigungswirkung des Reinigungsfluides positiv beeinflussen.If the surface of the active elements, according to a further embodiment of the static mixer, is given a fine structure in the form of surface-smooth elevations and depressions, for example by corrugations or nubs, which protrude from the laminar sublayer of the turbulent pipe flow, then this measure can have a positive effect on the flow around the lamellae close to the wall with regard to a desirable turbulent cross-exchange and thus the cleaning effect of the cleaning fluid.

Eine effiziente und äußerst variable Auslegung eines statischen Mischers für ein gegebenes Stoffaustauschproblem wird dadurch erleichtert, wie dies eine Ausführungsform des vorgeschlagenen statischen Mischers gemäß der Neuerung vorsieht, daß das Gehäuse eine vorgegebene Länge aufweist, daß es beiderseits mit Rohrverbindungsmitteln versehen und eine vorgegebene Anzahl n* Wiirkelemente in sich aufnimmt. Dadurch wird ein modular aufbaubares System eines statischen Mischers geschaffen, der an die unterschiedlichsten Bedürfnisse sehr leicht anzupassen ist. Die einzelnen Module lassen sich in Reihe oder auch parallel zueinander anordnen, wobei eindimensional lineare, zweidimensional meanderförmige oder dreidimensionale Konfigurationen möglich sind.An efficient and extremely variable design of a static mixer for a given mass transfer problem is facilitated, as is provided by an embodiment of the proposed static mixer according to the innovation, in that the housing has a predetermined length, that it is provided with pipe connection means on both sides and that it accommodates a predetermined number n* of active elements. This creates a modular system of a static mixer that can be easily adapted to the most diverse requirements. The individual modules can be arranged in series or parallel to one another, with one-dimensional linear, two-dimensional meandering or three-dimensional configurations being possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigenAn example of the innovation is shown in the drawing and is described below.

Figur 1 in der Vorderansicht einen Mittelschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des statischen Mischers gemäß der Neuerung; Figure 1 shows a front view of a central section through a preferred embodiment of the static mixer according to the innovation;

Figur 2 eine Draufsicht auf den statischen Mischer gemäß Figur 1 ebenfalls im Mittelschnitt; Figure 2 is a plan view of the static mixer according to Figure 1, also in central section;

Figur 3 den statischen Mischer gemäß den Figuren 1 und 2 in der Seitenansicht und Figure 3 shows the static mixer according to Figures 1 and 2 in side view and

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Figur 4 eine Einzelheit der Wirkelemente im Bereich ihrer Berührung mit der zugeordneten Gehäusewand. Figure 4 shows a detail of the active elements in the area of their contact with the associated housing wall.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen Abschnitt der Länge I eines statischen Mischers mit konkruent ausgestalteten Wirkelementen 1.1, 1.2, 1.3 und 2.1, 2.2 und 2.3. Sie sind in Fließrichtung F hintereinander angeordnet und formieren sich in zwei Reihen 1, 2 mit jeweils &eegr; Wirkelementen in jeder Reihe, wobei sich jede Reihe 1, 2 im eingebauten Zustand in einer Ebene I bzw. II erstreckt und diese Ebenen I, II einen Anordnungswinkel &bgr; miteinander bilden (Figur 3). Die Wirkelemente 1.1 bis 2.n eines statischen Mischers sind jeweils als ebene Flächenelemente mit einer Lamellendicke S1 bzw. S2 ausgebildet, wobei ihre jeweiligen beiderseits einer Stange 4 angeordneten Abschnitte 1.1a bis 2.nb im allgemeinsten Falle mit unterschiedlichen Neigungswinkeln &agr;&idigr; bis O4 gegen die Längsachse A eines rohrartigen Gehäuses 3 geneigt sind. Im vorliegenden Falle handelt es sich urn ein zylindrisches Rohr mit dem Durchmesser D. Im Ausführungsbeispiel sind die Abschnitte 1.1 a bis 2.nb des Wirkelementes 1.1 bis 2.&eegr; jeweils betragsmäßig um den gleichen Neigungswinkel &agr; gegen die Längsachse A geneigt und darüber hinaus sind die Breiten bi und Id2 gleich. Die Länge des statischen Mischers ist mit L bezeichnet. Weiterhin wird aus Figur 3 deutlich, daß sich die Wirkelemente zwisehen gegenüberliegenden Rohrwänden (Innendurchmesser D) erstrecken und daß ihre Abschnitte 1 1a bis 2.nb an den zugeordneten Gehäusewänden anliegen. Figures 1 to 3 show a section of length I of a static mixer with congruently designed active elements 1.1, 1.2, 1.3 and 2.1, 2.2 and 2.3. They are arranged one behind the other in the flow direction F and are formed in two rows 1, 2 with η active elements in each row, whereby each row 1, 2 extends in a plane I or II when installed and these planes I, II form an arrangement angle β with each other (Figure 3). The active elements 1.1 to 2.n of a static mixer are each designed as flat surface elements with a lamella thickness S 1 or S 2 , whereby their respective sections 1.1a to 2.nb arranged on both sides of a rod 4 are inclined in the most general case at different angles of inclination αδ to δ 4 against the longitudinal axis A of a tubular housing 3. In the present case, it is a cylindrical pipe with a diameter of D. In the exemplary embodiment, the sections 1.1 a to 2.nb of the active element 1.1 to 2.n are each inclined by the same angle of inclination α against the longitudinal axis A and, in addition, the widths bi and Id 2 are the same. The length of the static mixer is designated L. It is also clear from Figure 3 that the active elements extend between opposite pipe walls (inner diameter D) and that their sections 1 1a to 2.nb rest against the associated housing walls.

Jedes Wirkelement 1.1 bis 2.&eegr; ist von der in der Längsachse A des Gehäuses 3 angeordneten Stange 4 durchdrungen und im Bereich seiner Durchdringungsstelle 1.1c, 1.2c, 1.3c, .... 1.nc bzw. 2.1c, 2.2c, 2.3c, ..., 2.ncauf der Stange 4 befestigt. Dabei weist jeder der beiderseits der Stange 4 angeordneten Abschnitte 1.1 a bis 2.nb des jeweiligen Wirkelementes 1.1 bis 2.n gegen die Fließrichtung F im statischen Mischer.
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Each active element 1.1 to 2.n is penetrated by the rod 4 arranged in the longitudinal axis A of the housing 3 and is fastened to the rod 4 in the area of its penetration point 1.1c, 1.2c, 1.3c, .... 1.nc or 2.1c, 2.2c, 2.3c, ..., 2.nc. Each of the sections 1.1a to 2.nb of the respective active element 1.1 to 2.n arranged on both sides of the rod 4 points against the flow direction F in the static mixer.
30

Die Durchdringungsstelle 1.1c bis 2.nc ist in Form eines in der Erstreckungsrichtung des Wirkelementes 1.1 bis 2.&eegr; orientierten Langloches ausgebildet, wobeiThe penetration point 1.1c to 2.nc is designed in the form of an elongated hole oriented in the extension direction of the active element 1.1 to 2.n, whereby

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wenigstens eine Längsseite des Langloches mit der Stange 4 stoffschlüssig, vorzugsweise durch Punktschweißung (Schweißpunkte 4a, 4b), verbunden ist.at least one longitudinal side of the elongated hole is materially connected to the rod 4, preferably by spot welding (welding points 4a, 4b).

Figur 4 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Endes der Abschnitte 1. 1a bis 2.nb des jeweiligen Wirkelementes 1.1 bis 2.n. Wird der Abschnitt 1.1a bis 2.nb jeweils mit einer Abrundung mit Radius r versehen, die kleiner als der Krümmungsradius R der zugeordneten Gehäusewand 3 ist, wobei im vorliegenden Falle R = D/2 beträgt, dann ergibt sich jeweils nur eine einfache Punktberührung zwischen dem Abschnitt 1.1a bis 2.nb und der jeweils zugeordneten Gehäusewand. Figure 4 shows a modified design of the end of sections 1.1a to 2.nb of the respective active element 1.1 to 2.n. If sections 1.1a to 2.nb are each provided with a rounding with radius r that is smaller than the radius of curvature R of the associated housing wall 3, where in the present case R = D/2, then only a simple point contact results between sections 1.1a to 2.nb and the respective associated housing wall.

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Claims (9)

1. Statischer Mischer zum Vermischen von fließfähigen Stoffen innerhalb eines rohrartigen Gehäuses, mit wenigstens zwei Reihen mit jeweils einer Anzahl n in Fließrichtung hintereinander angeordneten Wirkelementen, die jeweils eine lamellenartige Form relativ geringer Dicke aufweisen und die sich jeweils zwischen gegenüberliegenden Gehäusewänden erstrecken, wobei sich jede Reihe Wirkelemente im eingebauten Zustand in einer Ebene erstreckt und diese Ebenen einen Anordnungswinkel &beta; miteinander bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wirkelement (1.1, 1.2, . . .1.n; 2.1, 2.2, . . .2.n) von einer in der Längsachse (A) des rohrartigen Gehäuses (3) angeordneten Stange (4) durchdrungen und im Bereich seiner Durchdringungsstelle (1.1c, 1.2c, . . .1.nc; 2.1c, 2.2c, . . .2.nc) auf der Stange (4) befestigt ist, daß jeder der beiderseits der Stange (4) angeordneten Abschnitte (1.1a, 1.1b; 1.2a, 1.2b; . . .1.na, 1.nb und 2.1a, 2.1b; 2.2a, 2.2b; . . .2.na, 2.nb) des jeweiligen Wirkelementes (1.1 bis 2.n) gegen die Fließrichtung weist und mit der Längsachse (A) jeweils einen Neigungswinkel (&alpha;; &alpha;1, &alpha;2, &alpha;3, &alpha;4 kleiner 90 Grad bildet, daß die Abschnitte (1.1a bis 2.nb) an den zugeordneten Gehäusewänden federnd anliegen und daß die Stange (4) mit dem Gehäuse (3) fest verbunden ist. 1. Static mixer for mixing flowable substances within a tubular housing, with at least two rows of active elements each with a number n arranged one behind the other in the direction of flow, each having a lamellar shape of relatively small thickness and each extending between opposite housing walls, wherein each row of active elements extends in one plane in the installed state and these planes have an arrangement angle β. together, characterized in that each active element (1.1, 1.2, . . .1.n; 2.1, 2.2, . . .2.n) is penetrated by a rod ( 4 ) arranged in the longitudinal axis (A) of the tubular housing ( 3 ) and is fastened to the rod ( 4 ) in the region of its penetration point (1.1c, 1.2c, . . .1.nc; 2.1c, 2.2c, . . .2.nc), that each of the sections (1.1a, 1.1b; 1.2a, 1.2b; . . .1.na, 1.nb and 2.1a, 2.1b; 2.2a, 2.2b ; . . .2.na, 2.nb) of the respective active element (1.1 to 2.n) points against the direction of flow and forms an angle of inclination (α; α; 1 , α; 2 , α; 3 , α; 4 ) of less than 90 degrees with the longitudinal axis (A), that the sections (1.1a to 2.nb) rest resiliently on the associated housing walls and that the rod ( 4 ) is firmly connected to the housing ( 3 ). 2. Statischer Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkelemente (1.1 bis 2.n) formschlüssig auf der Stange (4) befestigt sind. 2. Static mixer according to claim 1, characterized in that the active elements (1.1 to 2.n) are positively attached to the rod ( 4 ). 3. Statischer Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (1.1a bis 2.nb) eben und mit einer im wesentlichen einheitlichen Lamellendicke (s1; s2) und einer im wesentlichen einheitlichen Breite (b1; b2) ausgebildet und jeweils betragsmäßig um den gleichen Neigungswinkel (&alpha;) gegen die Längsachse (A) geneigt sind. 3. Static mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the sections (1.1a to 2.nb) are flat and have a substantially uniform lamella thickness (s 1 ; s 2 ) and a substantially uniform width (b 1 ; b 2 ) and are each inclined by the same angle of inclination (α) relative to the longitudinal axis (A). 4. Statischer Mischer nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchdringungsstelle (1.1c bis 2.nc) in Form eines in der Erstreckungsrichtung des Wirkelementes (1.1 bis 2.n) orientierten Langloches ausgebildet ist und daß wenigstens eine Längsseite des Langloches mit der Stange (4) stoffschlüssig verbunden ist. 4. Static mixer according to claim 1 or 3, characterized in that the penetration point (1.1c to 2.nc) is designed in the form of an elongated hole oriented in the extension direction of the active element (1.1 to 2.n) and that at least one longitudinal side of the elongated hole is integrally connected to the rod ( 4 ). 5. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Abschnittes (1.1a bis 2.nb) eine Abrundung mit dem Radius (r) aufweist, die kleiner als der Krümmungsradius (R; D/2) der zugeordneten Gehäusewand ist. 5. Static mixer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end of the section (1.1a to 2.nb) has a rounding with the radius (r) which is smaller than the radius of curvature (R; D/2) of the associated housing wall. 6. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und in der Ausbildung mit einem zylindrischen Rohr mit dem Innendurchmesser (D), dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkelemente (1.1 bis 2.n) mit 1. der Breite b1 = b2 = b < D/&radic;5, 2. der Lamellendicke mit s1 = s2 = s 3. dem Neigungswinkel &alpha; = 45 Grad und 4. dem Anordnungswinkel &beta; = 90 Grad ausgeführt sind. 6. Static mixer according to one of claims 1 to 5 and in the embodiment with a cylindrical tube with the inner diameter (D), characterized in that the active elements (1.1 to 2.n) with 1. the width b 1 = b 2 = b <D/&radic;5, 2. the lamella thickness with s 1 = s 2 = s 3. the inclination angle α = 45 degrees and 4. the arrangement angle β = 90 degrees are executed. 7. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkelemente (1.1 bis 2.n) durch Umformen (wie Biegen, Falten, Abkanten, Schmieden, Gesenkschmieden, Prägen, Tiefziehen) oder Urformen (wie Gießen, Feingießen, Druckgießen) hergestellt sind. 7. Static mixer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the active elements (1.1 to 2.n) are produced by forming (such as bending, folding, chamfering, forging, drop forging, embossing, deep drawing) or primary forming (such as casting, investment casting, pressure casting). 8. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Wirkelemente (1.1 bis 2.n) eine Feinstrukturierung in Form von oberflächenglatten Erhebungen und Vertiefungen aufweist. 8. Static mixer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the surface of the active elements (1.1 to 2.n) has a fine structure in the form of surface-smooth elevations and depressions. 9. Statischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) eine vorgegebene Länge (L) aufweist, daß es beiderseits mit Rohrverbindungsmitteln versehen und eine vorgegebene Anzahl (n*) Wirkelemente (1.1 bis 2.n) in sich aufnimmt. 9. Static mixer according to one of claims 1 to 8, characterized in that the housing ( 3 ) has a predetermined length (L), that it is provided with pipe connecting means on both sides and that it accommodates a predetermined number (n*) of active elements (1.1 to 2.n).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7841765B2 (en) * 2002-12-06 2010-11-30 Sulzer Mixpac Ag Static mixer

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