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Title:
FILTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/000881
Kind Code:
A1
Abstract:
A filter for removing impurities from liquid media such as lubricating oils, fuels for internal combustion engines, hydraulic fluids or similar, comprises a housing (1) composed of a plurality of parts (1', 1'', 1'''). Between adjacent parts, one of which has an intake chamber (3) for the impure medium and the other of which has an outlet chamber (5) for the purified medium, is arranged a filter sieve (2) which interconnects the intake chamber (3) and the outlet chamber (5). These chambers are also interconnected by a bypass channel (7) containing a safety valve (8) which opens in the event of overpressure in the intake chamber (3) and in so doing actuates an electric switch which activates a display and/or switching device.

Inventors:
VAN DER MEULEN ALFRED (AT)
Application Number:
PCT/AT1988/000059
Publication Date:
February 09, 1989
Filing Date:
August 03, 1988
Export Citation:
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Assignee:
POLAK SONJA (AT)
International Classes:
B01D29/01; B01D35/143; B01D35/18; B01D35/30; (IPC1-7): B01D35/14; B01D35/18; B01D35/30
Domestic Patent References:
WO1985001885A11985-05-09
Foreign References:
US3459307A1969-08-05
AT382161B1987-01-26
DE2360539A11974-10-03
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Claims:
Patentansprüche :
1. Filter für die Beseitigung von Verunreinigungen aus, insbesondere flüssigen Medien, wie Schmierölen, Kraftstoffen für Brennkraftmaschinen, Hydraulikflüssigkeiten od.dgl,, mit einem aus wenigstens zwei Teilen (l1.l^ ") bestehenden Gehäuse (1) in dem zumindest eine das zu reinigende Medium enthaltende Zuströmkammer (3) und zumindest eine das gereinigte Medium enthaltende Abströmkammer (5,5',5") vorgesehen sind, wobei die Zuströmkammer (3) mit zumindest einer Abströmkammer (5, 5',5") über wenigstens ein Filterelement und zusätzlich über einen das Filterelement überbrückenden BypassKanal (7) miteinander in Verbindung stehen, in dem ein bei Auftreten eines Überdruckes in der Zuströmkammer (3) öffnendes Sicherheitsventil (8) angeordnet ist, welches mit einem beim Öffnen betätigten Auslöseorgan (10) für eine Anzeige und/oder Schalteinrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelemeπt aus einem Filtersieb (2) besteht, das in der Trennebene zwischen benachbarten Gehäuseteilen (1', 1", 1"') angeordnet ist und wenigstens einen Teil der Trennwand zwischen einer Zuströmkammer (3) und einer Abströmkammer (5) bildet.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtersieb (2), vorzugsweise mittig, eine Öffnung aufweist, durch die sich der BypassKanal (7) gegenüber den Sieböffπungeπ abgedichtet, hindurcherstreckt.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) zwei Abströmkammerπ (5' ,5") vorgesehen sind, die beide über je ein Filtersieb (2',2") mit einer einzigen Zuströmkammer (3) in Verbindung stehen, und von welchen eines in einem Hauptstrom und eines in einem Nebenstrom des zu reinigenden Mediums liegt, und daß lediglich ein Filtersieb (2"), vorzugsweise das im Hauptstrom liegende Filtersieb, durch einen BypassKanal (7) überbrückt ist.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abströmkammerπ (5',5") den beiden gegenüberliegenden Seiten der Zuströmkammer (3) benachbart sind.
5. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Abströmkammer (5") mit einer beheizten Verdampfungskammer (13) ver bunden ist.
6. Filter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ab strcrnkcrmer (5") mit einer Verdaτpfungskaτπιer (13) verbunden ist, die an eine Vakuumein richtung angeschlossen ist.
Description:
Filter

Die Erfindung betrifft einen Filter für die Beseitigung von Verun¬ reinigungen aus, insbesondere flüssigen, Medien, wie Schmierölen, Kraft¬ stoffen für Brennkraftmaschinen, Hydraulikflüssigkeiten od.dgl., mit einem aus wenigstens zwei Teilen bestehenden Gehäuse, in ' dem zumindest eine das zu reinigende Medium enthaltende Zuströmkammer und zumindest eine das gereinigte Medium enthaltende Abströmkammer vorgesehen sind, wo¬ bei die Zuströmkammer mit zumindest einer Abströmkammer über wenigstens .ein Filterelemeπt und zusätzlich über einen das Filterelement überbrückenden Bypass-Kanal miteinander in Verbindung stehen, in dem ein bei Auftreten eines Überdruckes in der Zuströmkammer öffnendes Sicherheitsventil angeordnet ist, welches mit einem beim Öffnen betätig¬ ten Auslöseorgan für eine Anzeige- und/oder Schalteinrichtung in Ver¬ bindung steht.

Es ist bekannt, daß beispielsweise Verunreinigungen in Schmierölen für Brenπkraftmaschinen einen erhöhten Verschleiß und eine Verringerung des Wirkungsgrades dieser Maschinen bewirken. Verunreinigungen im Kraft¬ stoff für Brennkraftmaschinen können zu Verstopfungen in den Vergaser¬ düsen oder bei Direkteinspritzung in den Einspritzdüsen und dadurch Stö¬ rungen im Betrieb der Brenπkraftmaschinn hervorrufen. Auch Verunreiπi- gungen in Hydraulikflüssigkeiten verursachen häufig Störungen in der Hy¬ draulikanlage.

Es ist daher bekannt, diese flüssigen Medien durch einen Filter hindurchzuführen, in dem die festen Verunreinigungen wie Schmutz, Metallteilchen od.dgl. zurückgehalten werden. Übliche Filter für Schmieröle bestehen aus Fasermaterial, durch welches das Schmieröl hindurchgeführt wird, wobei die festen Bestandteile vom Fasermaterial zurückgehalten werden. Derartige Filter weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So ist eine " Ausfilterung von feinen Partikeln mit diesen Filtern nicht möglich, es können vielmehr nur Feststoffe mit einer Maximalgröße von 30 bis 40 μ ausgefiltert werden. Des weiteren kommt es bei diesen bekannten Filtern häufig vor, daß der das Fasermaterial abstützende Papiereinsatz reißt, in welchem Fall das zu reinigende Medium ungereinigt, aus dem Filter, austritt. Diese Tatsache wird erst beim

nächsten Filterwechsel festgestellt, so daß unter Umständen über einen langen Zeitraum ungereinigtes Schmieröl zu den Schmierstellen bzw. unge¬ reinigter Brennstoff zu den Einspritzdüsen gelangt.

Des weiteren ist bei Verwendung solcher Filter aus Fasermaterial ein häufiger Filterwechsel erforderlich. Die bereits benützten Filter müssen vernichtet werden, was eine Umweltbelastung darstellt.

Um zu vermeiden, daß bei einer Verstopfung des Filters keine oder nur eine verminderte Menge des zu reinigenden flüssigen Mediums in die Abströmkammer " gelangt, so daß beispielsweise die Schmierstellen einer Brennkraftmaschine zu wenig Schmieröl, erhalten oder zu wenig Kraftstoff zur Einspritzpumpe der Brennkraftmaschine gelangt, hat man bereits vor¬ geschlagen, das Filterelement durch einen Bypass-Kanal zu überbrücken, der die Zuströmkammer mit der Abströmkammer verbindet -und in dem ein bei Auftreten eines Überdruckes in der Zuströmkammer öffnendes Sicherheits- ventil angeordnet ist. Der Überdruck in der Zuströmkammer steigt, wenn das zur Zuströmkammer geförderte Medium infolge einer Verstopfung der Filteranordπung diese nicht oder in einer nicht ausreichenden Menge durchströmen kann. Durch das Öffnen des Sicherheitsventiles gelangt zwar ungereinigtes Medium über den Bypass-Kanal in die Abströmkammer, jedoch kann dieser Nachteil hingenommen werden, soferne der Zeitraum nicht zu groß ist. Um dies sicherzustellen, sind bereits Anzeige- und/oder Schalt- eiπrichtungeπ vorgeschlagen worden (DE-OS 20 42 617, US-PS 4 038 198), die beim Öffnen des Sicherheitsventiles ansprechen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Filter zu schaffen, der eine sehr lange Lebensdauer aufweist, also nicht häufig gewechselt, sondern nur gereinigt werden muß, so daß keine Umweltbeeinträchtigung durch zu versorgende gebrauchte Filterelemeπte eintritt. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ausfilterung auch sehr kleiner Feststoffanteile sicherzustellen, so daß ein hoher Reinheitsgrad des gefilterten Mediums gewährleistet ist, wobei dieser jedoch je nach den gestellten Anforderungen auf einfache Weise variiert werden kann.

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, einen Filter zu schaffen, bei dem eine sehr große Variationsmöglichkeit durch Kombination verschie¬ dener Gehäuseteile mit dazwischen angeordneten Filterelementen ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die Erfindung, ausgehend von einem Filter der eingangs beschriebenen Art, vor, daß das Filterelement aus einem Filtersieb besteht, das in der Trenπebene zwischen benachbarten

Gehäuseteilen angeordnet ist und wenigstens einen Teil der Trennwand zwi¬ schen einer Zuströmkammer und einer Abströmkammer bildet.

Dadurch, daß das Filterelement aus einem Sieb besteht, wird es mög¬ lich, den gewünschten Reinheitsgrad des erfindungsgemäßεn Filters auf einfache Weise einzustellen. Es ist hiezu lediglich nötig, ein Filtersieb mit der gewünschten Mascheπweite zu verwenden. Soll der gewünschte Rein¬ heitsgrad geändert werden, so ist es lediglich erforderlich, das bisher verwendete Sieb gegen ein solches mit größerer oder kleinerer Maschen¬ weite auszutauschen. Die Verwendung von • Sieben bringt somit einen wesentlichen Vorteil mit sich. Nachteilig ist allerdings bei der Verwendung solcher Siebe, daß sich die Sieböffnungeπ leicht zusetzen und dann eine einwandfreie Funktion des Filters nicht mehr gewährleistet ist. Dadurch, daß nun der Bypass-Kanal mit dem Sicherheitsventil und eine Anzeige- und/oder Schalt- einrichtung vorgesehen ist, läßt sich dieser Nachteil beseitigen.

Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Verwendung von Sieben als Filterelemente ergibt, besteht darin, daß es möglich ist, diese Siebe in der Treπnebene zwischen benachbarten Gehäuseteilen anzuordnen, derart, daß sie wenigstens einen Teil der Trennwand zwischen einer im einen Gehäuseteil angeordneten Zuströmkammer und einer im anderen Gehäuseteil angeordneten Abströmkammer bilden. Dadurch wird nicht nur die Anordnung und der Austausch der Siebe- erleichtert und eine einfache Fixierung durch Verbindung der benachbarten Gehäuseteile ermöglicht, sondern .diese Ausbildung weist vor allem den beträchtlichen Vorteil auf, daß der erfin- dungsgemäße Filter nach einem Bausatzsystem aufgebaut ist, so daß aus verschiedenen Grundelementen des Gehäuses verschiedene Filter zusammen¬ gesetzt und dadurch die Filter entsprechend den gestellten Anforderungen ausgebildet werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Filtersieb, vorzugsweise mittig, eine Öffnung auf, durch die sich der Bypass-Kanal, gegenüber den Sieböffnungen abgedichtet, hindurcherstreckt. Dadurch läßt sich der Bypass-Kanal auf einfache Weise unterbringen und bildet eine unmittelbare Verbindung zwischen Zuströmkammer und Abströmkammer. Häufig erfolgt beispielsweise bei Schmieröl nur eine Grobreinigung der Hauptmenge desselben und es wird immer nur ein Teil des zu reinigen¬ den Schmieröles im Nebenstrom abgezweigt und einer Feinreinigung unterzo¬ gen. Diese Vorgangseise hat sich in der Praxis als ausreichend für die

erforderliche Reinigung der Gesamtmenge des Schmieröles erwiesen. Bei dieser Art der Reinigung ist erfindungsgemäß zweckmäßig die Anordnung so getroffen, daß im Gehäuse zwei Abströmkammern vorgesehen sind, die beide über je ein Filtersieb mit einer einzigen Zuströmkammer in Verbindung stehen und von welchen eines in einem Hauptstrom und eines in einem Ne¬ benstrom des zu reinigenden Mediums liegt, und daß lediglich ein Filter¬ sieb, vorzugsweise das im Hauptstrom liegende Filtersieb, durch einen Bypass-Kanal überbrückt ist. Die Anordnung dieses Bypass-Kaπales im Hauptstrom stellt sicher, daß über den Hauptström immer eine für die Ver- sorgung der angeschlossenen Maschine hinreichende Menge gefördert wird. Die Förderung einer bestimmten Menge im Nebeπstrom ist hingegen nicht kritisch. Die Anordnung eines Bypass-Kaπales zur Überbrückung des anderen Filtersiebes ist auch deshalb nicht erforderlich, da beide Filtersiebe von einer gemeinsamen Zuströmkammer mit dem zu " reinigenden Medium ver- sorgt werden und daher die Anordnung eines einzigen, diese einzige Zu¬ strömkammer mit einer Abströmkammer verbindenden Bypass-Kaπales hinrei¬ chend ist.

Eine räumlich günstige Anordnung ergibt sich bei dieser Ausbildung dann, wenn erfindungsgemäß die beiden Abströmkammerπ den beiden gegen- überliegenden Seiten der Zuströmkammer benachbart angeordnet sind.

Eine weitere Verbesserung des Reinheitsgrades kann dadurch erzielt werden, daß wenigstens eine Abströmkammer mit einer beheizten Verdampfungskammer verbunden ist. An Stelle der Beheizung oder zu¬ sätzlich zu dieser kann die Verdampfungskammer auch an eine Vakuum- einrichtung angeschlossen sein. In dieser Verdampfungskammer, welche an sich bekannt ist und welche in Verbindung mit einem aus Fasermaterial bestehenden Filtereinsatz zur Beseitigung der festen Verunreinigungen in der österreichischen Patentschrift 382 161 beschrieben ist, erfolgt durch die Beheizung bzw. durch den Anschluß an eine Vakuumeinrichtung, welche das Entstehen eines Unterdruckes in der Verdampfungskammer bewirkt, ein Verdampfen des im zu reinigenden Medium enthaltenen Wassers und der im zu reinigenden Medium enthaltenen -flüchtig ' en Bestandteile, also jener Bestandteile, die durch das Filtersieb nicht entfernt werden können.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert. Fig.l zeigt einen erfindungsgemäßen Filter mit einer einzigen Zuströmkammer und einer einzigen Abströmkammer. Fig.2 stellt gleichfalls im Schnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filters mit zwei Abströmkammerπ dar. Fig.3 zeigt im

Schnitt einen erfiπdungsgemäßen Filter mit zwei Abströmkammern, wobei eine dieser Abströmkammern als Verdampfungskammer ausgebildet ist.

Der in Fig.l dargestellte Filter weist ein Gehäuse 1 auf, das aus zwei Teilen l',l" besteht. In der Trenπebene zwischen den beiden Teilen l'.l" befindet sich ein Filtersieb 2. Im Gehäuseteil 1' befindet sich eine Zuströmkammer 3, die über einen Anschlußstutzen 4 mit einer Zuführungsleitung für die zu reinigende Flüssigkeit, beispielsweise Schmieröl, verbunden ist.

Im Gehäuseteil 1" befindet sich eine Abströmkammer 5, die mit einem Anschlußstutzen 6 für die Ableitung des gereinigten flüssigen Mediums in Verbindung steht.

Das Filtersieb 2 befindet sich in der Treπnebene zwischen den beiden Gehäuseteilen l',l", bildet somit die Trennwand zwischen der Zuströmkammer 3 und der Abströmkammer 5 ' . Das über den Anschlußstutzen 4 der Zuströmkammer 3 zugeführte Medium tritt somit durch das Filtersieb 2 hindurch, wo eine Beseitigung der Verunreinigungen dieses Mediums erfolgt, und gelangt in die Abströmkammer 5, von wo es über den Anschlußstutzeπ 6 abgeführt wird.

Zwischen der Zuströmkammer 3 und der Abströmkammer 5 ist ein das Filtersieb 2 überbrückender Bypass-Kanal 7 angeordnet, in dem ein Sicherheitsventil 8 vorgesehen ist, das bei Auftreten eines Überdruckes in der Zuströmkammer 3 öffnet. Dieses Sicherheitsventil 8, das aus einer mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden, das Abschlußorgan bildenden Kugel 9 besteht, ermöglicht somit einen Übertritt des zu reinigenden Mediums von der Zuströmkammer 3 in die Abströmkammer 5, wenn die Öffnungen des Filtersiebes 2 verlegt sind und daher keine oder eine nur ungenügende Menge des zu reinigenden Mediums über dieses Filtersieb in die Abströmkammer 5 gelangt.

Das Sicherheitsventil 8 betätigt einen elektrischen Schalter 10, der über .eine nicht dargestellte Leitung mit einer gleichfalls nicht dargestellten Anzeige- und/oder Schalteinrichtung in Verbindung steht. Bei einem Ansprechen des Sicherheitsventiles 8 wird somit über diese Einrichtung ein optischer oder akustischer Alarm ausgelöst oder, gegebenenfalls mit einer gewissen Zeitverzögerung, selbsttätig ein Schaltvorgang vorgenommen, der jene Einrichtung, beispielsweise bei zu reinigendem Schmieröl die zu schmierende Brenπkraftmaschiπe oder bei zu reinigendem Brennstoff die Einspritzpumpe dieser Brennkraftmaschine bei- einflußt. Dadurch wird verhindert, daß eine große Menge ungereinigten

Mediums über den Bypass-Kanal 7 übertritt.

Der Bypass-Kanal 7 durchsetzt mittig eine Öffnung 11 des Filtersiebes 2 und ist gegenüber den Sieböffnungen abgedichtet.

Die Ausführungsfαrm nach Fig.2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig.l dadurch, daß das Gehäuse 1 aus drei Gehäuseteilen l',l ιr ,l"' besteht. Die Zuströmkammer 3 ist im mittleren Gehäuseteil l 1 angeordnet und wieder über einem Anschlußstutzen 4 mit einer Zuführungsleitung für das zu reinigende Medium verbunden. In jedem der beiden Gehäuseteile 1",1"' befindet sich eine Abströmkammer 5',5".. Jede der beiden Abströmkammern weist einen Anschlußstutzen 6',6" für die Abfuhr des gereinigten Mediums auf. Der Übertritt dieses Mediums von der einzigen Zuströmkammer 3 in " die beiden Abströmkammern 5',5" erfolgt über zwei Filtersiebe 2',2", welche wieder in den Trenπebeπen zwischen den Gehäuseteilen ' l',l",l"' angeordnet sind und die Trennwand zwischen der Zuströmkammer 3 und den beiden Abströmkammern 5",5" bilden.

Der Hauptstrom des zu reinigenden Mediums wird über das Filtersieb 2" in die Abströmkammer 5" geleitet, ein Nebenstronv über das" Filtersieb 2' in die Abströmkammer 5'.

Bei dieser Ausführungsform ist lediglich das Filtersieb 2" durch einen BypassKanal 7 überbrückt, in dem wieder ein Sicherheitsventil 8 vorgesehen ist. Die Ausbildung des Sicherheitsventiles 8 entspricht jener in Fig.l. Auch hier betätigt das Sicherheitsventil 8 bei seinem Ansprechen einen elektrischen Schalter 10, der bei seinem Schließen die Anzeige- und/oder Schalteinrichtung aktiviert. Bei der Ausführuπgsform nach Fig.3 besteht das Gehäuse 1 aus vier Gehäuseteilen 1' ,1",1" ' ,1 . Die Zuströmkammer 3 befindet sich im Gehäuseteil l 1 . Die Zufuhr des zu reinigenden Mediums erfolgt wieder durch einen Anschlußstutzen 4. Von der Zuströmkammer 3 gelangt das zu reinigende Medium über zwei hintereinandergeschaltete Filtersiebe 2a',2b 1 in eine erste Abströmkammer 5'. Die beiden Filtersiebe 2a',2b' sind durch ein Distanzstück 11 voneinander getrennt. Das Filtersieb 2a' ist grob¬ maschig und hält die größeren Verunreinigungen zurück, das Filtersieb 2b' hat eine kleinere Maschenweite und hält die kleineren Verunreinigungen zurück. Von der Abströmkammer 5' wird der Hauptstrom des zu reinigenden Mediums durch den Anschlußstutzen 6' abgeführt. Ein abgezweigter Nebeπstrom gelangt von der Abströmkammer 5' über das Filtersieb 2" in die zweite Abströmkammer 5". Die Abstromkammer 5" ist mit der Zuströmkammer 3

wieder über den Bypass-Kanal 7 verbunden, in dem das Sicherheitsventil 8 angeordnet ist, das den elektrischen Schalter 10 betätigt.

Von der Abströmkammer 5' gelangt das mittels des Filtersiebes 2" gereinigte Medium über einen Kanal 12 in eine Verdampfungskammer 13, in welcher die flüchtigen Verunreinigungen, welche beispielsweise dadurch, daß sie eine Säure bilden, einen erhöhten Verschleiß mit sich bringen, durch Verdampfen ausgeschieden werden. Diese Verdampfungskammer weist eine Verdampfungsplatte 14 mit stufenförmiger Oberfläche auf, auf der sich das zu reinigende Medium ausbreitet und entlang der dieses Medium nach unten rinnt. Über einen Uπterdruckanschluß 15 • ist die Verdampfungskammer 13 an eine Vakuumeinrichtung angeschlossen, wodurch in der Verdampfungskammer 13 ein Unterdruck aufrechterhalten wird. Dieser Unterdruck bewirkt, daß das im zu reinigenden flüssigen Medium enthaltene Wasser und die in diesem Medium " enthaltenen anderen flüchtigen Verunreinigungen verdampfen und über den Unterdruckanschluß 15 abgesogen werden. Dadurch erfolgt auch eine Beseitigung dieses Wassers und dieser flüchtigen Bestandteile.

Das gereinigte Medium wird über den mit der Verdampfungskammer 13 verbundenen Anschlußstutzen 16 abgeführt. Anstelle des Anschlusses der Verdampfungskammer 13 an die Vakuumeinrichtung oder zusätzlich hiezu kann die Verdampfungskammer 13 beheizt werden. Diese Beheizung kann beispielsweise durch elektrisch beheizte Heizstäbe 17 oder eine in die stufenförmige Oberfläche eingebettete, nicht dargestellte Heizmatte erfolgen, aber auch dadurch, daß das zu reinigende Medium, wenn es erwärmt ist, also beispielsweise das warme Schmieröl einer Breππkraftmaschiπe, vor dem Eintreten in die Zuströmkammer 3 durch in der Verdampfungskammer 13 angeordnete Heizschlangen hindurchgeführt wird.

Bei allen dargestellten Ausführungsbeispieleπ können ein oder mehrere Filtersiebe 2,2' ,2" durch zwei oder auch mehr als zwei hinter- einaπdergeschaltete Filtersiebe ersetzt werden, wie dies in Fig.3 bei den hintereinandergeschalteten Filtersieben 2a',2b-' gezeigt ist. Die Maschen¬ weite dieser hintereinandergeschalteten, durch Distanzstücke voneinander getrennten Filtersiebe ist abgestuft, und ist beim Sieb mit der größten Maschenweite beispielsweise so groß, daß Feststoffe in der Größenordnung von 80μ, beim Sieb mit der kleinsten Maschenweite beispielsweise so groß, daß Feststoffe in der Größenordnung von lüμ zurückgehalten werden.




 
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