DE1290283B - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Waschmitteln mit niedrigem Schüttgewicht, mit der diese auf leichte und wirtschaftliche Weise hergestellt werden können.The present invention relates to an apparatus for producing detergents with low Bulk weight with which these can be produced in an easy and economical way.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet unter kontinuierlichem Vermischen einer Vormischungsaufschlämmung mit mindestens einem anderen Material bei Einhalten eines konstanten Mischverhältnisses der Komponenten, von denen mindestens eine bindungen verwendet, welche mit Wasser unter Bildung von wasserlöslichen Hydratsalzen, vorzugsweise Polyphosphathydraten, reagieren. Durch die Bildung dieser Hydrate wird der Aufschlämmung freies Wasser entzogen und dem Fertigprodukt eine feste Struktur verliehen, so daß es beispielsweise unter dem Gewicht von darüberliegendem Material nicht oder kaum zusammenbricht. Geeignete hydratisierbare Verbindungen sind Alkali- und Erdalkali-The apparatus of the present invention operates by continuously mixing a premix slurry with at least one other material while maintaining a constant mixing ratio of the components, at least one of which uses bonds that form with water of water-soluble hydrate salts, preferably polyphosphate hydrates, react. Through the The formation of these hydrates is removed from the slurry and free water from the finished product Lent firm structure, so that it is, for example, under the weight of overlying material does not or hardly collapses. Suitable hydratable compounds are alkali and alkaline earth
einen hohen Feststoffgehalt und damit schlechte io phosphate, wie beispielsweise Pentanatriumtripoly-Fließfähigkeit aufweist, und ist gekennzeichnet durch phosphat in seinen beiden Formen I und II, Tetraein erstes automatisches Steuersystem zum Dosieren natriumpyrophosphat, Kaliumpyrophosphat, Trides kontinuierlichen Stromes der Komponente mit natriumorthophosphat und Natriumtrimetaphosphat. hohem Feststoffgehalt zwischen einer Vorratsquelle Ebenfalls geeignet sind hydratisierbare Verbindunderselben und der Stelle der Zugabe der anderen 15 gen, wie Natriumcarbonat, Natriummetasilikat, Ma-has a high solids content and thus poor io phosphate, such as pentasodium tripoly flowability, and is characterized by phosphate in its two forms I and II, tetra, a first automatic control system for dosing sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, trides continuous flow of the component with sodium orthophosphate and sodium trimetaphosphate. high solids content between a supply source Also suitable are hydratable compounds of the same and the point of addition of the other 15 genes, such as sodium carbonate, sodium metasilicate, ma-
Komponente, ein zweites automatisches Steuersystem zum Dosieren des kontinuierlichen Stromes der anderen Komponente zur Stelle der Zugabe und eine Mischvorrichtung zum innigen Vermischen der beiden Komponenten.Component, a second automatic control system for dosing the continuous stream the other component at the point of addition and a mixing device for intimately mixing the both components.
Der Wassergehalt der Rohstoffmischung wird vor dem Trocknen möglichst gering gehalten, so daß zum Trocknen keine großen Wärmemengen und keine großen Trockenapparate erforderlich sind. So werden durch die vorliegende Erfindung die Herstellungskosten für derartige Waschmittel wesentlich verringert. Darüber hinaus wird durch Verwendung einer Vorrichtung, mit der die Eigenschaften des Produktes gesteuert und somit laufend gleichmäßige Produkte erzeugt werden können, ein Waschmittel mit niedrigem Schüttgewicht erhalten. Unter der Bezeichnung »mit niedrigem Schüttgewicht« werden Produkte verstanden, deren Schüttgewicht geringer als etwa 0,45 g/cm3 ist. Im Fall eines rieselfähigen teilchenförmigen Produktes bezieht sich diese Angabe auf das ungestampfte Gewicht je Volumeneinheit beim Einfüllen in einen Behälter.The water content of the raw material mixture is kept as low as possible before drying, so that no large amounts of heat and no large drying apparatus are required for drying. Thus, the production costs for such detergents are substantially reduced by the present invention. In addition, a detergent with a low bulk density is obtained by using a device with which the properties of the product can be controlled and thus continuously uniform products can be produced. The term "low bulk density" is understood to mean products whose bulk density is less than about 0.45 g / cm 3 . In the case of a free-flowing particulate product, this information relates to the unstamped weight per unit volume when it is poured into a container.
Für die Zwecke der Erfindung stellt man eine Aufschlämmung her, die aus einer kontinuierlichen gnesiumsulfat, Natriumtetraborat u. dgl., sowie Mischungen dieser Verbindungen. Die hydratisierbaren Verbindungen werden in Teilchenform verwendet. Die für die Zwecke der Erfindung optimal geeigao nete hydratisierbare Verbindung ist eine schnell hydratisierende Verbindung. Je schneller die Hydratisationsgeschwindigkeit ist, desto schneller wird auch die Strukturfestigkeit erhöht, so daß das poröse System selbsttragend wird. So wird vorzugsweise eine Verbindung gewählt, weiche bei den Temperaturen des Prozesses in weniger als 30 Minuten im wesentlichen hydratisiert. Eine bevorzugte hydratisierbare Verbindung ist Natriumtrimetaphosphat, welches sich in Anwesenheit einer starken Base schnell zu Natriumtripolyphosphat-Hexahydrat umsetzt. Auf gleiche Weise können auch andere Alkalitrimetaphosphate zur Bildung von Alkalitripolyphosphat-Hydraten verwendet werden. Die hydratisierbare Verbindung kann in Mengen von 20 bis 80 Gewichtsprozent verwendet werden.For the purposes of the invention, a slurry is prepared consisting of continuous magnesium sulfate, sodium tetraborate, and the like, and mixtures of these compounds. The hydratable compounds are used in particulate form. The optimal geeig ao designated hydratable for the purposes of the invention, connection is a rapidly hydrating connection. The faster the rate of hydration, the faster the structural strength is also increased, so that the porous system becomes self-supporting. Thus, it is preferred to select a compound which will substantially hydrate in less than 30 minutes at the temperatures of the process. A preferred hydratable compound is sodium trimetaphosphate, which rapidly converts to sodium tripolyphosphate hexahydrate in the presence of a strong base. Other alkali metal trimetaphosphates can be used in the same manner to form alkali metal tripolyphosphate hydrates. The hydratable compound can be used in amounts of from 20 to 80 percent by weight.
Zur Überführung von Trimetaphosphat in Tripolyphosphat-Hydrat ist eine starke Base, wie ein Alkalihydroxyd, -carbonat oder -silikat, erforderlich; bevorzugt werden für diesen Zweck Natrium- undTo convert trimetaphosphate into tripolyphosphate hydrate, a strong base, such as an alkali hydroxide, carbonate or silicate, required; Sodium and sodium are preferred for this purpose
wäßrigen Phase und einer dispergierten Phase aus 40 Kaliumhydroxyd.aqueous phase and a dispersed phase of 40 potassium hydroxide.
einem organischen Waschaktivstoff und mindestens einem als Gerüstsubstanz geeigneten, alkalischen oder neutralen anorganischen Alkali- oder Erdalkalisalz besteht. Diese Aufschlämmung wird dann mit hoher Schergeschwindigkeit innig mit einem Gas unter Bedingungen vermischt, bei denen das Gas außerordentlich fein in der Aufschlämmung dispergiert wird. Nach dem Einmischen des Gases wird die Aufschlämmung aus der Mischvorrichtung entnommen und bei Raumtemperatur abgekühlt, wodurch sich ein festes Produkt bildet, das leicht zu einem Granulat zerfällt oder ohne Schwierigkeiten in ein teilchenförmgies Produkt mit niedrigem Schüttgewicht übergeführt werden kann.an organic washing active substance and at least one alkaline substance suitable as a builder substance or neutral inorganic alkali or alkaline earth salt. This slurry is then intimately mixed with a gas at high shear rates under conditions in which the gas is dispersed extremely finely in the slurry. After mixing in the gas will the slurry is removed from the mixer and cooled to room temperature, whereby a solid product is formed which breaks down into granules easily or without difficulty can be converted into a particulate product with a low bulk density.
Die starke Base muß in Mengen verwendet werden, welche zu der gewünschten Umwandlung des AlkaIitrimetaphosphats in das entsprechende Alkalitripolyphosphat-Hydrat ausreichen.The strong base must be used in amounts which lead to the desired conversion of the AlkaIitrimetaphosphats sufficient in the corresponding alkali tripolyphosphate hydrate.
Außer den obengenannten Verbindungen können gegebenenfalls noch für verschiedene Zwecke geeignete Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, z. B. Natriumsulfat, Schmutzdispergiermittel, z. B. Carboxymethylcellulose, Puffersubstanzen, Aufheller, Farbstoffe, Stabilisatoren u. dgl., zu dem Ansatz gegeben werden. Der Wassergehalt der Aufschlämmung beim Mischen mit hoher Scherwirkung ist im allgemeinen geringer als der Wassergehalt, mit dem das MaterialIn addition to the abovementioned compounds, suitable compounds can optionally also be used for various purposes Additives such as fillers, e.g. B. sodium sulfate, soil dispersants, e.g. B. carboxymethyl cellulose, Buffer substances, brighteners, dyes, stabilizers and the like, can be added to the batch. The water content of the slurry when mixed with high shear is generally lower than the water content with which the material
leicht und ohne Schwierigkeit durch eine Leitung Die Erfindung ist insbesondere zur Herstellung 55 gepumpt oder geführt werden kann. Dies wird davon synthetischen Waschmitteln aus Rohstoff- durch erreicht, daß man zunächst eine Vormischung mischungen mit hohem Feststoffgehalt geeignet, aus herstellt, welche das gesamte Wasser oder den Hauptdenen bisher ein Produkt mit befriedigend niedrigem teil des Wassers und nur einen Anteil der Feststoffe Schüttgewicht nur schwer zu erhalten war. Mit der enthält, und den Rest der Feststoffe kurz vor dem erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Produkte 60 Mischen mit hoher Scherwirkung zusetzt. Der Gemit dem erwünschten niedrigen Schüttgewicht und samtfeststoffgehalt der Aufschlämmung beim Mimit niedrigem Phosphatgehalt ohne Schwierigkeit sehen im Mischer mit hoher Scherwirkung liegt zwiauch aus Rohstoffmischungen mit hohem Feststoff- sehen 70 und 85 0Zo der Gesamtmischung, abhängig gehalt herstellen. von den anderen vorhandenen Bestandteilen undeasily and without difficulty through a line The invention is particularly useful for making 55 can be pumped or performed. This is achieved from synthetic detergents from raw materials by first preparing a premix mixture with a high solids content suitable from which all the water or the main ones have so far been a product with a satisfactorily low part of the water and only a part of the solids bulk weight only with difficulty was to be obtained. With the contains and the remainder of the solids shortly before the device according to the invention, products 60 can be added to a mixture with a high shear effect. The desired low bulk density and total solids content of the slurry with low phosphate content without difficulty in the mixer with high shear effect is between 70 and 85 0 Zo of the total mixture, depending on the content. of the other components available and
Die für die Erfindung geeigneten Waschaktivstoffe 65 den Arbeitsbedingungen des Verfahrens. In jedem sind wasserlöslich, organischer Natur und im all- Fall muß so viel Wasser zugegen sein, daß die Aufgemeinen schäumend. schlämmung nach dem Intensivmischen so viskos Zusammen mit dem Waschaktivstoff werden Ver- und fließfähig ist, daß sie eine gleichmäßige MasseThe suitable for the present invention laundry actives 65 to the working conditions of the process. In each are water-soluble, of an organic nature and in all cases there must be so much water present that the common ones are foaming. Sludge after intensive mixing becomes so viscous Together with the active detergent it becomes fluid and fluid that it becomes a uniform mass
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mit einer Konsistenz bildet, bei welcher sie sich ausdehnen oder aufblähen kann, aber ein Aufsteigen von Gas durch die Paste verhindert wird und dadurch im wesentlichen eine Struktur mit gleichmäßig darin verteilten getrennten Gasbläschen erhalten bleibt, in welcher die Gasbläschen nicht zusammenwachsen und kein Gas aus dem System verlorengeht.forms with a consistency at which it can expand or puff up, but a rising of gas through the paste is prevented and thereby a structure with essentially uniform separate gas bubbles distributed therein is retained, in which the gas bubbles do not grow together and no gas is lost from the system.
Als gasförmiges Material, welches zur Bildung der Gasbläschen innig mit der Aufschlämmung vermischt wird, kann jeder geeignete normalerweise gasförmige Stoff, wie beispielsweise Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxyd u. dgl., verwendet werden. Vorzugsweise wird ein inerter, normalerweise gasförmiger Stoff, wie Luft, verwendet.As a gaseous material which is intimately mixed with the slurry to form the gas bubbles any suitable normally gaseous substance, such as air, nitrogen, oxygen, Carbon dioxide and the like can be used. Preferably it is inert, normally gaseous Substance, such as air, is used.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems bestehen darin, daß damit ein Produkt von geringer scheinbarer Dichte, hohem Lösungsgrad und hoher Lösegeschwindigkeit in Wasser erhalten wird. Nach dem Granulieren weist das Produkt nur eine geringe Neigung zur Staubbildung oder zum Zusammenbacken beim Transport und/oder Lagern auf und hat im Vergleich zu Produkten, die aus vergleichbaren Rohstoffen nach den gegenwärtig üblichen technischen Verfahren hergestellt wurden, ausgezeichnete Geruchseigenschaften. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäß hergestellten Produkte im Gegensatz zu vielen bei hohen Temperaturen getrockneten Waschmitteln nur einen unwesentlichen Gehalt an organischen oder anorganischen Hitzeabbauprodukten auf und sind daher bei Herstellung aus wasserlöslichen Rohmaterialien völlig wasserlöslich. The advantages of the system according to the invention are that with it a product of less apparent density, high degree of dissolution and high rate of dissolution in water is obtained. To After granulating, the product shows only a slight tendency to form dust or to stick together during transport and / or storage and has compared to products made from comparable Raw materials produced according to the currently usual technical processes, excellent Olfactory properties. In addition, the products produced according to the invention have in contrast to many detergents dried at high temperatures, only an insignificant one Content of organic or inorganic heat breakdown products and are therefore in production completely water soluble from water soluble raw materials.
Bei einem kontinuierlichen Verfahren, in welchem man eine Vormischung herstellt und kontinuierlich einer Mischvorrichtung zuführt und einen Zusatzstoff, wie Trimetaphosphat, zusammen mit einer starken Base kurz vor der Hochleistungsmischstufe kontinuierlich zusetzt, ist es besonders wünschenswert, daß man die Materialströme der Vormischung und des Zusatzstoffes kontinuierlich messen und regeln kann, um eine kontinuierliche und genaue Dosierung der Komponenten zu erzielen. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Herstellung von Waschmitteln unter Verwendung von Ausgangsmaterialien mit hohem Feststoffgehalt, d. h. von schlecht fließfähigen Massen, ist es wesentlich, daß man die Dosierung der Materialströme schnell aufeinander abstimmen kann, um ein einheitliches Produkt zu erhalten. Mit dem im folgenden beschriebenen System ist eine augenblicklich und genau ansprechende Gewichtskontrolle möglich, wodurch ein gleichmäßiges Produkt erhalten werden kann.In a continuous process in which one prepares a premix and continuously a mixing device and an additive such as trimetaphosphate, along with a strong base is continuously added shortly before the high-performance mixing stage, it is particularly desirable that the material flows of the premix and the additive are continuously measured and can regulate in order to achieve a continuous and precise dosage of the components. At a Embodiment of the system according to the invention for producing detergents using high solids feedstocks, d. H. of poorly flowable masses, it is essential that you can quickly coordinate the dosage of the material flows to a uniform Product. With the system described below, one is instantaneous and accurate weight control possible, whereby a uniform product can be obtained can.
Mit der Erfindung wird die Verwendung mehrerer Dosiervorrichtungen mit jeweils zwei Materialbehältern vorgeschlagen, durch welche — wie weiter unten näher erläutert wird — eine kontinuierliche Wägung und Steuerung der Zuflußgeschwindigkeiten der Komponenten erzielt wird. Diese Vorrichtungen sind besonders zweckmäßig für technische Anlagen mit einer Kapazität von über 680 kg/Std., da sie bei einer solchen Kapazität eine genauere und weniger kostspielige Steuerung des Verfahrens bei hohen Feststoffgehalten ermöglichen.With the invention, the use of several metering devices, each with two material containers proposed by which - as will be explained in more detail below - a continuous Weighing and control of the flow rates of the components is achieved. These devices are particularly useful for technical systems with a capacity of over 680 kg / hour, as they are at such a capacity allows more precise and less costly control of the process at high levels Allow solids contents.
Mit der Erfindung wird daher eine Vorrichtung zum genauen Messen und Regulieren der Gewichtsfließgeschwindigkeiten der Vormischung und der kurz vor dem Mischen zuzusetzenden Stoffe, insbe-The invention therefore provides an apparatus for accurately measuring and regulating weight flow rates the premix and the substances to be added shortly before mixing, in particular
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sondere der hydratisierbaren Verbindungen, vorgeschlagen. Das Steuersystem umfaßt für jeden zu regulierenden Materialstrom einen Ladebehälter und einen Abgabebehälter. Für jeden Materialstrom befinden sich zwischen den beiden Behältern und der jeweiligen Materialquelle und der Verarbeitungsanlage Verbindungsleitungen. Weiterhin sind Mittel zum kontinuierlichen Wiegen des Abgabebehälterinhalts, zum kontinuierlichen Wiegen des Inhalts beider Behälter und zum Übertragen der ermittelten Werte in Steuersignale, welche der vom tatsächlichen Gewicht unabhängigen momentanen Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung entsprechen, vorgesehen. Das Steuersystem umfaßt außerdem Mittel zum Erzeugen eines kontinuierlichen Sollwertsignals, welches zeitlich unabhängig einer bestimmten Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung entspricht, und zum Vergleichen dieses Sollwertsignals mit einem oder beiden der vorstehenden, der momentanen Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung entsprechenden Signale und Regulieren der Abgabe des Materialstromes aus dem Abgabebehälter, wodurch der Unterschied zwischen den beiden verglichenen Signalen ausgeglichen wird. Außerdem werden die Signale für die beiden Ströme miteinander verglichen und die relativen Zuflußgeschwindigkeiten entsprechend reguliert.special of the hydratable compounds. The tax system includes for everyone too regulating material flow a loading container and a discharge container. For each material flow are located connecting lines between the two containers and the respective material source and the processing plant. Furthermore are means for continuously weighing the contents of the dispensing container, for continuously weighing the contents both containers and for transferring the determined values in control signals, which of the actual Weight independent instantaneous speed of the weight change correspond, provided. The control system also includes means for generating a continuous setpoint signal, which corresponds to the weight change independently of a certain speed, and for comparing this setpoint signal with either or both of the foregoing, the current one Speed of weight change corresponding signals and regulation of the delivery of the flow of material from the dispensing container, making the difference between the two compared Signals is balanced. Also, the signals for the two streams are interrelated compared and the relative inflow velocities regulated accordingly.
Wie bereits erwähnt wurde, werden bestimmte Komponenten erst unmittelbar vor der Hochleistungsmischstufe zugesetzt. Dies ist von besonderer Bedeutung, wo eine abbaubare oder hydratisierbare Verbindung, wie Natriumtripolyphosphat oder Natriumtrimetaphosphat, verwendet wird und die Reaktion unmittelbar einsetzt. Natriumtripolyphosphat ist beispielsweise sowohl einer Hydratation als auch einer Hydrolyse unterworfen. Wenn die Hydratation einsetzt, wird der Mischung Wasser entzogen. Beim Arbeiten mit hohem Feststoffgehalt wird die Aufschlämmung bei der Hydratation noch weniger fließfähig, so daß sie nicht durch Fließen weiterbefördert und nicht ausreichend durchgemischt werden kann. Durch weitere Reaktionen, wie Hydrolyse, wird das Material abgebaut, wodurch ein Fertigprodukt mit unerwünschten Eigenschaften erhalten wird. Es ist demnach erforderlich, sowohl die Verweilzeit als auch die Mischdauer so kurz wie möglich zu halten. Vorzugsweise bleiben die Vormischung und die Zusatzstoffe daher nur so kurz wie möglich in den Zubringern. Die Zeit zwischen dem Zusammenbringen aller für das Fertigprodukt erforderlichen Komponenten und dem Beginn des Mischens im Hochleistungsmischer beträgt zweckmäßig nur 5 Sekunden oder noch weniger. Die Durchlaufzeit durch den Mischer mit hoher Scherwirkung beträgt zweckmäßig weniger als etwa 30 Sekunden und vorzugsweise etwa 5 bis 20 Sekunden. Mit dem bevorzugten Steuersystem der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrzahl von Komponenten in einem Minimum an Zeit in genau dosierten Mengen vereinigt werden, wobei das Mengenverhältnis der Komponenten mit einem augenblicklich ansprechenden Steuermechanismus eingestellt wird, welcher die Zuführgeschwindigkeit jeder Komponente mißt, Variationen in der Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung oder der benötigten Komponentenmenge augenblicklich kompensiert und alle diese Funktionen bei einer Gesamtverweilzeit von weniger als etwa 5 Minuten ausführt. So wird durch dieAs already mentioned, certain components are only used immediately before the high-performance mixing stage added. This is of particular concern wherever a degradable or hydratable Compound such as sodium tripolyphosphate or sodium trimetaphosphate is used and the reaction starts immediately. For example, sodium tripolyphosphate is both hydrated as well as being subjected to hydrolysis. When hydration begins, water is removed from the mixture. When working with high solids, the slurry will still be hydrated less flowable, so that they are not conveyed further by flowing and are not sufficiently mixed can be. Further reactions, such as hydrolysis, degrade the material, creating a finished product with undesirable properties is obtained. It is therefore required both the residence time and to keep the mixing time as short as possible. Preferably the premix remain and the additives therefore only stay in the feeders for as short a time as possible. The time between getting together all components required for the finished product and the start of mixing in the high-performance mixer is expediently only 5 seconds or even less. The lead time through the high shear mixer is suitably less than about 30 seconds, and preferably about 5 to 20 seconds. With the preferred control system of the present invention can combine a plurality of components in precisely metered amounts in a minimum of time be, the proportion of the components with an instantly appealing Control mechanism is set, which measures the feed speed of each component, Variations in the rate of weight change or the amount of components required compensated instantly and all these functions with a total dwell time of less than about 5 minutes. So through the
Kombination eines Ladebehälters mit einem Abgabebehälter auf die weiter unten näher beschriebene Weise in Verbindung mit Waschmittelkomponentenströmen mit hohem Feststoffgehalt ein flexibles System erhalten, mit welchem ein erstklassiges Produkt mit minimalem Gehalt an unerwünschten Nebenprodukten hergestellt werden kann.Combination of a loading container with a dispensing container on the one described in more detail below Mode in conjunction with high solids detergent component streams System obtained with which a first class product with minimal content of undesirable By-products can be produced.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche ein schematisches Fließbild einer Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a schematic Shows a flow diagram of an embodiment of the invention.
Die dargestellte Vorrichtung zum Messen und Steuern der Fließgeschwindigkeit der Vormischungsaufschlämmung und der unmittelbar vor der Mischstufe zuzusetzenden Komponente nach dem Gewicht besteht aus zwei Einheiten, einer ersten EinheitlO zum Messen und Steuern der Vormischungsaufschlämmung und einer zweiten*Einheit 110 zum Messen und Steuern der Zusatzstoffe. Diese beiden Einheiten können im Aufbau und in der Funktion ao identisch sein. Die erste Einheit 10 enthält zwei senkrecht aufeinander ausgerichtete Materialbehälter 21 und 22, weiche vorzugsweise die gleiche Größe haben und in Wirkungsbeziehung zueinander in ein feststehendes Gerüst 23 montiert sind.The apparatus shown for measuring and controlling the flow rate of the premix slurry and the component to be added immediately prior to the mixing step by weight consists of two units, a first unit 10 for measuring and controlling the premix slurry and a second unit 110 for measuring and controlling the premix slurry Measure and control additives. These two units can be ao in structure and function be identical. The first unit 10 contains two material containers 21 aligned perpendicularly to one another and 22, which are preferably of the same size and in operative relationship to one another fixed frame 23 are mounted.
Der obere Behälter 21 kann eine beliebige Form haben und beispielsweise konisch sein und an seiner normalerweise abgedeckten Oberseite mit einer Zuführleitung 24 für die Vormischaufschlämmung versehen sein. In der Leitung 24 befindet sich ein Ab- sperrventil (nicht dargestellt). Der untere Teil des Behälters 21 ist über ein Absperrventil 26 mit einer Verbindungsleitung 25 verbunden. Die Leitung 25 ist mit dem Oberteil des unteren Behälters 22 verbunden, und die Abgabe aus dem Behälter 22 erfolgt durch eine Leitung 27 mit einem Durchflußdosierventil 28 oder einer anderen geeigneten Ventilvorrichtung. Die Leitung 25 zwischen dem oberen und dem unteren Behälter 21 und 22 ist so beschaffen, daß eine Bewegung der beiden Behälter relativ zueinander möglich ist. Dies kann durch längsverschiebbare manschettenartige Vorrichtungen 29 oder sonstige geeignete Mittel, wie eine in Längsrichtung elastische Leitung, bewirkt werden.The upper container 21 can have any shape and, for example, be conical and attached to it normally covered top with a feed line 24 for the premix slurry. In line 24 there is an outlet shut-off valve (not shown). The lower part of the container 21 is via a shut-off valve 26 with a Connecting line 25 connected. The line 25 is connected to the top of the lower container 22, and the dispensing from the container 22 takes place through a conduit 27 with a flow metering valve 28 or other suitable valve device. The line 25 between the upper and the lower container 21 and 22 is such that movement of the two containers is relative is possible to each other. This can be done by longitudinally displaceable sleeve-like devices 29 or other suitable means, such as a duct that is elastic in the longitudinal direction, can be effected.
Der obere Behälter 21 ist von einem horizontalen Tragrahmen 31 umgeben und durch Verschweißung oder Vernietung an seitlichen Ansätzen 37 und 37' fest mit diesem verbunden. Der Tragrahmen 31 wird von Aufhängern 41, 41' gehalten, welche von Tragbalken 42, 42' nach unten verlaufen und an diesen zwischen Drehachsen 46, 46' drehbar befestigt sind; bei den Drehachsen 46, 46' sind die Tragbalken 42, 42' drehbar an Hängegliedern 48, 48' befestigt, welche von dem Gerüst 23 nach unten verlaufen. An ihrem inneren Ende sind die Tragbalken 42, 42' mit Belastungselementen 53, 53' verbunden, welche an ihrem oberen Ende bei 54 mit einer Belastungsmeßzelle 55 geeigneter Art verbunden sind, die sich auf der Oberseite des Gerüstes 23 befindet. Die Belastungsmeßzelle 55 kann beispielsweise aus einem elektrischen Dehnungsmesser mit verstärktem Ausgang bestehen.The upper container 21 is surrounded by a horizontal support frame 31 and is welded or riveting at the side projections 37 and 37 'firmly connected to this. The support frame 31 is held by hangers 41, 41 ', which extend from supporting beams 42, 42' downwards and on these are rotatably mounted between axes of rotation 46, 46 '; in the case of the axes of rotation 46, 46 ', the supporting beams 42, 42 'rotatably attached to hanging links 48, 48' which extend downwardly from the frame 23. At At their inner end, the support beams 42, 42 'are connected to loading elements 53, 53', which at their upper end are connected at 54 to a load cell 55 of a suitable type, which is located on the top of the frame 23 is located. The load cell 55 can, for example, from a electrical strain gauges with amplified output exist.
Von den Aufhängern 41, 41' verlaufen Verlängerungen 59, 59' nach unten und halten einen horizontalen Rahmen 61. Der untere Behälter 22 ist von einem dem Tragrahmen 31 entsprechenden horizontalen Tragrahmen 63 umgeben und durch Verschweißung oder Vernietung an seitlichen Ansätzen 64, 64'Extensions 59, 59 'run down from the hangers 41, 41' and hold a horizontal frame 61. The lower container 22 is from surrounded by a horizontal support frame 63 corresponding to the support frame 31 and secured by welding or riveting to lateral extensions 64, 64 ' fest mit diesem verbunden. Der Tragrahmen 63 wird von Aufhängern 65, 65' gehalten, welche von Tragbalken 71, 71' nach unten verlaufen und an diesen zwischen Drehachsen 73, 73' drehbar befestigt sind; bei den Drehachsen 73, 73' sind die Tragbalken 71, 71' drehbar an den vom horizontalen Rahmen 61 nach unten verlaufenden Enden der Verlängerungen 59, 59' befestigt. An ihrem inneren Ende sind die Tragbalken 71, 71' mit Belastungselementen 75, 75' verbunden, welche an ihrem oberen Ende bei 77 mit einer Belastungsmeßzelle 79 geeigneter Art verbunden sind, die sich auf dem Rahmen 61 befindet. Der untere Behälter 22 ist also direkt an dem oberen Behälter 21 aufgehängt, und die Belastungsmeßzelle 79 mißt das Gewicht des unteren Behälters 22 mit Inhalt, während die Belastungsmeßzelle 55 das Gesamtgewicht beider Behälter mit Inhalt mißt.firmly connected to this. The support frame 63 is held by hangers 65, 65 ', which run down from support beams 71, 71' and on these are rotatably mounted between axes of rotation 73, 73 '; at the axes of rotation 73, 73 'the support beams 71, 71 'rotatable at the ends of the extensions extending downward from the horizontal frame 61 59, 59 'attached. At their inner end, the supporting beams 71, 71 'are provided with loading elements 75, 75' which are connected at their upper end at 77 to a load cell 79 of a suitable type which is located on the frame 61. Of the The lower container 22 is therefore suspended directly from the upper container 21, and the load cell 79 measures the weight of the lower container 22 with its contents, while the load cell 55 measures the total weight of both containers with their contents.
Die zweite EinheitllO zum Messen und Regeln der Zuflußgeschwindigkeit des Zusatzstoffes entspricht der ersten EinheitlO zum Steuern der Zufuhr der Vormischungsaufschlämmung und enthält zwei senkrecht aufeinander ausgerichtete Behälter 121 und 122, welche in Wirkungsbeziehung zueinander in das feststehende Gerüst 23 montiert sind. Der obere Behälter 121 ist mit einer Zuführleitung 124 für den Zusatzstoff versehen. Die Zufuhr durch die Leitung 124 zum Behälter 121 wird durch ein geeignetes Ventil (nicht dargestellt) geregelt. Der Behälter 121 ist über eine Leitung 125 mit dem unteren Behälter 122 verbunden, und die Leitung 125 ist mit einem Durchflußdosierventil 126 versehen. Die Leitung 125 zwischen dem oberen und dem unteren Behälter 121, 122 ist so beschaffen, daß sie eine Relativbewegung der Behälter erlaubt. Dies kann durch Manschetten 129 oder sonstige geeignete Vorrichtungen erzielt werden.The second unit 10 for measuring and regulating the feed rate of the additive corresponds to the first unit 10 for controlling the feed of the premix slurry and contains two containers 121 and 122 which are aligned perpendicular to one another and which are mounted in the fixed frame 23 in an operative relationship to one another. The upper container 121 is provided with a feed line 124 for the additive. The feed through the line 124 to the container 121 is regulated by a suitable valve (not shown). Of the Container 121 is connected to the lower container 122 via a line 125, and the line 125 is provided with a flow metering valve 126. The line 125 between the upper and the Lower container 121, 122 is designed to allow relative movement of the containers. this can be achieved by cuffs 129 or other suitable devices.
Der obere Behälter 121 ist von einem Tragrahmen 131 umgeben und auf geeignete Weise, wie durch seitliche Ansätze 137, 137', fest mit diesem verbunden. Der Tragrahmen 131 wird von Aufhängern 141, 14Γ gehalten, weiche von Tragbalken 142, 142' nach unten verlaufen. Die Aufhänger 141, 141' sind zwischen Drehachsen 146, 146' drehbar mit den Tragbalken 142, 142' verbunden und die Tragbalken 142, 142' wiederum bei den Drehachsen drehbar an Hängegliedern 148, 148' befestigt, welche vom Gerüst 23 nach unten verlaufen. An ihrem inneren Ende sind die Tragbalken 142, 142' mit Belastungselementen 153, 153' verbunden, welche an ihrem oberen Ende bei 154 mit einer Belastungsmeßzelle 155 geeigneter Art verbunden sind, die sich auf der Oberseite des Gerüstes 23 befindet.The upper container 121 is surrounded by a support frame 131 and in a suitable manner, such as by lateral lugs 137, 137 ', firmly connected to this. The support frame 131 is held by hangers 141, 14Γ, soft by support beams 142, 142 'run downwards. The hangers 141, 141 'are rotatable between axes of rotation 146, 146' connected to the support beams 142, 142 'and the support beams 142, 142' in turn at the axes of rotation rotatably attached to hanging links 148, 148 'which extend from the frame 23 downwards. On theirs inner end, the support beams 142, 142 'are connected to loading elements 153, 153', which at their upper end are connected at 154 to a load cell 155 of a suitable type, which on top of the framework 23 is located.
Die Aufhänger 141, 141' sind über den Tragrahmen 131 hinaus verlängert, und diese Verlängerungen 159, 159' halten einen horizontalen Rahmen 161. Der untere Behälter 122 ist von einem Tragrahmen 163 umgeben und durch seitliche Ansätze 164, 164' fest mit diesem verbunden. Der Tragrahmen 163 wird von Aufhängern 165, 165' gehalten, weiche von Tragbalken 171, 17Γ nach unten verlaufen und an diesen zwischen Drehachsen 173, 173' drehbar befestigt sind; bei den Drehachsen 173, 173' sind die Tragbalken 171, 171' an den Verlängerungen 159, 159' befestigt. An ihrem inneren Ende sind die Tragbalken 171,17Γ mit Belastungselementen 175, 175' verbunden, welche an ihrem oberen Ende bei 177 mit einer Belastungsmeßzelle 179 verbunden sind, die sich auf dem Rahmen 161 befindet.The hangers 141, 141 'are extended beyond the support frame 131, and these extensions 159, 159' hold a horizontal frame 161. The lower container 122 is surrounded by a support frame 163 and by lateral lugs 164, 164 'firmly connected to this. The support frame 163 is held by hangers 165, 165 ', soft from support beams 171, 17Γ downwards extend and are rotatably attached to these between axes of rotation 173, 173 '; for rotary axes 173, 173 ', the support beams 171, 171' are attached to the extensions 159, 159 '. At their inner end the support beams 171,17Γ are connected to loading elements 175, 175 ', which at their upper Ends at 177 are connected to a load cell 179 located on the frame 161.
Es ist also leicht ersichtlich, daß der untere Behälter 122 an dem oberen Behälter 121 aufgehängt ist und die Belastungsmeßzelle 179 das Gewicht des unteren Behälters 122 mißt, während die Belastungsmeßzelle 155 das Gesamtgewicht beider Behälter mißt.It can thus be readily seen that the lower container 122 is suspended from the upper container 121 and the load cell 179 measures the weight of the lower container 122 while the load cell 155 measures the total weight of both containers.
Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Meß- und Regelvorrichtung wird im folgenden der Behälter 21 als erster Ladebehälter und der Behälter 22 als erster Abgabebehälter bezeichnet; entsprechend wird der obere Behälter 121 für das Zusatzmaterial als zweiter Ladebehälter und der untere Behälter 122 als zweiter Abgabebehälter bezeichnet.For a better understanding of the operation of the measuring and control device, the container 21 is referred to as the first loading container and the container 22 as the first dispensing container in the following; correspondingly, the upper container 121 for the additional material is referred to as the second loading container and the lower container 122 as the second dispensing container.
Bei Betrieb der Anlage wird nach genauer Austarierung der Behälterleergewichte bei gefülltem erstem und zweitem Abgabebehälter 22, 122 und leerem erstem und zweitem Ladebehälter 21, 121 das Gewicht des Inhalts der Behälter 22, 122 kontinuierlich von den Belastungsmeßzellen 79, 179 gemessen. When the system is in operation, after the empty container weights have been precisely balanced with the first and second dispensing containers 22, 122 filled and the first and second loading containers 21, 121 empty, the weight of the contents of the containers 22, 122 is continuously measured by the load cells 79, 179.
Mit der Materialabgabe aus den Behältern 22,122 durch die Leitungen 202, 204 in den Zubringer 200 wird durch automatisches Öffnen der Durchflußdosierventile 28, 128 begonnen, wodurch das Material unter Steuerung durch das System auf die nachfolgend näher erläuterte Weise mit konstanter vorgegebener Geschwindigkeit durch die Leitungen 27, 202 und 127, 204 fließt. Der Zubringer 200 kann aus einer beliebigen Zufuhrvorrichtung der Verdrängerbauart bestehen. Vorzugsweise besteht der Zubringer 200 aus einer Weithalspumpe mit »fortlaufendem Hohlraum« (open-throat progressing cavity pump), wie einer Moyno-Pumpe. Das Material aus den Behältern 22 und 122 kann jedoch auch verschiedenen Zufuhrvorrichtungen der Verdrängerbauart zugeleitet und erst unmittelbar vor Einbringen in die Mischvorrichtung mit hoher Scherwirkung vereinigt werden.The material discharge from the containers 22, 122 through the lines 202, 204 into the feeder 200 is started by automatically opening the flow metering valves 28, 128 , whereby the material is controlled by the system in the manner explained in more detail below through the lines 27 at a constant predetermined speed , 202 and 127, 204 flows. The feeder 200 can be any positive displacement type feeder. The feeder 200 preferably consists of an open-throat progressing cavity pump, such as a Moyno pump. The material from the containers 22 and 122 can, however, also be fed to various feed devices of the positive displacement type and only combined with a high shear effect immediately before being introduced into the mixing device.
Die Materialgewichte des ersten und zweiten Abgabebehälters 22, 122 werden kontinuierlich durch die Belastungsmeßzellen 79, 179 gemessen, die in Stromkreise 81, 181 geschaltet sind, welche in den Leitungen 82, 182 der momentanen Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung im Behälter 22 bzw. 122 entsprechende elektrische Signalspannungen erzeugen. Der Wert dieser Signale ist also vom Materialgewicht in den Behältern 22 und 122 selbst unabhängig.The material weights of the first and second dispensing containers 22, 122 are continuously measured by the load cells 79, 179 , which are connected in circuits 81, 181 , which generate electrical signal voltages in lines 82, 182 of the current rate of change in weight in the container 22 and 122, respectively produce. The value of these signals is therefore independent of the weight of the material in the containers 22 and 122 themselves.
Der Steuerteil des erfindungsgemäßen Systems enthält getrennt gespeiste Sollwertsignalerzeuger 83, 183, die in den Leitungen 84,184 elektrische Signalspannungen erzeugen, welche bei 85, 185 verschiedenen Geschwindigkeiten der Materialgewichtsänderungen in den Behältern 22, 122 entsprechend eingestellt werden können. Die Einstellungen bei 85, 185 werden auf die Durchflußgeschwindigkeiten durch die Ventile 28, 128 geeicht. Die Meßsignalspannungen in den Leitungen 82, 182 werden mit den Sollwertspannungen in den Leitungen 84, 184 beispielsweise durch eine Potentiometeranordnung mit selbstkompensierenden Komparatoren 86, 186 verglichen und deren Ausgangsspannungen über Leitungen 80, 180 Hilfsmotoren 87, 187 zugeführt, welche bei Betätigung die Größe der Durchflußöffnungen der Ventile 28, 128 regulieren. Auf diese Weise werden die Vormischungsaufschlämmung aus dem ersten Abgabebehälter 22 und die Zusatzstoffe aus dem zweiten Abgabebehälter 122 in Abhängigkeit von den Einstellungen bei 85, 185 mit vor-The control part of the system according to the invention contains separately fed setpoint signal generators 83, 183, which generate electrical signal voltages in lines 84, 184 , which can be adjusted accordingly at 85, 185 different speeds of the changes in material weight in containers 22, 122. The settings at 85, 185 are calibrated to the flow rates through the valves 28, 128th The measurement signal voltages in lines 82, 182 are compared with the setpoint voltages in lines 84, 184, for example by a potentiometer arrangement with self-compensating comparators 86, 186 and their output voltages are fed via lines 80, 180 to auxiliary motors 87, 187 , which when actuated the size of the flow openings of the valves 28, 128 regulate. In this way, the premix slurry from the first dispensing vessel 22 and the additives from the second dispensing vessel 122 are pre-mixed depending on the settings at 85, 185.
gegebenen geregelten Geschwindigkeiten, die bestimmten Geschwindigkeiten der Gewichtsveränderungen
in den Abgabebehältern 22, 122 entsprechen, durch die Leitungen 27, 127 abgegeben.
Die automatische Steuerung des Systems 10 für die Vormischungsaufschlämmung arbeitet beim
Nachfüllen des ersten Abgabebehälters folgendermaßen: Zu einem bestimmten Zeitpunkt, an dem
der erste Abgabebehälter 22 noch nicht ganz leer ist,given regulated speeds, which correspond to certain speeds of the changes in weight in the dispensing containers 22, 122 , are dispensed through the lines 27, 127.
The automatic control of the system 10 for the premix slurry operates as follows when refilling the first dispensing container: At a certain point in time when the first dispensing container 22 is not yet completely empty,
ίο wird der Ladebehälter 21 schnell durch Öffnen des Absperrventils (nicht dargestellt) in der Leitung 24 mit Vormischungsaufschlämmung gefüllt und das Ventil dann bei Erreichen einer bestimmten Füllhöhe des Ladebehälters 21 wieder geschlossen. Der erste Ladebehälter 21 wird vorzugsweise mit einer zum Füllen des ersten Abgabebehälters 22 ausreichenden Materialmenge gefüllt. Während der Füllung des ersten Ladebehälters 21 und während des gesamten Verfahrens wird aus dem ersten Abgabe-ίο the loading container 21 is quickly filled with premix slurry by opening the shut-off valve (not shown) in the line 24 and the valve is then closed again when the loading container 21 has reached a certain filling level. The first loading container 21 is preferably filled with an amount of material sufficient to fill the first dispensing container 22. During the filling of the first loading container 21 and during the entire process, the first dispensing
ao behälter 22 kontinuierlich Material mit geregelter Geschwindigkeit abgegeben. Nachdem der erste Ladebehälter 21 gefüllt und das Ventil in der Leitung 24 geschlossen ist, wird das Gewicht des Gesamtinhalts beider Behälter 21 und 22 kontinuierlich durch die Belastungsmeßzelle 55 gemessen, welche in einen Stromkreis 91 geschaltet ist und dadurch in einer Leitung 92 eine elektrische Signalspannung erzeugt, welche eine Funktion der momentanen Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung des Gesamtinhaltes der Behälter 21 und 22 ist. Diese momentane Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung des Gesamtinhalts beider Behälter ist natürlich gleich der momentanen Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung im Abgabebehälter 22, da aus diesem weiter kontinuierlich Material mit der gleichen geregelten Geschwindigkeit, d.h. einer bestimmten Anzahl Gewichtseinheiten pro Zeiteinheit, abgegeben wird. Demnach sind die Meßsignalspannungen in den Leitungen 92 und 82 gleich. ao container 22 continuously dispensed material at a controlled rate. After the first loading container 21 is filled and the valve in the line 24 is closed, the weight of the total contents of both containers 21 and 22 is continuously measured by the load cell 55 , which is connected to a circuit 91 and thereby generates an electrical signal voltage in a line 92 which is a function of the instantaneous rate of change in weight of the total contents of the containers 21 and 22 . This instantaneous rate of change in weight of the total contents of both containers is of course equal to the instantaneous rate of change in weight in the dispensing container 22, since material is dispensed from this continuously at the same controlled rate, ie a certain number of weight units per unit of time. Accordingly, the measurement signal voltages in lines 92 and 82 are the same.
Nachdem der erste Ladebehälter 21 gefüllt ist und ehe der erste Abgabebehälter 22 leer ist, wird die Umschaltvorrichtung 93 automatisch betätigt, um im Komparator 86 die Meßsignalspannung der Leitung 82 schnell durch diejenige der Leitung 92 zu ersetzen, so daß der Komparator nun die der Gewichtsveränderung beider Behälter entsprechende Meßsignalspannung mit dem Sollwertsignal aus dem Erzeuger 83 vergleicht, um die öffnung des Regelventils 28 zu regulieren. Die Geschwindigkeit der Materialabgabe in den Prozeß verändert sich, nachdem die Umschaltvorrichtung 93 die Spannung der Leitung 82 automatisch durch diejenige der Leitung 92 ersetzt hat, aus den oben angegebenen Gründen nicht. Um den Inhalt des Ladebehälters 21 schnell in den Abgabebehälter 22 abzugeben, wird nun das Absperrventil 26 geöffnet und nach Befüllung des Abgabebehälters wieder geschlossen. Hierdurch wird die geregelte Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung der Vormischungsaufschlämmung nicht verändert, da die Regulierung der Öffnung des Durchflußdosierventils 28 und damit die Geschwindigkeit der Materialabgabe kontinuierlich in Relation zur gemeinsamen Gewichtsveränderung des ersten Ladebehälters und ersten Abgabebehälters aufrechterhalten und geregelt wird. Nachdem das Absperrventile geschlossen ist, wird die Umschaltvorrichtung 93 automatisch betätigt, um die Meßsignalspannung der Leitung 92 über eine Leitung 94 wiederAfter the first loading container 21 is filled and before the first dispensing container 22 is empty, the switching device 93 is automatically actuated in order to quickly replace the measuring signal voltage of the line 82 in the comparator 86 with that of the line 92 , so that the comparator now changes the weight of both The measurement signal voltage corresponding to the container compares with the nominal value signal from the generator 83 in order to regulate the opening of the control valve 28. The rate of material delivery into the process does not change after the switching device 93 has automatically replaced the voltage on the line 82 with that of the line 92 , for the reasons given above. In order to quickly dispense the contents of the loading container 21 into the dispensing container 22 , the shut-off valve 26 is now opened and closed again after the dispensing container has been filled. This does not change the regulated speed of the change in weight of the premix slurry, since the regulation of the opening of the flow metering valve 28 and thus the speed of the material discharge is continuously maintained and regulated in relation to the combined weight change of the first loading container and first dispensing container. After the shut-off valve is closed, the switching device 93 is automatically actuated in order to restore the measurement signal voltage of the line 92 via a line 94
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durch diejenige der Leitung 82 zu ersetzen, wodurch Stoff in den Materialstrom in der Leitung 240 gedie Gewichtssteuerung wieder durch die Belastungs- spritzt. Die Vorrichtung 225 besteht vorzugsweise meßzelle 79 erfolgt. Während dieser Zeit kann der aus einem kurzen, senkrecht zum Strom in der Lei-Ladebehälter 21 schnell wieder befüllt werden, ohne tung 240 verlaufenden Metallrohr. Das Metallrohr die Regelung der Geschwindigkeit der Material- 5 ist mit zwei diametral entgegengesetzten feinen abgabe aus dem ersten Abgabebehälter zu stören. Löchern und über den Löchern mit einem nach-Der beschriebene Arbeitszyklus wird dann während gebenden Gummistück versehen. Beim Einführen des gesamten Verfahrens laufend wiederholt. von gasförmigem Material unter Druck durch dieto be replaced by that of the line 82 , whereby substance in the material flow in the line 240 is injected again by the weight control by the load. The device 225 preferably consists of measuring cell 79 . During this time, the short metal pipe running perpendicular to the current in the charging container 21 can be quickly refilled without the need for a device 240. The metal tube regulating the speed of the material 5 is to interfere with two diametrically opposed fine delivery from the first delivery container. Holes and over the holes with an after-The working cycle described is then provided while giving rubber piece. When introducing the entire procedure repeatedly repeated. of gaseous material under pressure through the
Die Arbeitsweise des Meß- und Steuersystems 110 Leitung 224 wird das Gummistück von den Löchern für das Zusatzmaterial mit dem zweiten Ladebehälter io abgedrückt, so daß das gasförmige Material in die 121 und dem zweiten Abgabebehälter 122 ist die Leitung 240 abgegeben wird. Bei Unterbrechen der gleiche wie die oben für das System 10 für die Vor- Gaszufuhr werden die Löcher wieder durch das mischung beschriebene und wird daher nicht im Gummistück verschlossen, so daß sie nicht durch einzelnen erläutert. Natürlich wird das Steuersystem Rückdruck der durch die Leitung 240 fließenden 110 für das Zusatzmaterial auf eine Abgabegeschwin- 15 Mischung verstopft werden können, digkeit eingestellt, die vorher als zweckmäßig in Eine weitere Zufuhrleitung 228 ist für eine gegebezug auf die Abgabegeschwindigkeit der Vor- benenfalls erforderliche weitere Komponente, wie mischungsaufschlämmung ermittelt wurde. Das Ver- beispielsweise Lauge, bei Verwendung von AIkalihältnis von Vormischungsaufschlämmung zu Zusatz- trimetaphosphat als hydratisierbares Material vormaterial muß natürlich möglichst genau gesteuert ao gesehen. Die Leitung 228 wird von einer Dosierwerden. Hierzu kann der Zubringer 200 an Stelle des vorrichtung (nicht dargestellt) beliebiger Art gespeist. Durchflußdosierventils 28 als Ventilvorrichtung für Bei Verwendung von Alkalitrimetaphosphat und Zudie Vormischungsaufschlämmung verwendet werden. fuhr von Lauge durch die Leitung 228 setzt die Rein einer derartigen Ausführungsform kann dann die aktion zwischen dem hydratisierbaren Material und Signalspannung einer Leitung 80 zum Steuern der as dem in der Vormischungsaufschlämmung enthaltenen Geschwindigkeit eines Regelmotors 206 verwendet Wasser erst ein, wenn das Trimetaphosphat mit der werden, welcher die Welle 208 der Schnecke 210 des Lauge zusammentrifft. In diesem Fall werden in dem Zubringers 200 antreibt, und das Ventil 28 wegfallen, Material also keine wesentlichen Mengen Hydrat so daß die Vormischungsaufschlämmung aus dem gebildet, bevor die Lauge zugegeben wird. Demnach ersten Abgabebehälter 22 durch die Zubringer- 30 kann also das gesamte Trimetaphosphat oder ein schnecke 200 dosiert wird. Teil desselben früher zu der Vormischung gegebenThe operation of the measuring and control system 110 line 224 is pressed the rubber piece from the holes for the additional material with the second loading container io , so that the gaseous material is dispensed into the 121 and the second dispensing container 122 is the line 240. When interrupting the same as those above for the system 10 for the pre-gas supply, the holes are again described by the mixture and are therefore not closed in the rubber piece, so that they are not explained individually. Of course, the control system back pressure of the flowing through the line 240 110 for the additive material to a Abgabegeschwin- 15 mixture may be clogged, set speed, which is beforehand to be appropriate in another supply line 228 appropriate, required for gege respect to the delivery rate of the advantages more Component as determined by mix slurry. The comparison example alkali, when using AIkalihältnis of premix slurry to additional trimetaphosphate starting material as hydratable material must, of course, possible accurately controlled ao seen. Line 228 is fed from a metering device. For this purpose, the feeder 200 can be fed in place of the device (not shown) of any desired type. Flow metering valve 28 can be used as a valve device for the use of alkali trimetaphosphate and addition of the premix slurry. driving of liquor through the line 228 resets the net such an embodiment, then the action between the hydratable material, and signal voltage line 80 for controlling the as the speed contained in the premix slurry of a control motor used 206 water only when the input trimetaphosphate be with the which meets the shaft 208 of the screw 210 of the liquor. In this case, the feeder 200 drives, and the valve 28 is omitted, so the material does not have substantial amounts of hydrate so that the premix slurry is formed from the before the liquor is added. According to the first dispensing container 22 through the feeder 30 , the entire trimetaphosphate or a screw 200 can be dosed. Part of it was added to the premix earlier
Da es wichtig ist, das Verhältnis von Vor- werden, als es bei anderen Verfahren möglich ist. mischungsaufschlämmung zu Zusatzstoffen genau zu Hierzu kann beispielsweise Material aus beiden Abregulieren, wird zusätzlich ein Hauptsteuerorgan 212 gabebehältern 22 und 122 in die Leitung 202 am vorgesehen, welches auf das gewünschte Verhältnis 35 Einführende des Zubringers 200 gegeben werden, geeicht ist und die den Abgabegeschwindigkeiten der Der genaue örtliche oder zeitliche Punkt, an welchem Vormischungsaufschlämmung und der Zusatzstoffe das hydratisierbare Material zu der Vormischung entsprechenden Signale aus den Komparatoren 86 gegeben wird, hängt von vielen Variablen und Ver- und 186 vergleicht und die Einstellung eines oder fahrensbedingungen, wie der Hydratationsgeschwinbeider Komparatoren verändert, um das vorgegebene 40 digkeit, den auftretenden Temperaturen, dem Fest-Verhältnis der Abgabegeschwindigkeiten der Vor- stoffgehalt, den relativen Mengen der einzelnen Kommischungsaufschlämmung und der Zusatzstoffe auf- ponenten u. dgl., ab.Since it is important to be the ratio of before than it is possible with other procedures. Mixing slurry to additives exactly for this purpose, for example, material from both can be downregulated, a main control element 212 is additionally provided in the line 202 of the dispensing containers 22 and 122 , which are given to the desired ratio 35 inlet of the feeder 200 and which is calibrated to the dispensing speeds of the The exact point in time or location at which the premix slurry and the additives the hydratable material is given to the premix corresponding signals from the comparators 86 depends on many variables and compares and 186 compares and changes the setting of one or the driving conditions, such as the rate of hydration of both comparators, speed by the predetermined 40, the temperatures occurring, the solid ratio of the delivery speeds of the pre-matter content, the relative amounts of each of the additives and Kommischungsaufschlämmung up components u. like. decreases.
rechtzuerhalten. Es werden also zwei verschiedene Die Mischvorrichtung 222 zum gründlichen konti-Materialströme in genau dosierten Mengen konti- nuierlichen Mischen der Komponenten und gleichnuierlich einer gemeinsamen Mischstelle zugeführt. 45 mäßigen Verteilen des gasförmigen Materials zu Das Hauptsteuerorgan 212 und die Komparatoren feinen, im wesentlichen gleichmäßigen kleinen Bläs-86 und 186 können von Hand auf die gewünschten chen in der Mischung muß eine hohe Scherwirkung Zuführgeschwindigkeiten und das gewünschte Ver- haben. Geeignete Mischvorrichtungen haben im allhältnis der Zuführgeschwindigkeiten eingestellt wer- gemeinen ein verhältnismäßig kleines Fassungsvermöden. Die Mischverhältnisse können also jederzeit 50 gen, so daß zu gleicher Zeit nur eine kleine Menge genau eingestellt und aufrechterhalten werden, und Aufschlämmung darin verarbeitet wird, wodurch der es kann eine genaue Formel aus der Vormischungs- Hauptteil der zugeführten Kraft direkt auf die Aufaufschlämmung und den Zusatzstoffen auch bei schlämmung angewendet wird und nicht zum Durchvariierendem Bedarf an dem einen oder anderen mischen großer, gleichzeitig vorhandener Material-Material oder bei variierender Zuflußgeschwindigkeit 55 mengen vergeudet wird. Zweckmäßig wird daher aufrechterhalten werden. Auf Grund seiner schnellen eine Mischvorrichtung 222 mit einem Fassungs-Reaktion ermöglicht das Steuersystem die Herstellung vermögen von weniger als etwa 41 verwendet, so daß eines erstklassigen, gleichmäßigen Produktes. das Material den Mischer in weniger als 30 Sekundenright. Two different mixing devices 222 are therefore fed to a common mixing point for thorough continuous material flows in precisely metered quantities, continuous mixing of the components and at the same time. 45 moderate distribution of the gaseous material to the main control member 212 and the comparators fine, substantially uniform small blowers 86 and 186 can be manually applied to the desired areas in the mixture must have high shear feed rates and the desired displacement. Suitable mixing devices generally have a relatively small capacity in relation to the feed speeds. The mixing ratios can thus be 50 gen at any time, so that only a small amount can be precisely adjusted and maintained and slurry processed in it at any one time, whereby the it can be an exact formula of the premixing main part of the applied force directly on the slurry and the Additives is also used in the case of sludge and is not wasted for the varying need for one or the other mixing large, simultaneously present material material or with varying inflow speed 55 amounts. Appropriate will therefore be maintained. By virtue of its fast mixing device 222 with a capacity response, the control system enables the production of less than about 41 used, so that a first class, uniform product. the material hits the mixer in less than 30 seconds
Die aus der Vormischung und den Zusatzstoffen durchläuft, wobei während dieser kurzen Zeit eine erhaltene Mischung mit hohem Feststoffgehalt wird 60 außerordentlich hohe Scherwirkung ausgeübt wird, außerordentlich schnell, d. h. innerhalb von etwa Die Mischvorrichtung kann von beliebiger geeigneter 5 Sekunden, durch die Leitungen 220 und 240 einer Bauweise sein und umfaßt vorzugsweise eine MischMischvorrichtung 222 mit hoher Scherwirkung zu- kammer 230 mit zwei Statoren 232,234 und einem geführt. Der gasförmige Stoff wird mittels einer zwischen den Statoren rotierenden Rotor 236. Die Regelpumpe 226, deren Einlaß über eine Leitung 65 Innenflächen der beiden Statoren und beide Flächen 227 mit einer Zufuhrquelle für das Gas verbunden des Rotors können mit konzentrischen Reihen von ist, unter Druck durch eine Leitung 224 zugeführt. Blättern 238 versehen sein, die so angeordnet sind, Durch eine Vorrichtung 225 wird der gasförmige daß die Blätter des Rotors 236 dicht in die BlätterWhich passes from the masterbatch and the additives, wherein, during this short time, a resulting mixture having a high solids content is 60 extremely high shear is applied, extremely rapidly, ie, within about the mixing device may be of any suitable for 5 seconds through the lines 220 and 240 one type of construction and preferably comprises a mixing-mixing device 222 with high shear action to chamber 230 with two stators 232, 234 and one guided. The gaseous substance is pressurized by means of a rotor 236 rotating between the stators. The variable displacement pump 226, the inlet of which is connected via a line 65 to the inner surfaces of the two stators and both surfaces 227 with a supply source for the gas, of the rotor can have concentric rows of a line 224 is supplied. Blades 238 may be provided, which are so arranged, by a device 225 the gaseous is that the blades of the rotor 236 tightly into the blades
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der Statoren 232 und 234 eingreifen, diese jedoch Das Waschmittel wird von dem rohrförmigen Teil nicht berühren. Die Aufschlämmung wird zweck- 244 auf eine Fördervorrichtung 250 abgegeben, mäßig von einer Öffnung 240 in der Mitte eines welche zweckmäßig aus einem Laufband besteht, so Stators eingeführt, zwischen den Blättern dieses daß das Produkt schnell abgeführt und nicht zu einer Stators und denen des Rotors hindurchgeführt, über 5 unerwünschten Höhe aufgeschüttet wird, wobei es den Rotor hinweg und zwischen den Blättern des in der Struktur zusammenbrechen und ein Produkt anderen Stators und des Rotors hindurchgeführt mit zu hoher Schüttdichte ergeben könnte. In man- und dann aus einer Öffnung 242 am äußeren Ende chen Fällen kann es zweckmäßig sein, die Tempedes Mischers wieder herausgeführt. Auf diesem Weg ratur des Produktes auf dem Band 250 eine bedurch die Mischvorrichtung werden die Aufschläm- io stimmte Zeit lang auf einer bestimmten Höhe zu mung und das gasförmige Material durch die Blätter halten, wozu die Fördervorrichtung 250 mit einer zu zahllosen Einzelströmen zerrissen und zer- Vorrichtung 252 zum wahlweisen Erwärmen und/ schnitten, und das gasförmige Material wird in win- oder Kühlen des Produktes versehen sein kann. In zigen Bläschen gleichmäßig in der Aufschlämmung der Zeichnung ist die Vorrichtung 252 als Kammer verteilt. Es können auch andere Mischvorrichtungen 15 dargestellt, jedoch können auch andere Vorrichtunverwendet werden, solange sie mit großer Energie gen, wie thermostatisch regulierbare elektrische und hoher Schergeschwindigkeit auf die Aufschläm- Widerstandsheizungen, verwendet werden. Ebenso mung einwirken, so daß ein überwiegender Teil kann erforderlichenfalls eine Vorrichtung zum Zer-(d. h. mehr als 50%) des gasförmigen Materials in kleinern des Produktes oder zum Zerbrechen von einzelne Gasbläschen mit einem durchschnittlichen 20 eventuell gebildeten Klumpen vorgesehen werden. Durchmesser in der Größenordnung von weniger als Von dem Förderband 250 wird das Produkt an ein etwa 0,085 mm zerteilt wird. Ubergabeband 254 abgegeben, von welchem es inof the stators 232 and 234 engage, but the detergent will not touch the tubular part. The slurry is expediently dispensed 244 onto a conveyor 250 , moderately from an opening 240 in the middle of a stator which conveniently consists of a treadmill, inserted between the blades of this so that the product is quickly discharged and not to a stator and those of the rotor passed, is poured over 5 undesired height, it could away and break down between the sheets in the structure and the product other stator and the rotor passes at too high a bulk density result in the rotor. In one and then out of an opening 242 at the outer end of the case, it may be useful to lead the Tempedes mixer out again. In this way, the product on the belt 250 is heated by the mixing device, the slurry is kept at a certain level for a certain time and the gaseous material is held through the leaves, for which the conveyor device 250 is torn and disrupted with too many individual streams. Device 252 for optional heating and / cutting, and the gaseous material will be provided in win- or cooling of the product. In tens of bubbles evenly in the slurry of the drawing, the device 252 is distributed as a chamber. Other mixing devices 15 may be shown, but other devices may not be used as long as they are used with high energy such as thermostatically controlled electrical and high shear rate on the slurry resistance heaters. If necessary, a device for breaking up (ie more than 50%) of the gaseous material into smaller pieces or for breaking individual gas bubbles with an average of 20 lumps that may have formed can be provided. Diameter on the order of less than From the conveyor belt 250 , the product is cut to a size of about 0.085 mm. Transfer tape 254 delivered, of which it is in
Unter »Scherwirkung« wird eine Krafteinwirkung eine Trockenvorrichtung 256 eingebracht wird, die verstanden, bei welcher aneinandergrenzende Teile in der dargestellten Ausführungsform aus einem der Mischung gegeneinander verschoben werden. 35 rotierenden Trockenofen besteht, jedoch auch jeder Die dabei auf die Mischung ausgeübte Kraft hängt geeigneten sonstigen Trockenvorrichtung bestehen von der verwendeten Vorrichtung und den Arbeits- kann. So kann als Trockner 256 beispielsweise ein bedingungen des Verfahrens ab. Unter »hoher Scher- Wirbelschichttrockner, ein durch einen Heiztunnel wirkung« wird eine Wirkung verstanden, bei der der laufendes Band, ein Sprühturm, ein senkrechter nachstehend definierte »Scherfaktor(F)« größer als 30 Schachtofen od. dgl. verwendet werden. Aus wirtetwa 5 und vorzugsweise größer als etwa 6,5 ist. schaftlichen Gründen wird jedoch vorzugsweise eineThe term “shear action” refers to the action of a force applied by a drying device 256 , which is understood to mean in which adjoining parts of one of the mixture are displaced against one another in the embodiment shown. 35 rotating drying oven is, however, any The force required on the mixture depends other suitable drying apparatus consist of the apparatus used and the work can. Thus, for example, a condition of the method can be used as a dryer 256. "High shear fluidized bed dryer, an effect through a heating tunnel" is understood to mean an effect in which the moving belt, a spray tower, a vertical "shear factor (F)" defined below, greater than 30 shaft furnace or the like are used. From is about 5, and preferably greater than about 6.5. For economic reasons, however, one is preferred
Trockentrommel wie in der dargestellten Ausfüh-2 · IO-5 nrRT rungsform verwendet. Auf Grund des geringen GeScherfaktor (F) — ^ , halts des Produktes an freiem Wasser ist eine beson-As exporting-2 used drying drum in the illustrated · IO -5 nrRT approximate shape. Due to the low shear factor (F) - ^, the content of the product in free water is a special
35 ders wirtschaftliche Trocknung möglich. Das die worin Trockenvorrichtung 256 verlassende Produkt gelangt 35 more economical drying possible. The product exiting the drying device 256 arrives therein
r — Radius des Rotors in cm · 2,54 oder der ent- auf eine geeignete Abführvorrichtung 258, auf welsprechende Wert bei anderen Mischvorrich- eher es zum Lager, zur Verpackungsstation oder tungen; einer sonstigen gewünschten Station geführt wird. r - radius of the rotor in cm · 2.54 or the corresponding to a suitable discharge device 258, to whatever value with other mixing devices rather it to the store, to the packing station or to services; another desired station is performed.
R = die Anzahl der Umdrehungen des Rotors pro 40 Riechstoffe können dem Produkt zu jedem geeigneten Minute oder der entsprechende Wert; Zeitpunkt, wie beispielsweise zum Schluß des R = the number of rotations of the rotor per 40 fragrances can add the product to any suitable minute or the corresponding value; Time, such as at the end of the
T = die Geschwindigkeit der Materialzufuhr in den Trockenvorganges, zugesetzt werden.T = the speed of the material feed in the drying process.
Mischer in kg · 0,454 pro Stunde; Die Erfindung wird durch die folgenden BeispieleMixer in kg * 0.454 per hour; The invention is illustrated by the following examples
d = der Zwischenraum zwischen den Blättern des näher erläutert, ist jedoch nicht auf dieselben beRotors und des Stators oder der entsprechende 45 schränkt. Soweit nicht anders vermerkt, beziehen sich Wert; alle Mengenangaben auf das Gewicht und sind alle d = the space between the blades of the explained in more detail, but is not restricted to the same beRotors and the stator or the corresponding 45 . Unless otherwise noted, values refer to; all quantities are based on weight and are all
C — das Fassungsvermögen der Mischvorrichtung anorganischen Salze wasserfrei,
in cm3 · 16,387. C - the capacity of the mixing device anhydrous inorganic salts,
in cm 3 x 16.387.
In der äußeren Öffnung 242 des Mischers 222 ist 50
ein rohrförmiger Teil 244 angebracht, welcher das In einen Weithals-Schneckenförderer 200 wurden
innig durchmischte Material aus dem Mischer auf kontinuierlich zwei Materialströme eingeführt. Der
eine Fördervorrichtung 250 bringt. Der rohrförmige erste Materialstrom bestand aus einer Aufschläm-Teil
244 wird zum Einstellen des Innendruckes im mung aus den folgenden Rohstoffen:
Mischer 222 verwendet und kann daher von ver- 55 GewichtsteileIn the outer opening 242 of the mixer 222 is 50
a tubular member attached 244, which the Into a wide-mouth screw conveyor 200 by mixed material were introduced from the mixer to continuously two streams of material intimately. Which brings a conveyor device 250. The tubular first material flow consisted of a slurry part 244 used to adjust the internal pressure in the mung of the following raw materials:
Mixer 222 is used and can therefore be used from 55 parts by weight
schiedener Länge und verschiedenem Durchmesser Wasser 15,6of different lengths and different diameters of water 15.6
sein. So wird beispielsweise durch Verlängerung oder Natronlauge, 50° Be 11,2be. For example, by extension or caustic soda, 50 ° Be 11.2
Verengung des rohrförmigen Teiles 244 der Druck Natriumtoluolsulfonat (technisch) 3,0Narrowing of the tubular part 244 the pressure sodium toluenesulfonate (technical) 3.0
im Mischer 222 erhöht. Es ist vorteilhaft, eine der- Tridecylbenzolsulfonsäureincreased in mixer 222 . It is advantageous to use a der- tridecylbenzenesulfonic acid
artige Vorrichtung an Stelle eines Drosselventils zur 60 (96 % Sulfonsäure, 2% Schwefelsäure,like device instead of a throttle valve for 60 (96% sulfonic acid, 2% sulfuric acid,
Druckregulierung zu verwenden, um einen plötz- 1 °/o freies Öl, 1 % Feuchtigkeit) 35,2To use pressure regulation to get a sudden 1% free oil, 1% moisture) 35.2
liehen Druckabfall zu vermeiden, welcher zu Instabi- Natriumsulfat 13,7borrowed to avoid pressure drop, which leads to instabi- sodium sulfate 13.7
lität des Produktes führen könnte. Länge und Durch- Natriumcarboxymethylcellulosequality of the product. Length and Through- Sodium Carboxymethyl Cellulose
messer des Rohres können so variiert werden, daß (74 % aktive Substanz, 26% inerte Fest-The diameter of the pipe can be varied so that (74% active substance, 26% inert solid
der Überdruck im Mischer im Bereich von etwa 65 stoffe) 1,6the overpressure in the mixer in the range of about 65 substances) 1.6
1,40 bis 7,00 kg/cm2 liegt. Zweckmäßig beträgt die Natriumsilikat1.40 to 7.00 kg / cm 2 . Appropriately, the sodium silicate
Länge des Rohres etwa das Zehnfache seines Durch- (44,1 % Feststoffe mit einemLength of tube about ten times its diameter (44.1% solids with a
messers. Na2O •SiO2-Verhaitnis von 1:2) 19,7knife. Na 2 O • SiO 2 ratio of 1: 2) 19.7
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