DE1542338A1 - Vorrichtung zur Bearbeitung hochviskoser Substanzen - Google Patents

Description

DR. E. JUNQ UND DR. VOLKER VO88IUS

■ MÖNCHEN 23 · 8IEGE88THA88E 26 . TELEFON 345997 · TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MONCHEN

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Mltaohen, den .1 9. HOY. 19p5.

N.V. OHDJ^OEKIJiGSINSSITUUI RESEAHCH Arnneia / Holland, Velperwag 76

" Vorrichtung eut B3&rto®itmig lioctnriekoaer Su&etanss» ^H (Zufcate au Patent «» (Patentoniaaldiing M 23 833 IVs/12g))

Priorität t 20. November 1964 / Anaelde»No.2 64.13495

Di· Erfindung feetrifft aine verfeas©«irto deutschen Patentasmeldung Mo· If 25 @S3 I5a/12 g hoohviskoaer Substansen tä±% wa&± praktiasb die parallel zueinander in oln*a gswieaan Abatan«!

und ia ezitgega^^ttötstta Riöistimg@n ait Su- und Äbflud¥on*iohtuxKgan für die» und einöB annähernd eyiametrdsoii su dsm Waisen dessen Zfthne eioh in Drohriohtifug mi&chßn dis

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009816713 97

PSetttMICKKONTO: MONCHIN Ml TI BANKKONTO: DIUTtCMI IANK A.Q. UONCHIN. FSILITZiCHCS... ΝΤΟ. «Λ.

Die Vorrichtung gemäß der deutschen Patentanmeldung N 25 883 IVa/12 g kann, bei verschiedenen Böarbeitungsverfahrsn angewandt v/erden, Dazu gehört z.B. das Verdampfen einer gasförmigen Komponente aus einem hochviokosen Reaktionsgemisch, wie es zur Ketten^arlängerung synthetischer Polymere, die duroh Pclykondenaation hergestellt wurden, erforderlich iat,

Eine andere Anwendung besteht in der Homogenisierung einer hochviskooen Subetanz oder in der Mischung einer solchen Substanz mit einem weiteren Bestandteile Die erfindungsgeniäße Vorrichtung iat besonders geeignet zum Emulgieren einer hochviokosen Substanz mit einer niedrigviekoöen Substanz» wie Wasser oder einem Gasα

Die hochviskosen Substanzen, dio mit der Vorrichtung behandelt werden können, können sehr verschiedener .Natur sein. Beispielsweise können reine Newton'sehe Flüssigkeiten, sowie viskos-elastische Substanzen und sogar Pasten darin verarbeitet wordene

Wenn sich bei der Vorrichtung gemäß der deutschen Patentanmeldung N 25 885 IVa/12 g die Zähne genügend weit zwischen die Walzen erstrecken, ohne daß sie mit diesen in Berührung kommen, so erhält der von den Walzen auf deren Oberfläche mitgenommene Flueaigkeitsfilm ein Profil, das von dem bisher erzielbaren Profil völlig abweichte

0098 16/1397 BADORFÄAlT

Zwischen je zwei Zähnen des Kamee bilden eioh nämlich auf dem Flüssigkeitsflim in Ebenen senkrecht zu den Walsenachaen hohe meabranartige FlUseigkeiterippen aus» Infolgedessen ni^mt die Flüssigkeit das Aussehen aweier mit Rippen versehener Zylinder an. Auf diese Weise wird die Oberfläche des Flüasigkeitsfllmes um den faktor 2 bis 4» je nach deta Abstand swi-BOhen den Zähnen usw., vergrößert.

Wenn die Flüssigkeit oder dp« Heaktionsgemiech an einem Ende der Waisen kontinuierlicher aufgegeben und am anderen Bnd· abgenommen wird, kann ζ·Β, das Verdampfen einer gasförmigen Komponente aus einem hoohviskosen Eeaktionsgeaieoh oder ein anderer der vorgenannten Bearbeitungevorgänge kontinuierlich durchgeführt werden·

Sie in der deutschen Patentanmeldung H 25 883 IVa/12 g beschriebene Vorrichtung ist gewöhnlich derart ausgebildet, daS die Flüssigkeit von einen Hau« oberhalb der Waisen in den Spalt swisohen den Walzen eingeführt wird, und daß eioh die Waisen in oberen Seil gegeneinander und im unteren voneinander wegdrehen·

Folglich erhält die flUasigkeltsaaese auf und «wischen den Wal« sen die Form eines IClumyou«, von dem nach unten durch die eioh drehenden Waisen kontinuierlich ein FlUsslgkeitsfilQ abgesogen und dem die Flüssigkeit nach der Umdrehung duroh die Waisen wieder zugeführt wird»

009816/1397 BAD ORIGINAL

Wenn die aus der Flüssigkeit gebildeten Hippen auf die Rollo auftreffen, werden sie systemetioch gefaltet und in dieser Form in den auf3 der:· i?lü3sigkeltsaaese gebildeten Klumpen gedrückt«

Dieses Fließschema hat den Vorteil, daß die gesamte in der Vorrichtung befindliche Flüssigkeit nur mit solchen Teilen der Vorrichtung in Barührung l;:oiu..rfc, die sich in derselben Richtung bewegen, .on int deshalb praktisch unmöglich, daß Flüssigkeit an unbeweglichen Teilen der Vorrichtung klebt und der Behandlung nicht unterworfen wird.

Eb wurde jedoch gefunden, daß bei der beschriebenen Vorrichtung Betriebsunterbrechungen große Schwierigkeiten verursachen« Wenn nämlich dio Walzen aus irgendeinem Grunde aufhören, sich zu drehen, ut ainkt der aus der Flüsßigkeltarnaßae gebildete Klumpen zwischen die Walzen und Flüssigkeit tropft ab. Die Flüssigkeit trofft dann auf den Boden des G-efäfles, in dem olch die erfindungsgeiiiäße Vorrichtung befindet * Wird die Vorrichtung dann wieder in Gang gesetzt, so ist es {schwierig, wenn nicht unmöglich, die Flüssigkeit wieder auf die Wal!sen an bringen.

Es wurde nun gefunden, daß eine erfindungsgemäße Verbesserung diese Schwierigkeit behebt„

0098 16/1397 ORIGINAL IMSPECTED

Die Verbesserung besteht darin» daß an mindestens einem Ende mindestens einer Waise in deren Aohsenrlohtung eine Scheibe mit einem größeren Durchmesser als der der Walzen angebracht ist, wobei sich die Scheibe bis dicht an den Boden des Gefäßes erstreckt» in dem sich die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet» und daß oberhalb des Scheibenumlaufwegee ein feststehender Abstreifer angeordnet ist» der in Richtung der Waisenoberflächen abgeschrägt ist·

Zwar können Mehrere Soheiben verwendet werden» doch wurde gefunden» daß die Konstruktion dadurch erfindungsgemäfl vereinfacht werden kann» daß nahe der ZufluBvorrlohtung eine einsige Scheibe an einer der Waisen befestigt 1st·

Die Konstruktion der Vorrichtung wird dadurch irereinfaoht und ihre Wirksamkeit kommt praktisch der einer mit mehreren Scheiben versehenen Vorrichtung gleich·

Wird die Vorrichtung wieder in (tang geeetst, so dreht sieb die Scheibe durch die HUsBigkeitsmaese an Boden des Gefäße· und niauut so etwas Flüssigkeit alt· Der Abstreifer ist derart ausgebildet, deJ die mitgenommene flüssigkeit wieder auf die Waisen gebracht wird«

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Es wurde gefunden, daß, besonders bei hoher Drehgeschwincllgkeit der Scheibe, die Flüssigkeit nicht in zufriedenstellender Weise am Schoibenrand hängenbleibt, von dem sie folglich dann auch nicht abgestreift werden kann, was die zur V/ledorlngangsetaung (Iq? Vorrichtung nötige Zeit verlängert.

Diesbezüglich kann ebenfalls eine beträchtliche Yorbeoaerung erzielt werden, wenn der Scheibenrad entlang oinoa Teila dee Umfange, nämlich nahe dem Hoden des Gefäßes bis zum Abstreifer, von einer Rinne mit einigem Spielraum umochloosen wird, Diese Rinne preßt die Flüssigkeit gegen den Soheibenrand, wodurch die Flüssigkeit auf zufriedenstellendere Weiae von der Scheibe mitgeführt wird. Darüborhinaue wird auf dieae V/eiae verhindert, daß Flüssigkeit gegen Teile der Gefäßwand geworfen wird, an der sie nicht herunterfließen kann und wo aie eventuell chemisch abgebaut wird und sich dadurch unerwünschte Zeraetzungsprodukte bilden können,

Ea wurde nun gefunden, daß das Heben der Flüssigkeit vom Boden des Gefäßes am raschesten erfolgt, wenn sich der ücbelbenrand ständig durch eine genügend dicke Schicht Flüssigkeit drehte Zu diesem Zweck wird eine Ausf .Ihrungsform dar erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, bei der der Gefäßboden In Richtung dee tiefsten Punkteo des Scheibenumllufwegea geneigt isto

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BAD ORIGINAL

Ali- üchHiVhe KFV-\ eine flache, auß einem Stück bestehende Platt« verwendet r/erden,

I)Iq Erfindung i;jt nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen ijii.ber erläutert, wobei die erit'inclungBgemäße Vorrichtung 3UTc Verdampfen unter vermindertem Druck von Glykol auβ einem RualrtionsgemiBch aus weiter su lcoadonsierendem PoIytit)\vlentorHphthaIat verwendet wurde„

Fi/;_: 1 zeigt die Vorrichtung im LängBochnitt entlang der Linie I - I in Fig. 2.

Piß. 2 ipt eir querschnitt entlang der Linie II - II in Fig. 1. Die Boiru^nseicben 1 und 2 in Fig, 1 und 2 bezeichnen zwei zylindrische Walzen, die parallel zueinander in einem gewissen Abstand angeordnet sind. Die Walso 2 ist auf einer nicht gezeigten drehbaren Welle befestigt und die Walze 1 auf einer in Richtung dea r.fe:Llf< oich drehonden Welle 3. Diese Welle 3 droht sich in LagexTi A Vila ^o 1)±q beiden Walzen 1 und 2 sind durch die Zahn-ΓΗ<ΰ\τ· 6 !And 7 dorart jaiteinander verbunden, daß sie, wie durch die Pfeile angedeutet, mit gleicher Drehzahl in entgegengesetztnn Hichtunger? rotieren. Die hohlen Zähne 8 des Ka imes erstrekken sich nach unten zwischen dio Walzen, Die Zähne 8 sind über ein Verteilerrohr 9 mit einen öefootigungarohr 10 verbunden, das verateilbar w · i'.'DchinengODtell 11 befeutigt ist.

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BAD ORIGINAL

Das weiter zu kondensierende Polyethylenterephthalat kann über eine Zuleitung 12 in die Vorrichtung eingegeben werden.

Infolge der etwas gebogenen Gestalt der Zähne 8 wird das PoIykondensat bei der Drehung der Walzen langsam zum anderen Walzenende befördert, wo θθ mittels Abstreifer abgestrichen und über eine Abflußleitung abgeführt werden kann«. Der Einfachheit halber sind bei den Zeichnungen der Antriebsmechanismus für die Welle 3, das vakuumdichte Gehäuse, in dem sich die Vorrichtung befindet, und eine Evakuierungsvorriehtung für dasselbe nicht dargestellt.

Durch die Umdrehung der Walzen bleibt ein Teil der hochviskosen flüssigen Masse zwischen und auf den Walzen als Klumpen etehen« Dieser Klumpen ist auf beiden Seiten von Wänden 1? und 14 begrenzt· Die Lage des Klumpens ist äußerst stabile Seine Gestalt ist durch die Viskosität der Flüssigkeit und die Geschwindigkeit der vr'alzen bestimmt« Je höher die Werte dieser Größen liegen» desto mehr nähert sich die freie Oberfläche des Klumpens der Gestalt eines Zylinders· Innerhalb des Klumpens findet eine kräftige Zirkulation der flüssigen Masse statt. Ein IeIl der Flüssigkeit wird ständig vcn den Walzen mitgenommen und zwischen diesen in Abwärtsrioltung geführt* Unter den Walzen wird die mitgerissene Haase In zwei Flüssigkeitsfilme getrennt» die je von einer Walze mitgenoianen und oberhalb der Walze wieder In den Klumpen gedrückt werden»

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Dank der Zähne 8 des Kamms nehmen die beiden Flüssigkeitsfllrae auf den Walzen eine besondere Gestalt an. In den Ebenen der Zähne 8 senkrecht zur Walzenachse werden die Filme viel dünner und zwischen ihnen ergeben sich hohe dünne Flüssigkeitsrippen. Die Höhe dieser Rippen ist beispielsweise 1 bis 1,5 mal so hoch wie der Abstand zwischen ihnen* Infolgedessen ergibt sich eine Oberflächenvergrößerung der freien Filmoberfläche um 200 bis 300 #, Schon hierdurch wird die Verdampfung sgesohwinüigkeit des Glykole aus dem Reaktionegemisoh um einen Faktor 5 bis 4 beschleunigt, so daß der Durchsatz der Vorrichtung erheblich gesteigert werden kann·

Wenn die Walzen 1 und 2 angehalten werden, so sinkt die Flüssigkeit zwischen dem Spalt der beiden Walzen hindurch. Damit die Flüssigkeit bei Wiederingangsetzung der Vorrichtung nach oben befördert werden kann, ist die Welle 2 neben der Walze 1 mit einer Scheibe 16 versehen, deren Durchmesser größer als der der Walze 1 ist. Die Flüssigkeit wird durch die Scheibe 16 in Aufwärtsrichtung befördert und der Walze 1 durch den Abstreifer 15 wieder zugeführt· Zu diesem Zweck ist der Abstreifer 15 derart ausgebildet, daß er den Scheibenrand umgreift und die Flüssigkeit von der Scheibe abstreift und darüberhinaus die auf diese Weise abgestreifte Flüssigkeit derart weiterleitet, daß sie auf die Oberfläche der Walze 1 auftrifftο

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Der Abstreifer 15 sitzt auf der Wand 14» die verhindert» daß die Flüssigkeit in Richtung des Antriebsmechanismus* der Walzen geschleudert wird· Weiterhin ist die Wand 14 mit einer Abstreifkante versehen, die gegen die Scheibe 16 gepreßt ist und so verhindert, daß Flüssigkeit hinter die Wand gelangt·

Ein Teil des Scheibenrandes ist mit einigem Spielraum von einer gebogenen Rinne 17 umgeben. Biese Rinne verengt sich in der Drehrichtung der Scheibe 16, wodurch bewirkt wird, daß die flüssigkeit in zufriedenstellender Weise an der Scheibe klebt, und daß keine flüssigkeit von der Scheibe weggeacbleudert wird· Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist der Boden 18 des Gefäßes in aohsialer und tranversaler Richtung der Scheibe nach unten geneigt. Seim Scheibenrand iat der Gefäßboden 18 darUberhinaus etwas abgesetzt, wodurch die Flüssigkeit auf dem Gefäßboden 18 in Richtung der Stelle fließt, wo sie von der Scheibe aufgenommen werden kann.

Eb wurde gefunden, daß die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung nach einer Betriebsunterbrechung sehr rasch wieder in Sang gesetzt werden kann und daß dadurch die Produktionaverluate auf ein Minimum beschränkt sind.

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BAD ORtGJNAt

Claims (4)

1. " ^u " 15A2338

   Patentansprüche

   1» Vorrichtung zur Bearbeitung von hochviBkosen Substanzen mit zwei praktisch zylindrischen Walzen, die parallel zueinander in einen gewissen Abstand angeordnet sind und in entgegengesetzten Sichtungen angetrieben werden, sowie Zu- und Abflußvorrichtungen für die hochviskosen Subatanzen und einem annähernd symmetrisch zu den Walzen angeordneten Kamm, dessen Zähne sich in Drehrichtung zwischen die Walzen erstrekken, gemäß Patent.....(Patentanmeldung K 25 883 IVa/12 g), dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem JJnde mindestens einer Walze in deren Achsenrichtung zusätzlich eine Scheibe (16) mit einem größeren Durchmesser als der der Walzen, wobei sich die Scheibe (16) bis an den Boden (18) des Gefäßes erstreckt, in dem eich die Vorrichtung befindet, und daß oberhalb dee Scheibenumlaufweges ein feststehender Abstreifer (15) angeordnet ist, der in Richtung der Walzenoberflächen abgeschrägt ist·
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Zuflußvorrichtung eine einzige Scheibe an einer der Walzen befestigt ist.

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3. 3# Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» daß der Scheibenrand entlang eines I¹QiIs seines Umfangs» nämlich nahe des Gefäßbodena (18) bis aura Abstreifer (15) von
   einer feststehenden Rinne (17) mit einigem Spielraum umschlossen wird, die aich vorzugsweise in aar Drehriohtung der Scheibe (16) verengt,
4. 4 ο Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet_P daß der Gefäßboden (18) in Richtung des tiefsten Punktes des
   Scheibenumlaufweges geneigt ist.

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   BAD ORIGINAL