DE1542441C - Reaktor zum Umsetzen von Stoffen in Gegenwart mindestens eines flüssigen Mediums unter Einhaltung eines festgelegten Druckes bei gleichzeitigem Wärmeaustausch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zum Um- In der Zeichnung ist ein Ausführunssbeispiel des

setzen von Stoffen in Gegenwart mindestens eines " Gegenstandes der Erfindung dar<>estellltT Es zei<*t flüssigen Mediums unter Einhaltung eines festgeleg- Fig. 1 eine AusführungsfornT des Gerätes gemäß

ten Druckes bei gleichzeitigem Wärmeaustausch, der der Erfindung in einem senkrechten Schnitt in scheeinen Druckkessel enthält, der Einrichtungen zum 5 matischer Darstellung und

Wärmeaustausch sowie einen Einlaß mit einer Förder- Fig. 2 eine Ausführungsform der bei dem er-

pumpe zum Einführen der umzusetzenden Stoffe in findungsgemäßen Gerät verwendeten offenen Flü^elden Druckkessel und einen Auslaß aus dem Druck- radpumpe in einem Schnitt in schematischer Darkessel mit einer Pumpe zum Aufrechterhalten des Stellung.

Druckes im Druckkessel aufweist. ίο Das in den Zeichnungen dargestellte erfindungs-

Bei derartigen Reaktoren ist es erwünscht, den gemäße Gerät, besteht aus einem zylindrischen Durchsatz der umzusetzenden Stoffe in Abhängigkeit aufrecht stehenden Druckkessel 10 aus rostfreiem von den Reaktionsverhältnissen im Druckkessel mög- Stahl oder Flußstahl oder aus irgendeinem anlichst konstant zu halten, um so sicherzustellen, daß deren geeigneten Material, der eine axiale hohle den Stoffen eine gleichbleibende Reaktionszeit zur 15 Welle 11 in seinem Inneren und außen herum Verfügung steht. eine Ummantelung 12 aufweist, wobei Ein- und Aus-

Bei einem bekannten'Reaktor, der eingangs be- laßöffnungen 13, 14 in der Nähe des kopf- bzw. zeichneten Art sind. deshalb am Einlaß des Druck- bodenseitigen Endes des Druckkessels 10 vorgesehen kesseis ein Ventil mit einem drehbaren Verschluß- sind. Je nach Fall läßt man ein heißes oder kaltes glied und am Auslaß des Druckkessels eine Anord- 20 Medium durch die Ummantelung 12 fließen, und genung vorgesehen, die aus einer Düse, einer Schrauben- trennt hiervon kann ein Medium auch durch das presse und motorbetriebenen Ventilen besteht, die Innere der hohlen Welle 11 geführt werden, um das ■■'', abwechselnd öffnen und schließen. Diese Anordnung Material in dem Kessel 10 in def gewünschten Weise ' ' ist also verhältnismäßig aufwendig und kompliziert zu behandeln.

und deshalb auch ziemlich störanfällig. 25 Die Welle 11 besitzt eine Anzahl von sich axial

Bei einem anderen, ebenfalls zum Stand der Tech- erstreckenden Schaufeln 15 und steht mit einem nik gehörenden Druckbehälter ist am Einlaß eine Elektromotor 16 in treibender Verbindung, der sie in Förderschnecke zum Einbringen des zu behandeln- dem zylindrischen Druckkessel 10 in Drehung verden Materials angeordnet, während am Auslaß eine setzt. Selbstverständlich kann die Welle 11 an Stelle weitere Förderschnecke vorgesehen ist, der eine 30 der Schaufeln 15 auch eine Schnecke oder schrauben-Kammer mit zwei wahlweise verwendbaren Ent- förmige Paddel oder Rührstangen oder -blätter oder nahmestellen nachgeschaltet ist. Die eine Entnahme- eine beliebige andere Anordnung von vorstehenden stelle ist als Schleuse ausgebildet, die aus zwei hinter- Teilen zum Bewegen und· Rühren eines beliebigen einanderliegenden, sich".periodisch und abwechselnd Materials in dem Kessel besitzen, und diese Voröffnenden und schließenden' Ventilen besteht; die 35 Sprünge können auch so angeordnet sein, daß sie an andere Entnahmestelle ist als¹ Drossel gestaltet, bei der Innenwand des Kessels oder Behälters reiben oder der eine drehbare Lochscheibe mit einer Anzahl ver- schaben, um ein Maximum an Wärmeaustausch zwischieden großer Löcher vorgesehen ist, wobei durch sehen dem Inhalt des Kessels und demjenigen der Drehen der Lochscheibe das jeweils zweckmäßigste Ummantelung zu gewährleisten. Loch, das den Ausflußquerschnitt bestimmt, zen- 40 Die Einlaßöffnung 13 in den Druckkessel 10 wird irisch vor die Öffnung des Abflußkanals eingestellt durch eine Speise- oder Förderpumpe 17 gespeist, die werden kann. Abgesehen davon, daß mit dieser An- · von einem nicht weiter dargestellten, von Hand einordnung in erster Linie erreicht werden soll, den stellbaren Elektromotor mit veränderlicher Ge- , Strom der Flüssigkeit unabhängig vom Strom des festen schwindigkeit angetrieben wird. Sie kann zu den so- vi Materials zu regeln, ist auch diese bekannte Anord- 45 genannten offenen Flügelradpumpen (»open impeller nung aufwendig, kompliziert und damit störanfällig. type pump«) gehören. Die Auslaßöffnung 14 aus dem Mit der vorliegenden Erfindung sollen nun die Druckkessel entleert über eine Leitung 18, ein Sicht-Nachteile der bekannten Anordnungen und Vor- glat 19 in der Leitung und ein Ventil 20 in die in richtungen vermieden werden. · diesem Augenblick als Einlaß zu der Pumpe dienende

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 50 Entleerungsleitung einer umgekehrten Entleerungsder Auslaß des Druckkessels an den Druckstutzen pumpe 21, die in der Art einer offenen Flügelradeiner in ihrer Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom pumpe ausgebildet ist und die von einem Elektro-Druck im Druckkessel über auf den Druck im Druck- motor mit veränderlicher Geschwindigkeit ankessel oder einen vorbestimmten Druck im Druck- getrieben wird und in einen Sammeltank 22 fördert, kessel ansprechende Mittel steuerbaren und als 55 Als Beispiel für eine geeignete Pumpenart wird die offene Flügelradpumpe ausgebildeten Zentrifugal- von dem Erfinder hergestellte und in Fig. 2 der pumpe angeschlossen ist. Die Anordnung gemäß der Zeichnung gezeigte sogenannte Scott Wemco Torque-Erfindung ist also so getroffen, daß das Material nach Flow-Pumpe genannt. Bei normalem Betrieb der der Behandlung aus dem Kessel in die Pumpe im Pumpe erteilt ein mit einer Vertiefung oder Aus-Gegenstrom zu der Förderrichtung der Pumpe ein- 60 nehmung versehenes Flügelrad 28, das im Pumpenläuft, wobei auf den Druck oder auf einen vor- gehäuse 29 außerhalb des Strömungsbildes oder ' bestimmten Druck innerhalb des Kessels an- Stromlinienbildes angeordnet ist, dem in die Pumpe sprechende Mittel vorgesehen und angeordnet sind, 21 eingesaugten Material eine Wirbel- oder Dreh- ' · welche die Geschwindigkeit der Pumpe steuern und bewegung, und die Pumpenansaugung und die Ent- ^:· hierdurch die Geschwindigkeit, mit der das be- 65 leerungsleitungen bilden einen ununterbrochenen handelte Material aus dem Kessel entnommen wird, Durchlaß bzw. eine ununterbrochene Verbindung von regulieren, damit der Druck im Kessel auf einer vor- der axialen Pumpenansaugung 30 zu der radialen bestimmten Höhe aufrechterhalten werden kann. Pumpenentleerung 31.

Eine druckempfindliche Vorrichtung 23, deren Einstellung verändert werden kann, ist im Inneren des Druckkessels 10 an seiner Oberseite angeordnet und steht (wie in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie 26 schematisch angedeutet ist) über eine geeignete elektrische Steuereinrichtung 24 mit dem mit veränderlicher Geschwindigkeit betriebenen Motor der Entleerungspumpe 21 in Verbindung, um die Geschwindigkeit dieses Motors und somit der Pumpe 21 in Abhängigkeit von dem Druck im Kessei 10 zu steuern. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit der Entnahme des Materials aus dem Kessel 10 gesteuert, damit versucht wird, den Druck im Druckkessel 10 auf einer vorbestimmten Höhe zu halten, und sollte dieser Druck sinken oder unter eine vorbestimmte Höhe absinken, wird die Geschwindigkeit des Motors und somit der Pumpe 21 erhöht, und umgekehrt.

Im Betrieb wird der Strom des Heiz- oder Kühlmediums zur Ummantelung 12 und zur hohlen Welle 11 in Bewegung gesetzt. Die Speisepumpe 17 wird in Betrieb gesetzt, um das zu behandelnde Macerial in den Druckkessel 10 zu fördern. Während die Welle 11 im Inneren des Kessels 10 in Drehung vernetzt wird, um das Material in dem Kessel 10 um-'urühren oder zu bewegen, füllt die Förderpumpe 17 etztlich den Kessel mit Material, bis es durch die \uslaßöffnung 14 überläuft (wobei eine geeignete Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, um anfangs jede Luft oder jedes Gasmedium, das vorhanden sein cönnte, zu entfernen). Das ausströmende Material :ann durch das Sichtglas 19 in der Leitung 18 bebachtet werden, wobei das Ventil 20 an der Ansaugielle der Entleerungspumpe 21 in dieser Phase geflossen ist. Wenn das Niveau oder der Spiegel des Materials 1 der Leitung 18 in dem Sichtglas 19 gesehen wersn kann, wird die Entleerungspumpe 21 in Gang 3setzt, und das Ventil 20 wird geöffnet, so daß das iaterial ununterbrochen durch die Pumpe 21 in den immeltank 22 entleert werden kann.
Die auf Druck ansprechende bzw. druckempfind- ;he Vorrichtung 23, die voreingestellt worden ist, η Änderungen bzw. Abweichungen von einem ge-Jnschten Druck, beispielsweise 2,8 kg/cm² inner-Ib des Kessels 10, zu erfühlen, steuert die Genwindigkeit der Entleerungspumpe 21, um einen Ausströmdruck zu ergeben, der 2,8 kg/cm² entspricht. Wenn der Ausströmdruck 2,8 kg/cm² überschreiten sollte, wird Material durch die Pumpe 21 in den Sammeltank 22 fließen, wo der Druck mit Hilfe einer Entlüftungsöffnung 25 auf atmosphärischen Druck zurückgeführt wird, während das Material gleichzeitig durch eine Leitung 27 im Sammelkessel 22 abfließt.

Wenn einfache Pumpen für das Speisen oder Entleeren des Druckkessels 10 unzureichend sind im Hinblick entweder auf den Druck oder auf die Menge, können in Reihe oder parallelgeschaltete Mehrfachpumpen je nach den Erfordernissen verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise beim ununterbrochenen Kochen, z. B. von Getreide einschließlich Mais usw. oder von vorher zerkleinertem Fleisch und Knochenmaterialien, beim ununterbrochenen Auflösen von Pulpe und Papiermaterial einschließlich Holzspänen, als Koch- oder Sterilisierapparat in der Nahrungsmittelindustrie oder als Reaktor zum Erhitzen oder Kühlen, während gleichzeitig eine Reaktion unter Druck ausgeführt wird, wie beispielsweise in der chemischen Industrie, verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Reaktor zum Umsetzen von Stoffen in Gegenwart mindestens eines flüssigen Mediums unter Einhaltung eines festgelegten Druckes bei gleichzeitigem Wärmeaustausch, der einen Druckkessel enthält, der Einrichtungen zum Wärmeaustausch sowie einen Einlaß mit einer Förderpumpe zum Einführen der umzusetzenden Stoffe in den Druckkessel und einen Auslaß aus dem Druckkessel mit einer Pumpe zum Aufrechterhalten des Druckes im Druckkessel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (14) des Druckkessels (10) an den Druckstutzen einer in ihrer Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Druck im Druckkessel (10) über auf den Druck im Druckkessel (10) oder einen vorbestimmten Druck im Druckkessel (10) ansprechende Mittel (23) steuerbaren und als offene Flügelradpumpe (21) ausgebildeten Zentrifugalpumpe angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen