Vorrichtung zur Bearbeitung hochviskoser Substanzen Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Vor richtung gemäss dem Hauptpatent zur Bearbeitung hoch viskoser Substanzen mit zwei allgemein zylindrischen Walzen, die parallel zueinander in einem bestimmten Abstand angeordnet sind und in entgegengesetzten Rich tungen angetrieben werden, sowie mit Zu- und' Abfluss vorrichtungen für die hochviskosen Substanzen und einem annähernd symmetrisch zu den Walzen angeord neten Kamm, dessen Zähne sich in Drehrichtung zwi schen die Walze. erstrecken.
Diese Vorrichtung kann bei verschiedenen Bearbei tungsverfahren angewandt werden. Dazu gehört z. B. das Verdampfen einer gasförmigen Komponente aus einem hochviskosen Reaktionsgemisch, wie es zur Kettenverlängerung synthetischer Polymere, die durch Polykondensation hergestellt wurden, erforderlich ist..
Eine andere Anwendung besteht in der Homogeni sierung einer hochviskosen Substanz oder in der Mi schung einer solchen Substanz mit einem weiteren Be standteil. Die Vorrichtung ist besonders geeignet zum Emulgieren einer hochviskosen Substanz mit einer sehr niedrigviskosen Substanz, wie Wasser oder einem Gras.
Die hochviskosen Substanzen, die mit der Vorrich tung behandelt werden können, können sehr verschiede ner Natur sein. Beispielsweise können reine Newtonsche Flüssigkeiten sowie viskos-elastische Substanzen und so gar Pasten darin verabreicht werden.
Wenn sich bei der Vorrichtung gemäss dem Haupt patent die Zähne genügend weit zwischen die Walzen erstrecken, ohne dass die mit diesen in Berührung kom men, so, erhält der von den Walzen auf deren Ober- fläche mitgenommene Flüssigkeitsfilm ein Profil, das von dem bisher erzielbaren Profil völlig abweicht. Zwi schen je zwei Zähnen des Kammes bilden sich nämlich auf dem Flüssigkeitsfilm in Ebenen senkrecht zu den Walzenachsen hohe membranartige Flüssigkeitsrippen aus. Infolgedessen nimmt die Flüssigkeit das Aussehen zweier mit Rippen versehener Zylinder an.
Auf diese Weise wird die Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes um den Faktor 2 bis 4, je nach dem Abstand zwischen den Zähnen usw., vergrössert.
Wenn die Flüssigkeit oder das Reaktionsgemisch an einem Ende der Walzen kontinuierlich zwischen den Walzen aufgegeben und am anderen Ende abgenommen wird, kann z. B. das Verdampfen einer gasförmigen Komponente aus einem hochviskosen Reaktionsgemisch oder ein anderer der vorgenannten Bearbeitungsvor gänge kontinuierlich durchgeführt werden.
Die im Hauptpatent beschriebene Vorrichtung ist ge wöhnlich derart ausgebildet, dass die Flüssigkeit von einem Raum oberhalb der Walzen in den Spalt zwischen den Walzen eingeführt wird, und dass sich die Walzen im oberen Teil gegeneinander und im unteren vonein ander wegdrehen.
Folglich erhält die Flüssigkeitsmasse auf und zwi schen den Walzen die Form eines Klumpens, von dem nach unten durch die sich drehenden Walzen kontinuier lich ein Flüssigkeitsfilm abgezogen und dem die Flüssig keit nach der Umdrehung durch die Walzen wieder zu geführt wird. Dabei werden die gebildeten Flüssigkeits rippen systematisch wie ein Spitzenkragen aufgetaucht und in dieser Form in den aus der Flüssigkeitsmasse ge bildeten Klumpen gedrückt.
Es wurde jedoch gefunden, dass, bei der beschriebenen Vorrichtung Betriebsunterbrechungen grosse Schwierig keiten verursachen. Wenn nämlich die Walzen aus ir gendeinem Grunde aufhören, sich zu drehen, so sinkt der aus der Flüssigkeitsmasse gebildete Klumpen zwi schen die Walzen und Flüssigkeit tropft ab. Wird die Vorrichtung dann wieder in Gang gesetzt, so ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Flüssigkeit wieder auf die Walzen zu bringen.
Es wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemässe Verbesserung diese Schwierigkeit behebt. Die Verbesserung besteht darin, dass die Walzen in der Nähe des Bodens eines die Verrichtung umhüllen- den Gefässes angeordnet sind und dass das Getriebe die Walzen so antreibt, dass ihre oberen Hälften sich von einander bewegen.
Wenn die Walzen in der angegebenen Weise ange trieben werden, bildet sich kein Flüssigkeitsklumpen auf den Walzen, sondern es wird sich eine- Puffermenge der Flüssigkeit unter den Walzen und auf dem Boden des Gefässes ansammeln. Dies ist dieselbe Stelle an der die Flüssigkeit verbleiben wird, wenn eine Störung auftritt.
Wenn nach einer Störung die Vorrichtung wieder in Betrieb gesetzt wird, werden die Walzen durch die auf dem Gefässboden angesammelte Flüssigkeit drehen, wo durch diese wieder hinaufgepumpt wird. Es stellt sich dabei nach sehr kurzer Zeit wieder ein Gleichgewicht des ursprünglichen Strömungsbildes ein.
Es zeigt sich, dass die besten Resultate erzielt wer den, wenn der Boden des Gefässes unterhalb der tiefsten Stellen der Walzen am niedrigsten ist und an beiden Seiten schräg aufwärts verläuft.
Nach einer Störung wird dadurch die Flüssigkeit schneller nach dieser Stelle strömen, von welcher sie durch die Walzen gehoben wird.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der beigefüg ten Zeichnungen beispielsweise erläutert, wobei die er findungsgemässe Vorrichtung zum Verdampfen unter vermindertem Druck von Glykol aus einem Reaktions gemisch aus weiter zu kondensierendem; Polyäthylen- terephthalat verwendet wird.
Fig.1 zeigt die Vorrichtung im Längsschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2.
Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, wobei zugleich die Flüssigkeit gezeichnet worden ist.
Die Bezugszeichen 1 und 2 in Fig. 1 und 2 bezeich nen zwei zylindrische Walzen, die parallel. zueinander in einem gewissen Abstand angeordnet sind. Die Walze 2 ist auf einer nicht gezeigten drehbaren Welle befestigt und die Walze 1 auf einer in Richtung des Pfeils sich drehenden Welle 3. Diese Welle 3 drehet sich in Lagern 4 und 5. Die beiden Walzen 1 und 2 sind durch die Zahnräder 6 und 7 derart miteinander verbunden, dass sie, wie durch die Pfeile angedeutet, mit gleicher Dreh zahl in entgegengesetzten Richtungen rotieren.
Die hoh len Zähne 8 des Kammes erstrecken sich von oben zwi schen die Walzen. Die Zähne 8 sind über ein Verteiler rohr 9 mit einem Befestigungsrohr 10 verbunden, das verstellbar am Maschinengestell 11 befestigt ist.
Das weiter zu kondensierende Polyäthylenterephtha- lat kann über eine Zuleitung 12 in der Nähe eines Walzenendes in die Vorrichtung eingegeben werden.
Infolge der etwas gebogenen Gestalt der Zähne 8 wird das Polykondensat bei der Drehung der Walzen langsam zum anderen Walzenende befördert, wo, es mittels nicht gezeichneter Mittel über eine Abfluss leitung 15 abgeführt werden kann. Die Konstruktion dieser Mittel wird für den Fachmann verständlich sein. Der Einfachheit halber sind bei, den Zeichnungen der Antriebsmechanismus für die Welle 3 und' die Verbin dung zwischen dem Gehäuse, in dem sich die Vorrich tung befindet, und einer Evakuierungsvorrichtung für dasselbe auch nicht dargestellt.
Zwei Wände 13 und 14 schliessen die Flüssigkeitsmasse auf den Walzenober flächen ein und verhindern, dass ein Teil des Poly kondensats mit den Wellen der Walzen und den Zahn rädern 6 und 7 in Berührung kommt. Der Boden des Gehäuses 16 reicht bis in die Nähe der Oberflächen der Walzen 1 und 2 und ist zwischen deren niedrigsten Stellen flach. An beiden Seiten neigt dieser Boden aufwärts, so, dass die Flüssigkeitsmasse 17 auf diesem Boden immer nach der Mitte strömen wird.
Die Zahnräder 6 und 7 bewegen sich in einer Ver tiefung 18 im Boden, welche vom Raum, in welchem sich die Flüssigkeitsmasse 17 befindet, getrennt ist.
Ein Teil der Flüssigkeitsmasse wird durch die mit Pfeilen angedeutete Bewegung der Walzen fortwährend zwischen diesen hinausbefördert. Diese Flüssigkeitsmasse wird oberhalb der Walzen in zwei Flüssigkeitsfilme ge spalten, welche beide mit jeder der Walzen weiter be fördert und an der Unterseite der Walze wieder in die Flüssigkeitsmasse 17 gedrückt werden.
Dank der Zähne 8 des Kamms nehmen die beiden Flüssigkeitsfilme auf den Walzen eine besondere Gestalt an. In den Ebenen der Zähne 8 senkrecht zur Walzen achse werden die Filme sehr viel dünner und zwischen ihnen ergeben sich hohe dünne Flüssigkeitsrippen 19. 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 300'0/o. Schon hierdurch wird die Verdampfungsgeschwindigkeit des Glykols aus dem Reaktionsgemisch um einen Faktor 3 bis 4 be schleunigt, sa dass der Durchsatz der Vorrichtung er heblich gesteigert werden kann.
Wenn die Walzen 1 und 2 angehalten werden, so sinkt die Flüssigkeitsmasse nach dem Boden des Ge häuses 16. Dabei wird jedoch die bedeckte Bodenober fläche nur wenig grösser.
Wenn die Vorrichtung wieder in Betrieb gesetzt wird, so stellt sich der oben beschriebene Zustand fast sofort wieder ein. Es hat sich gezeigt, dass über dem Boden noch eine ziemlich intensive Flüssigkeitsbewegung statt- findet. Die Flüssigkeitsmenge, die nicht oder fast nicht an der Kondensationsreaktion teilnimmt, bleibt also bei dieser Vorrichtung nur auf eine sehr dünne Grenz- schicht beschränkt.
Aus Versuchen geht hervor, dass bei kontinuierlicher Durchströmung der Vorrichtung die Verweilzeitunterschiede zwischen verschiedenen Teilen der Flüssigkeit bei: dieser Ausführungsform der Vor richtung kaum messbar verschlechtert sind.