CH550219A - Reaktor. - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor in Form eines lotrecht stehenden Behälters mit ringförmigem bzw.



  kreisförmigem Mantelquerschnitt und mit sich im wesentlichen kegelstumpfförmig nach unten verjüngendem Boden, zum Herstellen von Kondensationsharzen, insbesondere Polyamiden und Polyestern, aus zugeführten Ausgangsstoffen, die darin unter Erhitzung und Entwicklung von unter Vakuum abgezogenen Dampfes kondensieren, wobei umlaufende Rührarme und Rührflügel eines Rührwerks mit lotrechter Welle unter den Flüssigkeitsspiegel der dem Reaktor fortlaufend zugeführten zähflüssigen Masse eingetaucht sind, der im Reaktor mittels einer   Abfühivorrichtung    gemessen und mindestens am Massezufluss des Reaktors selbsttätig auf ein vorgegebenes Niveau geregelt wird.



   Reaktoren der vorgenannten Art werden bei der Ausdampfung von kondensierenden und polymerisierenden Kunstharzen, insbesondere Polyamide und Polyester, verwendet und besitzen in dem Flüssigkeitsraum des Behälters ein Rührwerk, dessen Rührarme und Rührflügel um eine lotrechte, in der Mittelachse des   Behältersliegende    Welle oberhalb des kegelstumpfförmigen Behälterbodens umlaufen, während die Ausgangsstoffe dem Behälter von oben zugeführt werden und das Produkt durch eine Mittelöffnung des Behälterbodens in geregelter Menge abgeführt wird. Dabei wird der Dampf aus dem beheizten Behälter aus einem Dampfraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels unter Vakuum abgezogen.



   Bei der obigen bekannten Bauart besteht der Nachteil, dass der kontinuierliche Durchsatz der Masse im Verhältnis zur   Grosse    des Behälters nur gering ist, weil die nur an der Oberfläche der Masse stattfindende Ausdampfung durch das Rührwerk bzw. die Rührwerke nur wenig unterstützt wird und am Boden des Behälters in vielen Fällen zum Teil nur unvollständig ausgedampftes Material austritt, dessen Verweilzeit im
Behälter zu gering war. Bei Massen, deren Zähigkeit durch die Ausdampfung stark zunimmt, wie insbesondere bei Polyestern, reicht daher die Ausdampfung in einem Reaktor der vorgenannten bekannten Bauart für die Herstellung des End produktes nicht   aas,    sondern muss die Ausdampfung mit kom plizierten Geräten in einem oder mehreren weiteren, dem er sten Reaktor nachgeschalteten Reaktoren fortgesetzt bzw.



   beendet werden. Für einen solchen nachgeschalteten Reaktor werden in einem liegenden zylindrischen Behälter umlaufende
Scheiben mit waagrechter Drehachse verwendet, die zum Teil im Dampfraum des Reaktors liegen, zum Teil in die zu behan delnde Masse eintauchen, diese an der Oberfläche aufreissen und von unten an die Oberfläche bringen.



   Ein derartiger Reaktor hat keinen Zwangsdurchlauf der
Masse, so dass deren Verweilzeitspektrum nicht gleichmässig ist, wobei der bauliche Aufwand noch grösser ist als bei dem vorgeschalteten Reaktor der ersten Stufe. Als Endstufe muss sich an einen solchen Reaktor bei durch die Ausdampfung zäher werdenden Massen, wie Polyester, noch eine weitere Be handlungsstufe in einem Reaktor anschliessen, bei dem in einem waagrecht liegenden Behälter zwei ineinanderkämmen de Schnecken umlaufen und die zähe Masse bei der Ausdamp fung aufreissen. Auch bei diesem Reaktor ist der bauliche
Aufwand und Kostenaufwand im Verhältnis zum Durchsatz pro Zeiteinheit gross.



   Die Erfindung bezweckt, Reaktoren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass der Massedurchsatz pro Zeiteinheit mit Reaktoren wesentlich geringeren Volumens als bisher erreicht oder vergrössert und/oder die Behandlungszeit bis zum Erhalt des Endproduktes abgekürzt wird, und zwar insbesondere auch bei Polyamiden und Polyestern. Zugleich mit diesen Zielen soll eine entsprechende Verringerung der Baukosten des Reaktors erreicht und vermieden werden, dass sich Teile der Masse an Wandungen, Toträumen oder Oberflächen der Rührwerksteile absetzen, hier vernetzen und sich bei der Weiterverarbeitung störend bemerkbar machen.



   In den Fällen, in denen wegen hoher und bei der Ausdampfung zunehmender Viskosität der behandelten Masse in mehreren Stufen mit mehreren, bisher unterschiedlich und kostspielig aufgebauten hintereinander geschalteten Reaktoren gearbeitet wurde, wie insbesondere bei Polyestern, strebt die Erfindung eine Reaktoranlage an, in der die erfindungsgemässe Bauart des Reaktors der ersten Stufe auch in den nachgeschalteten Stufen einer Reaktoranlage verwendbar ist, um eine weitere Baukostenverminderung zu erzielen.



   In nicht vorveröffentlichten Versuchen wurde untersucht, ob für die Ziele der Erfindung, nämlich die Ausdampfung von Monomeren oder Oligomeren, Dünnschichtverdampfer verwendbar sind, die für andere Ausdampfzwecke bekannt sind und bei denen dünne Schichten von 0.5 bis 1 mm Dicke an   dei    Innenwand des lotrechten Mantels eines von aussen beheizten Verdampfers hergestellt und nach Ausdampfung abgestreift werden. Auf diesem Wege lassen sich aber brauchbare Produkte aus zu kondensierenden und polymerisierenden Ausgangsstoffen für Kunstharze nicht herstellen, weil die an den Innenwandungen des Verdampfers anhaftende Schicht zu schädlicher Vernetzung oder Abbau führt.



   Die der Erfindung für einen Reaktor der eingangs genannten Art zugrundeliegende Aufgabe wird unter Vermeidung der letztgenannten Nachteile erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Rührarme und die daran befestigten Rührflügel des Rührwerks nahezu vollständig in dem von dem kegelstumpfförmigen Reaktorboden gebildeten Behandlungsraum untergebracht sind und die nahe unter dem Flüssigkeitsspiegel beginnenden Rührflügel bis nahe an den kegelstumpfförmigen Reaktorboden ragen, dass ferner der Reaktorboden nahe seinem oberen Rand zu einem umlaufenden, ausseren Bodenring des Produktionsraumes mit mindestens einer Bodenöffnung ausgebildet ist, an die sich je eine Austragschnecke unmittelbar anschliesst, und dass die Rührarme in den Bodenring eingreifende Schaber tragen.



   Dadurch, dass die Rührarme und Rührflügel praktisch die gesamte im kegelstumpfförmigen Bodenraum des Reaktors befindliche Masse durchmischen, weil die Rührflügel bis nahe an den kegelstumpfförmigen Reaktorboden ragen, werden der Wärmeübergang von der Reaktorwand auf die Masse und die Ausdampfung stark gefördert, so dass trotz verhältnismässig geringer Höhe und verhältnismässig geringen Durchmessers des Massespiegels, der nur wenige mm über dem kegelstumpfförmigen Boden zu liegen braucht, ein grosser Durchsatz in der Zeiteinheit erreicht und ein gleichmässiges Verweilzeitspektrum gewährleistet wird.



   Zugleich fördert das Rührwerk fortlaufend die ausgedampfte Masse durch Zentrifugalwirkung zum äusseren Bodenring und der oder den Austragsschnecken, ohne dass sich das Produkt an den Oberflächen der Rührarme, der Rührflügel und dem äusseren Bodenring ansetzt. welche durch die mit den Rührarmen umlaufenden Schaber von Absetzungen frei gehalten wird.

 

   Die Förderung des Produktes aus dem   kegelstumpfförmi    gen Bodenraum zum äusseren Bodenring hängt von der Drehzahl der Rührarme, dem von diesen eingenommenen Durchmesser, von dem Kegelwinkel des Reaktorbodens, von der Anzahl und Anordnung der Rührarme und von der jeweiligen Viskosität der gerührten Masse ab. Vorzugsweise wird der Kegelwinkel des Reaktorbodens umso grösser gewählt, je grösser die Viskosität der Masse ist, und zwar im allgemeinen bis zu Viskositäten von 300 Poise als spitzer bis rechter Winkel und für grössere Viskositäten als zunehmend stumpfer Winkel.



  Gleichwohl wird in vielen Fällen die durch das Rührwerk erzeugte Zentrifugalkraft, insbesondere bei weniger hoch viskosen Massen, wie Polyamiden und in der ersten Behandlungs  stufe sonstiger Massen, wie Polyestern, auch bei dem grossen angestrebten Masse-durchsatz zu gross sein, um eine für die Ausdampfung genügende Verweilzeit der Masse im Reaktor zu gewährleisten. In diesem Falle sind zweckmässig zwischen den in radialem Abstand voneinander angeordneten Rührflügeln mit den Rührarmen oder - vorzugsweise - mit dem Reaktorboden verbundene, ringförmige und mit Durchtritts öffnungen versehene Trennwände angebracht, die sich axial zwischen dem Reaktorboden und den Rührarmen erstrecken und als Bremsorgane für die radial abströmende Masse, d.h.



  zur Verringerung der Zentrifugalwirkung des Rührwerks dienen.



   Auf diese Weise kann durch geeignete Bemessung des kegelstumpfförmigen Teils des Reaktorbodens, seines äusseren Bodenrings und der Austragsschnecke oder -schnecken sowie entsprechende Regelung der Schneckendrehzahl am Massezufluss und Einstellung der Rührwerksdrehzahl erreicht werden, dass die angestrebte günstige Verweilzeit der Masse im Reaktor vorhanden und an allen Stellen gleichmässig ist.



   Selbstverständlich kann, wie an sich bekannt, der Zufluss der Masse veränderlich eingestellt oder ebenso wie ihre Austragsgeschwindigkeit gleichzeitig selbsttätig durch eine Abfühlvorrichtung für den Massespiegel geregelt werden.



   Vorzugsweise sollen die Schaber zur Verbesserung ihrer Wirkung ausgehend von den Rührarmen um einen spitzen Winkel zu deren Umlaufachse nach unten und zur Umlaufrichtung nach hinten geneigt verlaufen und mindestens über den grösseren Teil des Querschnitts des Bodenrings bis nahe an dessen Boden ragen.



   Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung des erfindungsgemässen Reaktors, ausgebildet als Reaktoranlage, derart, dass mehrere Reaktoren für eine mehrstufige, fortlaufende Ausdampfung von Massen mit dabei zunehmend erhöhter Viskosität eingesetzt werden. Dabei werden erfindungsgemäss für alle Stufen Reaktoren gleicher Bauart verwendet. Hierdurch ergibt sich eine weitere Ersparnis an Baukosten und kann ein gleichmässiger bzw. kontinuierlicher grosser Durchsatz in allen Stufen der Anlage unabhängig von der zunehmenden Viskosität erreicht werden, d.h. das Endprodukt einer Stufe ohne Aufspeicherung in den Reaktor der nächsten Stufe eingeführt werden.

  Selbstverständlich werden dabei die baulichen Abmessungen und Drehzahlen der erfindungsgemäss wie vorstehend ausgebildeten Reaktorteile in jeder Stufe an die auftretenden sich verändernden Viskositäten, spezifischen Gewichte und Durchsatzmengen der Masse angepasst.



   Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben und zwar zeigen zum Teil schematisch:
Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Reaktor für die Behandlung von Massen hoher Viskosität;
Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch einen Rührer für den Reaktor nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Rührer nach Fig. 2;
Fig. 4 von hinten gesehen den Rührer nach Fig. 2, wobei die radial aussen liegenden Teile weggebrochen sind;
Fig. 5 einen lotrechten Schnitt durch den Produktionsraum des Reaktors nach Fig. 1, wobei der Rührer weggelassen ist nebst Draufsicht;

  ;
Fig. 6 einen lotrechten Schnitt durch den unteren Teil eines Reaktors ähnlich der Fig. 1, bei dem jedoch der kegelstumpfförmige Teil des Reaktorbodens einen spitzeren Kegelwinkel als in Fig. 1 hat und der darüberliegende Produktionsraum für Massen geringerer Viskosität als in Fig. 1 bestimmt ist und wobei Teile weggelassen sind;
Fig. 7 einen lotrechten Schnitt durch den unteren Teil eines Reaktors ähnlich der Fig. 6, wobei jedoch der kegelstumpfförmige Teil des Reaktorbodens einen noch spitzeren Kegelwinkel als in Fig. 6 hat und der darüberliegende Produktionsraum zur Aufnahme von Massen noch geringerer Viskosität bestimmt ist und wobei Teile weggelassen sind.



   Bei den Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7 sind für gleiche oder einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet.



   Gemäss Fig. 1 bis 5 besteht der Reaktor aus zwei Hauptteilen, dem Unterteil 1 mit dem Produktionsraum und Flüssigkeitssumpf und dem Oberteil 2 mit dem Dampfraum. Beide Teile des Reaktors besitzen einen Doppelmantel 3 für den Umlauf einer Heizflüssigkeit oder von Heizdampf, deren Einström- und Ausströmstutzen nicht gezeichnet sind. Die Reaktorteile sind mittels Flanschen 4 flüssigkeits- und vakuumdicht miteinander verbunden.



   Der obere Reaktorteil besitzt einen Dampfaustrittsstutzen 5, an dem die (nicht gezeichnete) Vakuumquelle für das Absaugen der beim Ausdampfen der im Reaktor zu behandelnden Masse angeschlossen wird.



   Der den Produktionsraum bildende Reaktorboden 6 ist in seinem Hauptteil kegelstumpfförmig ausgebildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 5 ist der Kegelwinkel des Reaktorbodens für die Behandlung von Massen mit Viskositäten von 1000 bis 5000 Poise ein grosser stumpfer Winkel.



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 6, die für Massen mit einer Viskosität von 300 bis 1000 Poise bestimmt ist, ist der Kegelwinkel des Reaktorbodens 6 ein stumpfer Winkel von geringerer Grösse als in Fig. 1. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7, die für Massen mit Viskositäten bis zu 300 Poise bestimmt ist, ist der Kegelwinkel des Reaktorbodens 6 ein spitzer Winkel, der etwas kleiner als   90"    ist.



   Die zu behandelnde Masse wird mittels einer mit Motor 7 versehenen Pumpe 8 durch einen Eintrittsstutzen 9 einem Einfüllrohr 10 zugeführt, dessen oberes Ende in der Mitte des Reaktorbodens mündet. Das untere Ende des Rohres 10 ist mittels einer Vakuumstopfbuchse 11 verschlossen und bildet das Lager für eine von einem Motor 12 aus angetriebene Antriebswelle 13 des als Ganzes mit 14 bezeichneten Rührers, der im Produktionsraum 15 angebracht ist. Zwischen dem unteren Ende 16 der Nabe 17 des Rührers und der Stopfbuchse 11 kann die Antriebswelle 13 im Rohr 10 als Förderschnecke 18 für die dem Reaktor kontinuierlich zuzuführende Masse ausgebildet sein, wenn diese hohe Zähigkeit besitzt und die Förderleistung der Pumpe 8 nicht ausreicht.

  Die geförderte Masse tritt durch einen in der Mittelöffnung des Bodens 6 und der hohlen Nabe 17 frei bleibenden Ringkanal 19, ferner durch Öffnungen 22 am unteren Ende der Nabe 17 in den Rührer 14 ein.



   Der Rührer besteht im wesentlichen aus z.B. 4 Rührarmen 20 (siehe Fig. 2 und 3), die sich von der kegelförmigen Nabe 17 radial nach aussen erstrecken, und aus Rührflügeln 21, die an der Unterseite der Rührarme befestigt sind. Die hohle Nabe 17 besitzt am oberen Ende Austrittsöffnungen 23 (siehe Fig. 2 und 3) für die ihr zugeführte Masse. Der Zustrom der Masse wird durch eine Drosselklappe oder sonstige an sich bekannte, nicht gezeichnete Einstell- und Regelvorrichtung in der Zuflussleitung 8a zwischen der Pumpe 8 und dem Stutzen 9 und durch die Drehzahl des Antriebs 7 aus nach Massgabe der Zähigkeit der Masse eingestellt und selbsttätig geregelt, dass sich ein Flüssigkeitsspiegel 24 in geringem Abstand von zum Beispiel wenigen über der Oberseite der Rührarme 20 einstellt, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 angegeben ist.

 

   Die Oberseite der Rührarme ist bei 25 so abgeschrägt, dass die Abschrägung 25 in der Drehrichtung 26 (Fig. 3) nach vorn von oben nach unten gerichtet ist. Sie dient dazu, die Oberfläche 24 der Flüssigkeit zur Verbesserung der Ausdampfung messerartig aufzureissen.  



   Die Flügel 21 reichen von den Rührarmen bis nahe an die Oberseite des Reaktorbodens 6 und   verjüngten    sich entsprechend dem Kegelwinkel des Reaktorbodens von aussen nach innen. Sie sind in radialen Abständen voneinander angeordnet. In diese Abstände ragen mit dem Boden 6 fest verbundene ringförmige Trennwände 27, die nahe dem Boden mit Durchtrittsöffnungen 28 versehen sind. Diese Trennwände dienen zur Abbremsung der vom Rührer 14 auf die Masse ausgeübte Zentrifugalwirkung, indem sie die Masse zwingen, durch die engen Öffnungen 28 zu strömen.



   Nahe seinem oberen Rand ist der Reaktorboden zu einem umlaufenden ausseren Bodenring 30 ausgebildet, der den äussersten Teil 31 des Produktionsraumes bildet und einen im wesentlichen waagrecht verlaufenden Bodenteil 30a und einen lotrecht verlaufenden Wandteil 30b besitzt, der den Produktionsraum begrenzt und mit Abwicklungen in den Flansch 4 des unteren Reaktorteils übergeht.



   In dem ringförmigen Bodenteil 30a ist mindestens eine Austragöffnung 32 für das Produkt angebracht. Die äusseren Enden der Rührarme 20 tragen an der Seite Schaber 33, die den grössten Teil des Raumes 31 einnehmen u. an den Teilen 30a und 30b des Bodenringes 30 entlangstreichen. Die im Raum 31 umlaufenden Teile der Schaber 33 sind, wie insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, ausgehend von den Rührarmen um einen spitzen Winkel zu deren Umlaufachse nach unten und zur Umlaufrichtung 26 nach hinten geneigt, um die Förderwirkung dieser Schaber für das auszutragende Gut zu verbessern.



   An die Austragöffnung 32 schliesst sich ein Austragrohr 34 an, in dem eine Austragschnecke 35 umläuft, die sich gleichfalls unmittelbar an die Austragöffnung 32 anschliesst. Die Austragschnecke 35 und das Austragrohr 34 gehen durch einen Anschlussteil 29, der flüssigkeitsdicht den Doppelmantel des Reaktors gegen das Rohr an einem Stutzen 39 abschliesst, und durch einen Heizmantel 36 hindurch, der mit dem Anschlussteil 29 mittels eines   Anschlussflansches    29a verbunden ist. Die Eintritts- und Austrittsstutzen für die Heizflüssigkeit oder -dampf des Heizmantels 36 sind in der Zeichnung weggelassen. Die Schnecke wird durch einen Motor 37 angetrieben, dessen Gehäuse mit dem am unteren und oberen Ende geschlossenen Heizmantel verbunden ist.

  Das von der Austragschnecke ausgetragende Produkt tritt durch den Heizmantel 36 und einen Austrittsstutzen 38 aus und wird von diesem in Pfeilrichtung einem Speicherraum oder weiterer Behandlung,   z B    in einem machgeschalteten Reaktor gleicher Bauart, zugeführt.



   Sind in dem Bodenring 30 mehrere Austragsöffnungen 32 angebracht, so ist   fürjede    dieser   Austragöffnungenje    eine Austragschnecke 35 mit den entsprechenden zugehörigen Teilen 34, 29, 29a und 36 bis 39 vorgesehen.



   Wie ersichtlich, erhält die Masse im Produktionsraum 15 durch den Rührer 14 eine Zentrifugalbeschleunigung, durch die sie während der Ausdampfung vom mittleren Bereich des Produktionsraumes durch die Öffnungen 28 hindurch und  über die Rührarme 20 hinweg in den Randbereich 31 des Produktionsraumes gelangt. Hier wird das ausgedampfte Produkt von den Schabern 33 erfasst und fortlaufend der Austragschnecke 35 oder den Austragschnecken 35 zugeführt. Diese sorgen dafür, dass sich an den Teilen 30a und 30b des Bodenringes 30 keine Absetzungen des Produktes bilden, die auch im kegelstumpfförmigen Teil des Bodens 6 und an den Trennwänden 27 durch die Zentrifugalströmung der Masse und durch die Rührwirkung der Rührflügel 21 und Rührarme 20, ebenso wie an diesen selbst vermieden werden.



   Der Flüssigkeitsspiegel 24 wird bei diesem Vorgang selbsttätig auf geringe Höhe von wenigen mm über den Rührarmen mit Hilfe einer z.B. optischen   Abfühlvorrichtung    eingestellt.



  In der gezeichneten Ausführungsform besteht die Abfühlvorrichtung aus einer y-Strahlenquelle 40. Die darin fortlaufend erzeugte   y-Strahlung    durchdringt die Behälterwandung und die darin befindliche Masse und gelangt in ein Zählrohr 41.



  Dieses Zählrohr steuert in an sich bekannter Weise die Förderleistung der Pumpe 8 an ihrem Motor 7 und vorzugsweise auch am Motor 12 die Drehzahl der Welle 13 für den Rührer 14 und die gegebenenfalls vorgesehene Förderschnecke 18.



   Durch das Ausdampfen und die Wirkung der Rührarme 20 entstehen am Flüssigkeitsspiegel 24 aufbrechende Blasen und können oberhalb der Schaber 33 Spritzer der Masse auftreten, die sich unerwünscht an der Innenwandung des Reaktors absetzen könnten. Um dies zu verhindern, ist auf dem äusseren Rand des Reaktorbodens auf die Abwinklung des Bodenringes 30 ein Spritzschutzring 42 aufgesetzt, der über den Flüssigkeitsspiegel übersteht und den Bodenring übergreift. Ferner besitzen die Schaber 33 über die Rührarme gegen den Spritzschutzring 42 hin vorstehende Teile 33a, die an der Innenseite des Schutzringes als Abstreifer angreifen und auch an dieser die Absetzung von Masse verhindern.



   Für eine Reaktoranlage für die Ausdampfung von Massen, die, wie z.B. Polyester, bei der Ausdampfung eine erhöhte Viskosität erhalten, empfiehlt es sich, die Ausdampfung fortlaufend in mehreren Stufen vorzunehmen. Zu diesem Zweck können Reaktoren der vorstehend beschriebenen Bauart hintereinander geschaltet werden. bei denen der Masseaustritt 38 des vorgeschalteten Reaktors mit dem Masseeintritt 9 des nachgeschalteten Reaktors verbunden ist. Vorzugsweise werden dabei die Kegelwinkel der nachgeschalteten Reaktorböden 6 zunehmend grösser gewählt, z.B. für die erste Stufe gemäss Fig. 7, für die nächste oder eine folgende Stufe gemäss Fig. 6 und für die folgende oder eine Endstufe gemäss Fig. 1.



   PATENTANSPRUCH 1
Reaktor in Form eines lotrecht stehenden Behälters mit ringförmigem bzw. kreisförmigem Mantelquerschnitt und mit sich im wesentlichen kegelstumpfförmig nach unten verjüngendem Boden zum Herstellen von Kondensationsharzen, insbesondere Polyamiden und Polyestern, aus zugeführten Ausgangsstoffen, die darin unter Erhitzung und Entwicklung von unter Vakuum abgezogenen Dampfes kondensieren, wobei umlaufende Rührarme und Rührflügel eines Rührwerks mit lotrechter Welle unter den Flüssigkeitsspiegel der dem Reaktor fortlaufend zugeführten zähflüssigen Masse eingetaucht sind, der im Reaktor mittels einer Abfühlvorrichtung gemessen und mindestens am Massezufluss des Reaktors selbsttätig auf ein vorgegebenes Niveau geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Rührarme (20) und die daran befestigten Rührflügel (21) nahezu vollständig in dem von dem kegelstumpfförmigen Reaktorboden (6) gebildeten Produktionsraum (15) untergebracht sind und die nahe unter dem Flüssigkeitsspiegel beginnenden Rührflügel bis nahe an den kegel stumpfförmigen Reaktorboden (6) ragen, dass ferner der
Reaktorboden nahe seinem oberen Rand zu einem umlau fenden, äusseren Bodenring (30) des Produktionsraumes mit mindestens einer Bodenöffnung ausgebildet ist, an die sich je eine Austragschnecke (35) unmittelbar anschliesst, und dass die Rührarme (20) in den Bodenring eingreifende Schaber  (33) tragen.

 

   UNTERANSPRÜCHE
1. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass zwischen den in radialem Abstand voneinander an geordneten Rührflügeln (21) mit den Rührarmen (20) ver bundene, ringförmige und mit Durchtrittsöffnungen (28) ver sehene Trennwände (27) angebracht sind, die sich axial zwi schen dem Reaktorboden und den Rührarmen (20) erstrecken 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Die Flügel 21 reichen von den Rührarmen bis nahe an die Oberseite des Reaktorbodens 6 und verjüngten sich entsprechend dem Kegelwinkel des Reaktorbodens von aussen nach innen. Sie sind in radialen Abständen voneinander angeordnet. In diese Abstände ragen mit dem Boden 6 fest verbundene ringförmige Trennwände 27, die nahe dem Boden mit Durchtrittsöffnungen 28 versehen sind. Diese Trennwände dienen zur Abbremsung der vom Rührer 14 auf die Masse ausgeübte Zentrifugalwirkung, indem sie die Masse zwingen, durch die engen Öffnungen 28 zu strömen.

   Nahe seinem oberen Rand ist der Reaktorboden zu einem umlaufenden ausseren Bodenring 30 ausgebildet, der den äussersten Teil 31 des Produktionsraumes bildet und einen im wesentlichen waagrecht verlaufenden Bodenteil 30a und einen lotrecht verlaufenden Wandteil 30b besitzt, der den Produktionsraum begrenzt und mit Abwicklungen in den Flansch 4 des unteren Reaktorteils übergeht.

   In dem ringförmigen Bodenteil 30a ist mindestens eine Austragöffnung 32 für das Produkt angebracht. Die äusseren Enden der Rührarme 20 tragen an der Seite Schaber 33, die den grössten Teil des Raumes 31 einnehmen u. an den Teilen 30a und 30b des Bodenringes 30 entlangstreichen. Die im Raum 31 umlaufenden Teile der Schaber 33 sind, wie insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, ausgehend von den Rührarmen um einen spitzen Winkel zu deren Umlaufachse nach unten und zur Umlaufrichtung 26 nach hinten geneigt, um die Förderwirkung dieser Schaber für das auszutragende Gut zu verbessern.

   An die Austragöffnung 32 schliesst sich ein Austragrohr 34 an, in dem eine Austragschnecke 35 umläuft, die sich gleichfalls unmittelbar an die Austragöffnung 32 anschliesst. Die Austragschnecke 35 und das Austragrohr 34 gehen durch einen Anschlussteil 29, der flüssigkeitsdicht den Doppelmantel des Reaktors gegen das Rohr an einem Stutzen 39 abschliesst, und durch einen Heizmantel 36 hindurch, der mit dem Anschlussteil 29 mittels eines Anschlussflansches 29a verbunden ist. Die Eintritts- und Austrittsstutzen für die Heizflüssigkeit oder -dampf des Heizmantels 36 sind in der Zeichnung weggelassen. Die Schnecke wird durch einen Motor 37 angetrieben, dessen Gehäuse mit dem am unteren und oberen Ende geschlossenen Heizmantel verbunden ist.

   Das von der Austragschnecke ausgetragende Produkt tritt durch den Heizmantel 36 und einen Austrittsstutzen 38 aus und wird von diesem in Pfeilrichtung einem Speicherraum oder weiterer Behandlung, z B in einem machgeschalteten Reaktor gleicher Bauart, zugeführt.

   Sind in dem Bodenring 30 mehrere Austragsöffnungen 32 angebracht, so ist fürjede dieser Austragöffnungenje eine Austragschnecke 35 mit den entsprechenden zugehörigen Teilen 34, 29, 29a und 36 bis 39 vorgesehen.

   Wie ersichtlich, erhält die Masse im Produktionsraum 15 durch den Rührer 14 eine Zentrifugalbeschleunigung, durch die sie während der Ausdampfung vom mittleren Bereich des Produktionsraumes durch die Öffnungen 28 hindurch und über die Rührarme 20 hinweg in den Randbereich 31 des Produktionsraumes gelangt. Hier wird das ausgedampfte Produkt von den Schabern 33 erfasst und fortlaufend der Austragschnecke 35 oder den Austragschnecken 35 zugeführt. Diese sorgen dafür, dass sich an den Teilen 30a und 30b des Bodenringes 30 keine Absetzungen des Produktes bilden, die auch im kegelstumpfförmigen Teil des Bodens 6 und an den Trennwänden 27 durch die Zentrifugalströmung der Masse und durch die Rührwirkung der Rührflügel 21 und Rührarme 20, ebenso wie an diesen selbst vermieden werden.

   Der Flüssigkeitsspiegel 24 wird bei diesem Vorgang selbsttätig auf geringe Höhe von wenigen mm über den Rührarmen mit Hilfe einer z.B. optischen Abfühlvorrichtung eingestellt.

   In der gezeichneten Ausführungsform besteht die Abfühlvorrichtung aus einer y-Strahlenquelle 40. Die darin fortlaufend erzeugte y-Strahlung durchdringt die Behälterwandung und die darin befindliche Masse und gelangt in ein Zählrohr 41.

   Dieses Zählrohr steuert in an sich bekannter Weise die Förderleistung der Pumpe 8 an ihrem Motor 7 und vorzugsweise auch am Motor 12 die Drehzahl der Welle 13 für den Rührer 14 und die gegebenenfalls vorgesehene Förderschnecke 18.

   Durch das Ausdampfen und die Wirkung der Rührarme 20 entstehen am Flüssigkeitsspiegel 24 aufbrechende Blasen und können oberhalb der Schaber 33 Spritzer der Masse auftreten, die sich unerwünscht an der Innenwandung des Reaktors absetzen könnten. Um dies zu verhindern, ist auf dem äusseren Rand des Reaktorbodens auf die Abwinklung des Bodenringes 30 ein Spritzschutzring 42 aufgesetzt, der über den Flüssigkeitsspiegel übersteht und den Bodenring übergreift. Ferner besitzen die Schaber 33 über die Rührarme gegen den Spritzschutzring 42 hin vorstehende Teile 33a, die an der Innenseite des Schutzringes als Abstreifer angreifen und auch an dieser die Absetzung von Masse verhindern.

   Für eine Reaktoranlage für die Ausdampfung von Massen, die, wie z.B. Polyester, bei der Ausdampfung eine erhöhte Viskosität erhalten, empfiehlt es sich, die Ausdampfung fortlaufend in mehreren Stufen vorzunehmen. Zu diesem Zweck können Reaktoren der vorstehend beschriebenen Bauart hintereinander geschaltet werden. bei denen der Masseaustritt 38 des vorgeschalteten Reaktors mit dem Masseeintritt 9 des nachgeschalteten Reaktors verbunden ist. Vorzugsweise werden dabei die Kegelwinkel der nachgeschalteten Reaktorböden 6 zunehmend grösser gewählt, z.B. für die erste Stufe gemäss Fig. 7, für die nächste oder eine folgende Stufe gemäss Fig. 6 und für die folgende oder eine Endstufe gemäss Fig. 1.

   PATENTANSPRUCH 1 Reaktor in Form eines lotrecht stehenden Behälters mit ringförmigem bzw. kreisförmigem Mantelquerschnitt und mit sich im wesentlichen kegelstumpfförmig nach unten verjüngendem Boden zum Herstellen von Kondensationsharzen, insbesondere Polyamiden und Polyestern, aus zugeführten Ausgangsstoffen, die darin unter Erhitzung und Entwicklung von unter Vakuum abgezogenen Dampfes kondensieren, wobei umlaufende Rührarme und Rührflügel eines Rührwerks mit lotrechter Welle unter den Flüssigkeitsspiegel der dem Reaktor fortlaufend zugeführten zähflüssigen Masse eingetaucht sind, der im Reaktor mittels einer Abfühlvorrichtung gemessen und mindestens am Massezufluss des Reaktors selbsttätig auf ein vorgegebenes Niveau geregelt wird, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Rührarme (20) und die daran befestigten Rührflügel (21) nahezu vollständig in dem von dem kegelstumpfförmigen Reaktorboden (6) gebildeten Produktionsraum (15) untergebracht sind und die nahe unter dem Flüssigkeitsspiegel beginnenden Rührflügel bis nahe an den kegel stumpfförmigen Reaktorboden (6) ragen, dass ferner der Reaktorboden nahe seinem oberen Rand zu einem umlau fenden, äusseren Bodenring (30) des Produktionsraumes mit mindestens einer Bodenöffnung ausgebildet ist, an die sich je eine Austragschnecke (35) unmittelbar anschliesst, und dass die Rührarme (20) in den Bodenring eingreifende Schaber (33) tragen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich net, dass zwischen den in radialem Abstand voneinander an geordneten Rührflügeln (21) mit den Rührarmen (20) ver bundene, ringförmige und mit Durchtrittsöffnungen (28) ver sehene Trennwände (27) angebracht sind, die sich axial zwi schen dem Reaktorboden und den Rührarmen (20) erstrecken

   und als Bremsorgane für die radlal abströmende Masse dienen.

   2. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den in radialem Abstand voneinander angeordneten Rührflügeln (21) mit dem Reaktorboden (6) verbundene, ringförmige und mit Durchtrittsöffnungen (28) versehene Trennwände (27) angebracht sind, die sich axial zwischen dem Reaktorboden und den Rührarmen (20) erstrecken und als Bremsorgane für die radial abströmende Masse dienen.

   3. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaber (33) ausgehend von den Rührarmen (20) um einen spitzen Winkel zu deren Umlaufachse nach unten und zur Umlaufrichtung (26) nach hinten geneigt verlaufen.

   4. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaber (33) mindestens über den grösseren Teil des Querschnitts des Bodenrings (30) bis nahe an dessen Boden ragen.

   5. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem äusseren Randteil (30b) des Bodenringes (30), diesen übergreifend, ein Spritzschutzring (42) über den Flüssigkeitsspiegel (24) übersteht und die Schaber (33) an der Ringinnenseite als Abstreifer (33a) angreifen.

   6. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührarme (20) in deren Drehrichtung nach vorn von oben nach unten abgeschrägt sind.

   7. Reaktor nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Zufluss der Ausgangsstoffe eine in einer Mittel öffnung (19) des Reaktorbodens (6) mündende, vorzugsweise mit einer Förderschnecke (18) versehene Zuflussleitung (10) dient.

   8. Reaktor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Kegelwinkel des Reaktorbodens für Viskositäten der Masse bis zu etwa 300 Poise ein spitzer bis rechter Winkel, für grössere Viskositäten ein zunehmend stumpfer Winkel ist.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung des Reaktors nach Patentanspruch I ausgebildet als Reaktoranlage, derart, dass mehrere Reaktoren für eine mehrstufige, fortlaufende Ausdampfung von Massen mit dabei zunehmend erhöhter Viskosität eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Stufen Reaktoren gleicher Bauart verwendet werden.

   UNTERANSPRUCH 9. Verwendung des Reaktors nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Reaktoren mit von Stufe zu Stufe zunehmenden Kegelwinkeln der Reaktorböden (6) hintereinander geschaltet sind.