DE102010051275A1

DE102010051275A1 - Cleaning device of agitator in reactor used in e.g. chemical industry, has rotary joint connected with agitator shaft such rotational axis of shaft and rotary joint coincide with each other and the rotary joint is located inside reactor

Info

Publication number: DE102010051275A1
Application number: DE102010051275A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2012-05-16

Abstract

The cleaning device has several cleaning nozzles (6) which are located inside the reactor (1). The reactor cleaning liquid is supplied from the outside of the rotary joint (3) of a rotor (3.2) and a stator (3.1). The rotary joint is connected with the agitator shaft (2.1), such that the rotational axis of the agitator shaft and the rotary joint coincide with each other and the rotary joint is located inside the reactor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für das Reinigen des Inneren von Reaktorgefäßen oder Autoklaven, die Rührwerke aufweisen. Derartige Reaktoren oder Autoklaven werden beispielsweise in der chemischen Industrie, der Pharmaindustrie und in der Biotechnologie eingesetzt. Reinigen heißt hier fast immer Produktrückstände des vorangegangenen Produktionszyklusses zu entfernen.The invention relates to a device for cleaning the interior of reactor vessels or autoclaves having agitators. Such reactors or autoclaves are used, for example, in the chemical industry, the pharmaceutical industry and in biotechnology. Cleaning almost always means to remove product residues from the previous production cycle.

Das Reinigen derartiger Rührwerksreaktoren erfolgt durch Düsen im Inneren des Reaktors oder Autoklaven, durch welche Reinigungsflüssigkeit mit Druck gepumpt wird. Die Düsen sollen diese Reinigungsflüssigkeit auf alle Innenflächen des Reaktors führen, wo durch die Reinigung mittels Lösen, Abspülen und Fortspülen die Produktrückstände beseitigt werden sollen.The cleaning of such Rührwerksreaktoren done by nozzles inside the reactor or autoclave through which cleaning fluid is pumped with pressure. The nozzles are intended to guide this cleaning fluid to all inner surfaces of the reactor, where the product residues are to be removed by cleaning by means of dissolving, rinsing and rinsing.

Diese Art der Reaktorreinigung stellt ein bekanntes Problem dar,

– weil durch Einbauten wie Stromstörer, Rohrleitungen sowie Rührwerkswellen und Rührwerksflügel in den Reaktoren Sprühschatten entstehen, die durch die Reinigungsflüssigkeit, die von den Düsen ausgeht, nicht oder nicht mit ausreichendem Druck oder mit ausreichendem Fluss erreicht werden;
– weil die Reichweite der Reinigungswirkung der Düsen nicht für alle Flächen – ausreichend ist;
– Düsen mit Fremdantrieb den Strahl der Reinigungsflüssigkeit über die Oberflächen führen dabei aber die bekannten Rhombenmuster bilden, also eine vollständige Reinigungswirkung – wenn überhaupt – erst nach sehr vielen Umläufen erreichen, und weil ihre Reichweiter begrenzt ist;
– die reaktorinternen Oberflächen von Einbauten gerade im Reaktordeckel wie Mannlöcher, Rührwerksdurchführungen, Schaugläser, Beschickungsöffnungen, Geistrohre oder auch Abgas- oder Abblasöffnungen oder Ventilanschlüsse schlecht oder zumindest nicht vollständig erreicht werden.

This type of reactor purification is a known problem

- Because built-in devices such as baffles, pipes and agitator shafts and agitator blades in the reactors spray shadows that are not achieved by the cleaning fluid that emanates from the nozzles, or not with sufficient pressure or with sufficient flow;
- Because the range of the cleaning effect of the nozzles is not sufficient for all surfaces - is sufficient;
- nozzles with external drive the jet of cleaning fluid on the surfaces but doing the well-known rhombic pattern form, so a complete cleaning effect - if any - reach only after many rounds, and because their range is limited;
- The reactor-internal surfaces of internals just in the reactor cover such as manholes, Rührwerksdurchführungen, sight glasses, feed openings, ghost pipes or exhaust or blow-off or valve connections are poorly or at least not completely achieved.

Diese Umstände führen dazu, dass gerade bei nicht leicht löslichen Produkten an sich unakzeptable Produktreste im Reaktor verbleiben oder aufwendige zusätzliche Reinigungsschritte, z. B. verbunden mit Demontagen oder gar mit dem Einstieg von Personen in die Reaktoren, die diese von Hand nachreinigen, notwendig werden.These circumstances lead to unacceptable product residues remaining in the reactor, especially in the case of products which are not readily soluble, or expensive additional purification steps, for B. associated with disassembly or even with the entry of people in the reactors, which clean this by hand, necessary.

Bekannte Lösungsansätze sind

a) Festeinbau von Düsen in die Reaktorwandung Diese Ausführung hat den Nachteil, dass die Düsen nur einen kleinen Wirkungsbereich haben und Sprühschatten so gut wie nicht vermieden werden können.
b) Zeitweises Einbringen von Lanzen mit Düsen in den Reaktor Beispiele sind vorgestellt in DE 10 2006 041 742 A1 , DE3347590A1 , DE10046049C1 , DE2544874A1 . Derartige Lösungen sind mechanisch aufwendig, oft nicht sehr zuverlässig und auch die Fläche, die durch die Düsen mit guter Reinigungswirkung überstrichen werden kann, ist beschränkt. Ein Grund dafür ist, dass nur eine Linearachse Anwendung findet. Der Reaktor muss wenigstens teilweise geöffnet werden, um die Lanzen einführen zu können, was neue Probleme mit der Reinigung dieser Öffnungen und der Lanzen selbst mit sich bringt. Gerade bei emaillierten Reaktoren mit ihrem während der Reaktionsphase oft hochaggressivem Inhalt bereiten die Oberflächen der Lanzen und die Korrosionsbeständigkeit der notwendigen Führungen und Antriebe der Lanzen weitere Probleme. Zudem können Sterilitätsgrenzen durchbrochen werden.
c) Roboter oder roboterähnliche Gebilde, die meist zeitweise in den Reaktor eingebracht, dort eine oder mehrere Düsen an die kritischen Stellen führen Beispiele: DE 20 2007 006 113 U1 . Bei diesen Lösungsansätzen wird die einachsige Bewegung der Lanzen durch eine mehrachsige Bewegung ergänzt, so dass mehr Flächen durch die Düsenwirkung erreicht werden. Der mechanische Aufwand für derartige Lösungen ist hoch. Sie sind schwierig in den Reaktor einzubringen und können allein schon aus Kostengründen nicht dauernd in ihnen verbleiben um nur beim Bedarf der Reinigung aktiviert zu werden.
d) das Einbringen von Reinigungsflüssigkeit in das Innere des Reaktors durch die hohlgebohrte Rührwerkswelle, der die Reinigungsflüssigkeit durch eine dichte Drehdurchführung, die sich oberhalb des Reaktorkopfes befindet, zugeführt wird wobei sich die Austrittstellen der Reinigungsflüssigkeit, die Düsen, am Rührwerk befinden, JP 11319745 . Diese Lösung erfordert einen hohen mechanischen Aufwand. Für die Nachrüstung ist sie nur sehr bedingt geeignet, auch, weil auf die bisher vorherrschende Antriebslösung mit zentralem Getriebemotor verzichtet werden muss wenn die Drehdurchführung am äußeren Ende der Welle angeordnet ist. Eine Drehdurchführung besteht aus Stator und Rotor sowie aus Dichtungen zwischen Stator und Rotor, wobei Stator, Rotor und Dichtungen einen Raum, den Ringkanal, umfassen, durch den die dem Stator zugeführte Reinigungsflüssigkeit dem Rotor zugeleitet wird, von dem eine Leitung oder mehrere Leitungen weiter zu den Düsen führt bzw. führen.
e) das Vermeiden von Ablagerungen oder die verbesserte Löslichkeit von Ablagerungen durch entsprechende Gestaltung der in den Reaktoren ablaufenden chemischen Vorgänge, z. B. DE2735770 .

Known approaches are

a) Fixed installation of nozzles in the reactor wall This design has the disadvantage that the nozzles have only a small range of action and spray shadows are virtually impossible to avoid.
b) Temporary introduction of lances with nozzles into the reactor Examples are presented in DE 10 2006 041 742 A1 . DE3347590A1 . DE10046049C1 . DE2544874A1 , Such solutions are mechanically complex, often not very reliable and also the area that can be covered by the nozzles with good cleaning effect is limited. One reason for this is that only one linear axis is used. The reactor must be at least partially opened in order to introduce the lances, which brings new problems with the cleaning of these openings and the lances themselves. Especially in enamelled reactors with their during the reaction phase often highly aggressive content prepare the surfaces of the lances and the corrosion resistance of the necessary guides and drives the lances further problems. In addition, sterility limits can be broken.
c) Robots or robot-like structures, which are usually temporarily introduced into the reactor, where one or more nozzles lead to the critical points. Examples: DE 20 2007 006 113 U1 , In these approaches, the uniaxial movement of the lances is complemented by a multi-axis movement, so that more surfaces are achieved by the nozzle effect. The mechanical effort for such solutions is high. They are difficult to introduce into the reactor and can not stay in them just for cost reasons only to be activated only when the need for cleaning.
d) the introduction of cleaning liquid into the interior of the reactor through the hollow-drilled agitator shaft, which is supplied with the cleaning liquid through a sealed rotary feedthrough, which is located above the reactor head, wherein the exit points of the cleaning liquid, the nozzles are on the agitator, JP 11319745 , This solution requires a high mechanical effort. For the retrofitting, it is only very suitable, also because it has to be dispensed with the previously prevailing drive solution with central gear motor when the rotary feedthrough is located at the outer end of the shaft. A rotary union consists of stator and rotor and seals between stator and rotor, wherein stator, rotor and seals comprise a space, the annular channel, through which the cleaning liquid supplied to the stator is supplied to the rotor, of which one or more lines to leads or lead the nozzles.
e) the avoidance of deposits or the improved solubility of deposits by appropriate design of the running in the reactors chemical processes, eg. B. DE2735770 ,

Es ist die Aufgabe der erfindungsgemäßen Lösung, die Nachteile der bisherigen Reinigungsvorrichtungen für das Innere von Rührwerksreaktoren, auch von großen derartigen Reaktoren, zu überwinden.It is the object of the solution according to the invention to overcome the disadvantages of the previous cleaning devices for the interior of agitator reactors, even of large such reactors.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Reinigungsvorrichtung für Rührwerksreaktoren mit folgenden Merkmalen:

a) die Drehdurchführung befindet sich im Inneren des Rührwerksreaktors oder des Autoklaven mit Rührwerk;
b) die Drehachse der Rührwerkswelle und die der Drehdurchführung fallen zusammen, vorzugsweise umfasst die Drehdurchführung die Rührwerkswelle;
c) die Drehdurchführung besteht aus einem bezüglich der Reaktorwand festen Teil (Stator) und einem mit der Rührwerksachse verbundenen und mit ihr drehendem Teil (Rotor);
d) Stator und Rotor bilden den Ringkanal, dem vom Stator die Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird;
e) In den Zwischenraum zwischen Stator und Rotor, in den Ringkanal, wird in der Reinigungsphase mittels feststehender Zuführungen (Rohrleitungen) die Reinigungsflüssigkeit unter Druck zugeführt, wobei die Zuführungen mit dem Stator verbunden sind;
f) die Reinigungsflüssigkeit tritt von dem Raum, den der feststehende Teil umfasst, in den Ringkanal und von diesen in den drehbaren Teil über, den sie durch einen oder mehrere Kanäle durchläuft;
g) von dem reaktorinneren Teil des Rotors geht mindestens ein mit dem Ringkanal in Verbindung stehendes Rohr ab, das zu einer oder mehreren Düsen führt;
h) das Rohr oder die Rohre, die Düsenrohre, die auch am Rührwerk befestigt sein können, und sich folglich mit ihm drehen, oder die als Teile des Rührwerkes ausgeführt sind, führen die Reinigungsflüssigkeit zu Düsen, die die Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigenden Flächen leiten. Als Düsen werden hier alle Austrittsstellen der Reinigungsflüssigkeit in das freie Innere des Reaktors bezeichnet.
i) Die Dichtung der erfindungsgemäßen Drehdurchführung ist vorzugsweise als Spaltdichtung oder Labyrinthdichtung ausgeführt.

According to the invention, this object is achieved by a cleaning device for agitator reactors having the following features:

a) the rotary union is located inside the agitator reactor or the autoclave with stirrer;
b) the axis of rotation of the agitator shaft and the rotary feedthrough coincide, preferably the rotary feedthrough comprises the agitator shaft;
c) the rotary feedthrough consists of a relative to the reactor wall fixed part (stator) and connected to the agitator axis and with her rotating part (rotor);
d) stator and rotor form the annular channel to which the cleaning fluid is supplied from the stator;
e) In the gap between the stator and rotor, in the annular channel, the cleaning liquid is fed under pressure in the cleaning phase by means of fixed feeds (pipes), wherein the feeds are connected to the stator;
f) the cleaning liquid passes from the space which the fixed part comprises, into the annular channel and from there into the rotatable part which it passes through one or more channels;
g) from the reactor inner part of the rotor goes off at least one tube communicating with the annular channel, which leads to one or more nozzles;
h) the pipe or pipes, the nozzle pipes, which may also be attached to the stirrer and thus rotate with it, or which are designed as parts of the stirrer, lead the cleaning liquid to nozzles that direct the cleaning liquid to the surfaces to be cleaned , As nozzles here all exit points of the cleaning liquid are referred to in the free interior of the reactor.
i) The seal of the rotary feedthrough according to the invention is preferably designed as a gap seal or labyrinth seal.

Beim Reinigungsvorgang drehen sich die Düsenrohre mit den Düsen zusammen mit dem Rührwerk, wobei sie beim Umlauf große Flächen überstreichen. Ein Teil der Düsen ist dabei vorteilhafterweise so gerichtet, dass sie in Zonen, die über den Dom des Reaktors nach oben hinausragen (Mannlöcher, Rohre, Anschlüsse, Geistrohr ...) hineinstrahlen oder die Einbauten wie Stromstörer hinterstrahlen.During the cleaning process, the nozzle tubes rotate with the nozzles together with the agitator, whereby they cover large areas during circulation. A part of the nozzles is advantageously directed so that they project into zones that protrude above the dome of the reactor upwards (manholes, pipes, connections, ghost pipe ...) or radiate back the internals such as baffles.

Ausführungsbeispiele:EXAMPLES

1 zeigt einen Reaktor 1 mit einem Rührwerk 2. Das Rührwerk besteht aus der Rührwerkswelle 2.1, den Rührerflügeln 2.2, dem Getriebemotor 2.3 für den Antrieb des Rührwerks und der dichtenden Rührwellendurchführung 2.4 im Dom 1.1 des Reaktors 1. 1 shows a reactor 1 with a stirrer 2 , The agitator consists of the agitator shaft 2.1 , the stirrer wings 2.2 , the geared motor 2.3 for the drive of the stirrer and the sealed agitator shaft bushing 2.4 in the cathedral 1.1 of the reactor 1 ,

Auf die Rührwerkswelle ist im Inneren des Reaktors die Drehdurchführung 3 aufgesetzt, die aus dem feststehenden oder nicht rotierenden Teil 3.1 (Stator) und aus dem mit der Rührwerkswelle verbundenen, mit dieser drehenden Teil 3.2 (Rotor) besteht. Beide Teile sind vorzugsweise geteilt hergestellt, so dass sich in einer beispielhaften Ausführung jeweils zwei symmetrische Halbschalen ergeben. Diese Halbschalen werden paarweise um die Rührwerkswelle 2.1 gelegt und jeweils miteinander verbunden, vorzugsweise verschraubt oder verkeilt oder geklebt oder geschweißt.On the agitator shaft inside the reactor, the rotary feedthrough 3 put on, from the fixed or non-rotating part 3.1 (Stator) and from the connected to the agitator shaft, with this rotating part 3.2 (Rotor) exists. Both parts are preferably made split, so that arise in an exemplary embodiment in each case two symmetrical half-shells. These shells are in pairs around the agitator shaft 2.1 placed and connected together, preferably screwed or wedged or glued or welded.

Dem feststehenden Teil 3.1 der Drehdurchführung wird die Reinigungsflüssigkeit unter Druck über das Rohr 4 von außen zugeführt. Auch mehrere Rohre können Anwendung finden.The fixed part 3.1 The rotary union is the cleaning fluid under pressure through the pipe 4 supplied from the outside. Also several tubes can be used.

Vom Inneren des Teils 3.2 der Drehdurchführung, das mit der Rührwerkswelle verbunden ist und mit dieser rotiert, geht ein oder gehen mehrere Rohre 5, die Düsenrohre, ab, die in Düsen 6 enden.From the inside of the part 3.2 the rotary union, which is connected to the agitator shaft and rotates with it, enters or leaves several tubes 5 , the nozzle pipes, starting in nozzles 6 end up.

Die Drehdurchführung 3 weist, wie es fast alle Drehdurchführungen tun, einen umlaufenden Ringkanal 3.3 auf, über den die Reinigungsflüssigkeit vom Rohr 4 in die Düsenrohre 5 gelangt.The rotary feedthrough 3 has, as almost all rotary unions do, a circumferential annular channel 3.3 on, over which the cleaning liquid from the pipe 4 into the nozzle pipes 5 arrives.

Das Rohr 4 dient der Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit, und es dient hier auch als Drehmomentenstütze. Allerdings können die Funktionen „Zuleitung der Reinigungsflüssigkeit” und „Drehmomentenstütze” von getrennten Elementen ausgeübt werden, was ermöglicht, in das Rohr ein nachgiebiges Ausgleichselement einzusetzen, das kleinere, toleranzbedingte Bewegungen der Drehdurchführung ausgleicht. Auch kann das Rohr oder können die Rohre durch Schläuche ersetzt werden.The pipe 4 is used to supply the cleaning fluid, and it also serves as a torque arm. However, the "cleaning liquid supply" and "torque arm" functions may be exerted by separate elements, which allows a compliant balance element to be inserted into the pipe that compensates for smaller, tolerance-related movements of the rotary feedthrough. Also, the pipe or pipes can be replaced by hoses.

Dichtungen 3.4 befinden sich zwischen dem feststehenden und dem rotierenden Teil der Drehdurchführung.seals 3.4 are located between the fixed and the rotating part of the rotary union.

Es ist bei der vorgeschlagenen Lösung grundsätzlich nicht erforderlich, dass die Drehdurchführung nahezu völlig dicht ist, wie es für eine reaktorexterne Drehdurchführung zu fordern ist. Die Dichtungen in Form von O-Ringen oder Simmeringen können auch entfallen. Damit besteht ein Hauptproblem der allgemeinen Drehdurchführungen, die fast völlige Leckagefreiheit, hier nicht. Weil sich bei der erfindungsgemäßen Lösung die Drehdurchführung im Inneren des Reaktors befindet, kann die Drehdurchführung eine auch beträchtliche Leckrate aufweisen, die im Bereich von mehreren Litern/Stunde liegen kann, was für eine reaktorexterne Drehdurchführung unzulässig ist. Allerdings sollte der Druckabfall durch die Leckage nicht zu groß werden. Vorgeschlagen wird auch, derartige Leckagen gezielt zur Eigenreinigung des Dichtspaltes und der Dichtungsumgebung einzusetzen. Die Dichtungen sind vorzugsweise als Spalt oder als Labyrinth ausgeführt, siehe beispielsweise 6.It is basically not necessary in the proposed solution that the rotary feedthrough is almost completely tight, as it is for a Reactor external rotary feedthrough is to demand. The seals in the form of O-rings or Simmeringen can also be omitted. This is a major problem of general rotary joints, the almost complete absence of leakage, not here. Because in the solution according to the invention, the rotary feedthrough is located inside the reactor, the rotary feedthrough can also have a considerable leakage rate, which can be in the range of several liters / hour, which is inadmissible for a reactor-external rotary feedthrough. However, the pressure drop due to the leakage should not be too large. It is also proposed to use such leaks targeted for self-cleaning of the sealing gap and the sealing environment. The seals are preferably designed as a gap or a labyrinth, see for example 6 ,

In 1 ist lediglich beispielhaft die Führung der Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf vom Sumpf S des Reaktors zum Rohr 4 für die Zuführung der Reinigungsflüssigkeit zur Drehdurchführung über Ventile V1, V2 und eine Pumpe P sowie Leitungen L dargestellt. Diese Kreisführung der Reinigungsflüssigkeit erlaubt es, mit geringen Mengen von Reinigungsflüssigkeit zu arbeiten und eine hohe Sättigung der Reinigungslösung zu erreichen.In 1 is merely an example of the leadership of the cleaning liquid in the circulation of the sump S of the reactor to the tube 4 for the supply of cleaning liquid for rotary feedthrough valves V1, V2 and a pump P and lines L shown. This circulation of the cleaning liquid makes it possible to work with small amounts of cleaning liquid and to achieve a high saturation of the cleaning solution.

2 stellt vergrößert die Drehdurchführung der 1 ebenfalls im Schnitt vor. 2 makes enlarged the rotary feedthrough of the 1 also on average.

3 demonstriert weitere Vorschläge für die Führung der Düsenrohre 5 und der Gestaltung der Düsen. Vom beweglichen, mit der Rührwerkswelle rotierenden Teil 3.2 der Drehdurchführung, dem Rotor, führen Düsenrohre 5 in den Dom des Reaktors und auch nach unten, so dass auf alle Wandteile und auch auf die Rührwerksflügel die Reinigungswirkung ausgeübt wird. Die Düsenrohre sind mit Abstützungen 9 mit der Rührwerkswelle oder mit den Rührwerksflügeln verbunden. 3 demonstrates further proposals for the guidance of the nozzle tubes 5 and the design of the nozzles. From the movable part rotating with the agitator shaft 3.2 the rotary feedthrough, the rotor, lead nozzle tubes 5 in the dome of the reactor and also down, so that the cleaning effect is exerted on all wall parts and also on the agitator blades. The nozzle tubes are with supports 9 connected to the agitator shaft or with the agitator blades.

Durch die Anordnung und die Wahl der Düsen können Reinigungswirkungen an kritischen Stellen erreicht werden. Beispielsweise steht die Düse 6a sehr dicht vor dem Mannloch 1.2 und strahlt in dieses hinein, so dass im Mannloch eine gute Reinigung an dessen Wänden und an dem Deckel des Mannlochs erfolgt. Dieses Mannloch ist als Beispiel auch für andere Domeinbauten angeführt. Die beispielhafte Düse 7 ist eine durch den Druck der Reinigungsflüssigkeit angetriebene, rotierende Düse, die vorzugsweise so ausgelegt ist, dass sie eine große Flächenleistung hat. Durch den geringen Abstand, den sie zur Reaktorwandung über fast 120° ihres Arbeitsbereiches hat und durch die mehrfache Drehung mit der Rührwerkswelle um 360° erzielt sie eine große Reinigungswirkung.The arrangement and the choice of nozzles cleaning effects can be achieved at critical locations. For example, the nozzle is 6a very close to the manhole 1.2 and radiates into it, so that in the manhole is a good cleaning on the walls and on the lid of the manhole. This manhole is given as an example for other Domeinbauten. The exemplary nozzle 7 is a rotating nozzle driven by the pressure of the cleaning liquid, which is preferably designed to have a large area performance. Due to the small distance it has to the reactor wall over almost 120 ° of its working range and the multiple rotation with the agitator shaft through 360 ° it achieves a great cleaning effect.

4 stellt eine Lösung vor, bei der die Drehdurchführung an dem freien Ende der Rührwerkswelle, hier an dem unteren Ende der Rührwerkswelle innerhalb des Reaktors montiert ist. 4 presents a solution in which the rotary feedthrough is mounted at the free end of the agitator shaft, here at the lower end of the agitator shaft within the reactor.

Der Rotor, der mit der Rührwerkswelle rotierende Teil 3.2. der Drehdurchführung, kann geteilt auf die Rührwerkswelle gesetzt oder auch ungeteilt von unten auf diese aufgeschoben und auf ihr befestigt sein. Der fest stehende Teil 3.1 dieser Drehdurchführung ist durch ein Rohr 4, es können auch mehrere Rohre und Drehmomentenstützen Anwendung finden, gehalten. Zusätzlich kann ein Widerlager 8, das von der Rührwerkswelle ausgeht und das auf dem fest stehenden Teil 3.1 der Drehdurchführung gleitet, einbezogen sein.The rotor, with the agitator shaft rotating part 3.2 , the rotary union, can be set split on the agitator shaft or slid undivided from underneath on this and fixed on it. The fixed part 3.1 This rotary union is through a pipe 4 , It can also be used to find several tubes and torque arms application. In addition, an abutment 8th , which emanates from the agitator shaft and that on the fixed part 3.1 the rotary union slides, be included.

5 stellt im Schnitt die Drehdurchführung der 4 vergrößert dar. 5 represents on average the rotary feedthrough of the 4 enlarged.

6 stellt beispielhaft eine Labyrinthdichtung 11 für die Drehdurchführung im Schnitt dar. Die kreisrunden Labyrinthe dichten beidseitig den feststehenden Teil 3.1 der Drehdurchführung gegen den mit der Rührwerkswelle rotierenden Teil 3.2 ab. Im Gegensatz zu Drehdurchführungen, die außerhalb des Reaktors angeordnet sind, ist eine fast vollständige Dichtheit nicht das Ziel. Eine Leckrate ist gewollt, um eine Reinigung des Spaltes durch den Durchtritt eines kleinen Teils der Reinigungsflüssigkeit zu erreichen. Das Rohr 4 führt dem Ringkanal 3.3 der Drehdurchführung die Reinigungsflüssigkeit zu, die über den Ringkanal in die Düsenrohre 5 gelangt. 6 exemplifies a labyrinth seal 11 for the rotary feedthrough in section. The circular labyrinths seal the stationary part on both sides 3.1 the rotary feedthrough against the rotating with the agitator shaft part 3.2 from. In contrast to rotary unions, which are arranged outside the reactor, an almost complete tightness is not the goal. A leak rate is intended to achieve cleaning of the gap by the passage of a small portion of the cleaning fluid. The pipe 4 leads the ring channel 3.3 the rotary feedthrough to the cleaning fluid, which via the annular channel in the nozzle tubes 5 arrives.

7 stellt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung dar, bei der zwei Rohre 4 und 4a dem Halten des nicht rotierenden Teils der Drehdurchführung dienen. Die symmetrische Anordnung hat den Vorteil einer symmetrischen Kraftverteilung. Auch sind in beiden Rohren Bewegungskompensatoren montierbar was bei nur einem Rohr ohne Drehmomentenstütze zu ungünstigen Kraftverteilungen führt. 7 represents an embodiment of the solution according to the invention, in the two tubes 4 and 4a serve to hold the non-rotating part of the rotary feedthrough. The symmetrical arrangement has the advantage of a symmetrical force distribution. Also in both tubes movement compensators can be mounted which leads to unfavorable force distributions in only one tube without torque support.

Es wird auch vorgeschlagen, als Düsenrohre 5 wenigstens abschnittsweise die Rührerflügel 2.2 zu nutzen oder die Düsenrohre als Rührerflügel auszulegen.It is also suggested as nozzle pipes 5 at least in sections, the Rührerflügel 2.2 to use or design the nozzle tubes as Rührerflügel.

Weiter wird vorgeschlagen, den Rührwerksantrieb durch einen Winkelsensor (Resolver; Inkrementaler Drehwinkelgeber) 10 zu ergänzen, der den Drehwinkel der Rührwerkswelle im Bereich von 0° bis 360° signalisiert. Zusammen mit einem dazu geeigneten an sich bekannten Rührwerksantrieb (Motor, Frequenzumrichter, Steuerung) kann damit die Rührwerkswelle in bekannter Weise auf jeden Drehwinkel im angegebenen Winkelbereich eingestellt werden und auch in diesen Positionen verharren. Vorzugspositionen sind dabei solche, in denen eine oder mehrere Düsen optimal in die Domeinbauten des Reaktors strahlen. Das Rührwerk kann vorteilhafterweise auch in einem kleinen Winkelbereich um diese Verzugspositionen herum auch hin und her bewegt werden, um so die Reinigungswirkung durch Überstreichen größerer Flächen und Verlängerung der Einwirkdauer in den Domeinbauten zu verbessern.It is further proposed that the agitator drive be driven by an angle sensor (resolver, incremental rotary encoder). 10 to supplement, which signals the rotation angle of the agitator shaft in the range of 0 ° to 360 °. Together with a suitable known per se agitator drive (motor, frequency converter, control) so that the agitator shaft can be set in a known manner to any angle of rotation in the specified range of angles and remain in these positions. Preferential positions are those in which one or several nozzles optimally radiate into the Domeinbauten of the reactor. The agitator can advantageously also be moved back and forth in a small angular range around these default positions around, so as to improve the cleaning effect by sweeping larger areas and extending the exposure time in Domeinbauten.

8 stellt eine vereinfachte Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung dar: Der mit der Rührwerkswelle mitlaufende Teil 3.2 der Drehdurchführung ist zweiteilig ausgeführt (3.2/1 und 3.2/2) und der feststehende 3.1 Teil ist als Rohrabschnitt gestaltet. Zwischen Rotor und Stator befindet sich im Beispiel eine Spaltdichtung. 8th represents a simplified embodiment of the solution according to the invention: The co-rotating with the agitator shaft part 3.2 The rotary feedthrough is made in two parts ( 3.2 / 1 and 3.2 / 2 ) and the fixed one 3.1 Part is designed as a pipe section. In the example, there is a gap seal between rotor and stator.

9 schlägt eine Ausführung vor, bei der der Stator 3.1 der Drehdurchführung die Rührwelle umgibt und der mit der Welle 2.1 verbundene und mit ihr rotierende Teil 3.2 in das Teil 3.1 teilweise eingreift. Der feststehende Teil der Drehdurchführung 3.1, der Stator, ist mit dem Reaktordom verbunden. Eine besonders günstige Ausführung ergibt sich dann, wenn der Stator mit der Wellendurchführung 2.4 des Reaktors möglichst direkt und unmittelbar verbunden ist, weil sich dann die Toleranzen klein halten lassen. Auch ist eine Vorfertigung möglich. Durch den Druck der Reinigungsflüssigkeit wird zwar die Wellendichtung auch belastet, doch muss sie einem solchen Druck bei den meisten Reaktoren ohnehin standhalten. Zudem wird sie durch die Reinigungsflüssigkeit, die sie umströmt, gut gereinigt. Der Rotor 3.2 ist im Halbschnitt dargestellt. 9 proposes an embodiment in which the stator 3.1 the rotary union surrounds the stirrer shaft and the one with the shaft 2.1 connected and rotating part with it 3.2 in the part 3.1 partially intervenes. The fixed part of the rotary union 3.1 , the stator, is connected to the reactor dome. A particularly favorable design results when the stator with the shaft passage 2.4 the reactor is connected as directly and directly as possible, because then the tolerances can be kept small. Also a prefabrication is possible. The pressure of the cleaning fluid, while the shaft seal is also loaded, but it must withstand such a pressure in most reactors anyway. In addition, it is well-cleaned by the cleaning fluid that flows around it. The rotor 3.2 is shown in half section.

10 stellt in zwei Vergrößerungsstufen 10a und 10b ausschnittsweise Vergrößerungen aus der 9 dar. 10 puts in two magnification levels 10a and 10b partial enlargements from the 9 represents.

11 schlägt vor, als Rotor die bei vielen Rührwerksreaktoren ohnehin, meist im oberen Teil des Reaktors, vorhandene Verbindungskupplung 2.5 der Rührwerkswelle als Rotor der Drehdurchführung zu nutzen und diese Verbindungskupplung entsprechend zu gestalten. Die beiden Teile der Rührwerkswelle sind über die Verbindungskupplung mit beispielweise Schrauben 2.5.1 verbunden. Die Verbindungskupplung ist, wie hier vorgeschlagen, durch eine oder mehrere Bohrungen, ähnlich den Bohrungen 2.5.2 für die Schrauben aber ohne eingesetzte Schrauben, ergänzt, an die und durch die die Düsenrohre führen. Der Stator 3.1 ist ein Rohr, das mit der Rührwellendurchführung 2.4 und damit mit deren Lager verbunden ist, und das die Verbindungskupplung 2.5, die auch der Rotor 3.2 ist, umgibt. Die durch die gemeinsame Lagerung möglichen geringen Toleranzen erlauben einen sehr kleinen Spalt zwischen dem Stator und der als Rotor dienenden Verbindungskupplung. Dieser Spalt kann auch als Labyrinth ausgeführt sein oder auch Dichtungsringe aufweisen. Statt durch die Düsenrohre durch Bohrungen der Verbindungskupplung wird auch vorgeschlagen, die Verbindungskupplung im Umfang durch einen zusätzlichen Ring zu erweitern und durch diesen Ring die Düsenrohre zu führen. 11 suggests, as a rotor in many Rührwerksreaktoren anyway, usually in the upper part of the reactor, existing connection coupling 2.5 to use the agitator shaft as the rotor of the rotary feedthrough and to make this connection coupling accordingly. The two parts of the agitator shaft are via the connection coupling with, for example, screws 2.5.1 connected. The connection coupling is, as proposed here, by one or more holes, similar to the holes 2.5.2 for the screws but without screws, added, to and through which the nozzle tubes lead. The stator 3.1 is a tube with the stirring shaft bushing 2.4 and thus connected to their bearings, and that the connection coupling 2.5 which is also the rotor 3.2 is, surrounds. The small tolerances possible by the common mounting allow a very small gap between the stator and the connection coupling serving as a rotor. This gap can also be designed as a labyrinth or also have sealing rings. Instead of through the nozzle tubes through holes of the coupling coupling is also proposed to expand the connection coupling in the scope by an additional ring and to guide the nozzle tubes through this ring.

12 stellt eine ausschnittweise Vergrößerung aus der 12 dar. 12 represents a partial enlargement from the 12 represents.

13 schlägt eine Ausführung vor, bei der zwischen die beiden Seiten der Verbindungskupplung 2.5 eine vorzugsweise runde Platte 12 gelegt ist, deren Durchmesser größer ist als der der Verbindungskupplung. Diese Platte weist Löcher auf, durch die die Verbindungselemente der Kupplung 2.5 und die Düsenrohre 5 geführt sind. Der Überstand dient der Befestigung eines Ringes, der auch den Rotor bildet, durch den die Zuführung der Reinigungsflüssigkeit zu den Düsenrohren 5 läuft. Der Ring 13 kann über der Platte 12, unter der Platte 12 oder diese umfassend gestaltet sein. Vorzugsweise die Platte überträgt das Drehmoment auf den Rotorring 13. Der Stator 3.1 ist an der Rührwellendurchführung 2.4, die auch die Wellenlager enthält, befestigt, so dass sehr kleine Toleranzen erreichbar sind, die einen kleinen Spalt zwischen Stator und Rotor ermöglichen. 13 proposes an embodiment in which between the two sides of the connection coupling 2.5 a preferably round plate 12 is set, whose diameter is greater than that of the connection coupling. This plate has holes through which the connecting elements of the coupling 2.5 and the nozzle pipes 5 are guided. The supernatant serves to attach a ring, which also forms the rotor, through which the supply of the cleaning liquid to the nozzle tubes 5 running. The ring 13 can over the plate 12 , under the plate 12 or be comprehensively designed. Preferably, the plate transmits the torque to the rotor ring 13 , The stator 3.1 is at the Rührwellendurchführung 2.4 , which also contains the shaft bearings, fixed so that very small tolerances can be achieved, which allow a small gap between the stator and rotor.

14 stellt eine Ausführung vor, bei der der Ringkanal der Drehdurchführung, die sich im Inneren des Reaktors befindet, mit Bohrungen in der Rührwerkswelle verbunden ist, über die die Reinigungsflüssigkeit weitergeleitet wird, beispielsweise zu den hohlgebohrten oder als Rohre ausgeführten Rührwerksflügeln, durch die die Reinigungsflüssigkeit zu den Düsen gelangt. Die Kombination mit Düsenrohren 5 in dieser Figur ist als Beispiel angeführt. Beim Betrieb des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Reaktors ist es abhängig von den verarbeiteten Stoffen vorteilhaft, einen Teil der Zutaten, vorzugsweise Lösungsmittel, über die erfindungsgemäße Vorrichtung dem Reaktor zuzuführen, wodurch eine Spülung von Rohren, Düsen, Dichtungen und auch Dichtspalten erreicht wird. 14 shows an embodiment in which the annular channel of the rotary feedthrough, which is located inside the reactor, is connected to bores in the agitator shaft through which the cleaning liquid is passed, for example, to the hollow-bore or tube-carried agitator blades, through which the cleaning liquid reaches the nozzles. The combination with nozzle pipes 5 in this figure is given as an example. During operation of the reactor equipped with the device according to the invention, it is advantageous, depending on the processed materials, to supply part of the ingredients, preferably solvents, to the reactor via the device according to the invention, thereby achieving flushing of pipes, nozzles, seals and also sealing gaps.

Die erfindungsgemäße Lösung hat folgende Vorteile:

a) Sie ist nachrüstbar an auch sehr großen Rührwerksreaktoren ohne oder mit geringen Änderungen an den Reaktoren, d. h. zusätzliche Bohrungen und Durchführungen sind nicht erforderlich. Das ist von besonderem Vorteil bei emaillierten oder auf andere Weise innen beschichteten Reaktoren.
b) Mit ihr sind alle Innenflächen des Reaktors einschließlich der Domeinbauten gut durch die Reinigungsflüssigkeit erreichbar.
c) Bei ihrer Anwendung können Sprühschatten grundsätzlich vollständig vermieden werden.
d) Weil reaktorinterne Antriebe nicht notwendig sind, ist der Einsatz in Ex-Atmosphäre einfach.
e) Weitere Antriebe über den ohnehin vorhandenen Rührwellenantrieb hinaus sind nicht erforderlich.
f) Durch die zulässige, mögliche und gewollt gestaltete Leckrate wird die Eigenreinigung von Dichtungsfugen und deren Umgebung erreicht.
g) Elastische Dichtungen, die gerade in Polymerisationsreaktoren „verkleben” können, sind nicht notwendig.
h) Sie ist technisch einfach, unkompliziert und damit zuverlässig und kostengünstig.
i) Sie kann aus korrosionsfesten, beständigen Werkstoffen wie Teflon und Titan gefertigt werden. Eine Beschichtung, z. B. Emaillierung, von Elementen ist möglich.
j) Ein Öffnen des Reaktors oder von Zugängen zum Reaktor muss beim Übergang von der Produktions- in die Reinigungsphase nicht erfolgen. Die Vorrichtung verbleibt auf Dauer im Reaktor. Sie stört Prozesse nicht. Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung kann ohne Vor- und Nachbereitung genutzt werden.
k) Durch die mögliche berührungsfreie Ausführung der Dichtung der Drehdurchführung werden eine niedrige Verschleißrate und damit eine hohe Lebensdauer erreicht.

The solution according to the invention has the following advantages:

a) It can be retrofitted to very large agitator reactors without or with little changes to the reactors, ie additional holes and bushings are not required. This is of particular advantage in enamelled or otherwise internally coated reactors.
b) With her, all inner surfaces of the reactor including Domeinbauten are easily accessible by the cleaning liquid.
c) In principle, spray shadows can be completely avoided when used.
d) Because reactor-internal drives are not necessary, use in explosive atmospheres is easy.
e) Further drives beyond the already existing Rührwellenantrieb addition are not required.
f) The permissible, possible and intentionally designed leak rate ensures the self-cleaning of sealing joints and their environment.
g) Elastic gaskets that can "stick together" in polymerization reactors are not necessary.
h) It is technically simple, uncomplicated and therefore reliable and cost-effective.
i) It can be made of corrosion-resistant, durable materials such as Teflon and titanium. A coating, for. B. enamelling of elements is possible.
j) It is not necessary to open the reactor or access to the reactor during the transition from the production to the purification phase. The device remains permanently in the reactor. It does not disturb processes. The cleaning device according to the invention can be used without preparation and follow-up.
k) Due to the possible non-contact design of the seal of the rotary feedthrough a low wear rate and thus a long service life can be achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Reaktorreactor
1.11.1: Dom des ReaktorsDom of the reactor
1.21.2: Einbauten im Dom des Reaktors, z. B. Mannloch oder Schauglas oder Rohr, auch GeistrohrInternals in the dome of the reactor, z. B. manhole or sight glass or pipe, also spirit tube
22: Rührwerkagitator
2.12.1: Rührerwelle, RührwerkswelleStirrer shaft, agitator shaft
2.22.2: Rührerflügelstirrer
2.32.3: Rührwerks-GetriebemotorAgitator gear motor
2.42.4: Rührwellendurchführung, Rührwellendichtung, LagerStirring shaft bushing, stirring shaft seal, bearing
2.52.5: (Feste) Kupplung, Verbindungskupplung der Rührwerkswelle(Fixed) coupling, connecting coupling of agitator shaft
2.5.12.5.1: Verschraubung der Kupplung der Rührwerkswelle (Beispiel für eine mögliche Art der Verbindung)Bolting of the coupling of the agitator shaft (example of a possible type of connection)
2.5.22.5.2: Rohrdurchführung durch die Kupplung 2.5. Teil der Düsenrohre 5 Pipe passage through the coupling 2.5 , Part of the nozzle tubes 5
33: DrehdurchführungRotary union
3.13.1: Feststehender, nicht rotierender Teil der Drehdurchführung, Stator der DrehdurchführungFixed, non-rotating part of the rotary feedthrough, stator of the rotary feedthrough
3.23.2: Rotierender, mit der Rührwerkswelle fest verbundener Teil der Drehdurchführung, Rotor der DrehdurchführungRotating, with the agitator shaft fixed part of the rotary feedthrough, rotor of the rotary feedthrough
3.33.3: Ringkanal in der Drehdurchführung, Führung der Reinigungsflüssigkeit in der DrehdurchführungRing channel in the rotary feedthrough, guiding the cleaning fluid in the rotary feedthrough
3.43.4: Dichtungen in der DrehdurchführungSeals in the rotary union
44: Rohr für die Zuführung der Reinigungsflüssigkeit von außerhalb des Reaktors zum feststehenden Teil der 3.1 der Drehdurchführung, dient auch als DrehmomentenstützePipe for supplying the cleaning liquid from outside the reactor to the fixed part of 3.1 the rotary feedthrough, also serves as a torque arm
4a4a: Zweites Rohr für die Zuführung der Reinigungsflüssigkeit von außerhalb des Reaktors zum feststehenden Teil der 3.1 der Drehdurchführung,Second tube for supplying the cleaning liquid from outside the reactor to the fixed part of 3.1 the rotary union,
55: Rohr oder Rohre vom rotierenden Teil der Drehdurchführung zu Düsen, auch ganz oder teilweise als Schläuche ausführbar;Pipe or pipes from the rotating part of the rotary union to nozzles, also wholly or partly as hoses executable;
66: Reinigungsdüsencleaning nozzles
6a6a: Reinigungsdüse nahe am Reaktordeckel oder nahe an anderen DeckeleinbautenCleaning nozzle close to the reactor lid or close to other lid installations
77: Rotierende, mehrstrahlige ReinigungsdüseRotating, multi-jet cleaning nozzle
88th: Widerlager für Drehdurchführung mittig vom unteren Ende der Rührwerkswelle ausgehendAbutment for rotary feedthrough in the middle starting from the lower end of the agitator shaft
99: Abstützungen der Düsenrohre an der Rührwerkswelle und/oder an den RührwerksflügelnSupports the nozzle tubes on the agitator shaft and / or on the agitator blades
1010: Winkelgeber, Resolver an dem äußeren Ende der Motorwelle, der den Drehwinkel der Rührwerkswelle misst.Angle encoder, resolver at the outer end of the motor shaft, which measures the angle of rotation of the agitator shaft.
1111: Labyrinthdichtunglabyrinth seal
1212: Platte zwischen beiden Hälften der Verbindungskupplung der WellePlate between both halves of the coupling coupling of the shaft
1313: Ring, verbunden mit der Platte 12; RotorringRing connected to the plate 12 ; rotor ring
1414: Bohrungen in der RührwerkswelleDrilled holes in the agitator shaft
1515: Bohrungen in den Rührwerksflügeln; Inneres eines Rohres, das die Funktion des Rührwerksflügels hat.Drill holes in the agitator blades; Inside of a pipe that has the function of agitator wing.
VV: Ventil V, V1, V2Valve V, V1, V2
PP: Pumpepump
LL: reaktorexterne RohrleitungReactor-external piping
SS: Sumpf, unterste, innere Zone des ReaktorsBottom, bottom, inner zone of the reactor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 3347590 A1 [0005]
DE 10046049 C1 [0005]
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DE 202007006113 U1 [0005]
JP 11319745 [0005]
DE 2735770 [0005]

Claims

An agitator reactor cleaning apparatus wherein there are nozzles inside the reactor to which cleaning liquid is supplied from outside the reactor through a rotary union made of rotor and stator and connected to the agitator, and the rotation axis of the agitator shaft and the rotary union are coincident , characterized in that the rotary feedthrough is arranged inside the reactor

Rührwerksreaktoren cleaning device characterized in that the rotor of the rotary feedthrough with the agitator shaft is centrally connected to and rotates with the other part, the stator, not rotating, wherein the supply of cleaning fluid into the interior of the stator and bores in the rotor and piping or Hoses are present on the rotor through which cleaning fluid can continue to the nozzles.

Cleaning device for Rührwerksreaktoren according to claim 1, characterized in that the necessary in rotary joints seal between the rotor and stator is constructively designed as a gap or labyrinth seal with a leak rate, said leak rate is in the range of liters per hour and thus is substantially greater than the leak rate a free rotary feedthrough is likely to be located outside the reactor interior.

Cleaning device for agitator reactors according to claim 1, characterized in that a coupling of the agitator shaft is part of the rotor of the rotary feedthrough according to the invention.

Cleaning device for agitator reactors according to claim 1, characterized in that depart from the annular channel of the rotary feedthrough according to the invention holes in the agitator shaft, which serve to forward the cleaning fluid.

Cleaning device for Rührwerksreaktoren according to claim 1, characterized in that erfindungsfemäße rotary feedthrough is arranged at the free end of the agitator shaft.

Cleaning device for agitator reactors according to claim 1, characterized in that the stator of the rotary feedthrough comprising the agitator shaft is directly connected to the bearing of the agitator shaft, wherein the agitator shaft seal is located in the annular channel of the rotary feedthrough.

Cleaning device for agitator reactors according to claim 1, characterized in that the motor drive of the agitator shaft is equipped with angle encoder and a motor control that allows selectively control angular positions in preferred positions and the drive there remain and / or in small angular ranges reciprocates, with preferred positions are such in which nozzles achieve cleaning-critical zones and / or paint over.