DE1079592B

DE1079592B - Loesebehaelter zur Herstellung viskoser homogener Loesungen

Info

Publication number: DE1079592B
Application number: DES53860A
Authority: DE
Inventors: Tomizo Saito
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-10-03
Filing date: 1957-06-12
Publication date: 1960-04-14

Description

Lösebehälter zur Herstellung viskoser homogener Lösungen Es sind bereits Lösebehälter bekannt, die zur Steigerung des Lösevermögens mit Schraubenflügeln, Schrauben- oder Turbinenrädern versehen sind. Wenn sich für das Auflösen keine anderen Hindernisse ergeben, konnte das Mischvermögen dieser Auflösebehälter trotzdem infolge der beim Rühren entwickelten Wärme nicht vollständig ausgenützt werden. In Betrieb wurde Viskose senkrecht in ein inneres Saugrohr unmittelbar von der Außenwand des Lösebehälters zugeführt, dann wurde die Viskose durch die sich drehenden Rührflügel vom unteren Teil des Saugrohrs nach außen geleitet, so daß sie vom Saugrohr weg im Behälter nach oben strömte, um dann wieder durch das Saugrohr nach unten geleitet zu werden. In dem üblichen Lösebehälter wird lediglich eine solche Umlaufbewegung wiederholt. Infolgedessen wird die Viskose in der Nähe des oberen Teils der inneren Wand des Lösebehälters festgehalten. Die Oberfläche der Viskose wird unterkühlt, und die Temperaturverteilung ist daher ungleichmäßig. Die Auflösung und Dispersion der Viskose wird unvollkommen, und es ist daher schwierig, eine homogene Viskose zu erhalten. Um dies zu verhindern, wurde bisher die Außenwand des Lösebehälters mit einem zur Kühlung oder Beheizung dienenden Mantel versehen, der mit einer Vorrichtung zur Reglung der Temperatur der Flüssigkeit versehen war. Dieser Mantel wirkt aber nur auf die Randschichten und nicht bis in die Behältermitte. Diese Ausbildung konnte daher nicht als eine endgültige Lösung angesehen werden, ebensowenig wie die Löser, in denen zur Beschleunigung des Lösevorgangs von festen Stoffen in Flüssigkeiten mittig ein Rohr mit Schaufelrädern und Siebplatte angeordnet ist.
Beim Lösevorgang kann nur langsam gerührt werden, damit keine Wärme entwickelt wird. Nach dem Rühren sind daher Stellen vorhanden, an denen der Rührvorgang nicht beendet ist, d. h. die aufzulösenden Materialien und das Lösemittel sind nicht vollkommen durchgemischt, außerdem wird unnötig lange Zeit benötigt. Auch kann eine geregelte Temperatur der Flüssigkeit nicht annähernd gleichmäßig eingehalten werden, weil sich die Wärme vom Mantel nicht durch die ganze Masse ausbreitet und Temperatur stauungen auch in senkrechter Richtung infolge Konvektion auftreten.
Diese Nachteile werden durch den Lösebehälter gemäß der Erfindung vermieden, in dem hochmolekulare Stoffe, wie Xanthat, unter geregelter Flüssigkeitstemperatur, z. B. in einer wäßrigen alkalischen Lösung, aufgelöst werden. Derartige Lösungen werden in der Viskose-Kunstseiden-Industrie verwendet.
In dem Lösebehälter gemäß der Erfindung wird die starke Rührwirkung von Schrauben- und Turbinenrührer, deren Konstruktion einfach ist, ausgenützt, und gleichzeitig werden die mit der Vermeidung der Rührwärme und der Einhaltung einer gleichmäßigen Temperatur auftretenden Schwierigkeiten gelöst.
Der Lösebehälter zur Herstellung viskoser homogener Lösungen von hochmolekularen festen Stoffen, wie Gellulosexanthogenat, in wäßriger alkalischer Lösung unter Reglung der Flüssigkeitstemperatur, bestehend aus einem doppelwandigen Behälter mit einem Rohr in der Mitte, das im unteren Teil Schaufelräder und eine Siebplatte enthält, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr einen Mantel zum Heizen oder Kühlen aufweist, im Bereich der Schaufelräder als Siebrohr ausgebildet ist, daß über der Siebplatte mit den Schaufelrädern verbundene Mahlflügel angeordnet sind und der Boden des Behälters im mittleren Teil als feststehende konische Fläche mit radial verlaufenden winkelförmigen Kanten ausgestaltet ist.
Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Lösebehälters werden nunmehr in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben, in denen eine beispielsweise Ausführungsform des Lösebehälters dargestellt ist.
Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Lösebehälter, Abb. 2 seinen Grundriß und Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Abb. 1.
Der Lösebehälter 1 ist von einem Heiz- bzw. Kühlmantel 2 umgeben, in dessen oberem Teil ein Einlaß 5 und dessen unterem Teil ein Auslaß 5' angeordnet ist.
In der Mitte des Lösebehälters 1 ist ein oben und unten offenes Saugrohr 3 angeordnet. Das Saugrohr 3 ist ebenfalls von einem Mantel 4 umgeben, der im oberen Teil mit einem Einlaß rohr 6 und im unteren Teil mit einem Auslaßrohr 7 versehen ist. Die Mäntel 2 und 4 können auch durch die Verbindungsrohre 8 und 9 verbunden sein. Das Saugrohr 3 wird entweder durch Stützrohre oder durch die Verbindungsrohre 8 und 9, unterstützt von den Einlaß- und Auslaß rohren 6 und 7, getragen. Im mittleren unteren Teil des Behälters 1 ist eine konische Scheibe 11 angeordnet, auf deren Oberseite radial zahlreiche winkelförmige Kanten 10 eingeschnitten sind. Oberhalb der konischen Scheibe 11 sind Schaufelräder 12 drehbar gelagert, die in einem gleichbleibenden Abstand von der konischen Scheibe umlaufen. Ein Siebrohr 13 umschließt die Schaufelräder 12. Der obere Teil des Siebrohrs 13 ist in den unteren Teil des Saugrohrs 3 eingesetzt. Oberhalb der Schaufelräder 12 ist eine Siebplatte 14 angeordnet, die am oberen Ende des Siebrohrs 13 befestigt ist. Oberhalb der Siebplatte 14 sind Mahlflügel 15 befestigt, die unmittelbar mit den Schaufelrädern 12 verbunden sind und gemeinsam mit diesen angetrieben werden. Die Antriebseinrichtung für die Schaufelräder 12 ist auf der Unterseite der konischen Scheibe 11 angeordnet.
Im oberen Teil des Behälters 1 ist eine Füllöffnung 16 für aufzulösendes oder halbgeschmolzenes Material vorgesehen. Außerdem sind gegebenenfalls noch ein Mann- oder Schauloch 17, eine Beleuchtungsöffnung 18, eine Zufuhröffnung 19 für Lösungsmittel, eine Lüftungsöffnung 20, eine Gaseinlaßöffnung 21, ein Sicherheitsventil 22 vorgesehen. An der Seitenwand des Behälters 1 sind noch ein Thermometer 23, ein Flüssigkeitsstandanzeiger 24 usw. angeordnet. Um tote Stellen zu vermeiden, ist der untere Teil des Behälters 1 W-förmig ausgebildet und weist einen geneigten Teil 25 und einen konkaven Teil 26 auf, so daß die Lösung gut umlaufen kann. An der tiefsten Stelle des Behälters ist ein Auslaß 27 zur Entleerung von Flüssigkeit vorgesehen, der mittels eines Ventils 28 geöffnet und geschlossen werden kann. Zur Erhöhung der Lösewirkung ist auf einer Seite des Behälters 1 in tangentialer Richtung zur Innenfläche in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels ein Flüssigkeitszuführungsrohr 29 angeordnet. Das Zuführungsrohr 29 bildet zusammen mit dem Auslaß 27, einem Dreiweghahn 30, einem weiteren Lösebehälter oder einer Flüssigkeitszuführungsvorrichtung 31 und einem Dreiweghahn 32 einen in sich geschlossenen Kreislauf, der den Umlauf bewirkt und die Auflösung erleichtert.
Gemäß der Erfindung ist nicht nur der Auflösebehälter 1 mit einem Mantel 2 versehen, sondern auch um das Saugrohr 3 ist ein Mantel 4 angeordnet, d. h., an einer Stelle, an der die Flüssigkeitsumlaufgeschwindigkeit beträchtlich hoch ist, so daß der Wärmeaustausch verbessert wird. Dadurch wird eine Temperaturzunahme durch Wärmeentwicklung beim Rühren vermieden, und die Temperatur kann recht genau eingeregelt werden.
Die Löseflüssigkeit und das aufzulösende Material, das durch die Füllöffnung 16 zugeführt wird, werden durch die sich drehenden Schaufelräder 12 umgewälzt und von oben in das Saugrohr 3 aufgenommen, so daß eine Kreisringströmung um das Siebrohr 13 entsteht, und eine ideale Rührung, ohne Bildung toter Stellen, bewirkt wird. Die in dem aufzulösenden Material enthaltenen schwer löslichen festen Stoffe werden durch die Mahlwirkung zwischen den Schaufelrädern 12 und dem Siebrohr 13 einerseits bzw. der konischen Scheibe 11 andererseits gründlich zermahlen werden.
Falls das dem Behälter 1 zugeführte aufzulösende Material viele feste Teile enthält, ist die Belastung der umlaufenden Schaufelräder 12 beträchtlich. Ist das aufzulösende Material sehr viskos, so schweben die durch das Siebrohr geschleuderten festen Stoffe in der Lösung und laufen nicht mit ihr um, was zu einer Abscheidung und zum Anhaften am Boden des Behälters 1 führt. In einem solchen Fall wird das in fester Form befindliche aufzulösende Material, das sich auf der Siebplatte 14 anhäuft, durch die Mahlflügel 15 nach und nach ganz oder teilweise zermahlen und den Schaufelrädern 12 zugeführt. Infolgedessen kann eine äußerst feine Auflösung bewirkt werden.
Werden sowohl ein weiterer Auflösebehälter 31 als auch eine Flüssigkeitsübertragungsvorrichtung gemeinsam verwendet, so sind der Auslaß 27 am Boden des Behälters 1 und das auf einer Seite des Behälters in tangentialer Richtung zur Innenfläche in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels angeordnete Flüssigkeitszuführungsrohr 29 durch den Auflösebehälter oder die Flüssigkeitsübertragungsvorrichtung miteinander verbunden, und die Lösung wird entgegengesetzt zu der Richtung umgewälzt, in der der Wirbelstrom fließt, so daß eine kräftige Auflösewirkung ohne Bildung toter Stellen erzielt wird. Die Flüssigkeit fließt radial am Flüssigkeitsspiegel nach innen, fällt in der Behältermitte schnell nach unten und fließt in Höhe des Siebrohrs 13 radial nach außen, ohne daß tote Strömungsstellen gebildet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Lösebehälter zur Herstellung viskoser homogener Lösungen von hochmolekularen festen Stoffen, wie Cellulosexanthogenat, in wäßriger alkalischer Lösung unter Regelung der Flüssigkeitstemperatur, bestehend aus einem doppelwandigen Behälter mit einem Rohr in der Mitte, das im unteren Teil Schaufelräder und eine Siebplatte enthält, dadurch geeknnzeichnet, daß das Rohr (3) einen Mantel (4) zum Heizen oder Kühlen aufweist, im Bereich der Schaufelräder (12) als Siebrohr (13) ausgebildet ist, daß über der Siebplatte (14) mit den Schaufelrädern verbundene Mahlflügel (15) angeordnet sind und der Boden des Behälters im mittleren Teil als feststehende konische Fläche (11) mit radial verlaufenden winkelförmigen Ranten (10) ausgestaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 870 080; britische Patentschrift Nr. 609 091; USA. Patentschriften Nr. 1 763 379, 1 911 644.