DE1220394B - Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Homogenisieren von Fluessigkeiten verschiedener Viskositaet - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Homogenisieren von Flüssigkeiten verschiedener Viskosität Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Homogenisieren von Flüssigkeiten verschiedener Viskosität.
• Bei der Herstellung von Fäden und Fasern z. B. nach dem Vikoseverfahren müssen häufig in Wasser gelöste oder suspendierte Zusätze, wie beispielsweise in Wasser gelöste Spinnhilfsmittel oder wäßrige Farbstoffdispersionen, in bestimmten Mengen in der Viskose völlig gleichmäßig verteilt werden. Dabei wird meistens mit sogenannten Stammansätzen gearbeitet, d. h. die wäßrige Phase 'wird in Chargen mit Viskose vorgemischt, entlüftet und dann als viskosehaltige Flüssigkeit der Spinnviskose zudosiert. Dieses Verfahren hat den Nachteil großen Zeit- und Arbeitsaufwandes und setzt weitgehend kontinuierliche Herstellung der Stammansätze voraus, da diese wegen ihres hohen Viskosegehaltes dem Reifeprozeß unterliegen.
• Wegen dieser Schwierigkeiten sind Verfahren entwickelt worden, die es gestatten, wäßrige Lösungen und Dispersionen kurz vor der Spinnmaschine unmittelbar der Viskose kontinuierlich beizumischen.
• Die hierzu benutzten Vorrichtungen sind apparativ sehr aufwendig und besonders wartungsbedürftig, was ihre Verwendung im Betrieb stark beeinträchtigt.
• Es sind darum Versuche unternommen worden, sowohl die Vereinigung der Mischungskomponenten in dem geforderten Mengenverhältnis als auch ihre schnelle und intensive Vermischung mit einfacheren Mitteln zu erreichen. Für die Dosierung der Mischungskomponenten ist auch schon eine besonders zweckmäßige Pumpenanordnung vorgeschlagen worden. Zwischen zwei Zahnradpumpen, die mit unterschiedlicher Förderleistung arbeiten und von denen die erste mit der geringeren Förderleistung z. B. ausschließlich Viskose fördert, wird entsprechend der Förderdifferenz beispielsweise eine wäßrige Farbstoffdispersion eingesaugt.
• Dieses sogenannte »Differenzverfahren« arbeitet im Labormaßstab, wo es sich nur um kurze Spinnzeiten handelt, auch hinsichtlich der Homogenisierung der Mischungskomponenten befriedigend, bereitet aber unter Produktionsbedingungen große Schwierigkeiten. Die von der zweiten Dosierpumpe mit der größeren Förderleistung nebeneinander zu fördernden, noch unvollständig vermischten Flüssigkeiten stark unterschiedlicher Viskosität bewirken ein häufiges Festfahren der Pumpe, was durch den hohen Pigmentgehalt der Farbstoffdispersion noch gefördert wird. Man hat diesen Mangel abzustellen versucht, indem man die beiden Flüssigkeitskomponenten vor ihrem Eintritt in die zweite Dosierpumpe mit Hilfe einer Mischvorrichtung homogenisiert. Kontinuierlich arbeitende Mischer entsprechend kleiner Dimension mit guter Wirkung stehen für diesen Zweck bisher jedoch nicht zur Verfügung.
• Die an sich bekannten zum Mischen und Emulgieren von Flüssigkeiten verwendeten, besonders ausgebildeten Zahnradpumpen, die gegen Überdruck arbeiten, der einen Teil der geförderten Flüssigkeitsmenge durch einen zwischen den Zahnkränzen der Förderräder und dem Pumpengehäuse vorgesehenen Zwischenraum im Gegenstrom kontinuierlich zurückführt, ohne jedoch die in den Zahnlücken vorhandene relativ ruhende Flüssigkeit zu durchwirbeln bzw. intermittierend ausstößt, sind in ihrerKonstruktion verbesserungsbedürftig und bei kontinuierlichem, wiederholt aufeinanderfolgenden Dosieren und Mischen, wie es z. B. beim Einarbeiten von flüssigen Zusätzen in Viskose geschieht, daher noch nicht verwendet worden.
• Es wurde nun gefunden, daß sich eine normale Zahnradpumpe, z.B. eine Spinnpumpe, in ebenso einfacher wie zweckmäßiger Weise als besonders wirksames, kontinuierlich arbeitendes Mischorgan für Flüssigkeiten verschiedener Viskosität ausbilden und verwenden läßt, wenn man die Zähne der Förderräder an einer ihrer beiden Stirnseiten, von Zahn zu Zahn jeweils zwischen rechter und linker Seite abwechselnd, abschrägt und die Pumpe gegen Überdruck arbeiten läßt. Auf diese Weise werden die aufeinanderfolgenden Zahnlücken untereinander zu einem in steiler Sinuskurve verlaufenden Kanal verbunden, durch den die zuviel geförderte, gestaute Flüssigkeitsmenge im Gegenstrom aus dem Druckraum in den Saugraum der Pumpe zurückfließen kann. Dabei kommt es zu einer völligen Durchdringung der geförderten und zurückfließenden Flüsigkeit, indem der Rückstrom die geförderte Flüssigkeit zwischen den Zähnen teilweise verdrängt.
• Die Mischwirkung der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe beruht also im wesentlichen auf der Rückführung eines Teiles der geförderten Flüssigkeitsmenge unter Druck und entgegen dem Drehsinn der Zahnräder durch die zu Kanälen verbundenen Zahnlücken der Förderräder. Die einseitige, zwischen rechter und linker Stirnseite abwechselnde Abschrägung der Zähne der Förderräder ist somit als Ursache der Kanalbildung erfindungswesentlich. Sie unterscheidet sich damit grundsätzlich von der bekannten, zum Zwecke der Reibungsverminderung vorgenommenen Abschrägung der Zähne bei Zahnradförderpumpen, die bewirkt, daß sich zwischen Laufflächen -und Zahnkamm ein Flüssigkeitskeil bildet, aus dem stetig Flüssigkeit zwischen die Laufflächen gedrückt wird. Eine Rückströmung unter gleichzeitiger Durchmischung der gesamten geförderten Flüssigkeit ist bei dieser-Anordnung unmöglich und auch nicht beabsichtigt. Auch die bekannte Zahnradpumpe für Fördermittel hoher Temperatur, bei der die Breite der Zähne kleiner ist als die des Zahnradkörpers, steht zu dem Erfindungsgegenstand in keinerlei Beziehung.
• Bei den bekannten Zahnradmischerpumpeu wird ein Teil der geförderten Flüssigkeitsmenge zwischen -den Spitzen der Zähne der Förderräder und dem Pumpengehäuse hindurch, d. h. über den Zahnkranz hinweg, zuIückgeführt, wobei die in den Zahnlücken vorhandene Flüssigkeit praktisch nur oberflächlich berührt wird. Gemäß der Erfindung fließt sie dagegen in Windungen durch die Zahnlücken hindurch. Die erfindungsgemäße Führung des Rückstromes der Flüssigkeit in Windungen senkrecht und entgegengesetzt zur Umdrehungsrichtung der Zahnräder hat gegenüber der nicht gewundenen Rückführung den Vorteil der intensiveren Durchdringung der gegeneinander gerichteten Flüssigkeitsströme und der wesentlich längeren Mischstrecke.
• Die Gegendruckerzeugung bei der erfindungsgemäßen Zahnradmischerpump e ist auf verschiedene Weise möglich. Entweder man versieht den Flüssigkeitsauslaß der Pumpe mit einem Drosselventil oder aber man läßt die Zahnradmischerpumpe gegen eine Pumpe mit geringerer Förderleistung arbeiten.
• Die zuletzt genannte Arbeitsweise erweist sich als besonders zweckmäßig für die kontinuierliche Zumischung von Farbstoffdispersionen zur Viskose unmittelbar vor der Spinnmaschine, weil dabei gleichzeitig der notwendige Vordruck auf die der Zahnradmischerpumpe nachgeschaltete Dosierpumpe erzeugt wird und in der Zahnradmischerpumpe kein Drosselventil zur Erzeugung des Gegendruckes vorhanden zu sein braucht. In diesem Fall werden die Zahnradmischerpumpe und die dieser vor- bzw. nachgeschalteten beiden Dosierpumpen gemeinsam von der Pnmpenantriebswelle der Spinnmaschine angetrieben und bilden einen geschlossenen Dosierblock mit einem Antrieb. Die relative Förderleistung der Zahnradmischerpumpe liegt etwa 30 bis 100 O/o höher als die der nachgeschalteten Dosierpumpe.
• Außer zum Einarbeiten von fiüssigen Zusätzen in Spinnflüssigkeiten wie Viskose eignet sich die er- findungsgemäße Zahnradmischerpumpe auch zur Herstellung von mehr oder weiniger viskosen Flüssigkeitsgemischen beliebiger Art, wie Farbpasten, Cremes, Ausrüstungsmitteln u. dgl.
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Fig. 1 und 2 zeigen die abwechselnd links und rechts an den Stirnseiten abgeschrägten Zähne eines Förderrades der erfindungsgemäßen Zahnradmischerpumpe in der Draufsicht und im Schnitt; Fig. 3 zeigt ein Schaltschema für die Misch-Pumpe, wie es z.B. für die Herstellung von gefärbten Viskosespinnlösungen angewendet wird, und in Fig. 4 und 5 ist die Zahnradmischerpumpe im Längs- und im Querschnitt dargestellt.
• In den F i g. 1, 2 und 4 sind die an den Stirnseiten einseitig abgeschrägten Zähne der Förderräder mit 6 bzw. 7 bezeichnet. Querschnitte durch den Zahnkranz eines Förderrades durch die SchnittlinienI-I bzw. II-II in F i g. 1 sind in F i g. 2 dargestellt.
• Zwischen zwei Zahnradpumpen 1 und 3, von denen die Pumpe 1, welche die geringere Förderleistung von beiden besitzt, z. B. ausschließlich Viskose fördert, und die Pumpe 3 eine Zahnradmischerpumpe gemäß der Erfindung darstellt, wird entsprechend der Förderdifferenz aus dem Vorratsbehälter 4 beispielsweise eine wäßrige Farbstoffdispersion eingesaugt und in der Zahnradmischerpumpe 3 mit der Viskose homogenisiert.
• Die der Mischerpumpe 3 nachgeschaltete Dosierpumpe 2 hat ebenfalls eine geringere Förderleistung als die Mischerpumpe 3, erzeugt in dieser den erforderlichen Gegendruck und dosiert die Viskose-Farbstoffmischung in den Viskosemischer 5. Dort wird die Viskose-Farbstoffmischung mit einer entsprechenden Menge zu färbender Viskose vermischt, die danach den Viskosemischer 5 als gefärbte Spinnlösung verläßt und der Spinnmaschine zugeführt wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Homogenisieren von Flüssigkeiten verschiedener Viskosität, bestehend aus einer Zahnradpumpe mit abgeschrägten Zähnen und durch eine nachgeschaltete Pumpe oder ein Drosselventil mit teilweise gesperrtem Flüssigkeitsauslaß, d a -durch gekennzeichnet, daß die Zähne (6 bzw. 7) der Förderräder der Pumpe (3) an einer ihrer beiden Stirnseiten, von Zahn zu Zahn jeweils zwischen rechter und linker Seite abwechselnd, abgeschrägt sind, wobei man die Pumpe (3) gegen Überdruck arbeiten läßt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradmischerpumpe (3) und je eine ihr vor- und nachgeschaltete Dosierpumpe (1 bzw. 2) jeweils mit geringerer Förderleistung als sie selbst zu einem gemeinsam angetriebenen Dosierblock (Fig.3) zusammengeschlossen sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 603 303; britische Patentschrift Nr. 457058.