DE1442688A1

DE1442688A1 - Device for the treatment of viscous liquids and powdery masses

Info

Publication number: DE1442688A1
Application number: DE19631442688
Authority: DE
Inventors: Heinrich Luetzenkirchen; Josef Rheindorf
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1963-11-28
Filing date: 1963-11-28
Publication date: 1968-11-21

Description

Vorrichtung zur Behandlung von viskosen FlUssigkeiten und pulverformigen Massen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von viskosen Flüssigkeiten und pulverformigen Massen, welche aus einer in einem feststehenden oder drehbaren rohrartigen GehSuse drehbar angeordneten, schraubenförmigen Wendel besteht. Device for the treatment of viscous liquids and powdery liquids Masses The invention relates to a device for treating viscous liquids and powdery masses, which consist of a stationary or rotatable tubular GehSuse rotatably arranged, screw-shaped helix.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist die Wendel um einen festen Kern gewickelt, so daß die Wirkung einer Förderschnecke erzielt wird. Erfahrungsgemäß neigen solche Apparate leicht zum Verkrusten und Verbacken.In the known devices of this type, the coil is around a solid core wound, so that the effect of a screw conveyor is achieved. According to experience Such devices tend to crust and cake easily.

Es wurde nun gefunden, daß dieser Ubelstand behoben ist, wenn die Wendel erfindungsgemäß kernlos ausgebildet und mit einem einseitigen Antrieb versehen ist.It has now been found that this disadvantage is remedied when the According to the invention, the helix is designed without a core and is provided with a drive on one side is.

Die Anordnung einer einseitig angetriebenen rotierenden Wendel aus elastischem, federndem Material hat den Vorzug, daß diese alle Stellen der Wand bestreicht, das Ansetzen von Krusten verhindert und selbst hartnäckig backende Stoffe infolge ihrer Elastizit#t wieder losschlägt und fdrdert.The arrangement of a rotating helix driven on one side elastic, resilient material has the advantage that this all parts of the wall coated, prevents crusts and even stubborn baking materials due to its elasticity, it strikes again and promotes.

Von der frei im Rohr drehbar angeordneten Wendel werden selbst schwer entfernbare Krusten leicht gelost, bzw. deren Entstehung verhindert.The helix, which is freely rotatably arranged in the tube, becomes heavy itself Removable crusts easily dissolved or their formation prevented.

Des weiteren bietet die freie Wendel einen größeren freien Querschnitt im Rohr, der entweder für einen höheren Betriebsinhalt bei Reaktionsrohren oder zur Abführung von Dämbfen und Gasen ausgenutzt werden kann.Furthermore, the free helix offers a larger free cross section in the tube, which is either for a higher operating capacity in reaction tubes or can be used to remove dampening and gases.

Die Wendel hat eine ausgeprägte Förderwirkung auf das eingebrachte Gut. Wird der Austritt des geförderten Gutes aus dem Rohr gebremst, so bewegt sich das Material an der Rohrwand in Richtung der Wendelförderung und in der Mitte entgegengesetzt (und zwar zum Teil vom Austragsende bis zur Eintragestelle zuruckX.The helix has a pronounced conveying effect on the brought in Good. If the exit of the conveyed material from the pipe is braked, it moves the material on the pipe wall in the direction of the spiral conveyor and in the middle opposite (in part from the end of the discharge to the entry point backX.

Je nach der ke des Wendelmaterials, die bis zu ein Drittel des Wendeldurchmessers betragen kann, wird die Fdrder-oder die Mischkomponente der Apparatur variiert.Depending on the ke of the filament material, which is up to a third of the filament diameter can be, the conveying component or the mixing component of the apparatus is varied.

Eine dickere Wendel geringeren Wickeldurchmessers fördert stXrker und erzeugt sogar bei viskosen Massen am Austrittsende einen starken Druck, wenn sie entsprechend schnell angetrieben wird.A thicker coil with a smaller winding diameter promotes more and generates a strong pressure at the outlet end even with viscous masses, if it is driven accordingly quickly.

Ein solcher Apparat wirkt ähnlich einer Extruderschneeke, mischt aber die Masse viel besser als diese.Such a device works like an extruder snow, but mixes the crowd much better than this.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Die einzelnen Abbildungen werden in Betriebsbeispielen erlåutert.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown schematically. The individual figures are shown in operational examples explained.

Beispiel : 1 : Als Förderrohr fUr das Eintragen von feuchtem Natriumsulfit ist folgende Einrichtung gut brauchbar : In einem eisernen Rohr 1 von 2, 35 m Länge und 200 mm inneren Durchmessers wird an einer Seite ein Stopfbuchslager 2 angeflanscht. Auf dem Stumpf 3 der durch den Motor 4 angetriebenen Welle 5 ist eine Wendel 6 aus 1/2"Rohr mit einer Steigung von 100 mm, einem äuBeren Durchmesser von 190 mm und 2, 30 m Länge befestigt (siehe Fig. 1). Sie wird mit 55 Umdr/Min. so angetrieben, daß der Apparat von der Antriebsseite wegfördert.Example: 1: As a delivery pipe for the introduction of moist sodium sulphite the following device is very useful: In an iron pipe 1 of 2.35 m in length and an inner diameter of 200 mm, a stuffing box bearing 2 is flanged on one side. On the stump 3 of the shaft 5 driven by the motor 4, a helix 6 is made 1/2 "pipe with a pitch of 100 mm, an outer diameter of 190 mm and 2.30 m long (see Fig. 1). It is at 55 rev / min. so driven that the apparatus conveys away from the drive side.

Durch den Einlauftrichter 7 wird das Gut gebracht. Es können bis zu 2 000 kg/Std. feuchtes Natriumsulfit gefördert werden.The material is brought through the inlet funnel 7. It can take up to 2,000 kg / hour moist sodium sulphite can be promoted.

Die Förderkapazität ist infolge der fehlenden Verkrustungen erheblich größer als diejenige bekannter Apparate. Verstopfungen, wie sie bei Schnecken oder Padblschnecken auftreten, werden vermieden.The conveying capacity is considerable due to the lack of incrustation larger than that of known devices. Constipation, as in snails or Occurring pod snails are avoided.

Beispiel 2 : In einem Apparat wie Beispiel 1 (Fig. 1), jedoch mit 50 mm Durchmesser und 2, 0 m Länge, der mit einem Dampfmantel 8 versehen und mit Wasserdampf von 4, 5 Atm. beheizt wird, rotiert eine Wendel 6 aus 12 mm Rundstahl, Steigung 50 mm und einem äußeren Durchmesser von 47 mm mit 150 Umdr/Min. Durch den Einlauftrichter 7 wird schuppenförmiges festes Naphthalin eingefüllt. Das geschmolzene Naphthalin lauft mit einer Temperatur von 80 ab. Es können mehr als 60 kg Naphthalinschmelze pro Stunde hergestellt werden.Example 2: In an apparatus as in Example 1 (FIG. 1), but with 50 mm diameter and 2.0 m length, which is provided with a steam jacket 8 and with Water vapor of 4.5 atm. is heated, rotates a helix 6 made of 12 mm round steel, Pitch 50 mm and an outer diameter of 47 mm with 150 rev / min. Flaky solid naphthalene is poured in through the inlet funnel 7. The molten naphthalene runs off at a temperature of 80. It can do more can be produced as 60 kg naphthalene melt per hour.

Beispiel 30 in einem Apparat wie in Beispel 2 (Fig. 1) und mit 1 Atm. Wasserdampf beheizt, rotiert eine Wendel 6 mit 200 Umdr/Min. Am Rohrausgang 9 ist eine Platte (nicht dargestellt) vorgeflanscht, die mit zahlreichen Löchern versehen ist. Bis zu 200 kg/Std. einer pulverigen Mischung eines Kolophoniumderivates mit einem anorganischen Füllstoff konnen darin plastifiziert werden. Das homogene Gemisch tritt aus den Löchern nudelförmig aus.Example 30 in an apparatus as in Example 2 (FIG. 1) and with 1 atm. Heated by steam, a helix 6 rotates at 200 rev / min. At the pipe outlet 9 is a plate (not shown) pre-flanged, which is provided with numerous holes is. Up to 200 kg / hour a powdery mixture of a rosin derivative with an inorganic filler can be plasticized in it. The homogeneous mixture emerges from the holes in the shape of a noodle.

Beispiel 4: In einem senkrecht aufgehängten Apparat 10, wie in Fig. 2 dargestellt, welcher dnen Rohrdurchmesser von 100 mm und eine Lange von 2 m hat und der mit einem Kühlmantel 11 versehen ist, rotiert eine Wendel 12 aus 16 mm Rundstahl, die eine Steigung von 95 mm hat. mit 40. Umdr/Min. In das Innere der Wendel ist von unten her ein Kühlfinger 13 eingeführt. Durch einen Rohrstutzen 14 werden 500 kg/Std. einer hochviskosen Masse mit einer Temperatur von 120-130°C und einer Viskosität von 20 000 bis 30 000 cp eingepumpt. Gleichzeitig läuft ein Lösungsmittel durch einen zweiten Stutzen 15 zu. Die Lösung tritt durch ein Rohr 16, das bis zum Höhe des Einlaufstutzens 14 hochgezogen ist, mit 50-60°C aus.Example 4: In a vertically suspended apparatus 10, as shown in Fig. 2, which has a thin pipe diameter of 100 mm and a length of 2 m and which is provided with a cooling jacket 11, rotates a helix 12 made of 16 mm round steel, which has a slope of 95 mm. with 40th rev / min. Inside the helix is A cold finger 13 is introduced from below. Through a pipe socket 14, 500 kg / hour a highly viscous mass with a Temperature from 120-130 ° C and a viscosity of 20,000 to 30,000 cp. At the same time comes in Solvent through a second port 15 to. The solution passes through a pipe 16, which is pulled up to the level of the inlet connection 14, with 50-60 ° C.

Beispiel 5 : In einem Apparat nach Fig. 2, jedoch aus V4A, mit 70 mm innerem Durchmesser und 5, m Länge rotiert eine Doppelwendel, wie sie unter Ziffer 17 dargestellt ist. Sie besteht aus 10 mm Rund-VA mit einer Steigung von 70 mm und einem äußeren Durchmesser von 66 mm mit 1000 Umdr/Min. In Inneren der Wendel 17 ist gemciß Fig. 2 von unten her ein Verdrängerkörper eingefWhrt mit 38 mm duBerem Durchmesser und 4, 82 m Lange. Der Apparat ist vertikal aufgehangt. Unter dem Stopfbuchslager werden durch mehrere alkallische seitlich angebrachte Stutzen 5000 Ltr. wässrige/Lösung einer organischen Substanz pro Stunde und 200 Ltt. Salzesäure/Std. eingepumpt.Example 5: In an apparatus according to FIG. 2, but made of V4A, with 70 mm inner diameter and 5. m length rotates a double helix, as shown under number 17 is shown. It consists of 10 mm round VA with a gradient of 70 mm and an outer diameter of 66 mm with 1000 rev / min. Inside the helix 17 According to Fig. 2, a displacement body is inserted from below with a diameter of 38 mm Diameter and 4.82 m long. The apparatus is hung vertically. Under the stuffing box bearing 5000 liters of aqueous / solution are drawn through several alkaline laterally attached nozzles of an organic substance per hour and 200 Ltt. Hydrochloric acid / hour pumped in.

Aus dem Ablaufrohr, das bis zur Höhe des Einlaufstutzens hochgezogen ist, läuft das ausgefällte Produkt als feine, gut filtrierbare Suspension ab.From the drain pipe that is pulled up to the level of the inlet nozzle is, the precipitated product runs off as a fine, easily filterable suspension.

Beispiel 6 : Gemme Fig. 4 ist ein eisernes Rohr 18 von 100 mm innerem Durchmesser, 5 m Llinge, im Winkel von 15°C zur Vertikalen aufgehängt.Example 6: Gem. Fig. 4 is an iron pipe 18 of 100 mm inside Diameter, 5 m long, hung at an angle of 15 ° C to the vertical.

Über ein Stopfbuchslager 19 ist die Antriebswelle 20 am oberen Ende angeflanscht. Das Rohr 18 ist auf seiner ganzen Länge mit einem Kuhlmantel 21 versehen. Im Rohr 18 rotiert eine Wendel 22 aus 1/2"Rohr gefertigt, mit einer Steigung von 100 mm und einem äußeren Durchmesser von 95 mm mit 1000 Umdr/Min. In die Wendel 22 sind im Abstand von 800 mm Scheiben 23 bzw. Zylinder 23a eingesetzt. Das untere Ende des Rohres 18 ist seitlich mit einem zweiten Rohr 24 der gleichen Dimensionen V-förmig verbunden.The drive shaft 20 is at the top via a stuffing box bearing 19 end flanged. The pipe 18 is provided with a cooling jacket 21 over its entire length. A helix 22 made of 1/2 "pipe rotates in the tube 18, with a pitch of 100 mm and an outer diameter of 95 mm with 1000 rev / min. In the spiral 22 disks 23 or cylinders 23a are used at a distance of 800 mm. The lower The end of the tube 18 is laterally connected to a second tube 24 of the same dimensions Connected in a V-shape.

Fig. 5 zeigt die Verbindungsstelle im Schnitt.Fig. 5 shows the connection point in section.

Im Rohr 24 rotiert eine durch Motor 25 angetriebene Wendel mit 160 Umdr/Min. In die Zulaufstutzen 26, welche seitlich unter dem Antrieb 27 des ersten Rohres 18 angebracht sind, werden 45, 5 kg/Std. Naphthalin in Schuppen und 73, 5 Ltr.A helix driven by a motor 25 rotates at 160 in the tube 24 Rev / min. In the inlet port 26, which is laterally under the drive 27 of the first Tube 18 are attached, 45.5 kg / hour. Naphthalene in scales and 73, 5 Ltr.

Schwefelsäure eingefghrt. Durch Kühlen mit Wasser wird die Temperatur des Reaktionsgutes auf 44 bis 46°C gehalten. Die fertige Sufiermasse tritt am zweiten Rohr 24 oben durch Stutzen 28 aus. Bei einer Leistung von 1, 7 Ltr. Sulfiermasse pro Liter Reaktionsraum und Stunde ist das Naphthalin zu 97, 1 % umgesetzt, 81, 2 % o4-SulfosKure, 1, 3 Disulfosäure und 14, 6 B-Sulfosäure des Naphthalins sind entstanden.Sulfuric acid introduced. Cooling with water increases the temperature of the reaction mixture kept at 44 to 46 ° C. The finished Sufier mass occurs on the second Tube 24 from above through nozzle 28. With an output of 1.7 liters of sulphonation compound 97.1% of the naphthalene is converted per liter of reaction space and hour, 81, 2% o4-sulfonic acid, 1, 3 disulfonic acid and 14, 6 B-sulfonic acid of naphthalene are developed.

Beispiel 7 : Ein kontinuierlicher Eindampfapparat gem§ß Fig. 6 besteht aus einem Rohr 29 mit 100 mm innerem Durchmesser, 5 m Länge und mit einem Dampfmantel 30 und einer rotierenden Wendel 31 aus 1/2"Rohr, deren Steigung 10Q mm und deren äußerer Durchmesser 95 mm beträgt. Der Apparat ist im Winkel von 45° zur Senkrechten aufgehängte mit Antrieb 32 für die Wendel 31.Example 7: A continuous evaporator as shown in Fig. 6 consists from a tube 29 with 100 mm internal diameter, 5 m length and with a steam jacket 30 and a rotating helix 31 made of 1/2 "pipe, the pitch of which is 10Q mm and the outer diameter 95 mm. The apparatus is at the angle of 45 ° to the vertical with a drive 32 for the helix 31.

Direkt unter dem Antrieb 32 ist seitlich ein Stutzen 33 angebracht, durch welchen die einzudampfende Masse eingefUhrt wird. Das Ende des Rohres 29 mundet in einer beheizten Vorlage (nicht dargestellt). Die Verdampfung geschieht im Gleichstrom, so daB BrUden und Rückstand über die Vorlage abgefUhrt werden.A connecting piece 33 is attached to the side directly under the drive 32, through which the mass to be evaporated is introduced. The end of the tube 29 opens in a heated template (not shown). The evaporation takes place in direct current, so that vapors and residue are discharged via the template.

Bei Heizung mit 30 atü Dampf werden 354 kg wässrige Lösung von benzolsulfosaurem Natrium pro Stude mit einem Wassergehalt von 42 % auf 251 kg fein gepulvertes benzolsulfosaures Natrium pro Stunde mit einem Wassergehalt von 18 % eingedampft. Aus der Vorlage entwichen 103 kg Wasserdampf pro Stunde.When heated with 30 atm. Steam, 354 kg of aqueous solution of benzenesulfonic acid are obtained Sodium per hour with a water content of 42% per 251 kg of finely powdered benzenesulfonic acid Sodium evaporated per hour with a water content of 18%. From the template escaped 103 kg of water vapor per hour.

Beispiel 8 : In einem Rohr wie in Beispiel 7 beschrieben (siehe Fig. 6), jedoch 200 mm innerer Durchmesser, 4 m lang beheizt und 2 m lang gekuhlt, rotiert eine Wendel aus 1" Rohr. äußerer Durchmesser 190 mm, Steigung 100 mm. Der Einlaufstutzen ist wie I-, ei Fig. 6 direkt unter dem Antrieb angeordnet, jedoch ist, da im Gegenstrom gearbeitet wird, ein Brüdenstutzen nach dem oberen Drittel der Rohrlänge angesetzt (nicht dargestellt).Example 8: In a pipe as described in Example 7 (see Fig. 6), but 200 mm inner diameter, 4 m long heated and 2 m long cooled, rotates a spiral made of 1 "tube. outer diameter 190 mm, pitch 100 mm. The inlet connection is arranged as I-, ei Fig. 6 directly under the drive, but because it is in countercurrent is being worked, a vapor nozzle is placed after the upper third of the pipe length (not shown).

Bei einem Vakuum von 600 Torr werden 135 Ltr/Std. einer wässrigen Natrium-Phenolat-Lösung mit einem Wassergehalt von ca.At a vacuum of 600 Torr, 135 l / h. a watery one Sodium phenolate solution with a water content of approx.

40 % aufgegeben. Über eine am Austrittsende des Rohres angeordnete Zellenschleuse (nicht dagestellt) werden 75 kg/Std. fein gepulvertes Natrium-Phenolat mit einem Wassergehalt von 0, 5 % abgenommen, 60 kg Wasserdampf pro Stunde destillieren Uber.40% abandoned. Via one arranged at the outlet end of the pipe Cell lock (not shown) are 75 kg / hour. finely powdered sodium phenolate with a water content of 0.5% removed, distilling 60 kg of water vapor per hour Above.

Beispiel 9 : In einem Rohr 34 nach Fig. 7, wie in Beispiel 7 beschrieben, das jedoch 300 mm innneren Durchmessers und eine ; LEnge von 5 m hat und das mit einem Mantel 35 umgeben ist, welcher mit 30 Atm. Wasserdampf beschickt wird, rotiert eine Wendel 36 aus 1"Rohr, Steigung 100 mm, äußerer Durchmesser 290 mm.Example 9: In a pipe 34 according to FIG. 7, as described in Example 7, but the inner diameter of 300 mm and one; Length of 5 m and that with a jacket 35 is surrounded, which with 30 Atm. Steam is charged, rotates a helix 36 made of 1 "pipe, pitch 100 mm, outer diameter 290 mm.

Durch den Einlaufstutzen 37 wird eine Lösung von 33 1/3 % hochschmelzendem DestillationsrUckstand in Nitrobenzol aufgegeben. 200 kg Nitrobenzol pro Stunde destillieren durch Stutzen 38 über und 100 kg Rückstand nitrobenzolfrei treten unten am Rohr 34 aus.A solution of 33 1/3% high-melting point becomes through the inlet connection 37 Abandoned distillation residue in nitrobenzene. 200 kg nitrobenzene per hour distill through nozzle 38 above and 100 kg residue nitrobenzene-free step below on tube 34.

Beispiel10: In einem tohrartigen Gehäuse (Fig. 8), das zwei parallel zueinander verlaufende, mit eigenem Antrieben 41 und 42 versehene Wendel 40 enthält, deren Gänge ineinandergreifen (was in Fig. 9 verdeutlicht ist), wird durch den Stutzen 43 eine organische Substanz aufgegeben. Die Substanz wird in dem mit Heizmantel 44 versehenen Gehäuse 39 verdampft. Die BrUden treten beim Stutzen 45 aus und der polymerisierende RUckstand wirddurch die Doppelwendel, deren Gangue ineinandergreifen, zermahlen und in eine am Fuß der Apparatur angebrachte Vorlage (nicht dargestellt) ausgetragen. Die Apparatur kann mit oder ohne Vakuum betrieben werden.Example 10: In a tube-like housing (Fig. 8), the two parallel contains helix 40 which run towards one another and are provided with their own drives 41 and 42, the threads of which intermesh (which is illustrated in FIG. 9), through the connecting piece 43 abandoned an organic substance. The substance is in the one with a heating jacket 44 provided housing 39 evaporates. The vapors emerge at nozzle 45 and the polymerizing residue is caused by the double helix, the gangue of which grind and place in a template attached to the foot of the apparatus (not shown) carried out. The apparatus can be operated with or without a vacuum.

Um eine besonders grcße Heiz-und Kuhlwirkung innerhalb des GehSuses zu erreichen, ist die Wendel als Hohlkörper ausgebildet und mit Ein-und Auslässen für Heiz-und KUhlmedien versehen. In Fig. 10 ist ein Apparat zum Verdampfen oder Kühlen von Stoffen dargestellt.In order to achieve a particularly large heating and cooling effect within the housing To achieve this, the helix is designed as a hollow body and has inlets and outlets for heating and cooling media. In Fig. 10 is an apparatus for vaporizing or Cooling of substances shown.

Hierbei bedeuten 45 das Gehäuse, in dem die aus einem Rohr gebogene Doppelwendet 47 drehbar angeordnet ist, deren Rohrstrang 48 abs Zufuhrleitung für das Heiz-oder Kühlmedium und deren Rohrstrang 49 als AbfluBleitung für das Heiz-oder Kühlmedium dient. Das Gehäuse ist noch zusätzlich mit einem Heizmantel 50 versehen.Here 45 mean the housing in which the bent from a tube Double turns 47 is rotatably arranged, the pipe string 48 abs supply line for the heating or cooling medium and its pipe string 49 as a discharge line for the heating or cooling medium Cooling medium is used. The housing is additionally provided with a heating jacket 50.

Je nach Ausge$altung der Wärmeübergangsflächen kann die Vorrichtung als kontinuierlich arbeitender Reaktionsapparat, Mischapparat, KUhlapparat oder Verdampfer verwendet werden.Depending on the design of the heat transfer surfaces, the device can as a continuously working reaction apparatus, mixing apparatus, cooling apparatus or Vaporizer can be used.

Claims

Claims: (1)) Device for treating liquids and powdery masses, consisting of one in a stationary or rotatable tubular housing rotatably arranged, helical helix, characterized in that that the helix is coreless and driven on one side.

2) Device according to claim 1, characterized in that the helix is provided in the interior with spaced-apart storage bodies which are connected to the helix.

3) device. according to claim 1 and 2, characterized in that the helix is designed as a hollow body and has inlets and outlets for heating or cooling media Is provided.

4) Device according to claims 1-3, characterized in that at least two coils are arranged parallel to one another in a common housing, the intertwine with their gears.

5) Device according to claim 1-3, characterized in that at least two helixes are arranged with their housings at an angle to each other and at the point of intersection the housing spaces are in communication with one another.

6) Device according to claim 1-5, characterized in that the Helix is provided in the interior with a hollow oitsfeste displacement body, which is designed as a heating or cooling element.