DE1542339A1 - Vorrichtung zur Bearbeitung hochviskoser Substanzen - Google Patents

Description

DR. E. JUNG UND DR. VOLKER VOSSlUS PATENTANWÄLTE Λ C / OOOQ

MÜNCHEN 23 · SIEGESSTRASSE 26 . TELEFON 345067 · TELEGRAMM-ADRESSE: SNVENT/MUNCHEN

Dj. E. Jung und Dr. Volker Vossius ■ 8 München 23 · Siegesstrofia 26 . ''.. *-' -*· * Ϊ

19, HÖV. 1965

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N₀Vo ONDERZOSKIHGSIKSTITÜUO? RSSBARCH, Arnhem / Holland

"Vorrichtung zur Baarbeitung hochviskoser Substanzen" (Zusatz zum Patent _e....o. (Patentanmeldung N 25 883 IVa/12g)

Priorität $ 20· November 1964 / Hiederlande Anraelde-Nr.i 64 13496

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung gemäß der deutschen Patentanmeldung N 25 883 IVa/12 g zur Bearbeitung hochviskoser Substanzen mit zwei praktisch zylindrischen Walzen, die parallel zueinander in einen gewissen Abstand angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden, sowie mit Zu- und Abflußvorriohtungen fUr die hochviskosen Substanzen und einem annähernd symmetrisch au den Walzen angeordneten Kamm, dessen Zähne sioh in Drehriohtung zwischen die Walzen erstrecken.»

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POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN SOI 75 BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.Q. MÖNCHEN, FEILITZSCHPL , KTO. NR. 613863

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Diese Vorrichtung kann bei verschiedenen Bearbeitungsverfahren angewandt werden· Dazu gehört z.B. das Verdampfen einer gasförmigen'Komponente aus einem hochviskosen Reaktionsgemiseh, wie es zur Kettenverlängerung synthebischer Polymere, die durch Polykondensation hergestellt wurden, erforderlich ist.

Eine andere Anwendung besteht in der Homogenisierung einer hochviskosen Substanz oder in der Mischung einer solchen Substanz mit einem weiteren Bestandteils Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zum Emulgieren einer hochviskosen Substanz mit einer niedrigviskosen Substanz, wie Wasser oder einem Gas.

Die hochviskosen Substanzen, die mit der Vorrichtung behandelt werden können, können sehr verschiedener Natur sein. Beispielsweise können reine Newton¹sehe Flüssigkeiten, sowie viskos-elastische Substanzen und sogar Pasten darin bearbeitet werden.

Wenn sich bei der Vorrichtung gemäß der deutschen Patentanmeldung N 25 883 IVa/12 g die Zähne genügend weit zwischen die Walzen erstrecken, ohne daß sie mit diesen in Berührung kommen, so erhält der von den Walzen auf deren Oberfläche mitgenommene Flüssigkeitsfilra ein Profil, das von dem bisher erzielbaren Profil völlig abweicht. Zwischen je zwei Zähnen des Kammes bilden sich nämlich auf dem

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Flüssigkeitsfilm in Ebenen senkrecht zu den Walzenachsen hohe membranartige Flüssigkeitsrippen aus. Infolgedessen nimmt die Flüssigkeit das Aussehen zweier mit Rippen versehener Zylinder an. Auf diese Weise wird die Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes um den Paktor 2 bis 4» je nach dem Abstand zwischen den Zähnen usw., vergrößert.

Wenn die Flüssigkeit oder das Reaktionsgemiseh an einem Ende der Walzen kontinuierlich aufgegeben und am anderen ä Ende abgenommen wird, kann z.B. das Verdampfen einer gasförmigen Komponente aus einem hochviskosen Reaktionsgemiseh oder ein anderer der vorgenannten Bearbeitungsvorgänge kontinuierlich durchgeführt werden.

Die in der deutschen Patentanmeldung N'25 883 IVa/12 g beschriebene Vorrichtung ist gewöhnlich derart ausgebildet, daß die Flüssigkeit von einem Raum oberhalb der Walzen in den Spalt zwischen den Walzen eingeführt wird, und daß sich die Walzen im oberen Teil gegeneinander drehen und im unteren Teil voneinander wegdrehen.

Folglich erhält die Flüssigkeitsmasse auf und zwischen den Walzen die Form eines Klumpens, von dem nach unten durch die sich drehenden Walzen kontinuierlich ein Flüssigkeitsfilm abgezogen und dem die Flüssigkeit nach der Umdrehung

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durch die Walzen wieder zugeführt wird. Wenn die aus der Flüssigkeit gebildeten Rippen auf den Klumpen auftreffen, werden sie systematisch gefaltet und in dieser Form in den aus der Flüssigkeitemasse gebildeten Klumpen gedruckt.

Es wurde jedoch gefunden, daß bei der beschriebenen Vorrichtung Betriebsunterbrechungen große Schwierigkeiten verursachen. Wenn nämlich die Walzen aus irgendeinem Grunde aufhören, sich zu drehen, so sinkt der aus der FlUssigkeitsmasse gebildete Klumpen zwischen die Walzen und Flüssigkeit tropft at. V/ird die Vorrichtung dann wieder in ^ang gesetzt, so ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Flüssigkeit wieder auf die Walzen zu bringen.

Es wurde nun gefunden, daß eine erfindungsgemäße Verbesserung diese Schwierigkeiten behebt. Die Verbesserung besteht darin, daß die Walzen dicht am Boden des Gefäßes angebracht sind, in dem sich die Vorrichtung befindet, und daß die Walzen in der Weise angetrieben werden, daß sie sich im oberen Teil voneinander wegdrehen.

Wenn die Walzen in der vorstehend genannten Weise bewegt werden, sammelt sich die Flüssigkeit nicht in Form eines Klumpens auf der Walze, sondern sie fließt unter den Walzen und am Boden des Gefäßes zusammen· An der gleichen Stelle wird die Flüssigkeit aber auch bei einer Betriebs- ·

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tint er brechung bleiben ο Wenn die Vorrichtung nach einer solchen Unterbrechung wieder in Gang gesetzt wird, drehen sich die Walzeh durch die am Boden des Gefäßes angesammelte Flüssigkeit und nehmen sie nach oben mit. Die Flüssigkeit wird dann sehr rasch wieder das ursprüngliche Fließschema annehmen.

Erfindungsgemäß werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn der Boden des Gefäßes am unteren Punkt der Walzen am tiefsten ist und an beiden Seiten der Walzen nach oben ansteigt. Auf diese Weise fließt die Flüssigkeit nach einer Unterbrechung rascher an die Stelle, an der sie durch die Walzen wieder aufgenommen wird·

Die Erfindung vird nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verdampfen von Glykol unter vermindertem Druck aus einem Reaktionsgemisch aus weiter zu kondensierendem Polyethylenterephthalat verwendet wurde.

Figo 1 zeigt die Vorrichtung im längssohnitt entlang der Linie I-I in Pig. 2.

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II in Pig.

Die Bezugszeichen 1 und 2 in Fig. 1 und 2 bezeichnen zwei zylindrifeche Walzen, die parallel zueinander in einem jewiösen Abstand angeordnet sind. Die Walze 2 ist auf einer

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nicht gezeigten drehbaren Welle befestigt und die Walze 1 auf einer in Richtung des Pfeils sich drehenden Welle 3« Diese Welle 3 dreht sich in den Lagern 4 und 5. Die beiden Walzen 1 und 2 sind durch die Zahnräder 6 und 7 derart miteinander verbunden, daß sie, wie durch die Pfeile angedeutet, mit gleicher Drehzahl in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Die hohen Zähne 8 des Kammes erstrecken sich nach unten zwischen die Walzen» Die Zähne 8 sind über ein Verteilerrohr 9 mit einem Befestigungsrohr 10 verbunden, das verstellbar am Maschinengestell 11 befestigt ist. Das weiter zu kondensierende Folyäthylenterephthalat kann über eine Zuleitung 12 in die Vorrichtung eingegeben werden·

Infolge der etwas gebogenen Gestalt der Zähne 8 wird das Polykondeneat bei der Drehung der Walzen langsam zum anderen Walzenende befördert, wo es unter Verwendung von in der Zeichnung nicht dargestellten Hilfsmitteln über eine Abflußleitung 13 abgeführt werden kann. Die Anbringung ί dieser Hilfsmittel wird dem Durchschnittsfachmann bekannt sein. Ferner sind der Einfachheit halber bei der Zeichnung der Antriebsmechanismus für die Welle 3» das vakuumdichte Gehäuse, in dem sich die Vorrichtung befindet, und eine RveJcuierungsvorrichtung für dasselbe nioht dargestellt.

Zwei Trennwände 13 und H schließen die Flüssigkeit auf den Walzen 1 und 2 ab und verhindern, daß das Polykondeneat von [dort mit den Wellen der Walzen und den Zahnrädern 6 und 7 in Berührung kommt.

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Der zwischen den tiefsten Punkten der Walzen waagrechte Boden des Gehäuses 18 befindet sich dicht an den Oberflächen der Walzen 1 und 2· Der Boden steigt an beiden Seiten der Vfalzen nach oben an, so daß die Flüssigkeit 17 immer zur Mitte des Bodens fließt·

Die Zahnräder 6 und 7 drehen sich in einer Vertiefung 18 im Boden des Gehäuses, die von dem mit der Flüssigkeit 17 gefüllten Raum getrennt ist.

Aufgrund der durch Pfeile angegebenen Drehung der Walzen wird ein Teil der Flüssigkeit kontinuierlich zwischen den Walzen in Aufwärtsrichtung mitgenommen. Oberhalb der Walzen wird diese Flüssigkeit in zwei Flüssigkeitsfilme geennt, die ^e von einer Walze mitgenommen und unterhalb der Walzen wieder in die Flüssigkeit 17 gedruckt werden«,

Dank der Zähne 8 des Kamms nehmen die beiden Flüssigkeitsfilme auf den Walzen eine besondere Gestalt an. In den Ebe- i neh der Zähne ,8 senkrecht zur Walzenachse werden die Filme viel dünner und zwischen ihnen ergeben sich hohe dünne Flüssigkeitsrippen. Die Höhe dieser Rippen ist beispielsweise 1 bis 1,5 mal so hoch wie der Abstand zwischen ihnen. Infolgedessen ergibt sich eine OberflächenTergrößerung der freien Filmoberfläche um 200 bis 300 #. Schon hierdurch wird die Verdampfungsgeschwindigkeit des Glykole aus dem

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Heaktionsgemisch um einen Faktor 3 bis 4 beschleunigt, so daß der Durchsatz der Torrichtung erheblich gesteigert werden kann·

Wenn die Walzen 1 und 2 angehalten werden, sinkt die Flüssigkeit auf den Boden des Gehäuses 16. Die mit Flüssigkeit bedeckte Bodenfläche vergrößert sich dadurch jedoch nur wenig.

Venn die Vorrichtung wieder in Gang gesetzt wird, nimmt die Flüssigkeit praktisch sofort wieder das vorstehend beschriebene Fließschema an. Es ist festgestellt worden, daß am Boden eine ziemlich heftige Flüssigkeitsströmung herrscht; deshalb ist bei dieser Vorrichtung die Flüssigkeitsmenge, die nicht oüer praktisch nicht der Kondensationsreaktion ausgesetzt wird, auf eine sehr dünne Grenzschicht beschränkt· Versuche zeigen, daß bei der erfindungsgemäßen Ausfiihrungsform die Verweilzeit der einzelnen Anteile der Flüssigkeit nicht sehr unterschiedlich ist, wenn die Flüssigkeit kontinuierlich durch die Vorrichtung geführt wird.

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SAD ORIGINAt.

Claims (2)

P a t. β η t a η β ρ r Ü c h e

1. Vorrichtung zur Bearbeitung vca hochviekosen Substanzen mit zwei praktisch zylindrischen Walzen» die parallel zueinander in einem gewissen Abstand angeordnet sind und In entgegengesetzten Richtungen angetrieben werd-en» sowie Zn-* und Abflußvorrichtungen für die hochviskosen Subatanzen und einem annähernd symmetrisch zu den Walzen angeordneten Kamm, _dessen Zähne sich in Drehriehtung zwischen die Walzen, erstrecken, gemäß Patent *..... (Patentanmeldung K 25 883 3EVa/12g), dadurch gekennzeichnet, dsß die Walzen (1, 2) dicht am Boden des Gehäuses (16) angebracht sind, in dein sich die Vorrichtung befindet, und daß die Walzen sich im oberen Teil voneinander wegdrehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Boden des Gehäuses (16) an den unteren Punkten der Walzen (1, 2) am tiefsten ist und an beiden Seiten der Walzen nach oben ansteigt·

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