DE1557190C3 - Wärmetauscher zum Vermischen hochviskoser Materialien - Google Patents

Description

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kehrt zu führen. Ein Wärmeaustauschzylinder 28 in einer Zentriervorrichtung versehen, die aus einem

Form eines axialen, mit einem Mantel versehenen Wellenstift 88 besteht, der sich in einer Aussparung

Rohres ist in dem Gehäuse 10 befestigt und wird einer mit dem Trägerelement 56 verschweißten Platte

durch Einlaß- und Auslaßrohrleitungen 30 und 32 90 befindet.

für das Kühlmittel gestützt, wobei sich diese durch 5 F i g. 2 zeigt die an den Rohren 52 angebrachten

den unteren Abschluß erstrecken und mit ihm ver- Blätter 60, 62 der Abstreifvorrichtung im Ringraum

bunden sind. Der Durchmesser des Wärmeaustausch- 34. Die Blätter 62 stehen im Eingriff mit der äußeren

Zylinders 28 ist bezüglich des Gehäuses 10 so ge- Wand des Wärmeaustauschzylinders 28, während die

wählt, daß ein Ringraum 34 zwischen der inneren Blätter 60 mit der inneren Wand des Gehäuses 10 im

Wand des Gehäuses 10 und der äußeren Wand des io Eingriff stehen. Die Apparatur ist mit zwei Armen

Zylinders verbleibt. 54 versehen, die an jedem Ende ein Rohr 52 tragen,

Der Wärmeaustauschzylinder 28 ist mit einer axia- wodurch vier Abstreifeinheiten geschaffen werden,

len Rührvorrichtung 36 versehen, deren schnecken- die zueinander ortsfest und über die Welle 58 unab-

förmige Schraube Abstreifer 38 aufweist, die durch hängig von der Rührvorrichtung 36 drehbar sind,

ein Rohr 40, welches sich vertikal durch die Schnek- 15 Die Rohre 40 der Rührvorrichtung 36 tragen Ab-

kenteile in der Nähe ihres äußeren Randes erstreckt, streifer 38, die mit der inneren Wand des Wärmeaus-

und durch horizontale Stäbe 42 getragen wird. Die tauschzylinders 28 im Eingriff stehen.

Schraube endet am oberen und unteren Ende in hori- F i g. 3 zeigt eine unterschiedliche Trag- und Auf-

zontalen Ringen 44 und 46, mit denen sie zusam- hängevorrichtung.

mengeschweißt ist. Eine diametral angeordnete Platte 20 Die Rührvorrichtung 36 wird teilweise vom Lager

48 ist mit dem Ring 44 verschweißt und eine diame- 72 gehalten, das mit dem Bodenverschluß 16 ver-

tral angeordnete Platte 50 in ähnlicher Weise mit schweißt und mit einer Kappe 73 versehen ist. Die

dem Ring 46 verbunden. Drehung der Rührvorrichtung 36 erfolgt mittels einer

Die Abstreifvorrichtung im Ringraum 34 umfaßt Welle 92, die an ihrem unteren Ende durch eine Vereine Vielzahl von aufrechten Rohren 52, die an dia- 25 stärkungsplatte 94 mit der Platte 48 verbunden ist. metral angeordneten Armen 54 aufgehängt sind, die Ein Zahnrad 96 auf der Welle 92 greift in ein Anmit einem axialen Trägerelement 56 verschweißt triebszahnrad 98 auf einer Antriebswelle 100 ein. sind, welches starr mit einer Welle 58 verbunden ist. Die Welle 92 erstreckt sich durch ein Lager 102 Die Blätter 60, 62 der Abstreifvorrichtung sind mit einer Rohrwelle 104 und durch ein Traglager 106, den Rohren 52 durch Stäbe 64 verbunden. Die Welle 30 das mit der Welle 92 verbunden ist und auf einer 58 erstreckt sich durch das Lager 66 und die Stopf- Tragplatte 108 aufliegt, die vom oberen Verschluß buchse 68, wobei sie Vorrichtungen trägt, die in Zu- 12 mit Hilfe einer ersten Tragkreuzanordnung 110 sammenhang mit Fig.3 erläutert werden. So ist die und einer zweiten Tragkreuzanordnung 112 getragen Welle 58 und die hieran befestigte Abstreifvorrich- wird. Eine Stopfbüchse 114 zwischen den Wellen 92 tung unabhängig drehbar und wird vom oberen Ver- 35 und 104 schafft eine Dichtung, die verhindert, daß Schluß 12 getragen. Flüssigkeiten aus der mit Überdruck arbeitenden Ap-

Die Rührvorrichtung 36 wird vom unteren Boden- paratur entweichen. Die Stopfbüchse 68 schafft eine

Verschluß 16 durch eine Welle 70 getragen, die sich Dichtung zwischen der Rohrwelle 104 und dem La-

durch ein Lager 72 und eine Stopfbuchse 74 bis zu ger 66.

einem Getriebe 76 erstreckt, das ein Zahnrad 78 auf 40 Zum Antrieb der Abstreifvorrichtung im Ringder Welle 70 und ein Zahnrad 80 auf einer Welle 82, raum 34 dient ein an der Rohrwelle 104 befestigtes die mit einem Motor 84 verbunden ist, enthält. Die Zahnrad 116, das in ein Zahnrad 118 an einer AnWelle 70 erstreckt sich über das Zahnrad 78 hinaus triebswelle 120 eingreift. Es ist möglich, daß die und steht in Berührung mit einem Traglager 86. Das axiale Rührvorrichtung 36 vollständig vom Lager 72 Getriebe 76 ist starr mit dem Gehäuse 10 verbunden. 45 gehalten wird, so daß das Lager 106 lediglich ein Die Rührvorrichtung 36 ist am oberen Ende mit Drucklagerist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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der Materialien ist es wesentlich für die Wirksamkeit

Patentanspruch: des Wärmeaustausches, die Wände des zentralen

Wärmeaustauschzylinders und der inneren Gehäuse-Wärmetauscher zum Vermischen hochviskoser wand abzustreifen. Bei Verwendung der Apparatur Materialien in Form eines zylindrischen Behäl- 5 zur Polymerisation von Olefinen und anderen poters, der einen äußeren Wärmeaustauschmantel, lymerisierbaren Materialien durch Polymerisation in einen innerhalb dieses Mantels angeordneten um- Lösung in Gegenwart eines besonderen Katalysators, mantelten Wärmeaustauschzylinder, der zusam- ist es wünschenswert, daß der axiale Rührer mit ausmen mit dem Wärmeaustauschmantel einen reichender Geschwindigkeit arbeitet, um eine gute Ringraum bildet, eine umlaufende Abstreif- und io Durchmischung und Zirkulation durch den Zylinder Rührvorrichtung in dem Wärmeaustauschzylin- und den Ringraum zu schaffen. Relativ hohe Rührer; der, eine umlaufende Abstreifvorrichtung in dem geschwindigkeiten resultieren in höheren Geschwin-Ringraum und Antriebseinrichtungen zum Dre- digkeiten des Abstreifers im Ringraum. Tatsächlich hen. der Abstreifvorrichtungen um die Längs- arbeitet in einem Reaktor von einem beträchtlichen achse des Behälters umfaßt, dadurch ge- 15 Durchmesser, wie beispielsweise mindestens 1,2m, kennzeichnet, daß die Antriebseinrichtun- beschrieben in der USA.-Patentschrift 3 206 287, die gen in an sich bekannter Weise getrennt ausgebil- Abstreifvorrichtung in dem Ringraum bei beträchtdet sind, wobei die Antriebseinrichtung (78, 70; lieh höheren Geschwindigkeiten als sie zum wir-96, 92) für die Abstreif- und Rührvorrichtung kungsvollen Wärmeaustausch erforderlich sind, wenn (36, 38) in dem Wärmeaustauschzylinder (28) 20 der axiale Rührer bei der zum guten Durchmischen mit einer höheren Drehzahl umläuft als die An- des Katalysators und Monomeren im gesamten Zytriebseinrichtung (58, 90; 116, 104) für die Ab- linder- und Ringraum erforderlichen Geschwindigstreifvorrichtung (60, 62) in dem Ringraum (34). keit arbeitet.

Die erforderliche Energie zum Betrieb des Ringas raumabstreifers ist in dieser Situation unangemssen

hoch und steht in keinem Verhältnis zu irgendeinem

Nutzen, der hierdurch auf dem Wege der Wirksamkeit der Kühlung gewonnen wird. Beim Betrieb des Rührers und der Abstreifvorrichtung mit verschiedenen

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum 30 Wellen und unabhängig voneinander kann die Ge-Vermischen hochviskoser Materialien in Form eines schwindigkeit des Rührers relativ hoch werden, und zylindrischen Behälters, der einen äußeren Wärme- die Abstreifvorrichtung kann mit einer niedrigeren, austauschmantel, einen innerhalb dieses Mantels an- vom Standpunkt des Energieverbrauches erwünschtegeordneten ummantelten Wärmeaustauschzylinder, ren Geschwindigkeit betrieben werden, so daß die der zusammen mit dem Wärmeaustauschmantel 35 Durchführung wirtschaftlicher wird,
einen Ringraum bildet, eine umlaufende Abstreif- So arbeitet der Rührer im Zylinderraum mit einer

und Rührvorrichtung in dem Wärmeaustauschzylin- Rotationsgeschwindigkeit, die im Bereich des 2- bis der, eine umlaufende Abstreifvorrichtung in dem lOOfachen der Rotationsgeschwindigkeit des Ring-Ringraum und Antriebseinrichtungen zum Drehen raumabstreifers liegt, wobei diese sowohl vom der Abstreifvorrichtungen um die Längsachse des 40 Durchmesser des Wärmeaustauschers und dem rela-Behälters umfaßt. tiven Durchmesser des Zylinders und Ringraümes als

Ein Wärmetauscher in Form eines axial in einem auch von der Art der Polymerisationsreaktion oder zylindrisch ummantelten Gehäuse angeordneten in- eines anderen Wärmeaustauschvorgangs abhängt. Der neren ummantelten Wärmeaustauschzylinders, der Rührer wird im allgemeinen mit einer Rotationsgezusammen mit dem Gehäuse einen Ringraum bildet, 45 schwindigkeit im Bereich von etwa 25 bis 250 UpM mit einer axialen Abstreif- und Rührvorrichtung in betrieben, wobei diese Geschwindigkeit von dem dem Wärmeaustauschzylinder und einer zweiten Ab- Durchmesser des Zylinders, der Kapazität des Wärstreifvorrichtung in dem Ringraum, die beide von der meaustauschers und der Art des hierin durchgeführgleichen Welle angetrieben werden, ist aus der ten Verfahrens abhängt.
USA.-Patentschrift 3 206 287 bekannt. 50 Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläu-

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines ver- tert, wobei

besserten Wärmetauschers mit umlaufenden Ab- F i g. 1 eine teilweise geschnittene Vorderansicht

streif- und Rührvorrichtungen des vorstehenden einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Typs. Dabei soll zur Erzielung des gewünschten F i g. 2 einen Querschnitt der Apparatur nach

Wärmeaustausches ein unnötig hoher Energieauf- 55 F i g. 1 längs der Linie II-II und
wand vermieden werden, der bei Vorrichtungen auf- Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 einer anderen

tritt, bei denen der äußere Schaber mit einer Dreh-· Ausführungsform der Erfindung zeigt,
zahl betrieben wird, die im Verhältnis zu der Dreh- Nach F i g. 1 ist ein einen Mantel 22 aufweisendes

zahl des inneren Schabers zu hoch ist. zylindrisches Gehäuse 10 versehen mit einem oberen

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist also da- 60 Verschluß 12, der mit Hilfe eines Flansches 14 an durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen diesem befestigt ist, und mit einem Bodenverschluß in an sich bekannter Weise getrennt ausgebildet sind, 16, der mit dem Gehäuse verschweißt ist. Der obere wobei die Antriebseinrichtung für die Abstreif- und Verschluß 12 ist mit einem Einlaß 18 für die Be-Rührvorrichtung in dem Wärmeaustauschzylinder Schickung und mit einem Auslaß 20 zum Abziehen mit einer höheren Drehzahl umläuft als die Antriebs- 65 des behandelten Materials versehen. Die Zufuhr des einrichtung für die Abstreifvorrichtung in dem Ring- Kühlmittels zum Mantel 22 erfolgt durch den Einlaß raum. 24 und der Auslaß 26 dient zum Abziehen des Kühl-

Bei der Wärmeaustauschbehandlung viskoser flui- mittels. Es ist auch möglich, das Kühlmittel umge-