DE1917743A1

DE1917743A1 - Vorrichtung zur Behandlung elektrisch leitfaehigen Stoffes in fluessigem Zustand

Info

Publication number: DE1917743A1
Application number: DE19691917743
Authority: DE
Inventors: Gerlach Dipl-Ing Dr Gottfried
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1970-10-15

Description

Vorrichtung zur Behandlung von elektrisch leitfähigen Stoffen in flüssigem Zustand Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung von elektrisch leitfähigen Stoffen in flüssigem Zustand, bestehend aus einem Gefäß, das von elektrischen Wicklungen umgeben ist.
Zweck der Erfindung sind insbesondere Mischvorgänge, Wärmeaustausch und die Durchführung chemischer Reaktionen, wobei die zweite Komponente nicht leitfähig oder flüssig zu sein braucht.
Es sind die verschiedensten Arten von Induktionsapparaten bekannt, die jedoch alle den Nachteil haben, daß die leitfähige flüssige Komponente eine geringe freie Oberfläche aufweist, bzw.
daß die Gefäße zum Erzielen einer großen Oberfläche sehr flach gestaltet sein müssen, wodurch die Wirkung des elektrischen Feldes geschwächt wird, bzw. es muß ein sehr starkes elektrisches Feld erzeugt werden. Das Vorhandensein einer großen freien Oberfläche ist jedoch wichtig für Misch- und Reaktionsvorgänge, damit möglichst viele Partikelchen der beteiligten Komponenten gleichzeitig miteinander in Kontakt geraten.
Die Aufgabe, ein Gefäß mit geringen Abmessungen zu schaffen, das dennoch eine große freie Oberfläche der flüssigen Komponente ermöglicht, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wicklung als Polwicklung nach Art des Stators eines Drehstrommotors um das Gefäß herum angeordnet ist.
Dadurch wird erreicht, daß die flüssige Komponente an der Wandung des Gefäßes hochgezogen wird, so daß im Zentrum ein-freier Raum entsteht. Die freie Oberfläche der flüssigen Komponente ähnelt der Fläche eines Rotationsparaboloids. In den freien Innenraum wird die zweite Komponente eingegeben.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Innenkontur des Gefäßes rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß jeweils in einer waagerechten Ebene die Dicke der Flüssigkeitssäule von der Wandung zur freien Oberfläche gemessen, überall gleich ist. Damit ist auch die Einwirkung des elektrischen Feldes relativ homogen.
Vorzugsweise ist das Gefäß von einem kühlmantel umgeben, wobei mittels eines Kühlmediums die Reaktionswärme abgeführt wird.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform sind die -Leiter der Polwicklungen mit Kühimänteln versehen. Für die Zuführung der zweiten Komponente ragt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Zufuhrrohr mit höhenverstellbarer Mündung in das Gefäß hinein, und zwar ist seine Mündung vorzugsweise so angeordnet, daß sie nahe Über der untersten Stelle der Blüssigkeitsoberfläche mündet. Im übrigen lassen sich aber auch besondere Ausführungsformen von Mündungen mit Verteilerelementen, wie Düsen, Schleuderteller oder ähnliches vorsehen.
Für den kontinuierlichen Betrieb der Vorrichtung sieht die Erfindung eine Auslaßöffaung am Gefäß vor, die vorzugsweise im Bereich des oberen Randes der Flüssigkeit in der Gefäßwandung angeordnet ist.
Das besonders Vorteilhafte der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die flüssige Komponente bei relativ kleinem Gefäß eine große freie Oberfläche aufweist und wegen der starken inneren Umwälzung in der flüssigen Komponente durch'dlen'E'ira'-c fluß des elektrischen Feldes die Teilchen immer wieder an die Oberfläche getragen werden, um mit der zweiten Komponente zu reagieren.
Besonders eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung für die chemische Reaktion zwischen Metall- oder leitfähigen Kunststoffschmelzen und gasförmigen oder flüssigen Reaktionspartnern.
Anhand einer Zeichnung sei nun die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert, und zwar zeigen: Figur 1 eine Vorrichtung mit Luftkühlung Figur 2 eine Vorrichtung mit Wasierkühlung In Figur 1 ist das stehende Gefäß 1, das aus metallischem Werkstoff besteht und rotationssymmetrisch ausgebildet ist, am oberen Ende mit einer Einlaßöffnung 3 versehen. Ein lanzenartiges Zuführrohr 4 ist für das Einbringen einer zweiten Komponente vorgesehen. Seine Mündung 5.öffnet sich in der Nähe der untersten Stelle über der Oberfläche der rotationsparaboloidartig an der Wandung 6 des Gefäßes 1 hochgezogenen leitfähigen flüssigen Komponente 7. Die Wicklung 2, die das Gefäß 1 umgibt, entspricht in ihrem Aufbau demjenigen der Statoren von Drehstrommotoren. Dabei ist die Umlaufzahl des Drehfeldes von der Polzahl und der Frequenz des elektrischen Stromes abhängig.. Durch die Wahl einer geeigneten Frequenz läßt sich der cos ç verbessern, der an sich wegen der erheblichen Luftspalte zwischen Gefäß 1 und Wicklung 2 niedrig ist. Das Luftkühlsystem besteht aus einem Ringspalt 8, der das Gefäß 1 umgibt und dem die Luft über den Stutzen 9 zugeführt wird. Nach außen zu wird der Ringspalt 8 durch einen Strahlenschutzschirm 10 begrenzt, der den elektrischen Teil der Vorrichtung vor zu hoher Wärmeeinwirkung absichert. Ein zweiter Ringspalt 11 für Kühlluft ist zwischen den Strahlenschutzschirm 10 und der Wicklung 2 vorgesehen, dem die Luft über die Stutzen 12 zugeleitet wird.
In Figur 2 besteht das Gefäß 101 aus keramischem Werkstoff und ist in die Bohrung des Blechpaketes der Wicklung 102 eingebaut. Die Einführungsöffnung 103 für die leitfähige Komponente, die in flüssiger oder fester Form zugeführt werden kann, ist am Boden des Gefäßes 101 angeordnet. Die Zuführung der zweiten, flüssigen oder gasförmigen Komponente erfolgt durch das höhenverstellbare lanzenartige Zuführrohr 104. Das Gefäß 101 ist oben durch einen Verschlußdeckel 113 abgedichtet, der einen Gasabzug 114 aufweist. Die elektrischen Leiter 115 der Wicklung 102 sind von einem Kühlmantel 116 umgeben, der von Kühlwasser durchflossen wird. Die leitfähige Komponente nimmt unter dem Einfluß des elektrischen Feldes eine-rotat-ionsparaboloidartige Gestalt an. Mit 117 ist eine angedeutete Auslaßöffnung bezeichnet, durch die das fertige Produkt aus dem Gefäß 101 abgeführt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung von elektrisch leitfähigen Stoffen in flüssigem Zustand, bestehend aus einem Gefäß, das von elektrischen Wicklungen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (2, 102) als Polwicklungen nach Art des Stators eines Drehstrommotors um das Gefäß (1, 101) herum angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur des Gefäßes (1, 101) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1, 101) von einem Kühlmantel (8, 11) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (115) der Polwicklungen (102) mit Kühlmänteln (116) versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gefäß (1, 101) ein Zuführrohr (4, 104) mit höhenverstellbarer Mündung hineinragt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1, 101) eine Auslaßöffnung (117) im Niveau der Standhöhe der leitfähigen Komponente aufweist.

L e e r s e i t e