DE19806934A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung homogener Mischungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung homogener MischungenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, in welchem kontinuierlich aus schwer mischbaren Substanzen homogene Mischungen hergestellt und online dosiert werden können unter Verwendung eines flüssigen Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischgüter in einer kleindimensionierten Mischkammer unter Druck- oder Unterdruckbedingungen (Vakuum) vermischt werden und der Mischprozeß in Verbindung mit einem Regel- und Bedienmodul (a) automatisch abläuft, indem die Mischgüter einer mit einem statischen Mischerteil und einer Niveauregulierung versehenen Mischkammer (1) zugeführt werden, wobei die Mischintensität zu jedem Zeitpunkt des Mischprozesses dadurch beeinflußt werden kann, daß der statische Mischereinsatz (12) und der zur Einstellung des Reaktionsvolumens zuständige elektronische Füllstandsensor (2) verstellbar angeordnet sind.
Description
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Herstellung und online-Dosierung homogener Mischungen aus schwer
mischbaren gasförmigen, flüssigen oder festen Mischgütern unter Verwendung eines
flüssigen Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser.
Bei den flüssigen Mischsubstanzen kann es sich um Emulsionen, Dispersionen oder
dergleichen handeln, feste Mischsubstanzen können aus Pulvern, Granulaten oder
dergleichen bestehen.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur kontinuierlichen Herstellung und
Dosierung homogener Mischungen eingesetzt werden. Hierbei sind mit Einschränkungen
die sogenannten STATISCHEN MISCHER und die DYNAMISCHEN MISCHER
(siehe Fachzeitschrift "Chemie-Anlagen-Verfahre" 4/97, Seite 89), sowie die
DE-PS 32 22 209 erwähnenswert.
In der genannten DE-PS 32 22 209 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von
Mischungen und inline Dosierungen aus zwei schwer mischbaren Komponenten,
vorzugsweise aus Wasser und einer Polyacrylamid-Suspension beschrieben, bei welcher
die Komponenten über je eine Dosierstelle einer geschlossenen, mit einer Turbine
versehenen Mischzelle zugeführt und vermischt werden, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß in der Mischzelle ein Gaspolster durch Zuführung von Luft gebildet wird, womit die
Mischgüter zunächst "kontaktlos" gehalten werden und daß die intensive Vermischung in
einem der Mischzelle angeschlossenen Rohrmischer erfolgt.
Mit der genannten DE-PS ist auch eine Vorrichtung beschrieben, die ausschließlich auf die
Mischung flüssiger Dosiergüter ausgerichtet ist und zur Durchführung des Verfahrens
dient. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen daraus, daß mittels eines Injektors die Luft
für das Gaspolster erzeugt wird und in der Mischzelle eine Turbine angeordnet ist die
durch Druckdifferenz der ersten Komponente angetrieben wird, und daß die Zuleitung der
zweiten Komponente im Abstand von der Mischgutoberfläche angeordnet ist.
Bei den statischen Mischern, sie werden wegen ihrer kleindimensionierten Bauweise auch
als Rohrreaktoren bezeichnet, handelt es sich um Mischer, die im meist kontinuierlichen
Einsatz, wenig Platz benötigen und im Vergleich zu den dynamischen Mischern
preisgünstig beschafft werden können. Wegen der fehlenden beweglichen Teile sind u. a.
die laufenden Betriebskosten und die Rüstzeiten bei Sortenwechseln gering. Es sind
Apparate mit feststehenden Einbauten, die unter Nutzung der Strömungsenergie die
Mischung fluider Produktströme bewirken. Sie werden zur kontinuierlichen und
diskontinuierlichen Homogenisierung und Dispergierung in allen Bereichen der
chemischen Prozeßtechnik eingesetzt.
Hierzu müssen allerdings die Mischgüter bereits vorvermischt oder zusammengeführt sein
bevor sie über eine Fördereinrichtung (Pumpe) zur weiteren intensiven Vermischung dem
statischen Mischer zugeführt werden.
Eine direkte Zusammenführung und Vermischung mehrerer Mischgüter im Mischerkörper
ist konstruktionsbedingt nicht möglich, da der statische Mischer lediglich aus einem Rohr
mit feststehenden statischen Mischereinsätzen besteht. Diese Mischereinsätze weisen je
nach Mischaugabe unterschiedliche geometrische Formen auf, sie sind allerdings während
des Mischprozesses nicht veränderbar und können somit auch keinen Einfluß nehmen auf
die Lösungsqualität der Mischung. Durch die geschlossene Bauweise ist auch eine visuelle
Kontrolle des Mischprozesses nicht möglich (Fachzeitschrift "CHEMIE TECHNIK",
25. Jahrgang -1996- Nr. 1, Seite 12 + Nr. 8, Seite 38).
Bei den dynamischen Mischern handelt es sich im Gegensatz dazu um in der Regel
diskontinuierlich, also im Chargenbetrieb arbeitende Mischer, welche sehr teuer in der
Anschaffung sind und erheblich mehr Platzbedarf erfordern. Die Rüst- und
Reinigungsarbeiten sind demensprechend mit einem erheblichen Mehraufwand verbunden.
Systembedingte bewegliche und rotierende Teile erfordern somit auch einen
ungleichmäßig höheren Betriebskosten- und Energieaufwand als bei statischen Mischern
üblich.
Wenn im Vergleich zu statischen Mischern dynamische Mischer in einem Arbeitsgang
Mischgüter zusammenführen und diese gleichzeitig miteinander vermischen können, ist der
dafür erforderliche technische Aufwand sehr groß. Dies gilt gleichermaßen, wenn innerhalb
des Mischbetriebes Veränderungen an der Vorrichtung vorgenommen werden können,
welche einen direkten Einfluß auf die Mischgüte haben, indem z. B. die in den Mischraum
eingetragenen Mischenergien verändert werden durch Variationen der
Rührwerksdrehzahlen, Antriebsleistungen etc., oder durch Begrenzung des
Mischraumvolumens durch Niveaubegrenzungen des Ansatzbehälters etc.
Zusätzliche Gefahren bei explosionsgefährdeten Mischgütern sind wegen der relativ
großen vorgehaltenen Mischraum- und Vorratsvolumina nicht unerheblich. Mischgüter mit
luft- oder sauerstoffempfindlichen Eigenschaften sind für Mischverfahren im offenen
System nicht oder nur beschrankt geeignet.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem wesentliche Nachteile der aufgeführten
bekannten Mischsysteme beseitigt werden können und folgenden Merkmalen beinhalten:
- - geringe Investitionen,
- - kleine Bauweise, geringer Platzbedarf,
- - Einsatz über einen weiten Viskositätsbereich der Mischgüter,
- - Energieeintrag in weiten Bereichen den Mischgütern anpaßbar,
- - minimales Reaktionsvolumen für gefährliche Mischaufgaben,
- - enges Verweilzeitspektrum,
- - gute Anpassung an vorhandene Rohrsysteme,
- - minimaler Verschleiß,
- - hoher Selbstreinigungseffekt,
- - keine rotierenden Teile,
- - automatischer Betrieb mit visueller Überwachungsmöglichkeit.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Mischgut direkt einer Mischkammer
zugeführt und dort visuell kontrollierbar vermischt werden. Korrekturen bzw. Eingriffe
während des Mischprozesses sind dabei jederzeit möglich, indem ein statischer
Mischereinsatz und eine für das Füllniveau zuständiger elektronischer Füllstandsensor
höhenverstellbar angeordnet sind. Außerdem kann das Verfahren sowohl im Druck- als
auch im Unterdruckbereich (Vakuum) durchgeführt werden. Die Verfahrensdurchführung
im Unterdruckbereich findet dann Anwendung, wenn störende Luft- oder
Sauerstoffeinflüsse vermieden werden sollen, z. B. bei oxidationsempfindlichen
Mischgütern. Die bereits hierfür eingesetzten, bekannten Mischsysteme erfordern einen
erheblichen technischen Mehraufwand als es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der
Fall ist.
Bei der Verfahrensweise im Überdruckbereich besteht durch eine zusätzlich installierte
Belüftungseinheit die Möglichkeit, das Lösungsmittel vor Eintritt in die Mischzone intensiv
zu belüften und, falls es die Mischaufgabe erforderlich macht, den beim anschließenden
Mischprozess von der Mischung nicht aufgenommenen Überschußanteil mittels einer
Entlüftungsvorrichtung sofort wieder aus der gleichen Mischkammer zu beseitigen.
Neue Mischaufgaben können mit diesem Verfahren realisiert und durchgeführt werden, so
z. B. auch durch eine modulare Zusammenfassung mehrerer hintereinander geschalteter
Mischkammern im Verbund.
In Verbindung mit der Fördereinrichtung, beispielsweise einer kombinierten Saug- und
Druckpumpe, lassen sich die Mischkammern sehr gut kombinieren, indem z. B. eine
Mischkammer in der Saugleitung unter Unterdruckbedingungen und eine weitere
Mischkammer gleichzeitig in der Druckleitung derselben Pumpe unter
Überdruckbedingungen betrieben werden.
Jede Mischeinheit ist mit einer kleindimensionierten Steuerungselektronik mit visueller
Statusanzeige zur Durchführung eines vollautomatischen Verfahrensablaufes kombiniert.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine vorteilhafte
Ausgestaltung im Patentanspruch 2 angegeben, welche darin besteht, daß in einem
kleindimensionierten Reaktionsraum einer Mischkammer, welche mit einem durchsichtigen
Oberteil ausgestattet ist, die Mischgüter kontrolliert zusammengeführt und sofort intensiv
miteinander vermischt werden, wobei zu jedem Zeitpunkt des Mischprozesses die
Möglichkeit besteht, durch stufenlose Veränderungen z. B. der statischen Mischerposition
oder des für das Mischkammerfüllniveaus zuständigen elektronischen Füllstandsensors in
den Mischprozeß wirkungsvoll einzugreifen. Mittels eines mit der Mischkammer
verbundenen Regel- und Bedienmoduls, dessen elektronische Schaltungsvorgänge hier
nicht dargestellt sind, kann der Mischvorgang automatisiert und die aktuelle Verschaltung
der Mischvorrichtung zusätzlich visualisiert werden.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß
Anspruch 2 beschrieben.
Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel eines Gesamtschaltschemas und einer
bevorzugten Ausführungsform das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung
näher erläutert werden.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein Prinzipschema einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der
Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein Schaltschema zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Unterdruckbereich (Vakuum),
Fig. 3 zeigt ein Schaltschema zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Überdruckbereich,
Fig. 4 zeigt ein Schaltschema zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der
Kombination der Anordnungen gemäß Fig. 2 und Fig. 3,
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der stufenlosen Verstellmöglichkeiten zur
Einflußnahme auf die Mischqualitäten.
Wie aus den Figuren zu ersehen ist, besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus zwei
Basisteilen, der Mischkammer (1) mit einem kleindimensionierten Reaktionsraum, in
welchem die Mischgüter zusammengeführt und vermischt werden, sowie einem mit der
Steuerleitung (f) verbundenen elektronischen Regel- und Bedienmodul (a) mit welchem
eine kontinuierliche und insbesondere eine vollautomatische Durchlaufvermischung
gewährleistet ist.
Aus der Anordnung Fig. 1 ist zu ersehen, daß eine Dosierschleuse (3) auf dem
Scheitelpunkt der Mischkammer aufgesetzt ist, an dessen Körper sich die
Versorgungsanschlüsse für das Mischgut (5), einem kombinierten Vakuum -
Druckmanometer (4) mit Sicherheitsventil (4/1) und der beiden Versorgungsanschlüsse
(6) (7) befinden, welche unabhängig voneinander über die flexiblen Versorgungsleitungen
(6/1) und (7/1) von den jeweiligen Magnetventilen (6/5) und (7/5) bzw. über die beiden
Handventile (6/4) und (7/4) beaufschlagt werden. Bei den Positionen (6/2) (7/2) und (6/6)
(7/6) handelt es sich lediglich um Anschlußarmaturen für die jeweiligen Be- oder
Entlüftungsversorgungsleitungen, wobei diese zur Kontrolle mit Manometern (6/3) und
(7/3) versehen sind. Der vorrangig für Belüftungaufgaben vorgesehene
Versorgungsstrang mit dem integrierten Magnetventil (7/5), kann auch über das
Rückschlagventil (7/7) und die Belüftungseinheit (10) gasförmige Medien direkt in das
Lösungsmittel injizieren, was beim Belüftungsvorgang über den Versorgungsstrang mit
dem integrierten Magnetventil (6/5) sonst nur indirekt, über die lösungsmittelfreie Zone
(LZ), möglich ist. Die Anordnung der beiden voneinander unabhängig arbeitenden Be- und
Entlüftungssysteme erlauben eine Belüftung des Lösungsmittels über das Magnetventil
(7/5) und der Belüftungseinheit (10), wobei gleichzeitig die Entlüftung der Mischkammer
(1) über Magnetventil (6/5) in die freie Atmosphäre möglich ist. Diese Be- und
Entlüftungsvorgänge werden vollautomatisch vom Regel- und Bedienmodul (a) gesteuert.
Über den Zulauf (8) wird das Lösungsmittel in die Mischkammer (1) eingebracht, durch die
Belüftungseinheit (10) belüftet und durch einen in der Bohrung (11) integrierten statischen
Mischereinsatz (12) in hochturbulente rotierende Ringschichten versetzt. Das Mischgut
wird dabei von der Dosierschleuse (3) kommend über die lösungsmittelfreie Zone (LZ)
senkrecht von oben in diese turbulente Losungsmittelströmung eingebracht, vermischt und
über einen Verteilerboden (13) dem Ausgang (9) zugeführt, um die Mischkammer (1) als
homogene Mischung zu verlassen.
Aus der Anordnung Fig. 2 ist der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Unterdruckbereich, z. B. in der Saugleitung einer Saug- und Druckpumpe (9/1) mit
nachgeschaltetem Ventil (9/2) sowie Durchflußmesser/Durchflußwächter (9/3) dargestellt.
Bei dieser Verfahrensanordnung wird das Regel- und Bedienmodul (a) mit dem
Schalter (d) auf die Funktion "belüften"eingestellt.
Diese Belüftungsfunktion ist im Unterdruckbereich ausschließlich dafür vorgesehen, das
Füllstandsniveau in der Mischkammer (1) konstant zu halten. Sollte das Flüssigkeitsniveau
im Reaktor soweit ansteigen, daß der in einer voreingestellten Position justierte
elektronische Füllstandsensor (2) aktiviere wird, so öffnet das Magnetventil (6/5)
intervallartig und eine über das Handventil (6/4) feindosierte Luftmenge wird über die
Anschlußarmaturen (6/6) (6) und die Dosierschleuse (3) der Mischkammer (1)
zugeführt, bis sich das gewünschte Füllstandniveau im Reaktor wieder eingestellt und das
Magnetventil (6/5) wieder schließt. Als Belüftungsmedium kann dazu z. B. atmosphärische
Außenluft eingeschnüffelt werden.
Die für den Mischprozess eingesetzten Mischgüter werden wie in den Fig. 2, 3, 4 dargestellt
von einer extern betriebenen Dosiereinheit (5/1) über die Anschlußarmatur (5) und der
Dosierschleuse (3) durch die vom Füllstandsniveau der Mischkammer (1) abhängige
lösungsmittelfreie Zone (LZ) senkrecht in die durch den statischen Mischerteil (12)
erzeugte turbulente Lösungsmittelströmung eingebracht.
Die für die Förderung der fertigen Mischung erforderliche Saug- und Druckpumpe (9/1)
zieht aus der Anschlußarmatur des Ausgangs (9) der Mischkammer (1) die
verfahrensgemäß hergestellte homogenen Mischung kontinuierlich ab, um diese über das
Ventil (9/2) und den Durchflußmesser/Durchflußwächter (9/3) an den Endverbraucher zu
transportieren. Der sich bei diesem Verfahren einstellende UNTERDRUCK in der
Mischkammer (1) kann durch ein nicht dargestelltes Druckminderventil in der
Lösungsmittel zuführenden Versorgungsleitung des Eingangs (8) eingestellt werden.
Über die Steuerleitung (g) ist das Regel- und Bedienmodul (a) mit den Stellgliedern der
Pumpe (9/1) und des Ventils (9/2), mit dem Durchflußmesser/Durchflußwächter (9/3) und
der Dosiereinheit (5/1) verbunden. Schaltungstechnisch sind dabei diese Aggregate so
miteinander verschaltet, daß Abweichungen in der vorgegeben Durchflußmenge vom
Durchflußmesser/Durchflußwächter (9/3) registriert und z. B. durch Abschalten der
Pumpen (5/1) (9/1) oder Schließen des Ventils (9/2) ausgeregelt werden. Mit dieser
Maßnahme wird ein unkontrollierter Mischprozeß vermieden und stets eine
gleichbleibende Lösungskonzentration sichergestellt.
Aus der Anordnung Fig. 3 ist der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Überdruckbereich, z. B. in der Druckleitung einer Saug- und Druckpumpe (8/3) mit
nachgeschaltetem Ventil (8/2) sowie Durchflußmesser/Durchflußwachter (8/1) dargestellt.
Bei dieser Verfahrensanordnung wird das Regel und Bedienmodul (a) mit dem
Schalter (d) auf die Funktion "belüften"eingestellt.
Diese Belüftungsfunktion ist im Überdruckbereich ebenso wie im Unterdruckbereich Fig. 2
ausschließlich dafür vorgesehen, das Füllstandsniveau in der Mischkammer (1) konstant
zu halten. Als Belüftungsmedium ist z. B. Druckluft geeignet.
Die für den Mischprozess eingesetzten Mischgüter werden wie in den Fig. 2, 3, 4 dargestellt
von einer extern betriebenen Dosiereinheit (5/1) in gleicher Weise wie im
Unterdruckbereich gemäß Fig. 2 in die Lösungsmittelströmung der Mischkammer
eingebracht.
Eine für die Förderung des Lösungsmittels erforderliche Saug- und Druckpumpe (8/3)
drückt durch das Ventil (8/2) und dem Durchflußmesser/Durchflußwächter (8/1) das
Lösungsmittel durch den Eingang (8) in die Mischkammer (1) hinein, sodaß ebenso wie im
Unterdruckbereich gemäß Fig. 2 eine verfahrensgemäße homogenen Mischung
kontinuierlich hergestellt und über den Ausgang (9) zu dem Endverbraucher kontinuierlich
transportiert werden kann.
Über die Steuerleitung (g) sind Regel- und Bedienmodul (a) mit den Stellgliedern der
Pumpe (8/3) und des Ventils (8/2) mit dem Durchflußmesser/Durchflußwächter (8/1) und
der Dosiereinheit (5/1) verbunden. Schaltungstechnisch sind dabei diese Aggregate
ebenso elektrisch miteinander verschaltet wie in Fig. 2 dargestellt.
Bei der Durchführung des Mischverfahrens im Überdruckbereich kann mit dem zweiten Be- und
Entlüftungsstrang, z. B. Druckluft oder ein anderes gasförmiges Medium der
Mischkammer (1) zum Belüften des Lösungsmittels zugeführt werden. Über die
Anschlußarmatur (7/6), das Magnetventil (7/5) das Handventil (7/4) und das
Rückschlagventil (7/7) gelangt das Gas in die Belüftungseinheit (10) um sich dann feinst
verteilt mit dem Lösungsmittel zu verbinden bevor der eigentliche Mischprozess im
nachfolgenden Reaktionsraum stattfindet. Mit dieser vorteilhaften Anordnung kann
beispielsweise Einfluß genommen werden auf einen mehr oder weniger schnellen
Stoffaustausch, Reifeprozess etc.
Bei Gas-Flüssigkeits-Reaktionen ist der Reaktionsverlauf durch die Geschwindigkeit des
Stoffübergangs bestimmt. Da sich infolge der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch das
sehr klein dimensionierte Reaktionsvolumen der Mischkammer kurze Mischzeiten
(Sekunden bis zu Sekundenbruchteilen) realisieren lassen, eignet sich das hier
beschriebene Verfahren auch insbesondere für Gas-Flüssigkeits-Reaktionen.
Überschüssiges Gas, daß vom Lösungsmittel nicht aufgenommen werden kann, aber der
Mischung wieder entzogen werden soll, kann vom ersten Be- und Entlüftungsstrang über
die Anschlußarmatur (6) und das Handventil (6/4) bzw. Magnetventil (6/5) gemäß der
Beschreibung Fig. 1 entfernt werden. Bei dieser Verfahrensanordnung wird das Regel- und
Bedienmodul (a) mit dem Schalter (d) auf die Funktion "entlüften" eingestellt.
In der Anordnung Fig. 4 ist der Betrieb der Vorrichtung mit der Mischkammer (1) im
Unterdruckbereich, gemäß der Beschreibung Fig. 2 und gleichzeitig mit der Mischkammer
(1'') im Überdruckbereich, gemäß der Beschreibung Fig. 3 dargestellt, wobei jede
Mischkammer als eigenständiges Mischmodul betrieben werden kann.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren in der dargestellten Anordnung hat z. B. folgende
Vorteile:
- - in nur einem Arbeitsgang können zwei unterschiedliche Mischgüter miteinander vermischt werden,
- - die für den Transport von Mischungen benötigte Förderpumpe (9/1) kann optimal ausgenutzt bzw. als zusätzliche Mischvorrichtung mitbenutzt werden,
- - es können besonders schwer mischbare Mischgüter in zwei unterschiedlichen Druckbereichen (Unterdruck - und Überdruckbereich) miteinander vermischt werden,
- - physikalisch unterschiedliche Mischgüter können in einem Arbeitsgang miteinander vermischt werden, z. B. in der Mischkammer (1) ein festes Mischgut und in der Mischkammer (1'') ein flüssiges Mischgut, oder umgekehrt.
In der Anordnung Fig. 5 werden schematisch die stufenlosen Verstellmöglichkeiten
dargestellt, mit dessen Hilfe zu jedem Zeitpunkt des Mischprozesses Einfluß auf die
Mischqualität genommen werden kann.
Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn sich während des Mischvorganges
Veränderungen einstellen, die beispielsweise die Durchsatzmengen, Temperaturen,
Viskositäten, Oberflächenaktivitäten oder ähnliches betreffen können.
Die Darstellung "Mischer abgesenkt" soll symbolisch zeigen, daß der statische
Mischereinsatz (12) in der Bohrung (11) höhenverstellbar angeordnet ist.
Bei Einsatz unterschiedlicher Mischerformen kann der den Mischer umspülende
Lösungsmittelstrom veränderliche Mischgeometrien erzeugen und damit entsprechend der
Mischerposition unterschiedliche Mischenergien und Mischeffekte in den Reaktionsraum
der Mischkammer (1) einbringen.
Die Darstellung "Niveausensor abgesenkt" soll symbolisch zeigen, daß der elektronische
Füllstandsensor (2) höhenverstellbar an der Außenwandung der Mischkammer (1)
angeordnet ist, wobei die Erfassung des Füllstandes in der Mischkammer berührungslos
ohne Kontakt zum Medium erfolgt. Mit der jeweiligen Positionierung des Sensors (2) wird
dementsprechend auch das Füllvolumen vorbestimmt, sodaß sich mit dieser Anordnung
folgende Vorteile erzielen lassen:
- - die Einmisch- und Benetzungsfähigheiten der Mischgüter lassen sich individuell beeinflußen,
- - die berührungslos arbeitende Niveauerfassung ist verschleißfrei und unempfindlich gegen Verschmutzungen aller Art. Reaktionen zwischen Mischgut und Sensor (2), wie sie z. B. bei Direktkontakten auftreten können, sind ausgeschlossen.
- - das einmal mit dem Füllstandsensor fixierte Füllstandniveau bleibt im Sinne eines konstanten Mischergebnisses solange erhalten, bis eine neue Einstellung erfolgt. In Verbindung mit dem Regel- und Bedienmodul (a) und dem eingangs beschriebenen Be- und Entlüftungssystem wird dieser Vorgang vollautomatisch durchgeführt.
Claims (22)
1. Ein Verfahren und eine Vorrichtung, in welchem kontinuierlich aus schwer mischbaren
gasförmigen, flüssigen oder festen Mischgütern homogene Mischungen hergestellt und
online dosiert werden können unter Verwendung eines flüssigen Lösungsmittels,
vorzugsweise Wasser, wobei die Vermischung in mindestens einer kleindimensionierten
Mischkammer unter Druck- oder Unterdruckbedingungen (Vakuum) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mischprozeß in Verbindung mit einem
Regel- und Bedienmodul automatisch abläuft, indem die Mischgüter einer mit einem
statischen Mischerteil und Niveauregulierung versehenen Mischkammer zugeführt
werden, wobei die Mischintensität zu jedem Zeitpunkt des Mischprozesses dadurch
beeinflußt werden kann, daß der statische Mischereinsatz und der zur Einstellung des
Reaktionsvolumens zuständige elektronische Füllstandsensor verstellbar angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bestehend aus mindestens einer, mit einem
höhenverstellbaren statischen Mischerteil (12), einem Verteilerboden (13), einer
Belüftungseinheit (10) und einem höhenverstellbaren elektronischen Füllstandsensor (2)
der durch das Steuerkabel (f) mit einem elektronischen Regel- und Bedienmodul (a)
verbunden ist, ausgerüsteten kleindimensionierten Mischkammer (1), auf dessen
durchsichtigem Oberteil eine Dosierschleuse (3) aufgesetzt ist, an der sich ein
kombiniertes Vakuum-Druck-Manometer (4) mit Sicherheitsventil (4/1) befindet
sowie die Anschlußarmaturen für das Mischgut (5), der Anschlußarmatur (6) für den
ersten Be- und/oder Entlüftungsstrang, bestehend aus der flexiblen Versorgungsleitung
(6/1), der Anschlußarmatur (6/2) mit Manometer (6/3), dem Dosierventil (6/4), dem
Magnetventil (6/5) und der Anschlußarmatur (6/6), wobei der zweite Be- und/oder
Entlüftungsstrang aus der Anschlußarmatur (7) mit der flexiblen Versorgungsleitung
(7/1), der Anschlußarmatur (7/2) mit Manometer (7/3), dem Dosierventil (7/4), dem
Magnetventil (7/5) der Anschlußarmatur (7/6) und dem Rückschlagventil (7/7) für die
Verbindung zur Belüftungseinheit (10) besteht welche sich im Unterteil der
Mischkammer (1) befindet um bei der Durchführung des Verfahrens im
Überdruckbereich, das Belüftungsmedium im Gegenstrom in das vom Eingang (8)
eingeführte Lösungsmittel einzubringen, wobei das mit dem Belüftungsmedium
angereicherte Lösungsmittel anschließend durch die Bohrung (11) den statischen
Mischereinsatz (12) passiert und nach Vermischung mit dem senkrecht von der
Dosierschleuse (3) über eine lösungsmittelfreie Zone (LZ) eintretenden Mischgut durch
den Verteilerboden (13) und den Ausgang (9) die Mischkammer (1) als homogene
Lösung verläßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Oberteil der Mischkammer (1) aus
durchsichtigem und stoßfestem Material besteht,
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, wobei das Fassungsvermögen einer
Mischkammer (1) in ihrer kleinsten Ausführungsform auf ca. 1 Liter Gesamtvolumen
begrenzt ist,
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, wobei eine Führungskonsole zur Aufnahme
eines Sensors (2) fest mit der Außenwandung der Mischkammer (1) verbunden ist,
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Sensor (2) mit einer Grundplatte versehen ist, an der sich eine Leuchtdiode
zur Ausleuchtung der Mischkammer (1) befindet,
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Anschlußarmaturen (5, 6, 7, 6/2, 7/2, 6/6, 7/6) als Schnellverschlüsse mit
integrierten Rückschlagventilen ausgeführt sind,
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Dosierschleuse (3) so konzipiert ist, daß sie als Mischgutpassage die
Verbindung zwischen der Mischkammer (1) und den Mischgütern incl. der Be- und
Entlüftungselemente herstellt,
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Dosierschleuse (3) mit einem einstellbaren Sicherheitsventil (411), zur
Absicherung der Mischkammer (1) gegen Drucküberschreitung verbunden ist,
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein statischer Mischereinsatz (12) im Zentrum des Unterteils der
Mischkammer (1) höhenverstellbar in der Bohrung (11) angeordnet ist,
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein konvexer und mit eingestanzten Schlitznuten als Strömungsbrecher
versehener Verteilerboden (13) im Unterteil der Mischkammer (1) angeordnet ist,
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der elektronische Füllstandsensor (2) an der
Außenwandung der Mischkammer (1) höhenverstellbar angeordnet ist und
berührungslos, durch die Mischkammerwandung hindurch, den Füllstand in der
Mischkammer (1) erfaßt,
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Magnetventile (6/5) (7/5) und der elektronische Füllstandsensor (2) mit
einem Regel- und Bedienmodul (a) über die Steuerleitung (f) elektrisch miteinander
verbunden sind,
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Regel- und Bedienmodul (a) auch mit externen Aggregaten wie z. B. der
Mischgut-Dosiervorrichtung (5/1), der Saug- und Druckpumpe (9/1), dem Ventil (9/2)
oder dem Durchflußwächter (9/3) über die Steuerleitung (g) elektrisch miteinander
verbunden ist,
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Regel- und Bedienmodul (a) auch mit externen Aggregaten wie z. B. der
Saug- und Druckpumpe (8/3), dem Ventil (8/2) und dem Durchflußmesser/Durch
flußwächter (8/1) über die Steuerleitung (g) elektrisch miteinander verbunden ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Regel- und Bedienmodul (a) auf der Oberfläche seines Gehäuses symbolisch
die Mischkammer mit den jeweiligen dazugehörigen Aggregaten darstellt, welche mit
blinkenden- und/oder farblich wechselnden Leuchtdioden versehen sind, die die aktuelle
Verschaltung der Mischvorrichtung kenntlich macht, insbesondere der Magnetventile
(6/5) (7/5), des elektronischen Füllstandsensors (2) und der Funktionsleuchte (b),
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Regel-und Bedienmodul (a) auf der Oberfläche seines Gehäuses symbolisch
die Mischkammer mit den jeweiligen dazugehörigen Aggregaten darstellt, welche mit
blinkenden- und/oder farblich wechselnden Leuchtdioden versehen sind, die die aktuelle
Verschaltung der Mischvorrichtung kenntlich macht, insbesondere der
Magnetventile (6/5) (7/5), des elektronischen Füllstandsensors (2), der Funktionsleuchte
(b) und der Mischgut-Dosiervorrichtung (5/1) und/oder der Ventile (8/2) (9/2),
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Regel-und Bedienmodul (a) auf der Oberfläche seines Gehäuses mit je einem
elektrischen Schalter (d) zum Be- oder Entlüften und (e) zum EIN/AUS-schalten des
Moduls versehen ist,
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Regel-und Bedienmodul schaltungstechnisch so konzipiert ist, daß eine
elektrische Verbindung aller dargestellten elektrisch betriebenen Aggregate miteinander
gegeben ist und mit dem Einsatz von elektronischen Bausteinen somit ein
automatischer Mischvorgang gemäß der vorhergehenden Ansprüche eingestellt werden
kann, wobei die Energieversorgung des Regel- und Bedienmoduls mittels des
Steckers (c) aus herkömmlichen 240-Volt-Steckdosen erfolgt,
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Mischkammer (1) unter Unterdruckbedingungen (Vakuum) betrieben wird z. B.
in der Saugleitung einer Saug- und Druckpumpe (9/1), nachgeschaltetem Ventil (9/2)
und Durchflußmesser/Durchflußwächter (9/3),
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Mischkammer (1) unter Überdruckbedingungen betrieben wird z. B. in der
Druckleitung einer Druck- und Saugpumpe (8/3), mit nachgeschaltetem Ventil (8/2) und
Durchflußmesser/Durchflußwächter (8/1),
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Mischkammer (1) unter Unterdruckbedingungen (Vakuum) betrieben wird z. B.
in der Saugleitung einer Saug- und Druckpumpe (9/1), und anschließend eine zweite
Mischkammer (1'') unter Überdruckbedingungen in der Druckleitung der gleichen Saug- und
Druckpumpe (9/1) betrieben wird, mit nachgeschaltetem Ventil (9/2) und
Durchflußmesser/Durchflußwächter (9/3).
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|---|---|---|---|---|
| CN112892390A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-04 | 江西省奋发粘胶化工有限公司 | 一种硅酮胶用智能化调色设备 |
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| DE927685C (de) * | 1950-12-28 | 1955-05-16 | Paul Vollrath Maschinenfabrik | Mischvorrichtung fuer Fluessigkeiten mit pulvrigen oder koernigen Stoffen |
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- 1999-02-10 DE DE59906142T patent/DE59906142D1/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112892390A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-04 | 江西省奋发粘胶化工有限公司 | 一种硅酮胶用智能化调色设备 |
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| EP0945168A1 (de) | 1999-09-29 |
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