DE2100615B2 - Reaktionsgefäß für Stoffe in fließfähigem Zustand - Google Patents

Reaktionsgefäß für Stoffe in fließfähigem Zustand

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DE2100615B2
DE2100615B2 DE2100615A DE2100615A DE2100615B2 DE 2100615 B2 DE2100615 B2 DE 2100615B2 DE 2100615 A DE2100615 A DE 2100615A DE 2100615 A DE2100615 A DE 2100615A DE 2100615 B2 DE2100615 B2 DE 2100615B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/73Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with rotary discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

raiimes mit geringem Spiel um eine in Richtung io Monomere und Präpolymere am Einlaßende Jes
der Längsachse des Reaktorgehäuses verlaufenden Achse drehbaren Einrichtung zum Bewegen und Fördern des fließfähigen Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Reaktorgehäuses zugeführt, darin bewegt, vermischt und durch das Gehäuse gefördert, um dadurch den Ablauf eines Polymerisationsprozesses zu bewirken. Die Polymerisationsprodu'klJ werden dann am Aus-
Bewege- und Fördereinrichtung aus Scheiben be- 15 laßeirle einer solchen Vorrichtung ausgetragen.
steht, die aufeinanderfolgend in Richtung der Rotationsachse gegenüber dieser derart geneigt angeordnet sind, daß von den beiden Punkten, die auf demselben Durchmesser am Umfang einer jeden Scheibe liegen und jeweils einen kleinsten Abstand von einer der beiden Stirnseiten des Reaktorgehäuses besitzen, die jeweils einer Stirnseite näher liegenden Punkte aller Scheiben auf einer zur Rotationsachse koaxialen Schraubenlinie liegen.
2. Reaktionsgefäß nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben a!-; Lochscheiben ausgebildet sind.
3. Reaktionsgefäß nach Anspruch I, dadurch
Reaktoren dieser Art sind beispielsweise bekannt aus den USA.-Patentschriften 2 869 S38, 3 046 099 und 3 440 019. Nach diesem Stand der Technik sind für das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung bei der kontinuierlichen Herstellung von Polymeren die Ausgangsstoffe einem Reaktor zuzuführen und dort unter Reaktionsbedingungen mechanisch zu behandeln, d. h. zu vermischen, emporzuheben, fallenzulassen und durch das Reaktorgehäuse zu fördern.
Während dieser mechanischen Einwirkung auf das reagierende Material bildet sich aus den Ausganssstoffen das gewünschte Polymere, während frei werdende Bestandteile ausdampfen und abgezogen werden. Eine besondere Schwierigkeit besteht in der op-
gekennzeichnet. daß die Scheiben gitterartig aus- 30 timalen Anpassung der Reaktionsbedingungen wie gebildet sind. Temperatur und Druck auf die mechanischen Ein-
4. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche "
bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Scheiben mit unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind.
5. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrauni des Reaktorgehäuses in seinem unteren Bereich als zur Rotationsachse koaxiale Zylindermantelhälfte ausgebildet ist.
6. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche
flüsse. Die Vcrweilzeit des reagierenden Materials soll zudem in einem engen Spektrum liegen und an sich möglichst gering sein.
Mit einer Vorrichtung gemäß USA.-Patentschrift 2 869 839 können auszudampfende Bestandteile in besonders kurzer Zeit entfernt werden, während die Viskosität des fließfähigen Stoffes im Zuge der Umsetzung stark ansteigt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtung besteht jedoch in der in weiten Grenzen liegenden Verweilzeit. Das bedeutet, noch
bis:>, dadurch gekennzeichnet, daß der als rota- nicht vollständig umgesetztes Material kann sich tionssymmetrische Fläche ausgebildeten Stirn- genau wie schon'seit längerer Zeit umgesetztes Matewand an der Auslaßseite des Reaktorgehäuses ein rial in erheblichem Umfang in dem abgezogenen Podiese Stirnwand berührender schraubenförmiger 45 lykondensat befinden. Abstreifer zugeordnet ist. " ' Die Vorrichtung gemäß USA.-Patcntschrift
7. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben mit unterschiedlicher Neigung aus der Normalen der Rotationsachse angeordnet sind.
8. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewege- und Fördereinrichtung mit einer sich durch die Mittelpunkte der Scheiben erstreckenden und diese Scheiben tragenden Welle ausgebildet ist.
9. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewege- und Fördereinrichtung als ein an zwei koaxialen Stummelwellen befestigter Tragrahmen ausgebildet ist, an dem die Scheiben im Bereich ihrer Umfange befestigt sind.
)ic Erfindung bezieht sich auf ein Reaktionsgefäß Stoffe in fließfähigem Zustand, insbesondere für Polykondensation von Präpolymeren zu PoIy-3 046 099 erlaubt zwar bei ebenfalls guten Voraussetzungen für eine schnelle Ausdampfung flüchtiger Bestandteile auch eine gezielte Förderwirkung, indem außer den dazu gedachten Ringscheiben mehrere schraubenförmige Scheiben vorgesehen sind. Der konstruktive Aufwand der drehbaren Bewege- und Fördereinrichtung ist dadurch recht erheblich. Nach dem Vorschlag der USA.-Patcntschrift 3 440 019 soll zwar das Verweilzeitspcktrum besser gesteuert werden können, indem der horizontal ausgerichtete Reaktionsbehälter durch mehrere vertikale Zwischenwände in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt wird. Mit den auf der horizontalen Welle angebrachten schraubenförmigen Rührflügeln wird das Polykondensat im Kessel bewegt, wenn die Welle rotiert. Solche Rührflügel sollen derart angebracht sein, daß sie zwei unterbrochene Schrauben bilden, die gegenläufig sind und damit zu keiner effektiven Fördcrwirkung beitragen können. Bei diesem Vorschlag ist hinsichtlich der verbesserten Entfernung flüchtiger Bestandteile keine besonders vorteilhafte Lösung offenbart.
Die deutsche Patentschrift WI 55h und die |_SA.-Patentschrift 147 717 beziehen sich aligemein |uf Vorrichtungen, mit denen fließfähige Stoffe ge-JörJeri. aber keinen Reaktionsbeilingungen ausge- Sci.-i werden können. Da zudem eine Forderwirkung in Längsrichtung durch ein Reaktionsgefäß damit flieht erzielbar ist, können mit diesem Stand der Technik für das engere technische Gebiet der Erfindung keine Anregungen vermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reaktionsgefäß zu schaffen, in dem der fließfähige Stoff, gegebenenfalls unter entsprechenden Temperatur- und Druckvcihältnissen, sowohl von der Einlaßjur Auslaßseite mit drehbaren Inneneinbauten gefördert als auch mit denselben Inneneinbauten durch-Bi!seht und für das bevorzugte Anwendungsgebiet d_r Erfindung mit einem günstigen Oberflächcn-Vofcimenverhältnis oberhalb des Niveaus des fließfähi-..n Stoffes solchen Reaktionsbedingungen ausgesetzt ■·. ird. bei denen eine schnelle Ausdampfung flüchti- ;_T Bestandteile erfolgen kann.
Gemäß der Erfindung besteht zu·- Lösung dieser Aufgabenstellung die drehbare Bewege- und Fördereinrichtung aus Scheiben, die aufeinanderfolgend in Richtung der Rotationsachse gegenüber dieser derart as geneigt angeordnet sind, daß von den beiden Punki.n. die auf demselben Durchmesser am Umfang c:ner jeden Scheibe liegen und jeweils einen kleinsten Abstand von einer der beiden Stirnseiten des Reaktiüiiehäuses besitzen, die jeweils einer Stirnseite nä- !:_t liegenden Punkte aller Scheiben auf einer zur Rotationsachse koaxialen Schraubenlinie liegen.
Das bedeutet, daß eine definierte Förderwirkung eintritt, obwohl keine sonst übliche vollständige oder tjüweise Förderschnecke vorhanden ist. daß weiterhin die rotierenden schrägen Scheiben eine schonende Durchmischung des fließfähigen Materials herbeiführen und daß nicht zuletzt an den Scheiben liafter Jes Material über das Niveau herausgehoben lind dort in dünnen Schichten den Reaktion^bcdinjzungen ausgesetzt wird.
Da die Mittelpunkte der Scheiben auf der Rotationsachse liegen, wird erreicht, daß jede Scheibe bei ihrer Drehung um diese Achse eine symmetrische Bewegung ausführt. Die Neigung einer jeden Scheibe gegenüber der Normalen oder Senkrechten der Rotationsachse kann zwischen 1.5 und 45 -, vorzugsweise Zwischen 2 und 20° betragen. Der obenerwähnte Punkt am Umfang jeder Scheibe wird im folgenden Ills »Heckspurpunkt« bezeichnet, da sein Abstand Von dem in der Ebene der Stirnseite liegenden Punkt tier Rotationsachse kleiner ist als der jedes anderen Punktes auf dem Umfang der Scheibe und deshalb bei der Rotationsbewegung der Scheibe auf einer hinteren Spur läuft.
Der Aufbau von Reaktionsgefäßen gemäß der Erfindung ist wesentlich einfacher in der Herstellung |ler Einzelteile und deren Zusammenbau als schraubenförmige Schnecken oder entsprechend angeordnete Blätter bekannter Vorrichtungen. Ausführungs- ßo formen der Erfindung können vorteilhaft so aufgebaut sein, daß die Scheiben als Lochscheiben oder auch gitterartig ausgebildet sind. Die einzelnen Scheiben -- wobei auch Vollscheiben denkbar sind — können dabei aus Metall oder anderem Material (>s hergestellt sein, cas sich für die Behandlung des fließfähigen Stoffes eignet. Die Ausbildung als Lochscheibe bzw. der gitterartige Aufbau einer Scheibe ist besonders vorteilhaft in bezug auf die Vermischung. Hinsichtlich dieser Wirkung sind ebenfalls offene Speichenräder oder ähnliche Konstruktionen geeignet. Außerdem können die Scheiben am einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung, mit größeren Öffnungen ausgebildet sein als am anderen Ende, wenn eine sich während des Prozesses ändernde Viskosität für einen optimalen Verfahrensablauf auf einfache Weise berücksichtigt werden soll.
Ebenfalls vorteilhaft ist für den gleichen Zweck eine Anordnung der Scheiben mit unterschiedlichen Abständen voneinander, beispielsweise derart, daß die Scheiben am einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung mit geringeren Abständen voneinander angeordnet sind als am anderen Ende.
Das Gehäuse des Reaktionsgefäßes mit einer eingebauten Bewege- und Fördereinrichtung gemäß der Erfindung kann in bekannter Weise ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dann, wenn der Innenraum des Reaktorgehäuses in seinem unteren Bereich als zur Ruiationsachse koaxiale Zylindermantelhälfte ausgebildet ist. Mit einer solchen Vorrichtung kann mit kontinuierlichem Durchsatz gefahren werden, wobei das aufzunehmende Material am Einlaßende zugegeben und am Auslaßende das Material, welches durch die Bewege- und Fördereinrichtung dorthin gefördert und während dieser Zeit vermischt wurde und reagierte, abgezogen wird. Das Reaktorgehäuse ist zumindest im unteren Bereich des Kessels, der fortwährend von der zu behandelnden Masse berührt oder benetzt wird, zylindrisch ausgebildet und weist das geringe Spiel mit den rotierenden Teilen auf.
Allgemein werden Vorrichtungen geschlossener Bauart verwendet, die je nach Bedarf Einrichtungen für die Zufuhr von Wärme. Druck, Vakuum usw. besitzen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der als rotationssymmetrische Fläche ausgebildeten Stirnwand an der A"slaßseite des Reaktorgehäuses ein diese Stirnwand berührender schraubenförmiger Abstreifer zugeordnet sein. Bei der Drehung der Bewege- und Fördereinrichtung wird dadurch das Material, welches zum Auslaßende gefördert wird, fortlaufend von der betreffenden Stirnwand entfernt. Die letzte Scheibe der Bewege- und Fördereinrichtung kann im Bedarfsfall als einzige Scheibe ohne Neigung in irgendeiner Richtung, also senkrecht zur Rotationsachse befestigt sein.
Wie schon oben erwähnt, können die Scheiben mit unterschiedlichen Neigungen ungeordnet sein. Auch diese Möglichkeit hat zum Ziel, eine A\npassung an die Viskosität des zu behandelnden Materials und die gewünschte Fördergeschwindigkeit zu erreichen. Eine solche Anordnung, bei der die Scheiben sinnvoll am (vncti Ende der Bewege- und Fördereinrichtung stärker geneigt sind als am anderen Ende, wird im Rahmen der obengenannten Werte für die Neigungswinkel ausgeführt, wobei der Grad der Neigung möglichst in einem Sinne verändert, also von Scheibe zu Scheibe immer stärker bzw. schwächer, gewählt wird.
Bei Ausführungsf.ormen der Erfindung ist es möglich, die Bewege- und Fördereinrichtunr mit einer sich durch die Mittelpunkte der Scheiben erstreckenden und diese Scheiben tragenden Welle auszubilden. Mit einer solchen Konstruktion können die z. B. an
Hülsen befestigten Scheiben auf der Welle im gewünschten Abstand mit der gewünschten Neigung und der gewünschten Ausbildung der Öffnungen angeordnet werden. Der Antrieb der Welle kann von einer oder beiden Seiten erfolgen.
Andere Ausfübrungsformen der Erfindung, bc denen ebenfalls alle Möglichkeiten hinsichtlich der Neigung, des Abstandes und der Ausbildung der einzelnen Scheiben gegeben sind, können als ein die Bewege- und Fördereinrichtung bildender, an koaxialen Stummelwellen befestigter Tragrahmen aufgebaut sein, wobei die Scheiben lediglich im Bereich ihrer Umfange befestigt sind. Ein solcher Aufbau ist besonders leicht herzustellen und verfügt über oinc große Stabilität bei verhältnismäßig geringem Gewicht. Die Scheiben können durch ihre Befestigung an mehreren Stellen ihrer Umfange in sich leichter und einfacher ausgebildet werden, ohne daß dnc Veränderung der Neigungen zu befürchten wäre. Für die ArI. der Befestigung kommen z. B. Schweißverbindungen in Betracht.
Mit hochviskosen fließfähigen Stoffen hat sich herausgestellt, daß sich durch die Erfindung bessere Möglichkeiten für die Steuerung derjenigen Parameter ergeben, die für die Reaktion wesentlich srnd. ζ. B. die Bewegung des Materials allgemein, der Matcrialfluß im Reaktorgchäuse. die Erneuerung der Oberfläche und die Konsistenz des Materials im Reaktor. Außerdem ist noch zu bemerken, daß die Neigung der Scheiben eine verbesserte Scherung des Materials und verbesserte Wärmeübertragung vom Hei/medium ;ίι dem zu behandelnden Stoff bewirkt. Ein besonders wichtiges, auf die Neigung der Scheiben zurückzuführendes Ergebnis ist. daß der aus dem Material gebildete Film kontinuierlich durch Öffnungen der Scheiben fließt und dadurch ein Verbleiben des viskosen Materials auf den einzelnen Scheiben verhindert wird.
In den Zeichnungen sind Ausfühningsbcispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei zeigt
F-" i g. 1 eine Seitenansicht (teilweise geschnitten) einer Vorrichtung mit Reaktorgehäuse und Bewegc- und Fördereinrichtung,
F i g. 2 den Schnitt 2-2 gemäß F i e. I.
F i g. 3 eine Seitenansicht einer Bewege- und Fördereinrichtung (nach Fig. 1. ohne das Rcaktorgehiiuse).
F i g. 4 den Schnitt 4-4 gemäß F i g. 3.
Fi g. 5 den Schnitt 5-5 gemäß F i g. 3.
F L g. 6 den Schnitt 6-6 gemäß F i g. 3,
F i g. 7 die Ansicht eines Elements einer Bewege- und Fördereinrichtung,
Fig. 8 eine Seitenansicht einer anderen Ausfiihrungsform der Bewege- und Fördereinrichtung,
Fi g. 9 den Schnitt 9-9 gemäß F i g. 8 und
Fig. 10 die Ansicht eines anderen Elements einer Bewege- und Fördereinrichtung.
F i g. 1 zeigt einen üblichen zylindrischen, geschlossenen Reaktorkessel 20 mit einem Einlaß 22 für die Beschickung des Kessels mit fließfähigem Stoff 23 fz. B. viskosem, unvollständig polymerisiertem geschmolzenem Polyethylenterephthalat) und mit einem Auslaß 24. durch weichen der Stoff ausgetragen wird. Dieser Stoff wird von einer drehbaren Bewege- und Fördereinrichtung 26 — die nachstehend näher beschrieben wird — vom Einlaß 22 zum und durch den Auslaß 24 gefördert und dabei gemischt, durchgerührt und einer großen Oberflächeneinwirkung unterworfen. Der Reaktorkessel 20 ist ein her kömmlicher mantelbeheizter Doppclwandkcssel mi einer Innenwand 28, inneren Stirnwänden 30 und 32 von denen der zu bearbeitende fließfähige Stoff ein geschlossen wird, einer Außenwand 34 und äußerer Stirnwänden 36 und 38. die mit den inneren Wänder 28, 30 und 32 einen Heiz- oder Kühlmantel 40 bil den, in welchen zur Erwärmung oder Kühlung de; fließfähigen Stoffes 23 ein Heiz- oder Kühlmediurr
ίο eingeführt werden kann. An der Innenseite des obe rcn Teiles des Ueakiorkessels 20 ist ein Dampf- ode Ciasanschluß 50 für die Zu- oder Abführung vor Dämpfen oder Oasen vorgesehen, z. B. für die Ab führung der Olykol- und/oder Wasserdämpfe bei dci Polymerisation von Polyethylenterephthalat (i'feil ir F i g. 2).
Die in F-"ig. 3 dargestellte Bewege- und Fördereinrichtung 26 besteht aus einer drehbaren Welle 52 mil Lagern 53 (Fig. I), die von nicht dargestellten Mit· teln entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird — wie aus F i g. 2 ersichtlich — und an der mit dci Welle drehbare Scheiben 54« bis 54s befestigt sind Die Achse der Welle 52 verläuft zu den Ebene) dei Scheiben 54« bis 54λ nicht senkrecht, sondern jede Scheibe ist gegenüber der Normalen dieser Achse geneigt. Das ist deutlich bei der Scheibe 54 d zu erkennen, die am eine auf der Zcichcnebcnc und der WeI-lcnachse senkrecht stehende horizontale Achse geneigt ist und mit einer zur Welle 52 senkrechten Ebene 55 (Fig. 3) einen Winkel bildet. Am Umfang der Scheibe 54 el befindet sich ein Hcckspurpunkt 56. der an der linken Seite der Vorrichtung dem linken freien Ende der Welle 52 immer am nach,ten liegt. In entsprechender Weise ist auch die Scheibe 54 r gegenübcr der Welle 52 eencigt. aber in diesem Fail ist die ebcnfallss auf der Wellenachse senkrecht stehende Nciminusachsc iieücnüber der Nuiaungsachse der benachbarten linken Scheibe ^4 c/ um 45 verschoben (im Uhrzeigersinn, in F i g. > von links ge.ehen), so daß der Heckspurpunkt 56 auf dieser Scheibe 54 c um 45 gegenüber dem Heckspurpunkt 56 auf der Scheibe 54 d versetzt ist (im Uhrzciuersinn. in F i g. 3 von links gesehen). Entsprechend ist die Neiaungsachse der Scheibe 54/ um weitere 45 verschoben (im Uhrzeigersinn. v.;e oben), so daß ihr Heckspurpunkt 56 auch um weitere 45 ccccnübcr dem Heckspurpunkt der Scheibe 54 e versetzt ist (im Uhrzeigersinn, wie oben) und so weiter: jee1" folgende Scheibe hat ihre Neigungsachse und demzufolge ihren Heckspurpunkt 56, wobei jede Neigungsachse und jeder Heckspurpunkt gegenüber der Neigungsachse bzw. dem Heckspurpunkt der vorhergehenden Scheibe um weitere 45° versetzt sind (jeweils im Uhrzeigersinn). Das gleiche System der fortschreitenden Winkelverschiebungen von Neigungsachse und Heckspurpunkten 56 gilt auch für die Scheiben 54 a, 54 δ und 54 c. Es ergibt sich, daß die Heckspurpunkte 56 der Scheiben 54 α bis 54 τ alle auf der in Fig. 3 strichpunktiert dargestellten Schraubenlinie 58 liegen. Empirisch wurde gefunden, daß eine in der beschriebenen Weise aufgebaute Anordnung von Scheiben bei Drehung um die Achse dieser Konstruktion eine Vorwärtsbewegung fließfähiger Stoffe in einer parallel zur Achse verlaufenden Richtung.
und zwar in derselben Richtung bewirkt, die sich auch bei einer Förderschnecke ergeben würde, die in derselben Drehrichtung wie die Fördereinrichtung 26 und mit demselben Drehsinn wie die Schraubenlinie
58, auf der die Heckspurpuiikte 56 liegen, läuft. Das gilt ungeachtet der Tatsache, daß eine einzige geneigte Scheibe oder auch eine Reihe geneigter Scheiben, deren Heckspurpunktc jedoch nicht auf einer Schraubenlinie liegen, keine Vorwärtsbewegung, sondern nur eine Hin- und Herbewegung des Materials bewirken würde.
Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist der Aufbau der einzelnen Scheiben im Vergleich zu bisher verwendeten Förderschnecken sehr einfach und unkompliziert. Eine Zylinderhülse oder -nabe 62 ist an der Welle 52 mittels Ft-v.itinuten 64 befestigt. Ein flaches kreisförmiges Blatt 66«. das aus einem Slahlnetz. einer perforierten Platte oder aus Streckmetallstreifen 66 bestehen kann, ist außen an der Nabe angeschweißt (die Ebene dieses Blaites ist gegenüber der Normalen der Achse von Welle 52 geneigt, wie im Zusammenhang mit F7 i g. 3 näher ausgeführt) und mit einem ebenfalls angeschweißten Verstärkungsring 68 aus Stahl an seiner Peripherie versehen.
Wie oben erwähnt, sind die Scheiben vorzugsweise perforiert, woraus sich in vorteilhafter Weise eine Verbesserung beim Durchmischen und bei der Oberflächenvergrößerung des zu behandelnden fließfähigen Stoffes ergibt. In den F i g. I und 2 ist fließfähiges Material 23 dargestellt, das mittels der Bcwege- und Fördereinrichtung 26 in der Vorrichtung gefördert wird, wobei die aus den Metallstreifen 66 bestehende cj:hcibe ein Element dieser Bewege- und Fördereinrichtung 26 bildet. Wie aus Fi v.. 2 mit der dort angegebenen Drehrichtung ersichtlich ist. wird diese aus Streifen 66 aufgebaute Scheibe 54/ durch den fließfälligen Stoff 23 gezogen, so daß durch die einzelncne Masehen bildenden Streifen der Scheibe eine Zeiteilung und Durchmiscluing des fließfähigen Stoffes bewirkt wird. Außerdem wird der Stuff in seiner ('•■'■•amtheit zur rechten Wand des Reaktorkessels 20 hü? bewegt, so daß ein größerer Bereich zur Aufbereitung entsteht. Ferner bleibt ein Teil des zu bcar-K'l'.eriden Materials an den Masehen der Scheibe hvi^en und wird durch die Drehung der Scheibe aus ι!:: :;.m Boden des Reaktors befindlichen Ciesanuni;i -e des fließfähigen Materials herausgehoben, wodurch eine weitere Oberflächenvergrößerung ermöglich t wird. Es ergibt sich, daß alle diese Maßnahmen se'ir viel wirkungsvoller sind, wenn eine Lochscheibe, z. B. eine Scheibe aus siebartigen Teilen, aus durchlöchertem Blech oder aus Strcckmetallstreifen. oder auch eine als Speicherrad ausgebildete Scheibe verwendet wird, als wenn eine ebene glatte Scheibe vorgesehen wird, die jedoch ebenfalls bei Ausführungsformen der Erfindung Anwendung finden kann.
Die Abstände der Scheiben 54 α bis 54 s untereinander entlang der Welle 52 müssen keineswegs gleich, sondern können unterschiedlich sein, ebenso wie die Schraubenlinie 58 keineswegs vollkommen sein muß, es muß nur sichergestellt sein, daß diese mit einem Winkclversatz der Heckspurpunkte in einer Richtung «in die Achse der Welle 52 verläuft. LJm eine beliebige, den jeweils gewünschten Anforderungen entsprechende Einstellbarkeit bei den vorliegenden geometrischen Voraussetzungen zu erhalten, sind zwischen den Naben 62 der betreffenden Scheiben Distanzstücke 70 bzw. 72 vorgesehen. Diese sind dann von besonderer Bedeutung, wenn sich beispielsweise die Eigenschaften des zu beaibeitenden fließfähigen Stoffes 23 mit fortschreitender Bewegung des Stoffes im Reaktor verändern, wie das z.B. bei Polyethylenterephthalat der Fall ist, desssen Viskosität bei fortschreitender Polymerisation steigt. Demgemäß ist der Abstand der Scheiben voneinander an der Auslaßseite der in F i g. J dargestellten Vorrichtung durch Zwischensetzen des Distanzstücks 72 vergrößert. Die gleiche Veränderung der Scheibenabstände kann auch auf andere Weise erreicht werden, z. B. durch Verlängerung der Naben 62 oder durch einfache Befestigung der Naben 62 an gewünschten
ίο Stellen auf der Welle 52, ohne daß sich dabei die Naben 62 notwendigerweise berühren.
An der Auslaßseite der Bewege- und Fördereinrichtung 26 ist eine besondere Ausbildung vorgesehen. Auf der Welle 52 ist eine einfache Lochscheibe 74 befestigt, ähnlich der in F i g. 4 dargestellten Scheibe, nur daß diese nicht wie die Scheiben 54a bis 54.9 zur Welle 52 geneigt angeordnet ist, sondern daß hier die Achse der Welle 52 auf dieser Scheibe 74 senkrecht steht. Die Funktion der Scheibe 74 bc-'.!eht darin, den Überlauf des fließfähigen Stoffes 23 zum Auslaß 24 zu hemmen und zu steuern. Außerdem wurde gefunden, daß das zu bearbeitende Material dazu neigt, gegen die innere Stirnwand 32 geschleudert zu werden und dort anzubacken. Um nun dieses angebackene Material von der Stirnwand 32 zu entfernen und wieder dem allgemeinen Materialfluß zuführen zu können, ist ein schraubenförmiger Abstreifer 80 aus Blech vorgesehen (Fig. I. 3 und ft), der von Speichen 82 getragen wird, welche radial
an einer mittels Federnuten auf der Welle 52 befestigten Nabe 84 angeordnet sind. Zwischen der Vorderkante 86 des Abstreifers 80 und der Stirnwand 32 besteht nur in geringes Spiel, so daß mit der Vorderkante HU während der Drehung des Abstreifers 80
Ablagerungen von der Stirnwand 32 entfernt und von dem schraubenförmigen Blatt des Abstreifen 80 zurückgefördert und durch den Auslaß 24 abgeführt werden.
Die Scheiben 54 α usw. brauchen nicht aus Draht-
4η geflecht hergestellt zu sein; beliebige andere Herstellungsarten für scheibenförmige Elemente mit Öffnungen sind ebenfalls möglich.
In F i g. 7 ist ein scheibenförmiges Fördcrelcmcnt in der Form eines Speichenrades dargestellt, das aus
einer mittels Federnuten auf der Welle 52 befestigten Nabe 88 besteht, die über die Speichen 90 mit dem Ring 92 verbunden ist. Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Förderscheibe, die eine Nabe 94 aufweist, an der eine Stahlplatte 96 mit Perfora-
tion 98 angeschweißt ist. Ein Verstärkungsring 100 ist am Umfang der Stahlplatte 96 festgeschweißt. Beide scheibenförmigen Elemente gemäß F i e. 7 und 10 werden gegenüber der Normalen der Achse der Welle 52 geneigt angeordnet.
Der Winkel, um den jede Förderscheibe gegenüber der Normalen der Wellenachse geneigt isC kann in weiten Grenzen in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials gewählt werden. Zum Beispiel haben sich Neigungen der Scheiben um
kleine Winkel von 1,5° und große Winkel von 45° als wirkungsvoll erwiesen, der bevorzugte Bereich liegt zwischen 2° und 20°. Auch brauchen diese Neigungswinkel nicht an allen Stellen der Vorrichtung gleich groß zu sein, es hat sich ζ B für e-"ne
Vorrichtung zur abschließenden Polymerisation von Polyethylenterephthalat, bei der die Viskosität der zu bearbeitenden Masse zunimmt, als vorteilhaft herausgestellt, die Neigungswinkel aufeinanderfolgender
Scheiben entlang der Welle von etwa 2° bis 7 ' zunehmend zu vergrößern.
In den F i g. 8 und 9 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Scheiben 120 a bis 120.? nicht auf einer zentralen drehbaren Welle, sondern an einem käfigartigen drenbaren Rahmen befestigt sind. Dieser Aufbau enthä't. an den Stirnseiten zwei Stummelwellen 110 und 112, die koaxial zueinander angeordnet und miteinander durch den. Käfig verbunden sind, dessen Speichen 114 an den Innenenden mit den Stummehvellen 110 und 112 und an den Außenenden mit Längsholmen 116 verschweißt sind. Von
10
dem Käfig werden Lochscheiben 120 a bis 120.? getragen, die in Konstruktion bzw. geometrischer Ausbildung den Lochscheiben 54« bis 54 j entsprechen, nur keine Naben 62 aufweisen, wobei die Längsholme 116 die Scheiben 120 a bis 120.5 in deren Randbereichen durchdringen und dort mit diesen verschweißt sind. Die gesamte drehbare Einrichtung nach F i g. 7 und 8 kann an Stelle der in F i g. 2 dargestellten in die in F i g. 1 vorgesehene Vorrichtung ίο eingesetzt werden, die Stummelwellen 110 und 112 werden dabei von den Lagern 53 aufgenommen und wie die Welle 52 durch geeignete Mittel angetrieben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    I. Reaktionsgefüß für Stoffe in fließfähigem Zustand, insbesondere für die Polykondensation von Präpolymeren zu Polyester mit hohem Molekulargewicht, bestehend aus einem horizontal ausgerichteten Reaktorgehäuse mit einem Einlaß am einen und einem Auslaß am anderen Ende und einer im unteren Bereich des Reaktorinnenester mi) hohem Molekulargewicht, bestehend aus einem horizontal ausgerichteten Reaktorgehäuse mit einem Einlaß am einen und einem Auslaß am anderen Ende und einer im unteren Bereich des Reaktorinnenraumes mit geringem Spiel um eine in Richtung der Längsachse des Reaktorgehäuses verlaufenden Achse drehbaren Einrichtung zum Bewegen und Fördern des fließfähigen Stoffes. Bei einer solchen Vorrichtung werden z. B. fließfähige und viskose
DE19712100615 1970-01-08 1971-01-07 ReaktionsgefäB für Stoffe in fließfähigem Zustand Expired DE2100615C3 (de)

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