DE2114080A1

DE2114080A1 - Vorrichtung zum Behandeln eines fliessfaehigen Stoffes

Info

Publication number: DE2114080A1
Application number: DE19712114080
Authority: DE
Inventors: Wolf Karasiak; Horst Rothert
Original assignee: Firestone Tire and Rubber Co
Current assignee: Karl Fischer Industrieanlagen GmbH
Priority date: 1971-03-19
Filing date: 1971-03-19
Publication date: 1972-10-05
Also published as: EG10540A; GB1318841A; JPS531228B1; ES396608A2; IT983132B; LU63691A1; FR2130050B2; NO130891B; NL7107136A; CH584056A5; US3761059A; IE35987B1; AU468376B2; DE2114080B2; CA937928A; NO130891C; BE771183A; SE381840B; IE35987L; FR2130050A2

Description

The Firestone Tire and Akron/Ohio

Rubber Company USA H4317

PA 7IO3/52 DT

19. März 1971

Vorrichtung zum Behandeln eines fließfähigen Stoffes

Das Hauptpatent (Anmeldung P 21 OO 6ΐ5·5) bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln eines fließfähigen Stoffes, bestehend aus einem Reaktorgehäuse mit einem Einlaß an einem und einem Auslaß am anderen Ende und einer um eine waagerechte Achse drehbaren Einrichtung zum Bewegen und Fördern des fließfähigen Stoffes, vorzugsweise für die Polykondensation von Prepolymerem zu Polyester mit hohem Molekulargewicht, wobei die drehbare Bewege- und Fördereinrichtung aus Scheiben besteht, die aufeinanderfolgend in Richtung der Rotationsachse gegenüber dieser derart geneigt angeordnet sind, daß jeweils ein Punkt am Umfang einer jeden Scheibe von dem in derjenigen Stirnseite liegenden Punkt der Rotationsachse des Reaktorgehäuses, auf die die Neigungsachse der betreffenden Scheibe weist, einen kleinsten Abstand besitzt, und diese Punkte aller Scheiben auf einer zur Rotationsachse koaxialen Schraubenlinie liegen, und wobei weiterhin die Bewege- und Fördereinrichtung als ein an koaxialen Stummelwellen befestigter Tragrahmen aufgebaut ist, an dem die Scheiben lediglich im Bereich ihrer Umfange befestigt sind.

Mit dem Gegenstand des Hauptpatents wurde eine Vorrichtung geschaffen, mit" der es möglich ist, fließfähiges Material sowohl zu bewegen, z.B. zu mischen, als auch im Reaktor zu fördern. „iese Einrichtung zum Bewegen und Fördern eines solchen fließfähigen Stoffes ist dabei im Aufbau einfach, leicht herstellbar un*.. leicht an unterschiedliche Verwendungszwecke anzupassen.

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Gemäß der Erfindung wird dieser Gegenstand in besonders vorteilhafter Weise dadurch weiter ausgebildet und verbessert, daß die Bewege- und Fördereinrichtung mit Ringscheiben ausgerüstet ist, deren Ringbreite etwa der Eintauchtiefe im fließfähigen Stoff entspricht.

Wie bei den Ausführungsformen nach dem Hauptpatent liegen die Mittelpunkte der Ringscheiben in der Rotationsachse der Bewege- und Fördereinrichtung. Dadurch wird auch hier erreicht, daß jede Ringscheibe bei ihrer Drehung um diese Achse eine symmetrische Bewegung ausführt. Ebenso kann bei der Erfindung die Neigung einer jeden Ringscheibe gegenüber der Normalen oder Senkrechten der Rotationsachse zwischen 1,5° und 45°, vorzugsweise zwischen 2° und 20°, betragen. Auch hier wird der obenerwähnte Punkt am Umfang jeder Ringscheibe im folgenden als "Heckspurpunkt" bezeichnet, da sein Abstand von dem in der Ebene der Stirnseite liegenden Punkt der Rotationsachse kleiner ist als der jedes anderen Punktes auf dem Umfang der Ringscheibe und deshalb bei der Rotationsbewegung der Ringscheibe auf einer hinteren Spur läuft. ' /

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß ohne Beeinträchtigung der Bewege- und Förderwirkung bei jeder Umdrehung an den Ringscheiben haftendes und dadurch emporgehobenes Material erneuert wird. Wegen der fehlenden Mitteneinbauten bei der Ringscheibenkonstruktion werden alle in den fließfähigen Stoff eintauchenden Teile bei entsprechendem Niveau während der Ablaufes einer vollen Umdrehung benetzt. Dabei kann das Niveau auch höher liegen als die Ringbreite beträgt. Bei geringerem Niveau werden die beim Eintauchen nicht benetzten Teile der Ringflächen während der Drehbewegung von dem auf den benetzten Flächen haftenden Material allmählich schlierenartig bedeckt. Diese Schlieren gelangen dann wie auch das anhaftende Material bei völliger Benetzung der Ringflächen - an den inneren Flächenrand und fallen schleierbildend in den fließfähigen Stoff hinab. Dadurch läßt sich die Reaktion z.B. bei der Polykondensation von Prepolymerem zu Polyester mit

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hohem Molekulargewicht erheblich verbessern und beschleunigen.

Ausführungsformen der Erfindung können vorteilhaft so aufgebaut sein, daß die Ringflächen der Ringscheiben gelocht oder auch gitterartig ausgebildet sind. Die einzelnen Ringscheiben, für deren Ringflächen auch einheitlich volle Flächen infrage kommen, können dabei aus Metall oder anderem Material hergestellt sein, das sich für die Behandlung des fließfähigen Stoffes eignet.

besonders vorteilhaft sind Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die gelochten oder gitterartig ausgebildeten Ringscheiben am einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung mit größeren öffnungen ausgebildet sind als am anderen Ende. Dadurch kann eine sich während des Prozesses ändernde Viskosität für einen optimalen Verfahrensablauf auf einfache Weise berücksichtigt werden.

ebenfalls vorteilhaft ist für den gleichen Zweck eine Anordnung der Ringscheiben mit unterschiedlichen Abständen voneinander, und zwar besonders vorteilhaft dann, wenn die Ringscheiben an dem einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung mit geringeren Abständen voneinander angeordnet sind als am anderen Ende.

Wie bei Ausführungsformen nach dem Hauptpatent kann das Reaktorgehäuse mit einer eingebauten Bewege- und Fördereinrichtung als einfacher Kessel ausgebildet sein. Darin kann die gewünschte Förderbewegung dann durch die Rotation der Bewege- und Fördereinrichtung bewirkt werden und - indem das Material im Innern des Kessels bewegt wird - der Ablauf eines Verfahrens stattfinden. Auch bei der Erfindung sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei uenen der Innenraum des Reaktorgehäuses mit geringem Spiel von den Ringscheiben der Bewege- und Fördereinrichtung in seinem unteren Bereich als zur Rotationsachse koaxiale Zylindermantelhälfte ausgebildet ist. Mit einer solchen Vorrichtung kann mit kontinuierlichem Durchsatz gefahren werden, wobei das aufzu-

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nehmende Material am Einlaßende zugegeben und am Außlaßende 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. Diese Bauart kommt auch bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zur Anwendung, bei der die Bewege- und Fördereinrichtung derart exzentrisch in einem zylindrischen Reaktorgehäuse angeordnet ist, daß die Ringscheiben an ihren untersten Punkten einen geringsten Abstand von einem zylindrischen Reaktorgehäuse aufweisen.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung kann einer an der Stirnwand der Auslaßseite des Reaktorgehäuses vorgesehenen festen Gegenfläche ein aiese Gegenfläche 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 Ringscheibe der Bewege- und Fördereinrichtung ist dazu vorteilhaft als einzige ohne Neigung in irgendeiner Richtung, also senkrecht zur Rotationsachse befestigt.·

Wie schon oben erwähnt, können die Ringscheiben mit unterschiedlichen Neigungen angeordnet sein. Auch diese Möglichkeit hat zum Ziel, eine Anpassung an die Viskosität eier, zu behandelnden Materials und die gewünschte Fördergeschwinaigkeit zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung, bei der die Ringscheiben an dem einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung stärker geneigt sind als am anderen Ende. Der Grad der Neigung wird dabei

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möglichst in einem Sinne verändert, also von Scheibe zu Scheibe immer stärker bzw. schwächer.

Bei den Ausführungsformen der Erfindung wird die als Tragrahmen aufgebaute Bewege- und Fördereinrichtung vorteilhat so ausgebildet, daß der Tragrahmen aus einer Stirnscheibe am Einlaßende des Reaktorgehäuses, dem Abstreifer am Auslaßende und den Längsholmen besteht. Die Stummelwellen sind an der Stirnscheibe bzw. dem Abstreifer befestigt und die einzelnen Ringscheiben - wie oben bereits erwähnt - im Bereich ihrer Umfange an den Längsholmen.

Zur weiteren Verbesserung und Beschleunigung von Raktionen, ™ die insbesondere durch Filmbildung, d.h. intensive Oberflächeneinwirkung, und Durchmischung bei den zu verarbeitenden Stoffen erzielt werden kann, ist weiterhin bei Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, daß an den Ringscheiben Schöpfelemente angebracht werden, die in der Richtung der Drehbewegung der Bewege- und Fördereinrichtung zur Aufnahme kleiner Mengen eines solchen Stoffes ausgebildet sind. Nach etwa einer halben Umdrehung entleeren sich diese Schöpfelemente in einer Weise, die die Film- und Schlierenbildung verstärkt. Zui«. gleichen Zweck und zur besseren Durchmischung können die Längsholme mit entsprechenden Profilen ausgebildet und an den Umfangen der Ringscheiben schräggestellte Blätter befestigt sein. äjk

Die Bewege- und Fördereinrichtung nach der Erfindung ist besonders einfach ausgebildet und weist eine große Stabilität bei verhältnismäßig geringem Gewicht auf» Die Ringscheiben können durch ihre Befestigung an mehreren Stellen ihrer Umfange in sich leicht und einfach ausgebildet werden, ohne daß eine Veränderung der Neigungen zu befürchten wäre» Für die Art der Befestigungen kommen z.b. Schweißverbindungen in Betracht.

⁷"it hochviskosen Fluiden hat sich herausgestellt, daß sich bessere Möglichkeiten für die Steuerung derjenigen Parameter

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ergeben, die für die Reaktion wesentlich sind, z.B. die Bewegung des Materials allgemein, der Materialfluß im Reaktorgehäuse, die Aufbereitung der Oberfläche und die Konsistenz des Materials im Reaktor, als bei bekannten Förderschnecken. Außerdem ist noch zu bemerken, daß die Neigung der Ringscheiben eine verbesserte Scherung des' Materials und verbesserte Wärmeübertragung vom Heizmedium zu dem zu behandelnden Stoff bewirkt» Ein besonders wichtiges, auf die Neigung der Ringscheiben zurückzuführendes Ergebnis ist, daß der aus dem Material gebildete Film kontinuierlich durch die öffnungen der Ringflächen fließt und dadurch ein Verbleiben des viskosen Materials auf den einzelnen Scheibenflächen verhindert wird«

In den Zeichnungen sind Ausführungsbe!spiele der Erfindung schematisch dargestellt» Dabei zeigern

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Reaktorgehäuse und Bewege- und Fördereinrichtung

Fig. 2 den Schnitt A-B gem. Fig. 1 Fig. 3 eine gelochte Ringscheibe in Draufsicht

Figo 3a die Rings ©!is !!se nach FIg* 3 in "Seitanansicht mit den sie tragend©» Längsholmen

Fig. 4 eine Ringscheibe in Draufsicht mit mehreren Arten tor Schöpfelementen und Längsholmen mit U-Profil

Fig. 4a die Ringscheibe nach Fig. 4 in Seitenansicht

Fig. 5 eine Ringscheibe mit gitterartig ausgebildeter Ringfläehe

Fig= β eine Ringscheibe mit an Ihreaa äußeren Umfang befestigtena schrägstehemden Blättern

Fig. 6a die Ringscheibe nach Figo β In Seitenansicht

Fig, 7 eine Ringscheibe mit Holmein, die als flache Zylindermantelfceile ausgebildet sind₉ in Draufsicht

Fig» 7a die Ringscheibe mit Holmen nach Figo 7 in Seitenansicht

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Fig. 8 den Abstreifer in Draufischt

Fig. 9 die Verhältnisse von Mindestniveau und optimalem Niveau zur Ringbreite einer Ringscheibe.

Fig. 1 zeigt einen üblichen zylindrischen geschlossenen Reaktorkessel 20 mit einem Einlaß 22 für die Beschickung des Kessels mit fließfähigem Stoff 23 (z.B. viskosem, unvollständig polykondensiertem geschmolzenem Polyäthylenterephthalat) und mit einem Auslaß 24, durch welchen 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 herkömmlicher mantelbeheizter Doppelwandkessel mit einer Innenwand 28, inneren Stirnwänden 30 und 32, von denen der zu bearbeitende fließfähige Stoff 23 eingeschlossen wird, einer Außenwand 34 und äußeren Stirnwändsn 36 und 38, die mit den inneren Wänden 28, 30 und 32 einen Heiz- oder Kühlmantel 40 bilden, in welchen zur Erwärmung oder Kühlung des fließfähigen Stoffes 23 ein heiz- oder Kühlmedium eingeführt werden kann. An .der Innenseite des oberen Teiles des Reaktorkessels 20 ist ein Dampf- oder Gasanschluß 50 für die Zu- oder Abführung von Dämpfen oder Gasen vorgesehen, z.B. für die Abführung der Glykol- und/ oder wasserdämpfe bei der Polykondensation von Polyäthylenterephthalat (Pfeil in Fig. 2).

Die Bewege- und Fördereinrichtung 26 besteht aus Ringscheiben 220a bis 220s, die an einem käfigartigen drehbaren Rahmen befestigt sind. Dieser Aufbau enthält an den Stirnseiten zwei Stummelwellen 110 und 112, die koaxial zueinander angeordnet und miteinander durch den Käfig verbunden sind. Die Stirnscheibe 220 und der Abstreifer 221 sind mit den Stummelwellen und 112 und mit Längsholmen 116 verschweißt. Von dem Käfig werden die Ringscheiben 22Oa bis 220s getragen, wobei die Längsholme aie Ringscheiben 220a bis 220s in deren Randbereichen durchdringen und dort mit diesen verschweißt sind.

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Die Bewege- und Fördereinrichtung wird von nicht dargestellten Mitteln entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Die Rotationsachse verläuft zu den Ebenen der Ring-Seheiben 220a bis 22Os nicht senkrecht, sondern jede Ringscheibe ist gegenüber der Normalen dieser Achse geneigt. Das ist deutlich bei der Ringscheibe 22Od zu erkennen, die um eine auf der Zeichenebene und der Wellenachse senkrecht stehende horizontale Achse geneigt ist und mit einer zur Wellenachse senkrechten Ebene einen·Winkel bildet. Am Umfang der Ringscheiben 22Oa bis 220s befinden sich Heckspurpunkte 56, die an der linken Seite der Vorrichtung dem linken Wellenstumpf 110 immer am nächsten liegen. In entsprechender Weise ist auch die Ringscheibe 220e gegenüber der Wellenachse geneigt, aber in diesem Fall ist die ebenfalls auf der Welienachse senkrecht stehende Neigungsachse gegenüber der Neigungsachse der benachbarten linken Ringscheibe 220d um 45° verschoben (im Uhrzeigersinn, von links gesehen), so daß der Heckspurpunkt 56 auf dieser Ringscheibe 220e um 45° gegenüber dem Heckspurpunkt 56 auf der Ringscheibe 220d versetzt ist (im Uhrzeigersinn, von links gesehen). Entsprechend ist die Neigungsachse der Ringscheibe 220f um weitere 45° verschoben (in Uhrzeigersinn, wie oben), so daß ihr Heckspurpunkt 56 auch um weitere 45° gegenüber dem Heckspurpunkt der Ringscheibe 220e versetzt ist (im Uhrzeigersinn, wie oben) und so weiter; jede folgende Ringscheibe hat ihre Neigungsachse und demzufolge ihren· Heckspurpunkt 56, wobei jede Neigungsachse und jeder Heckspurpunkt gegenüber der Neigungsachse bzw. dem Heckspurpunkt der vorhergehenden Ringscheibe um weitere 45° versetzt ist (jeweils im Uhrzeigersinn). Das gleiche System der fortschreitenden Winkelverschiebungen von Neigungsachse und Heckspurpunkten 56 gilt auch für alle Ringscheiben 220a bis r. Es ergibt sich, daß die Heckspurpunkte 56 der Ringscheiben 220a bis r alle auf einer Schraubenlinie liegen.

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Empirisch wurde gefunden, daß eine in der beschriebenen Weise aufgebaute Anordnung von Ringscheiben 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, auf der die Heckspurpunkte 56 liegen, läuft. Das gilt ungeachtet der Tatsache, daß eine einzige geneigte Ringscheibe oder auch eine Reihe geneigter Ringscheiben, deren Heckspurpunkte jedoch nicht auf einer Schraubenlinie liegen, keine Vorwärtsbewegung, sondern nur eine Hin- und Herbewegung des Materials bewirken würde.

Wie aus den einzelnen Figuren ersichtlich, ist der Aufbau der einzelnen Ringscheiben im Vergleich zu bisher verwendeten Förderschnecken sehr einfach und unkompliziert.

Die in Fig. 3 dargestellte Ringscheibe 22Oz, die an die Stelle jeder der in Fig. 1 eingezeichneten Ringscheiben 220a bis 220s treten kann, besteht aus einem flachen Kreisringblatt, das mit einer Vielzahl von Löchern 223 versehen ist. Diese Ringscheibe 220z wird - wie auch aus Fig. 3a zu ersehen ist - im Bereich ihres Umfanges mit den Längsholmen 116 in der Weise verbunden, daß die Holme durch die Ringscheibe geführt und die Verbindungsstellen durch Schweißen festgelegt werden.

Die in Fig. 4 dargestellte Ringscheibe 22Oy zeigt mehrere Ausführungsformen von Schöpfelementen, die an der Kreisringfläche befestigt werden können. Die Schöpfelemente 224 sind in Zick-zack- oder Wellenform ausgebildet und verlaufen in radialer Richtung. Beim Eintauchen während der Umdrehung wird von der zähflüssigen Masse durch diese Schöpfelemente 224 ein Teil emporgehoben und gelangt gegenüber der auf der Scheibenfläche anhaftenden Masse ver-

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zögert an den Innenrand der Kreisringfläche, von dem sich diese - Masse schlieren- und filmbildend ablöst- In gleicher Weise wirken die Schöpfelemente 225, die aus abgewinkelten Flächen bestehen und eine in Richtung der Drehbewegung offene Rinne bilden. Diese Rinnen sind auf der einen Seite durch die Kreisringfläche, auf der anderen Seite von einer besonderen Deckfläche verschlossen (s. Fig. 4a). In diesen Fig. 4 und 4a ist außerdem eine Ausführungsform von Längsholmen 117 mit U-förmigem Profil dargestellt, die ebenso wie die Schöpfelemente 225 die Schlieren- und Filmbildung verstärken.

Die in Fig. 5 dargestellte Ringscheibe 22Ox wiest in der Kreisringfläche ein aus Streifen 66 gebildetes Netz 66a auf.

In Fig. 6 und 6a sind zur Ebene der Ringscheibe 22Ow schräg verlaufende Blätter 226 dargestellt, die am äußeren Umfang der Ringscheibe 22Ow in einer solchen Weise befestigt sind, daß die Vermischung und Durchknetung der Masse verstärkt wird.

Eine weitere Aus führtings form für die den Käfig der Bewege- und Fördereinrichtung mitbildenden Längsholme ist in Fig. 7 und 7a dargestellt. Dabei sind als flache Zylindermantelteile ausgebildete Längsblätter 118 vorgesehen, die eine Vielzahl von Löchern 119 aufweisen und unmittelbar am äußeren Umfang der Ringscheiben 22Ov befestigt sind. Auch mit diesen Längsblättern wird die Film- und Schlierenbildung und die Durchmischung und Zerteilung des fließfähigen Stoffes verbessert und verstärkt.

In Fig. 8 ist der Abstreifer 221 dargestellt, der mit der Stummelwelle 112 und den Längsholmen 116 verschweißt ist. Der radiale Teil des Abstreifers 221 verläuft in einer auf der Drehachse senkrechten Ebene und bewegt sich damit bei jeder Umdrehung an der festen Gegenfläche 222 (s. Fig. 1) vorbei, wobei diese von dem anbackenden Material gereinigt wird.

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Aus der Fig. 9 ist zu erkennen, daß - abhängig von der Viskosität des fließfähigen Stoffes und der Ausbildung der Kreisringflächen - zwischen dem Niveau des fließfähigen Stoffes 23 und den Abmessungen der Ringscheiben 22Ou dann optimale Verhältnisse erreicht werden, wenn während einer vollen Umdrehung der größte Teil der emporgehobenen Masse schlierenbildend zum Innenrand der Ringscheibe gelangen und sich dort ablösen kann. Ein Mindestniveau des fließfähigen Stoffes 23 liegt etwa bei 1/2 der Ringbreite, das optimale Niveau bei dem 1 bis 1,5-fachen der Ringbreite.

°urch die Bewege- und Fördereinrichtung 26 wird der Stoff in äk seiner Gesamtheit zur rechten Wand des Reaktorkessels 20 hin bewegt, so daß ein großer Bereich zur Aufbereitung entsteht. Ferner bleibt ein Teil des zu bearbeitenden Materials an der Ringscheibe hängen und wird durch die Drehung der Ringscheiben aus der am Boden des Reaktors befindlichen Gesamtmasse des fließfähigen Stoffes herausgehoben, wodurch eine weitere Oberflächeneinwirkung ermöglicht wird. Es ergibt sich, daß alle diese Maßnahmen sehr viel wirkungsvoller sind, wenn eine Lochscheibe, z.B. eine Ringscheibe aus siebartigen Teilen, aus durchlöchertem Blech oder aus Streckmetallstreifen, oder auch mit Schöpfelementen versehene Ringscheiben verwendet werden, als wenn eine ebene glatte Scheibe vorgesehen wird, die jedoch ebenfalls bei Ausführungsformen der Erfindung Anwendung finden kann. ™

Die Abstände der Scheiben 220a bis 220s untereinander müssen keineswegs gleich, sondern können unterschiedlich sein, ebenso wie die Schraubenlinie keineswegs vollkommen sein muß; es muß nur sichergestellt sein, daß diese mit einem Winkelversatz der Heckspurpunkte 56 in einer Richtung um die Achse verläuft. Damit ergibt sich eine beliebige, den jeweils gewünschten Anforderungen entsprechende Einstellbarkeit bei den vorliegenden geometrischen Voraussetzungen, die sich insbesondere dann vorteilhaft auswirkt, wenn sich beispielsweise die Eigenschaften des zu bearbeitenden fließfähigen Stoffes 23 mit forschreitender

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Bewegung des Stoffes im Reaktor verändern, wie das z.B. bei Polyäthylenterephthalat der Fall ist, dessen Viskosität bei fortschreitender Polykondensation steigt. Demgemäß läßt sich der Abstand der Ringscheiben voneinander der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung vergrößern bzw. verkleinern.

Der Winkel, um den jede Ringscheibe gegenüber der Normalen der Wellenachse geneigt ist, kann in weiten Grenzen in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials gewählt werden. Zum Beispiel haben sich Neigungen der Ringscheiben 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 zum Beispiel für eine Vorrichtung zur abschließenden Polykondensation von Polyäthylenterephthalat als vorteilhaft herausgestellt, die Neigungswinkel aufeinanderfolgender Ringscheiben entlang der Welle von etwa 2° bis 7° zunehmend zu vergrößern.

16 Ansprüche
9 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Behandeln eines fließfähigen Stoffes, bestehend aus einem Reaktorgehäuse mit einem Einlaß an einem und einem Auslaß am anderen Ende und einer um eine waagerechte Achse drehbaren Einrichtung zum Bewegen und Fördern des fließfähigen Stoffes, vorzugsweise für die Polykondensation von Prepolymerem zu Polyester mit hohem Molekulargewicht, wobei die drehbare Bewege- und Fördereinrichtung aus Scheiben besteht, die aufeinanderfolgend in Richtung der Rotationsachse gegenüber dieser derart geneigt angeordnet sind, daß jeweils ein Punkt am Umfang einer jeden Scheibe von dem in derjenigen Stirnseite liegenden Punkt der Rotationsachse des Reaktorgehäuses, auf die die Neigungsachse der betreffenden Scheibe weist, einen kleinsten Abstand besitzt, und diese Punkte aller Scheiben auf einer zur Rotationsachse koaxialen Schraubenlinie liegen, und wobei weiterhin die Bewege- und Fördereinrichtung als ein an zwei koaxialen Stummelwellen befestigter Tragrahmen aufgebaut ist, an dem die Scheiben im Bereich ihrer Umfange befestigt sind, nach Patent ..... (Anmeldung P 21 00 6l5«5), dadurch gekennzeichnet, daß die Bewege- und Fördereinrichtung mit Ringscheiben ausgerüstet ist, deren Ringbreite etwa der Eintauchtiefe im fließfähigen Stoff entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen der Ringscheiben gelocht ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen der Ringscheiben gitterartig ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben an einem Ende der Bewege- und Fördereinrichtung mit größeren öffnungen ausgebildet sind als am anderen Ende.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben mit unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß

die Ringscheiben am einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung mit geringeren Abständen voneinander angeordnet sind als am anderen Ende.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Reaktorgehäuses mit geringem Spiel von den Ringscheiben der Bewege- und Fördereinrichtung in seinem unteren Bereich als zur Rotationsachse koaxiale Zylindermantelhälfte ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewege- und Fördereinrichtung exzentrisch ^mit einem geringsten Abstand der Ringscheiben von einem zylindrischen Reaktorgehäuse an ihren untersten Punkten angeordnet ist.

9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer an der Stirnwand der Auslaßseite des Reaktorgehäuses vorgesehenen festen Gegenfläche ein diese Gegenfläche berührender schraubenförmiger Abstreifer zugeordnet ist.-

10, Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Ringscheibe der Bewege- und Fördereinrichtung ohne Neigung, also senkrecht zur Rotationsachse befestigt ist.

H. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben mit unterschiedlicher Neigung aus der Normalen der- Rotationsachse angeordnet sind.

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12. Vorrichtung nach.Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben am einen Ende der Bewege- und Fördereinrichtung stärker geneigt angeordnet sind als am anderen Ende.

13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ringscheiben Schöpfelemente angebracht sind.

m. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsholme mit schöpfelementförmigen Profilen ausgebildet sind.

15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Umfangen der Ringscheiben schräggestellte Blätter befestigt sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsholme als flache Zylindermantelteile ausgebildet sind.

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