DE2233815A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen behandlung und verarbeitung von festem und/oder fluessigem gut - Google Patents

Vorrichtung zur kontinuierlichen behandlung und verarbeitung von festem und/oder fluessigem gut

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    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/25—Mixers with rotating receptacles with material flowing continuously through the receptacles from inlet to discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F29/60—Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers
    • B01F29/64—Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers with stirring devices moving in relation to the receptacle, e.g. rotating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
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Description

Badisehe Anilin- & Soda-Fäbrlk AG «w^on
22.33-8
•Unsere Zeichen: Ο,Ζ. 29 276
67Q0 !,udwigshafen, den 5,.JuIi 1972
Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung und Verarbeitung van festem und/oder flüssigem Gut
Die Erfindung betrifft' eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung und Verarbeitung von festem und/oder flüssigem Gut, "bestellend aus einer dretefearen, zylinderförmigen Behändlungskammer mit einer an beiden ünäen form- und kraftschlüssig %verbundenen Ein- bzw. Austragvorrichtung.
Die kontinuierliche Behandlung von Produkten, die im Anfangsoder in ainem ^wisehenzustand sines chemischem oder jjhysifcalischen irozeases Tcletocig oder aohmelzflüsaig slnd^ bevor sie in einen festen Bndzuatand Übergehen,, ist ,grundsätzlich wegen der !"roaulrtanbaicacuaigen an .den Ajsparatewändan infolge 'der Ktaaeiiweohsel sehr *öhwi«ri^. Die«« AniDacteungen miissan stänäig entfarmt »srdan, was bisher durch Einbauten nur unzureichend od»r mit zu grßSaa mtchanisehen Aufwand erreicht werden konnte, ,da die Kräft»^ die b*i trockner Eeibung auftreten, um ein Tielfaches höher sind als bei flüssiger' Reibung. Da sich in einem fcon*inule;rlish bes9fsQhlagt«n Apparat stationäre Bereiche mit beiden leibungsa^ten nebeneinander ausbilden, müssen der Rotor untL der Antrieb für sehr große, aher nur selten auftretende Xräfte ausgelegt werden. Erfahrungsgemäß blockieren die meisten Apparate dennoch. So haben aich z. B:. mäßig bis schnell laufende Rührorgane in Kontaktapparaten, bei denen ein -'Großteil der vom Produkt berührten Dmfangsfläche geschabt wird, für diese iälle nicht bewähren können. In kontinuierlich betriebenen Sohnecken, die bei kleinem Nutzvolumen und kleiner Drehzahl höhe Energie dichten, aulaasen., kann die Reaktion von der Schmelze bis zum festen Produkt nur bedingt, d. h. bsi nicht zu ungünstigen Reibungseigenschaften des Feststoffs durchgeführt werden. Einer allgemeinen Verwendung von Schnecken für diese Zwecke stehen jedoch die hohen Anschaffungs- und Reparaturkosten sowie die begrenzte Einsatzmöglichkeit aus Korrosionsgründen entgegen, da die
241/72-552/71 309885/06 4 9 "2"
-2- . 0,2. 29 276
■ Schneckenspindeln zur Minderung des Verschleißes aus härtbaren Stählen gefertigt sein müssen. -
Ea hat sich ferner gezeigt, daß., inabesondere bei der Verwendung nicht zusammenhängender, statistisch im Produkt bewegter Einzelkörpsr wie Kugeln oder Stangen, denen über den Apparatemantel die Bewegungsenergie mitgeteilt wird, diese Vorrichtungen bei kontinuierlichem Betrieb im Bereich der Schmelzzone z. B. bei zylindrischen Trommeln von der Kehle zwischen Stirnwand und Mantel her langsam zuwachsen. Da die Mahlkörper, die durch ständig naohfließeTides und aufschmelzendes Produkt an der Oberfläche stets plastische Kehle nicht zerstören können, .wächst die Kehle zu einem "Wulst" weiter, wodurch einerseits die Mahlkörper aus der Schmelzzone herausgedrängt und andererseits die freien !Durchmesser für die Mahlkörper verkleinert werden. Der Vorgang setzt sich so weit fort, bis der "Wulst" die Eintragvorricht.ung verschlieB* und die Produktzufuhr zum Erliegen konmt. Das Zuwächsen ist Ursache dafür, daß viele Schmelz- bsw. Backprnzesse "nur diskontinuierlich in beheizten Kugelmühlen oder ähnlichen Apparaten durchgeführt werden.
Aufgabe der Irfindung war es, ein« Vorrichtung zu finden, mittela derer die verfahrenstechnischen Funktionen bei der kontinuierlichen Behandlung und Verarbeitung von festem und/oder flüssigem Gut erfüllt werden können und äie eine gleichmäßige mechanische Beanspruchung der eingesetzten Produkte gewährleistet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die einfach und störungsunanfällig ist und darüber hinaus das Zuwachsen der Eintragvorrichtung bei kontinuierlichem Betrieb verhindert.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung und Verarbeitung von festem und/oder flüssigem Gut, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen, im Innern der Behandlungskammer im Bereich der Stirnflansch der Eintragvorrichtung drehbar angeordneten, symmetrischen oder assymmetrischen Rotationskörper, wobei der Rotationskörper gegenüber der Behandlungskammer mit einer Differenzdrehzahl bewegt wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführungaform iat der Rotationskörper schaberförmig ausgebildet und zur Behandlungskammer exzentrisch und frei drehbar gelagert. -309885/0649 -3-
-3- O.Z. 29 276
Unter der,Bezeichnung Vorrichtung sind, Dreh.rotiröfen, Trommelöfen, Mischeinrichtungen, Rohr- oder Trommelmühlen, Kugelmühlen und ähnliche Apparate zusammengefaßt. Die Behandlungs-1· kammer dieser.. Vorrichtungen, kann je nach den zu verarbeitenden Gütern Füllkörper wie Kugeln, Cylpebse, Zylinder oder Stäbe enthalten, die den Kammerinhalt mahlen und gleichzeitig mischen. ■ ■
Güter im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Schmelzen, lösungen, Pasten oder- Pulver, die nach dem Durchlauf durch die Vorrichtung in fester Form vorliegen. Unter Behandeln und Verarbeiten sollen insbesondere charakteristische Verfahrensschritte wie Mischen, Homogenisieren, Mahlen, Rühren, Dispergieren, lösen, Wärmen, Kühlen, Trocknen usw. verstanden werden. Auch Reaktionen z. B. zwischen Schmelzen und Gasen, zwischen Schmelzen und Flüssigkeiten usw. sind durchführbar.
Als frei drehbar angeordnete symmetrische oder assymmetrische Rotationskörper kommen zweckmäßig kreuz-,.stern-, scheiben- bzw. sägezahn- und ringförmig ausgebildete Schaber in Betracht, die im allgemeinen am äußeren Umfang mit scharfen Kanten versehen sind.
Bei kreuz- bzw. sternförmigen Rotationskörpern können die Querschnittsprofile der Arme (Strahlen) verschieden ausgeprägt sein. Vorteilhaft sind Dreiecksprofile mit ausgeprägten scharfen Hinterschneidungen und hinreichender Biegefestigkeit. Durch besonders ausgebildete Spitzen kann der Schaber auch einen Teil der Mantelfläche eines Rollautoklaven überstreichen, wodurch der"gewünschte Effekt des Verhinderns Nvon Anbackungen und Verkrustungen gerade in der besonders kritischen Eckzone verstärkt wird.
Je nach Ausführungsform, Antriebsart usw. wird in dem Einzugsbereich des Schabers eine gute bis sehr gute Mischwirkung erzielt, die den Prozeßablauf fördern und die Produktqualität verbessern kann, da bei einer günstigeren Durchmischung der Komponenten ein beschleunigter Stoff- und Wärmeübergang erfolgt. Zur weiteren Verbesserung des Wärmehaushaltes kann der Rotationskörper direkt kühlbar bzw. heizbar ausgeführt werden.
30 98 85/0649
"5" O.Z. 29
ο ο Q Q Q 1 ^ In der Regel genügt ein Schaber an der eintrageseiirLgen Stirnfläche der Vorrichtung. Weitere Einbauten mit einem ähnlichen Punktionsprinzip sind denkbar. Die Vorrichtung kann auch durch verschieden konstruierte Trennwände in einzelne Reaktionszonen unterteilt sein.
Es ist besonders vorteilhaft, den Rotationskörper frei drehbar und exzentrisch zur Behälterkammer anzuordnen, wodurch zwischen Rotationskörper und Behälterkammer eine geringe Differenzdrehzahl erreicht wird. Die Exzentrizität ist dabei ein Maß für die Größe der Differenzdrehzahl. Die Mitnahme des meist schaberförmig ausgebildeten Rotationskörpers erfolgt euerseits durch Reibung zwischen dem Schaber und der Stirnwand mit Produkt als Haftvermittler und andererseits zwischen dem Schaber und der Trommelfüllung aus Misch- bzw. Mahlkörpern und Produkt. Sie 1st damit im wesentlichen abhängig von dem Reibungskoeffizienten zwischen dem Schabermaterial und dem Produkt und reagiert damit auf Änderungen der Produktkonsistenz. Je viskoser oder härter das Produkt ist, umso besser und gleichmäßiger ist die Mitnahme des Schabers und umso schonender, dann wegen der minimalen Relativdrehzahl, der Abtrag von Ansätzen. Eine für das Schaben wirkungslose Relativdrehzahl von 0, wie sie beim Einziehen eines Mahlkörpers durch einen Schaberarm denkbar ist, bleibt ohne Schaden für den Schaber und den Trommelantrieb, da die freie Drehbarkeit den Einzug bremst und damit die Einzugskräfte limitiert, und ist außerdem instabil, da der eingezogene Mahlkörper zwangsläufig in die Auswurfzone des Exzenters transportiert wird, wo er, sich befreien kann. Eine absolute Drehzahl von 0 des Schabers ist nur.bei mangelhafter Mitnahme wegen zu geringer Füllung oder zu dünner Schmelze denkbar und dann nicht gefährlich hinsichtlich einer hohen mechanischen Beanspruchung des Schabers und dessen Lager.
Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
3 0 9885/064H
ORiGiNAL INSPECTED
O. Z, 29 276
Figur 1 den Aufbau und die Anordnung eines frei;drehbaren und exzentrisch gelagerten Rotationskörpers im Schnitt,
Figur-2 eine perspektivische Darstellung des sternförmigen, als Schaber ausgebildeten Rotationskörpers.
Gemäß Figur 1 besteht die Vorrichtung aus einer zylinderförmigen Behandlungskammer (1) an deren einem Ende ein Stirnflansch (2) befestigt ist. Die Hohlwelle (3) ist vor dem Stirnflansch (2) über Radiallager (10) und Axiallager (11) gegen das feststellende !eil (18) abgestützt und reicht mit ihrem freien Ende, an dem ein sternförmiger als Schaber-ausgebildeter Rotationskörper (4) angeordnet ist, in die Behandlungskammer (1) hinein. Gegenüber der Behandlungskammer (1) ist der aus miteinander verschweißten Stahlblechen (5, 6, 7 und 8) bestehende Rotationskörper (4) exzentrisch gelagert. Die lager (10) und (11) werden mittels"Simmerringen (12) und zur Produktionaseite t^in zusätzlich mit Scheibendichtungen (13) abgedichtet * Eine Nutmutter (H) bewirkt ,die axiale Verspannung der Lager, lerner verhindern die Scheibendiehtungen (15) ein Eindringen von Produkt in den Ringspalt zwischen der ortsfesten Eintragvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) und der rotierenden Hohlwelle (3).
Die zylinderförmige Behandlungskammer (1) wird mittels eines Kettenrades (16) über das !lagergehäuse (17) und den Stirnflanseh (2) angetrieben» Dit Produktzufuhr erfolgt durch die Hohlwelle (3). Die Arme (9) des Rotationskörpers (4) tauchen in die aus Mahlkörpern und Produkt bestehende Füllung der Behandlungskammer und ,werden durch Reibung mitgenommen. Sie halten dabei insbesondere die durch Behälterkammer (1) und Stirnflansch (.2) gebildete Kehle von Produktanbackungen frei.
309885/06ÜÖ

Claims (4)

  1. -6- . O.Z. 29 276
    Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung und Verarbeitung von festem und/oder flüssigem Gut, bestehend aus einer drehbaren, zylinderförmigen Behandlungskammer mit einer an beiden Enden form- und kraftSchlussig verbundenen Einbzw. Austragvorrichtung, gekennzeichnet durch einen, im Innern der Behandlungskammer (1) im Bereich der Stirnflansch (2) der Eintragvorrichtung drehbar angeordneten, symmetrischen oder'assymmetrischen Rotationskörper (4), wobei der.Rotationskörper (4) gegenüber der Behandlungakammer (1) mit einer Differenzdrehzahl bewegt wird.
  2. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (4) zur Behandlungskammer (1) exzentrisch gelagert ist.
  3. 3. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotationskörper /frei drehbar gelagert ist.
  4. 4. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (4) aehaberförmig ausgebildet ist.. Badische Anilin- & Sod a-Fa br lic AG
    Zeichn.
    309885/0649
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