DE2253356B2 - Vorrichtung zum Mischen und/oder Reagieren von Stoffen mit einer Zähigkeit > 50 Poise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und/oder Reagieren von Stoffen mit einer Zähigkeit größer als 50 Poise, bestehend aus mindestens zwei in einem umschließenden Gehäuse drehbar gelagerten, um ihre Drehachsen in gleichsinniger Umlaufrichtung antreibbaren Körpern mit einem durch eine oder mehrere gekrümmte Linien (n) begrenztem Querschnitt, wobei die Länge der Drehkörper größer ist als ihr größer Querschnittsdurchmesser und wobei sich die Drehkörper auf ganzer Länge wenigstens annähernd berühren, einem Zulauf und Ablauf jeweils am entgegengesetzten Ende des Gehäuses und einer Fremdfördereinrichtung.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht aus drehbaren Körpern, welche aus mehreren aneinandergefügten Kurvenscheiben gebildet sind. Diese Kurvenscheiben sind zentrisch oder exzentrisch auf vorzugsweise parallel angeordneten Wellen wendeltreppenartig angeordnet. Sie sind so gestaltet, daß je zwei gegenüberliegende Scheiben zweier Körper sich in jeder Drehstellung und in jedem beliebigen Querschnitt an einem Punkt berühren. Dadurch streichen sich die beiden Körper während jeder Umdrehung gegenseitig von anhaftenden Stoffen ab. Mit dieser Vorrichtung erzielt man einen Vermengungsvorgang der Komponenten, die kontinuierlich in Richtung der Körperachsen strömen. Daneben treten Vermischungen durch besondere Knet- oder Quetscheffekte zwischen je zwei gegenüberliegenden Kurvenscheiben auf. Diese Effekte werden durch die Verkleinerung des Gutvolumens während der Rotation dieser Kurvenscheiben erreicht, indem das auf Druck und Scherung beanspruchte Gut axial nach beiden Seiten hin in die Nachbarbereiche gedrängt wird. Für eine Vielzahl von Stoffen, bei denen kein schmales Verweilzeitspektrum der Stoff-Teilchen in dieser Vorrichtung erforderlich ist, ist diese Vorrichtung einsetzbar.

Ist der Stoff gegen thermische und/oder mechanische

ίο Überbeanspruchung empfindlich, so besteht wegen des zu breiten Verweilzeitspektrums die Gefahr, daß der Stoff geschädigt wird, oder daß das Reaktionsprodukt nicht in einheitlicher Qualität anfällt

In einer anderen Vorrichtung sind abwechselnd drehende Walzen achsparallel so angeordnet, daß im Überschneidungsbereich benachbarter Rotationswalzen die jeweils stillstehende Walze Ausnehmungen für die korrespondierende, drehende Walze besitzt

Die Vorrichtung hat den Nachteil, daß quer zum Produktstrom der Mischeffekt gering ist, da die Teilchen im wesentlichen in einem Raum mit linsenförmigem Querschnitt, abgesehen von der Turbulenzzone im Bereich der Spalten, nur rotieren. Durch die Stillstandszeiten der Walzen wird der Stoff nur zeitweilig beeinflußt, was sich nachteilig bei bestimmten Produkten und beim Wirkungsgrad auswirken kann. Aufwendig und störanfällig ist auch der Antrieb, denn es sind jeweils groDe Massenkräfte für kurzzeitige Beschleunigung und anschließende Abbremsung der Walzen

jo aufzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu finden, die bei möglichst geringer Rückvermischung und einheitlicher Verweilzeit eine vorzugebende Quervermischung des Gutes in kurzer Zeit bewirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je zwei gegenüberliegende Drehkörper sich jeweils untereinander und mit der Innenwand des Gehäuses in jeder Drehstjllung und in jedem beliebigen Querschnitt

■to an einem Punkt berühren, wobei die Drehkörper nur dann einen kreisrunden Querschnitt besitzen können, wenn sie exzentrisch auf ihren Drehachsen angeordnet sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß hochviskose Stoffe in vorzugsweise vollgefüllter Vorrichtung quer zum Stoffstrom durch Verdrängung über Spalte, die auf die Stoff eigenschaften abgestimmte Breiten besitzen, intensiv gemischt werden. Weiter ist durch die Fremdförderung des Stoffstromes eine entsprechend den Erfordernissen einstellbare Verweilzeit wählbar, die darüber hinaus infolge fehlender Rückvermischung ein schmales Spektrum aufweist. Auch die Wärmeübertragungsflächen sind bei dem vorliegenden Stoffvolumen sehr günstig, da sowohl Drehkörper wie auch Gehäuse beheizt und gekühlt werden können. Ein weiterer Vorteil ist die Selbstreinigung, da sich Gehäuse und Drehkörper im Laufe der Umdrehungen gegenseitig abstreichen.

to In besonderen Ausfuhrungsformen besitzt die Spaltweite zwischen den Drehkörpern eine unterschiedliche Größe.

Durch abgesetzte oder konische Drehkörper können die Prozeßbedingungen stufenweise oder kontinuierlich

ns entsprechend den jeweils anfallenden Stoffwerten (Zähigkeit, Temperatur usw.) eingestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Drehachsen unter einen Winke'« zueinander angeordnet.

Treten während der Verweilzeit in der Vorrichtung starke Zähigkeitsänderungen auf, so sind zur schonenden Behandlung des Stoffes die Drehachsen unter einem Winekl α zueinander angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß der Stoff an keiner Stelle der Vorrichtung überbeansprucht wird, weil die Spaltgröße den jeweiligen Stoffwerten entspricht.

In einer Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Schnitt durch eine Vorrichtung mit zwei Drehkörpern,

F i g. 2 Schnitt durch eine Vorrichtung mit absatzweise unterschiedlich großen Spalten,

Fig.3 Schnitt durch eine Vorrichtung mit konisch ausgebildeten Drehkörpern,

Fig.4 Schnitt durch eine Vorrichtung, wobei die Achsen der Drehkörper unter einem Winkel a. zueinander angeordnet sind,

F i g. 5 Schnitt durch Gehäuse und Drehkörper gemä'O Schnitt A-A,

F i g. 6 Schnitt durch Gehäuse und exzentrisch gelagerte, zylinderartige Drehkörper.

Fig. 1 zeigt zwei Drehkörper 15 in einem Gehäuse 17, deren Drehachsen 14 durch Antrieb 13 gedreht werden. An der einen Stirnseite der Drehkörper 15 befindet sich ein Zulauf 12 einschließlich Fremdfördereinrichtung Ii. Auf der entgegengesetzten Stirnseite der Drehkörper ist ein Ablauf 16 angebracht.
In Fig.2 sind in der vorher beschriebenen Vorrichtung die Drehkörper 25 dreifach im Durchmesser abgestuft.

In F i g. 3 haben die Drehkörper 35 eine konische Form.

ίο In Fig.4 bilden die Drehkörper 45 einen Winkel λ miteinander.

In F i g. 5 ist ein Querschnitt durch Gehäuse 57 und Drehkörper 55 dargestellt, wobei der Umriß aus vier Bogenstücken 58 besteht.

In Fig.6 ist ein Querschnitt durch zwei zylinderförmige Drehkörper 65 auf exzentrisch angeordneten Drehachsen 64 in einem Gehäuse 67 dargestellt.

Mit Hilfe der Fremdfördereinrichtung 11 wird über Zulauf 12 ein Stoff dem Gehäuse 17, in dem zwei Drehkörper 15 mittels Drehachsen 14 über Antrieb 13 rotieren, zugeführt und bewegt sich unter Verdrängung quer zur Fremdförderrichtung durch die vom Drehkörper 15 bzw. Gehäuse 17 gebildeten Spalte in Form eines endlosen Pfropfens vorwärts, um schließlich als fertige Mischung das Gehäuse 17 durch Auslauf 16 zu verlassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Mischen und/oder Reagieren von Stoffen mit einer Zähigkeit größer als 50 Poise, bestehend aus mindestens zwei in einem umschließenden Gehäuse drehbar gelagerten, um ihre Drehachsen in gleichsinniger Umlaufrichtung antreibbaren Körpern mit einem durch eine oder mehrere gekrümmte Linie(n) begrenztem Querschnitt, wobei die Länge der Drehkörper größer ist als ihr größter Querschnittsdurchmesser und wobei sich die Drehkörper auf ganzer Länge wenigstens annähernd berühren, einem Zulauf und Ablauf jeweils am entgegengesetzten Ende des Gehäuses und einer Fremdfördereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei gegenüberliegende Drehkörper (15, 55, 65) sich jeweils untereinander und mit der Innenwand des Gehäuses (17, 57, 67) in jeder Drehstellung und in jedem beliebigen Querschnitt an einem Punkt berühren, wobei die Körper nur dann einen kreisrunden Querschnitt besitzen können, wenn sie exzentrisch auf ihren Drehachsen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltweite zwischen den Drehkörpern (25,35,34) eine unterschiedliche Größe besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkörper (35, 65) konisch ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (44) unter einem Winkel« zueinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkörper (25) stufenförmig abgesetzt sind.