DE2302002B2 - Selbstreinigendes Rührwerk - Google Patents

Description

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lir die Behälterinnenwand ge- zylindrischen Behälters 1 sind in Lagern Π, 12 zwei

„igenden »gwerk^ nach der eingangs genannten gern Abstand von oder in leichter Berührung mit der °f ""I AiW¹¹"* ^{die Kombi}»ation 5 Innenwand des Behälters 1 angeordnet. Diele Rührfolgender Merkmale erreicht: _{glieder 3i 4 sjnd unBbbängJg} "voneinander mit den

a) die Rührglieder sind mit radialem Abstand zu Drehwellen 7 bzw, 8 verbunden und, wie dargestellt, den jeweils zugehörigen Wellenachsen verlau- versetzt angeordnet. Die Drehwellen 7, 8 werden fend und m't senkrecht zur Behälterlängsachse durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt ^l0 6'^e'^ch^er Drehzahl in gleicher Drehrichtung angetrieausgebildet und a.ieinanderliegend angeordnet; ken. Die beiden Enden der Rührglieder 3, 4 sind je-

b) die radialen Abstände zwischen den Rührglie- ^we''^s unter einem vorbestimmten Winkel zur Achse dem und den zugehörigen Wellenachsen in je- ^^es zylindrischen Behälters 1 geneigt. Die Anordder Querschnittsebene sind gleich groß, und ^nunS >^st dabei so getroffen, daß sich die Rührglieder

c) die Verbindungsteile zwischen den Rührglie- ¹⁵ bei Drehung durch die betreffenden Drehwellen gedern und den Wellen verlaufen in einem eine genseitig nicht behindern. Ersichtlicherweise ist der gegenseitige Behinderung ausschließenden Spit- Neigungswinkel der Rührglieder Einschränkungen zenwinkel zur Wellenachse. unterworfen. Bei der dargestellten Ausführungsform

besitzt der zylindrische Behälter 1 eine praktisch

Die Rührglieder sind dabei so angeordnet, daß bei 20 dicht dem Außenumriß der kombinierten geometrider Drehbewegung die Außenkanten des in Radial- sehen Orte der Drehbewegungen eier Rührglieder 3, richtung jeweils äußersten Rührglieds sehr dcht an 4 angepaßte Querschnittsform,
die Innenwand des vorzugsweise zylindrischen Be- Im folgenden sind die Arbeitsweise und £; Wirhälters herankommen oder diese Innenwand leicht be- kung der auf vorstehend beschriebene Weise erfinrühren. Die Rührglieder drehen jeweils in gleicher 25 dungsgerfäß aufgebauten Vorrichtung an Hand von Drehrichtung, mit gleicher Winkelgeschwindigkeit Fig. i erläutert. Fig. 1 ist eine vereinfachte schema- und in gleichbleibender Phasenlage zueinander. Um tische Darstellung des in F i g. 8 dargestellten Rührunter diesen Voraussetzungen eine vollständige werks zur besseren Erläuterung der Arbeitsweise. Selbstreinigung der Rührglieder zu erreichen, wird Die Rührglieder 3, 4 drehen sich jeweils als Ganzes der radiale Abstand der Rührglieder von ihren je- 30 längs der durch die strichpunktierten Linien angeweils zugehörigen Wellenachsen gleich gewählt. Da- deuteten Kreisbahnen in die gleiche Richtung und mit ergibt sich bei einer Konstruktion mit vollständi- mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die ger Selbstreinigung, daß gerade Linien, welche je- Drehwellen 7, 8 um deren Drehachsen O P. A»P»r. weils die Drehmittelpunkte der Rührglieder um ihre dem dreht sich jedes Rührglied 3, 4 während der eigenen Achsen mit den Mittelpunkten der Eigendre- 35 körpereigenen Drehung um seine eigene Achse auch hung dei Rührglieder um die Drehachsen der zu- um die Drehachse der zugeordneten Drehwelle jegeordneten Drehwellen verbinden und die in einer weils in derselben Richtung und mit der gleichen senkrecht zu den Drehwellen verlaufenden Ebene lie- Winkelgeschwindigkeit. F1 g. 1 zeigt das Sienungsgen, parallel zueinander verlaufen. verhältnis der Achsen a_v *>, der Rührglieder 3, 4, Als technischer Fortschritt gegenüber den bekann- 40 wobei diese Achsen bei der Drehung der Drehwellen ten Rührwerken ergibt sich, daß mit einem Rührwerk Winkelverschiebungen auf a.„ b₂; a_v b₃ und a_v Zj₄ erfindungsgemäßer Konstruktion sich bei Vergleichs- durchführen. Bei der dargestellten Ausfülirungsform weise kleinem technischen Aufwand im Prinzip be- liegen Linien, welche jeweils die Drehachsen der liebig große Behältervolumina und Mengenansätze Rührglieder bei ihrer Drehung um ihre eigenen Achmischen lassen, wobei gleichzeitig eine vollständige 45 sen mit den Achsen der körperlichen Drehung der-Reinigungsfunktion der Rührglieder gegenseitig und selben um die Drehachsen der zugeordneten Drehder Behälterinnenwand erreicht wird. Weitere Vor- wellen herum verbinden und welche in der Zeichteile ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. nungsebene liegen, parallel zueinander. Ersichtlicher-Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen weise wird bei den beschriebenen Bewegungen der der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher er- 50 Rührglieder das zu behandelnde Material, das sich in läutert. Es zeigt der Kähe der gesamten Oberfläche der Rührglieder Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veran- befindet, bei jeder Umdrehung der Rührglieder vollschaulichung des Arbeitsprinzips eines Rückwerks mit ständig von diesen Oberflächen abgestreift, se daß erfindungsgemäßen Merkmalen, ein vollständiger Selbstreinigungseffekt erzielt wer-F i g. 2 einen lotrechten Schnitt durch die Achse 55 den kann. Außerdem bewirkt die Drehbewegung dei einer Ausführungsform eines Rührwerks, Rührgüeder 3, 4 über die gesamte Innenfläche des F i g. 3 eben lotrechten Schnitt längs der Linie zylindrischen Behälters 1 hinweg eine Vergleichmäßi-SIII-III in F i g. 2, gung der Temperatur und der Konzentration des Bell -Fig. 4 , 6 und 8 lotrechte Schnitte durch die Ach- handlungsguts, während die Drehbewegung dersel-Vsen abgewandelter Ausführungsformen der Erfin- 60 ben um ihre eigenen Achsen herum, bei der es sich ί dung und um eine große Relativbewegung handelt, zur lokaler Fig. 5, 7 und9 lotrechte Schnitte längs der Linien Vergleichmäßigung von Temperatur und Konzentra-ί ■ V-V, VII-ViI bzw. IX-IX in F i g. 4, 6 bzw. 8. tion beiträgt. Der Rührvorgang mittels der Rührglie· S Das Rührwerk nach Fig.2 und3 weist einen der erbringt mithin eine sehr vorteilhafte Vergleich- * Mantel 2 mit einem Einlaß 13 sowie einem Auslaß 65 mäßigung der Temperatur und Konzentration. Es isi I 14 für ein Heizmedium und einen zylindrischen Be- offensichtlich, daß bei einem mit engem Abstanc t? halter 1 mit Einlaß 15 und Auslaß 16 für ein zu be- bzw. mit selbstreinigender Abstreifwirkung arbeiten fl handelndes Material auf. An den beiden Enden des den Rührwerk der Wärmeaustauschgrad erhöht unt

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das Anhaften von Behandlungsgut wirksam verhin- chend vier Drehwellen vorgesehen sind. Diese Aus-

dert werden kann. Außerdem kann bei dem vollstän- führungsform verdeutlicht durch die Darstellung ver-

dig selbstreinigenden Rührwerk nicht nur der War- schiedener Zwischenphasen der Drehbewegung, daß

meaustauschgrad zwischen dem Gut und der Vor- die Selbstreinigungswirkung mit einer als elliptischer

richtungswand erhöht werden, sondern es können S Kontakt bezeichneten Berührung erzielt wird, wenn

auch die Rührglieder selbst für den Wärmeaustausch die Rührglieder 3, 4, 5, 6 selbst elliptischen Quer-

zwischen ihnen und dem Behandlungsgut herangezo- schnitt aufweisen und in der dargestellten Weise an-

gen Werden, wenn etwa Hohlprofilteile bzw. Rohr- geordnet werden. Außerdem ist ersichtlich, daß ein

elemente verwendet werden und ihre Oberflächen als Rührwerk mit mehr als zwei Drehwellen ansonsten

Heizflächen benutzt werden, wenn ein Heizmedium io im wesentlichen dem Rührwerk mit zwei Drehwellen

über Drehanschlüsse durch die hohlen kührglieder entspricht,

hindurchgeleitet wird. Die vorstehend in Einzelheiten erläuterten Ausfiih-

Im folgenden sind andere, auf dem Grundgedan- rungsformen der Erfindung bieten gleichzeitig die

ken der Erfindung beruhende Ausführungsformen vorteilhafte Wirkung der Verhinderung des Anhaf-

beschrieben. Bei dem in den F i g. 4 und 5 dargestell- 15 tens des Behandlungsguts an der Behälterwand und

ten Rührwerk ist eine abgewandelte Ausführung«- die praktisch vollkommene Selbstreinigungsfunktion

form von Rührgliedern vorgesehen. Diese Rührglie- der Rührglieder, während gleichzeitig der Wärmeaus-

der weisen jeweils Spiralform auf, so daß sie die ra- tauschgrad infolge des engen Abstands bzw. des

diale Umwälzbewegung sowie die Axialverlagerung Abstreifens der Oberfläche beträchtlich erhöht und

des Behandlungsguts begünstigen. Bei dieser Ausfüh- ao zudem Temperatur und Konzentration des Behand-

rungsform sind drei Rührglieder 3, 4, 5 im zylindri- lungsguts in hervorragender Weise vergleichmäßigi

sehen Behälter angeordnet, welche, wie aus der werden. Außerdem besitzen diese Rührwerke ersicht-

Schnittansicht von F i g. 5, die längs der Linie V-V in licherweise den Vorteil, daß sie einfach aufgebaut

Fig.4 geführt ist, hervorgeht, eine Art von Spiral- sind und das Rührvolumen praktisch frei gewählt

band aus einer Reihe von Rohren bilden. as werden kann. Diese Vorteile machen das Ruhrwerk

Die F i g. 6 und 7 veranschaulichen noch eine an- u. a. bf'onders geeignet zur Verwendung als Polymedere Ausführungsform, bei welcher die Konfigura- risations-Reaktionsvorrichtung, beispielsweise auch tion des Behälters durch die Konstruktion der Rühr- als Reaktionsvorrichtung für die Herstellung von glieder bestimmt wird oder umgekehrt. Ein Behälter Polyvinylchlorid nach dem Suspensions- und Charvon konischer Form wird häufig in den Fällen ange- 30 gen-Polymerisationsverfahren, bei welchem eine wandt, in denen beim Rühren von hochviskosen Tendenz für ein starkes Anhaften des gebildeten Po-Flüssigkeiten oder Pulvern eine starke Rühr- und lymercn und für die Erzeugung einer großen Reak-Mischwirkung gewünscht wird. Bei der dargestellten tionswärmemenge besteht. Außerdem kann sie als Ausführungsform sind nun Rührglieder vorgesehen, Reaktionsvorrichtung für die Herstellung von PoIydie für die Verwendung in einem solchen Behälter 35 propylen nach dem Lösungsmittelschlamm-Polymerigeeignet sind. Auch diese Rührglieder weisen Spiral- sationsverfahren, für die Herstellung von Kohlenwasform auf, jedoch mit sich in Axialrichtung des Behäl- serstoff-Polymeren der Dien-Reihe nach dem Löters fortschreitend änderndem Durchmesser. sungs-Polymerisationsverfahren, bei welchem eine

In den Fig.8 und9 ist eine weitere, abgewandelte Tendenz für die Bildung und das Anhaften von ver-Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei wel- 40 seiften Verbindungen besteht, und für die Herstelcher vier Rührglieder vorgesehen sind, deren Form lung von Mischpolymeren, wie Polystyrol, kaunicht den kreisförmigen Querschnitt der Ausfüh- tschukmodifiziertem Polystyrol, Acrylnitril-Styrol und rungsform gemäß F i g. 2 und 3, sondern einen ellipti- Acrylnitrilbutadien-Styrol, nach dem Chargen-Poschen Querschnitt aufweist, und bei welcher entspre- lymerisationsverfahren benutzt werden.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

erläuterten bekannten Vorrichtungen lassen sich aiii

Patentanspruch: diese Aufgaben gleichzeitig zufriedenstellend erfül

Jen.

Selbstreinigendes Rührwerk, bestehend aus Um etwa den Wärmeaustauschgrad zwischen eine: einem geschlossenen, einen Guteinlaß und einen 5 Heizfläche, etwa der Vorrichtungswand, und einen Gutauslaß aufweisenden länglichen Behälter, an zu behandelnden Material zu erhöhen, wurde be dessen Stirnseiten wenigstens zwei parallel ver- Rührwerken bisher im allgemeinen das sogenannte laufende, mit gleicher Drehzahl, in gleicher Dreh- Engabstand-Verfahren oder ein Heizflächen-Abrichtung und in gleicher Drehphase angetriebene streiiverfahren angewandt, worunter zu verstehen ist Wellen gelagert sind, die mit Rührgliedern verse- ίο daß ein Rührglied in sehr dichter Nähe zur Heizhen sind, welche eine solche Form aufweisen, fläche betrieben oder das zu behandelnde und dich daß auf benachbarten Wellen angebrachte Rühr- an der Heizfläche befindliche Material durch das glieder während ihrer Bewegung ständig überein- Rührglied abgestreift wird. Durch diese Vorrichanderstreichen, wobei die innere Behälterwan- tnngsart kann der Wärmeaustauschgrad erheblich erdung der Bewegungsbahn des jeweils äußersten 15 hoiit und außerdem das Anhaften des Behandlungs-Rührgüeds eng angepaßt ist, gekennzeich- guts an der Vorrichtungswand verhindert werden, net durch die Kombination folgender Merk- Während sich bei herkömmlichen Vorrichtungen die male: Erhöhung des Wärmeaustauschgrads und die Verhinv ,. r,...... ., . _. . , . j. . derune des Anhaftens des Stoffs an der Vorrich-

a) die Ruhrgheder 3, 4 5) sind mit radialem ^ . _allgemeinen befriedigend erreichen Abstand zu den jeweils zugehörigen Wellen- f diese Wirkungen jedoch in der Praxis achsen (O, P) verlaufend und mit senkrecht ' _d Rührglied und dem behandelten zur Behalterlangsachse kreisförmigem oder '. " . , . , .__ ⁵

elliptischem Querschnitt ausgebildet und an- Material erwarte werden.

einanderliegend angeordnet; ^Nu"^{sind bere}"^s Ruhreinnchtungen mit sogenann-

b) die radialen Abstände zwischen den Rühr- ^a5 ten ,_elbstreimgenden Rührgliedern-spezmll im Hmgliedern und den zugehörigen Wellenachsen ^{blick auf die} _t Verhinderung des Anhaitens -bein jeder Querschnittsebene sind gleich groß, ^kannt: ^{dte s}° *^οη?Τ? Γ Ή f, ?' ·*? ί^Γ η η _und ^{6 6} des einen Ruhrglieds haftende Material durch das

c) die Verbindungsteile zwischen den Rühr- ^{andsre Rühr}güed mehr oder weniger gut entfernt gliedern unu den Wellen verlaufen in einem ³° ^werdf" ^kan"_T ^S _A°_C ⁵J⁰J? *!?{"?* T ⁸^" eine gegenseitige Behinderung ausschließen- ^s _A ^ta?^{d der}, ^DJ-^{AS 1 062} °⁰¹ *^wei "^m '^hre. "8f°^e den spnzen Winkel zur Wellenachse. ^Achse umlaufende, in einem konischen Mischbehälter parallel zur Mantellinie des Behalters gelagerte Schnecken als Rührglieder vorgesehen, die ineman-

35 der eingreifen und so eine gegenseitige Reinigung be-

wirken. Die beiden Rührschnecken werden außerdem

gemeinsam um die Achse des kegelförmigen Behälters gedreht, so daß auch eine Reinigung des Wandbereichs des Behälters erreicht wird. Der gegenseitige

Die Erfindung betrifft ein selbstreinigendes Rühr- 40 Reinigungseffekt und auch eine Reinigung der BeWerk, bestehend aus einem geschlossenen, einen Gut- hälterinnenwand wird jedoch nur erreicht, wenn die einlaß und einen Gutauslaß aufweisenden länglichen ineinandergreifenden Teile sehr eng ineinandergreißehälter, an dessen Stirnseiten wenigstens zwei par- fen. Außerdem ist der Aufwand für den doppelten Hllel verlaufende, mit gleicher Drehzahl, in gleicher Antrieb relativ groß und es wird ein ungleichmäßiger Drehrichtung und in gleicher Drehphase angetrie- 45 Quetscheffekt auf die zu rührende Masse ausgeübt bene Wellen gelagert sind, die mit Rührgliedern ver- Überdies läßt sich der Bereich der Grundfläche des Sehen sind, welche eine solche Form aufweisen, daß konischen Behälters nicht durch die Rührglieder er- *uf benachbarten Wellen angebrachte Ruhrglieder fassen. Andererseits sind aus der CH-PS 504 889 und Während ihrer Bewegung ständig übereinanderstrei- der FR-PS 1 226 289 Knetwerke mit ineinandergreithen, wobei die innere Behälterwandung der Bewe- 50 fendcn Schnecken bzw. paarweise aufeinander angegungsbahn des jeweils äußersten Rührglieds eng an- paßten Exzenterscheiben als Knetglieder im Inneren gepaßt ist. eines Knetbehälters bekanntgeworden, mit denen

Für zahlreiche Zwecke werden Misch- oder Rühr- ebenfalls eine gegenseitige Reinigung einerseits der Werke für Fluide bzw. Flüssigkeiten, Schlämme und Knetglieder, andererseits aber auch der Innenwand fulver benötigt, beispielsweise als Vorrichtung zur 55 der Knetbehälter erreicht wird. Solche Knetwerke Beschleunigung einer Polymerisationsreaktion bei eignen sich aber nur für einen vergleichsweise sehr der Herstellung von Polymeren aus polymerisierba- kleinen Mengendurchsatz und sie sind auch von der fen organischen Verbindungen, z. B. Kohlenwasser- ganzen Konzeption her auf große Walk- und Knetstoffen der Vinyl- und konjugierten Dien-Reihe. Da- kräfte hin ausgelegt und daher nur bedingt mit einem bei dient das Rühren nicht nur zur Vergleichmäßi- 60 Rührwerk vergleichbar,

gung der Konzentration und Temperatur eines be- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunue, ein

handelten Stoffs, sondern auch zur Erhöhung des Rührwerk zu schaffen, das sich für im Prinzip belie-

Wänneaustauschgrads und zur Verhinderung des big große Behälter und Rührvolumina eignet und bei

Anhaftens von Material an der Behälterwandung, zur dem das gesamte vom zu rührenden Material ausfüll·

Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stoffs, 65 bare Effektiwolumen durch die Ruhrglieder erfaßt

zur Gewährleistung einer ausreichenden Verweilzeit wird. Mit diesem Rührwerk soll sich neben der

des Stoffs und zur Erzielung einer gleichmäßigen Hauptaufgabe des Rührens gleichzeitig eine vollstän-

Verteilung desselben. Mit keiner der im folgenden dige Selbstreinigungsfunktion sowohl für die Rühr-