DE2457360A1 - Verfahren und vorrichtung zum abmessen und benetzen trockener pulver - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abmessen und benetzen trockener pulver

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DE2457360A1
DE2457360A1 DE19742457360 DE2457360A DE2457360A1 DE 2457360 A1 DE2457360 A1 DE 2457360A1 DE 19742457360 DE19742457360 DE 19742457360 DE 2457360 A DE2457360 A DE 2457360A DE 2457360 A1 DE2457360 A1 DE 2457360A1
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Description

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DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. KER. NAT. K. HOFFMANN
PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 ■ ARABELLASTRASSE 4 ■ TELEFON (0811) 911087
Ronald Joseph Ricciardi,
Garfield, N.J. /USA
Verfahren und Vorrichtung zum Abmessen und Benetzen trockener Pulver
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abmessen und Benetzen trockener Pulver und ist u.a. insbesondere dazu geeignet, Polyelektrolyte und dergleichen zu benetzen, die in Verfahren wie z.B. Abwasseraufbereitung als Koagulierungshilfen verwendet werden. Bei dem Polyelektrolyt handelt es sich um ein neuerdings als äußerst wirksames Koagulierungsmittel verwendetes Polymerisat. Es ersetzt bestimmte andere seit Jahren verwendete Chemikalien wie z.B.
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Alaun. Der Hauptvorteil der Polyelektrolyte besteht darin, daß eine äußerst geringe Menge eines solchen Polymerisats die gleiche Wirkung hat wie bisher eine vielhundertfache Menge anderer zum Koagulieren verwendete Chemikalien.
Ein besonderes Problem ergibt sich jedoch bei der Verwendung eines Polyelektrolyts aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaft und der auf dieser Eigenschaft beruhenden Schwierigkeit das Polymerisat gehörig zu benetzen und in eine Lösung zu überführen. Ein solches Polymerisat braucht nach gehöriger Benetzung ungefähr 10 bis 50 Minuten zum Altern um in eine Lösung überführt zu werden. Man könnte annehmen* daß ein sehr einfaches Benetzungsverfahren für den Polyelektrolyt darin besteht, das Polymerisat unmittelbar in einen Behälter einzumessen und mit einem Rührelement einzurühren. Jedoch ergibt sich das Problem des Benetzens eines Polyelektrolyts oder dergleichen aus seinem äußerst hygroskopischen Charakter· Wenn man z.B. eine Handvoll Polyelektrolyt nimmt und in einen Eimer mit Wasser wirft, benetzt das umgebende Wasser sofort den äußeren Bereich dieses Klumpens und verhindert dadurch eine Benetzung des zentralen Kerns des Klumpens. Der benetzte äußere Bereich verwandelt sich dann in einen zähen Mantel, der das noch trockene eingeschlossene Pulver vollständig isoliert. Tatsächlich ist es sehr schwer, den benetzten äußeren Mantel zu durchdringen um das darin eingeschlossene trokkene Pulver zu benetzen. Diese unbenetzten Teilchen oder KU-gelehen sind in der Industrie allgemein als "Fischaugen" bekannt. Es werden auch mechanische Mischeinrichtungen verwendet, die jedoch Schwierigkeiten haben, diese Klumpen zu zerkleinern, insbesondere innerhalb der für den Reifungsprozeß vorgesehenen Zeit oder innerhalb der Zeit, die das Verfahren erfordert.
Daher ist es wesentlich, daß jedes Korn des Polyelektrolyts benetzt ist, damit die Abmeß/Benetzungsvorrichtung für das Polymerisat voll wirksam ist.
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Wenn erst einmal unbenetzte Teilchen entstanden und vorhanden sind, ist dann die Tatsache, daß sie sehr schwer aufzulösen und aufzubrechen sind, nur ein Teil des Problems. Bin weiteres schwieriges Problem ist der äußerst adhäsive Charakter des schlecht benetzten Polymerisats. Die teilweise oder nicht benetzten PolyelektrolytkUgelchen haften praktisch an jeder Fläche, mit der sie in Kontakt kommen. Darum kann man sich leicht vorstellen, daß beim Transportieren einer Polyelektrolytlosung mit nur teilweise oder gar nicht benetzten Teilchen, diese Teilchen dazu neigen, sich zusammenzuballen und aneinander und dem,Rohrinneren festzukleben, wodurch ein ernstes Problem entsteht. Wenn also zugelassen wird, daß während des Betriebes eine solche, nicht benetzte Teilchen enthaltende Polyelektrolytlosung durch Rohre, Pumpen, etc. läuft, ist nach sehr kurzer Zeit eine Verstopfung der Leitung das unvermeidliche Resultat, wodurch die Vorrichtung unbrauchbar wird. Andererseits jedoch entstehen bei Verwendung einer in gehöriger Weise benetzten Polyelektrolytlosung an sich keinerlei Probleme.
Ziel der Erfindung ist es, durch eine neuartige Kombination von Elementen eine wirtschaftliche, einwandfreie und praktische Lösung der oben beschriebenen Schwierigkeiten und Probleme zu erreichen..
Technisch verwandte Patentschriften sind: US-PS 3 118 459, us-ps 3 251 550, us-ps 1 770 011, us-ps 3 003 751, us-ps 3 351 979* US-PS 3 386 182 und US-PS 2 953 359.
Die Lösung der oben beschriebenen Probleme wird erreicht durch ein Verfahren zum Abmessen und Benetzen eines PoIyelektrolyts oder dergleichen, mit folgenden Arbeitsschritten: Zumessen und Konditionieren eines pulverförmigen Polyelektrolyts, Zerstäuben des pulverförmigen Polyelektrolyts mit einer gesteuerten Druckluftmenge, Fördern des.zerstäubten
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Polyelektrolyts in eine Misch- und Benetzungskammer, Benetzen im wesentlichen aller zerstäubten Polyelektrolytteilchen mit einer gesteuerten Wassermenge in der Misch- und Benetzungskammer, Führen der benetzten Polyelektrolytteilchen in einen Mischbehälter zum Altern, und Überführen des benetzten Polyelektrolyts in eine Lösung.
Eine Vorrichtung zur Lösung des beschriebenen Problems ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine volumetrische Beschickungsvorrichtung zum Aufnehmen eines pulverförmigen Polyelektrolyts und Konditionieren und Abmessen desselben, eine Einrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Druckluftmenge, eine Einrichtung zum Zerstäuben des aus der Beschikkungsvorrichtung kommenden Elektrolytpulvers durch die Druckluft, eine Einrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Wassermenge, eine Misch- und Benetzungskammer zum Aufnehmen des zerstäubten Polyelektrolytpulvers und der gesteuerten Wassermenge und Benetzen im wesentlichen aller zerstäubten Polyelektrolytteilchen, und einen Mischbehälter zum Aufnehmen des in der Weise benetzten Polyelektrolyts und Altern desselben. Nach dem Altern ist die Polyelektrolytlösung fertig zur industriellen Verwendung.
Von Vorteil ist dabei, daß erfindungsgemäß die Vorrichtung zum Zerstäuben des Polyelektrolyts in Form eines in einer pneumatischen Förderleitung angebrachten T-Stücke vorgesehen ist. In einem Arm des T-Stücks wird der pulverförmige PoIyelektrolyt aus der Auslaßöffnung der volumetrischen Beschickungsvorrichtung und in einem anderen Arm des T-Stücks eine gesteuerte Druckluftmenge aufgenommen, die sich mit dem pulverförmigen Polyelektrolyt in dem T-Stück und der von dem dritten Arm des T-Stücks ausgehenden pneumatischen Leitung vermischt, wodurch der Polyelektrolyt vollständig zerstäubt und in die Misch- und Benetzungskammer geführt wird,
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Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Misch- und Benetzungskammer eine konische Form besitzt und vertikal angeordnet ist, wobei der zerstäubte Polyelektrolyt von oben in die Kammer, und eine gesteuerte Wassermenge tangential durch einen Einla#eintritt, der in einem Winkel von ungefähr zum Einlaß für das zerstäubte Pulver angeordnet ist. Die Oberseite der Benetzungskammer steht offen. Der Wasserstrom wird sorgfältig gesteuert und eine festgesetzte Luftmenge dazu verwendet, bei der Vermischung von Wasser und Luft zwangsweise einen Wirbel hervorzurufen, wodurch die zerstäubten Polyelektrolytteilchen vollständig benetzt und mit dem Wasser zu einem unteren Auslaß der Misch- und Benetzungskammer geführt werden. Die Misch- und Benetzungskammer ist so gebaut, daß alle Innenflächen derselben mit Wasser überspült sind, um dadurch die Möglichkeit eines Anhaftens des Polymerisats zu begrenzen und ein optimales prozentuales Verhältnis zwischen Luft, Wasser und Polymerisat ohne Überlaufen, Verstopfen oder ungenügendes Benetzen vorzusehen.
Noch ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß oben am Mischbehälter eine Reinigungseinrichtung vorgesehen ist, und zwar mit einem zylindrischen Gehäuse mit einem an seiner oberen Peripherie angebrachten Gebläse und einer Vielzahl von an den Innenwänden des Gehäuses versetzt angebrachten Prallplatten. Ein Rohr erstreckt sich aus der Mitte des Gehäusebodens nach unten über eine kurze Strecke zum Mischbehälter. Ein Sieb bedeckt den Boden dieses Rohres, und ein Paar tangential ausgerichteter Wasserzuführrohre sind über dem Sieb angeordnet, zur Bildung einer Wasserschicht auf demselben, wodurch ein Luftsog durch die Benetzungskammer vorgesehen ist, der die Staubbildung an dieser Stelle unterbindet und beiträgt, Polymerisat und Wasser in den Mischbehälter einzuziehen und ein Haften von Polymerisatstaub an den Innenbereichen des Mischbehälters zu verhindern.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der die benetzten PoIyelektrolytteilchen aufnehmende Mischbehälter eine mechanische Mischeinrichtung enthält, die den Polyelektrolyt mechanisch umrührt und damit zur vollständigen Überführung desselben in eine Lösung beiträgt. Dieser Verfahrenszyklus kann solange wie erforderlich kontinuierlich betrieben werden.
Im Vorstehenden sind die wichtigsten Merkmale der Erfindung ausführlich geschildert, damit die nach-folgende genaue Beschreibung besser verständlich ist und die vorliegende technische Verbesserung besser gewürdigt werden kann. Weiter vorgesehene Merkmale der Erfindung werden nachstehend auch genau beschrieben. Den mit der Erfindung befaßten Fachleuten wird einleuchten, daß die der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegenden Ideen leicht als Grundlage zum Bau weiterer Konstruktionen dienen können, um die verschiedenen Ziele der Erfindung zu erreichen. Es ist daher wichtig, daß die vorliegende Offenbarung als solche gleichwertigen Konstruktionen mitbeinhaltend betrachtet wird, welche vom Geist und Bereich der Erfindung nicht abweichen.
Die Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäß konstruierten Systems zum Abmessen und Benetzen eines Polyelektrolyts,
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ist ein vergrößerter zentraler Vertikalschnitt durch eine Misch- und Benetzungskammer der Vorrichtung,
Fig. 4 ist eine stark vergrößerte Ansicht von Polyelektrolytteilchen vor dem Benetzen,
Fig. 5 ist eine Fig. 4 ähnliche Ansicht der Teilchen nach dem Benetzen,
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Pig. 6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Abmessen und Benetzen eines PoIyelektrolyts mit einem erfindungsgemäß konstruierten Luftreiniger,
Fig. 7 ist ein vergrößerter Teilschnitt nach Linie 7-7 in Fig. 6, und
Fig. 8 ist ein vergrößerter mittlerer Teilschnitt durch den unteren· Bereich des Luftreinigers gemäß Fig. 6.
In der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 bis 5 besteht die Vorrichtung zum Abmessen und Benetzen eines Polyelektrolyts aus einer allgemein mit der Bezugszahl bezeichneten volumetrisehen Beschickungsvorrichtung, wie sie z.B. bereits in der US-PS 3 186 602 beschrieben ist, mit einem Fülltrichter 12 zum Aufnehmen von zu verarbeitendem Polyelektrolytpulver od. dgl, und Zuführen desselben in eine Konditionierkammer 14 mit einem. Paar konzentrischer Sehnecken 16 und 18, Fig. 2, mit welchen eine vorbestimmte Materialmenge kpnditioniert und durch die Auslaßöffnung abgemessen ausgegeben wird. Ein Elektromotor 22 dient zum Antreiben der Schnecken durch ein stufenlos verstellbares Getriebe 24 oder ein solches mit gleichbleibender Geschwindigkeit.
Durch die Auslaßöffnung der volumetrisehen Beschickungsvorrichtung wird das Polymerisat in ein T-Stück 26, Fig. 2, abgemessen eingegeben, das in einer pneumatischen Förderleitung 28 angeordnet ist. Entweder mit Druckluft oder einem Gebläse 30 wird Luft durch die Leitung bewegt, um das Polyelektrolytpulver zu zerstäuben und es in eine Misch- und Benetzungskammer 32 zu fördern. Ein Ventil 33 dient zum Steuern des Luftstroms, wie nachstehend genauer beschrieben.
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Wie Pig. 1 und 3 am deutlichsten zu entnehmen ist, ist die Misch- und Benetzungskammer vertikal angebracht und konisch gebildet, mit einer Wasserzuleitung 34, die tangential in einem Winkel von ungefähr 90° zu einer Einlaßdüse 36 zum Einführen des zerstäubten Materials angeordnet ist. Da die das Polymerisat befördernde Luft mit einer Druckkraft von einigen kg in die Misch- und Benetzungskammer 32 eingeführt wird, wird bei der Zusammenführung der Luft mit dem strömenden Wasser und dem sich verjüngenden Teil des Misch- und Benetzungsbereichs eine Wirbelbewegung erzeugt. Diese Wirbelbewegung entsteht durch die stattfindende Vermischung. Durch das Zuführrohr 38 mit einem Ventil 40, einem Durchlaufmesser 42 und einem zweiten Ventil 44 zum genauen Steuern der durchlaufenden Strömung wird Wasser zugeführt. So wird gemäß Fig. 3 das zerstäubte Material 46 vertikal und das Wasser 48 horizontal in die Misch- und Benetzungskammer eingeführt. In dieser mit der Bezugszahl 50 bezeichneten, mit Wirbelwirkung arbeitenden Misch- und Benetzungskammer wird im wesentlichen jedes einzelne Polymerisatteilchen gründlich benetzt und danach durch ein sich über eine kurze Strecke von ungefähr I5 cm erstreckendes Auslaßrohr 52 hinunter in einen darunter angebrachten Mischoder Reifungsbehälter 54 abgegeben. Gemäß Fig. 4 erreichen die Polymerisatteilchen 56 die Misch- und Benetzungskammer als zerstäubtes Material 46 und sind bei Verlassen der Kammer gemäß Fig. 5 gründlich mit dem Wasser 48 benetzt. Es leuchtet ein, daß die Misch- und Benetzungskammer 32 so gebaut ist, daß alle Innenflächen mit Wasser überspült sind, um die Möglichkeit eines Anhaftens des Polymerisats zu beseitigen und das optimale prozentuale Verhältnis Luft/Wasser/Polymerisat ohne Überfließen, Haften oder unzureichendes Benetzen vorzusehen. Die Luftmenge wird vom Ventil 33 so gesteuert, daß sie ohne Erzeugung von Gegendruck durchgeführt wird und auf diese Weise eine Benetzungswirkung vorsieht, durch die die zerstäubten Polyelektrolytteilchen durch Wirbelung vollständig benetzt und mit dem Wasser in den darunter angeordneten Mischbehälter 54 geführt werden.
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Wie Fig. 1 am besten zu entnehmen, ist der Mischbehälter 54 mit einer von einem Elektromotor 58 betriebenen mechanischen Mischeinrichtung 57 versehen. Der Zweck des Mischbehälters besteht darin, durch zwangsweise mechanische Umrührung mechanische Hilfestellung zu leisten und genügend Zeit für den Alterungsprozeß vorzusehen, der je nach verwendetem Polyelektrolyt ungefähr 10 bis ungeführ 50 Min., in der Regel ungefähr I5 bis ungefähr 20 Min. dauern kann, in denen sich die Umwandlung in eine Lösung vollständig vollzieht. Jedoch ist es wichtig, daß nach Einführen des Materials in den Misch- und Alterungsbehälter die Lösung während der Alterungszeit dauernd mechanisch umgerührt wird. Wenn sich die Alterung vollzogen hat, kann das Material im Behälter mehrere Stunden, z.B. 48 Stunden ohne Schwierigkeiten verbleiben. Der Mischbehälter ist mit einem Auslaßrohr 60 und einem Auslaßventil 62 versehen.. Ein ähnlicher zweiter oder Vorratsbehälter 64 kann neben oder unter dem Mischbehälter angebracht sein und dient zum Aufnehmen des gesamten Inhalts des ersten oder Mischbehälters 54 nach Verwandlung des Polymerisats in eine Lösung. Eine Pumpe 66 wird dazu verwendet, die Polyelektrolytlosung aus dem zweiten Mischbehälter 64 abzuziehen und dem Verfahren zuzuführen, in dem der Polyelektrolyt als Koagulierungsmittel verwendet wird. Der beschriebene Verfahrenszyklus wird fortgesetzt solange wie es nötig ist. Da die Vorrichtung im wesentlichen auf Portionsbasis betrieben wird, wird die Lösung normalerweise nur entsprechend einem Bedarf zubereitet, gemäß der im Wasserreinigungsverfahren benötigten Menge. Deshalb ist auch ein zweiter oder Vorratsbehälter vorgesehen, so daß nach Fertigstellung der Polyelektrolytlosung sich dieselbe automatisch in den Vorratsbehälter entleert, sowie der' Spiegel im Vorratsbehälter so niedrig ist, daß der gesamte Inhalt des Mischbehälters entleert werden kann. Die Polyelektrolytlosung wird dann aus dem Vorratsbehälter in das Verfahren
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gepumpt. Es leuchtet ein, daß der Misch- und Alterungsbehälter zur Bereitung der Lösung dient und die Anzahl der Wiederholungen des Zyklus auf der Menge der benötigten und vom Vorratsbehälter abgezogenen Lösung beruht. Z.B. braucht bei sehr geringem Bedarf pro Tag oder während eines längeren Zeitraums nur eine Lösung zubereitet zu werden.
Damit das gesamte Polymerisat benetzt wird, falls ein geringer Bruchteil davon dem ersten Benetzungsvorgang entgeht, und um weiterhin das Einfallen von losen unbenetzten Polymerisatteilchen, die sich an den Innenflächen des Behälters festsetzen würden, in den Mischbehälter auszuschließen, ist die Vorrichtung gemäß Fig. 6 und 8 mit einer allgemein mit 68 bezeichneten Reinigungseinrichtung versehen, welche die Hauptmenge der benötigten Luft durch die Benetzungskammer einzieht.
Diese Reinigungseinrichtung dient mehreren Zwecken:
1. eine durch die Benetzungskammer geführten negativen Sog vorzusehen, um auf diese Weise Staub an dieser Stelle
auszuschließen,
2. trägt die Reinigungseinrichtung zur Effektivität des in der Benetzungskammer durchgeführten Mischvorgangs dadurch bei, daß ein nach innen gerichteter Sog für das Polymerisat und das Wasser geschaffen ist, und
3. wird durch die Reinigungseinrichtung ein leichter negativer Sog im Mischbehälter aufrechterhalten, wodurch
die Möglichkeit ausgeschlossen ist, daß unbenetzter Polymerisatstaub umher geblasen wird und/oder an den inneren Bereichen festhaftet. Während des Betriebes der Reinigungseinrichtung werden unbenetzte Polymerisatteilchen
durch dieselbe gezogen, was wiederum eine vollständige
Benetzung aller in Form von Pulver übriggebliebenen
Teilchen zur Folge hats
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Gemäß Pig. 6 besteht die Reinigungseinrichtung aus einem Gehäuse 70 mit einem an seiner oberen Peripherie bei 7^ angeordneten Sauggebläse und aus einer Vielzahl von an den Innenwänden des Gehäuses angebrachten, voneinander abgesetzten Prallplatten'76· Ein Zuleitungsrohr 78 erstreckt sich vom Boden des Gehäuses nach unten durch einen Deckel 79, und von dort über eine kurze Strecke von ungefähr 15 cm nach unten in den Mischbehälter 5^· Gemäß Fig. 8 bedeckt das Sieb 80 mit einer Maschengröße von ungefähr 0,79^ mm den Boden des Zuleitungsrohrs 78 vollständig. Das aus einer geeigneten Quelle zugeführte, unter Druck gesetzte Wasser gelangt in die Reinigungseinrichtung durch ein Paar tangential dicht über dem Sieb 80 angeordneter Zuleitungsrohre 82, mit einer im wesentlichen zentrifugalen Bewegung gemäß den Pfeilen 84 in Fig. 7. Das Sieb dient dazu, daß sich über ihm eine Wasserschicht 86 gemäß Fig. 8 bildet. Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß die Rohre 52 und 78 in einem Bereich 88 über der Oberfläche der Polyelektrolytlösung im Mischbehälter 5^ enden.
Während des Betriebes zieht das Gebläse 72 Luft und etwa in dieser vorhandenes unbenetztes Polymerisat aus der Benetzungskammer, durch Rohr 52 und aus dem oberen Teil 88 des Mischbehälters 5^. Die Luft wird durch das wasserbedeckte Sieb 80 hochgezogen, und unbenetzte Polymerisatteilchen werden dadurch wirksam festgehalten, benetzt und zurück ' in den Mischbehälter fallengelassen. Die Luft wird dann durch das zylindrische Gehäuse 70 und die Prallplatten 76 unter Entzug von Feuchtigkeit gesaugt und dann aus dem Gebläse und der Auslaßöffnung 92 in die Umgebungsluft herausgeleitet. Also ist die aus dem Gebläse abgegebene Luft sauber.
Versuche haben ergeben, daß beim Aufbereiten von bestimmten Polyelektrolytarten die Menge des durch die Benetzungskammer durchgeführten unbenetzten Polymerisats bis zu einem
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Maximum von ungefähr 1,5$ schwanken kann. Dieser Prozentsatz hängt vollständig ab von der Maschen- oder Teilchengröße des Polymerisats, was sich auch entsprechend in der Zerstäubbarkeit widerspiegelt. Je größer die Teilchen sind, desto höher ist der benetzte Prozentsatz und desto geringer die Menge des unbenetzten Polymerisats. Durch die Reinigungseinrichtung ist jedoch für eine 100^-ige Benetzung gesorgt, in der etwaiges dem ersten BenetzungsVorgang entgangene Polymerisatmaterial aufgefangen und benetzt wird. So dient die Reinigungseinrichtung dazu, Luft aus der Vorrichtung abzusaugen, wodurch die in der Vorrichtung vorhandene Staubmenge reduziert und eine Ansammlung von Polymerisatteilchen an der Unterseite des Deckels 79 und an den Wänden des oberen Bereichs 88 des Mischbehälters 5^ verhindert wird.
Durch die vorliegende Erfindung ist also in der Tat eine in bezug auf Einfachheit, Betriebsfähigkeit und Leistung im Vergleich mit bekannten derartigen Vorrichtungen verbesserte Abmess- und Benetzungsvorrichtung vorgesehen. Der Zuführ- und Zerstäubungsbereich, die Benetzungskammer und Reinigungseinrichtung wirken kombiniert zusammen zur Schaffung einer vollständigen, selbstreinigenden und sehr leistungsstarken Polymerisatabmess- und benetzungsvorrichtung.
Kurz gesagt ist durch die Erfindung folgendes vorgesehen: Eine Abmeß- und Benetzungsvorrichtung für einen Polyelektrolyt, trockenes Pulver und dergleichen, gekennzeichnet durch eine volumetrische Beschickungsvorrichtung, ein unter Druck stehendes pneumatisches System zum Zerstäuben des aus der volumetrischen Beschickungsvorrichtung aufgenommenen trokkenen Polyelektrolyts, eine Misch- und Benetzungskammer zum Benetzen im wesentlichen aller zerstäubten Polyelektrotteilchen, und ein Mischbehälter zum Umrühren und Altern des sogenannten Polyelektrolyts und Überführen desselben in eine Lösung, unterstützt durch mechanisches Umrühren, und, gemäß einer AusfUhrungsform der Erfindung, eine oben am Mischbehälter angebrachte Reinigungseinrichtung.
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Claims (21)

-Οίο Patentansprüche
1. Verfahren zum Abmessen und Benetzen eines PoIyelektrolyts oder dergleichen, gekennzeichnet durch folgende Arbeitsschritte: Zumessen und Konditionieren eines pulverförmigen Polyelektrolyts, Zerstäuben des pulverförmigen Polyelektrolyts mit einer gesteuerten Druckluftmenge, Fördern des zerstäubten Polyelektrolyts in eine Misch- und Benetzungskammer, Benetzen im wesentlichen aller zerstäubten Polyelektrolytteilchen mit einer gesteuerten Wassermenge in der Misch- und Benetzungskammer. Führen der benetzten Polyelektrolytteilchen in einen Mischbehälter zum Altern, und Überführen des benetzten Polyelektrolyts in eine Lösung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch gleichzeitiges Vorsehen eines durch die Misch- und Benetzungskammer und den oberen Teil des Mischbehälters geführten negativen Luftsoges.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin gekennzeichnet durch Entziehen von unbenetztem Pplyelektrolytstaub in einer Reinigungseinrichtung und Rückführen der benetzten Teilchen in den Mischbehälter.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder J>> weiterhin gekennzeichnet durch Entziehen unbenetzten Polyelektrolytstaubes aus dem oberen Bereich des Mischbehälters, Führen des Staubes durch eine Wasserschicht an der Unterseite der Reinigungseinrichtung, und Erzeugen eines"durch die Reinigungseinrichtung, den oberen Bereich des Mischbehälters und die Misch- und Benetzungskammer geführten negativen Luftsoges.
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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Entziehen unbenetzten PoIyelektrolytstaubes aus.dem oberen Bereich des Mischbehälters, Führen des Staubes durch ein mit einer Wasserschicht bedecktes Sieb, Erzeugen eines durch die Reinigungseinrichtung, den oberen Bereich des Mischbehälters und die Benetzungskammer geführten negativen Luftsoges am oberen Ende der Reinigungseinrichtung, und Führen des Luftstromes in einer Kurvenbahn um zwischen der Wasserschicht und einem Gebläse angeordnete Prallplatten.
6. Verfahren nach Anspruch 5* gekennzeichnet durch Entziehen polyelektrolytischen Staubes aus dem Mischbehälter, an dem die Reinigungseinrichtung angebracht ist, mit einem Gehäuse, in dem der Luftsog in Richtung ihres oberen Endes herrscht, die Prallplatten angebracht sind und sich ein Zuleitungsrohr von der Unterseite.des Gehäuses nach unten in den oberen Bereich des Behälters erstreckt, ein Sieb den Boden des Zuleitungsrohrs bedeckt, wenigstens ein tangential ausgerichtetes Wasserzuleitungsrohr über dem Sieb angebracht ist und die Wasserschicht auf dem Sieb bildet, wobei der negative Luftsog durch das am oberen Ende der Reinigungseinrichtung vorgesehene Gebläse erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Abmessen und Konditionieren von pulverförmigem Polyelektrolyt in einer volumetrischen Beschikkungsvorrichtung, Benetzen von im wesentlichen allen Teilchen des zerstäubten Polyelektrolyts durch eine im Winkel von ungefähr 90° zum Einlaß des zerstäubten Materials in die Misch- und Benetzungskammer einfließende gesteuerte Wassermenge, und Überführen des benetzten Polyelektrolyts in eine Lösung im Mischbehälter mit Hilfe mechanischen Umrührens.
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8» Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 7, gekennzeichnet durch folgende Arbeitsschritte: Einführen pulverförmigen Elektrolyts in eine volumetrische Beschickungsvorrichtung, Einführen des Polyelektrolyts in eine pneumatische Förderleitung in einem Winkel von ungefähr 90° zur Strömung in der Leitung, Führen des zerstäubten Polyelektrolyts durch die Förderleitung in die Misch- und Benetzungskammer, Altern des benetzten Polyelektrolyts in einem Zeitraum von ungefähr 10 bis 50 Min., und Führen der verwendungsfertigen Polyelektrolytlösung in einen zweiten oder Vorratsbehälter.
9. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 7* 8, gekennzeichnet durch Entziehen unbenetzten Polyelektrolytstaubes aus dem oberen Bereich des ersten oder Misch- und Alterungsbehälters in eine Reinigungseinrichtung, Benetzen der Polye.lektrolytteilchen in der Reinigungseinrichtung und Rückführen der in der Weise benetzten Teilchen in den ersten oder Misch- und Alterungsbehälter, unter gleichzeitigem Vorsehen eines durch die Misch- und Benetzungskammer, den oberen Bereich des ersten-oder Misch- und Alterungsbehälters und die Reinigungseinrichtung geführten negativen Luftzoges.
10. Abmeß- und Benetzungsvorrichtung für einen PoIyelektrolyt oder dergleichen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine volumetrische Beschickungsvorrichtung (10) zum Aufnehmen eines pulverförmigen Polyelektrolyts und Konditionieren und Abmessen desselben, eine Einrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Druckluftmenge, eine Einrichtung zum Zerstäuben des aus der Beschickungsvorrichtung kommenden Elektrolytpulvers durch die/Druckluft, eine Einrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Wassermenge, eine
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Misch- und Benetzungskammer (50) zum Aufnehmen des zerstäubten Polyelektrolytpulvers (46) und der gesteuerten Wassermenge und Benetzen im wesentlichen aller zerstäubten Polyelektrolytteilchen, und einen Mischbehälter (54) zum Aufnehmen des in der Weise benetzten Polyelektrolyts und Altern desselben.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Zerstäuben des aus der volumetrisehen Beschickungsvorrichtung (1O) kommenden Polyelektrolytpulvers durch die Druckluft aus folgenden Teilen besteht: eine pneumatische Förderleitung (28), eine Einrichtung (30) zum Zuführen von Druckluft in die Leitung (28), ein in der Leitung angebrachtes und mit einem Arm mit der volumetrisehen Beschickungsvorrichtung (10) verbundenes T-Stück (26), eine Steuereinrichtung (33) zum Steuern der Druckluft, so daß das Polyelektrolytpulver in dem T-Stück und der Förderleitung zerstäubt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Misch- und Benetzungskammer (50) vertikal angeordnet ist mit einem oberen Einlaß (36) zum Aufnehmen des zerstäubten Materials aus der Einrichtung zum Zerstäuben des Pulvermaterials, und einer in einem Winkel von ungefähr 90° zum Einlaß für das zerstäubte Material angeordneten Wasserzuleitung (38), daß ferner eine Einrichtung zum Zuführen einer gesteuerten Wassermenge in die Wasserzuleitung (38), und ein unteres Auslaßrohr (52) in der Misch- und Benetzungskammer vorgesehen ist, wodurch im wesentlichen alle trockenen Teilchen in der Misch- und Benetzungskammer benetzt werden und durch das untere Auslaßrohr (52) abfließen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Misch- und Benetzungskammer eine
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sich nach oben und außen erweitende konische Form aufweist und die Wasserzuleitung (38) tangential in die Kammer eingeführt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin gekennzeichnet durch eine in dem Mischbehälter (54) angebrachte mechanische, langsamlaufende Mischeinrichtung (57) zum mechanischen Umrühren, einen zweiten oder Vorratsbehälter (64), ein den ersten Behälter (51O mit dem zweiten oder Vorratsbehälter (64) verbindendes Rohr (60), eine mit dem Vorratsbehälter (64) in Verbindung stehende Pumpe (66) zum Entleeren der Polyelektrolytlösung.
15· Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin gekennzeichnet durch eine oben am Mischbehälter (54) angebrachte, in Betriebsverbindung mit dem oberen Teil des Mischbehälters stehende Reinigungseinrichtung (68).
16. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet , daß die Reinigungseinrichtung (68) ein Gehäuse (70) mit einem Gebläse mit Sog gegen das obere Ende des Gehäuses enthält, ferner ein sich vom Boden des Gehäuses nach unten in den oberen Bereich des Mischbehälters (54) erstreckendes Zuleitungsrohr (78), und eine Einrichtung zum Bilden einer Wasserschicht (68) am unteren Ende des Zuleitungsrohrs.
17. Vorrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet , daß die Reinigungseinrichtung (78) weiterhin folgende Teile enthält: im Gehäuse (70) angebrachte Prallplatten (76), ein den Boden des Zuleitungsrohrs (78) bedeckendes Sieb (80) und wenigstens eine oberhalb des Siebes angebrachte, tangential ausgerichtete Wasserzuleitung (82) zum Bilden einer Wasserschicht auf dem Sieb.
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18. Vorrichtung nach Anspruch 11, 13. und 14, dadurch gekennzeichnet , daß die volumetrische Beschickungsvorrichtung folgende Teile enthält: einen Fülltrichter (12) zum Aufnehmen von aufzubereitendem PoIyelektrolytpulver, eine Konditionierkammer (I2O zum Aufnehmen von Polyelektrolyt aus dem Fülltrichter, ein Paar in der Kammer (14) angeordnete konzentrische Schnecken (l6, l8), eine mit der Kammer (14) verbundene Auslaßleitung (20), eine Einrichtung (22) zum Drehen der Schnecken, und daß die obere Einlaßöffnung (36) an der Misch- und Bene tzungskammer zum Aufnehmen der Förderleitung (28) vorgesehen ist, und daß die Einrichtungen zumSteuern des Luftstroms und zum Steuern des Wasserstroms zyklonisch zusammenwirken um im wesentlichen alle Polyelektrolytteilchen in der Misch- und Benetzungskammer zu benetzen und durch die Auslaßöffnung abzugeben, und daß der erste oder Misch- und Alterungsbehälter (52O unter der Misch- und Benetzungskammer (50) angebracht und ein eine Strömungsverbindung zwischen der Auslaßöffnung der Misch- und Benetzungskammer und dem Misch- und Alterungsbehälter herstellendes Auslaßrohr.(52) vorgesehen ist.
19. Misch- und Benetzungseinrichtung für einen Polyelektrolyt oder dergleichen für eine Abmeß- und Benetzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13* dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (50) eine sich konisch nach oben und außen erweiternde Form besitzt, daß der obere Einlaß bzw. eine Düse (36) für das zerstäubte Material sich nach unten in die Kammer von ihrem oberen Ende aus erstreckt und im wesentlichen zentral zur Kammer angeordnet ist, die weiterhin eine tangential ausgerichtete, in einem Winkel von ungefähr 90° zur Düse im wesentlichen in Nähe derselben angeordnete Wasserzuleitung (38) und ein unteres Auslaßrohr (52) aufweist.
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20. Reinigungseinrichtung zur Verwendung mit einem Behälter nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (70) mit einem Sauggebläse (72) am oberen
Ende des Gehäuses, ein sich vom Boden des Gehäuses nach unten in den oberen Teil des Behälters (52I-) erstreckendes Zuleitungsrohr (78) und eine Einrichtung zum Bilden einer Wasserschicht (86) am unteren Ende des Zuleitungsrohrs.
21. . Reinigungseinrichtung nach Anspruch 20, weiterhin gekennz'ei ohne t durch im Gehäuse (70) angebrachte Prallplatten (76), ein den Boden des Zuleitungsrohrs (78) bedeckendes Sieb (80) und wenigstens eine über dem Sieb (80) tangential ausgerichtete Wasserzuleitung (82) zum Bilden der Wasserschicht (86) auf dem Sieb.
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