DE2712825C3

DE2712825C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Austragen und Dosieren von Feststoffen in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2712825C3
Application number: DE2712825A
Authority: DE
Inventors: Werner Trimmis Suhner (Schweiz)
Original assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Current assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1979-12-20
Also published as: CH597060A5; DE2712825A1; DE2712825B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Austragen und Dosieren von schüttbaren Feststoffen in einer spezifisch Seichteren Flüssigkeit, in der der Feststoff behandelt worden ist, durch hydraulischen Transport der Flüssigkeit.

Beim kontinuierlichen Transport von Feststoffen in schüttbarer Form, insbesondere in Form von Granulaten, wie Polyamidgranulat, von einer Behandlungsapparatur, insbesondere einer Waschkolonne, zu ei- ner nächsten Apparatur, z, B, einer Zentrifuge, unter Verwendung einer Bermndlungs- bzw, Transportflüssigkeit, welche spezifisch leichter ist als das Schüttgut (in der Praxis fast immer nur Wasser), war es bis jetzt nicht möglich, den Kreislauf der Behandlungen üssigkeit vom Transportflüssigkeitskreislauf in definierter, d. h, gut reproduzierbarer Art, zu trennen (»Wasserdichtheit«). Ebenso war bisher auch die Dosierung der einzelnen Teilstücke des Feststoffes (meist Grunulatkörner) ohne Beschädigung derselben kaum möglich. Völlig ausgeschlossen war bisher auch eine gleichzeitige und wirtschaftlich tragbare Lösung dieser beiden Probleme.

Bis heute hat man diese Probleme dadurch zu lösen versucht, daß man das Granulat abpreßt und mit einer Dosierschnecke bzw. Absperrarmatur dosiert. An Stelle des Abpressens kann man auch auf einen Einsatz von Schlammpumpen zur Granulatförderung zurückgreifen.

Weil das Abscheren von Granulatkörnern in Dosierorganen, wie Zellrädern, nicht nur die Qualität der Endprodukte negativ beeinflußt, sondern auch die Dichtheit des Dosierorgans beeinträchtigt, ist man von der volumetrischen Dosierung mittels Drehzahlregulierung abgekommen, insbesondere deshalb, da bei kontinuierlichen Prozessen oft keine genaue Dosierung verlangt wird, vergleichbar etwa mit einer kontinuierlichen Waage, wohl aber eine eindeutig definierte Trennung des Trägermediums vor und hinter dem Dosierorgan.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterentwicklung des eingangs genannten Verfahrens zum Austragen und Dosieren von schüttbaren Feststoffen in einer spezifisch leichteren Flüssigkeit durch hydraulischen Transport der Flüssigkeit, derart, daß ein hohes Maß an »Wasserdichtheit« gewährleistet wird, ohne die Feststoffkörner zu beschädigen.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß das Feststoff-FIüssigkeitsgemisch einer Dicht-/Trennzone mi* einem Förderzellenrad zugeleitet wird, dessen einzelne Zellen nur teilweise mit Feststoff durch Sinkscheidung gefüllt werden, während die überschüssige Behandlungsflüssigkeit zwecks Dosierung bzw. teilweisem Auffüllen der einzelnen Zellen mit Feststoff abgezogen wird, und daß nach einem Fördern des Feststoffs in der Dicht-/Trennzone in einer Austragungszonc Frischflüssigkeit als neue Trägerflüssigkeit zum weiteren Transport des Farbstoffs zugegeben wird. Dadurch lassen sich die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, und es wird insbesondere das Problem der Wasserdichtheit gelöst, ohne die Feststoffkörner ;ju beschädigen, und zwar in einer wirtschaftlich tragbaren Weise.

Als Feststoffe kommen in erster Linie Granulate in Frage, vor allem die in der Kunstfaserindustrie üblichen Polyamidgranulate.

Als Flüssigkeiten lassen sich prinzipiell alle leitfht pumpbaren und vorzugsweise auch klaren Flüssigkeiten verwenden. In der Praxis kommt jedoch insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen fast ausschließlich Wasser in Ffäge.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß für die Durchleitung des Feststoff-Flüssigkeitsgemischs eine Austragungsvorrichtung vorgesehen ist, mit einem Einlaufbercich, einem Dicht-/ Trennbereich, der ein Zellenrad und eine Abzugsvor-

richtung für die Flüssigkeit aufweist, wobei Einlaufbereich und Dicht-zTrennberejch durch eine Trennzunge teilweise getrennt sind und die Drehzahl des Zellenrads, die Einfüllgeschwindigkeit des Feststoff-Flüssigkeitsgemischs durch die Flüssigkeitsentnahme ■> bei der Abzugsvorrichtung zwecks Dosierung der Feststoffmenge sowie die Länge der Zunge den Füllgrad der einzelnen Zellen des Zellenrads bestimmen, und mit einem Austragungübereich, der mit einer Eintrittsöffnung für Frischflüssigkeit versehen ist, wobei i< > die Eintrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms einstellbar ist. Am Ende des Austragungsbereichs kann insbesondere eine weitere einstellbare Eintrittsöffnung für Frischflüssigkeit vorgesehen sein.

Es sind zwar Vorrichtungen bekannt (DE-Gbm i> 7414323, US-PS 2827333), die sich aus einer Gutaufnahme, einem Zellenrad und einer in eine Förderleitung mündenden Gutabgabe zusammensetzen, wobei dem Zellenrad eine den Zulaufquerschnitt zum Teil abdeckende Zunge vorgeschaltet ist und wobei .mi in den Gutabgabebereich das Fördermedium eingeführt wird. Diese Vorrichtungen verwenden jedoch als Fördermedium Luft, und es werden als .Feststoffe praktisch nur Medien verwendet, bei denen die Gefahr einer Beschädigung eine untergeordnete Rolle j> spielt (zumeist Medien in Pulverform oder schüttbare Medien mit geringem spezifischen Gewicht). Auch tritt bei derartigen Vorrichtungen der pneumatischen Fördertechnik das Problem der »Wasserdichtheit« gemäß der Erfindung nicht auf. tu

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Austrag-und Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anord- r> nung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zwischen einer Waschkolonne und einer Zentrifuge.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 betrifft ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Feststoff/Flüs- w sigkcitsgeir.isch durch eine Austragsvorrichtung leitet, die aus einer Einlaufzone 1 und einer Dichtzone 2 besteht, welche mit einem Rotor 3 ausgefüllt ist und mit einer Abzugsvorrichtung 5 für die Flüssigkeit versehen ist. wobei die Einlaufzone 1 und die Dichtzone 2 4-, durch die Trennzunge 4 teilweise getrennt sind, und wobei man die Drehzahl des Rot&is 3, die Einfüllgeschwindigkeit des Feststoff/Flüssigkeitsgemisches (bei 1) durch die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsentnahme (bei 5), d. h. der Behandlungsflüssigkeit, sowie -,<> die Lange der Zunge 4 derart aufeinander abstimmt, daß die einzelnen Zellen 6 des Rotors nur teilweise, vorteilhaft bis zu höchstens 50% des Zellvolumens, mit Feststoff gefüllt sind, und anschließend das Feststoff/Flüssigkeitsgcmisch in die Austragszone 7 ein- -,·-> leitet, welche mit den Eintrittsöffnungen 8 und 9 für frische Flüssigkeit versehen ist, wobei man die Eintrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeitsströme bei 8 und 9 derart einstellt, daß der Feststoff zusammen mit der frischen Flüssigkeit durch die öffnung 10 weiter ge- mi fördert werden kann.

Durch Verändern der Geschwindigkeit des Trlägermcdiums (Wasser) auf der Zulaufseite des Zellenrades kann die Granulatmenge innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden. Weil Polyamid schwerer als _h-> Wasser ist, setzen sich die Granulatkörner am Zellengrund (1) ab. Es können sich also keine Körner zwischen GehäusefüllöffnMng und Rotorsteg einklemmen, Außerdem sorgt die Zunge 4 dafür, daß keine einzelnen Körnersich zwischen die Flügel des Zellenrades und das Gehäuse klemmen können* wodurch die eingangs genannten Nachteile nicht oder nur äußerst selten auftreten. Am Zellenradaustritt verhindert eine entsprechende Wasserturbulenz das Abscheren von Körnern.

Für die praktische Durchführung müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

1. Die Zulauf- und Ablaufseite der Austragsvorrichtung (Fig. 1) sind immer mit der Flüssigkeit, und zwar meistens Wasser, gefüllt.

2. Über eine Grobdosierung wird der Austragsvorrichtung das Granulat bei 1 zugeführt. Die Vorrichtung für die Grobdosierung ist gewöhnlich ein Schieber, der in Fig. 1 nicht eingezeichnet ist. In der Regel befindet sich dieser Schieber am Austritt der ebenfalls nicht eingezeichneten Behandlungskolonne, aus welcher das Feststoff/Flüssigkeitsgemisch in die Einlaufzone 1 strömt.

3. Wird bei 5 kein Wasser entnommen, so ist die absolute Granulatgeschwindigkeit gleich der Sinkgeschwindigkeit. Letztere soll etwa 0,1 m/ see betragen.

4. Sobald bei 5 Wasser entnommen wird, steigt die aDsolute Granulatgeschwindigkeit und somit die Granulatdurchsatzmenge.

Fig. 2 zeigt die Lage der Austragsvorrichtung zwischen Waschkolonne und Zentrifuge.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt man gegenüber vorbekannten Verfahren mit gleicher Zielsetzung folgende technische Vorteile:

1. Keine Granulatbeschädiguug

2. Verringerte Investitionskosten

3. Verringerung der Hilfsstoffkosten

4. Optimierung der Waschwassermenge

5. Reduktion der Inertgasmenge, weil das Granulat nicht mehr durch Druck im Kopf der Waschkolonne gefördert werden muß.

6. Keine Beschädigung der Zentrifuge und der Austragsvorrichtung durch Granulatpfropfen

7. Die Aufstellungsorte der Waschkolonne, der Austragsvorrichtung und der Zentrifuge sowie allenfalls weiterer Einrichtungen sind weitgehend variierbar.

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung.

Beispiel (siehe Fig. 1 und 2)

In einer Waschkolonne 11 (Fig. 2) wird Polyamidgranulat (Nylon 6, Durchmesser 2 mm, zylindrische Länge 2 mm) mit Waschwasser im Gegenstrom kontinuierlich gewaschen. Anschließend wird das Granulat kontinuierlich in eine Zentrifuge 13 mit frischem Wasser (»Transportwasser«) gefördert, üu diesem Zwecke werden aus der Waschkolonne pro Stunde 400 kg Polyamidgranulat und etwas Waschwasser in die Einlaufzone X (Fig. 1) der Austragsvorrichtung 12 (Fig. 2) geleitet. Über eine Abzugsvorrichtung S (Fig. 1) wird das V/äschwässef abgezogen Und das Polyamidgranulat c urch einen Rotor (Zellrau) in die Austragszune 7 gefördert. Das Zellrad hat einen Rotordurchmesser von 300 mm und ist innen 220 mm breit. Es besitzt 8 Stege (Flügel) bzw. 8 Zellen, welche nun zu ungefähr ¹I, ihres Volumens mit dem PoIyumidgranulat gefüllt sind. Der Rotor dreht sich in

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Pfeilrichtung mit einer Geschwindigkeit von } Um- dert. Dort wird das Transportwasser vom Granulat

drehungen pro Minute. abgetrennt und kann dann wieder in den Kreislauf

In der Austragszonc 7 wird das Granulat durch das als Transportwasser zurückgeführt werden,

bei 8 und 9 einströmende Frischwasser erfaßt und hy- Das erhaltene Granulat ist vollständig unbeschii-

draulisch über die öffnung 10 zur Zentrifuge geför- -. tügt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Austragen und Dosieren von schüttbaren Feststoffen in einer spezifisch leichte- *> ren Flüssigkeit, in der der Feststoff behandelt worden ist, durch hydraulischen Transport der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch einer Dicht-/ Trennzone mit einem Förderzellenrad zugeleitet '° wird, dessen einzelne Zellen nur teilweise mit Feststoff durch Sinkscheidung gefüllt werden, während die überschüssige Behandlungsflüssigkeit zwecks Dosierung bzw. teilweisem Auffüllen dereinzelnen Zellen mit Feststoff abgezogen wird, ^ und daß nach einem Fördern des Feststoffs in der Dicht-/Trennzone in einer Austragungszone Frischflüssigkeit als neue Trägerflüssigkeit zum weiteren Transport des Feststoffs zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- J<> kennzeichriet, daß als Feststoff ein Granulat verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Wasser verwendet wird. υ

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchleitung des Fcststoff-Flüssigkeitsgemischs eine Austragungsvorrichtung vorgesehen ist, mit einem Einlaufbe- u> reich (1), einem Dicht-ATrennbereich (2), der ein Zellenrad (3) und eine Abzugsvorrichtung (5) für die Flüssigkeit aufweist, wobei Einlaufbereich (1) und Dicht-rTrennbereich (2) durch eine Trennzunge (4) teilweise getrennt sind und die Drehzahl ι > des Zellenrads (3), die Einfüh^eschwindigkeit des Feststoff-Flüssigkeitsgemischs durch die Flüssigkeitsentnahme bei der Abzugsvorrichtung (5) zwecks Dosierung der Feststoffmenge sowie die Länge der Zunge (4) den Füllgrad der einzelnen w Zellen (6) des Zellenrads (3) bestimmen, und mit einem Austragungsbereich (7), der mit einer Eintrittsöffnung (8) für Frischflüssigkeit versehen ist, wobei die Eintrittsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms bei (8) einstellbar ist. v,

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Austragungsbereichs (7) eine weitere einstellbare Eintrittsöffnung (9) für Frischflüssigkeit vorgesehen ist.