DE3113200A1 - Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration - Google Patents

Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration

Info

Publication number
DE3113200A1
DE3113200A1 DE19813113200 DE3113200A DE3113200A1 DE 3113200 A1 DE3113200 A1 DE 3113200A1 DE 19813113200 DE19813113200 DE 19813113200 DE 3113200 A DE3113200 A DE 3113200A DE 3113200 A1 DE3113200 A1 DE 3113200A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mixing unit
housing
mixing
shaft
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813113200
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Dipl.-Ing. ETH 4127 Birsfelden Franz
Werner Ing.(grad.) 4057 Basel Wehrli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buss AG
Original Assignee
Buss AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buss AG filed Critical Buss AG
Priority to DE19813113200 priority Critical patent/DE3113200A1/en
Publication of DE3113200A1 publication Critical patent/DE3113200A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71Feed mechanisms
    • B01F35/717Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7176Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pumps
    • B01F35/717613Piston pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • B29B7/845Venting, degassing or removing evaporated components in devices with rotary stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71Feed mechanisms
    • B01F35/712Feed mechanisms for feeding fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71Feed mechanisms
    • B01F35/717Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/71775Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using helical screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75Discharge mechanisms
    • B01F35/754Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/7544Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/002Methods
    • B29B7/007Methods for continuous mixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71Feed mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2033/00Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/18Polymers of nitriles
    • B29K2033/20PAN, i.e. polyacrylonitrile

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Polymer as powder, for example polyacrylonitrile (PAN), is charged via a metering balance (12) in free fall into a multi-stage mixing unit (13) which is equipped with a floatingly mounted shaft (14) bearing a plurality of rotors (15) at its lower end. The powder is sprayed in free fall at room temperature with solvent, for example dimethylformamide (DMF), via nozzles (9) connected to a circular pipe (8), the mixture is swirled by the rotors (15) and sheared in a turbulent manner. The solution flows via an edge distributor (18) into a gravity pipe (17), is degassed under vacuum and discharged as a final spinning solution (27) by means of a screw pump (25, 26). The process and the device can also be advantageously used for producing dispersions or emulsions and spreadable pastes. <IMAGE>

Description

VERFAHREN UND ElNRICHrUNG ZUR KONTINUIERLICHENPROCEDURES AND DIRECTIONS FOR CONTINUOUS

AUFBEREITUNG VON LDESUNGEN ODER DISPERSIONEN UND EMULSIONEN ODER STREICHFAEHIGER PASTEN MIT HOHER FESTSTOFF-KONZENTRATION Bei der Herstellung von Spinnlösungen zur Erzeugung synthetischer Fasern werden Lösungen mit möglichst hoher Konzentration gewünscht, um den Fasern besondere Eigenschaften zu geben und die Menge des Lösungsmittels herabzusetzen, wodurch der Aufwand an Rohstoffen, spezicll Lösungsmittel, für desses Rückgewinnung und der damit verbundene Engergiebedarf minimiert werden kann.PREPARATION OF LESINGS OR DISPERSIONS AND EMULSIONS OR PAINTABLE HIGH SOLID CONCENTRATION PASTS In the production of Spinning solutions for the production of synthetic fibers are solutions with the highest possible Concentration desired in order to give the fibers special properties and the Reduce the amount of solvent, reducing the cost of raw materials, specicll Solvent, for its recovery and the associated energy requirement can be minimized.

Pulverförmige Feststoffe neigen während der Herstellung von lösungen, Dispersionen und ähnlichem bei der Benetzung mit Lösungsmitteln zu einer augenblicklichen Agglomeratbildung, da zumeist aufgrund von Oberflächenspannungseffekten Pulverteilchen aufquellen, sich mit einer klebrigen gallertartigen Haut überziehen und verklumpen. Die um die Agglomerate oder Klumpen gebildete Haut hemmt ferner das weitere Eindringen des lösungsmittels.Powdered solids tend during the preparation of solutions, Dispersions and the like when wetting with solvents at an instantaneous Agglomerate formation, since mostly powder particles due to surface tension effects swell, cover themselves with a sticky gelatinous skin and clump together. The skin formed around the agglomerates or lumps also inhibits further penetration of the solvent.

Um die Phänomene zu überwinden, werden hochtourige, mehrstufige Mischapj>arate eingesetzt, die aber bisher nicht in der Lage waren, in vorteilhafter Weise Schwierigkeiten zu überwinden, die bei der Herstellung von Spinnlösungen mit hoher Feststoff-Konzetration auftreten, da die Viskosität der lösung mit zunehmender Feststoff-Konzentration exponentiell stark ansteigt.In order to overcome the phenomena, high-speed, multi-stage mixing rates are used used, but so far have not been able to experience difficulties in an advantageous manner to overcome that in the production of spinning solutions with high solids concentration occur because the viscosity of the solution increases with increasing solids concentration increases exponentially.

Beispielsweise haben lösungen mit 20 - 25 % PAN in DMF eine Anfangsviskosität von nur ca. 25'000 m Pas während die Anfangsviskositäten von Ldsungen mit 29 - 35 % PAN bereits bei 600'000 m Pas liegen und beim Nachreifen auf ca. 1 Mio m Pas ansteigen. Die Folge ist dann, dass die Spinnlösung bereits in den Klammern eines mehrstufigen Mischaggregats beim Abfliessen einen hochviskosen stabilen Film bildet, welcher zu einer raschen Verklebung führt. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, hat man sich bislang dadurch geholfen, dass das lösemittel auf tiefere Temperaturen gekühlt wurde.For example, solutions with 20-25% PAN in DMF have an initial viscosity of only approx. 25,000 m Pas while the initial viscosities of solutions are 29 - 35 % PAN are already at 600,000 m Pas and during post-ripening to approx. 1 million m Pas rise. The consequence is then that the spinning solution is already in the brackets a multi-stage mixing unit produces a highly viscous stable film as it flows out forms, which leads to rapid bonding. To get around these difficulties, So far, one has helped by letting the solvent run at lower temperatures was cooled.

Die lösegeschwindigkeit könnte soweit reduziert werden, dass das Produkt als niedrigviskose Suspension aus dem Mischaggregat abfloss. Bisher wurde das DMF beispielsweise auf +50 bis -50 C heruntergeskühlt, was mit einem entsprechenden ziemlichen Energieaufwand von etwa 42 kJ/kg netto verbunden war. Anschliessend musste diese Suspension durch Energiezufuhr auf bis zu ca. 800C erwärmt und bei stetigem Rühren, unter Beobachtung besonderer Vorsichtsmassnahmen, langsam zur vollständigen Lösung und Reife gebracht werden.The dissolving speed could be reduced to the extent that the product flowed out of the mixing unit as a low-viscosity suspension. So far the DMF has been for example cooled down to +50 to -50 C, which with a corresponding quite an energy expenditure of about 42 kJ / kg net. Then had to this suspension is heated up to approx. 800C by supplying energy and at steady Stir slowly to completion, observing special precautionary measures Solution and maturity are brought.

Zweck der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Polymerlösungen oder Dispersionen vorzuschlagen, bei welchen die erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten, wobei insbesondere die kontinuierliche Herstellung einer Spinnlösung bei Raum*emperatur ermöglicht wird, ohne das zusätzlich Energie für das Kühlen der Rohstoffkomponenten und Wiedererwärmen der lösung aufgewendet werden muss.The purpose of the invention is a method and a device for continuous To propose preparation of polymer solutions or dispersions in which the mentioned disadvantages no longer occur, in particular the continuous Production of a spinning solution at room temperature is made possible without the additional Energy used to cool the raw material components and reheat the solution must become.

Das vorgeschlagene Verfahren verwendet ein kontinuierlich arbeitendes mehrstufiges Mischaggregat in welches zuerst der trockene Polymer und dann das lesungsndttel aufeinander folgend eingespeist werden. Das Verfahren besteht darin, dass die Komponenten ohne vorherige Kühlung bei Raumtemperatur zusannrngefunrt, unter geringer Energiezufuhr turbulent geschert und dispergiert oder gelöst werden, worauf eine Entlüftung erfolgt. Zweckmässigerweise werden den Komponenten nur etwa 0,001 kWh/kg Energie zugeführt, worauf diese in 2-5 Sekunden dispergiert oder gelöst werden. Diese kurze Verweilzeit ist nur durch eine sehr kompakte Bauweise erzielbar. Zu diesem Zwecke wird der Fliessweg zwischen den einzelnen Stufen des Mischaggregates und dem Auslass vermindert und der Strömungswiderstand beim Abfliessen des Produktes aus dem Mischaggregat herabgesetzt. Die Beschaffenheit einer so hergestellten Spinnlösung entspricht den Anforderungen der Faserindustrie. Zur Entfernung etwelcher Bläschen wäre es möglich,wie bisher die Spinnlösung unter schonenden Rührern auf 800C zu erwärmen, so dass die Lösung niederviskos wird. In diesem Zustand ist eine Entgasung sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich möglich, aber sowohl im apparativer wie auch energetischer Hinsicht aufwendig.The proposed method uses a continuous one multi-stage mixing unit in which first the dry polymer and then the reading medium are fed in sequentially. The procedure is that the components collapsed without prior cooling at room temperature, with little energy input turbulent sheared and dispersed or dissolved, whereupon a Venting takes place. Appropriately, the components are only about 0.001 kWh / kg Energy supplied, whereupon these are dispersed or dissolved in 2-5 seconds. This short dwell time can only be achieved with a very compact design. to this is the purpose of the flow path between the individual stages of the mixing unit and the outlet and the flow resistance when the product flows out is reduced reduced from the mixing unit. The nature of a spinning solution produced in this way meets the requirements of the fiber industry. To remove some vesicles it would be possible, as before, to bring the spinning solution to 800C with gentle stirrers heat so that the solution becomes low-viscous. In this state there is a degassing both continuously and discontinuously possible, but both in terms of apparatus as well as energetically complex.

Als Weiterentwicklung des vorgeschlagenen Verfahrens ist daher ein Vorgehen zweckmässig, gemäss welchem das abfliessende Produkt unmittelbar nach Austreten aus dem Mischaggregat durch Vakuum entlüftet wird.As a further development of the proposed method is therefore a Appropriate procedure, according to which the outflowing product immediately after discharge is vented from the mixing unit by vacuum.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem mehrstufigen Misch- und löseaggregat in vertikaler Anordnung, vorzugsweise mit direkt nachfolgender Entlüftungseinrichtung ErfindungsgemAss ist die am unteren Ende nicht gelagerte Welle des Misch- und löseaggregates mit mindestens zwei dicht übereinander angeordnete Rotoren versehen, welche von einer glatten Gehäusewand ohne Statoren umgeben sind.The device for carrying out the procedure consists of one multi-stage mixing and dissolving unit in a vertical arrangement, preferably with direct The following venting device according to the invention is not at the lower end Bearing shaft of the mixing and dissolving unit with at least two close together arranged rotors provided, which by a smooth housing wall without stators are surrounded.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt, anhand welcher auch das Verfahren erläutert wird. Dabei bleiben wir bei dem bereits gewählten Beispiel, wonach Spinnlösungen aus PAN und DMF bei Raumtemperatur aufbereitet und entlüftet werden.On the accompanying drawing is an embodiment of the inventive Device shown, on the basis of which the method is also explained. Included let's stick with the example already chosen, according to which spinning solutions made from PAN and DMF can be prepared and vented at room temperature.

Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamteinrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer Spinnlösung in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine den Mischapparat umfassende Einzelheit der Einrichtung im Vertikalschnitt, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Gehäuse des Mischapparates, Fig. 4 eine vergrösserte Darstellung eines Rotors teilweise im Vertikalschnitt, und Fig. 5 eine Ansicht auf den Rotor von oben.The figures show: FIG. 1 an overall device for continuous production a spinning solution in a schematic representation, FIG. 2 shows a mixing apparatus comprising Detail of the device in vertical section, Fig. 3 is a plan view of the housing of the mixing apparatus, FIG. 4 shows an enlarged representation of a rotor in part in vertical section, and FIG. 5 is a view of the rotor from above.

Die llerstellung einer Spinnlösung mit hoher Konzentration bei Raumtepperatur in einem Mischapparat ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, da die Spinnlösung bereits beim Abfliessen sofort einen Film bildet welcher sehr stabil ist,und sich allmählich aufbaut.The creation of a spinning solution with a high concentration at room temperature in a mixer is associated with considerable difficulties, since the spinning solution as soon as it drains, a film immediately forms which is very stable, and itself gradually builds up.

Bei der Verwendung einer herkommlichen Mischturbine werden sich daher Materialansätze auf den Statoren bilden, welche zu einem Verkleben und dann zum Blockieren der Maschine führen. Eine Erhöhung der Rotor-Drehzahl brachte dabei keine wesentliche Verbesserung. Dieses Verkleben ist auf ein schlechtes Abfliessen der Spinnlösung zurückzuführen, welches primär durch eine starke Filmbildung an den Statoren verursacht wird. Die Verweilzeit wird durch eine Verminderung des Weges zwischen den Mischstufen und dem Auslass wesentlich verkürzt. Ferner wird durch Weglassen der Statoren und der unteren Wellen-Lagerung der Strömungswiderstand beim Abfliessen de: Produktes aus dem Mischapparat herabgesetzt. Durch diese Massnahnen geiinjt es, eine noch relativ gut fliessende lösung mit hohem Feststoffgehalt, beispielsweise eine sogenannte Trocken-Spinnlösung bei Raumtemperatur problemlos herzustellen.Therefore, when using a conventional mixer turbine Form material approaches on the stators, which lead to gluing and then to Blocking the machine lead. An increase in the rotor speed brought no significant improvement. This sticking is due to bad drainage attributed to the spinning solution, which is primarily due to a strong film formation the stators. The dwell time is increased by reducing the path significantly shortened between the mixing stages and the outlet. Furthermore, through Omission of the stators and the lower shaft bearings reduce the flow resistance Outflow de: Product reduced from the mixer. Through these measures It is possible, for example, to still have a relatively good flowing solution with a high solids content to produce a so-called dry spinning solution at room temperature without any problems.

Der Gesamtaufbau einer solchen Einrichtung umfasst gemäss Fig. 1 zwei Behälter 2 zur Aufnahme von DM1, welche Behälter abwechselnd über eine rxitung 3 mit einem vertikalen Misch- und löse aggregat 13 in Verbindung stehen, das ein zylindrisches Gehäuse 5 besitzt. Die GehäuselAlgc entspricht etwa dem doppelten Durchmesser des Gehäuses. In die Leitung 3 ist eine Dosierpumpe 6 und ein Durchflussmesser 7 eingebaut. Die genannte Leitung 3 ist an eine Ringleitung 8 angeschlossen, die mit Einspritzdüsen 9 versehen ist, durch welche DMF in das Misch- und löseaggregat 13 eingedüst wird.According to FIG. 1, the overall structure of such a device comprises two Container 2 for receiving DM1, which containers alternate via a pipe 3 are connected to a vertical mixing and dissolving unit 13, which is a cylindrical Housing 5 has. The housing Algc corresponds to about twice the diameter of the Housing. A metering pump 6 and a flow meter 7 are installed in the line 3. Said line 3 is connected to a ring line 8 with injection nozzles 9 is provided, through which DMF is injected into the mixing and dissolving unit 13.

Zur Aufnahme von PAN dient ein Waagen-Bunker 10 in dessen Boden eine Austragsschnecke 11 vorhanden ist, deren Auslass etwas oberhalb der Ringleitung 8 im Gehäuse 5 mündet. Bunker 10 mit Austragsschnecke 11 sind auf einer Brückenwaage 12 angeordnet. Die Austragsschnecke 11 wird durch den Regelmotor M 1 angetrieben. Zentral im Gehäuse 5 ist ein mehrstufiger Mischapparat 13 mit Welle 14 vertikal eingebaut, ausgerüstet mit zwei Rotoren 15. Zum Antrieb der Welle 14 dient ein oben angeordneter Motor M 2.A weighing bunker 10 in the floor of the latter serves to accommodate PAN Discharge screw 11 is present, the outlet of which is slightly above the ring line 8 opens into the housing 5. Bunker 10 with discharge screw 11 are on a weighbridge 12 arranged. The discharge screw 11 is driven by the control motor M 1. Central in the housing 5 is a multi-stage mixer 13 with a shaft 14 vertical built-in, equipped with two rotors 15. A top is used to drive the shaft 14 arranged motor M 2.

Die nähere Ausbildung des Mischapparats 13 wird später anhand der Figuren 2-5 näher beschrieben.The more detailed training of the mixer 13 will be explained later on the basis of Figures 2-5 described in more detail.

Die Fortsetzung des Gehäuses 5 bildet ein vertikaler Entgasungsschacht 16, in weichem ein zentrales Fallrohr 17 vorgesehen ist, das mit seinem oberen Ende sich direkt unterhalb des Mischapparates 13 befindet und gleichachsig zu dieser verläuft. Im Fallrohr 17 ist ein konischer Einsatz 18 als Randverteiler angeordnet. Ein Stutzten 19 des Entgasungsschachtes 16 führt zu einem Kondensator 20 mit Kühlschlange 21, der mit einer Vakuumpumpe 22 in Verbindung steht. Die Abluft verlässt durch eine Leitung 23 die Vakuumpumr pe 22.The continuation of the housing 5 forms a vertical degassing shaft 16, in which a central downpipe 17 is provided, which with its upper end is located directly below the mixer 13 and coaxial to this runs. In the downpipe 17, a conical insert 18 is arranged as an edge distributor. A connection 19 of the degassing shaft 16 leads to a condenser 20 with a cooling coil 21, which is connected to a vacuum pump 22. The exhaust air leaves through a line 23 the vacuum pump 22.

Den unteren Abschluss des Entgasungsschachtes 16 bildet ein Uebergangsrohr 24, das mit der Eingangsseite des Gehäuses 25 einer Scheckenpumpe 26 verbunden ist, die von einem Regel-Motor M 3 angetrieben wird. Die fertige Spinnlösung 27 verlässt durch den Austritt 25' die Schneckenpumpe.A transition pipe forms the lower end of the degassing shaft 16 24, which is connected to the input side of the housing 25 of a screw pump 26, which is driven by a control motor M 3. The finished spinning solution 27 leaves through the outlet 25 'the screw pump.

Die nähere Ausbildung des Mischapparats 13 ist auf den Fig. 2-5 ersichtlich. Im Gehäuse 5 sind oben Lager 28 vorhanden, in welchen die Welle 14 fliegend gelagert ist. Das obere aus dem Gehäuse 5 ragende Ende der Welle 14 trägt eine Riemenscheibe 29, welche über einem Antriebsriemen 30 mit dem hier nicht gezeigten Motor M 2 in Verbindung steht. Das untere Ende 31 der Welle ist verjüngt ausgebildet und trägt zwei dicht übereinander angeordnete Rotoren 15. Im Bereiche der Rotoren 15 ist die Gehäusewand 39 glatt und oberhalb des oberen Rotors 15 ist eine ringförmige Einschnürung 32 vorgeccllcn, unter welcher drei Einspritzddsen 9 für das DMF angeordnet sind. Das ganze zylindrische Gehäuse 5 ist getcilt und aufklappbar, es hängt an einer dreieckförmigen Tragplatte 33 und ist mittels Klenrnschrauben zusammengehalten. Die Tragplatte 33 ruht auf Auflage-Puffern 33' und das Gehäuse 5 wird durch zwei Säulen 34 und durch eine Schwenkwelle 35 gehalten. Am Stutzen 36 des Gehäuses 5 wird die Austragsschnecke 11 für die Zufuhr von PAN-Pulver angeschlossen.The more detailed design of the mixer 13 can be seen in FIGS. 2-5. In the housing 5 there are bearings 28 at the top, in which the shaft 14 is cantilevered is. The upper end of the shaft 14 protruding from the housing 5 carries a belt pulley 29, which is connected via a drive belt 30 to the motor M 2 in FIG Connection. The lower end 31 of the shaft is tapered and carries two rotors 15 arranged closely one above the other. In the area of the rotors 15, the Housing wall 39 is smooth and above the upper rotor 15 is an annular constriction 32 vorgeccllcn, under which three injection nozzles 9 for the DMF are arranged are. The entire cylindrical housing 5 is tilted and hinged, it hangs on one triangular support plate 33 and is held together by means of clamping screws. The support plate 33 rests on support buffers 33 'and the housing 5 is supported by two Pillars 34 and supported by a pivot shaft 35. On the connector 36 of the housing 5 the discharge screw 11 for the supply of PAN powder is connected.

Die Formgebung der Rotorscheiben 15 ist aus den Fig. 4 und 5 erkennbar.The shape of the rotor disks 15 can be seen from FIGS. 4 and 5.

Diese sind mit radial verteilten Flügeln 38 versehen. Es können aber auch andere geeignete Rotorformen verwendet werden, wobei eine Tangentialgeschwindigkeit von 3-31 m/sec. einstellbar ist. Im Betrieb wird die Maschine zweckmässigerweise mit wenig PAN gestartet, worauf die PAN-Konzentration erhöht wird. Durch die beschriebene einfache Anordnung der Rotoren und des glatten Gehäuses konnte eine wesentlich auf vorzugsweise 2-5 Sekunden verkürzte Verweilzeit des Produktes zwischen den Rotoren bzw. zwischen dem untersten Rotor und Auslauf erzielt werden, sodass ein Verkleben der mit dem Produkt in Berührung stehenden Teile des Mischaggregats verhindert wird. Die hohe Wellendrehzahl von vorzugsweise 2000 - 7000 U/min. und die konstruktive Ausgestaltung des Mischaggregats erm5glicht eine stönjngsfreie, kontinuierliche Produktion qualitativ hochstehender Lösungen bei minimalen Energieverbrauch, der nur etwa 0,001 kWh/kg beträgt. Die achsiale länge der Misch- und löse zone entspricht annähernd dem Durchmesser des Gehäuses 5 der Einrichtung. Für den Feststoff-Zulauf und die trockene Feststoff-Desintegration wird eine gleich grosse Lange benötigt, woraus eine totale Zwänge des Verfahrensteils im Gehäuse resultiert, welche dem zweifachen Durchmesser entspricht. Durch die beschriebene obere Lagerung kann die Welle fliegend ausgeführt werden, womit eine Lagerung am Auslaufende der Welle entfällt. Daraus resultiert der bei der Herstellung von Losungen bei Raumtemperatur wichtige freie, ungehinderte Abfluss der lösung aus dem Mischaggegat. Das Produkt wird unmittelbar nach Austritt aus dem Mischapparat unter Vaakumanwendung im Fallrohr ohne Wårmezufuhr entgast, was eine wirtschaftliche Lösung darstellt. Durch den Einbau des Fallrohres 17 wird eine Oberflächenvergrösserung der noch gut fliessenden PAN-Lösung orreicht. Die Entgasung wird ferner durch den konischen Einsatz 18 verbessert, welcher nur einen schmalen Ringspalt als Durchgang offenlässt und so einen wirksamen Abschluss zwischen dem Mischapparat und dem Vakuum bildet.These are provided with radially distributed wings 38. But it can other suitable rotor shapes can also be used, with a tangential velocity from 3-31 m / sec. is adjustable. The machine is expediently in operation started with little PAN, whereupon the PAN concentration is increased. Through the described simple arrangement of the rotors and the smooth housing could make a significant difference preferably 2-5 seconds shortened dwell time of the product between the rotors or between the lowest rotor and the outlet, so that sticking the parts of the mixing unit that come into contact with the product are prevented. The high shaft speed of preferably 2000 - 7000 rpm. and the constructive The design of the mixing unit enables smooth, continuous operation Production of high quality solutions with minimal energy consumption, the is only about 0.001 kWh / kg. The axial length of the mixing and dissolving zone corresponds to approximately the diameter of the housing 5 of the device. For the solids feed and the dry solids disintegration is required an equal length, from which a total constraint of the process part in the housing results, which the twofold Diameter corresponds. The shaft can be cantilevered due to the upper bearing described are carried out, which means that there is no need for storage at the end of the shaft. From it this results in the free, unhindered drainage of the solution from the mixing unit. The product becomes immediate after leaving the mixer using vacuum in the downpipe without supply of heat degassed, which is an economical solution. By installing the downpipe 17 the surface of the PAN solution, which is still flowing well, is enlarged. The degassing is further improved by the conical insert 18, which only leaves a narrow annular gap open as a passage and thus an effective closure forms between the mixer and the vacuum.

Die beschriebene Aufbereitung von Spinnlösungen mit hoher Feststoff-Konzentration bei Raumtemperatur hat den weiteren grossen Vorteil, dass beim nachfolgenden Entlüften im kontinuierlichen Produktionsbetrieb an und für sich keine Ldsungsmitteldämpfe mitgerissen werden. Um auch die beim Anfahren der Einrichtung kurzzeitig auftretenden lösungsmitteldäitfe sicher auszuscheiden, dient der in die Vakuumleitung eingebaute Kondensator 20 mit fhlschlange 21.The described preparation of spinning solutions with a high concentration of solids at room temperature has the further great advantage that during the subsequent venting no solvent vapors in and of themselves in continuous production get carried away. To include those that occur briefly when starting up the facility The built-in vacuum line is used to securely remove solvent deposits Capacitor 20 with sensor coil 21.

Anwendungs-Beispiel: In einem Mischapparat wie vorstehend beschrieben, von 100 mn Gehäusedurchmesser, beschickt durch eine Dosierkolbenpumpe für DMF und einer Dosierbandwaage für PAN wurden bei einer Drehzahl der Welle des Mischaggregats von 7'000 U/min. im Dauerbetrieb bei einer Raumtemperatur von ca. 240 C kontinuierlich 200 kg/h Spinnlösung hergestellt und direkt anschliessend unter Vakuum entlüftet. Es waren drei Einspritzdüsen eingesetzt und zwei Rotorscheiben am unteren Teil der Welle angeordnet. Das Fallrohr hatte eine Länge von 750 mn bei einem Durchmesser von 140 mm, der Randverteiler liess einen 20 mm breiten Ringspalt frei. Es zeigte sich, dass durch den Einsatz des Randverteilers der Grad der Entgasung gut gesteuert werden kann. In der Apparatur traten keine Verklebungen auf, das Produkt war frei von Knötchen und Gasblasen und hatte bei 29 % PAN-Gehalt in der lösung eine Anfangsviskosität von 600 000 bis 610 000 m Pas, bestimmt mit einem Rotationsviskosimeter. Durch die sehr kurze Verweilzeit wurde der bei Raumtemperatur erheblich erhöhten Lösegeschwindigkeit Rechnung getragen und ein ungehindertes Abfliessen der Spinnlösung ermöglicht, Das beschriebene Verfahren und die Einrichtung eignen sich grundsätzlich auch zur Herstellung von Dispersionen oder Emulsionen und streichfähigen Pasten mit oder ohne Entlüftung.Application example: In a mixer as described above, with a housing diameter of 100 mn, fed by a metering piston pump for DMF and a weighfeeder for PAN were at one speed of the shaft of the mixing unit from 7,000 rpm. in continuous operation at a room temperature of approx. 240 C. continually 200 kg / h spinning solution produced and then immediately deaerated under vacuum. There were three injection nozzles and two rotor disks on the lower part of the Arranged shaft. The downpipe had a length of 750 mn with a diameter of 140 mm, the edge distributor left a 20 mm wide annular gap free. It showed that the degree of degassing is well controlled by using the edge distributor can be. No sticking occurred in the apparatus, and the product was free of nodules and gas bubbles and had an initial viscosity at 29% PAN content in the solution from 600,000 to 610,000 m Pas, determined with a rotary viscometer. Through the The very short residence time resulted in the rate of dissolution being considerably increased at room temperature Taken into account and allows an unimpeded flow of the spinning solution, The The described method and the device are in principle also suitable for production of dispersions or emulsions and spreadable pastes with or without ventilation.

LeerseiteBlank page

Claims (10)

PATENTANSPRUECHE Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polymer-Lösungen und / oder Polymer-Dispers ionen und Emulsionen oder streichfähiger Pasten mit hoher Feststoff-Konzentration in iisungsmitteln mittels eines mehrstufigen Mischaggregates in welches zuerst der trockene Polymer und dann das i5sungsrnittel aufeinander folgend eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten ohne vorherige Kühlung bei Rauntemperatur zusammengeführt und unter Energie-Zufuhr turbulent geschert und dispergiert oder gelöst werden, worauf eine Entlüftung erfolgt. PATENT CLAIMS Process for the continuous production of polymer solutions and / or polymer dispersions and emulsions or spreadable pastes with high Concentration of solids in solvents by means of a multi-stage mixing unit in which first the dry polymer and then the solvent successively are fed, characterized in that the components without prior Cooling combined at room temperature and sheared turbulently with the addition of energy and dispersed or dissolved, followed by deaeration. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Komponenten etwa 0.001 ktSh/kg Energie zugeführt wird, worauf diese in 2-5 Sekunden dispergiert oder gelöst werden.2) Method according to claim 1, characterized in that the components about 0.001 ktSh / kg of energy is supplied, whereupon it disperses in 2-5 seconds or be resolved. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verkürzung der Verweilzeit der Komponenten im Mischaggregat der Fliessweg zwischen den einzelnen Stufen des Mischaggregates und dem Auslass vermindert und der Strömungswiderstand beim Abfliessen des Produktes aus dem Mischaggregat herabgesetzt wird.3) Method according to claim 1, characterized in that for shortening the residence time of the components in the mixing unit the flow path between the individual components Stages of the mixing unit and the outlet are reduced and the flow resistance is reduced when the product flows out of the mixing unit. 4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abfliessende Produkt unmittelbar nach Austreten aus dem Mischaggregat im Vakuum entlüftet wird.4) Method according to claim 1, characterized in that the outflowing The product is vented in a vacuum immediately after exiting the mixing unit. 5) Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem mehrstufigen Misch- und Iijseaggregat in vertikaler Anordnung, vorzugsweise mit direkt nachfolgender Entlüftungs-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise am unteren Ende (31) nicht gelagerte Welle (14) des Misch- und ibseaggregates (13) mit mindestens zwei dicht übereinander angeordneten Rotoren (15) versehen ist, welche von einer glatten Gehäusewand (39) ohne Statoren umgeben sind.5) device for performing the method according to claim 1, consisting from a multi-stage mixing and Iijseaggregat in a vertical arrangement, preferably with a directly following ventilation device, characterized in that the preferably at the lower end (31) not mounted shaft (14) of the mixing and ibse unit (13) is provided with at least two rotors (15) arranged closely one above the other, which are surrounded by a smooth housing wall (39) without stators. 6) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Gehäuses (5) des Misch- und Iröseaggregates vorzugsweise das Doppelte des Gehäusedurchmessers beträgt, wobei ein Teil des Gehäuses als Mts;ch- und Wsezone ausgebildet ist, deren Länge etwa dem Gehäusedurchmesser entspricht.6) Device according to claim 5, characterized in that the length of the housing (5) of the mixing and dissolving unit, preferably twice the housing diameter is, with a part of the housing is designed as a Mts; ch and Wsezone, their Length roughly corresponds to the housing diameter. 7) Einrichtung nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Mischaggregats (13) ein Entgasungsschacht (16) vorhanden ist, in dessen Mitte sich ein zentrales Fallrohr (17) befindet.7) device according to claims 5 and 6, characterized in that that A degassing shaft (16) is provided below the mixing unit (13), in which In the middle there is a central downpipe (17). 8) Einrichtung nach Ansprüchen 5 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an den Entgasungsschacht (16) eine Vakuumpumpe (22) angeschlossen ist. 8) Device according to claims 5-7, d a d u r c h g e k e n n z E i c h e t that a vacuum pump (22) is connected to the degassing shaft (16) is. 9) Einrichtung nach Ansprüchen 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fallrohr (17) ein Einsatz (18) als filmbildender Randverteiler angeordnet ist.9) Device according to claims 5-8, characterized in that an insert (18) is arranged in the downpipe (17) as a film-forming edge distributor. 10) Einrichtung nach Ansprüchen 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumpumpe (22) ein Kondensator (20) vorgeschaltet ist.10) Device according to claims 5-9, characterized in that the vacuum pump (22) is preceded by a condenser (20).
DE19813113200 1981-04-02 1981-04-02 Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration Withdrawn DE3113200A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813113200 DE3113200A1 (en) 1981-04-02 1981-04-02 Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813113200 DE3113200A1 (en) 1981-04-02 1981-04-02 Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3113200A1 true DE3113200A1 (en) 1982-10-28

Family

ID=6129077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813113200 Withdrawn DE3113200A1 (en) 1981-04-02 1981-04-02 Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3113200A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979116B2 (en) * 2002-08-30 2005-12-27 Wastewater Solutions, Inc. Apparatus for injecting dry bulk amendments for water and soil treatment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979116B2 (en) * 2002-08-30 2005-12-27 Wastewater Solutions, Inc. Apparatus for injecting dry bulk amendments for water and soil treatment
US7147361B2 (en) * 2002-08-30 2006-12-12 Wastewater Solutions, Inc Methods for injecting dry bulk amendments for water and soil treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69906737T2 (en) BLENDER
EP0058353B1 (en) Method and apparatus for the degasification of liquids
DE1435632B2 (en) PROCESS FOR RELAXATION SPINNING OF FIBRILLATED, PLEXUS THREADY MATERIAL
DE1694348C3 (en) Process for continuously mixing a pigment dispersion into a polyamide melt
DE1213385B (en) Mixer
DE2550496A1 (en) METHOD AND CENTRIFUGE FOR SPRAYING AND RE-RELEASING SUGAR
EP0570335A1 (en) Device and process for mixing a pulverulent solid component to a liquid material
DE3714778C2 (en) Method and device for continuously melting a gelled substance
DE1645493A1 (en) Continuously working polycondensation device
AT511564B1 (en) MIXING DEVICE AND METHOD FOR MIXING A BULK OR A PAST-OIL MASS
DE3113200A1 (en) Process and device for the continuous preparation of solutions or dispersions and emulsions or spreadable pastes with a high solids concentration
EP1964604A2 (en) Method and device for continuous production of a mixture composed of at least two different flow-capable phases
EP1940554B1 (en) Process for operating a centrifuge
DE2746782B2 (en) Process for obtaining resin powder and two-fluid nozzle for carrying out the process
WO2008028722A1 (en) Devolatilizing apparatus
DE2417137A1 (en) Quick-setting highly viscous plastics mixed and degassed - using film flow to eliminate bubbles quickly
DE2216444A1 (en) MIXING DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A HOMOGENOUS MIXTURE FROM SEVERAL MATERIAL COMPONENTS
EP1920822B1 (en) Device and method for continuous mixing and degassing of solid and/or liquid substances
DE2401595A1 (en) DEVICE FOR SEPARATING LIQUIDS HIGH FROM LOW VISCOSITY
DE503816C (en) Device for the production of dispersions
DE249827C (en)
CH680102A5 (en)
DE2930312A1 (en) Screen-type centrifuge with washing fluid supply - at reduced speed providing thicker and less damaging film
CH638382A5 (en) Method of producing a mouldable slurry of tobacco/binder and apparatus for carrying out the method
DE1779291C (en) Method and device for producing plastic foam

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee