DE518200C

DE518200C - Rapidly rotating kneading machine

Info

Publication number: DE518200C
Application number: DEB136394D
Authority: DE
Original assignee: GASTON S P DE BETHUNE
Current assignee: GASTON S P DE BETHUNE
Priority date: 1927-06-24
Filing date: 1928-03-14
Publication date: 1931-02-13

Description

Rasch umlaufende Knetmaschine Die Erfindung betrifft eine rasch umlaufende Knetmaschine, die eine Reihe von durch enge Kanäle miteinander verbundene Zellen mit Rührvorrichtungen enthält. Die Knetmaschine soll zur Herstellung von Emulsionen nicht mischbarer Flüssigkeiten und anderen Mischungen, die momentan vorsichgehende chemische Reaktion verursachen, dienen.Rapidly rotating kneading machine The invention relates to a rapidly rotating kneading machine Kneading machine, which is a series of cells connected by narrow channels with stirring devices. The kneading machine is intended to produce emulsions immiscible liquids and other mixtures that are currently temporary cause chemical reaction, serve.

Die Erfindung bezweckt, in einer derartigen Vorrichtung eine besonders kräftige Wirkung und vornehmlich eine kräftige Durchmischung der Stoffe zu erzielen, indem die Stoffe einer lebhaften Stoßwirkung unterworfen werden. The invention aims, in a device of this type, in particular to achieve a powerful effect and primarily a vigorous mixing of the substances, by subjecting the fabrics to a vigorous impact.

Zu diesem Zweck besteht das wesentliche Merkmal der Erfindung darin, daß die Zellen eine Form besitzen, die durch Umdrehung einer Kegelschnittlinie, z. B. einer elliptischen oder parabolischen Linie, um die Achse der Mischmaschine gebildet wird. Hierbei gehen die senkrecht auf der Achse stehenden Rührvorrichtungen durch die Mitte dieser Zellen hindurch. To this end, the essential feature of the invention is that the cells have a shape which, by rotating a conic section, z. B. an elliptical or parabolic line, about the axis of the mixer is formed. The stirrers that are perpendicular to the axis work here through the middle of these cells.

Unter diesen Bedingungen werden die Stoffe, wenn das Profil z. B. von einer Parabel gebildet wird, gegen die Peripherie der Zelle getrieben, sodann in einer durch den Brennpunkt der Parabel oder dessen Nähe hindurchgehenden Richtung zurückgedrückt und schließlich durch den Rührer von neuem gegen einen anderen Teil der Zellenfiäche getrieben. Von hier werden sie dann in einer zur transversalen Achse der Knetmaschine senkrecht stehenden Richtung zurückgeworfen, so daß die kinetische Energie der behandelten Stoffe verstärkt wird, während ihr Durchlauf von der Zellenhälfte des Eintritts zu der Zellenhälfte des Austritts gewährleistet wird. Under these conditions, the fabrics, if the profile z. B. formed by a parabola, driven towards the periphery of the cell, then in a direction passing through or near the focal point of the parabola pushed back and finally by the stirrer again against another part of the cell surface. From here they become transversal Axis of the kneading machine perpendicular direction thrown back, so that the kinetic The energy of the treated fabrics is amplified as they pass through the cell half of entry to the cell half of the exit is ensured.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungs form der neuen Knetmaschine dargestellt. Es zeigt Abb. I einen mittleren Längsschnitt durch eine Knetmaschine mit sechs Kammern, Abb. 2 einen Ouerschnitt nach Linie TI-TI in Abb. I und Abb. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III in Abb. I. In the drawing is an example of execution form of the new Kneading machine shown. It shows Fig. I a central longitudinal section through a Kneading machine with six chambers, Fig. 2 a cross-section along the line TI-TI in Fig. I and Fig. 3 a cross section along line III-III in Fig. I.

In der Zeichnung bedeutet I eine Grundplatte, auf der auf Füßen 2 der untere Teil 3 der Knetmaschine aufgestellt ist. Die Knetmaschine wird von zwei Teilen 3 und 6 gebildet, die M der durch die Mittellinie einer Achse hindurchgehenden waagerechten Ebene getrennt sind. Die Achse 4 läuft auf Lagern 5, die auf der Grundplatte 1 aufmontiert sind. In the drawing I means a base plate on which 2 the lower part 3 of the kneading machine is set up. The kneading machine is made up of two Parts 3 and 6 formed, the M of passing through the center line of an axis horizontal plane are separated. The axis 4 runs on bearings 5 on the base plate 1 are mounted.

Der obere Teil 6 der Knetmaschine kann in bekannter Weise durch eine Winde angehoben werden oder wie der Deckel einer Kiste ent sprechend Abb. 2 auf Scharniere 61 zurückgelegt werden. Die beiden Teile 3 und 6 der Knetmaschine bilden eine Anzahl von Kammern oder Zellen 7, deren Querschnittslinie 8 eine Kegelschnittlinle, z. B. eine Ellipse oder eine Parabel, ist. Die Zwiscllenwände 9 zwischen zwei neheneinanderliegenden Zellen 7 sind in verschiedenem Abstand 11 von der Achse der Welle 4 unter Bildung von Schnittflächen 10 abgeschnitten. Diese Welle 4 ist in den Seitenwänden des von den Teilen 3 und 6 gebildeten NIaschinenkörpers durch Dichtungen 12 abgedichtet; sie ist mit einer Riemenscheibe 13 oder einer beliebigen anderen Antriebsvorrichtung ausgestattet. Auf der Welle 4 sind innerhalb der beiden ersten Zellen 7 eine Reihe senkrechter Arme 14 angebracht. Diese Arme können einen beliebigen Querschnitt, kreisförmig, elliptisch, quadratisch oder rechteckig, besitzen.The upper part 6 of the kneading machine can in a known manner by a Winch can be raised or like the lid of a box as shown in Fig. 2 Hinges 61 are put back. The two parts 3 and 6 form the kneading machine a number of chambers or cells 7, the cross-sectional line 8 of which is a conic section line, z. B. an ellipse or a parabola is. The intermediate walls 9 between two adjacent cells 7 are at different distances 11 from the axis of the Shaft 4 cut off to form cut surfaces 10. This wave 4 is in the side walls of the machine body formed by parts 3 and 6 by seals 12 sealed; it is with a pulley 13 or any other Drive device equipped. On shaft 4 are within the first two A series of vertical arms 14 are attached to cells 7. These arms can be any Cross-section, circular, elliptical, square or rectangular, possess.

In den folgenden Zellen trägt die Welle linsenförmige Sclleilben I5, die in den beiden letzten Kammern massiv sind. In the following cells the shaft bears lenticular rings I5, which are massive in the last two chambers.

Diese Scheiben können auch mit radial angeordneten Öffnungen 16 (Abb. 3) versehen sein, deren Durchmesser nach. der Peripherie der Scheibe hin zunimmt. Die Zwischenwände 9, aus denen die Schnittflächen 10 hervorgehen, können glatt ausgeschnitten oder auf ihrer inneren Fläche mit Zähnen I8 versehen sein. Diese Zwischemvände 9 können mit Durchbohrungen 19 ausgestattet sein, deren Durchmesser entsprechend ihrer Entfernung von der Welle 4 zunimmt. These discs can also be provided with radially arranged openings 16 (Fig. 3), the diameter of which according to. increases towards the periphery of the disc. The partitions 9, from which the cut surfaces 10 emerge, can be cut out smoothly or be provided with teeth I8 on its inner surface. These intermediate walls 9 can be equipped with holes 19, the diameter of which corresponds to their Distance from shaft 4 increases.

Der von den Teilen 3 und 6 gebldete Maschinenkörper ist mit einem Mantel 20 ausgestattet. der zwei oder mehrere Kammern 21 bildet, so daß um den die Zellen bildenden Körper eine Kühl- oder Wärmflüssigkeit geleitet werden kann. Einige Kammern 7, gegebenenfalls auch alle Kammern, können mit einer oder mit mehreren Rohren 22 ausgestattet sein, die radial den Mantel 20 durchschneiden und sich bei 2'3 in verschiedenem Abstand von der Welle 4 in die Kammer öffnen, so daß sie sowohl die Zuführung von Zusatzstoffen in die Zelle als auch die Abführung von innerhalb der Zellen entstehenden Reaktionsgasen gestatten. The machine body formed by parts 3 and 6 has a Coat 20 fitted. the two or more chambers 21 forms so that the Cell-forming body a cooling or warming liquid can be conducted. Some Chambers 7, and possibly also all chambers, can have one or more Tubes 22 be equipped, which radially cut through the jacket 20 and at 2'3 open into the chamber at different distances from the shaft 4, so that they both the supply of additives into the cell as well as the removal from within Allow the cells to develop reaction gases.

Die Seitenwände 24 des Maschinenkörpers sind mit Öffnungen 25 und 26 versehen, von denen die Öffnung 25 mit einem Rohr 27 zur Zuführung der zu behandelnden Flüssigkeiten verbunden ist, während die öffnung 26 mit einem Abführrohr 2S in Verbindung steht. The side walls 24 of the machine body are provided with openings 25 and 26, of which the opening 25 is provided with a tube 27 for feeding the to be treated Liquids is connected, while the opening 26 is connected to a discharge pipe 2S stands.

Zur Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird die Welle4, die die Rührvorrichtungen 14 und 15 trägt, mit Hilfe der Antriebsscheibe 13 oder einer beliebigen anderen Antriebsvorrichtung in rasche Umdrehung versetzt. To put the device into operation, the shaft 4, which contains the stirring devices 14 and 15 carries, with the help of the drive pulley 13 or any other Drive device set in rapid rotation.

Die zu behandelnde Flüssigkeit fließt durch ihre Schwere von einem Vorratsbehälter (in der Zeichnung nicht dargestellt) herab oder wird unter Druck mittels einer (nicht dargestellten) Pumpe zugeleitet; sie wird durch das Rohr 27 eingeführt und fließt durch das Rohr 28 wieder ab, so daß zrvischen den Öffnungen 25 und 26 die Zirkulation innerhalb der verschiedenen Kammern 7 vor sich geht. Während des Durchganges der Flüssigkeit durch die verschiedenen Kammern wirken die Arme 14 und die Scheiben 15 der Rührvorrichtung auf sie ein, die eine Durchknetung der Flüssigkeit und eine Stoßwirkung bewirken, so daß die kinetische Energie der vorhandenen Stoffe gesteigert wird, wobei durch eine momentane Walzung zwischen den scharfkantigen Enden 29 der Scheiben 15 und den parabolisch gestalteten Leitflächen 8 oder anderer entsprechend gestalteter Flächen die gleiche Wirkung verursacht wird. Diese Walzung wird noch verstärkt durch den Durchgang der Flüssigkeit längs der Schnittflächen 10 an den Vorsprüngen der Zwischenwände 9, wobei der Abstand der Schnittflächen von der Mitte der Welle 4 von einer Zelle zur anderen entsprechend der Viskosität der Flüssigkeit bemessen ist. Die Zahl der Zellen richtet sich je nach den zu erreichenden Ergebnissen. The liquid to be treated flows from one due to its gravity Reservoir (not shown in the drawing) descends or is under pressure fed by means of a pump (not shown); it is through the pipe 27 introduced and flows through the tube 28 again, so that zrvischen the openings 25 and 26 the circulation within the various chambers 7 is going on. While The arms act in the passage of the liquid through the various chambers 14 and the discs 15 of the stirring device on them, which kneading the Liquid and an impact effect, so that the kinetic energy of the existing Substances is increased, with a momentary rolling between the sharp-edged Ends 29 of the disks 15 and the parabolically shaped guide surfaces 8 or others the same effect is caused by appropriately designed surfaces. This rolling is intensified by the passage of the liquid along the cut surfaces 10 on the projections of the partition walls 9, the distance between the cut surfaces from the center of the shaft 4 from one cell to another according to the viscosity the liquid is sized. The number of cells depends on the ones to be reached Results.

Handelt es sich um chemische Reaktionen, bei denen nacheinander mehrere Reagenzien zugeführt werden müssen, oder bei denen die Flüssigkeiten nach und nach an dem einen oder an mehreren Reagenzien angereichert werden müssen, dann können diese durch die den Öffnungen 23 entsprechenden Rohre 22 in eine oder mehrere Kammern eingeführt werden. Ebenso können auch Gase, die sich bei den Reaktionen entwickeln, durch die Öffnungen 23 abgeführt werden. Außerdem kann während des Arbeitsvorganges die Temperatur in jeder Zelle oder einer Gruppe von Zellen mit Hilfe der Kammern 21, in die man eine Wärme- oder Kühlflüssigkeit einführt bzxv. durchleitet, geregelt werden. Are there chemical reactions in which several successive Reagents must be added, or in which the liquids gradually in which one or more reagents have to be enriched, then can these through the tubes 22 corresponding to the openings 23 into one or more chambers to be introduced. Likewise, gases that develop during the reactions can also be discharged through the openings 23. In addition, during the work process the temperature in each cell or group of cells using the chambers 21, into which one introduces a heating or cooling liquid bzxv. passes through, regulated will.

Es ist bereits eine große Anzahl von Vorrichtungen, die aus armen oder Scheiben bestehende, rasch umlaufende Rührvorrichtungen besitzen, bekannt geworden. There is already a large number of devices that poor or discs have existing, rapidly rotating agitators, have become known.

Bei einer dieser Vorrichtungen läuft die Arbeitswelle exzentrisch zur Hauptkammer der Vorrichtung, so daß ständig die behandelten Flüssigkeiten in das Wirkungsgebiet der Rührer zurückgeführt werden. Bei anderen Vorrichtungen wird der Rührer von einer Achse mit einer darauf angebrachten Scheibe gebildet, deren Umfang eine zylindrische Fläche oder einen Kegelstumpf bildet, der in einem sehr geringen Abstande gegenüber einer konzentriscllen Fläche läuft, um durch den mehr oder weniger langen Durchgang der Flüssigkeit zwischen diesen beiden, sehr nahe beieinander angebrachten konzentrischen Flächen eine Walzwirkung hervorzurufen. Man hat auch bereits vorgeschlagen, die Arbeitsflächen der Riihrvorrichtung mit Rillen auszustatten, die verschiedene Umrisse haben, um die Knetwirkung zu verstärken. In one of these devices, the output shaft runs eccentrically to the main chamber of the device, so that the treated liquids are constantly in the area of action of the stirrer can be returned. With other devices the stirrer is formed by an axle with a disc attached to it, whose Circumference forms a cylindrical surface or a truncated cone, which in a very small distances compared to a concentric surface runs through the longer or less long passage of liquid between these two, very close Concentric surfaces attached to one another to produce a rolling effect. It has also already been proposed to use the working surfaces of the stirring device To equip grooves that have different outlines to enhance the kneading effect.

Bei keiner dieser bekannten Vorrichtungen wird aber zur Steigerung der Durchmischung eine besondere Ausbildung der mit den Rührern zusainmenwirkenden Seitenwände benutzt, d. h. eine derartige Ausbildung der Seitenwände, die die Flüssigkeit zunächst gegen die Peripherie der Zelle leitet und sodann gegen die Mitte zu führen strebt, wobei sie Wirbel oder Gegenströmungen hervorruft, wie es infolge der Verwendung einer Kegelschnittlinie, z. B. einer elliptischen oder parabolischen Querschnittslinie, bei der vorliegenden Vorrichtung der Fall ist.In none of these known devices, however, is an increase the mixing a special formation of the interacting with the stirrers Side walls used, d. H. such a design of the side walls that the liquid first leads towards the periphery of the cell and then leads towards the center strives, causing eddies or countercurrents as a result of use a conic section line, e.g. B. an elliptical or parabolic cross-sectional line, is the case with the present device.

Die beschriebene Vorrichtung kann für zahlreiche industrielle Zwecke verwendet werden, so z. B. bei der Herstellung von kaustischer Soda, bei der Hydrolyse von Neutral fetten durch eine Lipase, bei der Saturation mit Ammoniakgas und der Carbonisierung der Salzlaugen bei dem Ammoniaksodaverfahren sowie bei zahlreichen anderen Herstellungsverfahren, die Mischungen oder Reaktionen erfordern. The device described can be used for numerous industrial purposes be used, e.g. B. in the production of caustic soda, in hydrolysis of neutral fats through a lipase, when saturating with ammonia gas and the Carbonation of the brine in the ammonia soda process as well as in numerous other manufacturing processes that require mixtures or reactions.

Zur Herstellung von kaustischer Soda führt man in die Vorrichtung eine sehr dicke Kalkmilch ein, die in der ersten Zelle zur Aufrechterhaltung der Homogenität durchgearbeitet wird. Man ffillrt sodann durch die Zuführungsöffnungen 23 in eine oder mehrere der folgenden Zellen eine Natriumcarbonatlösung ein, so daß man eine vollständige ttmsetzung mit der Kalkmilch erhält. For the production of caustic soda one leads into the device a very thick milk of lime that is used in the first cell to maintain the Homogeneity is worked through. The feed openings are then filled 23 a sodium carbonate solution in one or more of the following cells, see above that one obtains complete dissolution with the milk of lime.

Zur Hydrolyse von Neutral fetten führt man in die Vorrichtung in den erforderlichen prozentualen Verhältnissen ein Neutralfett, verdünnte Schwefelsäure und die Lipase ein. For the hydrolysis of neutral fats, one leads into the device in the required percentage ratios a neutral fat, dilute sulfuric acid and the lipase.

Bei der Ausflußöffnung der Vorrichtung wird die Emulsion der Masse, in der die Lipase gleichmäßig verteilt ist, in einem besonderen Behälter aufgefangen, wo unter den bekannten Bedingungen die Hydrolyse vor sich geht.At the outflow opening of the device, the emulsion of the mass, in which the lipase is evenly distributed, collected in a special container, where under the known conditions the hydrolysis takes place.

Zur Durchführung des Ammoniaksodaverfahrens führt man in die Vorrichtung eine konzentrierte oder sogar übersaturierte Salzlauge ein. Die Durcharbeitung in der ersten Zelle verhindert jede Kristallisation durch die Zerkleinerung etwa in Bildung begriffener Kristalle. In die zweite Zelle wird Ammoniak eingeführt; die Reaktion beginnt und schreitet in den folgenden Zellen fort, so daß eine möglicht vollständige Saturation der Salzlaugen Staffindet. In die vierte Zelle wird von Kalköfen stammende Kohlensäure zur ersten Carbonisierung zugeführt. In der folgenden Zelle wird dieLösung sodann durchZugabe frischer Chlornatriumlösung oder gegebenenfalls pulverförmigen Chlornatriums, um eine Verdünnung zu vermeiden, angereichert. Die Carbonisierung wird sodann in der folgenden Zelle durch Zugabe von reiner K6hlensäure, die aus der Calcination von Bicarbonat her stammt, fortgesetzt. Beim Austritt aus der Vorrichtung erhält man eine Flüssigkeit, die reich an Ammoniumchlorid ist und das gebildete Natriumbicarbonat in Suspensionen hält. Die Flüssigkeit wird sodann zur Filtration geleitet. To carry out the ammonia soda process, one leads into the device a concentrated or even oversaturated brine. Working through in the first cell prevents any crystallization by crushing about in Formation of realized crystals. Ammonia is introduced into the second cell; the The reaction begins and progresses in the following cells, so that one is possible complete saturation of the brine Staffindet. The fourth cell is from Carbon dioxide from lime kilns is supplied to the first carbonation. In the following Cell is then the solution by adding fresh sodium chloride solution or optionally powdered sodium chloride to avoid dilution, enriched. the Carbonization is then carried out in the following cell by adding pure hydrofluoric acid, derived from the calcination of bicarbonate. When leaving the device gives a liquid rich in ammonium chloride and keeps the sodium bicarbonate formed in suspensions. The liquid will then passed to filtration.

Selbstverständlich sind diese Ausführungsmöglichkeiten nur als Beispiele angegeben, um die Arbeitsverfahren, zu denen die beschriebene V orrichtung verwendet werden kann, darzulegen. Die Vorrichtung ist aber auch in keiner Weise beschränkt auf die Verwendung einer bestimmten Zahl von Zellen, sondern die Zahl der Zellen sowie auch die Anordnung der Rührvorrichtungen können je nach dem vorliegenden Falle geändert werden. It goes without saying that these design options are only given as examples specified to the working procedures for which the device described is used can be set out. However, the device is not restricted in any way on the use of a certain number of cells, rather the number of cells as well as the arrangement of the stirring devices can depending on the case at hand be changed.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Rapidly rotating kneading machine that has a number of of cells connected by narrow channels with stirring devices, characterized in that the cells have a shape which is obtained by rotation a conic section line, e.g. 13. an elliptical or parabolic line to the axis of the mixer is formed, and those perpendicular to the axis Place stirrers through the center of these cells.

2. Kneading machine according to claim I, characterized in that the cells are connected to one another through-openings exerted by a rolling effect on the fabrics to be treated are connected by different diameters.

3. kneading machine according to claim I and 2, characterized in that the stirrers rotating in each cell (7) either from arms (I4) or from lenticular Discs (I5) are formed.

4. kneading machine according to claim I to 3, characterized in that the partitions separating the cells from one another are cut off so that they smooth or toothed rolling surfaces (10) form, which are at different distances from the The middle of the cells (7) lie, and that the intermediate walls, if necessary, through openings (19) are perforated, the diameter of which corresponds to their distance from the Axis (+) increases.

5. kneading machine according to claim I to, characterized in that the lenticular disks that circulate in the cells with openings (I6) are provided, the diameter of which increases depending on their distance from the center of the shaft.

6. kneading machine according to claim I to 5, characterized in that single cells or all cells with openings (22) fitted are that the delivery of additives to the treated in the cells concerned Allow liquids or the discharge of the gases formed during the reaction.

7. kneading machine according to claim I to 6, characterized in that it is provided with a jacket (20) which provides heating for all or for individual cells or cooling chambers (21) forms.