DE69418007T2

DE69418007T2 - Behandlungsbehälter

Info

Publication number: DE69418007T2
Application number: DE69418007T
Authority: DE
Inventors: Nobuo Matsugi; Haruyuki Nishimi
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2014-12-17
Also published as: MY122548A; DE69418007D1; TW255873B; JPH07185314A; EP0659475B1; KR100196419B1; US5667758A; JP2975832B2; CN1060095C; KR950016857A; EP0659475A1; CN1108965A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zur Verwendung als Reaktionsbehälter oder Rührbehälter (nachstehend als "Behandlungsbehälter" bezeichnet) auf dem Gebiet der chemischen, petrochemischen und Nahrungsmittel- Industrien und insbesondere auf einen Behandlungsbehälter, auf den während der Behandlung bzw. Verarbeitung eine hohe Wärmebeanspruchung einwirkt, oder auf einen Behandlungsbehälter, der zur Herstellung eines Produkts geeignet ist, bei dem wärmeabführende und wärmezuführende Kräfte die dominierenden Faktoren der Produktivität sind, mit der das Produkt hergestellt wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Im allgemeinen ist ein Behandlungsbehälter dieser Art so konstruiert, daß ein Behälterkörper als druckbeständiger, geschlossener Behälter durch Verschweißen gekümpelter bzw. tiefgezogener Endbleche o. dgl. an die gegenüberliegenden Enden eines zylindrischen Trommelelements ausgebildet, und im Behälterkörper ein Temperaturregelsystem zum Abführen von im Behälter erzeugter Wärme oder zum Aufwärmen eines im Behälter enthaltenen Materials vorgesehen wird.
Als herkömmliches Wärmeabführsystem für Behandlungsbehälter ist ein Ummantelungssystem wie das in Fig. 10 dargestellte bekannt, bei dem eine Ummantelung 30 außerhalb eines Behälterkörpers 1' hinzugefügt ist, ein Innenrohrsystem wie das in Fig. 11 dargestellte, bei dem ein Wendelrohr 31 fest innerhalb der Innenfläche eines Behälterkörpers 1' angeordnet ist, ein weiteres Innenrohrsystem wie das in Fig. 12 dargestellte, bei dem sich ein Rohr 32 im wesentlichen längs der Längsrichtung eines Behälterkörpers 1' innenseitig der Innenfläche des Behälterkörpers erstreckt, wobei seine Enden durch Knieverbindung feststehend angeordnet sind, indem sie längs der Umfangsrichtung des Behälterkörpers in Meanderform angebracht sind, ein Innenmantelsystem wie das in Fig. 13 dargestellte, bei dem Trennplatten 33 in gewissen Abständen senkrecht zur Innenfläche eines Behälterkörpers 1' angeordnet sind und Innenstege 34 so angeordnet sind, daß sie sich zwischen den Innenenden der Trennplatten 33 erstrecken, wodurch ein spiralförmiger Strömungsdurchgang 35 zwischen dem Innenstreifen 34 und der Innenfläche des Behälterkörpers 1' durch die Unterteilung durch die Trennplatten 33 gebildet wird (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 57- 147502), sowie andere Typen.
In dem zum Wärmeaustausch durch die Wand des Behälterkörpers gemäß Fig. 10 angeordneten Ummantelungssystem wird die Dicke der den Behälterkörper bildenden Platte normalerweise erhöht, um eine strukturelle Stärke zu schaffen, die groß genug ist, um dem im Behälterkörper und der Ummantelung erzeugten Druck zu widerstehen, so daß die Wärmeübertragungsrate nachteilhafterweise gering ist. Falls die Größe des Behälters erhöht wird, muß die Dicke der Behälterkörperwand verstärkt werden, um die gewünschte Stärke bzw. Widerstandsfähigkeit zu erhalten. Deshalb ist es schwierig, diese Art von System auf einen großen Behälter anzuwenden.
In dem gemäß Fig. 12 oder 13 angeordneten Innenrohrsystem zum Wärmeaustausch durch die Wand des Rohrs 31 oder 32 innerhalb des Behälterkörpers 1' ist die Rohrdicke durch den Rohrdurchmesser bestimmt, und der Rohrdurchmesser ist im Vergleich mit dem Innendurchmesser des Behälterkörpers 1' gering. Daher ist die Rohrdicke gering, und es kann eine verbesserte Wärmeübertragungseigenschaft erzielt werden. Es ist jedoch möglich, daß darin enthaltene Materialien am Rohr und an einer Halterung zum Befestigen des Rohrs haften bleiben, um eine Wärmeübertragung zu behindern, und daß anhaftende Materialien sich mit einem Produkt durchmischen, was zu einer Verminderung in der Stabilität der betrieblichen Leistungsfähigkeit und einer Beeinträchtigung der Produktqualität führt.
In dem gemäß Fig. 13 angeordneten Innenmantelsystem zum Wärmeaustausch durch die Innenstege 34 innerhalb des Behälterkörpers 1' sind die Nachteile der Systeme 10 bis 12 beseitigt. Auch ist die Dicke der Innenstege 34 gering, und es kann eine verbesserte Wärmeübertragungseigenschaft erzielt werden, da die Dicke der Innenstege 34 durch den Abstand zwischen den Trennplatten 33 bestimmt ist, und da der Abstand zwischen den Trennplatten 33 im Vergleich mit dem Innendurchmesser des Behälterkörpers 1' gering ist. Es sind jedoch aufwendige Arbeiten erforderlich, wie z. B. Einbauarbeiten an Ort und Stelle innerhalb des Behälters zum Befestigen der Trennplatten 33 an der Innenfläche des Behälterkörpers 1' Stück für Stück und zum nachherigen Befestigen der Innenstege 34, um damit die Enden der Trennplatten 33 miteinander zu verbinden. Darüber hinaus ist eine Vielzahl von Schweißabschnitten zwischen den Innenstegen 34 an der Innenfläche freiliegend, wobei die Oberfläche der Schweißabschnitte eine glättende Endbearbeitung erfordert. Somit ist der Herstellungsprozeß mühsam und zeitaufwendig.
Wenn die Schweißabschnitte mit einer korrosiven Lösung in Verbindung kommen, ist es außerdem nötig, den Korrosionszustand festzustellen und die korrodierten Abschnitte, falls erforderlich, zu reparieren. Es müssen häufig Wartungsarbeiten ausgeführt werden.
Ein weiterer herkömmlicher Druckreaktor gemäß dem Dokument D1 (FR-A-1 205 978) offenbart einen Druckausgleich im Innern einer Innentrommel und einer geschlossenen Kammer durch Detektieren der Drücke in den betreffenden Räumen, und durch Regeln der von einer außenseitigen Druckquelle gelieferten Fluiddrücke. Die geschlossene Kammer ist mit Wärmedämmaterialien gefüllt, ohne einen Leerraum wie in der vorliegenden Erfindung vorzusehen. Ferner ist die Innentrommel am unteren Ende nicht befestigt und hat am unteren Ende keine Öffnung, wie z. B. eine Düse.

ABRISS DER ERFINDUNG

In Anbetracht des Problems des oben beschriebenen Innenmantelsystems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behandlungsbehälter vorzusehen, welcher so angeordnet ist, daß der Arbeitsanfall zum Einbau im Behälterkörper bemerkenswert vermindert ist, Arbeiten zur Fertigung eines Temperaturregelelements und zum Einbau des Temperaturregelelements in den Behälter effizient ausgeführt werden können, und gewöhnliche Wartungsarbeiten für die Wartung der Elemente im Behälter ausreichend sind, und insbesondere, um einen Behandlungsbehälter bereitzustellen, der für eine Art der Verwendung geeignet ist, bei der ein Abführen großer Wärmemengen und eine Aufbringung einer großen Wärmemenge hinsichtlich einer Reaktionswärme erforderlich sind (die durch exothermische Reaktion oder endothermische Reaktion verursacht werden), oder hinsichtlich fühlbarer bzw. ungebundener Wärme und latenter Wärme oder bei dem eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Druck eines Wärmeübertragungselements zum Betrieb unter hohem Druck erforderlich ist, es jedoch erwünscht ist, eine Verminderung in der Wärmeübertragungsleistung mit einer Erhöhung der Dicke des zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Druck erforderlichen Elements zu vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Behandlungsbehälter vorgesehen, der umfaßt: einen Behälterkörper mit einer Austrittsdüse an seinem unteren Ende, ein Temperaturregelelement, gebildet aus einer inneren Trommel, in der Bearbeitungsmaterial untergebracht werden kann, sowie aus mindestens einem Strömungsdurchgang, durch den ein Temperaturregelmittel mindestens zum Erwärmen oder Abkühlen geleitet werden kann, in den oberen und den unteren Abschnitten des Temperaturregelelements vorgesehene Befestigungsmittel zum Befestigen des Temperaturregelelements im Behälterkörper mit einem zwischen dem Temperaturregelelement und einer Innenfläche des Behälterkörpers festgelegten Abstand, um damit eine geschlossene Kammer dazwischen zu bilden, und Mittel zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen der abgeschlossenen Kammer und dem Innern der inneren Trommel, wodurch die Drücke in der inneren Trommel und der geschlossenen Kammer einander angeglichen oder im wesentlichen angeglichen werden können.
Im Gegensatz zu D1 ist die vorliegende Erfindung so angeordnet, daß eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren der inneren Trommel 6 und dem Raum zwischen der geschlossenen Kammer 14 vorgesehen ist, so daß sich der Druck in den betreffenden Räumen mittels der Verbindung selbst ausgleicht, ohne die Druckquelle wie in D1 zu verwenden.
Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, erfolgt der Druckausgleich gemäß der Erfindung leichter und einfacher als gemäß dem Bezugsdokument D1.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung das Temperaturregelelement 5 zylindrisch und an seinen oberen und unteren Enden geöffnet. Darüber hinaus sind die oberen und unteren Abschnitte des Temperaturregelelements 5 abdichtend am Behälter- bzw. Behälterkörper 1 befestigt, um damit zu ermöglichen, daß der Inhalt innerhalb des Temperaturregelelements durch die untere Öffnung abgeführt wird.
Da das Temperaturregelelement mit einem konstanten Abstand vom Behälterkörper angeordnet ist, ist eine erforderliche Herstellungsgenauigkeit nicht hoch, und die Arbeit zum Befestigen des Elements am Behälterkörper kann leicht ausgeführt werden. Da im wesentlichen gleiche Drücke auf die Innen- und Außenflächen des Temperaturregelelements im Behälter einwirken, ist es nicht nötig, die Widerstandsfähigkeit bzw. Stärke des Temperaturregelelements zum Aufrechterhalten des Drucks im Behälter zu erhöhen. Daher können die Dicke und das Gewicht der Aufbauelemente des Temperaturregelelements verringert und die Leistung des Wärmeaustauschs durch die Innentrommel mit einem Temperaturregelmittel zum Aufwärmen oder Abkühlen verbessert werden. Damit ist die vorliegende Erfindung sehr leistungsfähig, wenn sie auf verschiedene chemische Synthesereaktionsbehälter angewandt wird, bei denen es zu Hitzeentwicklung kommt.
Ein Bodenteil des Temperaturregelelements ist zu einer konischen Form und zu einer durch einen Kreisbogenschnitt definierten Form, z. B. einer Halbkugelform, ausgebildet, so daß sich der Durchmesser des Bodenteils allmählich längs einer Richtung zu einer Behandlungsbehälterdüse hin verringert. Ein ausgeweiteter Abschnitt zum Aufnehmen einer Wärmebeanspruchung ist in Befestigungsabschnitten des Temperaturregelelements am Behälterkörper oder im Behälterkörper vorgesehen.
Wenn der Behandlungsbehälter hergestellt wird, kann das Temperaturregelelement in den Behälterkörper eingesetzt werden, indem man es nur positioniert und befestigt, so daß die gewünschte Beabstandung zwischen dem Temperaturregelelement und der Innenfläche des Behälterkörpers gebildet wird. Die Innenfläche des Temperaturregelelements ist als glatte zylindrische Oberfläche durch Krümmen eines flachen Blechs in eine zylindrische Form gebildet, ohne daß ein Schweißabschnitt o. dgl. freiliegt. Deshalb ist keine spezielle Endbearbeitung der Innenfläche nötig.
Während des Betriebs erfährt eine Behandlungsflüssigkeit im Behälterkörper einen Wärmeaustausch durch die einen Teil des Temperaturregelelements darstellende Innentrommel mit einem in dem Strömungsdurchgang strömenden Wärmemittel oder Kühlmittel. Dabei wirken nur gleiche Drücke auf die beiden Oberflächen des Temperaturregelelements an der Innentrommelseite und der geschlossenen Kammerseite ein. Deshalb kann die Dicke der Innentrommel reduziert werden, so daß die Wärmeübertragungsresistenz durch die Innentrommel gering ist, wodurch die Wirksamkeit des Wärmeaustauschs mit dem Temperaturregelmittel durch die Innentrommel verbessert wird.
Da das Temperaturregelelement nicht in engen Kontakt mit der Innenfläche des Behälterkörpers gebracht wird, ist eine erforderliche Herstellungsgenauigkeit des Temperaturregelelements nicht so hoch, und Arbeiten zum Zusammenbau und zum Einbau des Temperaturregelelements in den Behälterkörper können leicht ausgeführt werden.
Ferner können beispielsweise mehrere spiralförmig ausgebildete, ringförmige Strömungsdurchgänge für das Temperaturregelelement vorgesehen sein. In diesem Fall verringert sich die Länge eines um die Außenumfangsfläche der Innentrommel geführten Strömungsdurchgangs auf die Hälfte, falls die Anzahl von Strömungsdurchgängen 2 beträgt, oder auf 1/3, falls die Anzahl von Strömungsdurchgängen 3 beträgt. Falls die Querschnittsflächen der Strömungsdurchgänge einander gleich sind, vervielfacht sich die gesamte Strömungsdurchgangs-Querschnittsfläche um die Anzahl der separaten Strömungsdurchgänge. Die Zeitspanne, über die das Temperaturregelmittel in dem Temperaturregelelement verbleibt, wird dadurch reduziert, und Temperaturschwankungen werden ebenfalls reduziert. Dementsprechend wird die Wärmeaustauschleistung verbessert, und der Druckverlust in dem Medium in den Strömungsdurchgängen ist gering, so daß der Umlaufdruck des Mediums verringert werden kann.
Falls mehrfache spiral- und ringförmige Strömungsdurchgänge ausgebildet sind, können darüber hinaus die Richtungen vom Einlaß zum Auslaß der Strömungsdurchgänge relativ zueinander umgekehrt werden, um die Wärmeverteilung über das gesamte Temperaturregelelement hinweg einheitlich zu gestalten, und um einen einheitlichen Wärmeaustausch mit dem Inhalt des Behälterkörpers zu erzielen. Es ist auch möglich, verschiedene Temperaturregelmittel durch die separaten Strömungsdurchgänge fließen zu lassen, und damit optimale Wärmeaustauschbedingungen durch Anwendung verschiedener Eigenschaften der Temperaturregelmittel auszuwählen.
Da das Bodenteil des Temperaturregelelements (Innentrommel) ausgebildet werden kann, indem es sich längs einer Richtung zu der Behandlungsbehälterdüse hin verjüngt oder im Durchmesser abnimmt, kann der Inhalt im Behälter zuverlässig abgeführt werden, und die Leichtigkeit, mit der eine Wartungsarbeit, z. B. eine Reinigungsarbeit, ausgeführt werden kann, verbessert werden.
Da ein ausgeweiteter Abschnitt zum Aufnehmen einer Wärmebeanspruchung in Befestigungsabschnitten des Temperaturregelelements und des Behälterkörpers oder im Behälterkörper vorgesehen ist, gibt es im wesentlichen keine Möglichkeit einer Beschädigung des Behandlungsbehälters durch eine Wärmedeformation o. dgl. vom Temperaturregelelement aufgrund des Temperaturregelmittels.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Abschnitts von Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels der Strömungsdurchgangsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines noch weiteren Beispiels der Strömungsdurchgangsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels der Strömungsdurchgangsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines noch anderen Beispiels der Strömungsdurchgangsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein anderes Beispiel der Bodenform des Temperaturregelelements darstellt,
Fig. 8 eine Längsschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 10 eine Längsschnittansicht eines herkömmlichen Behandlungsbehälters,
Fig. 11 eine Längsschnittansicht eines weiteren herkömmlichen Behandlungsbehälters,
Fig. 12 eine Längsschnittansicht eines noch anderen herkömmlichen Behandlungsbehälters und
Fig. 13 eine Längsschnittansicht eines anderen herkömmlichen Behandlungsbehälters.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im folgenden mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben.
Fig. 1 stellt einen Behandlungsbehälter dar, in dem ein spiralförmiger Strömungsdurchgang an einer Außenumfangsfläche einer zylindrischen Innentrommel ausgebildet ist, und Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts eines Beispiels einer Querschnittskonfiguration eines Strömungsdurchgangs. Gemäß Fig. 1 sind Endbleche 3, 4 an entgegengesetzten Enden eines Behälterkörpers 1 angeschweißt, um einen drucksicheren, geschlossenen Behälter zu bilden. Ein Temperaturregelelement ist so konstruiert, daß Teilungsbleche bzw. Trennplatten in bestimmten Abständen an einer Außenfläche der zylindrischen Innentrommel 6 angeordnet sind und an dieselbe durch Kehlnahtschweißen (fillet welding) senkrecht zur Außenfläche der Trommel angeschweißt sind, wobei Außenstege 8 durch Stoßschweißen (butt welding) an die Außenenden der Trennplatten 7 angeschweißt sind, d. h. die der Innentrommel entgegengesetzten Enden, wobei jeder Steg 8 die entgegengesetzten Enden eines benachbarten Paars der Trennplatten bzw. Teilungsbleche 7 miteinander verbindet, wodurch ein spiralförmiger Strömungsdurchgang 9 mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet wird.
Alternativ kann der Strömungsdurchgang 9 so ausgebildet sein, daß ein vorher geformtes rohrähnliches Element gemäß dem Außendurchmesser der Innentrommel 6 gebogen wird und einstückig an der Innentrommel 6 befestigt (geschweißt) wird.
Die Querschnittsform des Strömungsdurchgangs 9 ist nicht auf eine rechteckige Form beschränkt und kann aus verschiedenen Formen ausgewählt werden, z. B. einer Vieleckform, einer Halbkreisform, einer Kreisform und dgl.
Gemäß Fig. 1 ist ein Bodenabschnitt des Temperaturregelelements 6 (Innentrommel 6) zu einer konischen Form 5a ausgebildet, indem es sich auf eine Behandlungsbehälterdüse 12 hin verjüngt, die am unteren Ende des Behandlungsbehälters 1 positioniert ist. Die Form eines unteren Endabschnitts des Temperaturregelelements 5 ist nicht auf das in Fig. 1 dargestellte Beispiel beschränkt und kann in einer schalenartigen Form 5b, wie in den Fig. 3 oder 4 gezeigt ist, mit einem Kreisbogen im Schnitt in Übereinstimmung mit der Bodenform des Behälterkörpers 1 ausgebildet sein. Der untere Endabschnitt kann auch in eine Halbkugelform 5c mit einem Kreisbogen im Schnitt gemäß Fig. 7 geformt sein, oder in eine in der Schnittansicht halb elliptische Form (nicht dargestellt). Das heißt, die Form des Bodens des Temperaturregelelements 5 kann aus verschiedenen Formen gemäß der Drainage- bzw. Abführwirkung, der Form des Behälterkörpers und/oder der im Behälter vorgesehenen Rührflügel ausgewählt werden.
Als Strömungsdurchgang 9 des Temperaturregelelements 5 ist mit Bezug auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein spiralförmiger Strömungsdurchgang beschrieben worden. Alternativ können zwei oder drei Strömungsdurchgänge geformt werden, die sich in Spiralform parallel zueinander erstrecken. Auch können gemäß Fig. 3 zwei Strömungsdurchgänge 9&sub1;, 9&sub2;, die parallel zueinander verlaufen, um die Innentrommel 6 herum ausgebildet sein, während sie in Meander- oder Zickzackform längs der Vertikalrichtung des Behälterkörpers 1 geführt werden. In einem solchen Fall können als Strömungsdurchgänge im Temperaturregelelement 5 eine Kombination von zwei Strömungsdurchgangskonfigurationen derart ausgebildet sein, daß die Strömungsdurchgänge 9&sub1;, 9&sub2; spiralförmig in dem der unteren, schalenförmigen Endplatte 3 gegenüberliegenden Steuerelementabschnitt ausgebildet sind, wie im Fall der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.
Ferner können gemäß Fig. 4 Strömungsdurchgänge um die Innentrommel 6 längs der Umfangsrichtung von oben nach unten oder von unten nach oben in Meanderform oder Zickzackform geführt sein. Die Strömungsdurchgangsanordnung kann auch derart sein, daß gemäß Fig. 5 oder 6 Strömungsdurchgänge 9&sub1;, 9&sub2;, die in Vielfachschichten um die Innentrommel herumgeführt sind, durch schräge Strömungsdurchgänge (Fig. 5) oder im wesentlichen senkrechte Strömungsdurchgänge (Fig. 6) durch Überspringen einer Schicht (falls die Anzahl von Strömungsdurchgängen zwei beträgt) oder n - 1 Schichten (falls die Anzahl von Strömungsdurchgängen drei beträgt) je nach der Anzahl von Strömungsdurchgängen miteinander verbunden sind.
Das oben beschriebene Temperaturregelelement 5 wird vorab getrennt vom Behälterkörper 1 hergestellt, und durch Einführen in den Behälterkörper 1 befestigt, wie nachstehend beschrieben wird, wobei Einlässe 10&sub1;, 10&sub2; und Auslässe 11&sub1;, 11&sub2; der Strömungsdurchgänge 9&sub1;, 9&sub2; durch untere bzw. obere Abschnitte des Behälterkörpers 1 nach außen ragen.
Das heißt, das Temperaturregelelement 5 ist so konstruiert, daß sein Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Behälterkörpers 1. Das Temperaturregelelement 5 wird in die zylindrische Trommel 2 eingesetzt, an der die untere, schalenförmige Endplatte 3 befestigt ist, und ein unterer Endabschnitt des Temperaturregelelements 5 wird an der schalenförmigen, unteren Endplatte 3 befestigt. Dabei wird ein Spalt H zwischen der Innenfläche des Behälterkörpers 1 und der Außenfläche des Temperaturregelelements 5 gebildet. Das Temperaturregelelement 5 ist im wesentlichen koaxial zum Behälterkörper 1 angeordnet, so daß dieser Spalt H in der Umfangsrichtung im wesentlichen gleichmäßig bzw. einheitlich ist.
Sodann werden der Einlaß 10 oder die Einlässe 10&sub1;, 10&sub2; sowie der Auslaß 11 oder die Auslässe 11&sub1;, 11&sub2; des Strömungsdurchgangs 9 oder der Strömungsdurchgänge 9&sub1;, 9&sub2; eingesetzt, und die schalenförmige obere Endplatte 4 wird an der zylindrischen Trommel 2 befestigt.
Die Oben-Unten-Beziehung zwischen den Positionen des Einlasses 10 oder der Einlässe 10&sub1;, 10&sub2; und des Auslasses 11 oder der Auslässe 11&sub1;, 11&sub2; des Strömungsdurchgangs 9 oder der Strömungsdurchgänge 9&sub1;, 9&sub2; kann umgekehrt werden. Falls die Anzahl von Strömungsdurchgängen zwei oder mehr beträgt, kann ein Einlaß 10&sub1; und ein Auslaß 11&sub2; oben oder unten angeordnet werden, während der andere Einlaß 10&sub2; und Auslaß 11&sub1; unten bzw. oben angeordnet werden.
Das Temperaturregelelement 5 und der Behälterkörper 1 werden aneinander so befestigt, daß gemäß Fig. 1 ein unterer Endabschnitt des Temperaturregelelements 5 direkt mit der unteren, schalenförmigen Endplatte 3 des Behälterkörpers 1 verbunden wird, während er in Nähe der Behandlungsbehälterdüse 12 gebracht wird, und ein oberer Endabschnitt des Temperaturregelelements 5 wird an der oberen, schalenförmigen Endplatte 4 über einen im Schnitt S- förmigen, ausgeweiteten Abschnitt 13a befestigt.
Alternativ können sowohl der obere als auch der untere Endabschnitt des Temperaturregelelements 5 an den unteren bzw. oberen schalenförmigen Endplatten 3 bzw. 4 oder an den Innenflächen des Behälterkörpers 1 über Ausweitungsabschnitte 3a befestigt sein. Der Ausweitungsabschnitt 13a zum Aufnehmen einer Wärmebeanspruchung kann im wesentlichen einen Teil der Verbindungen zwischen dem Temperaturregelelement 5 und dem Behälterkörper 1 (einschließlich der schalenförmigen oberen und unteren Endplatten 3, 4) vorgesehen werden. Ferner kann die Anordnung alternativ derart sein, daß das Temperaturregelelement 5 und der Behälterkörper 1 direkt ohne Ausweitungsabschnitte 13a befestigt sind, während ein Ausweitungsabschnitt im Behälterkörper 1 vorgesehen ist.
Wenn das Temperaturregelelement 5 in der oben angegebenen Art in den Behälterkörper 1 eingebaut wird, wird der durch den Spalt H zwischen der Innenfläche des Behälterkörpers 1 und dem Temperaturregelelement 5 definierte Raum als eine vom Inneren des Behälters getrennte, abgeschlossene Kammer 14 ausgebildet. Gemäß den Fig. 1, 8 und 9 enthält die innere Trommel 6 ein Material (flüssige Phase) 16, und eine Gasphase wird in einem oberen Abschnitt der inneren Trommel 6 gebildet.
Ein System zum Druckausgleich zwischen der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 wird nachstehend beschrieben.
Gemäß der Erfindung können die Inhalte der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 miteinander vermischt werden, wobei eine einfache Verbindungseinrichtung zwischen der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 bereitgestellt wird.
Das heißt, in den in den Fig. 1, 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen kann ein Durchgangsloch 18 in einer Trennwand 13 oder einem Ausweitungsabschnitt 13a ausgebildet sein, welche das Innere der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 in abdichtender Weise um den oberen Gasphasenabschnitt 17 herum voneinander trennt, um eine Verbindung zwischen der geschlossenen Kammer und der Innentrommel 6 herzustellen, wodurch die Drücke darin ausgeglichen werden. Auf ähnliche Weise kann, wenn ein unterer Abschnitt des Temperaturregelelements 5 an dem unteren, schalenförmigen Endblech 3 über eine Trennwand in einer alternativen Anordnung (nicht dargestellt) befestigt ist, ein Durchgangsloch in der Trennwand ausgebildet sein.
Ferner kann gemäß Fig. 1 eine Verbindung zwischen einer Rohrleitung mit einem offenen Ende zur geschlossenen Kammer 14 vorgesehen werden, eine Rohrleitung 21 mit einem offenen Ende zur Gasphasensektion 17 in der Innentrommel 6, oder eine in die Flüssigphasensektion 16 in der Innentrommel 6 reichende Rohrleitung 22. Das heißt, es kann zwischen einem Ende a der Rohrleitung 19 gemäß Fig. 1 und mindestens einem der Enden b&sub1;, b&sub2; der Rohrleitungen 21, 22 eine Verbindung hergestellt werden, um die Drücke in der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 auszugleichen.
Die Fig. 8 und 9 stellen Reaktions-Behältere dar, welche einen Druckausgleich bereitstellen, ohne die Durchmischung der Inhalte der geschlossenen Kammer und der Innentrommel zu gestatten. Reaktions-Behältere, bei denen diese Inhalte sich nicht durchmischen können, sind nicht erfindungsgemäß.
Das Reaktions-Behälter gemäß Fig. 8, das im Grunde dasselbe ist wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1, und dessen Komponenten, die mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, durch dieselben Bezugsziffern angegeben sind, wird im folgenden hauptsächlich im Hinblick auf die Unterschiede zur Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist eine einfache Verbindungseinrichtung zwischen der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 vorgesehen, vorausgesetzt, daß eine Durchmischung der Inhalte der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 gestattet werden kann. Im Gegensatz dazu kann bei dieser Ausführungsform, bei der die geschlossene Kammer 14 und die Innentrommel 6 im wesentlichen miteinander kommunizieren, eine Durchmischung der Inhalte derselben vermieden werden.
Ein Ausgleichskolben-Druckausgleichsmechanismus 23 ist vorgesehen, bei dem ein Ausgleichskolben 24 in einem Zwischenabschnitt der Verbindungsrohrleitung 19 vorgesehen ist, von der ein Ende in die geschlossene Kammer 14 hinein geöffnet ist. Falls ein Unterschied zwischen den Drücken in der Innentrommel und der geschlossenen Kammer 14 verursacht wird, werden die Drücke automatisch durch die Bewegung des Ausgleichskolbens 24 ausgeglichen. Das heißt, wie im Fall der Ausführungsform gemäß Fig. 1, daß eine Verbindung zwischen der Rohrleitung 19 mit dem Ausgleichskolben- Druckausgleichsmechanismus 23 in seinem mittleren Abschnitt und der Rohrleitung 21 mit einer in die Gasphasensektion 17 in der Innentrommel 6 hinein geöffneten Rohrleitung 21 oder der in die Flüssigphasensektion 16 in der Innentrommel 6 hineinreichenden Rohrleitung 22 geschaffen wird. Anders gesagt, wird eine Verbindung zwischen dem Ende a der Rohrleitung 19 und mindestens einem der Enden b&sub1;, b&sub2; der Rohrleitungen 21 bzw. 22 hergestellt.
Da der Ausgleichskolben 24 das Innere der Innentrommel 6 sowie der geschlossenen Kammer 14 in einem voneinander abgeschlossenen Zustand hält, gibt es dabei im wesentlichen keine Möglichkeit, daß ein Gas o. dgl. in der Innentrommel 6 in die geschlossene Kammer 14 eindringt. Somit ist es möglich, eine Durchmischung mit Fremdstoffen selbst dann zu verhindern, wenn verschiedene Arten von Materialien behandelt werden.
Der Reaktionsbehälter gemäß Fig. 9 stellt ein weiteres Beispiel der Anordnung einer grundlegenden Druckverbindung zwischen der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 dar, bei der eine Durchmischung von deren Inhalten vermieden wird.
Der Reaktionsbehälter gemäß Fig. 9 unterscheidet sich von dem in Fig. 8 gezeigten nur darin, daß eine Membran 25 anstelle des Ausgleichskolben-Druckausgleichmechanismus 23 gemäß Fig. 8 vorgesehen ist.
Das heißt, daß in dem Reaktionsbehälter gemäß Fig. 9, falls ein Unterschied zwischen den Drücken in der geschlossenen Kammer 14 und in der Innentrommel 6 verursacht wird, der Druck auf der Seite des höheren Drucks zu der Seite des niedrigeren Drucks über die Membran 25 übertragen wird, so daß die Drücke in der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 ausgeglichen werden, während eine Kommunikation der Inhalte zwischen der geschlossenen Kammer 14 und der Innentrommel 6 durch die Membran 25 verhindert wird.
Druckausgleichsmechanismen, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung sind, umfassen gemäß den Fig. 1, 8 oder 9 ein Druckerhöhungs-/Minderungssystem 26. Der Druck in der Innentrommel und der geschlossenen Kammer 14 wird durch Druckerfassungseinrichtungen 27a bzw. 27b erfaßt, wobei Detektionssignale von den Druckerfassungsvorrichtungen einer Druckanzeige-/Regelvorrichtung 28 zugeführt werden und der Druck in der geschlossenen Kammer 14 durch Betätigen eines Druckregelventils 29a reduziert wird, falls der Druck in der geschlossenen Kammer 14 höher ist als in der Innentrommel 6, oder der Druck in der geschlossenen Kammer 14 durch Betätigen des Druckregelventils 29a erhöht wird, falls der Druck in der geschlossenen Kammer 14 niedriger ist, wodurch die Drücke in der Innentrommel 6 und der geschlossenen Kammer 14 so geregelt bzw. gesteuert werden, daß die Drücke gleich oder annähernd gleich zueinander sind.
Ein (nicht dargestelltes) Rührwerk kann leicht in dem Behandlungsbehälterkörper 1 der oben beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen werden. Selbstverständlich erhöht sich die Wärmeübertragungsleistung weiter, wenn ein Rührwerk vorgesehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Innenfläche der Innentrommel des Temperaturregelelements 5 als glatte, zylindrische Fläche durch Krümmen eines flachen Blechs in eine zylindrische Form ausgebildet. Deshalb ist es nicht nötig, die Innenfläche einer speziellen Endbearbeitung zu unterziehen, und die Menge einer an der Innenfläche haftenden Behandlungsflüssigkeit ist gering, womit eine verbesserte Behandlungsleistung sichergestellt ist.
Der untere Abschnitt des Temperaturregelelements ist so ausgebildet, daß er sich zu der Behandlungsbehälterdüse hin verjüngt, um ein zuverlässiges Abführen bzw. Ausstoßen des Inhalts im Behälter zu ermöglichen sowie die leichte Reinigung des Behälters zu verbessern.
Ein Ausweitungsabschnitt zur Aufnahme einer Wärmebeanspruchung ist in dem Befestigungsabschnitt zwischen dem Temperaturregelelement und dem Behälterkörper oder im Behälterkörper vorgesehen, um zu verhindern, daß eine Wärmebeanspruchung von dem Temperaturregelelement den Behälterkörper nachteilig beeinflußt.
Darüber hinaus sind mehrere Strömungsdurchgänge vorgesehen, um die Auswahl mehrerer Arten von dem Temperaturregelelement zugeführten Temperaturregelmitteln sowie die Auswahl der Strömungsrichtung des Temperaturregelmittels zu ermöglichen. Daher ist es möglich, eine optimale Kombination von Temperaturregelmitteln anzuwenden, als auch das gesamte Temperaturregelelement einheitlich zu erwärmen. Auch kann bei Ausbildung mehrerer Strömungsdurchgänge die gesamte Strömungsdurchgangs- /Querschnittsfläche erheblich erhöht werden, und die Strömungsdurchgangslänge reduziert werden. Es ist daher möglich, den Druckverlust in dem Temperaturregelmittel in dem Strömungsdurchgang zu reduzieren, sowie auch die Zeitspanne, über die das Temperaturregelmittel im Strömungsdurchgang verbleibt. Demzufolge kann die Wärmeaustauschleistung verbessert werden und die Wärmeverteilung über den gesamten Behälterkörper kann einheitlicher gestaltet werden. Wie oben beschrieben, kann im Vergleich zu dem herkömmlichen Behandlungsbehälter der Behandlungsbehälter der vorliegenden Erfindung mit verbesserter Leistungsfähigkeit hergestellt und leichter gewartet werden und die Betriebsleistung und Produktqualitäten können verbessert werden.

Claims

1. Behandlungsbehälter, umfassend:

einen Behälterkörper (1) mit einer Austrittsdüse (12) an seinem unteren Ende,

ein Temperaturregelelement (5), gebildet aus einer inneren Trommel (6), in der Bearbeitungsmaterial untergebracht werden kann, sowie aus mindestens einem Strömungsdurchgang (9), durch den ein Temperaturregelmittel mindestens zum Erwärmen oder Abkühlen geleitet werden kann,

in den oberen und den unteren Abschnitten des Temperaturregelelements (5) vorgesehene Befestigungsmittel zum Befestigen des Temperaturregelelements (5) im Behälterkörper (1) mit einem zwischen dem Temperaturregelelement (5) und einer Innenfläche des Behälterkörpers (1) festgelegten Abstand (H), um damit eine geschlossene Kammer (14) dazwischen zu bilden, und

Mittel zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen der abgeschlossenen Kammer (14) und dem Innern der inneren Trommel (6), wodurch die Drücke in der inneren Trommel (6) und der geschlossenen Kammer (14) einander angeglichen oder im wesentlichen angeglichen werden können.

2. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Strömungsdurchgang, durch den ein Temperaturregelmittel strömengelassen wird, spiralförmig um eine Umfangsfläche der inneren Trommel gewunden ist.

3. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei zwei Strömungsdurchgänge als der mindestens eine Strömungsdurchgang vorgesehen sind, und Temperaturregelmittel durch die zwei Strömungsdurchgänge in entgegengesetzten Richtungen geleitet werden.

4. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Temperaturregelmittel-Strömungsdurchgang eine Mehrzahl von Strömungsdurchgängen umfaßt, durch die verschieden Arten von Temperaturregelmitteln geleitet werden.

5. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Temperaturregelmittel-Strömungsdurchgang durch die innere Trommel, mindestens ein wendelförmig gewundenes und mit einer Außenfläche der inneren Trommel so verbundenes Teilungsblech, daß es senkrecht von der Fläche absteht, sowie mindestens ein zwischen Abschnitten des wendelförmigen Außenendes des Teilungsblechs verbundenes bzw. eingefügtes Band festgelegt ist.

6. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei das Temperaturregelelement einen Bodenabschnitt aufweist, der im Schnitt zum einen eine konische Form und zum andern eine durch einen Kreisbogen festgelegte Form hat, wobei sich der Durchmesser des Bodenabschnitts nach und nach längs einer Richtung auf die Düse am unteren Ende des Behälterkörpers zu verringert.

7. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei das Temperaturregelelement-Befestigungsmittel einen Dehnungsabschnitt aufweist, der Wärmedehnung aufzunehmen bzw. abzufangen vermag.

8. Behandlungsbehälter nach Anspruch 1, wobei die geschlossene Kammer (14) und das Innere der inneren Trommel (6) über das Durchgangsloch (18) und/oder eine Rohrleitung (19, 21, 22) in direkter Verbindung miteinander stehen.