DE9014258U1

DE9014258U1 - Device for wetting goods

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Publication number: DE9014258U1
Application number: DE9014258U
Authority: DE
Original assignee: Drost Gerhard Dipl-Ing 4600 Dortmund De
Current assignee: Drost Gerhard Dipl-Ing 4600 Dortmund De
Priority date: 1990-10-13
Filing date: 1990-10-13
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2000-10-14

Description

Vorrichtung zum Benetzen von GutDevice for wetting goods

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

In der Verfahrenstechnik spielen Mischvorgänge eine große Rolle. Dies gilt u.a. für Löseanlagen, die dazu dienen, organische synthetische Polymere, auch PoIyelektrolyte genannt, aufzulösen und für die Weiterverarbeitung bereitzustellen. Bei Löseanlagen für Fest-Produkte werden als Mischorgane sog. Benetzungseinheiten verwendet, in denen das dosiert zugeführte Gut, etwa Granulat, mit Wasser benetzt wird. Bekannt sind Einspültrichter, in denen Gut auf eine mit Wasser benetzte Kegelfläche aufgebracht wird. Hierbei ist jedoch eine gleichmäßige Benetzung der Oberfläche schwer möglich. Disperser arbeiten nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe. Sie sind nur für kleinere Mengen geeignet und neigen zum Verstopfen. Strahlmischer mit Strahlöffnungen, durch die Wasser mit hohem Druck auf hindurchfallendes Gut geschleudert wird, eröffnen grundsätzlich gute Betriebsmöglichkeiten. Bei bisher üblichen Ausführungen solcher Benetzungsvorrichtungen bestehen jedoch noch gewisse Probleme hinsichtlich des Flüssigkeitsdruckes, des Energieeinsatzes, somit der Leistung überhaupt sowie auch in Ausführungseinzelheiten.Mixing processes play a major role in process engineering. This applies, among other things, to dissolving systems that are used to dissolve organic synthetic polymers, also known as polyelectrolytes, and make them available for further processing. In dissolving systems for solid products, so-called wetting units are used as mixing elements, in which the metered material, such as granulate, is wetted with water. Wetting funnels are well known, in which material is applied to a conical surface wetted with water. However, it is difficult to achieve uniform wetting of the surface in this case. Dispersers work on the principle of the water jet pump. They are only suitable for smaller quantities and tend to clog. Jet mixers with jet openings, through which water is thrown at high pressure onto the material falling through, generally offer good operating options. However, with the designs of such wetting devices that have been used up to now, there are still certain problems with regard to the fluid pressure, the use of energy, and thus the performance in general, as well as with regard to the details of the design.

Aufgabe der Erfindung ist es, bestehende Nachteile und Unzulänglichkeiten möglichst weitehend zu überwinden und eine Vorrichtung zum Benetzen von Gut zu schaffen, die sich durch günstige Arbeitsweise, insbesondere hinsichtlich der Strömungsverhältnisse, auszeichnet, eine effektive Benetzung des Gutes bietet und mit hohem Mischenergie-Eintrag arbeiten kann. Die Erfindung strebt dabei auch eine vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung im einzelnen an. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.The aim of the invention is to overcome existing disadvantages and deficiencies as far as possible and to create a device for wetting material which is characterized by a favorable mode of operation, in particular with regard to the flow conditions, offers effective wetting of the material and can work with a high mixing energy input. The invention also aims at an advantageous design of the device in detail. Other problems related to all of this, which the invention deals with, arise from the respective explanation of the solution shown.

Bei einer Benetzungs-Vorrichtung der genannten Gattung sieht die Erfindung vor, daß sich der Durchflußquerschnitt des das Durchtrittsrohr umgebenden Leitungsweges für die Benetzungsflüssigkeit wenigstens auf einem Teil desselben verringert. Im Gegensatz zu bisher üblichen Ausführungen, bei denen als Leitungsweg lediglich ein Ringraum mit auf ganzer Länge gleichbleibendem Querschnitt vorhanden war, was einen zunehmenden Druckabfall bedingte, ist nun durch die Verengung des Durchflußquerschnitts ein zumindest weitgehend konstanter Druck über die wirksame Länge der Vorrichtung bzw. über den wichtigsten Teil des Durchtrittsweges für das Gut erzielt. Dadurch wird eine besonders intensive Benetzung des Gutes und eine entsprechende Benetzungsleistung erreicht. Die Vorrichtung kann mit relativ hohen Drücken betrieben werden, wodurch sich eine Erhöhung der Mischenergie ergibt. Der Produktdurchsatz wird gesteigert, weil der Energieeintrag größer ist.In a wetting device of the type mentioned, the invention provides that the flow cross-section of the line surrounding the passage pipe for the wetting liquid is reduced at least over a part of it. In contrast to previously common designs, in which the line was only an annular space with a constant cross-section over its entire length, which caused an increasing pressure drop, the narrowing of the flow cross-section now results in at least a largely constant pressure over the effective length of the device or over the most important part of the passage path for the material. This results in particularly intensive wetting of the material and a corresponding wetting performance. The device can be operated at relatively high pressures, which results in an increase in the mixing energy. The product throughput is increased because the energy input is greater.

Die Querschnittsverringerung des Leitungsweges ist zweckmäßig vom Eintrittsbereich für die Flüssigkeit bis zum Ende des Leitungsweges vorgesehen. Es kann aber auch Fälle geben, in denen es ausreichend oderThe reduction in the cross-section of the pipe path is appropriately provided from the inlet area for the liquid to the end of the pipe path. However, there may also be cases in which there is sufficient or

angebracht ist, die Verengung des Querschnitts nur in einem Teilbereich vorzusehen.It is appropriate to narrow the cross-section only in a partial area.

Die Querschnittsverringerung des Leitungsweges kann in Stufen erfolgen oder in aufeinanderfolgenden Abschnitten unterschiedlich sein. Besonders vorteilhaft ist eine kontinuierliche Querschnittsverringerung des Leitungsweges über seine Länge. Das Ausmaß der Verringerung des Querschnitts kann gleichbleibend sein, also pro Längeneinheit des Leitungsweges einen konstanten Wert haben. Es kann je nach den Umständen aber auch zweckmäßig sein, die Größe der Querschnittsverringerung auf der ganzen Länge des Leitungsweges oder ggfs. nur auf einem Teil desselben, insbesondere zum Ende hin, noch zunehmen zu lassen.The reduction in the cross-section of the line path can be carried out in stages or can vary in successive sections. A continuous reduction in the cross-section of the line path over its length is particularly advantageous. The extent of the reduction in the cross-section can be constant, i.e. have a constant value per unit length of the line path. Depending on the circumstances, it can also be expedient to allow the size of the cross-section reduction to increase over the entire length of the line path or, if necessary, only over a part of it, particularly towards the end.

Die Verengung des Leitungsweges läßt sich im einzelnen auf verschiedene Weise erreichen. Bei einer sehr einfachen und zweckmäßigen Ausführung weist das Gehäuse der Vorrichtung wenigstens auf einem Teil seiner Länge eine konische Innenfläche auf, wobei also der Innendurchmesser fortschreitend kleiner wird. Die Außenfläche des Durchtrittsrohres kann dabei zylindrisch sein. Es ist auch die umgekehrte Ausbildung möglich, also zylindrische Innenfläche des Gehäuses und kegelförmige Außenfläche des Durchtrittsrohres mit größer werdendem Durchmesser. Ferner schließt die Erfindung auch eine Ausführung ein, bei der das Durchtrittsrohr außenseitig kegelförmig und das Gehäuse innenseitig konisch ist, beides im Sinne einer Verengung des zwischen ihnen belassenen Durchganges .The narrowing of the line path can be achieved in different ways. In a very simple and practical design, the housing of the device has a conical inner surface over at least part of its length, whereby the inner diameter becomes progressively smaller. The outer surface of the passage tube can be cylindrical. The reverse design is also possible, i.e. a cylindrical inner surface of the housing and a conical outer surface of the passage tube with an increasing diameter. The invention also includes a design in which the passage tube is conical on the outside and the housing is conical on the inside, both in the sense of narrowing the passage left between them.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist der Leitungsweg für die Flüssigkeit schraubenförmig ausgebildet. Dadurch werden die Strahlöffnungen im Durchtrittsrohr besonders gut versorgt.In a very advantageous design, the pipe path for the liquid is designed in a screw shape. This ensures that the jet openings in the passage pipe are supplied particularly well.

Die Ausbildung läßt sich dabei im einzelnen in verschiedener Weise treffen. Bei einer günstigen Ausführung ist das Durchtrittsrohr auf seiner der Innenseite des Gehäuses zugewandten Außenseite mit einer schraubenförmigen Profilierung zur Bildung des Leitungsweges versehen. Die Profilierung kann aber auch am Gehäuse oder an beiden Teilen vorhanden sein.The design can be carried out in different ways. In a favorable design, the passage pipe is provided with a screw-shaped profile on its outside facing the inside of the housing to form the line path. The profile can also be present on the housing or on both parts.

Zum Einleiten der Flüssigkeit sind zweckmäßig tangential gerichtete Zulaufoffnungen od.dgl. vorgesehen. Dies trägt zu günstigen Strömungsverhältnissen und zur guten Versorgung der Strahlöffnungen bei.Tangentially directed inlet openings or similar are appropriately provided for introducing the liquid. This contributes to favourable flow conditions and a good supply to the jet openings.

Bei einer Vorrichtung der genannten Gattung, insbesondere mit einem oder mehreren der vorstehend genannten Merkmale, sieht die Erfindung für die Strahlöffnungen im Durchtrittsrohr auswechselbar befestigte Düsen vor. Dies läßt nicht nur einen einfachen Austausch bei Verschleiß zu, sondern bietet die vorteilhafte Möglichkeit, daß die Düsen je nach den Gegebenheiten gewählt und unterschiedlichen Mischflüssigkeiten und Festprodukten angepaßt werden können. Die Düsen lassen sich insbesondere als Flachstrahldüsen ausbilden.In a device of the type mentioned, in particular with one or more of the features mentioned above, the invention provides replaceable nozzles for the jet openings in the passage pipe. This not only allows for easy replacement in the event of wear, but also offers the advantageous possibility that the nozzles can be selected depending on the circumstances and adapted to different mixed liquids and solid products. The nozzles can be designed in particular as flat jet nozzles.

Das Durchtrittsrohr und das Gehäuse der Vorrichtung können aus metallischem Werkstoff, vornehmlich Edelstahl, gefertigt sein. Insbesondere sieht die Erfindung vor, daß das Durchtrittsrohr und/oder das Gehäuse wenigstens überwiegend aus Kunststoff besteht.The passage tube and the housing of the device can be made of metallic material, primarily stainless steel. In particular, the invention provides that the passage tube and/or the housing consists at least predominantly of plastic.

Die Vorrichtung ist einfach im Aufbau und servicefreundlich, weil sie sich leicht demontieren läßt.The device is simple in construction and easy to service, because it can be easily dismantled.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention emerge from the following explanation of embodiments, from the associated drawings and from the claims. They show:

Fig. 1 eine Ausführung der Vorrichtung in Draufsicht,Fig. 1 an embodiment of the device in plan view,

Fig. 2 einen horizontalen Teilschnitt durch ein Gehäuse der Vorrichtung mit einem Zulauf,Fig. 2 a horizontal partial section through a housing of the device with an inlet,

Fig. 3 eine Ausführung der Vorrichtung in axialem Längsschnitt,Fig. 3 an embodiment of the device in axial longitudinal section,

Fig. 4 eine Ausführung des Durchtrittsrohres weitgehend schematisch in Ansicht,Fig. 4 shows a design of the passage pipe largely schematically in view,

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt durch das Durchtrittsrohr mit einer Aufnahme für auswechselbare Düsen in größerem Maßstab undFig. 5 a horizontal section through the passage pipe with a holder for exchangeable nozzles on a larger scale and

Fig. 6 eine einschraubbare Düse, teils in Ansicht, teils im Schnitt.Fig. 6 a screw-in nozzle, partly in view, partly in section.

In Fig. 1 ist eine insgesamt mit der Zahl 1 bezeichnete Benetzungs-Vorrichtung zusammen mit einem Zuleitungs-Sytem für Flüssigkeit wiedergegeben. Die durch ein Rohr oder einen Schlauch herangeführte Flüssigkeit, z.B. Wasser, gelangt über einen Anschluß 2 in eine Ringleitung 3 und von dieser über T-Stücke 4 in Zulaufstutzen 5, die tangential in das Gehäuse 6 der Vorrichtung einmünden, wie auch Fig. 2 erkennen läßt. Die Ringleitung 3 und die zu ihr gehörenden Teile bestehen zweckmäßig aus Kunststoff, namentlich PVC od.dgl. Vorteilhaft ist auch das Gehäuse 6 aus einem solchen Kunststoff hergestellt. Die Zulaufstutzen 5 können in entsprechendeIn Fig. 1, a wetting device, designated as a whole by the number 1, is shown together with a supply system for liquid. The liquid, e.g. water, supplied through a pipe or hose, passes through a connection 2 into a ring line 3 and from there via T-pieces 4 into inlet nozzles 5, which open tangentially into the housing 6 of the device, as can also be seen in Fig. 2. The ring line 3 and the parts belonging to it are expediently made of plastic, namely PVC or the like. The housing 6 is also advantageously made of such a plastic. The inlet nozzles 5 can be inserted into corresponding

Öffnungen des Gehäuses dicht eingeklebt sein. Die Wandstärken der Zuleitungsteile und des Gehäuses 6 sind so gewählt, daß sie auch höheren Drücken standhalten.Openings in the housing must be glued tightly. The wall thicknesses of the supply line parts and the housing 6 are selected so that they can withstand higher pressures.

Figur 3 veranschaulicht eine vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung im Schnitt. Der Übersichtlichkeit wegen ist dabei nur ein Zulaufstutzen 5 an dem mit dem Buchstaben E bezeichneten Eintrittsbereich der Vorrichtung eingezeichnet. Der Eintrittsbereich E befindet sich an einem Ende der Vorrichtung, und zwar bei der gezeigten Ausführung am oberen Ende derselben (Fig. 3). Dies bedeutet, daß die Vorrichtung senkrecht steht, wie es normalerweise der Fall ist, so daß das zu benetzende Gut durch die Vorrichtung von oben nach unten hindurchfallen kann.Figure 3 illustrates an advantageous design of the device in section. For the sake of clarity, only one inlet nozzle 5 is shown at the inlet area of the device designated by the letter E. The inlet area E is located at one end of the device, namely at the upper end of the device in the design shown (Fig. 3). This means that the device is vertical, as is normally the case, so that the material to be wetted can fall through the device from top to bottom.

Sowohl am oberen als auch am unteren Ende ist das Gehäuse 6 jeweils durch einen aus Kunststoff bestehenden Deckel 8 bzw. 9 mit eingelegtem Runddichtring 10 verschlossen. Auf dem oberen Deckel 8 ist ein Aufgabetrichter 11 aus Kunststoff für das zu benetzende Gut angebracht.The housing 6 is closed at both the upper and lower ends by a plastic cover 8 or 9 with an inserted O-ring 10. A feed hopper 11 made of plastic for the material to be wetted is attached to the upper cover 8.

Zwischen den Deckeln 8 und 9 erstreckt sich ein von diesen abgestütztes Durchtrittsrohr 12 für das Gut. Mit dem unteren Deckel ist ein Auslaßrohr 13 verschraubt, das mit einem Winkelstück 14 verklebt ist. Auch diese Teile bestehen aus Kunststoff.A passage pipe 12 for the goods extends between the covers 8 and 9 and is supported by these. An outlet pipe 13 is screwed to the lower cover and is glued to an angle piece 14. These parts are also made of plastic.

In radialer Richtung ist zwischen der Außenseite 16 des Durchtrittsrohres 12 und der Innenseite 17 des Gehäuses 6 ein insgesamt mit der Zahl 15 bezeichneter Raum belassen, der einen Leitungsweg für die Benetzungsflüssigkeit bildet. Dieser verläuft vom Eintrittsbereich E mit den Zulaufstutzen 5 bis zum unteren Deckel 9 und wird auf seiner Länge stetig enger. Diese Verringerung des Durchlaßquerschnitts kommt bei der dargestelltenIn the radial direction, a space designated with the number 15 is left between the outside 16 of the passage pipe 12 and the inside 17 of the housing 6, which forms a conduit for the wetting liquid. This runs from the inlet area E with the inlet nozzles 5 to the lower cover 9 and becomes steadily narrower along its length. This reduction in the passage cross-section occurs in the illustrated

vorteilhaften Ausführung dadurch zustande, daß das Gehäuse 6 eine konische Innenfläche 17 als äußere Begrenzung des Leitungsweges 15 aufweist, wie in Fig. 3 deutlich zu erkennen ist.In an advantageous embodiment, this is achieved in that the housing 6 has a conical inner surface 17 as the outer boundary of the line path 15, as can be clearly seen in Fig. 3.

Die Außenseite 16 des Durchtrittsrohres 12 kann durchgehend zylindrisch sein oder auch eine nach unten hin breiter werdende Kegelform haben. In allen solchen Fällen ist dann ein durchgehender, sich verengender Raum zwischen dem Gehäuse 6 und dem Durchtrittsrohr vorhanden.The outer side 16 of the passage tube 12 can be completely cylindrical or can have a conical shape that widens towards the bottom. In all such cases, there is then a continuous, narrowing space between the housing 6 and the passage tube.

Insbesondere kann der Leitungsweg 15 für die Flüssigkeit schraubenförmig ausgebildet sein. Dies ist bei der gezeigten Ausführung dadurch erreicht, daß das Durchtrittsrohr 12 keine glatte durchgehende Außenfläche hat, sondern mit radial nach außen vorstehenden, wendelförmig verlaufenden Rippen 18 versehen ist. Diese Rippen 18 werden nach unten hin in einem der Konizität der Innenfläche 17 des Gehäuses 6 entsprechenden Maße schmaler und sind dabei in ihrer radialen Abmessung so gewählt, daß sie in der Einbaulage nach Fig. 3 mit ihrem Außenrand gerade an der Innenfläche 17 anliegen. Dies ergibt den in sich abgeschlossenen Leitungsweg in Form eines schraubenförmig verlaufenden Kanals.In particular, the line path 15 for the liquid can be designed in a helical manner. This is achieved in the design shown in that the passage pipe 12 does not have a smooth, continuous outer surface, but is provided with ribs 18 that protrude radially outwards and run in a spiral shape. These ribs 18 become narrower towards the bottom to an extent that corresponds to the conicity of the inner surface 17 of the housing 6, and their radial dimensions are selected so that in the installation position according to Fig. 3 their outer edge lies just against the inner surface 17. This results in the self-contained line path in the form of a helical channel.

Grundsätzlich kann der schraubenförmige Leitungsweg eingängig oder mehrgängig sein, d.h. einen oder mehrere wendelartig verlaufende Kanäle bilden. Bei der gezeigten vorteilhaften Ausführung ist der Leitungsweg mit entsprechender Rippenanordnung nach Art eines zweigängigen Gewindes ausgebildet.In principle, the helical line path can be single-start or multi-start, i.e. it can form one or more spiral-like channels. In the advantageous design shown, the line path is designed with a corresponding rib arrangement in the manner of a double-start thread.

Im Bereich dieses Leitungsweges 15 ist die Wandung 19 des Durchtrittsrohres 12 mit einzelnen Aufnahmen 20 für lösbar einzusetzende Düsenkörper 21 versehen (s. Figur 5 und 6). Diese sind insbesondere einschraubbar,In the area of this line path 15, the wall 19 of the passage pipe 12 is provided with individual receptacles 20 for detachably inserted nozzle bodies 21 (see Figures 5 and 6). These can be screwed in, in particular,

wozu sie mit einem Außengewinde 23 versehen sind, das in ein Innengewinde 22 eingreift. Strichpunktiert ist bei der Zahl 24 eine an dem Düsenkörper 21 befindliche Düsenkonfiguration angedeutet. Bei den Düsen kann es sich insbesondere um Flachstrahldüsen handeln.for which they are provided with an external thread 23 which engages an internal thread 22. A nozzle configuration located on the nozzle body 21 is indicated by dash-dotted lines at number 24. The nozzles can be flat jet nozzles in particular.

Figur 4 veranschaulicht in schematischer Darstellung den schraubenförmigen Verlauf des Leitungsweges 15 und die Aufnahmen 20 für die Düsen bzw. Düsenkörper 21 an dem nur durch Umrißlinien wiedergegebenen Durchtrittsrohr 12. Oberhalb und unterhalb desselben ist die Geometrie der Düsenanordnung in der Horizontalen angedeutet.Figure 4 shows a schematic representation of the helical course of the line path 15 and the receptacles 20 for the nozzles or nozzle bodies 21 on the passage pipe 12, which is only shown by outline lines. Above and below the same, the geometry of the nozzle arrangement is indicated horizontally.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.All features mentioned in the above description or shown in the drawings are to be considered as falling within the scope of the invention, either individually or in combination, as far as the known state of the art permits.

Claims

1. Device for wetting material in mixing processes, in particular powdered material, granulate or the like, with a passage pipe for the material to be wetted, a housing surrounding the passage pipe, a line between the housing and the passage pipe, extending from an inlet area with at least one inlet for wetting liquid, primarily water, and with jet openings arranged in the wall of the passage pipe, through which the liquid from the line can be introduced into the interior of the passage pipe at high pressure, characterized in that

the flow cross-section of the line path (15) is reduced at least over a part thereof in the flow direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that the cross-sectional reduction of the line path

(15) from the inlet area (E) for the liquid to the end of the pipe path (15).

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the cross-sectional reduction of the line path (15) is continuous.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the housing (6) has, at least over a part of its length, a conical inner surface (17) as a boundary of the line path (15).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by a helical line path (15) for the liquid.

6. Device according to claim 5, characterized in that the passage pipe (12) is provided on its outer side (16) facing the inner surface (17) of the housing (6) with a helical profile (18) for forming the line path (15).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized by at least one tangentially directed inlet nozzle (5) or the like for the liquid.

8. Device for wetting material in mixing processes, in particular powdered material, granulate or the like, with a passage pipe for the material to be wetted, a housing surrounding the passage pipe, a line between the housing and the passage pipe, extending from an inlet area with at least one inlet for wetting liquid, primarily water, and with jet openings arranged in the wall of the passage pipe, through which the liquid from the line with

high pressure into the interior of the passage pipe, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that replaceably attached nozzles (21, 24) are provided for the jet openings in the passage pipe (12).

9. Device according to claim 8, characterized in that the nozzles (21, 24) are at least partially designed as flat jet nozzles.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the passage pipe (12) consists of plastic.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the housing (6) consists at least predominantly of plastic.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the passage pipe (12) and the housing (6) with closing elements (8, 9) are designed as parts that are detachably connected to one another.