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Mischvorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Superphosphat
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von
Superphosphat aus gemahlenem Rohphosphat und Schwefel-oder Phosphorsäure durch sehr
rasches Mischen dieser Grundstoffe mittels eines: Rotors mit senkrechter Achse,
der in verschiedenen Höhen Mischflügel aufweist und sich in einem Mischraum dreht,
der über einer endlosen Fördervorrichtung angeordnet ist, die das aus dem Mischraum
austretende Mischgut ableitet.
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Es ist eine Mischvorrichtung dieser Art bekannt, die einen zylindrischen,
mit einem Boden versehenen und oben vollständig offenen Mischraum aufweist, in dem
ein Rotor mit senkrechter Achse angeordnet ist, dessen Flügel auf Armen sitzen,
die auf die Achse des Rotors aufgekeilt sind. Eine in der zylindrischen Seitenwand
des Mischraumes nahe am Boden desselben vorgesehene Öffnung dient für den Austritt
der durch die Flügel in diese Öffnung gedrückten Mischung. Bei ihrem Austritt aus
dem Mischraum fällt die Mischung in dünner Schicht auf eine endleseFördervorrichtung,
die isie fortlaufend einer Vorrichtung zuführt, wobei sie erhärtet. Durch die Verwendung
dieses
Mischers wird versucht, die Mischung aus gemahlenem Rohphosphat
und Säure porös zu machen, indem durch die Rotation des Rotors Luft eingeführt wird,
die durch die obere Öffnung des Mischraumes in diesen eingesaugt wird.
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Die tangentialeGeschwindigkeit der Flügelenden dieser Mischvorrichtung
ist nicht angegeben, sondern nur deren Winkelgeschwindigkeit. Angenommen, es handle
sich um eine gewerbliche Mischvorrichtung von 5o cm Durchmesser, so kann diese Geschwindigkeit
:ohne weiteres auf 5 m/sec bei einer Winkelgeschwindigkeit von 2,50 Umdrehungen
je Minute berechnet werden.
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Die Zuführung einer großen Menge Luft zu der Mischung aus Rohphosphat
und Säure hat eine Kondensation des Dampfes zur Folge, der bei der Reaktion beim
gleichzeitigen Austritt des eingeführten Wassers und der Säure entsteht. Ferner
haben das seitliche Schleudern der Mischung gegen die nahe am Boden der zylindrischen
Seitenwand angeordnete Öffnung und der Abfall des Materials auf die endlose Fördervorrichtung
ebenfallis die Wirkung, die Mischung zu entgasen und abzukühlen. Demzufolge bleibt
.diese feuchter, als wenn Luft nicht eingeführt worden wäre. Ihre spätere Trocknung
wird nicht erleichtert, wie angenommen werden könnte, wenn die erstrebte Po.rosität
erhalten worden wäre.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, für die Herstellung von Superphosphat
aus gemahlenem Rohphosphat und Schwefel- oder Phosphorsäure eine Mischvorrichtung
zu verwenden, deren Mischraum die Form eines Kegelstumpfes hat, dessen große Basis
oben liegt. Dieser Raum ist oben vollständig offen und verlängert sich nach unten
zu einem zylindrischen Kanal, dessen untere Öffnung über einer endlosen Fördervorrichtung
liegt, auf die die austretende Mischung durch diese Öffnung fällt. In dieser Mischvorrichtung
wird das Mischen nicht durch einen Rotor mit senkrechter Achse vorgenommen, sondern
lediglich durch die Säurestrahlen, die tangential in den Kegelstumpf eingeleitet
werden. Die Drehgeschwindigkeit der Mischung aus Säure und gemahlenem Rohphosphat
(die in der Achse der Mischvorrichtung herabfällt) ist also relativ gering. Ferner
kann sich :die in die kegelstumpfförmige Mischvorrichtung durch die große Basis
derselben eiandringende Luft mit den Bestandteilen des Superphosphates frei mischen.
Endlich hat der zylindrische Ableitungskanal einen Durchmesser und eine Länge, durch
die das Material genötigt wird, eine gewisse Zeit in dem Mischraum zu verbleiben,
ehe es auf die Fördervorrichtung fällt. Die Dauer dieses Aufenthalts, die zu dem
Zweck zu verlängern gesucht wird, das: Mischen zu begünstigen, das lediglich durch
die Säurestrahlen erzielt wird,. erzeugt manchmal die Bildung eines Pfropfens, der
aus dem Kanal mittels einer Stange herausgestoßen werden muß.
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Ferner ist vorgeschlagen worden, für die Herstellung von Superphosphat
eine Mischvorrichtung zu verwenden, deren unterer Teil kegelstumpfförmig ist und
einen Rotor mit Flügeln aufweist. In diesem Fall liegt gleichfalls die kleine Busfis
unten, und dieVorrichtung ist normalerweise unten durch einen Propfen derart geschlossen,
daß er rasch herausgenommen und wieder eingesteckt werden kann. Der mit Flügeln
versehene Rotor betätigt mit seinen Flügeln :die durch :den Pfropfen in der Mischvorrichtung
zurückgehaltenen Stoffe, und seine Flügel sind derart angeordnet, daß sie einen
Druck nach unten auf die Mischung ausüben. Die Umfangsgeschwindigkeit der Flügel
beträgt wenig mehr als 5 m/sec. Diese Mischvorrichtung erzeugt keine genügende Mischung
und gibt zu Störungen Anlaß. Die erhaltene Mischung ist kompakt und zu trocken.
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DievorliegendeErfindunghat eine wenig sperrige Mischvorrichtung zum
Gegenstand, die einen großen Anfall an Superphosphat ergibt, das rasch trocknet
und ohne Schwierigkeit in wenig Zeit behandelt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist die Mischvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß
der Mischraum oben geschlossen ist und sich nach unten :in Form eines Kegelstumpfes
erweitert, dessen große Basis die Austrittsöffnung für das Mischgut bildet, daß
sich der untere Teil dieses Raumes nach, unten- erweitert, daß die Enden der Mischflügel
sich mit einer Mindestgeschwindigkeit von ao m/sec drehen und eine genau gleiche
Entfernung von der sich kegelig erweiternden Wand des Mischraumes haben und daß
sich die Fördervorrichtung mit solcher Geschwindigkeit vorwärts bewegt, daß sie
das Produkt aus den in die Mischvorrichtung eingeführten Grundstoffen in einer Schicht
abführt, deren Stärke gleich dem Abstand der Fördervorrichtung vom unteren Rand
des Mischraumes ist.
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Durch die gemeinsame Verwendung dieser Merkmale können die Ausgangsstoffe
ohne Einführung von Luft in der Mischvorrichtung kräftig und rasch gemischt werden.
Diese Mischvorrichtung gestattet die Herstellung von - Superphosphat in kontinuierlicher
Folge, -weil das Mischen, ohne Zutritt von Luft in sehr kurzer Zeit (in Bruchteilen
einer Sekunde) während .des Abfalls der Ausgangsstoffe in den Mischraum vor sich
:geht, - der sich nach unten erweitert, und weil diese Stoffe während ihres Abfalls
durch die sich mit großer Geschwindigkeit drehenden Flügel vielfach durcheinandergeworfen
werden. Diese schleudern die Stoffe durch die Wirkung der Zentrifugalkraft gegen
die Wand der Mischvorrichtung, und die Mischung löst eich leicht von dieser Wand:
infolge der sich nach unten erweiternden Form derselben. Die sich nach unten erweiternde
Form des in seinem unteren Teil offenen Mischraumes vermeidet in Verbindung mit
der gewählten Vorschubgeschwindigkeit der endlosen Transportvorrichtung, daß die
Mischvorrichtung verstopft wird. ' Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnungen, die schematisch und beispielsweise
eine Ausführungsform der Mischvorrichtung gemäß der Erfindung darstellen. Es zeigt
Fig.
i einen senkrechten Schnitt durch den Mischer nach der Linie I-I der Fig.2. Fig.
2 eine Draufsicht auf den Mischer nach Abnahme des Deckels, Fig. 3 eine Teilansicht
des. Mischers und der Zuführungsrohre für die Säure in Richtung des Pfeiles X der
Fig. i gesehen.
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Die Figuren zeigen eine Mischvorrichtung 12 mit zwei Rohren i i, die
mit Säuren gespeist werden, mit Phosphor- oder Schwefelsäure. Dieser Mischvorrichtung
12 wird durch eine Leitung 13 der feste Stoff in Pulverform, gemahlenes Rohphosphat,
zugeleitet.
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Der Mischer 12 besteht im wesentlichen aus einem umgekehrten Behälter,
dessen Boden mit 14 bezeichnet ist und in dem eine senkrecht angeordnete Turbine
15 rotiert, die mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben wird, daß die an ihrem
freien Ende angeordneten Flügel 16. ,17 und i8 eine Umdrehungsgeschwindigkeit von
mindestens 2o m/sec haben.
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Die Rohre i i sind derart gerichtet, da.ß sie die Säure gegen die
Seitenwand des Mischers schleudern, indem sie in ihm eine kreisende Bewegung entgegengesetzt
dem Drehsinn der Turbine ausführt, wie schematisch durch den Pfeil Y angezeigt ist.
Außerdem haben die Rohre i i eine solche Richtung, daß sie die Säure leicht nach
unten schleudern (Fig. 3). Die Seitenwand wird also von der Säure bespült und von
eventuell abgeschleuderten Teilchen Rohphosphat gereinigt. Die zur Einführung von
Rohphosphat dienende Leitung 13 isst derart angeordnet, daß sie dieses auf die Flügel
nahe der Welle der Turbine fallen läßt und demzufolge so, daß es die Seitenwand
nicht berührt.
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Wie zu sehen ist, verengt sich der Querschnitt des Mischers von oben
nach unten bis über die Flügel infolge der Kegelstumpfform des oberen Teiles des
Mischers, dessen kleine Basis unten liegt. Umgekehrt nimmt der Querschnitt unterhalb
der Flügel von oben nach unten zu infolge der Kegelstumpfform des unteren Teiles
des Mischers, dessen große Basis unten liegt.
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Die Vergrößerung des Querschnitts des unteren Teiles beginnt etwas
über den oberen Flügeln 16 und geht bis zum unteren Rand i9. Die unteren Flügel
18 sind länger als die mittleren Flügel 17, und diese sind noch länger als die oberen
Flügel 16. Diese verschiedenen Längen sind so gewählt, daß der Abstand zwischen
den Enden der Flügel und der Seitenwand, die sich nach unten erweitert, in jeder
Höhe genau derselbe ist.
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Von den oberen Flügeln 16 bildet jeder die Verlängerung des anderen,
sie sind nach oben gebogen. Jeder der unteren Flügel 18 bildet ebenfalls die Verlängerung
des anderen, und sie sind in der Richtung der oberen Flügel 16 angeordnet, aber
nach unten gebogen. Die mittleren Flügel 17 sind im wesentlichen eben und gegenüber
den Flügeln i6 und 18, zwischen denen sie sich befinden, um 9o° versetzt. Der eine
der mittleren Flügel ist leicht nach oben und der andere leicht nach unten geneigt.
Die Säure fließt auf die Flügel 16 und 17 herab und wird mit dem Phosphat*
kräftig gegen die Seitenwand des Mischers geschleudert. Sie bildet einen flüssigen
Teig ohne Klümpchen, der in den unteren, nach unten sich erweiternden Teil abfließt.
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Wenn die Mischvorrichtung zur Herstellung von Superphosphatbenutzt
wird, wird sie vorzugsweise derart ausgebildet, daß die in ihr erzeugte Mischung
in einen Reaktionsraum 22 fällt, der in an sich bekannter Weise unter Unterdruck
steht. Wenn die Mischung auf die endlose Fördervorrichtung fällt, deren Vorschubgeschwindigkeit
derart ist, daß bei einer Schichtstärke, die gleich dem Abstand der Fördervorrichtung
vom unteren Rand i9 der Mischvorrichtung ist, die Fördermenge gleich der Menge der
durch die Rohre i i und die Leitung 13 ein-geführten Stoffe ist, kann die geringe
Menge Gas, die sich in der Mischvorrichtung bildet, durch eine Öffnung 2i in den
Reaktionsraum 22 abgesaugt werden.
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Der Körper des Mischers ruht mit einem Flansch 23 auf einem Ring 2q.,
der auf der Decke 25 des Reaktionsraumes 22 angeordnet ist. Infolge dieser Anordnung
kann man den Mischer leicht aus dem Reaktionsraum herausnehmen, beispielsweise mittels
einer Winde, um abgenutzte Flügel zu ersetzen.