EP0638354B1 - Mélangeur complètement autonettoyant - Google Patents

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EP0638354B1
EP0638354B1 EP94111761A EP94111761A EP0638354B1 EP 0638354 B1 EP0638354 B1 EP 0638354B1 EP 94111761 A EP94111761 A EP 94111761A EP 94111761 A EP94111761 A EP 94111761A EP 0638354 B1 EP0638354 B1 EP 0638354B1
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EP
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rotor
kneading bars
mixer
kneading
feed
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EP94111761A
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EP0638354A1 (fr
Inventor
Dipl.-Ing Heinrich Schuchardt
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
    • B01F27/701—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms comprising two or more shafts, e.g. in consecutive mixing chambers
    • B01F27/702—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms comprising two or more shafts, e.g. in consecutive mixing chambers with intermeshing paddles

Definitions

  • the invention relates to a multi-axis mixer or reactor with large free usable volume, which kinematically cleans itself, consisting of two or more parallel counter-rotating axes, on which helically offset, conveying blades are mounted, which by axially extended kneading bars with each other are connected and an enclosing housing and optionally an inlet and an outlet for the mix.
  • the invention is directed to devices for process engineering treatment of fluids and cohesive bulk materials.
  • the device is completely kinematic self-cleaning and has a large free useful volume.
  • thermotropic, liquid-crystalline polyesters called.
  • Determining the speed in the final stage of the polycondensation is the Mass transfer of the condensate into the gas phase of the reactor under vacuum. This requires the largest possible mass transfer area and one possible rapid renewal of the same. Due to the pronounced structural viscosity tends the product to wall deposits in non-stirred areas. By the here present longer residence times produce black cracking products which, when they enter the product stream, lead to non-salable goods.
  • a heating of the blades and gears would be in said mixing device only possible through a complicated leadership of the heating channels, through each toothed foot supply and return line must be performed. This is manufacturing technology difficult to master or associated with high costs.
  • the object of the invention is to provide an apparatus which is completely kinematically is self-cleaning, has a large free volume, the said Does not have disadvantages and in which preferably a heating / cooling of the stripping easy to integrate.
  • the object is achieved in that in a Herwelligen Mixer on each shaft helically offset conveying blades are arranged, which are interconnected by axially extended kneading bars.
  • Each kneading bar of a rotor becomes at its ends seen in the axial direction also by the conveyor blades, otherwise by the kneading bars and the shaft another rotor kinematically completely cleaned.
  • Each wave of a rotor is through the impeller blades and the kneading of a Other rotor kinematically completely cleaned.
  • the housing is made on its inner wall by the kneading and conveying blades Kinematic completely cleaned.
  • Each bucket is except at the ends of the mixer on the in axial direction seen front and back, each with a kneading connected with respect to the axial conveyance through the conveyor blades upstream Knetbarren with the leading end of the rotation of the Bucket and the other with the end of the rotation following Conveying blade is connected.
  • Each bucket with the exception of the bucket at the ends of the Mischers, is connected on its front and back with a kneading bar.
  • a kneading bar is (except at the ends of the Mischers) connected with two conveyor blades. This arises over the entire mixer length reaching consequences of connected by kneading bars Conveying blades.
  • the rotors rotate at the same speed.
  • ⁇ 1 - ⁇ 11 ,
  • a constant over time is also Desired torque.
  • This is in a particularly preferred embodiment achieved in that to equalize the drive torque of the offset between the kneading bars on the front and on the back of a bucket ( ⁇ ) no integer multiple of the partial angle between two nearest neighbors Kneading bar ( ⁇ ) is.
  • the offset between kneading bars on the front and back of a Shovel is the angle about which a kneading bar around the axis of rotation of the connected shaft must be rotated so that its imaginary axial extension exactly in the kneading bar passes.
  • the partial angle between two kneading bars is the angle around which a kneading bar the axis of rotation of the connected shaft must be rotated so that it with the other kneading bars comes to cover.
  • a complete heating or cooling of the rotors, conveyor blades and Kneading is possible in a preferred embodiment of the invention, if the Heating / cooling medium is passed through a shaft end, each a partial flow of the Medium through the respective first bucket of a sequence of each other connected kneading and conveying blades to the subsequent kneading, the Following kneading bars and conveying blades over the entire rotor length, through the respective last bucket back to the shaft and from there through the Entrance opposite shaft end is performed, wherein a further partial flow of the Heating / cooling medium is guided through a longitudinal bore of the shaft to the To heat or cool the shaft.
  • no points on where supply and return line of the Heating medium are passed through a winningschaufelfuß or a tooth root have to. Accordingly, the production is easily manageable.
  • Fig. 1 the basic structure of a mixer according to the invention is shown.
  • a housing 4 there are two shafts 1, 11. These are each a simple spiral following conveyor blades 2, 7, 12, 17 ... connected.
  • the illustration in Fig. 1 is simplified in so far that the edges occurring in a radial section are not epicycloids and the mixer shown is not completely self-cleaning.
  • Fig. 2 shows the spatial representation of a mixer according to the invention.
  • the housing is only partially shown.
  • On each shaft of a two-fold spiral following conveyor blades 2, 7, 12, 17 ... are arranged.
  • the front and back sides of the conveying blades are not in planes perpendicular to the axes of rotation, as in FIG. 1, but rather the conveying blades are employed in such a way that they increasingly contribute to the axial transport.
  • the conveying blades are connected by the kneading bars 3, 13 ... on each shaft to 7 sequences of alternating kneading bars and conveying blades.
  • the mixer is designed for an equally fast opposite rotation.
  • the free usable volume is 68.5% of the housing internal volume.
  • the end faces of the housing are e.g. through edges of the terminal blades 9, 19 ... completely cleaned.
  • FIG. 5 A further preferred variant of the mixer according to the invention is shown in FIG. 5 played. This differs from the mixer of FIG. 2 above all in that the conveyor blades 2, 12, 7, 9, 17, 19 ... formed as flat discs are, whose front and back are perpendicular to the axes of rotation 1, 11.
  • An advantage of this preferred mixer is the simpler construction conditional simpler technical manufacturability of the mixer.
  • Conveyor blades and kneading bars are prismatic and therefore easily e.g. by milling manufacture.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

Claims (8)

  1. Mélangeur ou réacteur présentant deux rotors parallèles ou plus (1, 2, 3 ou 11, 12, 13), comportant un moyen d'entraínement pour la rotation en sens opposés de rotors voisins, constitué par des arbres (1, 11), sur lesquels sont agencées en décalage hélicoïdal des aubes de transport (2, 12) qui sont reliées les unes aux autres par des barres de pétrissage (3, 13) allongées axialement, un boítier (4) qui les entoure et qui présente une entrée (5) et une sortie (6) pour la matière de mélange, caractérisé en ce que :
    la face avant et la face arrière vues en direction axiale de chaque aube de transport (2, 12) d'un rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) sont réalisées de telle sorte que lors de la rotation des rotors provoquée par le moyen d'entraínement elles sont complètement balayées par les arêtes et/ou les surfaces des aubes de transport (12, 2) d'un autre rotor (11, 12, 13 ou 1, 2, 3), exception faite des surfaces des aubes de transport (12, 2), qui sont balayées par la paroi frontale du boítier lors de la rotation des rotors (1, 2, 3 ou 11, 12, 13),
    les barres de pétrissage (3, 13) d'un rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) sont réalisées de telle sorte que lors de la rotation des rotors provoquée par le moyen d'entraínement, leurs surfaces sont complètement balayées par des arêtes et/'ou des surfaces des barres de pétrissage (13, 3) et de l'arbre (11, 1) d'un autre rotor (11, 12, 13 ou 1, 2, 3), ainsi qu'au niveau des leurs extrémités vues en direction axiale du rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) également par des surfaces et/ou des arêtes des aubes de transport (12, 2) de l'autre rotor (11, 12, 13 ou 1, 2, 3),
    l'arbre (1, 11) d'un rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) est réalisé de telle sorte que lors de la rotation des rotors provoquée par le moyen d'entraínement ses surfaces sont balayées par des arêtes et/ou des surfaces des aubes de transport (12, 2) et des barres de pétrissage (13, 3) de l'autre rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13),
    la paroi intérieure du boítier (4) est réalisée de telle sorte que lors de la rotation des rotors (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) provoquée par le moyen d'entraínement elle est complètement balayée par des arêtes et/ou des surfaces des barres de pétrissage (3, 13) et des aubes de transport (2, 12),
    les arêtes de recoupe des aubes de transport (2, 12) et des barres de pétrissage (3, 13), qui apparaissent dans une recoupe radiale d'un rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) sont toutes soit des arcs de cercle autour du centre de rotation, soit des segments d'épicycloïde,
    les arêtes de recoupe des aubes de transport (2, 12) et des barres de pétrissage (3, 13), qui apparaissent dans une recoupe radiale d'un rotor (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) sont toutes concaves lorsqu'elles sont dirigées vers l'intérieur, et en ce que
    sur la face avant et la face arrière vues en direction axiale, chaque aube de transport (2, 12) est reliée respectivement à une barre de pétrissage (3, 13), à l'exception des extrémités du mélangeur, la barre de pétrissage située en amont par rapport au transport axial dû aux aubes de transport (2, 12) étant reliée à l'extrémité de tête de l'aube de transport lors de la rotation et l'autre barre de pétrissage étant reliée à l'extrémité de queue de l'aube de transport lors de la rotation.
  2. Mélangeur ou réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rotors (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) sont reliés à un moyen d'entraínement pour la rotation à la même vitesse des rotors (1, 2, 3 ou 11, 12, 13).
  3. Mélangeur ou réacteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les rotors (1, 2, 3 ou 11, 12, 13) présentent le même nombre n de séries d'aubes de transport (2, 12) réparties sur la périphérie et reliées les unes aux autres par des barres de pétrissage (3, 13), l'angle partiel entre les barres de pétrissage respectivement les plus voisines d'un rotor étant déterminé par l'équation suivante : ϕ = 2π-2mψ n dans laquelle :
    ϕ signifie l'angle partiel entre les barres de pétrissage les plus voisines,
    n signifie le nombre de spires,
    m signifie le degré de la symétrie de révolution,
    ψ signifie le décalage entre les barres de pétrissage sur la face avant et la face arrière d'une aube de transport, et
    π signifie le chiffre π (3,14159).
  4. Mélangeur ou réacteur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour égaliser le couple de rotation d'entraínement, le décalage (ψ) entre les barres de pétrissage (3), (8) sur la face avant et la face arrière d'une aube de transport (7) n'est pas un multiple entier de l'angle partiel (ϕ) entre deux barres de pétrissage les plus voisines.
  5. Mélangeur ou réacteur selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la longueur du mélangeur est un multiple entier (o) de la distance axiale entre deux aubes de transport (2) et (7) reliées par des barres de pétrissage (3), et en ce que s'appliquent les équations : ψ = i o ϕ o = lΣ li dans lesquelles :
    ϕ signifie l'angle partiel entre des barres de pétrissage les plus voisines,
    i signifie un chiffre entier différent de 0 sans diviseur commun avec o,
    li signifie la distance axiale entre deux aubes de transport reliées par des barres de pétrissage,
    lΣ signifie la longueur du mélangeur, et
    ψ signifie le décalage angulaire entre les barres de pétrissage sur la face avant et la face arrière d'une aube de transport.
  6. Mélangeur ou réacteur selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ses aubes de transport (2) et ses barres de pétrissage (3) peuvent complètement être réchauffées ou refroidies.
  7. Mélangeur ou réacteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu une entrée pour un fluide réchauffeur ou refroidisseur à une extrémité d'arbre, depuis laquelle une conduite de fluide réchauffeur ou refroidisseur est menée à travers la première aube de transport respective d'une série d'aubes de transport reliées par des barres de pétrissage, à travers la série d'aubes de transport et barres de pétrissage reliées les unes aux autres jusqu'à l'extrémité du rotor, et depuis celle-ci jusqu'à l'extrémité de l'arbre opposée à l'entrée de fluide, et en ce qu'une autre conduite de réchauffement ou de refroidissement est menée à travers un perçage longitudinal dans l'arbre depuis l'entrée jusqu'à la sortie du fluide.
  8. Mélangeur ou réacteur selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente un manchon à buées supplémentaire pour des opérations de dégazage.
EP94111761A 1993-08-10 1994-07-28 Mélangeur complètement autonettoyant Expired - Lifetime EP0638354B1 (fr)

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EP0638354A1 EP0638354A1 (fr) 1995-02-15
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