TW202202225A - 攪拌裝置、其操作方法及具有其之攪拌器 - Google Patents
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Abstract
本發明係基於一種具有用於照射介質(16a-b)的輻射單元(14a-c)的攪拌裝置(12a-c)，特別是反應器攪拌裝置。提出攪拌裝置(12a-c)具有導引管道單元(18a-c)，導引管道單元(18a-c)用以分離介質(16a-b)的兩個相反流動(20a-b, 22a-b)。
Description
本發明係關於一種如請求項1之序言所記載之攪拌裝置、一種如請求項13所記載之具有至少一個攪拌裝置的攪拌器，以及一種如請求項16之序言所記載之操作攪拌裝置之方法，特別地，起始及/或維持化學反應(特別是氯化反應)之方法。
在塑膠化學領域，已知藉由照射紫外光在攪拌槽中氯化PVC (polyvinyl chloride；聚氯乙烯)以形成氯化聚氯乙烯(C-PVC)。為此，使用經固定至攪拌槽的UV燈。
特別地，本發明的目標在於提供一種具有相對於效率的改進特性的一般裝置，亦即，特別是相對於照射及/或相對於流動導引，亦即，特別是相對於介質在輻射區中的路徑長度，特別是最大化接觸時間及/或最大化輻射的平均密度及/或最大化藉由介質吸收的輻射量。根據本發明，目標係藉由請求項1至17的特徵來達成。
本發明係基於一種具有用於照射介質的輻射單元的攪拌裝置，特別是反應器攪拌裝置。
提出攪拌裝置具有導引管道單元，該導引管道單元用於分離介質的兩個相反流動。
藉由此類組態，可達成相對於效率的改進特性，亦即，特別是在特別地具有低量子產率的光化學製程的情境下。特別地，藉由根據本發明的組態，可達成混合及/或攪拌時相對於流動及/或相對於照射的有利特性。此外，有利地，可達成高效率，亦即，特別是相對於照射及/或流動。特別地，有利地，可達成照射及/或流率的高均質性。特別地，可避免無效空間。此外，有利地，可達成均質流動，特別是在導引管道的內部及外部。特別地，亦可增強部件有效性。
應當理解，「攪拌裝置」意謂特別起作用的部件，特別是攪拌槽及/或攪拌單元的攪拌器(替代地或補充地，特別是反應器)的結構及/或效能部件。攪拌裝置經配置用於處理，特別是至少一個介質的均質化、懸浮、乳化及/或充氣及/或至少一個介質內的熱傳遞。較佳地，攪拌裝置用以例如基於化學反應2 CHCl3
+ Cl2
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+ H2
的介質的處理及/或生成，該介質具有至少一種物質，特別是反應物，諸如例如塑膠，較佳是聚乙烯氯。此外，介質可以特別地包含其他組分，諸如例如，溶劑、穩定劑、染料、催化劑、起始劑(諸如例如，自由基起始劑)、氣體(諸如例如，氯氣)及/或其他塑膠。
較佳地，攪拌裝置經形成為反應器攪拌裝置。應理解，「反應器攪拌裝置」意謂一種攪拌裝置，該用於處理介質的攪拌裝置至少用以啟動及/或起始及/或維持介質的化學反應，諸如例如，聚合、解聚合、光解、光催化、除汙及/或鹵化，特別是氯化。替代地或補充地，反應器攪拌裝置可特別地用以水處理。較佳地，反應器裝置經形成為光反應器裝置。將可假想，攪拌裝置包含整個攪拌器及/或反應器及/或攪拌槽及/或總體攪拌單元。特別地，將可假想，經形成為反應器攪拌裝置的攪拌裝置包含整個反應器。
攪拌裝置具有用以照射介質的輻射單元，特別是用於啟動及/或起始及/或維持介質的化學反應。例如，輻射單元可包含至少一個輻射元件，並且有利地用以為介質供應電磁輻射，特別地供應電磁光譜範圍的可見及/或非可見區域中的電磁輻射，特別是非可見UV輻射及/或可見VIS輻射。較佳地，輻射單元可藉助輻射單元所發射的電磁輻射來至少起始及/或維持介質的化學反應。至少一個輻射元件可具有例如燈、LED及/或鐳射，並且較佳地經形成為燈、LED及/或鐳射。特別地，輻射單元具有複數個輻射元件，例如，至少兩個、有利地至少三個、特別有利地至少四個、較佳地至少六個，並且特別較佳地至少八個輻射元件。
特別地，輻射單元可進一步具有用於保護至少一個輻射元件(特別是阻抗機械及/或化學應力)的至少一個殼體。例如，輻射單元可具有用於保護全部輻射元件的殼體。較佳地，輻射單元具有用於每一輻射元件的外殼以保護全部輻射元件中的每一個。至少一個輻射元件可至少在殼體的周向方向上至少部分地、較佳地至少在很大程度上，並且特別較佳地完整地經圍繞。殼體可至少部分地、較佳地至少在很大程度上，並且特別較佳地完整地由材料組成，該材料為至少半透明的及/或較佳地透明的，以用於輻射至少一個輻射元件。將可假想，殼體特別地經形成為玻璃管道，特別是形成為石英玻璃管道。應當理解，表達「至少在很大程度上」意謂在本文的情境下至少55%、有利地至少65%、較佳地至少75%、特別較佳地至少85%，並且特別有利地至少95%。
攪拌裝置具有導引管道單元，該導引管道單元用以在流動技術上分離介質的兩個相反流動。導引管道單元為至少部分地用以導引介質的兩個相反流動(特別是介質的循環)的結構單元。
有利地，導引管道單元至少部分地經形成為中空圓柱形，該中空圓柱形用以特別地在豎直方向(特別是至少實質上平行於基底的表面法向)上導引介質。應當理解，「至少實質上平行」在本文中意謂相對於參照方向的方向特別在平面中的對準，其中相對於參照方向的方向具有特別地小於8°、有利地小於5°並且特別有利地小於2°的偏轉。特別地，導引管道單元的主延伸方向豎直地伸展。應當理解，導引管道單元的「主延伸方向」意謂平行於最小幾何長方體的最長邊緣而伸展的方向，該最小幾何長方體僅剛好完整地封閉導引管道單元。替代地或補充地，導引管道單元可具有至少實質上成角的形狀，亦即，例如，至少實質上長方體幾何形狀。
較佳地，導引管道單元特別地至少部分地、有利地在很大程度上，並且較佳地完整地直接封閉(當在流動方向上查看時)介質的兩個相反流動中的至少一個流動。特別地，導引管道單元被動地分離介質的兩個相反流動，亦即，導引管道單元較佳地在結構上分離介質的兩個相反流動。較佳地，導引管道單元平行於兩個相反流動中的至少一個的流動方向的主延伸部係導引管道單元的至少橫截面延伸部的至少兩倍、特別地至少三倍，並且有利地至少四倍。較佳地，導引管道單元具有入口區及/或出口區。應當理解，「導引管道單元的入口區」意謂導引管道單元的一個區，特別是導引管道單元的開口，介質在其中/經由其進入導引管道單元及/或經抽吸至導引管道單元中。應當理解，「導引管道單元的出口區」意謂導引管道單元的一個區，特別是導引管道單元的開口，介質在其中/經由其離開導引管道單元及/或自導引管道單元排放。
「用以」意謂具體地程式化、設計及/或配備。用於特別效能的目標在於意謂在至少一個應用及/或操作狀態下目標完成及/或執行此特別效能。
進一步提出，輻射單元至少部分地經形成為與導引管道單元成一體。特別地，以此方式可提供一種攪拌裝置，該攪拌裝置提供相對於效率的特別有利的特性。應當理解，輻射單元經形成為與導引管道單元「至少部分地成一體」意謂輻射單元及導引管道單元具有至少一個、特別地至少兩個、有利地至少三個、特別有利地至少四個、較佳地至少五個，並且特別較佳地至少六個共用元件，該等共用元件為部件，特別是兩個單元的效能部件。較佳地，輻射單元的至少部分特別地為導引管道單元的部分。特別地，至少一個及較佳地全部輻射元件(特別是輻射元件的殼體)可用以分離及/或導引介質的流動。特別地，用以分離及/或導引介質的流動的輻射單元的部件特別地為導引管道單元的部分。
進一步提出，輻射單元具有至少一個至少實質上透明的內壁元件及至少一個至少實質上透明的外壁元件，其中內壁元件及外壁元件亦為導引管道單元的部分。應當理解，短語「至少實質上透明」在本文的情境下意謂內壁元件及/或外壁元件具有藉由輻射單元的輻射元件提供的輻射波長範圍內的透射係數，該透射係數為有利地至少85%、特別有利地至少90%、較佳地至少95%，並且特別較佳地至少99%。特別地，以此方式可達成高效率。例如，收納區可經形成為在內壁元件與外壁元件之間，並且例如填充有冷卻介質，亦即，特別是填充有油。特別地，收納區為內壁元件與外壁元件之間的空間。將可假想，冷卻介質係藉助攪拌裝置的至少一個供應元件引入收納區及/或引出收納區。例如，至少一個供應元件可為固持單元的部分，該固持單元用以固持至少內壁元件及/或外壁元件。較佳地，輻射單元的輻射元件經佈置為至少部分地並且更佳地完整地在內壁元件與外壁元件之間的收納區中。特別地，內壁元件及/或外壁元件係至少部分地藉由透明玻璃等等，特別是至少部分地藉由石英玻璃形成。另外，將可假想，至少一個並且較佳地複數個阻隔元件經附接至內壁元件及/或外壁元件，亦即，例如，與之成一體。特別地，阻隔元件經提供以將至少一個流動維持為儘可能湍急。
另外，提出輻射單元至少部分地形成流體技術導引件以用於分離介質的相反流動。特別地，輻射單元至少部分地沿著輻射單元的延伸的主延伸方向引導相反流動。應當理解，輻射單元的「主延伸方向」意謂平行於最小幾何長方體的最長邊緣而伸展的方向，該最小幾何長方體僅剛好完整地封閉輻射單元。特別地，在一個操作狀態下，至少兩個至少實質上相反的流動圍繞輻射單元流動。特別地，藉由此類組態，可達成特別高的效率，亦即，特別是相對於介質的照射。特別地，可藉由此類組態來避免介質的相反流動的混合。特別地，以此方式可達成介質的特別有利的循環。
此外，提出輻射單元用以照射介質在導引管道單元內部流動的體積。特別地，至少一個輻射元件用以並且較佳地全部輻射單元的輻射元件用以照射介質在導引管道單元內部流動的體積。特別地，藉由此類組態，可達成特別高的效率，亦即，相對於介質的照射。此外，特別地，以此方式可確保連續照射。
此外，提出輻射單元用以照射介質在導引管道單元外部流動的體積。特別地，至少一個輻射元件用以並且較佳地輻射單元的全部輻射元件用以照射介質在導引管道單元外部流動的體積。有利地，輻射單元經提供以用於照射介質的兩個相反流動。特別地，至少一個輻射元件用以並且較佳地輻射單元的全部輻射元件用以照射介質的兩個相反流動。特別地，以此方式可確保連續照射。此外，以此方式可改進部件效率，亦即，特別是因為需要僅一個輻射單元來照射介質的兩個流動。
另外，提出輻射單元至少部分地限定至少一個通道區以用於介質穿過輻射單元的徑向通道，其中至少一個通道區係藉由輻射單元的至少兩個輻射元件定界。特別地，在一個操作狀態下，介質在徑向方向上流動穿過至少一個通道區。將可假想，輻射單元至少部分地限定複數個，例如，至少兩個、有利地至少三個、特別有利地至少四個、較佳地至少六個，並且特別較佳地至少八個通道區以用於介質穿過輻射單元的徑向通道，該等通道區在每一種狀況下係藉由輻射單元的至少兩個輻射元件定界。亦將可假想，至少一個通道區，並且補充地或替代地，較佳地全部通道區係藉由至少一個另一元件至少部分地定界。例如，至少一個通道區，並且補充地或替代地，較佳地全部通道區藉以定界的至少一個另一元件可經形成為導引管道單元。特別地，以此方式可達成介質的有利循環。此外，特別地，以此方式確保介質的有效照射在至少一個通道區中。
此外，提出輻射單元包含複數個輻射元件，各自經佈置為與導引管道單元對準。有利地，複數個輻射元件經佈置以使得輻射元件的主延伸方向平行於導引管道單元的主延伸方向而對準。特別地，複數個輻射元件沿著半徑經佈置，該半徑至少實質上對應於導引管道單元的半徑。將可假想，輻射單元包含複數個輻射元件，例如，至少兩個、有利地至少三個、特別有利地至少四個、較佳地至少六個，並且特別較佳地至少八個輻射元件。較佳地，輻射單元的全部輻射元件經佈置為在每一種狀況下與導引管道單元對準。特別地，以此方式可達成特別有利的流動特性，特別是相對於流動介質。此外，以此方式可達成相對於照射的特別高的效率，亦即，特別是相對於流動介質。
此外，提出攪拌裝置具有至少一個固持單元，該至少一個固持單元將輻射單元的至少一個輻射元件固定至導引管道單元的至少一個導引管道元件。特別地，以此方式可提供一種攪拌裝置，該攪拌裝置具有相對於穩定性的有利特性。特別地，輻射單元的至少一個輻射元件係藉助至少一個固持單元與導引管道單元的至少一個導引管道元件連接。應當理解，輻射單元的至少一個輻射元件與導引管道單元的至少一個導引管道元件「連接」意謂輻射元件有利地藉由至少壓力配合及/或至少形式配合來與導引管道元件連接，例如藉由鉚接及/或閉鎖連接及/或槽榫連接及/或夾鉗連接及/或對熟習此項技術者而言看似合理的另一連接，及/或與導引管道元件牢固地結合，例如藉由焊接製程、結合製程、模製製程及/或對熟習此項技術者而言看似合理的另一製程。特別地，導引管道單元包含至少一個導引管道元件。較佳地，導引管道單元具有複數個導引管道元件，例如，至少兩個、有利地至少三個、特別有利地至少四個、較佳地至少六個，並且特別較佳地至少八個導引管道元件。特別地，導引管道元件經形成為管狀件的區段。特別地，導引管道元件可經形成為與導引管道單元的至少一個另一元件成一體。替代地或補充地，導引管道元件可經形成為金屬片，替代地或補充地，經形成為塑膠片。較佳地，導引管道元件可具有至少實質上平坦的(特別是平面的)，及/或替代地或補充地，圓形的(特別是彎曲形狀的)。替代地或補充地，將可假想，導引管道元件經形成為至少部分彎曲的板及/或至少部分彎曲的片。特別地，固持單元可為輻射單元的輻射元件及/或導引管道單元的導引管道元件的至少部分。特別地，以此方式輻射單元的輻射元件可與導引管道單元的導引管道元件直接連接。應當理解，「直接連接」意謂在本文的情境下至少以形式配合方式鄰接及/或連接而避免其他部件。
另外，提出導引管道單元具有至少一個收納區，用於至少部分地收納輻射單元的至少一個輻射元件。以此方式可達成相對於流體技術的流動導引的有利特性。此外，藉由此類組態，可達成高位準的空間效率。例如，導引管道單元的收納區可形成為矩形、圓形的或卵形的凹座。較佳地，輻射單元及導引管道單元至少部分地相對於軸向方向重疊。
此外，提出攪拌裝置具有至少一個攪動器，該至少一個攪動器經佈置為至少實質上在導引管道單元內部。特別地，以此方式可達成高位準的效率。此外，流動的特別有利的分離可成為可能。特別有利地，攪動器用以圍繞旋轉軸線旋轉，特別是當攪拌及/或混合時。較佳地，攪動器經形成為點對稱的(當沿著攪動器的攪拌軸查看時)，特別是相對於攪拌軸的縱向延伸。有利地，在組裝狀態下，特別是在攪拌裝置的正常操作狀態下，攪拌軸在豎直方向上延伸，較佳地在重力作用的方向上，其中較佳地，豎直方向垂直於基底。例如，攪動器可為攪拌單元的部分，該攪拌單元的部分經佈置為至少部分地在導引管道單元內部。例如，攪動器的至少40%、有利地至少50%、特別有利地至少60%、較佳地至少70%，並且特別較佳地全部可經佈置以完整地在導引管道單元內部。特別地，攪拌單元可包含另一元件，該另一元件經佈置為至少實質上在導引管道單元外部。特別較佳地，攪拌裝置具有至少一個樞紐元件，該至少一個樞紐元件特別地以居中方式佈置。特別地，樞紐元件至少部分地突出至導引管道單元中。特別較佳地，旋轉軸線穿過樞紐元件伸展。有利地，攪拌單元(特別是攪拌單元的樞紐元件)用以安裝在至少一個驅動軸上。特別有利地，樞紐元件係藉助壓入配合及/或形式配合連接來與驅動軸連接，例如，藉助夾鉗及/或螺釘及/或槽榫連接。然而，亦可假想，攪拌單元(特別是攪單元的樞紐元件)與驅動軸連接成一體。應當理解，「成一體」意謂至少牢固地結合，例如藉由焊接製程、結合製程、模製製程及/或對熟習此項技術者而言看似合理的另一製程，及/或有利地以一件式成形，諸如例如，藉由自鑄件生成及/或藉由以單部件或多部件射入模製製程生成，並且有利地由單個胚料製成。較佳地，攪拌裝置係至少在很大程度上由抵抗特別是有機溶劑及/或酸及/或鹼的材料(特別是陶瓷或陶瓷複合物)製成。特別較佳地，攪拌單元係至少在很大程度上由金屬及/或由金屬合金(特別是鋼及/或不銹鋼)製成。然而，亦可假想，攪拌單元係至少在很大程度上由塑膠製成。此外，可假想，攪拌單元具有至少部分塗層(特別是額外塗層)，該塗層例如經形成有金屬氧化物及/或特別抗腐蝕的聚合物，及/或經塗膠。較佳地，傳送方向至少實質上平行於旋轉軸線而伸展。
此外，提出攪拌裝置具有至少一個另一輻射單元，該至少一個另一輻射單元用於介質的照射，並且該至少一個另一輻射單元經佈置為在徑向上在導引管道單元外部。特別地，另一輻射單元具有任何數目個其他輻射元件。特別地，相比導引管道單元，另一輻射單元距離攪動器的旋轉軸線具有更大徑向距離。特別地，相比導引管道單元，另一輻射單元的其他輻射元件距離攪動器的旋轉軸線具有更大徑向距離。將可假想，輻射單元的輻射元件及另一輻射單元的其他輻射元件經形成為相同的。特別地，此類組態可提供相對於效率的改進特性，亦即，特別是在光化學製程的情境下。
為了達成特別高的效率，另外提出一種具有容器並且具有至少一個攪拌裝置的攪拌器(特別是反應器)，該至少一個攪拌裝置至少部分地經佈置在容器中。特別地，容器可旋轉對稱地形成，並且較佳地至少實質上圓柱形。特別地，容器的內壁形成容器的圓柱形外殼。特別地，容器具有較佳圓頂的蓋件及/或基底，該蓋件及/或基底與容器壁連接。特別地，蓋件及/或基底可與容器壁一體式連接。替代地或補充地，蓋件及/或基底可以壓入配合及/或形式配合方式與容器壁連接。將可假想，攪拌器(特別是反應器)具有至少一個氣體入口(例如，在下部中心區)，及/或至少一個氣體出口(例如，在下部分散區中)，特別地作為氣體(諸如例如，氯氣)的入口及/或出口。將亦可假想，攪拌器(特別是反應器)具有至少一個計量單元，特別地用於計量至少一種催化劑材料。此外，將可假想，攪拌器(特別是反應器)具有至少一個入口及/或至少一個出口，特別地用於至少一個材料(特別是介質)的入口及/或出口，較佳地用以執行反應器的連續操作。
另外，提出輻射單元包含複數個輻射元件，該複數個輻射元件與容器的內壁間隔開容器半徑的至少20%。特別地，此舉實現有利的流動，並且特別是在兩側圍繞輻射元件的流動。此外，以此方式可達成特別高的效率。此外，藉由此類組態，可達成特別高程度的效率。特別地，輻射單元具有複數個輻射元件，例如，至少四個輻射元件、有利地至少五個輻射元件、特別較佳地至少六個輻射元件、較佳地至少八個輻射元件，並且特別較佳地至少十個輻射元件。容器的半徑，亦即，特別是在旋轉對稱式容器的狀況下，容器的旋轉軸線與容器的內壁之間的距離。複數個輻射元件經佈置為與容器的內壁間隔開容器半徑的至少20%。特別地，複數個輻射元件經佈置為與容器的內壁間隔開容器半徑的例如至少30%、有利地至少40%、特別有利地至少45%、較佳地至少50%，並且特別較佳地至少55%。
此外，提出輻射單元至少經固定至容器的第一軸向端區，並且導引管道單元至少經固定至容器與第一軸向端區相對的至少一個第二軸向端區。此舉允許達成相對於穩定性的特別有利的特性。較佳地，輻射單元至少經固定至容器的一個上部軸向端區。較佳地，導引管道單元至少經固定至容器的下部軸向端區。將可假想，輻射單元及導引管道單元額外地在容器的中心區中彼此連接。
此外，本發明係基於一種操作攪拌裝置之方法，該攪拌裝置具有藉以照射介質的至少一個輻射單元。
提出延長介質在輻射單元的有效區中的相對滯留時間，以使得介質的相反流動圍繞輻射單元的兩側流動。例如，介質「在輻射單元的有效區中的相對滯留時間」可為介質在輻射單元的有效區中針對介質的每流動循環的滯留時間。
特別地，根據本發明的方法使得特別高的效率得以達成。特別地，可達成相對於介質的化學反應的高效及/或有效啟動及/或起始及/或維持的特別有利的特性。
此外，提出在藉由輻射單元照射之後，將介質(特別是介質中的自由基)輸送至輻射單元的有效區外部，特別是至容器的上部及/或下部區，特別地致使自由基亦可起作用。此舉允許反應效率進一步提高。
根據本發明的攪拌裝置及根據本發明的具有攪拌裝置的攪拌器並不限於上文所描述的應用及實施例。特別地，根據本發明的攪拌裝置及根據本發明的具有攪拌裝置的攪拌器可以具有個數不同於本文所提及的個別元件、部件及單元的個別元件、部件及單元，來用於完成本文所描述的操作原理。另外，根據本發明的操作攪拌裝置之方法並不限於上文所描述的應用及實施例。特別地，根據本發明的操作攪拌裝置之方法可以具有個數不同於本文所提及的個別方法步驟的方法步驟，來用於完成本文所描述的操作原理。
圖1及圖2顯示攪拌器10a，攪拌器10a在所示實例中形成為反應器。攪拌器10a具有容器44a。僅出於例示性的目的，在諸圖中以實例顯示攪拌器10a的部分的剖視圖，特別是用以例示攪拌器10a的內部。另外，攪拌器10a具有攪拌裝置12a。在所示的實例中，攪拌裝置12a經佈置為至少部分地在容器44a中。
在所示的實例中，攪拌裝置12a經形成為反應器攪拌裝置。攪拌裝置12a具有輻射單元14a。輻射單元14a用以照射介質16a。在所示的實例中，輻射單元14a用以藉由UV輻射來照射介質16a。輻射單元14a用以至少起始及/或維持至少一個化學反應，例如，介質16a的光化學反應，特別是氯化及/或鹵化及/或溴化。
攪拌裝置12a亦具有導引管道單元18a。導引管道單元18a用以分離介質16a的兩個相反流動20a、22a。
輻射單元14a包含複數個輻射元件26a。在所示的實例中，輻射單元14a包含複數個八個輻射元件26a。在所示的實例中，輻射元件26a經形成為相同的。輻射元件26a各自經佈置為與導引管道單元18a對準。
輻射單元14a經形成為至少部分地與導引管道單元18a成一體。如圖1以實例所示，此意謂輻射元件26a中的每一者的部分經形成為與導引管道單元18a成一體。為此，輻射元件26a各自具有子區段54a，子區段54a在每一種狀況下經形成為與導引管道單元18a成一體。
圖2顯示特別地在一個操作狀態下的攪拌裝置12a。在該操作狀態下，介質16a的兩個至少實質上相反的流動20a、22a圍繞輻射單元14a流動。
在所例示的示例性操作狀態下，介質16a的兩個至少實質上相反的流動20a、22a中的一者在導引管道單元18a內部向上流動，亦即，特別是流動20a。
另外，在所例示的示例性操作狀態下，介質16a的兩個至少實質上相反的流動20a、22a中的第二者在導引管道單元18a外部向下流動，亦即，特別是流動22a。
在該操作狀態下，介質16a的兩個至少實質上相反的流動20a、22a處於循環中。
輻射單元14a至少部分地形成流體技術導引件24a。流體技術導引件24a用以分離介質16a的兩個相反流動20a、22a。
在所例示的實例中，輻射單元14a以及導引管道單元18a的導引管道元件38a形成流體技術導引件24a，流體技術導引件24a用以分離介質16a的相反流動20a、22a。
流體技術導引件24a將介質16a在導引管道單元18a內部流動的體積28a與介質16a在導引管道單元18a外部流動的體積30a分離。
在該操作狀態下，輻射單元14a用以照射介質16a在導引管道單元18a內部流動的體積28a。亦即，輻射單元14a的全部輻射元件26a用以照射介質16a在導引管道單元18a內部流動的體積28a。
在該操作狀態下，輻射單元14a用以照射介質16a在導引管道單元18a外部流動的體積30a，亦即，輻射單元14a的全部輻射元件26a用以照射介質16a在導引管道單元18a外部流動的體積30a。
因此，輻射單元14a用以照射介質16a的兩個相反流動20a、22a，亦即，在所示實例中用於藉助UV輻射來照射。替代地或補充地，將亦可假想藉由可見光來輻射。
輻射單元14a限定複數個通道區32a。通道區32a充當介質16a穿過輻射單元14a的徑向通道34a。在所例示的實例中，輻射單元14a限定複數個八個通道區32a。通道區32a使得在該操作狀態下介質16a能夠循環。
通道區32a中的每一者係藉由輻射單元14a的至少兩個輻射元件26a定界。在每一種狀況下，輻射單元14a的兩個輻射元件26a在側向上定界通道區32a中的每一者。
另外，攪拌裝置12a具有至少一個固持單元36a。固持單元36a將輻射單元14a的至少一個輻射元件26a固定至導引管道單元18a的至少一個導引管道元件38a。固持單元36a可以對熟習此項技術者而言看似合理的任何方式形成。替代地或補充地，固持單元36a可例如如DE 10 2017 102 165 A1中所示形成。
此外，導引管道單元18a具有至少一個收納區40a。在所示的實例中，導引管道單元18a具有八個收納區40a。收納區40a用以在每一種狀況下至少部分地收納輻射單元14a的至少一個輻射元件26a。在所例示的實例中，收納區40a經形成為導引管道元件38a的凹座。亦即，輻射單元14a及導引管道單元18a至少部分地相對於軸向方向56a重疊。
圖3顯示前述諸圖的攪拌器10a的平面視圖。容器44a包含內壁48a。複數個(特別是八個)輻射元件26a經佈置為與容器44a的內壁48a間隔開容器44a的半徑46a的至少20% (參見圖1至圖3)。在所示的實例中，複數個輻射元件26a經佈置為與容器44a的內壁48a間隔開容器44a的半徑46a的約55%。
在所示的實例中，容器44a具有第一軸向端區50a。容器44a具有與第一軸向端區50a相對的第二軸向端區52a。在當前狀況下，輻射單元14a經固定至容器44a的至少第一軸向端區50a。另外，導引管道單元18a經固定至容器44a的至少第二軸向端區52a。因此，輻射單元14a及導引管道單元18a至少經固定至容器44a的相對軸向端區50a、52a。
另外，攪拌器10a具有攪動器42a，攪動器42a經佈置為至少實質上在導引管道單元18a內部。攪動器42a經形成為能夠圍繞旋轉軸線58a旋轉。攪動器42a具有以居中方式佈置的樞紐元件60a。此外，在當前狀況下，攪動器42a具有三個轉子刀片元件62a，其中將亦可假想不同數目個轉子刀片元件62a。攪動器42a用以傳送及/或混合介質16a。對於驅動攪動器42a而言，攪拌器10a亦具有驅動單元64a，驅動單元64a經形成為電動馬達。
圖4顯示操作攪拌裝置12a之方法100a的流程圖，攪拌裝置12a具有至少一個輻射單元14a。
特別地，方法100a具有第一方法步驟102a。另外，方法100a具有另一方法步驟104a。
在第一方法步驟102a中，藉由輻射單元14a照射介質16a。在另一方法步驟104a中，增大介質16a在輻射單元14a的有效區中的相對滯留時間，以使得介質16a的相反流動20a、22a在兩側圍繞輻射單元14a流動。此外，隨後將介質16a輸送至輻射單元14a的有效區外部的區。
圖5至圖9顯示本發明的兩個其他示例性實施例。以下描述基本上限於示例性實施例之間的不同，其中相對於不變的部件、特徵及效能，參照其他示例性實施例的描述，特別是圖1至圖4。為了區分示例性實施例，圖1至圖4的示例性實施例的元件符號中的字母a由圖5至圖9的示例性實施例的元件符號中的字母b及c替代。相對於具有相同標示的部件，特別是相對於具有相同元件符號的部件，原則上亦可參照其他示例性實施例的圖式及/或描述，特別是圖1至圖4。
圖5至圖7顯示攪拌器10b的另一實施例。攪拌器10b具有攪拌裝置12b。
攪拌裝置12b具有輻射單元14b。輻射單元14b具有至少實質上透明的內壁元件66b。另外，輻射單元14b具有至少實質上透明的外壁元件68b。內壁元件66b及外壁元件68b亦為攪拌裝置12b的導引管道單元18b的部分。內壁元件66b及外壁元件68b在很大程度上，特別是完整地藉由石英玻璃形成。
內壁元件66b及外壁元件68b經形成以至少實質上為圓柱形的，並且具有不同尺寸的直徑。收納區40b經佈置為在內壁元件66b與外壁元件68b之間。
輻射單元14b具有複數個輻射元件26b。在所例示的實例中，輻射單元14b具有多個24個輻射元件26b。
輻射元件26b經佈置為在內壁元件66b與外壁元件68b之間的收納區40b中。
攪拌器10b亦具有複數個阻隔元件72b。阻隔元件72b中的一些經固定為與內壁元件66b成一體。
此外，藉助形成為油的冷卻劑來冷卻收納區40b。經由至少一個供應線路為收納區40b供應冷卻劑，該至少一個供應線路作為固持單元74b的部分形成為懸吊件。
圖8及圖9顯示攪拌器10c的另一示例性實施例。攪拌器10c具有攪拌裝置12c。
攪拌裝置12c具有輻射單元14c。輻射單元14c包含複數個輻射元件26c，複數個輻射元件26c各自經佈置為與攪拌裝置12c的導引管道單元18c對準。
另外，攪拌裝置12c具有另一輻射單元76c。輻射單元76c用以照射介質(未顯示)。輻射單元76c經佈置為在徑向上在導引管道單元18c外部。輻射單元76c經佈置為在徑向上在導引管道單元18c與攪拌器10c的容器44c的內壁48c之間。亦即，輻射單元76c經佈置在導引管道單元18c與內壁48c之間的區中(亦參見圖9)。
輻射單元76c具有任意可選數目個其他輻射元件78c。在本實例中，另一輻射單元76c具有六個其他輻射元件78c。
相比輻射單元14c的輻射元件26c，另一輻射單元76c的其他輻射元件78c距離攪拌器10c的攪動器42c的旋轉軸線58c具有更大徑向距離80c。
攪拌器10c的所例示定向為示例性的，並且攪拌器10c的任何其他定向為可假想的，諸如例如，其中攪動器42c經佈置在容器44c的側面的水平定向，或其中攪動器42c經佈置在容器44c上方的攪拌器10c的反向定向。
例如，另一輻射單元76c的其他輻射元件78c可以自WO 2018/141517已知的方式特別地固定至容器44c。
10a-c:攪拌器
12a-c:攪拌裝置
14a-c:輻射單元
16a-b:介質
18a-c:導引管道單元
20a-b:流動
22a-b:流動
24a:流體技術導引件
26a-c:輻射元件
28a-b:體積
30a-b:體積
32a:通道區
34a:徑向通道
36a:固持單元
38a:導引管道元件
40a-b:收納區
42a-c:攪動器
44a-c:容器
46a-b:半徑
48a-c:內壁
50a:第一軸向端區
52a:第二軸向端區
54a:子區段
56a:軸向方向
58a-c:旋轉軸線
60a:樞紐元件
62a:轉子刀片元件
64a:驅動單元
66b:內壁元件
68b:外壁元件
72b:阻隔元件
74b:固持單元
76c:另一輻射單元
78c:其他輻射元件
80c:徑向距離
100a:方法
102a:步驟
104a:步驟
自圖式的以下描述，其他優勢變得顯而易見。圖式中例示本發明的三個示例性實施例。圖式、描述以及申請專利範圍含有大量組合的特徵。便利地，熟習此項技術者將亦可各別地考慮特徵中的每一者，並且組合這些特徵以形成其他有意義的組合。
圖1以透視剖面圖顯示具有攪拌裝置的攪拌器，
圖2以透視剖面圖顯示具有攪拌裝置且具有輻射單元的攪拌器的部分，
圖3以剖視平面圖顯示具有攪拌裝置且具有輻射單元且具有攪動器的攪拌器的部分，
圖4顯示操作攪拌裝置之方法的流程圖，
圖5以簡化橫截面表示顯示具有攪拌裝置的攪拌器的示另一示例性實施例，
圖6以剖視平面圖顯示具有攪拌裝置的攪拌器的部分，其中攪拌裝置具有導引管道單元，
圖7顯示具有攪拌裝置並且具有在導引管道單元的內壁元件與外壁元件之間的中間空間的攪拌器的部分，
圖8以簡化橫截面表示顯示具有攪拌裝置的攪拌器的另一示例性實施例，並且
圖9以簡化剖視平面圖顯示具有攪拌裝置的攪拌器的部分，該攪拌裝置具有輻射單元及另一輻射單元。
10a:攪拌器
12a:攪拌裝置
14a:輻射單元
16a:介質
18a:導引管道單元
20a:流動
22a:流動
24a:流體技術導引件
26a:輻射元件
28a:體積
30a:體積
32a:通道區
34a:徑向通道
42a:攪動器
44a:容器
48a:內壁
50a:第一軸向端區
52a:第二軸向端區
54a:子區段
56a:軸向方向
58a:旋轉軸線
60a:樞紐元件
62a:轉子刀片元件
64a:驅動單元
Claims (17)
- 一種攪拌裝置(12a-c)，特別是反應器攪拌裝置，前述攪拌裝置(12a-c)具有用於照射介質(16a-b)的輻射單元(14a-c)，其中前述攪拌裝置(12a-c)包含導引管道單元(18a-c)，前述導引管道單元(18a-c)用於分離前述介質(16a-b)的兩個相反流動(20a-b, 22a-b)。
- 如請求項1所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14a-c)係與前述導引管道單元(18a-c)至少部分地一體式形成。
- 如請求項1或2所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14b)具有至少一個至少實質上透明的內壁元件(66b)及至少一個至少實質上透明的外壁元件(68b)，其中前述內壁元件(66b)及前述外壁元件(68b)亦為前述導引管道單元(18b)的部分。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14a)至少部分地形成流體技術導引件(24a)，前述流體技術導引件(24a)用於分離前述介質(16a)的前述相反流動(20a, 22a)。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14a-c)用於前述介質(16a-b)在前述導引管道單元(18a-c)內部流動的體積(28a-b)的照射。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14a-c)用於前述介質(16a-b)在前述導引管道單元(18a-c)外部流動的體積(30a-b)的照射。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14a)至少部分地限定至少一個通道區(32a)，以用於前述介質(16a)穿過前述輻射單元(14a)的徑向通道(34a)，其中前述至少一個通道區(32a)係藉由前述輻射單元(14a)的至少兩個輻射元件(26a)來定界。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述輻射單元(14a-c)包含複數個輻射元件(26a-c)，複數個前述輻射元件(26a-c)經配置為與前述導引管道單元(18a-c)對準。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述攪拌裝置(12a)包含至少一個固持單元(36a)，前述至少一個固持單元(36a)將前述輻射單元(14a)的至少一個前述輻射元件(26a)固定至前述導引管道單元(18a)的至少一個導引管道元件(38a)。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述導引管道單元(18a-c)具有至少一個收納區(40a-b)，以用於至少部分地收納前述輻射單元(14a-c)的至少一個前述輻射元件(26a-c)。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述攪拌裝置(12a-c)包含至少一個攪動器(42a-c)，前述至少一個攪動器(42a-c)經佈置為至少實質上在前述導引管道單元(18a-c)內部。
- 如前述請求項中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，其中前述攪拌裝置(12c)包含至少一個另一輻射單元(76c)，前述至少一個另一輻射單元(76c)用於前述介質(16a-b)的照射，並且經配置為在徑向上在前述導引管道單元(18c)外部。
- 一種攪拌器(10a-c)，特別是反應器，前述攪拌器(10a-c)具有容器(44a-c)並且具有如前述請求項1至12中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)，前述攪拌裝置(12a-c)經佈置為至少部分地在前述容器(44a-c)中。
- 如請求項13所述之攪拌器(10a-c)，其中前述輻射單元(14a-c)包含複數個輻射元件(26a-c)，前述複數個輻射元件(26a-c)與前述容器(44a-c)的內壁(48a-c)間隔開前述容器(44a-c)的半徑(46a-b)的至少20%。
- 如請求項13或14所述之攪拌器(10a-b)，其中前述輻射單元(14a)至少經固定在前述容器(44a)的第一軸向端區(50a)處，並且前述導引管道單元(18a)至少經固定在前述容器(44a)的至少一個第二軸向端區(52a)處，前述至少一個第二軸向端區(52a)與前述第一軸向端區(50a)相對地定位。
- 一種用於操作如請求項1至12中任一項所述之攪拌裝置(12a-c)之方法，特別是藉助前述攪拌裝置(12a-c)執行化學反應以用於氯化聚氯乙烯的生成，特別是鹵化及/或氯化，前述攪拌裝置(12a-c)具有藉以照射介質(16a-b)的至少一個輻射單元(14a-c)，其中前述方法包含以下步驟：延長前述介質(16a-b)在前述輻射單元(14a-c)的有效區中的相對滯留時間，以使得前述介質(16a-b)的前述相反流動(20a-b, 22a-b)在兩側圍繞前述輻射單元(14a-c)流動。
- 如請求項16所述之方法，其中在藉由前述輻射單元(14a-c)照射之後，將前述介質(16a-b)輸送至前述輻射單元(14a-c)的前述有效區之外部的一區。
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