WO1986001432A1 - Device for the continuous treatment, such as mixing, homogenizing, etc., of liquids, emulsions and the like - Google Patents

Device for the continuous treatment, such as mixing, homogenizing, etc., of liquids, emulsions and the like Download PDF

Info

Publication number
WO1986001432A1
WO1986001432A1 PCT/DE1985/000283 DE8500283W WO8601432A1 WO 1986001432 A1 WO1986001432 A1 WO 1986001432A1 DE 8500283 W DE8500283 W DE 8500283W WO 8601432 A1 WO8601432 A1 WO 8601432A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shafts
processing elements
elements
machining
housing
Prior art date
Application number
PCT/DE1985/000283
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf P. Fritsch
Original Assignee
Fritsch Rudolf P
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritsch Rudolf P filed Critical Fritsch Rudolf P
Priority to JP60503784A priority Critical patent/JPH0651106B2/ja
Publication of WO1986001432A1 publication Critical patent/WO1986001432A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/481—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with paddles, gears or discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20—Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/485—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws with three or more shafts provided with screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/488—Parts, e.g. casings, sealings; Accessories, e.g. flow controlling or throttling devices
    • B29B7/489—Screws

Definitions

  • Device for continuous processing for example mixing, homogenizing etc. of liquids, emulsions and the like materials
  • the invention relates to a device for continuous processing, for example mixing, homogenizing, degassing and degassing, polymerizing liquids, emulsions, suspensions, viscous masses and the like.
  • Materials with a plurality of rings arranged and vertically aligned, axially parallel, driven in the same direction , each of which carries a number of disk-like processing elements arranged one behind the other in the axial direction and lying in parallel planes, with which adjacent shafts mesh with one another and through which at least one interior space is enclosed together with the shafts, in the area of which the machining elements with their Circumferential surfaces are arranged exposed, with the shafts rotatably mounted in a housing being assigned material feed and discharge devices at the ends.
  • the shafts carrying the disk-like machining elements are partially arranged in trough-shaped depressions in the housing wall which are parallel to the shaft axes and which extend from a rosette-shaped housing inner casing is formed, in the trough-shaped recesses of which the respective shaft engages with its machining elements with very little play.
  • the interior space enclosed by the waves can be connected to a vacuum source, so that it acts as a degassing space for the material continuously transported from the processing elements to the interior space and the wall of which encloses the material in the form of a drum-like layer ("thick layer").
  • the treated material is subjected to a very high local shear stress.
  • These local stress peaks are largely uncontrollable, because they are also influenced by housing misalignment, vibrations of the waves, inhomogeneities contained in the treated material and the like.
  • there are local temperature peaks in the above-mentioned areas which although they cannot be measured directly because they occur in narrowly delimited areas surrounded by undamaged material, but can overall be demonstrated by the fact that in the processed polymers loss of strength occurs, which is only due to a percentage of thermal damaged polymer material can be explained.
  • a so-called screw machine as described in another embodiment, for example in DE-OS 28 02 125, is used to incorporate reinforcing fibers into polymers in such a way that the fibers and the polymer premix pre-mix entered into the device in the plating zone, it is evident during the melting process of the polymer that a large proportion of the proportionate fibers have been ground into pure filler or shortened to pieces of fiber during transport through the narrow gaps on the housing wall.
  • this significantly affects the strength values of the material, which is a considerable technical disadvantage for many technical applications.
  • the object of the invention is, therefore, a Vor ⁇ direction to continuosly editing, for example.
  • Mixing, blending, loading and degassing, Poly ize liquids, emulsions, suspensions, to create viscous materials and the like.
  • Materials • that at highly effective mixing and homogenization of the material to be processed gently and uniformly so that excessive local shear stresses and local temperature peaks resulting therefrom are reliably avoided in the material to be processed.
  • the device mentioned at the outset is characterized in that, over at least part of the length of the shafts, the machining elements are also exposed with their peripheral surfaces on the outside facing away from the interior.
  • the material to be processed is processed almost exclusively between the mutually opposite, relatively moving surfaces of the disk-like processing elements. It is spread out again and again to uniformly thin layers of large surface, these "thin layers” in turn continuously renewed and with which either "on the wall of the interior enclosed by the waves or the radially opposite" outer surface "existing" sealing layer "and mixed. Since the processing elements not only au • • the side of the common enclosed by them with the waves interior, but also on the opposite "outside" positioned exposed, not that of a housing surrounded, are also not close, uncontrolled gaps exist, by the material could be forced through under local overheating.
  • the processing elements arranged on the shafts can be formed wholly or partly by processing disks coaxial with the respective shafts with a profile shape deviating from a circle concentric with the shaft axis, the angular are mutually offset.
  • processing disks are shown and described in their details, for example, in DE-PS 30 30 541; there, however, they basically work in troughs parallel to the respective shaft axis, into which they engage with very little play, which results in different conditions for the material to be processed.
  • the machining elements can also be formed by circular machining disks which are coaxial with the respective shafts and mesh with one another, so that thin gaps are formed between adjacent, overlapping and mutually moving disk surfaces in which the material closes thin layers is spread out.
  • Such circular machining disks can also be combined with the disk-like machining elements mentioned which differ from the circular shape.
  • Various processing elements can be provided in groups over the length of the shafts, of which the circular processing elements are assigned to the processing of the material with a state of lower viscosity.
  • coaxial circular circles can be placed on the shafts between adjacent machining elements
  • Separating disks can be arranged, which lie in substantially the same planes with adjacent shafts and are dimensioned in pairs with the sum of their radii in accordance with the center distance of the adjacent shafts reduced by the operating clearance.
  • the cutting disks of all shafts can have the same diameter, which means that the diameter of such a cutting disk corresponds to the center distance of adjacent shafts reduced by the operating clearance.
  • the housing on the material supply and discharge side reduces the machining elements of the shafts over at least a part of their circumference with a play less than 0.7 mm enclosing housing section and the two housing sections are connected to each other in a vacuum-tight manner by means of a tubular housing jacket, the inner wall of which extends at a radial distance from the peripheral surfaces of the processing elements which it encloses.
  • the areas in which the processing elements are enclosed on at least part of their circumference by a housing section on the material supply and removal side in the manner known hitherto are - based on the total length of the shafts - so short that they contain a local one Overuse of the material is not yet to be feared or can be neglected. If the housing is vacuum-tight, the device for degassing, or if necessary be used for a fumigation of the material to be processed under pressure.
  • the shafts have a section with positive-promoting processing elements, the axial length of which corresponds in each case to at least half the diameter of the circular-disk-shaped processing elements, from a short area with circular disk-shaped processing elements enclosed by the housing section.
  • the circular disk-shaped processing elements cause one uniform distribution of the material transferred to them by the feed devices, while the positive conveying processing elements in the axial direction of the shafts bring about an axial transport that is matched to the respective dwell time of the material in the device.
  • the housing section on the material discharge side is formed in the region surrounding the processing elements with wall parts that taper conically downstream.
  • the shafts can also carry processing elements that positively promote the area enclosed by the housing section, so that the processed material can be conveyed out of the device with a certain conveying pressure. It has proven to be expedient if the positively promoting processing elements are intermeshing screws whose axial length is at least equal to the product of the number of shafts x pitch of the screws.
  • the positively promoting machining elements of each shaft can convey, for example, into a common trough via individual outlets, but it is advantageous if the arrangement is such that the housing section on the material discharge side has at least one ring channel for the material discharge which is connected to the processing elements enclosed by the housing section.
  • the housing section on the material removal and / or material supply side can be connected to a vacuum source, leading into the interior enclosed by the processing elements
  • Have vacuum tube which is connected via channels with the radially delimited by the housing shell and the processing elements annular space.
  • At least one feed line for additives can also be provided in the housing and opens out in the vicinity of a predetermined section of processing elements of at least one shaft.
  • the shafts are supported at both ends in the housing sections, which, together with the vertical arrangement of the shafts, ensures a small operating tolerance for the gaps between the machining elements.
  • the new device can be used to a large extent for mixing, homogenizing, kneading and the like processing of different materials. What is surprising, however, is the realization that the
  • the device is also suitable for use for incorporating biological catalysts, oxygen, gases or other substances into biologically active materials in microbiological substance conversion processes.
  • the treatment of the material by the device is so gentle that the microorganisms are not damaged by the continuous slow spreading in thin layers and working through the material, while at the same time a very effective mixing of the biologically active material, for example with oxygen, is achieved.
  • Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. It shows s
  • FIG. 1 shows a device according to the invention, in a first embodiment, in axial section, in a side view,
  • FIG. 2 shows three adjacent shafts of the device according to FIG. 1 with the associated circular disk-shaped processing elements, in a perspective sectional view along the line II-II of FIG. 1 and in a partial view,
  • FIG. 3 shows a processing element of a shaft of the device according to FIG. 1, in a perspective view
  • FIG. 4 shows a series of axially successive machining elements of a shaft of the device according to FIG. 1, in a perspective view ",
  • FIG. 5 shows two adjacent shafts of the device according to FIG. 1, in a side view and in detail
  • Fig. 6 shows the shafts of the device of FIG. 1, with the associated processing elements, in a sectional view corresponding to the
  • Fig. 9 shows a device according to the invention, in a second embodiment, in axial section and in a side view, and
  • FIG. 10 shows the device according to FIG. 9, cut along the line XX of FIG. 9, in a plan view.
  • the device shown in FIGS. 1, 9 and 10 in two embodiments serves for continuous processing, for example mixing, homogenizing, degassing and degassing, polymerizing liquids, emulsions, suspensions, viscous masses and the like. Materials. It has a number - in the specific case ten - of shafts 1 arranged in a ring-like manner, with their axes lying in the lateral surface of a common imaginary circular cylinder, which are oriented vertically and parallel to the axis.
  • the shafts 1 are enclosed by an essentially drum-shaped housing 2, which has an approximately disk-shaped upper housing section 3 and a likewise substantially disk-shaped lower housing section 4, both of which are coaxial with an imaginary cylinder assigned to the axes of the shafts 1 Housing shell 5 are connected to one another in a vacuum-tight manner. Sight glasses 6 arranged in a vacuum-tight manner in the housing jacket 5 allow an insight into the interior of the housing from the outside.
  • the shafts 1 are rotatably supported at both ends in corresponding bearings 7, 8 of the upper and lower housing sections 3 and 4. They are connected at 9 by means of corresponding coupling pieces to aligned output shafts 10 of a planetary gear indicated at 11, which gives the individual shafts 10 a drive in the same direction at the same speed, as indicated by arrows 12.
  • Each of the shafts 10 carries disc-like machining elements 13, 14, 15 arranged one behind the other at axial spacing and lying in parallel, horizontal planes, which are designed differently and, as can be seen from FIG. 1, are grouped together axially are arranged one behind the other.
  • the center distance of adjacent shafts 1 is selected such that the machining elements 13, 14, 15 of adjacent shafts mesh with one another in the manner shown in FIGS. 2.5 and 6 to 8.
  • the intermeshing machining elements 13, 14, 15 of the shafts arranged in a ring enclose together with the shafts 1 an essentially cylindrical inner space 16, in the area of which the machining elements 13, 14, 15 with their peripheral surfaces 130, 140, 150 are exposed, ie are not covered by assigned housing parts or the like.
  • the interior 16 is closed on the underside by a wall part 17 of the lower housing section 4 adapted to its cross-sectional shape;
  • a coaxial suction pipe 18 opens into it from above and is connected to a vacuum source, not shown, which allows a vacuum to be generated in the interior 16.
  • the tube 18 can also be connected to a compressed gas source, which thus conveys gas into the interior 16, which is incorporated into the material to be processed in a manner to be described.
  • the shafts 1 are hollow drilled from above and their ends are inserted via pressure-tight bearings 20 into a brine distributor ring 21, to which 22 brine discharge lines can be connected.
  • a brine distributor ring 21 to which 22 brine discharge lines can be connected.
  • Shafts 1 can be cooled at least in the area of the processing elements 13 to 15.
  • reactor The structure of the device used in the described, also referred to as reactor
  • Machining elements 13, 14, 15 can be seen in particular from FIGS. 2 to 8:
  • the processing elements 13 arranged in the area of the upper housing section 3 and thus on the material feed side are circular coaxial to the respective shaft, the thickness of which can typically be 2-3 mm.
  • the circular disk-shaped machining elements 13 are held by coaxial, circular spacer disks 25 (FIG. 1) at the same predetermined, closely tolerated, xial distances, which are dimensioned such that mutually intermeshing machining elements 13 between adjacent end faces moving against one another there is a gap 26 of approximately 0.5 mm.
  • a gap of corresponding size, as indicated at 27 (FIG. 2), is also present between the circumferential surface 130 of each machining element 13 in the form of a circular disk and the circumferential surface of the spacer 25 interacting therewith.
  • the size of the column 26,27 depends on the type and in particular the viscosity of the processed materials. The same also applies to the diameter of the machining elements 13 in the form of circular disks and the spacer disks 25.
  • a group of machining elements 14 is provided, as shown in detail in FIG. 3.
  • Each of these machining elements has a circular disk 28 which is coaxial to the associated shaft and which carries on one end face a disk part 29 whose profile shape differs from the circular shape of the circular disk 28.
  • the disk part 29, which has the same or preferably a slightly greater thickness than the circular disk 28, projects at 30 with two peripheral surface sections on the peripheral surface 140 of the circular disk 28.
  • the two peripheral surface portions 30 are by similar arcuate peripheral surface portions
  • a coaxial, circular spacer disk 33 is placed on the disk member 29, the diameter of which is selected such that the spacer disk and the circular disk member 28 of the machining elements of adjacent shafts 1 work together similarly to the circular disk-like machining elements 13.
  • the machining elements 14 of mutually meshing, adjacent shafts 1 are each rotated 90 on the shafts with respect to one another, the disk parts 29 pointing upwards in the case of FIG. 1 and downwards in the case of the adjacent shaft. It is thereby achieved that the disk parts 29 of adjacent shafts 1 work together in the manner generally shown in FIGS. 6 to 8, while - as already mentioned - the disk parts 28 and the spacer disks 33 interact in the manner of the processing elements 13.
  • the group of machining elements 14 explained is followed by a group of machining elements 15 on each shaft 1 in the axial direction, as illustrated in FIGS. 4, 5.
  • the processing elements 15 essentially consist only of disc parts 29a which differ from the circular shape and which are basically similar to the disc parts 29 according to FIG. 3.
  • Adjacent disk parts 29a are angularly offset from one another on the shafts; They mesh with adjacent shafts in the manner shown in FIG. 5, with the required axial gap 26 according to FIG. 2, which has the same order of magnitude as for the machining elements 13, being set by spacer rings and angled ring shoulders 34.
  • Circular cutting disks 35 are provided between the disk parts 29a of the machining elements 15, which are arranged in a rotationally fixed manner on adjacent shafts 1 and their
  • Diameter equal to the center distance of neighboring Waves, reduced by the operating game (usually less than about 0.5 mm).
  • the cutting discs 35 prevent droplet-like material accumulations between intermeshing disc parts 29a from the thick-film side to the thin-film side.
  • each of the shafts 1 carries a coaxial conveyor screw 37, which is guided in a corresponding, partially cylindrical recess 38 of the lower housing section 4 with little play.
  • the partially cylindrical recesses 38 merge into one another at their overlapping points in the manner shown in FIG. 10.
  • the arrangement is such that the lower housing section 4 on the material discharge side is formed in the area surrounding the last machining elements 15 at 39 with wall parts which taper conically downstream, so that the material is guided gently to the screws 37.
  • Adjacent screws 37 are arranged so as to engage one another; their axial length is at least equal to the product of the number of waves 1 x the pitch of the screws 37.
  • the screws 37 form positive-promoting processing elements which - depending on the material to be processed - are also positive in individual cases by others promotional processing elements could be replaced.
  • a puncture channel 40 leads into an in the lower housing section 4 formed annular channel 41, which is arranged outside the imaginary cylinder containing the shaft axes and coaxially with it and from which at least one material discharge line 42 leads to the outside.
  • Material supply side into a corresponding ko ⁇ axial, cylindrical recess 43 of the upper housing portion 3 is a substantially rosette-shaped wall portion sealingly inserted 44, • associated with the individual shafts 1 and having these coaxial trough-like recesses 45, with which it the Him adjacent circular disk-shaped processing elements 13 encloses part of their outside with tight play.
  • the trough-like depressions 45 have only a small axial length, which is dimensioned such that it extends over approximately 3-4 circular disk-shaped processing elements 13.
  • At 50 is a disposed in the housing shell 5 aus ⁇ replaceable supply line for additives such as Farb ⁇ concentrates indicated, 'at the periphery of a processing element 13 (or 14, 15) ends of a shaft 1 and a current flowing Farb ⁇ infrequent least alternately allowed.
  • a branch line is also shown, which connects the outer housing space 51 to the inner space 16, so that both spaces can be effective for the gas or degassing.
  • the relatively low-viscosity material is fed via the material feed line 49, the ring channel 48 and the branch channels 47 into the trough-like recesses 45 and is applied there to the end faces of the circular disk-shaped processing elements adjacent to the mouth area.
  • the material applied becomes thin layers, determined by the gap thickness 26, 27, between adjacent layers which are moved against one another
  • the machining elements 13-15 are along the entire length of the shafts 1 both on the inside facing the interior 16 and on the outside delimiting the annular space 51 exposed, ie they are not covered by wall parts interacting with them with close play. Rather, the housing shell 5 is at a considerable radial distance.
  • the material which already assumes a higher viscosity when passing through the processing elements 13, reaches the area of the processing elements 14, of which, in addition to the effect already described by the parts 28, 33, through the disk-like "oval" parts 31 is subjected to a kneading effect.
  • this kneading action does not take place, as in the case of known devices which work with machining elements designed in this way (for example according to DE-OS 30 30 541) in cooperation with the machining elements partially surrounding them with little play Wall parts, but only between the mutually moving surfaces of adjacent, intermeshing processing elements.
  • the material whose viscosity has increased further reaches the area of the processing elements 15 from which it is kneaded.
  • the material is not processed on fixed wall parts or the like.
  • the cutting disks 35 are arranged between successive disk parts 29a of the machining elements 15 and interrupt the material flow in the axial direction of the shafts.
  • the finished, high-viscosity material finally reaches the region of the screws 37 via the tapered surfaces 39, from which it is discharged with pressure via the ring channel 41 and the material discharge line 42.
  • the shafts 1 can be driven in the manner already described using a coolant supplied at 240
  • the shafts 1 and the processing elements 13-15 can also be heated.
  • the housing jacket 5 placed on electrical induction coils 55 which surround the shafts 1 as a whole and which allow sensitive heating by induction.
  • the housing shell 5 is made of an electrically inactive material.
  • the lower housing section 4 can also be provided with a ring heater 56 in the region of the screws 34 in order to keep the material in a flowable state.
  • FIGS. 9, 10 has a structure similar to that of FIG. 1; it also works in basically the same way.
  • the same or corresponding parts are therefore designated by the same reference numerals, with no further explanation being necessary.
  • the shafts 1 are provided on the material supply side with intermeshing screws 60, which are arranged in partially cylindrical recesses 61 of the housing part 44 and are designed similarly to the recesses 38 in the lower housing section 4 of FIG. 10.
  • the material can additionally be supplied via an annular channel 62 of the upper housing section 3, which lies within the imaginary cylinder containing the axes of the shafts 1 and is connected to the recesses 61 via branch channels 63 is.
  • a vacuum pipe 64 arranged centrally in the lower housing section 4 opens into the interior 16 and is connected to the annular space 51 enclosed by the housing jacket 5 via channels 65 arranged in a star shape. In this way it is possible to apply vacuum to both the interior 16 and the annular space 51 or to gas it when the pipe 64 is connected to a compressed gas source.
  • the lower housing section 4 designed in this way, formed with the vacuum tube 64 and the channels 65, could also be used in the embodiment according to FIG. 1.
  • the device described in the embodiments according to FIGS. 1 and 9 can not only be used for mixing and homogenizing polymers, viscous masses, liquids and similar materials, but surprisingly can also be used for microbiological processes.
  • the material conversion processes can be divided into individual, successive steps, each process stage being able to be controlled individually.
  • Such material conversion processes are the incorporation of biological catalysts into the biologically active mass, the incorporation of oxygen or other gases into the mass and the like. Temperature control of the conversion processes in the micro range is also possible with the help of the self-cleaning and renewing heat exchanger surfaces on the processing elements , for which purpose only the shafts 1 need to be either cooled or heated in the manner already discussed.
  • the shafts 1 can also be made in one piece with the machining elements 13, 14, 15 arranged on them in a rotationally fixed manner.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (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)

Description

- -
Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten, bspw. Mischen, Homogenisieren etc. von Flüssigkeiten, Emulsionen und dergl. Materialien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinu¬ ierlichen Bearbeiten, bspw. Mischen, Homogenisieren, Be- und Entgasen, Polymerisieren von Flüssigkeiten, Emulsionen, Suspensionen, viskosen Massen und dergl. Materialien, mit mehreren kranzartig angeordneten und vertikal ausgerichteten, achsparallelen, gleichsinnig angetriebenen Wellen, von denen jede eine Anzahl in Achsrichtung hintereinander angeordneter und in pa¬ rallelen Ebenen liegender scheibenartiger Bearbei- tungsele ente trägt, mit denen benachbarte Wellen kämmend ineinandergreifen und durch die gemeinsam mit den Wellen wenigstens ein Innenraum umschlossen ist, in dessen Bereich die Bearbeitungselemente mit ihren Umfangsflächen freiliegend angeordnet sind, wobei den in einem Gehäuse drehbar gelagerten Wellen jeweils endseitig Materialzu- und -abfuhreinrichtungen zugeordnet sind.
Bei einer aus der DE-PS 30 30 541 bekannten solchen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hoch¬ molekularer Polymere sind die die scheibenartigen Bearbeitungselemente tragenden Wellen teilweise in zu den Wellenachsen parallelen, wannenförmigen Vertiefungen der Gehäusewand angeordnet, die von einem rosettenförmigen Gehäuseinnenmantel ge¬ bildet ist, in dessen wannenförmige Vertiefungen die jeweilige Welle mit ihren Bearbeitungsele¬ menten mit ganz geringem Spiel passend eingreift. Der von den Wellen umschlossene Inπenraum kann an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden, so daß er als Entgasungsraum für das von den Bearbeitungselementen fortwährend zu dem Innen¬ raum hin transportierte und dessen Wandung in Gestalt einer trommelartigen Schicht ("Dick¬ schicht") umschließende Material wirkt.
Im Bereiche der zwischen den Außenumfangsflächen der Bearbeitungselemente und der benachbarten Wandung der die Bearbeitungselemente auf der dem Innenraum gegenüberliegenden Seite umgebenden wannenartigen Vertiefungen vorhandenen engen Spalte wird das behandelte Material örtlich einer sehr hohen Scherbeanspruchung unterworfen. Diese örtlich auftretenden Beanspruchungsspitzen sind großenteils unkontrollierbar, weil sie u.a. auch durch Gehäusefluchtungsfehler, Schwingungen der Wellen,in dem behandelten Material enthaltene Inhomogenitäten und dergl. beeinflußt sind. Beispielsweise bei der Verarbeitung von Polymeren ergeben sich in den erwähnten Bereichen örtliche Temperaturspitzen, welche zwar deshalb nicht un¬ mittelbar meßbar sind, weil sie an von unge- schädigtem Material umgebenen, eng umgrenzten Stellen auftreten, insgesamt aber dadurch nach¬ gewiesen werden können, daß bei den verarbeiteten Polymeren Festigkeitsverluste auftreten, welche nur durch einen prozentualen Anteil von thermisch geschädigtem Polymeren-Material erklärt werden können.
Benützt man allgemein eine sogenannte Schneckenma- schine, wie sie in einer anderen Ausführungsform, bspw. in der DE-OS 28 02 125, beschrieben ist, zum Einarbeiten von Verstärkungsfasern in Polymere in der Weise, daß die Fasern und das polymere Vor- gemisch vor der Plas izierzone in die Vorrichtung eingegeben werden, so zeigt sich beim Aufschmelz- vorgang des Polymers, daß ein Großteil- der an¬ teiligen Fasern zu reinem Füllstoff zerrieben oder beim Transport durch die engen Spalte an der Gehäusewand auf Faserstückchen verkürzt wurde. Dadurch werden aber die Festigkeitswerte des Materials wesentlich beeinträchtigt, was für viele technische Anwendungen von erheblichem technischen Nachteil ist.
Grundsätzlich ähnliches gilt auch bei der Bear¬ beitung von thermisch sehr empfindlichem Gut, bspw. bei der Schokoladeherstellung, wo Zucker und Fette feinstverteilt miteinander vermischt werden müssen. Dazu muß.das Verarbeitungsgut einerseits mit hohen Scherkräften bearbeitet werden, andererseits muß jedoch ein Ranzigwerden der Fette vermieden werden. Trotz Kühlung der Kneterwellen lassen sich aber örtliche über- hitzungsstellen kaum vermeiden, was u.a. auch darum zum Ausdruck kommt, daß die dem Gehäuse gegenüberliegenden Bearbeitungselemente sich erhitzen und ebenfalls wie das mit ihnen am Umfang zu¬ sammenwirkende Gehäuse einem gewissen örtlichen Ver¬ schleiß unterliegen. Alle Vorrichtungen, deren Bearbeitungselemente von einem sie mit engem Spiel umgebenden Gehäuse umschlos¬ sen sind, weisen einen nicht exakt definierten Spalt zwischen den Bearbeitungselementen und dem Gehäuse auf. Sie sind deshalb generell ungeeignet für Verfahren, bei denen biologisch aktive Massen, welche Mikroor¬ ganismen enthalten, behandelt werden. Solche Mikro¬ organismen können nämlich eine Größenordnung von bis zu ca. 0,3 mm annehmen; sie sind gegen Druck- und Quetschkräfte sehr empfindlich.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb,eine Vor¬ richtung zum kontinuerlichen Bearbeiten, bspw. Mischen, Homogenisieren, Be- und Entgasen, Poly¬ merisieren von Flüssigkeiten, Emulsionen, Sus- pensionen, viskosen Massen und dergl. Materialien • zu schaffen, die bei hochwirksamer Durchmischung und Homogenisierung des Verarbeitungsgutes dieses schonend gleichmäßig derart bearbeitet, daß über¬ mäßige örtliche Scherbeanspruchungen und davon herrührende örtliche Temperaturspitzen in dem Verarbeitungsgut sicher vermieden sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest einen Teil der Länge der Wellen die Bearbeitungselemente auch auf der dem Innenraum abgewandten Außenseite mit ihren Umfangsflächen frei¬ liegend angeordnet sind.
Bei dieser Vorrichtung wird das Verarbeitungsgut somit fast ausschließlich zwischen den einander gegen¬ überstehenden, relativ zueinander bewegten Flächen der scheibenartigen Bearbeitungselemente bearbeitet. Dabei wird es immer wieder zu gleichmäßig dünnen Schichten großer Oberfläche ausgebreitet, wobei diese "Dünnschichten" ihrerseits wiederum dauernd erneuert und mit der entweder an der Wandung des von den Wellen umschlossenen Innenraums oder der radial gegenüberliegenden "Außenfläche" vorhandenen "Dichschicht" vereinigt und vermischt werden. Da die Bearbeitungselemente nicht nur au ••der Seite des von ihnen gemeinsam mit den Wellen umschlossenen Innenraums, sondern auch auf der gegenüberliegenden "Außenseite" freiliegend angeordnet, d.h. nicht von einem Gehäuse umgeben, sind, sind auch keine engen, unkontrollierten Spalte vorhanden, durch die Material unter örtlicher überhitzung hindurchgezwängt werden könnte.
überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Homo- genisierungs- und Mischwirkung durch das Weglassen von die scheibenartigen Behandlungselemente ganz oder teilweise umschließenden wannenartigen Ge¬ häuseteilen nicht nur nicht verringert, sondern sogar noch verbessert werden kann.
Abhängig von der Art und der Viskosität des bear¬ beiteten Materiales können die auf den Wellen ange¬ ordneten Bearbeitungselemente ganz oder teilweise durch zu den jeweiligen Wellen koaxiale Bearbeitungs- scheiben mit von einem zu der Wellenachse konzentri¬ schen Kreis abweichender Profilform gebildet sein, die winkelmäßg gegeneinander versetzt angeordnet sind. Solche Bearbeitungsscheiben sind in ihren Einzelheiten bspw. in der DE-PS 30 30 541 darge- stellt und beschrieben; dort arbeiten sie aber grundsätzlich in zu der jeweiligen Wellenachse parallelen Wannen, in die sie mit ganz geringem Spiel passend eingreifen, womit sich andere Ver¬ hältnisse für das Verarbeitungsgut ergeben.
Insbesondere bei der Verarbeitung von Flüssigkeiten oder von niederv skosen Materialien können die Bearbeitungselemente auch durch zu den jeweiligen Wellen koaxiale, kreisrunde Bearbeitungsscheiben gebildet sein, die kämmend ineinander greifen, so daß zwischen in Achsrichtung benachbarten, über- einandergreifenden und gegeneinander bewegten Scheibenflächen dünne Spalte ausgebildet sind, in denen das Material zu dünnen Schichten ausgebreitet wird. Solche kreisrunden Bearbeitungsscheiben können auch mit den erwähnten, von der Kreisform abweichen¬ den scheibenartigen Bearbeitungselementen kombiniert werden. Dabei können über die Länge der Wellen gruppenweise verschiedene Bearbeitungselemente vorgesehen sein, von- denen die kreisrunden Bear- beitungselemente der Bearbeitung des Materiales mit einem Zustand niedrigerer Viskosität zugeordnet sind.
Außerdem können auf den Wellen zwischen benachbar- ten Bearbeitungselementen koaxiale, kreisrunde
Trennscheiben angeordnet sein, die bei benachbarten Wellen in im wesentlichen gleichen Ebenen liegen und paarweise mit der Summe ihrer Radien dem um das Betriebsspiel verringerten Achsabstand der benachbarten Wellen entsprechend bemessen sind. In einer bevor¬ zugten Ausführungsform können die Trennscheiben aller Wellen gleiche Durchmesser aufweisen, was bedeutet, daß der Durchmesser einer solchen Trenn¬ scheibe dem um das Betriebsspiel verkleinerten Achs- abstand benachbarter Wellen entspricht.
Der zwischen relativ zueinander bewegten Flächen zusammenwirkender scheihenartiger Bearbeitungselemente vorhandene Spalt richtet sich u.a. nach der Art und der Viskosität des zu bearbeitenden Materiales. Gleiches, gilt, nebenbei bemerkt, auch für den Durchmesser der Bearbeitungselemente und die Dreh- zahl der Wellen. Für viele Einsatzzwecke hat es sich jedoch als zweckmäßig herausgestellt, wenn der Spalt in der Größenordnung von 0,7 mm oder kleiner liegt.
um eine sichere Materialzu- und -abfuhr zu den
Bearbeitungselementen der Wellen zu gewährleisten und Materialverluste bei der Bearbeitung zu ver¬ hüten, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse auf der Ma¬ terialzufuhr- und -abfuhrseite einen die Bea beitungs- elemente der Wellen über zumindest einen Teil ihres Umfanges mit einem Spiel kleiner als ca. 0,7 mm um¬ schließenden Gehäuseabschnitt aufweist und die beiden Gehäuseabschnitte durch einen rohrför igen Gehäusemantel gegebenenfalls vakuumdicht mitein- ander verbunden sind, dessen Innenwand im radialen Abstand von den Umfangsflächen der von ihm gemein¬ sam umschlossenen Bearbeitungselemente verläuft.
Die Bereiche, in denen auf der Materialzufuhr- und-abfuhrseite die Bearbeitungselemente über zumindest einen Teil ihres Umfanges in der bisher bekannten Weise von einem Gehäuseabschnitt um¬ schlossen sind, sind - bezogen auf die Gesamtlänge der Wellen - so kurz, daß in ihnen eine örtliche Überbeanspruchung des Materials noch nicht zu befürchten ist oder vernachläßigt werden kann. Ist das Gehäuse vakuumdicht, so kann die Vor¬ richtung zur Entgasung, oder gegebenenfalls zu einer unter Druck erfolgenden Begasung des Verarbeitungsgutes eingesetzt werden.
Günstige Materialzufuhrverhältnisse ergeben sich, wenn auf der Materialzufuhrseite in dem Gehäuseabschnitt ein innerhalb und/oder ein außerhalb des von den Wellenachsen umschlossenen Bereiches liegender Ringkanal für die Materialzufuhr angeordnet ist, der mit den von dem Gehäuse- abschnitt umschlossenen Bearbeitungselementen in Verbindung steht. Auf diese Weise läßt- sich mit geringem Aufwand eine gleichmäßige Materialzufuhr zu den Bearbeitungselementen der einzelnen Wellen erzielen. Auch ist es vorteilhaft, wenn der materialzufuhrseitige Gehäuseabschnitt in dem die Bearbeitungselemente umschließenden Bereich mit Strömungsabwärts sich konisch erweiternden Wandungs¬ teilen ausgebildet ist, so daß das auf die Behand¬ lungselemente aufgetragene Material sich zunehmend frei zu der von den Bearbeitungselementen erzeugten Schicht ausbreiten kann und ein sanfter Übergangs¬ bereich geschaffen wird.
Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die Wellen strömungsabwärts von einem kurzen Bereich mit von dem Gehäuseabschnitt umschlossenen kreis¬ scheibenförmigen Bearbeitungselementen einen ., Abschnitt mit positiv fördernden Bearbeitungs¬ elementen aufweisen, dessen axiale Länge jeweils zumindestdem halben Durchmesser der kreisscheiben¬ förmigen Bearbeitungselemente entspricht. Die kreis¬ scheibenförmigen Bearbeitungselemente bewirken eine gleichmäßige Verteilung des ihnen von den Zufuhr¬ einrichtungen übergebenen Materiales, während die in Achsrichtung der Wellen anschließenden positiv fördernden Bearbeitungselemente einen auf die je- weilige Verweildauer des Materials in der Vor¬ richtung abgestimmten Axialtransport bewirken.
Um das bearbeitete Material schonend austragen zu können und zurückbleibende Materialmengen zu ver- meiden, die insbesondere bei einem Wechsel des
Verarbeitungsgutes nachteilig bzw. der Reinigung der Vorrichtung abträglich sind, ist es vorteil¬ haft, wenn der materialabfuhrseitige Gehäuseab¬ schnitt in dem die Bearbeitungselemente umschließen- den Bereich mit strömungsabwärts sich konisch ver¬ jüngenden Wandungsteilen ausgebildet ist. Auch können die Wellen in dem von dem Gehäuseabschnitt, umschlossenen Bereich positiv fördernde Bearbeitungs¬ elemente tragen, damit das bearbeitete Material mit einem bestimmten Förderdruck aus der Vorrichtung abgefördert werden kann. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die positiv fördernden Be¬ arbeitungselemente ineinandergreifende Schnecken sind, deren axiale Länge zumindest gleich dem Produkt aus Zahl der Wellen x Ganghöhe der Schnecken ist.
Grundsätzlich können die positiv fördernden Be¬ arbeitungselemente jeder Welle über Einzelauslässe bspw. in eine gemeinsame Wanne fördern, doch ist- es von Vorteil, wenn die Anordnung derart getroffen ist, daß der materialabfuhrseitige Gehäuseabschnitt wenigstens einen Ringkanal für die Materialabfuhr aufweist, der mit den von dem Gehäuseabschnitt umschlossenen Bearbeitungselementen in Verbindung steht.
Wird die Vorrichtung zur Entgasung od.dgl. des Materiales verwendet, so kann in einer zweckmäßigen Ausführungs¬ form der materialabfuhr- und/oder -materialzufuhrseitige Gehäuseabschnitt ein in den von den Bearbeitungs¬ elementen umschlossenen Innenraum führendes, an eine Unterdruckquelle anschließbares
Unterdruckrohr aufweisen, das über Kanäle mit dem von dem Gehäusemantel und den Bearbeitungselementen radial begrenzten Ringraum in Verbindung steht.
im übrigen kann in dem Gehäuse auch zumindest eine, gegebenenfalls austauschbar angeordnete Züfuhrleitung für Zusatzstoffe vorgesehen sein, die in der Nähe eines vorbestimmten Abschnittes von Bearbeitungselementen wenigstens einer Welle mündet.
Ist es, abhängig von dem jeweiligen Bearbeitungs¬ gut, erforderlich, von außen her Wärme bei der Behandlung zuzuführen, so ergeben sich sehr ein- fache konstruktive Verhältnisse, wenn die Wellen und/oder die metallischen Bearbeitungselemente induktiv durch Induktionsspulen beheizt sind, die die Wellen insgesamt umgebend angeordnet sind. Die Stromversorgung dieser Induktions- spulen kann sehr feinfühlig geregelt werden, mit dem Ergebnis, daß auch die Wärmezufuhr zu dem bearbeiteten Material genau an die jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden kann, zumal die dem Ver- 'arbeitungsgut angebotene Metalloberfläche relativ groß ist, so daß kleine Wärmegefälle möglich sind. Häufig ist es aber erforderlich, daß insbesondere bei Bearbeitung von viskosen Materialien die bei der Knetbearbeitung auftretenden Wärme abgeführt wird eine thermische Schädigung des Verarbeitungsgutes zu vermeiden. In diesem Falle können die Wellen hohlgebohrt und mit einem Kühl¬ mittel beaufschlagt sein.
Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die Wellen beidenends in den Gehäuseabschnitten gelagert sind, womit sich gemeinsam mit der vertikalen Anordnung der Wellen eine kleine Betriebstoleranz für die zwischen den Bearbeitungselementen vor¬ handenen Spalte gewährleisten läßt.
Die neue Vorrichtung kann, wie bereits eingangs erwähnt, in weitem Umfang zum Mischen, Homogeni¬ sieren, Kneten und dergl. Bearbeiten von ver¬ schiedenartigen Materialien verwendet werden. überraschend ist aber die Erkenntnis, daß die
Vorrichtung auch geeignet ist für die Verwendung zum Einarbeiten von biologischen Katalysatoren, Sauerstoff, Gasen oder sonstigen Stoffen in bio¬ logisch aktive Materialien bei mikrobiologi- sehen StoffUmsetzungsprozessen.
Die Behandlung des Materials durch die Vorrichtung ist so schonend, daß die Mikroorganismen bei der fortwährenden langsamen Ausbreitung in dünne Schichten und Durcharbeitung des Materiales keinen Schaden nehmen, während gleichzeitig eine sehr wirksame Durchmengung des biologisch aktiven Materials, bspw. mit Sauerstoff, erzielt wird. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeige s
Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, in einer ersten Ausführungsform, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht,
Fig. 2 drei benachbarte Wellen der Vorrichtung nach Fig. 1 mit den zugehörigen kreisscheiben- förmigen Bearbeitungselementen, in einer perspektivischen Schnittdarstellung gemäß der Linie II-II der Fig. 1 und in einer Teildarstellung,
Fig. 3 ein Bearbeitungselement einer Welle der Vor¬ richtung nach Fig. 1 , in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 eine Reihe von axial aufeinanderfolgenden Bearbeitungselementen einer Welle der Vor¬ richtung nach Fig. 1 , in perspektivischer Darstellung",
Fig. 5 zwei benachbarte Wellen der Vorrichtung nach Fig. 1, in einer Seitenansicht und im Aus¬ schnitt,
Fig. 6 die Wellen der Vorrichtung nach Fig. 1, mit den zugeordneten Bearbeitungselementen, in einer Schnittdarstellung entsprechend der
Linie VI-VI der Fig. 1 und in einer Drauf¬ sicht, Fig . 7 und 8 die Anordnung nach Fig. 6 unter Veranschau¬ lichung unterschiedlicher Anordnungen der sogenannten Dickschicht, jeweils in entr sprechender Darstellung,
Fig. 9 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, in einer zweiten Ausführungsform, im axialen Schnitt und in einer Seitenansicht, und
Fig.10 die Vorrichtung nach Fig. 9, geschnitten längs der Linie X-X der Fig. 9, in einer Draufsicht.
Die in den Fig. 1,9 und 10 in zwei Ausführungs¬ formen dargestellte Vorrichtung dient zum kon¬ tinuierlichen Bearbeiten, bspw. Mischen, Homo¬ genisieren, Be- und Entgasen, Polymerisieren von Flüssigkeiten, Emulsionen, Suspensionen, viskosen Massen und dergl. Materialien. Sie weist eine Anzahl - im konkreten Fall zehn - kranzartig angeordneter, mit ihren Achsen in der Mantelfläche eines gemeinsamen gedachten Kreis- zylinders liegende Wellen 1 auf, die vertikal und achsparallel ausgerichtet sind. Die Wellen 1 sind von einem im wesentlichen trommeiförmigen Gehäuse 2 umschlossen, das einen etwa scheiben¬ förmigen oberen Gehäuseabschnitt 3 und einen ebenfalls im wesentlichen scheibenförmigen unteren Gehäuseabschnitt 4 aufweist, die beide durch einen zylindrischen, zu dem den Achsen der Wellen 1 zugeordneten gedachten Zylinder koaxialen Gehäusemantel 5 vakuumdicht miteinander verbunden sind. In dem Gehäusemantel 5 vakuumdicht angeordnete Schaugläser 6 gestatten von außen her einen Einblick in das Gehäuseinnere. Die Wellen 1 sind beidenends in entsprechenden Lagern 7,8 des oberen und des unteren Gehäuseabschnittes 3 bzw. 4 drehbar gelagert. Sie sind bei 9 mittels entsprechender Kupplungsstücke mit fluchtenden Abtriebswellen 10 eines bei 11 ange¬ deuteten Planetengetriebes verbunden, das den ein¬ zelnen Wellen 10 einen gleichsinnigen Antrieb mit gleicher Drehzahl erteilt, wie dies durch Pfeile 12 angedeutet ist.
Jede der Wellen 10 trägt im axialen Abstand hinter¬ einander angeordnete und in parallelen, horizontalen Ebenen liegende, scheibenartige Bearbeitungselemente 13,14,15, die unterschiedlich gestaltet und, wie aus Fig. 1 zu ersehen, gruppenweise zusammengefaßt axial hintereinander angeordnet sind. Der Achsabstand benachbarter Wellen 1 ist derart gewählt, daß die Bearbeitungselemente 13,14,15 benachbarter Wellen in der in den Fig. 2,5 und 6 bis 8 dar- gestellten Weise kämmend ineinandergreifen. Die miteinander kämmenden Bearbeitungselemente 13,14, 15 der kranzartig angeordneten Wellen umschließen gemeinsam mit den Wellen 1 einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum 16, in dessen Bereich die Bearbeitungselemente 13,14,15 mit ihren Umfangs¬ flächen 130, 140, 150 freiliegend angeordnet, d.h. nicht durch zugeordnete Gehäuseteile oder dergl. abgedeckt sind.
Der Innenraum 16 ist auf der Unterseite durch ein seiner Querschnittsgestalt angepaßtes Wandungsteil 17 des unteren Gehäuseabschnittes 4 abgeschlossen; in ihn mündet von oben her ein koaxiales Saugrohr 18, das an eine nicht weiter dargestellte Unter¬ druckquelle angeschlossen ist, die es gestattet, in dem Innenraum 16 einen Unterdruck zu erzeugen.
Alternativ kann das Rohr 18 auch an eine Druckgas¬ quelle angeschlossen sein, die damit in den Innen- räum 16 Gas fördert, das in noch zu beschreibender Weise in das Verarbeitungsgut eingearbeitet wird.
Die Wellen 1 sind von oben her hohlgebohrt und mit ihren Enden über druckdichte Lager 20 in einen Soleverteilerring 21 eingeführt, an den bei 22 Soleableitungen angeschlossen werden können. In die Sackbohrungen der Wellen 1 von oben her mit radialem Abstand eingeführte Sole-Zufuhrröhrchen 23, die bei 24 in der Nähe der jeweils untersten Bearbeitungselemente 15 enden, gestatten es, über Anschluß-Fittings 240 in die Wellenbohrungen Sole, d.h. ein Kühlmittel, einzuführen, so daß die
Wellen 1 zumindest im Bereiche der Bearbeitungs¬ elemente 13 bis 15 gekühlt werden können.
Der Aufbau der in der beschriebenen, auch als Reaktor bezeichneten Vorrichtung verwendeten
Bearbeitungselemente 13,14,15 geht insbesondere aus den Fig. 2 bis 8 hervor:
Die im Bereich des oberen Gehäuseabschnittes 3 und damit materialzufuhrseitig angeordneten Be¬ arbeitungselemente 13 sind zu der jeweiligen Welle koaxiale Kreisschreiben, deren Dicke typischerweise 2 - 3 mm betragen kann. Die kreisscheibenförmigen Bearbeitungselemente 13 sind durch koaxiale, kreisförmige Abstands¬ scheiben 25 (Fig. 1) in gleichen vorbestimmten, eng tolerierten, xialen Abständen gehalten, die derart bemessen sind, daß zwischen gegeneinander sich bewegenden benachbarten Stirnflächen mit- einander kämmender Bearbeitungselemente 13 je¬ weils ein Spalt 26 von ca. 0,5 mm vorhanden ist. Ein Spalt entsprechender Größe ist, wie bei 27 (Fig. 2) angedeutet, auch zwischen der Umfangs- flache 130 jedes kreisscheibenförmigen Bearbei- tungselementes 13 und der Umfangsflache der damit zusammenwirkenden Abstandsscheibe 25 vorhanden.
Die Größe der Spalte 26,27 hängt im übrigen von der Art und insbesondere der Viskosität der verarbeiteten Materialien ab. Gleiches gilt auch für den Durchmesser der kreisscheiben¬ förmigen Bearbeitungselemente 13 und der Ab- Standsscheiben 25.
In Achsrichtung anschließend an die in der be¬ schriebenen Weise ineinandergreifenden kreis¬ scheibenförmigen Bearbeitungselemente 13 ist eine Gruppe von Bearbeitungselementen 14 vorge¬ sehen, wie sie im einzelnen in Fig. 3 veran¬ schaulicht sind. Jedes dieser Bearbeitungsele¬ mente weist eine zu der zugeordneten Welle ko¬ axiale, kreisförmige Scheibe 28 auf, das auf einer Stirnfläche ein in seiner Profilform von der Kreisgestalt der Kreisscheibe 28 abweichendes Scheibenteil 29 trägt. Das Scheibenteil 29, das die gleiche oder vorzugsweise eine etwas größere Dicke als die Kreisscheibe 28 aufweist, ragt bei 30 mit zwei Umfangsflächenabschnitten an die Um- fangsflache 140 der Kreisscheibe 28 heran. Die beiden Umfangsflächenabschnitte 30 sind durch ähnliche bogenförmige Umfangsflächenabschnitte
31 miteinander verbunden, so daß sich eine in der Draufsicht etwa ovale Scheibe ergibt, an der bei
32 Ecken ausgebildet sind.
Auf das Scheibenteil 29 ist eine koaxiale, kreis¬ runde Abstandsscheibe 33 aufgesetzt, deren Durch- messer derart gewählt ist, daß die Abstandsscheibe und das Kreisscheibenteil 28 der Bearbeitungsele¬ mente benachbarter Wellen 1 ähnlich wie die kreis- scheibenartigen Bearbeitungselemente 13 zusammen¬ arbeiten. Die Bearbeitungselemente 14 miteinander kämmender, benachbarter Wellen 1 sind jeweils 90 gegenein¬ ander verdreht auf den Wellen angeordnet, wobei in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise die Scheiben- teile 29 bei der einen Welle nach oben und bei der benachbarten Welle nach unten weisen. Damit wird erreicht, daß die Scheibenteile 29 benachbarter Wellen 1 in der grundsätzlich aus den Fig. 6 bis 8 zu entnehmenden Weise zusammenarbeiten, während - wie bereits erwähnt - die Scheiberiteile 28 und die AbStandsScheiben 33 nach Art der Bearbeitungsele¬ mente 13 zusammenwirken.
Auf die Gruppe der erläuterten Bearbeitungselemente 14 folgt auf jeder Welle 1 in Achsrichtung eine Gruppe von Bearbeitungselementen 15, wie sie in den Fig. 4,5 veranschaulicht sind. Die Bearbeitungs¬ elemente 15 bestehen im wesentlichen lediglich aus von der Kreisgestalt abweichenden Scheibenteilen 29a, die grundsätzlich ähnlich den Scheibenteilen 29 nach Fig. 3 gestaltet sind. Benachbarte Scheibenteile 29a sind auf den Wellen winkelmäßig gegeneinander ver¬ setzt; sie kämmen bei benachbarten Wellen in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise miteinander, wobei durch Abstandsringe und angefo mte Ringschultern 34 der erforderliche axiale Spalt 26 entsprechend Fig. 2 eingestellt ist, der die gleiche Größenordnung wie bei den Bearbeitungselementen 13 aufweist.
Zwischen den Scheibenteilen 29a der Bearbeitungselemen¬ te 15 sind kreisrunde Trennscheiben 35 ( Fiq. 5) vorgesehen sein, die auf benachbarten Wellen 1 in gleicher Höhe drehfest angeordnet sind und deren
Durchmesser gleich dem Achsabstand benachbarter Wellen, verringert um das Betriebsspiel (in der Regel kleiner ca. 0,5 mm) , ist. Die Trennscheiben 35 verhindern, daß tropfenförmige Materialanhäufungen zwischen miteinander kämmenden Scheibenteilen 29a von der Dickschichtseite zur Dünnschichtseite ge¬ langen können.
Anschließend an die Gruppe der Bearbeitungselemente 15 trägt jede der Wellen 1 eine koaxiale Förder¬ schnecke 37, die in einer entsprechenden, teil- zylindrischen Ausnehmung 38 des unteren Gehäuse¬ abschnitts 4 mit geringem Spiel geführt ist. Die teilzylindrischen Ausnehmungen 38 gehen in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise an ihren Uber- schneidungsstellen ineinander über.
Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß der untere, materialabfuhrseitige Gehäuseabschnitt 4 in dem die letzten Bearbeitungselemente 15 um¬ schließenden Bereich bei 39 mit strömungsabwärts sich konisch verjüngenden Wandungsteilen ausge¬ bildet ist, so daß das Material sanft zu den Schnecken 37 geleitet wird. Benachbarte Schnecken 37 sind ineinander eingreifend angeordnet; ihre axiale Länge ist zumindest gleich dem Produkt aus der Zahl der Wellen 1 x der Ganghöhe der Schnecken 37. Die Schnecken 37 bilden positiv fördernde Be¬ arbeitungselemente, die - abhängig von dem Ver¬ arbeitungsgut - auch im Einzelfall durch andere, eben¬ falls positiv fördernde Bearbeitungselemente ersetzt werden könnten.
Von der Unterseite jeder der teilzylindrischen Aus¬ nehmungen 38 führt ein Stichkanal 40 in einen in dem unteren Gehäuseabschnitt 4 ausgebildeten Ring¬ kanal 41, der außerhalb des die Wellenachsen ent¬ haltenden gedachten Zylinders und koaxial zu diesem angeordnet ist und von dem aus wenigstens eine Materialabfuhrleitung 42 nach außen führt.
Materialzufuhrseitig ist in eine entsprechende ko¬ axiale, zylindrische Ausdrehung 43 des oberen Gehäuseabschnittes 3 ein im wesentlichen rosetten- förmiger Wandungsteil 44 abgedichtet eingesetzt, •der den einzelnen Wellen 1 zugeordnete und mit diesen koaxiale, wannenartige Vertiefungen 45 aufweist, mit denen er die Ihm benachbarten kreis¬ scheibenförmigen Bearbeitungselemente 13 auf einem Teil ihrer Außenseite mit engem Spiel um¬ schließt. Die wannenartigen Vertiefungen 45 weisen lediglich eine geringe axiale Länge auf, die so bemessen ist, daß sie sich über etwa 3 - 4 kreisscheibenförmige Bearbeitungselemente 13 erstreckt. Strömungsabwärts von dem erwähnten kurzen Bereich mit den von den wannenartigen Ver¬ tiefungen 45 teilweise umschlossenen Bearbeitungs¬ elementen 13 kommt, wie bereits früher erläutert, ein Bereich mit positiv fördernden Bearbeitungs- elementen 14, dessen axiale Länge jeweils zumindest dem halben Durchmesser der kreisscheibenförmigen Bearbeitungselemente 13 entspricht.
Der die Bearbeitungselemente 13 teilweise um- schließende Bereich, der von den wannenartigen Vertiefungen 45 gebildet ist, ist strömungsab¬ wärts mit sich konisch erweiternden Wandungs¬ teilen 46 ausgebildet. Außerdem mündet in jede der wannenartigen Vertiefungen 45 sternförmig ein Stichkanal 47, der von einem den die Achsen der Wellen 1 enthaltenden gedachten Zylinder im radialen Abstand umgebenden Ringkanal 48 ausgeht, in den eine Materialzufuhrleitung 49 mündet.
Bei 50 ist eine im Gehäusemantel 5 angeordnete aus¬ tauschbare Zufuhrleitung für Zusatzstoffe, wie Farb¬ konzentrate, angedeutet,'die an der Peripherie wenig- stens eines Bearbeitungselementes 13 (oder 14, 15) einer Welle 1 endet und damit einen fließenden Farb¬ wechsel erlaubt.
Bei 650 schließlich ist noch eine Stichleitung darge- stellt, die den äußeren Gehäuseraum 51 mit dem inne¬ ren Raum 16 verbindet, so daß beide Räume für die Be- oder Entgasung wirksam werden können.
Die insoweit beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Es sei angenommen, daß die Vorrichtung zum Homo¬ genisieren eines Polymeren verwendet wird, dessen Viskosität im Verlauf der Behandlung zunimmt.
Das verhältnismäßig dünnflüssige Material wird über die Materialzufuhrleitung 49, den Ringkanal 48 und die Stichkanäle 47 in die wannenartigen Vertiefungen 45 geleitet und dort auf die Stirn- flächen der dem Mündungsbereich benachbarten kreisscheibenförmigen Bearbeitungselemente auf¬ gebracht. Zufolge der Drehbewegung der Wellen 1 wird das aufgebrachte Material zu durch die Spaltdicke 26, 27 bestimmten dünnen Schichten zwischen benachbarten, gegeneinander bewegten
Flächen der Bearbeitungselemente 13 ausgebreitet. Diese Dünnschichten liegen im Bereiche des Innenraums 16 (vergl. Fig. 7) . Durch entsprechende Wahl des Drehsinnes der Wellen 1 und entsprechende Anordnung der wannenartigen Vertiefungen45 , d.h. der Materialzufuhr, kann auch erreicht werden, daß die Dünnschichten auf der den Ringraum 51 begrenzen¬ den Außenseite der Bearbeitungselemente liegen (Fig.8) oder aber, daß sich auf beiden Seiten etwa gleich dicke Schichten bilden, wie dies in Fig. 6 ver¬ anschaulicht ist.
Die Bearbeitungselemente 13 - 15 sind - abgesehen von dem kurzen axialen Bereich der wannenartigen Ver¬ tiefungen 45 und der Schnecken 37 - über die gesamte Länge der Wellen 1 sowohl auf der dem Innenraum 16 zugewandten Innenseite als auch auf der den Ring¬ raum 51 begrenzenden Außenseite freiliegend ange¬ ordnet, d.h. sie sind nicht durch mit engem Spiel mit ihnen zusammenwirkende Wandungsteile abgedeckt. Der Gehäusemantel 5 steht vielmehr in beträchtlichem radialen Abstand.
Das auf den horizontal ausgerichteten Stirnflächen der kreisscheibenförmigen Bearbeitungselemente 13 zu Dünnschichten in der erwähnten Weise ausge- breitete Material wird bei seinem Transport rings um die jeweilige Wellenachse wieder an einen Spalt 26 herangeführt, vor dem sich das Material auf¬ staut und eine Wulst bildet. Das nicht mehr in den Spalt 26 (27) Eintritt findende Material strömt nach einiger Zeit über den Rand des je¬ weiligen Bearbeitungselementes 13 unter Schwer- kraftwirkung nach unten, wo es in den nächsten Spalt 26 hineingezogen wird (wie mit den Pfeilen 66 in Fig. 2 dargestellt) .
Auf diese Weise bildet sich in der Regel auf einer Seite der Bearbeitungselemente 13 in der aus den Fig. 7,8 ersichtlichen Weise eine dort mit 54 bezeichnete, nach Art eines Trommelmantels in sich geschlossene Schicht aus, die in einem Drehsinne von den Bearbeitungselementen 13 ange- trieben umläuft und in der das Material fort¬ schreitend nach unten wandert. Dabei wird das Material immer wieder zu dünnen Schichten ausge¬ legt; die Dünnschichten werden ihrerseits immer wieder mit der Dickschicht 54 vereinigt und ver- mischt, so daß eine hervorragende Homogenisierung und Durchmischung des Materiales erfolgt, ohne daß es irgendwo durch unkontrolliert enge Spalte oder dergl. hindurchgezwängt werden müßte. Da die Wellen 1 vertikal angeordnet und beidseitig ge- lagert sind, tritt kein Wellendurchhang auf, der zu einer unkontrollierten Veränderung der Spalte zwischen den Bearbeitungselementen führen könnte.
Das beim Durchlauf durch die Bearbeitungselemente 13 bereits eine höhere Viskosität annehmende Ma¬ terial gelangt in den Bereich der Bearbeitungs¬ elemente 14, von denen es zusätzlich zu der von den Teilen 28,33 ausgeübten, bereits beschriebenen Wirkung noch durch die scheibenartigen "ovalen" Teile 31 einer Knetwirkung unterworfen wird. Diese Knetwirkung erfolgt jedoch nicht, wie bei bekannten Vorrichtungen, die mit derart gestalteten Bear¬ beitungselementen arbeiten (bspw. nach der DE-OS 30 30 541) im Zusammenwirken mit die Bearbeitungs- elemente mit geringen Spiel teilweise umgebenden Wandungsteilen, sondern ausschließlich zwischen den gegeneinander bewegten Flächen benachbarter, miteinander kämmender Bearbeitungselemente.
Nach Durchlaufen der Bearbeitungselemente 14 ge¬ langt 'das Material, dessen Viskosität weiter zugenommen hat, in den Bereich der Bearbeitungs¬ elemente 15, von denen es durchgeknetet wird. Auch hier wird das Material nicht an fest- stehenden Wandungsteilen oder dergl. bearbeitet.
Die Trennscheiben 35 sind zwischen aufeinander¬ folgenden Scheibenteilen 29a der Bearbeitungs¬ elemente 15 angeordnet und unterbrechen den Ma— - terialfluß in Achsrichtung der Wellen.
Das fertig bearbeitete Material hoher Viskosität gelangt schließlich über die konisch zulaufenden Flächen 39 in den Bereich der Schnecken 37, von denen es über den Ringkanal 41 und die Material¬ abfuhrleitung 42 mit Druck ausgetragen wird.
Abhängig von der Art des verarbeiteten Materials können die Wellen 1 in bereits beschriebener Weise über ein bei 240 zugeführtes Kühlmittel im
Bereiche der Bearbeitungselemente 13 - 15 gekühlt werden. Falls das Material es erforderlich macht, kann aber auch eine Beheizung der Wellen 1 und der Bearbeitungselemente 13 - 15 geschehen. Zu diesem Zwecke sind auf den Gehäusemantel 5 elektrische Induktionsspulen 55 aufgesetzt, die die Wellen 1 insgesamt umgeben und die auf induktivem Wege eine feinfühlige Erwärmung gestatten. Der Gehau¬ semantel 5 ist in diesem Falle aus einem elektrisch unwirksamen Material hergestellt. Schließlich kann noch der untere Gehäuseabschnitt 4 mit einer Ringheizung 56 im Bereiche der Schnecken 34 ver¬ sehen sein, um das Material in einem fließfähigen Zustand zu halten.
Die in den Fig. 9,10 dargestellte Ausführungsform weist einen ähnlichen Aufbau wie jene nach Fig. 1 auf; sie arbeitet auch in der prinzipiell gleichen Weise. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei sich eine nochmalige Erläuterung insoweit erübrigt.
Die Wellen 1 sind bei dieser Ausführungsform, die zur Verarbeitung von Materialien mit verhältnis¬ mäßig hoher Viskosität bestimmt ist, auf der Ma¬ terialzufuhrseite mit ineinander eingreifenden Schnecken 60 versehen, die in teilzylindrischen Ausnehmungen 61 des Gehäuseteiles 44 angeordnet und ähnlich ausgebildet sind wie die Ausnehmungen 38 in dem unteren Gehäuseabschnitt 4 der Fig. 10. Die Materialzufuhr kann zusätzlich über einen Ringkanal 62 des oberen Gehäuseabschnittes 3 erfolgen, der innerhalb des die Achsen der Wellen 1 enthalten- den gedachten Zylinders liegt und mit den Aus¬ nehmungen 61 über Stichkanäle 63 verbunden ist.
Anschließend an die Schnecken 60 sind auf den Förderwellen lediglich Bearbeitungselemente 15 gemäß den Fig. 4,5 angeordnet, die das Material kneten und die durch Trennscheiben 35 (Fig." 5) voneinander getrennt sind.
In den Innenraum 16 mündet ein in dem unteren Ge¬ häuseabschnitt 4 zentrisch angeordnetes Unterdruck¬ rohr 64, das über sternförmig angeordnete Kanäle 65 mit dem von dem Gehäusemantel 5 umschlossenen Ring¬ raum 51 in Verbindung steht. Auf diese Weise ist es möglich, sowohl den Innenraum 16 als auch den Ring¬ raum 51 mit Unterdruck zu beaufschlagen oder - bei Anschluß des Rohres 64 an eine Druckgasquelle - zu begasen.
Der so gestaltete, mit dem Unterdruckrohr 64 und den Kanälen 65 ausgebildete untere Gehäuseabschnitt 4 könnte im übrigen auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet werden.
Die beschriebene Vorrichtung kann in den Ausführungs¬ formen nach den Fig. 1 und 9 nicht nur zum Mischen und Homogenisieren von Polymeren, viskosen Massen, Flüssigkeiten und dergl. Materialien verwendet werden, sondern sie kann überraschenderweise auch für mikrobiologische Verfahren eingesetzt werden. Bei allen mikrobiologischen Stoffumsetzungsprozessen ist es nämlich von ausschlaggebender Wichtigkeit, im Mikrobereich die biologisch aktive Masse intensiv zu mischen und dabei gleichzeitig definiert zu transportieren, wobei die Behandlung aber mit höchster Schonung erfolgen muß. Durch entsprechende Wahl der Drehzahl der Wellen 1 , entsprechende Auswahl der Bearbeitungselemente - insbesondere 13 - sowie der Abmessungen der Bearbeitungselemente können die Stoffumsetzurigspr zesse in einzelne, nacheinander ablaufende Schritte unterteilt werden, wobei jede Verfahrensstufe für sich gesteuert werden kann.
Solche Stoffumsetzungsprozesse sind das Einarbeiten von biologischen Katalysatoren in die biologisch aktive Masse, das Einarbeiten von Sauerstoff oder sonstigen Gasen in die Masse und dergl» Auch ist eine Temperatursteuerung des Umsetzungsprozessen im Mikrobereich mit Hilfe der sich selbst reini- genden und erneuernden Wärmetauscheroberflächen an den Bearbeitungselementen möglich, wozu ledig¬ lich die Wellen 1 in bereits erörterter Weise ent¬ weder gekühlt oder beheizt zu werden brauchen.
Die Wellen 1 können mit den auf ihnen drehfest ange¬ ordneten Bearbeitungselementen 13, 14, 15 auch ein¬ stückig hergestellt sein.
Bei einer praktisch ausgeführten Vorrichtung haben sich für die Größe der Spalte 26, 27 folgende Werte als zweckmäßig herausgestellt:
Viskosität des Materials Spaltweite in mm in m Pa s 200 0,3
40' 000 0,5
400 000 0,7

Claims

*-28-Patentansprüche
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten, bspw. Mischen, Homogenisieren, Be- und Entgasen, Poly¬ merisieren von Flüssigkeiten, Emulsionen, Suspen¬ sionen, viskosen Massen und dergl. Materialien, mit mehreren kranzartig angeordneten und vertikal ausgerichteten, achsparallelen, gleichsinnig an¬ getriebenen Wellen, von denen jede eine Anzahl in Achsrichtung hintereinander angeordneter und in parallelen Ebenen liegender scheibenartiger Bear- beitungselemente trägt, mit denen benachbarte Wel¬ len kämmend ineinandergreifen und durch die ge¬ meinsam mit den Wellen wenigstens ein Innenraum umschlossen ist, in dessen Bereich die Bearbei¬ tungselemente mit ihren Umfangsflächen freiliegend angeordnet sind, wobei den in einem Gehäuse drehbar gelagerten Wellen jeweils endseitig Materialzu- und -abfuhreinrichtungen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest einen Teil der Länge der Wellen (1) die Bear¬ beitungselemente (13,.14,15) auch auf-der dem Innenraum (16) abgewandten Außenseite mit ihren Umfangsflächen (130,140,150) freiliegend ange¬ ordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bearbeitungselemente durch zu den jeweiligen Wel¬ len (1) koaxiale, kreisrunde Bearbeitungsscheiben (13) gebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichn daß Bearbeitungselemente (14,15) zu den jeweiligen Wel¬ len (IJ- koaxiale BearbeitungsScheiben (29,29a) mit von e zu der Wel-lenachse konzentrischen Kreis abweichender Profilform aufweisen oder durch diese gebildet sind, die winkelmäßig gegeneinander versetzt angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß auf den Wellen (1) zwischen benachbarten Bearbeitungselementen (13,14,15) koaxiale kreisrunde Tre Scheiben (35) angeordnet sind, die bei benachbarten Wellen (1) in im wesentlichen gleichen Ebenen liegen und paarweise mit der Summe ihrer Radien dem um das Betriebsspiel verringerten Achsabstand der benachbarten Wellen (1) entsprechend bemessen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheiben (35) aller Wellen (1) gleiche
Durchmesser aufweisen.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Wellen (1) gruppenweise verschiedene Bearbeitungselemente (13,14,15) vorgesehen sind, von denen die kreisrunden Be- arbeitungselemente (13) der Bearbeitung des Materiales in einem Zustand niedrigerer Viskosität zugeordnet sind. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen relativ zueinander bewegten Flächen zusammenwirken¬ der Bearbeitungselemente (13,14,15) ein Spalt (26,27) von weniger als 0,
7 mm vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) auf der Materi zufuhr- und -abfuhrseite einen Bearbeitungselemente (13, 14,15,37) der Wellen (1) über zumindest einen Teil ihres
Umfanges mit einem Spiel kleiner als ca. 0,7 mm umschlie ßenden, axial kurzen Gehäuseabschnitt (3, 4) aufweist und daß die beiden Gehäuseabschnitte (3, 4) durch einen rohrf migen Gehäusemantel (5) gegebenenfalls vakuumdicht mitein der verbunden sind, dessen Innenwand im radialen Abstand den Umfanσsflachen der von ihm gemeinsam umschlossenen Be arbeitun selemente (13, 14, 15) verläuft. '
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Materialzufuhrseite in dem Gehäuseab¬ schnitt (3) ein innerhalb und/oder ein außerhalb des von den Wellenachseπ umschlossenen Bereiches liegen¬ der Ringkanal (48,62) für die Materialzufuhr angeordnet der mit den von Gehäuseabschnitt (3) umschlossenen Bearbeitungselementen (13,60) in Verbindung steht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß der materialzufuhrseitige Gehäuseabschnitt (3) in dem die Bearbeitungselemente (13,6 umschließenden Bereich mit strömungsabwärts sich konisch erweiternden Wandungsteilen (46) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Wellen (1) strömungs- abwärts von einem kurzen Bereich mit von dem Gehäuseabschnitt (3) umschlossenen kreisscheiben¬ förmigen Bearbeitungselementen (13) einen Bereich mit positiv fördernden Bearbeitungselementen (14,15,37) aufweisen, dessen axiale Länge jeweils zumindest dem halben Durchmesser der kreisscheibenförmigen Bearbeitungselemente (13) entspricht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der materialabfuhr¬ seitige Gehäuseabschnitt (4) in dem die Bearbeitungs¬ elemente umschließenden Bereich mit strömungsab- wärts sich konisch verjüngenden Wandungsteilen (39) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (1) in dem von dem Gehäuseabschnitt (4) umschlossenen Bereich positiv fördernde Bearbeitungs¬ elemente (37) tragen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die positiv fördernden Bearbeitungselemente in- einandergreifende Schnecken (37) sind,deren axiale Länge zumindest gleich dem Produkt aus Zahl der Wellen (1) mal Ganghöhe der Schnecken (37) ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, da- durch gekennzeichnet, daß der materialabfuhrseitige
Gehäuseabschnitt (4) wenigstens einen Ringkanal (41) fü Materialabfuhr aufweist, der mit den von dem Gehäuse¬ abschnitt (3) umschlossenen Bearbeitungselementen in Verbindung steht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der materialabfuhr- und/oder mate¬ rialzufuhrseitige Gehäuseabschnitt (3, 4) ein in den von den Bearbeitungselementen umschlossenen Innenraum (16) führendes, an eine Unterdruckquelle anschlie߬ bares Unterdruckrohr (.18, 64). aufweist, das über Kanäle (65 , 650) mit dem von dem Gehäusemantel (5) und den Bearbeitungselementen (13,14,15) radial begrenzten Ringraum (51) in Verbindung steht.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) zumindest eine gegebenenfalls austauschbar angeordnete Zufuhr¬ leitung (50) für Zusatzstoffe vorgesehen ist,die in der Nähe eines vorbestimmten Abschnittes von Bearbeitungs¬ elementen wenigstens einer Welle (1) mündet.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (1) und/oder die metallischen Bearbeitungselemente (13, 14,15;60,37) in¬ duktiv durch Induktionsspulen (55) beheizbar sind, die die Wellen (1) insgesamt umgebend angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (1) hohlgebohrt und mit einem Kühlmittel beaufschlagbar sind.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (1) beidenends in Gehäuseabschnitten (3,4) gelagert sind.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch die Verwendung, zum Einarbeiten von biologischen Katalysatoren, Sauerstoff, Gasen oder sonstigen Stoffen in biologisch aktive Materialien bei mikrobiologischen StoffUmsetzungsprozessen.
PCT/DE1985/000283 1984-08-22 1985-08-22 Device for the continuous treatment, such as mixing, homogenizing, etc., of liquids, emulsions and the like WO1986001432A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60503784A JPH0651106B2 (ja) 1984-08-22 1985-08-22 液体、乳剤その他の材料の連続的処理、例えば混合、均質化等のための装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3430885A DE3430885C2 (de) 1984-08-22 1984-08-22 Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von Flüssigkeiten und viskosen Massen
DEP3430885.7 1984-08-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1986001432A1 true WO1986001432A1 (en) 1986-03-13

Family

ID=6243633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1985/000283 WO1986001432A1 (en) 1984-08-22 1985-08-22 Device for the continuous treatment, such as mixing, homogenizing, etc., of liquids, emulsions and the like

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5020916A (de)
JP (1) JPH0651106B2 (de)
DE (1) DE3430885C2 (de)
WO (1) WO1986001432A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0422272A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-17 Josef A. Blach Misch- und Knetvorrichtung

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5270205A (en) * 1990-03-19 1993-12-14 Alena Rogalsky Device for growing cells
DE4122912A1 (de) * 1991-07-11 1993-01-14 Theysohn Friedrich Fa Doppelschneckenextruder
AT401737B (de) * 1993-05-07 1996-11-25 Blach Josef Alois Vorrichtung zum kontinuierlichen bearbeiten von viskosen flüssigkeiten und massen
AT401738B (de) * 1993-05-07 1996-11-25 Blach Josef Alois Vorrichtung zum kontinuierlichen bearbeiten von viskosen flüssigkeiten und massen
ATA105393A (de) * 1993-06-01 1998-03-15 Blach Josef Alois Mischer für viskose flüssigkeiten und massen
EP0826416A4 (de) * 1995-04-18 1998-06-10 Nikolai Ivanovich Selivanov Methode zur aufbereitung von flüssigen kohlenwasserstoffen und apparat zur ausführung dieser methode
EP0833114A4 (de) 1995-04-18 1998-05-20 Advanced Molecular Technologie Verfahren und vorrichtung zur heizung einer flüssigkeit
JP2000505377A (ja) * 1996-02-29 2000-05-09 フリチュ、ローゼマリー イー． 多軸スクリュー機械
US5814282A (en) * 1997-01-15 1998-09-29 Lohe; Hans High surface intermeshing profile reactor
EP0897742A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-24 Hoechst Research & Technology Deutschland GmbH & Co. KG Reaktor mit hoher Oberfläche und ineinandergreifenden Profilen und dessen Verwendung
EP0896832A1 (de) * 1997-08-12 1999-02-17 Hoechst Aktiengesellschaft Reaktor mit hoher Oberfläche und ineinandergreifendem Profilen und dessen Verwendung
DE19847103C1 (de) * 1998-10-13 1999-10-28 3 & Extruder Gmbh Maschine zum kontinuierlichen Bearbeiten von fließfähigen Materialien
DE10055772A1 (de) * 2000-11-10 2002-05-29 Buehler Ag Ring-Extruder-Einzug
DE10150006A1 (de) * 2001-10-11 2003-04-17 Buehler Ag Ringextruder mit teilgekappten Förderelementen im Einzugsbereich
DE10233214B4 (de) * 2002-07-22 2005-01-27 3+Extruder Gmbh Extruder zum kontinuierlichen Bearbeiten und/oder Verarbeiten von fließfähigen Materialien
US7513768B2 (en) * 2003-09-18 2009-04-07 United States Gypsum Company Embedment roll device
US7182589B2 (en) * 2003-09-18 2007-02-27 United States Gypsum Company Embedment device for fiber-enhanced slurry
EP1871516B1 (de) * 2005-04-18 2010-05-26 GEA Pharma Systems NV Vorrichtung zur durchgehenden granulierung und verfahren zur durchgehenden granulierung von pulvermaterial
US7585104B2 (en) * 2005-09-12 2009-09-08 Uop Llc Rotary processor
JP4446129B1 (ja) * 2009-03-03 2010-04-07 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法
JP4446128B1 (ja) * 2009-03-03 2010-04-07 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法
US10053953B2 (en) 2015-03-21 2018-08-21 Baker Hughes, A Ge Company, Llc System, apparatus and methods for blending cement
CN112792985B (zh) * 2020-12-17 2022-05-17 淮阴工学院 一种双轴旋转搅拌机

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR956605A (de) * 1943-07-24 1950-02-02
US2584225A (en) * 1949-10-01 1952-02-05 Celanese Corp Mixing apparatus
US3442065A (en) * 1966-05-06 1969-05-06 Plastugil Apparatus for eliminating volatile constituents in various compositions
DE1298083B (de) * 1966-02-25 1969-06-26 Metallgesellschaft Ag Schneckenmaschine
DE1595735A1 (de) * 1966-03-18 1969-08-21 Gewerk Schalker Eisenhuette Vorrichtung zur Herstellung von makromolekularen Syntheseprodukten
DE1906504A1 (de) * 1967-08-01 1970-08-20 Egan Machinery Co Vorrichtung zur Behandlung von Stoffen,insbesondere zur Durchfuehrung von Polymerisationen
GB1227493A (de) * 1968-06-08 1971-04-07
FR2078292A5 (de) * 1970-02-07 1971-11-05 Bayer Ag
GB2069356A (en) * 1980-01-30 1981-08-26 Kobe Steel Ltd Continuous Mixer
DE3030541A1 (de) * 1980-08-13 1982-02-25 Rudolf P. 7000 Stuttgart Fritsch Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung hochmolekularer polymere
US4416544A (en) * 1980-12-16 1983-11-22 Blach Josef A Device for mixing, dispersing and homogenizing compounds with at least one viscous component

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2668756A (en) * 1948-09-27 1954-02-09 Phillips Petroleum Co Method of and apparatus for liquid-liquid contacting
US2814472A (en) * 1953-07-27 1957-11-26 Bayer Ag Mixing and kneading machine
CA836936A (en) * 1962-03-21 1970-03-17 A. Loomans Bernard Continuous mixer
US3243128A (en) * 1963-08-05 1966-03-29 Morehouse Cowles Inc Method and apparatus for dispersing pigments in liquid vehicles
DE1211904B (de) * 1963-11-14 1966-03-03 Draiswerke Ges Mit Beschraenkt Ruehrwerksmuehle
JPS5427620B2 (de) * 1973-07-23 1979-09-11
DE2632335A1 (de) * 1976-07-17 1978-01-26 Krupp Gmbh Mischeinrichtung
US4173417A (en) * 1977-04-15 1979-11-06 Hpm Corporation Extrusion apparatus and method
DE2802125B2 (de) * 1978-01-19 1980-07-17 Josef A. 7144 Asperg Blach Schneckenmaschine zum Bearbeiten von festen, flüssigen und zähviskosen Materialien
FI64251C (fi) * 1979-05-11 1983-10-10 Nokia Oy Ab Spruthuvud foer straengsprutmaskin
JPS5659824A (en) * 1979-10-23 1981-05-23 Mitsubishi Gas Chem Co Inc Continuous polymerization of trioxane
NL8002714A (nl) * 1980-05-09 1981-12-01 Johannes Christina Langen En C Inrichting voor het behandelen van vleesporties.
US4478519A (en) * 1981-06-10 1984-10-23 Raul Guibert Automatic paste-producing apparatus
DE3208973C2 (de) * 1982-03-12 1984-05-30 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum Bearbeiten von viskosen Stoffen bzw. Stoffen, die bei der Bearbeitung viskos werden
US4499561A (en) * 1982-12-06 1985-02-12 Hoge, Warren, Zimmerman Company Apparatus for continuously producing a dry material and liquid slurry

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR956605A (de) * 1943-07-24 1950-02-02
US2584225A (en) * 1949-10-01 1952-02-05 Celanese Corp Mixing apparatus
DE1298083B (de) * 1966-02-25 1969-06-26 Metallgesellschaft Ag Schneckenmaschine
DE1595735A1 (de) * 1966-03-18 1969-08-21 Gewerk Schalker Eisenhuette Vorrichtung zur Herstellung von makromolekularen Syntheseprodukten
US3442065A (en) * 1966-05-06 1969-05-06 Plastugil Apparatus for eliminating volatile constituents in various compositions
DE1906504A1 (de) * 1967-08-01 1970-08-20 Egan Machinery Co Vorrichtung zur Behandlung von Stoffen,insbesondere zur Durchfuehrung von Polymerisationen
GB1227493A (de) * 1968-06-08 1971-04-07
FR2078292A5 (de) * 1970-02-07 1971-11-05 Bayer Ag
GB2069356A (en) * 1980-01-30 1981-08-26 Kobe Steel Ltd Continuous Mixer
DE3030541A1 (de) * 1980-08-13 1982-02-25 Rudolf P. 7000 Stuttgart Fritsch Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung hochmolekularer polymere
US4416544A (en) * 1980-12-16 1983-11-22 Blach Josef A Device for mixing, dispersing and homogenizing compounds with at least one viscous component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0422272A1 (de) * 1989-10-12 1991-04-17 Josef A. Blach Misch- und Knetvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE3430885A1 (de) 1986-02-27
JPH0651106B2 (ja) 1994-07-06
JPS62500157A (ja) 1987-01-22
US5020916A (en) 1991-06-04
DE3430885C2 (de) 1986-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1986001432A1 (en) Device for the continuous treatment, such as mixing, homogenizing, etc., of liquids, emulsions and the like
DE3030541C2 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung hochmolekularer Polymerer
DE4202821C2 (de) Mehrwellige kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine für plastifizierbare Massen
EP0853491B1 (de) Mischkneter
EP1829660B1 (de) Misch- und Knetmaschine für Kunststoffmassen
DE4412725A1 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichen Bearbeiten von viskosen Flüssigkeiten und Massen
EP0927095B1 (de) Vorrichtung zum homogenisieren, mischen und/oder granulieren von chemischen stoffen
DE3820320A1 (de) Doppelschneckenextruder
DE3208973C2 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten von viskosen Stoffen bzw. Stoffen, die bei der Bearbeitung viskos werden
DE3513536C1 (de)
EP1025289B1 (de) Vorrichtung zum mischen und fördern einer polymerschmelze
WO1997031767A2 (de) Vielwellenschneckenmaschine
DE2541939A1 (de) Horizontale kontinuierliche knetmuehle fuer hochviskoses material
WO1997031766A2 (de) Schneckenmaschine
EP0761295A1 (de) Mischkneter
EP0914773A1 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von kakaobutterhaltigen oder ähnlichen fetthaltigen Massen, insbesondere Schokolademasse
DE102009014589A1 (de) Extrusionsvorrichtung zur Verarbeitung und/oder Aufbereitung von Zusammensetzungen
DE3430876C2 (de) Mischer für ein höherviskoses, fließfähiges Material
DE2848273C2 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von durch Wärme plastifizierbaren Kunststoffen und polymeren Materialien
DE1224468B (de) Mischapparatur zum Mischen von thermoplastischem polymerem Material
DE1906654B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum einmischen einer fluessigkeit oder eines gases in eine schmelze oder loesung eines polymers
EP0664087A1 (de) Vorrichtung zur thermischen Konditionierung von Futtermitteln und dergleichen
DE3009233C2 (de) Mischvorrichtung
DE19607664C2 (de) Mischer
WO2022199878A1 (de) Vorrichtung zum einzug eines schüttgut aufweisenden materials und dosiergerät sowie verfahren zur herstellung einer formmasse mit verbesserten eigenschaften

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US