DE718509C - Verfahren zur Aufteilung wasserhaltiger Massen, die trotz hohen Wassergehaltes von steifer Konsistenz sind und sich unter Druck in feste und fluessige Anteile entmischen, unter Durchpressung durch Lochplatten in duenne Straenge - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufteilung wasserhaltiger Massen, die trotz hohen Wassergehaltes von steifer Konsistenz sind und sich unter Druck in feste und flüssige Anteile entmischen, unter Durchpressung durch Lochplatten in dünne Stränge Knetbare Massen lassen sich auf verschiedene Weise in dünne Stränge überführen, beispielsweise mit Hilfe von hydraulischen Kolbenpressen, Zahnradpumpen, Schneckengetrieben oder Walzen, welche das zu verarbeitende Material durch geeignete Düsen oder Lochbleche drücken. Diese Arbeitsweise kann erfolgreich angewendet werden bei plastischen Massen, die sich selbst unter hohem Druck bei der Bearbeitung nicht entmischen, z. B. zur Ausformung von Nudelteig.
• Die zu behandelnden Mischungen können hierbei auch thixotrope Eigenschaften aufweisen, d. h. in der Ruhe fest oder plastisch sein, während sie bei mechanischer Bearbeitung, z. B. durch Knetung oder Erschütterung, leicht in den flüssigen Zustand übergehen.
• Besonders große Schwierigkeiten bereitet jedoch die Verarbeitung derartiger Massen, wenn sie verhältnismäig große Flüssigkeitsmengen enthalten und in sehr dünne Stränge von beispielsweise nur wenigen Millimetern Durchmesser aufgeteilt werden sollen. Das auszuformende Material läßt sich unter diesen Umständen reicht mehr gleichmäßig durch Lochblech drücken, weil les sich unter dem Einfluß des Preßdruckes in flüssige und feste Anteile entmischt. Die flüssige Phase tritt aus einigen Löchern aus, während die zurückbleibenden festen Bestandteile die anderen Löcher der Düse alsbald verstopfen.
• Dieses ungünstige Verhalten zeigen beispielsweise Niederschläge von Metallhydroxyden, -carboiiaten oder -sulfiden, allein oder in Mischung mit anderen Feststoffen, wie z. B.
• Silicaten, Farbstoffen, Pigmenten usw.
• Es wurde gefunden, daß man auch derartige flüssigkeitsreiche Massen überraschenderweise ohne Schwierigkeit durch Lochbieche (Düsen) pressen und in dünne Stränge von beispielsweise I bis 3 mm Durchmesser aufteilen wann, wenn sie während der Heranführung unmittelbar vor der Lochplatte einer gelinden mechanischen Bearbeitung unterworfen werden. Die vor den Düsenöffnungen befindliche Masse erfährt hierbei eine mäßige Durchknetung, weiche verhindert, daß dcr Preßdruck eine Entmischung hervorruft.
• Sind die zu verarbeitenden Mischungen thixotrop, so kann eine zu weitgehende mechanische Bearbeitung vor den Lochblechen Verflüssigung hervorrufen. Es ist daher wesentlich, daß die Durcharbeitung der Masse in einer ihr jeweils angepaßten Weise erfolgt, damit eine zu lang andauernde mechanische Beeinfluslsung vermieden wird. Dünnflüssig gerührte thixotrope Massen bilden keine zusammenhängenden Fäden mehr. Sie laufen entweder gleich unterhalb der Lochplatte tropfenförmig zusammen oder verlieren auf einer sie aufnehmenden Transportunterlagen ihre fadenförmige Gestalt. Versuche haben gezeigt, daß eine gelinde mechanische Durcharbeitung unmittelbar vor der kochplatte auch bei stark thixotropen Massen die Entmischung verhindert, ohne dabei die Masse so dünnflüssig zu machen, daß eine einwandfreie Fadenbildung unmöglich wird.
• Bei der fadenförmigen Ausformung plastischer Mischungen ist neben der Anwendung des zum Düsendurchgang erforderlichen Preßdrucks auch bereits eine zusätzliche Rührwirktmg auf die zur Verarbeitung kommende Masse ausgeübt worden. Die verwendeten Rührvorrichtungen waren jedoch nicht dera.rt angeordnet, daß im unmittelbar vor dem Lochblech befindlichen Raum eine ausneichende, tote Ecken mit Sicherheit vermeidende Durcharbeitung der Masse vorgenommen werden konnte. Auch hat man hierbei Massen verwendet, die nicht zur Entmischung neigten. Mischungen jedoch, die trotz hohen Wassergehaltes von verhältnismäßig steifer Konsistenz sind, ließen sich bisher nur in völlig unbefriedigender Weise auf dünne Fäden verarbeiten. Dies gelingt erst mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen gelinden Bearbeitung unmlitelbar vor der Lochplatte.
• Um in dem vor der Lochplatte liegenden Raum die mechanische Bearbeitung den durchzusetzenden Massen anpassen zu können, ist es zweckmäßig, die Zuleitung der Masse zum Lochblech und die vor demselben liegende Rühreinrichtung durch von eine oder unabhängige Vorrichtungen zu betreiben. Man wird die Masse also zunächst mit an sich bekannten Einrichtungen, wie z. B. Druckkolben. Zahnradpumpen oder Förderschnecken. unter einen bestimmten Vordruck setzen und hierdurch an die Fadenbildungsvorrichtung heranführen. Auf diese Weise kann die mechanische Bearbeitung der Masse unmittelbar vor der Lochplatte unabhängig von der Fördergeschwindigkeit der Art der jeweils zu verarbeitenden Masse besonders gut angepaßt werden.
• Die mechanische Durcharbeitung der fadenförmig aufzuteilenden Masse kann in dem vor der Lochplatte liegenden Raum auf verschiedene Weise bewirkt werden. Es können beispielsweise hin und ber gehende Stäbe, Gitter oder Formkörper oder sich drehende Flügelwalzen zur Anwendung kommen.
• Auf den beiliegenden Zeidmungen sind einige zur Ausführung der Erfindung geeignete Vorrichtungen in schematischer Ausführung beispielsweise dargestellt.
• Abb. 1 zeigt eine Lochplatten, vor deren öffnungen sich ein gerader Stab b hin und her bewegt.
• In Abb. 2 führt ein Stabgitter c vor der zugehörigen Lodiplatte a. schwingende Bewegungen aus.
• Abb. 3 und 4 zeigen wellen- (d) oder zickzackförmige (e) Düsenplattenkratzstäbe.
• Als am zweckmäßigsten und einfachsten erwies sich im allgemeinen die Benutzung eines geraden Stabes (vgl. Abb. I), der mit Hilfe einer Exzentervorrichtung hin und her bewegt wird.
• Neben schwingenden Stäben können zur Durcharbeitung der fadenförmig aufzuteilenden Masse auch rotierende Maschinenelemente Anwendung finden, wie sie beispielsweise aus Abb. 5 und 8 ersichtlich sind.
• In Abb. 5 rotiert eine gezahnte Walze t- vor den Öffnungen g der Lochplatte h, die ihrerseits den Abschluß eines konischen Fülltrichters bildet.
• Abb. 6 verwendet ein horizontales Schaufelwerk, das vor den Öffnungen i der muldenförmig ausgebildeten Lochplatte k rotiert.
• Die plattenförmigen Schaufeln m dieses Rührwerkes sind auf der Vielkantwelle n befestigt.
• Abb. 7 und 8 zeigen in Längs- und Querschnitt ein unmittelbar vor den öffnungen der zylinderförmigen Lochplatte o arbeitendes Horizontalschaufelwerk, dessen Schaufelflächen p radial in die Betriebswelle r eingesetzt sind. Hier wie bei den übrigen Ausführungsformen der zur Anwendung kommenden Ausformvorn.ditung' ist es günstig, wenn sich das Fadenpressenzufübrungsgehäuse nach unten konisch verjüngt, was sich durch entsprechende Anordnung der Seitenwände oder durch keiliörmige Einbauten leicht erreichen läßt. Eine derartige nach der Lochplatte hin verjüngte Ausgestaltung des Gehäuses hat den Vorteil, daß die mechanische Durcharbeitung der Masse einers.eits nur annähernd in der Breitenausdehnung der Lochreihen erfolgt, andererseits aber vor der Lochplatte keine toten Räume entstehen, in denen sich schädliche Ansammlungen nicht fortlaufend durchfließender Massen bilden können.
• Aus Abb. 9 und 10 ist eine unter diesen Gesichtspunkten besonders vorteilhaft arbeitende Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens ersichtlich. Hiervon stellt Abb. g einen Längsschnitt durch den Fadenpresse und Abb. 10 leinen Querschnitt in Höhe der vor der Lochplatte liegenden Mischvorrichtung dar.
• Der Blechmantel I umschließt einen schachtförmigen Raum 2, der mit der fadenförmig auszuformenden Masse angefüllt wird. Durch keilförmige Einbauten 3 erfährt der Füllschacht 2 an seinem unteren Ende eine allmähliche Querschnittsverjüngung. Der Boden des Füllrnumes 2 wird von der Lochplatte 4 gebildet, die beispielsweise mit drei Lochreihen 5, 6 und 7 versehen ist. Die verwen,deten Lochbohrungen haben letwa 2 mm Durchmesser. Durch seitliche Stopfbüchsen 8 . laufen Führungsschienen 9, die einen auf der Innenfläche der Lochplatte 4 unmittelbar aufliegenden und parallel zu den Lochreihen 5 bis 7 verlaufenden Rührs.tab 10 tragen. Durch den Exzenterantrieb 11 erhalten die von einer Querstange 12 zusammengefaßten Führungsschienen 9 und damit der Rührstab 10 eine hin und her gehende Bewegung. Ein von oben her in das Füllgehäuse 1 durch Schneckenantrieb, hydrat lische Pressung oder ähnliche Hilfsmittel hineinbewegter Kolben 13 übt auf die auszuformende Masse eine Vorpressung aus.
• Die Anwerdung der vorstehend beschriebienen Fadenbildungsvorrichtung möge blei der Verarbeitung einer Katalysatormasse erläutert werden, welche durch Fällung einer Kobaltthoriumnitratlösung mit Alkalicarbonat in Gegemrart von Kieselgur unter nachbolgender Filtration und Auswaschung erhalten wurde.
• Der auszuformende Filterkuchen bestand zu 8o0/o aus Wasser, zu 10 bis 15% aus Kieselgur und zu 5 bis 10% aus Metallcarbonaten. Er wurde in den Füllschacht 2 der aus Abb. 9 und 10 ersichtlichen Vorrichtung eingefüllt und durch Vermittlung des Kolbens I3 mit seinem Überdruck von etwa 0,I bis 0,2 kg/qcm in den unteren Teil der Fadenpresse vorgeschoben. Die unmittelbar vor der Lochplatte befindliche Masse erhielt durch den mit etwa 70 Hüblen pro. Minute bei einer Hubweite von 2 mm hin und ber gehenden Rührstab 10 fortlaufend eine mäßige mechanische Bearbleitung. Trotz des sehr hohen Wassergehaltes wurde hierdurch eine Entmischung in Wasser und feste Bestandteile verhindert. Die Masse trat fortlaufend aus den Öffnungen der Lochplatte 4 aus und bildete gleichmäßige dünne Fäden, welche bei spielsweise auf ein Transportband anfielen, um mit dessen Hilfe der weiteren Behandlung (Trocknung) zugeführt zu werden. Die erfindungsgemäß angewandte Vorrichtung zur Entmischungsverhinderung ließ hohe Durchlaufgeschwindigkeiten zu. Die Fäden konnten beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 0,2 bis 1 m/Sek. ausgepreßt werden, was bei hochkonsistenten Katalysatormassen bisher macht möglich war.
• Ließ man den hin und her gehenden Stab 10 fort, oder setzte man die Antriebsvorrichtung still, so hörte die Fadenbildung nach kurzer Zeit vollständig auf. Die Preßvorrichtung 13 bewirkte sodann nur noch eine Entwässerung der Masse, derart, daß die flüssigen Anteile aus den Düsenöffnungen 5 bis 7 abliefen, während die trockene Masse im Gehäuse 2 verblieb. Sobald jedoch die durch den Stab 10 unmittelbar vor der Lochplatte 4 verursachte gelinde mechanische Bearbeitung der Masse wieder einsetzte, unterblieb die Flüssigkeitsabscheidung, und es trat die gewünschte fadenförmige Ausformung der zu verarbeitenden Masse wieder ein.

Claims (3)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Verfahren zur Aufteilung wasserhaltiger Massen, die trotz hohen Wassergehaltes von steifer Konsistenz sind und sich unter Druck in feste und flüssige Anteile lentmischen, unter Durchpressung durch Lochplatten in dünne Stränge, dadurch gekennzeichnet, daß man die mittels an sich bekannter Einrichtungen unter Vordruck gesetzte und an die Fadenbildungsvorrichtung herangeführte Masse unmittelbar vor den Austrittsöffnungen der Lochplatte mechanisch derart durcharbeitet, daß einerseits eine Entmischung und andererseits eine zu weitgehende Verflüssigung der Masse vermieden werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Blearbeitung der auszuformenden Masse durch hin und her gehende oder sich drehende Maschinenelemente erfolgt, welche sich unmittelbar vor der fadenbildenden Lochplatte bewegen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und z, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Vorrichtung, deren Preßraum sich nach der Lochplatte hin verjüngt.