DEP0055181DA

DEP0055181DA - Method and device for carrying out continuous mixing and reaction processes with pumpable substances

Info

Publication number: DEP0055181DA
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Bergisch Gladbach Erdmenger
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Publication date: 1951-03-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung für die Durchführung von kontinuierlichen Misch- und Reaktionsprozessen bei pumpfähigen Stoffen.The invention relates to a method and device for carrying out continuous mixing and reaction processes with pumpable substances.

Eine Möglichkeit solche Prozesse durchzuführen, besteht darin, daß man die betreffenden Ausgangskomponenten durch eine Kreiselpumpe oder dergleichen durchsetzt. Hierbei betragen die Verweilzeiten meist nur Bruchteile von Sekunden. Vor allen ist aber dieser Prozess in der Regel nur anwendbar für niedrig viskose Flüssigkeiten, bei denen während des Mischvorganges keine wesentliche Konsistenz-Erhöhung oder gar Auftreten fester Stoffe stattfindet, da diese das Innere der Pumpe zusetzen und blockieren würden. Auch wäre bei zähflüssigen Stoffen keine Gewähr für eine ausreichende Vermischung gegeben. Die Verwendung von Förderorganen allein stellt also keine ausreichende Lösung des in Frage stehenden Problems dar.One way of carrying out such processes is to pass through the relevant starting components using a centrifugal pump or the like. The dwell times are usually only fractions of a second. Above all, this process can usually only be used for low-viscosity liquids in which there is no significant increase in consistency or even the appearance of solid substances during the mixing process, as these would clog and block the interior of the pump. In the case of viscous substances, there would also be no guarantee of adequate mixing. The use of funding bodies alone is therefore not a sufficient solution to the problem in question.

Werden im vorliegendem Fall Mischvorrichtungen mit selbstfördernder Wirkung verwendet, wie z.B. Schneckenwellen, so ist man darauf angewiesen, ein Kompromiß zwischen Förder- und Misch-Schnecken ab, und es ist nicht möglich, bei gegebener Apparatur den Mischeffekt ohne weiteres durch Erhöhung der Drehzahl zu steigern, da durch diese Maßnahme gleichzeitig automatisch Verweilzeit, also die Dauer der Mischwirkung herabgesetzt wird.If mixing devices with a self-conveying effect are used in the present case, such as screw shafts, one has to rely on a compromise between conveying and mixing screws, and it is not possible, with the given apparatus, to increase the mixing effect easily by increasing the speed , because this measure also automatically reduces the dwell time, i.e. the duration of the mixing action.

Es gibt nun Fälle, bei denen eine geringe Durchsatzgeschwindigkeit des Stoffes durch die Apparatur bei gleichzeitig sehr intensiver Bewegung der Mischung verlangt wird. Die in einer solchen Apparatur durchgesetzten und am Prozeß teilnehmendeThere are now cases in which a low rate of throughput of the substance through the apparatus and, at the same time, very intensive agitation of the mixture is required. Those enforced in such an apparatus and taking part in the process

Stoffmenge könnte im allgemeinen sehr klein sein,, wenn sie nur intensiv in Bewegung gehalten wird, wodurch günstige Bedingungen für Mischung, eventuelle Wärmeübertragung und chemische Umsetzung herbeigeführt würden.The amount of substance could in general be very small if it was only kept in motion, which would create favorable conditions for mixing, eventual heat transfer and chemical conversion.

Es wurde nun gefunden, daß bei beliebig hoch wählbarer innerer Stoffbewegung eine beliebig lange Verweilzeit des Gemisches im Mischsystem erzielt wird, wenn erfindungsgemäß eine Mischapparatur mit vorzugsweise selbstreinigender Wirkung verwendet wird, die mir mindestens einem Förderorgan,vorzugsweise einer Pumpe so kombiniert und so abgestimmt ist, daß allein die Förderleistung des Förderorgans maßgebend für die Verweilzeit des Mischgutes im Mischraum ist. Man kann unter dieser Voraussetzung mittels des Förderorgans jede gewünschte Verweilzeit des zu verarbeitenden Produktes ohne Einbuße an Turbulenz im Mischsystem einstellen. Es spielt in vielen Fällen keine Rolle mehr, mit welcher Drehzahl die Mischvorrichtung betrieben wird, ob sie fördert oder nicht. Die Fördervorrichtung wird vorzugsweise gleichzeitig als Dosiervorrichtung angewendet.It has now been found that with an arbitrarily high selectable internal material movement, an arbitrarily long residence time of the mixture in the mixing system is achieved if, according to the invention, a mixing apparatus with a preferably self-cleaning effect is used, which is combined and coordinated with at least one conveying element, preferably a pump, that only the delivery rate of the conveyor organ is decisive for the dwell time of the material to be mixed in the mixing chamber. Under this condition, any desired dwell time of the product to be processed can be set by means of the conveyor element without loss of turbulence in the mixing system. In many cases it no longer matters at what speed the mixing device is operated, whether it is delivering or not. The conveying device is preferably used at the same time as a metering device.

Die Vorrichtung läßt sich apparativ in verschiedener Weise verwirklichen.The device can be implemented in various ways in terms of apparatus.

Einmal kann erfindungsgemäß für jede einzelne Komponente der Mischvorrichtung ein Förderorgan vorgeschaltet werden, wobei die Abstimmung zwischen Förderleistung des vorgeschalteten Förderorgans und der Leistung infolge einer gegebenenfalls vorhandenen Förderwirkung der Mischvorrichtung so erfolgen muß, daß die Leistung der Mischvorrichtung nicht größer ist als diejenige des Förderorgans.According to the invention, a conveying element can be connected upstream for each individual component of the mixing device, the coordination between the conveying capacity of the upstream conveying device and the output as a result of a possibly existing conveying effect of the mixing device so that the output of the mixing device is not greater than that of the conveying device.

Andererseits ist es möglich, erfindungsgemäß das Förderorgan der mit den einzelnen Komponenten beschickten Mischvorrichtung nachzuschalten, wobei die Mischvorrichtung eine Förderleistung besitzen muß, die mindestens gleich derjenigen des Förderorgans ist.On the other hand, it is possible according to the invention to connect the conveying element downstream of the mixing device charged with the individual components, the mixing device having to have a conveying capacity which is at least equal to that of the conveying element.

Eine spezielle Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß erfindungsgemäß ein oder mehrere Förderorgane mit einer Mischvorrichtung zusammengeschaltet ist bzw. sind, die als Mischorgan ein einzelnes bewegtes Teil, z.B. einen Knetarm oder eine Misch-Schnecke, enthält.A special embodiment of the device consists in that, according to the invention, one or more conveying elements is or are interconnected with a mixing device which, as a mixing element, contains a single moving part, e.g. a kneading arm or a mixing screw.

Eine weitere Variationsmöglichkeit sieht vor, daß erfindungsgemäß ein oder mehrere Förderorgane mit einer Mischvorrichtung zusammengeschaltet ist bzw. sind, die als Mischorgan zwei oder mehrere bewegliche Teile - beispielsweise im gleichen oder entgegengesetzten Drehsinn rotierende Knetarme oder Misch-Schnecken mit vorzugsweise selbstreinigender Wirkung - enthält.Another possible variation provides that, according to the invention, one or more conveying elements is or are connected to a mixing device which, as a mixing element, contains two or more moving parts - for example kneading arms rotating in the same or opposite directions or mixing screws with a preferably self-cleaning effect.

Ein Verfahren zur Anwednung der Vorrichtung besteht darin, daß erfindungsgemäß der Mischvorrichtung mit nachgeschaltetem Dosier-Förderorgan die einzelnen Komponenten unter Druck, beispielsweise mittels vor die Mischvorrichtung geschalteter Pumpen in einer Menge zugeführt werden, die mindestens gleich der Förderleistung des nachgeschalteten Förderorgans ist. In diesem Falle ist eine Förderleistung der Mischvorrichtung nicht erforderlich.One method of using the device is that, according to the invention, the mixing device with a downstream dosing conveyor is supplied with the individual components under pressure, for example by means of pumps upstream of the mixing device, in an amount that is at least equal to the delivery rate of the downstream conveyor. In this case, the mixing device does not need to be delivered.

In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Einschaltung von Dosierpumpen vor zwei Mischvorrichtungen und Fig. 2 die Schaltung einer Dosierpumpe hinter eine Mischvorrichtung.In the drawing, for example, two embodiments of the invention are shown schematically, namely FIG. 1 shows the connection of metering pumps in front of two mixing devices and FIG. 2 shows the connection of a metering pump after a mixing device.

Die einzelnen zu mischenden Komponenten 1, 2 (Fig. 1) werden von den Zahnradpumpen 4, 5 in die Mischvorrichtungen 7 eindosiert, verlassen dieselbe in der von beiden Pumpen bestimmten Menge und werden zusammen mit der Komponente 3, die von der Pumpe 6 dosiert wird, in die Mischvorrichtung 8 gepumpt. Die Menge des Mischgutes, die durch die Mischvorrichtung 8 geht, wird durch die drei Pumpen 4, 5 und 6 bestimmt.The individual components 1, 2 to be mixed (FIG. 1) are metered into the mixing devices 7 by the gear pumps 4, 5, leave the same in the amount determined by both pumps and are together with the component 3, which is metered by the pump 6 , pumped into the mixing device 8. The amount of the material to be mixed that goes through the mixing device 8 is determined by the three pumps 4, 5 and 6.

In der Fig. 2 werden zwei Komponenten 9 und 10 in die Mischvorrichtung 11 eingeführt und von derselben zur Zahnradpumpe 12 gefördert. Die Pumpe 12 läßt aber, gänzlich unabhängig von der Drehzahl bzw. Förderwirkung der Mischvorrichtung nur eine durch eine bestimmte Menge durch.In FIG. 2, two components 9 and 10 are introduced into the mixing device 11 and conveyed by the same to the gear pump 12. The pump 12, however, allows only one through a certain amount, completely independently of the speed or the conveying effect of the mixing device.

Claims

1.) A method for the continuous mixing of pumpable substances, characterized in that the dwell time of the substances to be mixed in the mixing chamber of a mixing device, preferably with a self-cleaning effect, by changing the delivery rate of at least one device that is connected to the mixing device and transporting the material, preferably with a pump.

2.) Device for carrying out the method for the continuous mixing of pumpable substances according to claim 1, consisting of a mixing device with preferably self-cleaning effect, and at least one conveyor device, which are designed in such a way that the dwell time in the mixing chamber of the mixing device by the delivery rate at least one conveyor device, preferably can be controlled by a pump.

3.) Device according to claim 2, characterized in that the conveying device is designed as a metering device.

4.) Device according to claim 2 and 3, characterized in that at least one conveyor device is connected upstream of the mixing device.

5.) Device according to patent claims 2 and 3, characterized in that a conveying device is connected upstream of the mixing device for each individual component of the mixture to be achieved.

6.) Device according to claims 2 and 3, characterized in that the conveying device is connected downstream of the mixing device.

7.) Device according to claims 2 and 3, characterized in that conveying devices of the mixing device are both upstream and downstream.

8.) Device according to claims 2-7, characterized in that the mixing device contains a single moving part, preferably a worm shaft.

9.) Device according to claims 2-7, characterized in that the mixing device contains two or more moving parts, preferably screw shafts rotating in the same or opposite direction of rotation, preferably with a self-cleaning effect.