CH319215A - Verfahren zum Mischen zweier Stoffe, wobei mindestens einer der Stoffe eine Flüssigkeit ist - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Mischen zweier Stoffe, wobei mindestens einer der Stoffe eine Flüssigkeit ist
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfuhren zum Mischen zweier Stoffe, von denen wenigstens ein Stoff eine Flüssigkeit ist. Unter          lIischen      ist auch das Beibringen eines festen Stoffes in eine   Fliissigkeit zwecks WVa-      sehens    des festen Stoffes zu verstehen.



   Ein Mischen von Stoffen kann zum Beispiel zweeks Anflösens eines festen Stoffes in einer Flüssigkeit oder zweeks Herbeiführung einer ehemisehen Reaktion zwischen Stoffen oder zwecks   Herstellung eines blossen Gemi-    sches von Stoffen notwendig sein.



     Der Begriff  Flüssigkeit  schlie#t    sowohl eine einzelne Flüssigkeit als auch ein Gemisch   vonFlüssigkeitein.   



   Gemäss der Erfindung wird die Flüssig   keit derart zum Umlauf gezwungen, dass sie    zwischen zwei aufrecht ineinanderstehenden,   zylindrischen Mänteln emporsteigt, über    die obere Kante des   Innern Mantels strömt und    in dessen Innenraum fällt, von wo sie, nm von neuem   besehlelmigt    zn werden, durch mindestens eine Durchtrittsoffnung eines aufrecht stehenden hohlen Mittelteils und eine zentrale   Öffnung    im Boden des innern Mantels fliesst.



  Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch ein siell unter dem untern Ende eines aufreeht stehenden hollen Mittelteils befindliches, drehbar gelagertes   Organ, welches Mit-    telteil von einem ersten zylindrischen Mantel mit Boden und dieser wieder von einem zweiten zylindrischen Mantel mit Boden   umschlos-    sen ist, wobei die von diesen Mänteln und Böden gebildeten Kammern im obern Teil miteinander und die Aussenkammer mit dem Mittelteil   hunter    dem Boden der Innenkammer miteinander kommunizieren.



   In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus  führungsbeispiel    einer erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht,
Fig. 2 einen Grundriss und
Fig. 3 einen Schnitt gemäss der   Linie AA    aus Fig.   1.   



   In Fig.   I    ist mit 1 ein zylindrischer   Behäl-    ter (Aussenbehälter) bezeichnet, der von einem aus Rohren gefertigten Gestell 2 getragen wird und der einen zylindrischen, koaxial angeordneten Innenbehälter 3 aufweist. Der Raum 4 zwischen dem Innenbehälter 3 und dem   Aussenbehälter l ist    als Stromungskammer vorgesehen.

   Der obere Rand des Innenbehälters 3 liegt tiefer als der obere Rand des Aussenbehälters, und der Boden 5 des Innenbehälters 3, der nach der Mitte zu   hoehgezogen    ist, liegt in einem Abstand über dem Boden des Aussenbehälters   1.    Mit dem Boden 5 des Innenbehälters 3 ist ein sich nach oben konisch erweiterndes, aufrecht stehendes  Mittelteil 6 verbunden, das über dem Boden 5 des Innenbehälters seitliche   Durehtrittsoff-      nungen    8 aufweist. Um das Mittelteil 6 bildet der Innenbehälter 3 eine Strömungskammer 7, die ringförmig ist. Das Mittelteil 6 erstreekt sich über das obere Ende des Aussenbehälters   1    hinaus und ist im wesentlichen kegelförmig gestaltet, und zwar so,   da#    es von oben nach unten im Querschnitt enger wird.

   Im untern Teil dieses kegeligen Zulaufrohres 6, in dem die Öffnungen 8 eingearbeitet sind, ist eine Verbindung mit dem Innenraum 7 des Innenbehälters 3 hergestellt. Infolgedessen kann beispielsweise eine durch ein Zulaufrohr 23 in das Innere des Zulaufrohres 6 eingeführte Flüssigkeit   dureh    die Öffnungen 8 in den Innenraum 7 des Innenbehälters 3 eintreten, und obendrein ist durch die   Bodenoffnung    eine Verbindung mit dem Aussenbehälter 1 hergestellt.



   Eine Welle 9 ragt koaxial durch den Mittelteil 6 hindurch, die in Lagern 10 und 11 geführt ist. Das Lager 10 wird von dem   Rohr-    gestell 2 getragen, während das andere, als   Spurlager    11 ausgebildete Lager am Boden des Aussenbehälters   1    angeordnet ist. Diese   Wellewird    von einem Elektromotor   12    aus über Riemenscheiben 14, 15 und einen Riemen 13 angetrieben. Auf der Welle 9 ist ein Flügelrad befestigt, das aus einer Anzahl gebogener und zwischen einer untern und einer obern Deckplatte 17, 18 gehaltener Flügeln 16 besteht. Die untere Deekplatte 17 ist   dureh    Schrauben 19 mit einer Fussplatte 20 verbunden, die auf der Welle 9   aufgeschwei#t    ist.

   Dieses von den Teilen 16, 17, 18 gebildete Flügelrad kann zentral und axial zur Welle 9 eine Flüssigkeit aufnehmen und diese nach den Seiten radial, ausschleudern. Als Eintritt dient eine mittlere Öffnung in der Deckplatte   18.    Ein Satz feststehender Leitschaufeln 21 erstreckt sich vom Umfang des Schleuderrades weg. Diese   Leitsehaufeln      21    haben den Zweck, eine unnötige Drehbewegung der Flüssigkeit   wu    verhindern, nachdem sie aus dem Flügelrad ausgetreten ist. Der Aussenbehälter 1 ist mit einem absperrbaren Auslass   22    ausgestattet, und im tiefsten Teil des Bodens 5 des Innenbehälters 3 ist eine kleine Öffnung vorgesehen, dureli die aueh der Rest der Flüssigkeit aus dem Innenbehälter 3 auslaufen kann.

   Das Zulaufrohr 23 mündet in dem Alittelteil 6 an einer Stelle, die etwas   houer    liegt als der obere Rand des Innenbehälters 3.



   In dem Zwischenraum 4 zwischen der Aussenwand des Innenbehälters 3 und der Innenwand des   Au#enbehälters 1    ist eine Rohrsehlange 24 angeordnet, die mit Stutzen   25    und 26 versehen ist. Diese Rohrschlange   24    kann entweder mit einer Heizquelle oder mit einer Kühleinrichtung oder abwechselnd mit einer Heiz-und Kühleinrichtung in Verbin  dung gebracht werden, um eine    bestimmte Temperatur im Innern des Zwischenraumes 4 aufrechtzuerhalten.



   Die   Rohrschlange24wirdvon    Stegen 27 getragen, die den   Zwisehenraum zwischen    dem Innenbehälter 3 und dem Aussenbehälter   1      überbrüeken.    Diese Stege 27 können   gleich-      zeitig    dazu dienen, Drehbewegungen der Flüssigkeit in der   Stromungskammer    4 zu   verhindern oder zu ersehweren.    Diese Zwi  schenstege      27    sind paarweise einander   gegen-      überliegend    und in Kreuzform angeordnet (siehe Fig. 2). Der Aussenbehälter 1 kann mit einem Deekel versehen sein, der zweekmässi  gerweise    eine Entlüftungsöffnung aufweist.



   Die   besehriebene    Vorrichtung ist besonders für die Herstellung von Harnstoff-Formaldehydkondensationsprodukten geeignet. Hierfür wird beispielsweise eine Formaldehydlösung in den Aussenbehälter eingeschüttet und das Flügelrad in Drehung versetzt.   Dadureh    wird die Flüssigkeit durch das Flügelrad an den Leitschaufeln 21 vorbei nach aussen in den Zwisehenraum 4   gesehleudert,    tritt dort über den tieferliegenden Rand des Innenbehälters 3 in dessen Innenraum 7 ein, aus dem es durch die Öffnungen 8   des Alittelteils    6 und die Bodenoffnnn, wieder dem Flügelrad zufliesst.



     Durez    das Flügelrad wird also eine   Flüssig-    keitsumlaufbwewegung erreicht, ferner wird auf einem Teil des Umlaufes die Flüssigkeit ge  wirbelt.   



   Während dieses Umlaufes der Formaldehydlösung wird Harnstoff durch das Zulauf rohr 23 zugesetzt, wobei zweckmässigerweise eine   Tourenzahl    von 300   LT/min    für das Flü  gelrad    gewählt wird.



   Da die ehemische Bindung zwischen Harnstoff und Formaldehyd eine endotherme Reaktion ist, sinkt die Temperatur der   Flüssig-    keit auf ungefähr 0 . Danach wird eine Ammoniaklösung in die umlaufende Flüssigkeit eingebraeht, durch die eine milde exotherme Reaktion eingeleitet wird. Dabei kann durch die   l'ohrsehlange      24    Dampf geleitet werden, um das Gemisch auf   30       C    zu bringen. Diese Temperatur soll während des ganzen   alise-    vorganges aufreechterhalten werden, was leieht   möglieh    ist, wenn man n abwechselnd Dampf oder kaltes Wasser durch die Rohrsehlange schickt.



   Die beschriebene   Vorriehtmg    kann auch zur   Erzeugung eines alkalisehen Reagens    dureh Lüsen von Ätznatron in Butanol verwendet werden. In diesem Falle wird in den Aussenbehälter   1    zunächst Butanol eingefüllt, und dann wird durch das Zulaufrohr 23 Ätznatron eingeführt, aber erst dann, wenn das Butanol sieh im Umlauf befindet.



   Für manehe Zwecke kann es vorteilhaft sein, unmittelbar um das Flügelrad herurn ein Sieb oder ein Filter anzuordnen, wodurch die zu lösenden festen Stoffe zurückgehalten werden, bis sie zwisehen dem Innenbehälter   3    und dem   Au#enbehälter 1    unter der   Schleu-    derwirkung der schnell durchströmenden   Flüssigkeitgelostsind.    Das Sieb oder statt dessen auch ein Gitter kann entweder ortsfest oder aber mit dem Flügelrad verbunden sein, so dass es mit diesem umläuft. Die Grosse der Sieb-oder   Gitteroffnungen    wählt man   ent-    sprechend der Korngrosse des zu behandelnden festen Stoffes.



   Man konnte auch zwisehen   Innen-und    Aussenbehälter einen Käfig zur Aufnahme von festen, durch die Flüssigkeit zu reinigenden Stoffen anordnen.



   Bei der Behandlung eines festen Stoffes mit einer Flüssigkeit, wird vorzugsweise der erstere-in die Flüssigkeit an der Stelle eingeführt, an der sie sieh unmittelbar vor dem Schleudern abwärts bewegt. Der feste Stoff kann somit in den Innenraum dort eingeführt werden, wo die Flüssigkeit vom   AuRenraum    in diesen Innenraum iiberläuft. An Stelle von einem Flügelrad könnte ein drehbares Organ vorgesehen werden, das die Flüssigkeit axial nach unten beschleunigen würde Die Flüs  sigkeit      flie#t   dann trotzdem nach aussen längs des Bodens des Aussenbehälters.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Mischen zweier Stoffe, wobei mindestens der eine Stoff eine Flüssigkeit ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit derart zum Umlauf gezwungen wird, dass sie zwisehen zwei aufrecht inein anderstehenden, zylindrischen Mänteln em porsteigt, über die obere Kante des innern Mantels strömt und in dessen Innenraum fällt, von wo sie, um von neuem beschleunigt zu werden, durch mindestens eine Durchtritts- öffnung eines aufrecht stehenden hohlen Mittelteils und eine zentrale Öffnung im Boden des innern Mantels fliesst.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein sicli unter dem untern Ende eines aufrecht stehenden, hohlen Mittelteils befindliehes, drehbar gelagertes Organ, welches Mittelteil von einem ersten zylindrisehen Mantel mit Boden und dieser wieder von einem zweiten zylindrischen Mantel mit Boden umschlossen ist, wobei die von diesen Mänteln und Boden gebildeten Kammern im obern Teil miteinander und die Aussenkammer mit dem Mittelteil unter dem Boden der In nenkammer miteinander kommunizieren.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durci gekennzeichnet, dass die Temperatur der Flüssigkeit während des Ansteigens in diesem Umlaufstrom geändert wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit während eines Teils des Umlaufes durcheinan- dergewirbelt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüehen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Flüssigkeit während ihres Weges zum Aufstieg im ringförmigen Strom an unerwünseht entstehenden Drehbewegungen gehindert wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüehen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit auch während ihres Aufstieges im ringförmigen Strom an unerwünscht entstehenden Drehbewegun- gen gehindert wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die. Flüssigkeit durch Schleudern zum Umlauf gezwungen wird.

   6. Verfahren naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der zu behandelnde feste Stoff in die Flüssigkeit an der Stelle eingeführt wird, an der sie sieh unmit- telbar vor dem Schleudern abwärts bewegt.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit während ihres Umlaufes durch ein Sieb geführt wird, um die Bewegung des festen Stoffes in der Flüssigkeit einzuschränken.

   8. Verfahren naeh Patentanspruch I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit unmittelbar naeh dem Schleudern durch ein Sieb geführt wird.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen-und Aussenkammer ringförmige Quersehnitte haben und dass das Mittelteil nach unten zu konisch enger ist.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeiehnet, dass eine Schleuder vorriehtung unter dem Boden der Innenkam- mer angeordnet ist.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand der Innenkammer tiefer als der der Aussenkammer liegt und der Boden der Innenkam- mer mit Abstand über dem Boden der Aussenkammer angeordnet ist, wobei die Innenkam- mer mit dem naeh abwärts eingezogenen Mittelteil in Verbindung steht, das über den obern Rand der Aussenkammer hinausragt und das unten im tiefsten Teil wenigstens eine Durchtrittsoffnung aufweist.

   12. Vorrichtung nach patentanspruch II und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass ein Schleuderflügelrad durch eine ¯Telle antreibbar ist, die sieh durch das Alittelteil nach unten erstreckt.

   13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in das Mittelteil ein abwärts geriehtetes Zulaufrohr mündet, dessen tiefster Ansehlusspunkt oberhalb des obern Randes der Innenkammer liegt.

   14. Vorrichtung nacli Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da# im Aussenkam- merteil zwischen Innen- und Aussenkammer- mantel eine Rohrsehlange angeordnet ist, zu dem Zwecke, die Temperatur der Flüssigkeit regeln zu können.

   15. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch radial stehende Prall- wände in der Aussenkammer, zu dem Zweek, eine Drehbewegung der Flüssigkeit während des Durchflusses durch diese Kammer zu verhindern.

   16. Vorriehtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrschlange von den Prallwän- den getragen wird.

   17. Vorriehtung naeh Patentansprueh II und den Unteransprüehen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das innen beaufschlagte und radial nach aussen fördernde Flügelrad mehrere sich naeh aussen erstreekende, gebo- gene Flügel aufweist, die zwischen einer obern und einer untern Deekplatte angeordnet sind, wobei die obere Deckplatte eine Eintrittsöff- nung für den Eintritt der Flüssigkeit aufweist.

   18. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad an seinem Umfang von feststehendenLeitschaufelnum- geben ist, um zu verhindern, dass der Flüssig- keitsstrom nach dem Verlassen des Flügel- rades sieh in der Aussenkammer unnötig dreht.

   19. Vorrichtung nach patentanspruch II und den Unteransprüehen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad von einem Sieb b umgeben ist, um gröbere feste Stoffe aus dem weiterströmenden flüssigen Medium zurückzuhalten.

   20. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 10, 12 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb mit dem Umfang des Flügelrades vereinigt ist.

   21. Vorrichtung nach. Patentanspruch II und den Unteransprüchen 10, 12, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aussenkammer ein Käfig zur Aufnahme von durch die Flüssigkeit zu waschenden festen Stoffen angeordnet ist.