DE1962464A1

DE1962464A1 - Vorrichtung fuer die volumetrische Absaugung viskoser Fluessigkeiten aus unter Vakuum funktionierenden Apparaten,im besonderen fuer eine kontinuierliche Produktion von Polymeren

Info

Publication number: DE1962464A1
Application number: DE19691962464
Authority: DE
Inventors: Franco Magnoni; Luigi Marafioti; Francesco Siclari
Original assignee: SNIA Viscosa SpA
Current assignee: SNIA Viscosa SpA
Priority date: 1968-12-12
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1970-07-02
Also published as: FR2025983A1; NL6901689A; NL160174B; IE33671L; GB1261976A; IE33671B1; NL160174C; US3582244A; BE742898A

Description

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Dk, Ing. ERNST MAIBE DiPL₁-ING. klaits βειπνγ

PATEIfXAHTVAM

8 MÜNCHEN 23 DlFL.-PiiYS. houeiw μιλ-α

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A 48269 12. Dezember I969

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Firma SNIA VISCOSA SOCIETA* NAZIONALE INDUSTRIA APPLICAZIONI VISCOSA; 18, Via Montebello, Mailand, Italien

Vorrichtung für die volumetrische Absaugung viskoser Flüssigkeiten aus unter Vakuum funktionierenden Apparaten, im besonderen für eine kontinuierliche Produktion von Polymeren

Die Erfindung betrifft eine im wesentlichen als Pumpmittel funktionierende Vorrichtung für die kontinuierliche und dosierte Absaugung von Gas und flüchtige Partikel absondernden Flüssigkeiten mittlerer und starker Viskosität aus Apparaten und Teile von Einrichtungen, deren Raum unter subatmosphärischem Druck, wenn nicht gar unter Hochvakuum gehalten wird. Im besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für eine kontinuierliche volumetrische Absaugung des Produktes aus Reaktoren und Apparaten für die Behandlungen

An das

Deutsche Patentamt

8 München- 2

009-82771314

und für Zwischen- und Endverfahren bei der Herstellung von Polymeren, besonders von Polyestern und Polyamiden.

In der Herstellung und in der kontinuierlichen Behandlung solcher polymerisierter Materialien oder im Lauf der Vollendung ihres Polymerisierungsprozesses in Reaktoren und Apparaten, deren Behandlungsräume unter subatmosphärischem Druck, meistensteils.unter Hochvakuum stehen, ergeben sich bekanntlich Schwierigkeiten bezüglich einer kontinuierlich dosierten volumetrischen Absaugung des betreffenden Produktes. Das Produkt solcher Zwischen- und Endbehandlungen weist tatsächlich physikalisch ungünstige Eigenschaften auf, wie hinsichtlich seiner Viskosität, die auch sehr hohe Werte in der Größenordnung von einigen und auch von mehreren hundert Poises annehmen kann, und im besonderen auch wegen seiner Eigenschaft, gasförmige Partikel zu entladen. Diese Produkte fordern außerdem die strikte Einhaltung ganz bestimmter Wärmeverhältnisse, da im allgemeinen ein sehr beschränkter Bereich von Temperaturen besteht, unterhalb dessen das Material nicht im gewünschten Schraelzzustand verbleibt, und darüberhinaus sich Zersetzungserscheinungen zeigen.

Das Fehlen von Druck im Innern der Räume, aus welchem die zähen Materialien abgesaugt werden sollen, und die erheblichen Widerstände im Vorrücken innerhalb der Rohrleitungen

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für die Transferierung des Materials zu den darauffolgenden Behandlungs« oder Verarbeitungsmitteln verlangen, daß die kontinuierliche Materlalabsaugung aus den genannten Apparaten durch Vorrichtungen erfolgt, die in der lage sind„ eine Pumpwirkung auszuüben. Aus diesen Gründen sind diese Vorrichtungen praktisch von mechanischen Pumpen verschiedener As?t gebildet, so zum Beispiel durch Kapselpumpen oder Zahnradpumpen, Sebneckengetriebepumpen und anderem»

Aus den vorgenannten und aus noch anderen Gründen arbeiten diese Pumpen unter besonders ungünstigen Zuständen , und gerade was ihre Ansaugung und Kapazität eines einheitlichen Ansaugens mit vollständigem Ausfüllen der Räume und Durchgänge anbelangt. Man hat zu berücksichtigen₅ daß das an und für sich zähe Material* welches' zudem'dauernd'gasförmige Partikeln abstößt, nur sehwach Biaia Eintoiingen in . die Pumpenorgane beeinflußt wird.

Unter den bekannten Pumpmitteln sollten,theoretisch genommen, gerade die Pumpen mit mehreren Pumpenschrauben (auch Spindelpumpen genannt) die günstigeren Ergebnisse zeitigen, eben wegen ihrer charakteristischen Regelmäßigkeit und Einheitlichkeit im Abfluß und wegen ihrer guten volumetrischen Eigenschaften, Die nach den üblichen technischen

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Erkenntnissen gebauten Mehrschraubenpumpen haben andererseits* bei den beschriebenen Verhältnissen Schwierigkeit bei der Ansaugung und erweisen sich für ziemlich hohe Temperaturen als ungeeignet, vor allem wegen der ungleichmäßigen Pumpleistung und der Unmöglichkeit, beachtliche Ausgangsdrücke zu erzeugen.

Die Erfindung Ätrebt die Schaffung einer Vorrichtung

t
für die kontinuierlich volumerisehe Absaugung stark viskoser Flüssigkeiten unter Entladung gasförmiger Partikeln aus Apparaten der angegebenen Art und für die vorher in Betracht gezogene Verwendung an, die geeignet ist, bei den gewöhnlich in Gebrauch befindlichen Vorrichtungen auftretenden Unzuträglichkeiten und BetriebeSchwierigkeiten zu beseitigen oder wenigstens zu reduzieren.

Im besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für die glannten oder für gleichwertige Zwecke, wobei sie als eigentliche Pumpmittel ein von mehreren sjlindrischen Schrauben gebildetes System darstellt und dem Pumpsystem von Pumpen mit mehreren parallelen und gegenläufigen Schrauben gleichkommt, die in ihren Erzeugenden gegenseitig eingreifen, wobei das System geeignet ist, im Bereich seines Eintrittsbzw. Ansaugteteiis ein vollständiges Ausfüllen des Raumes

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zwischen den Schraubengängen mehrerer Pumpschrauben zu gewährleisten, bevor die Schraubengänge des Pumps chraubensystems in gegenseitigem Eingriff miteinander kommen.

Es ist ferner Ziel der Erfindung, eine Ansaugvorrichtung mit mehreren Pumpschrauben zu schaffen, die die vorbesagten Eigenschaften besitzt und ferner konstruktions- und betriebsmäßig mit dem Apparat, aus welchem die Absaugung | stattzufinden hat, verbunden 1st, so daß die besagte vollständige Füllung der genannten Schraubennuten direkt im Innern des Apparates erfolgt, so daß jeder zwischenzeitliche^ Durchgang, in welchem sich Hohlsogereeheinungen oder die Bildung und Beibehaltung gasförmiger Einschlüsse ereignen könnten, vermieden wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Absaugvorrichtung, die außer den vorbesagten Eigenschaften die Eigenart besitzt, dem Material eine im wesentlichen einheitliche Temperatur während des ganzen Durchganges durch die Vorrichtung zu gewährleisten.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß sie einen Pumpenmechanismus mit mehreren Sohrauben, vorzugsweise mit drei zylindrischen und parallelen Schrauben besitzt, die gegenseitig ineinandergreifen, wobei das Endteil des genannten Mechanismus in den Raum hineinreicht, aus welchem die zühe Flüssigkeit zu ent-

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nehmen ist, und das genannte Endteil reichlich bemessene Eintrittsöffhungen besitzt« die hinsichtlich der Schrauben radial ausgerichtet sind, und daß gegenüber diesen ein Teil der Schrauben vollständig frelJLiegt, während der übrige Teil der Schrauben unterhalb dieses Endteils liegt, so, daß die zähe Flüssigkeit die freiliegenden Schnecken unbehindert erreicht und die Schrauben in ihrem ganzen Umfang von J56O° füllt, bevor in diese Nuten die Gänge einer anderen Schraube oder mehrerer Sehrauben eingreifen.

Vorzugsweise wird ein drei Schrauben enthaltender Pumpenmechanismus mit einer zentralen Schraube verwendet, deren Welle sich nach außerhalb der Vorrichtung verlängert, dort an ein Antriebsmittel angeschlossen ist und die seitlich

treibt.

angeordneten Schrauben &na&x&hL·. Die seitlichen Schrauben erstrecken sich in den Innenraum des Apparates, aus welchem die Flüssigkeit abgezogen werden soll, während die. mittlere Schraube etwa in Höhe des eintrittsseitigen Endes des Lagergehäuses der Schrauben endet.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung außerdem in einem rohrartigen Ausgang der Behandlungseinrichtung untergebracht und von einem den Behandlungsraum umschließenden Hohlraum umgeben, der von einem Heizmedium durchströmt wird* Biese

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Unterbringung sorgt für die Erwärmung des Pumpmechanismus praktisch über seine ganze Länge hinweg. Ferner können ein oder mehrere Heizmäntel, die mit dem lampengehäuse konstruktiv verbunden sind, nebst den Anschlußstücken angeordnet sein.

Die Vorrichtung wird ferner am Teil, wo die den

PURipenmechanismus betätigende Antriebswelle austritt^ |

mit für verhältnismäßig hohe Temperaturen geeigneten Dichtungsmitteln versehen, zum Beispiel mit einer Stopfbtichse_s deren Dichtungselemente aus Asbestfaserringen oder ähnlichem bestehen.

Anschließend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben.« Es zeigen?

Pig. 1 mit einigen Vereinfachungen konstruktiver Einzelheiten eine der Erfindung entsprechende Vorrichtung im Längsschnitt mit den Schrauben des Pumpmechanismus; |

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt in größerem Maßstab durch den eintrittsseitigen Teil der Vorrichtung;

Fig. 5 eine stirnseitige Draufsicht der Vorrichtung und Fig. k und 5 Querschnitte nach den Schnittlinien IV IV und V-VIn Fig. 2.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Vorrichtung einem Polymerisationsreaktor oder einer gleichwertigen Jfcparatur zugeordnet, die einen Typ mit im wesentlichen vertikaler Kammer darstellt; die Wandung 10 dieser Kammer ist von einem durch

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einen Mantel 14 begrenzte» Hohlraum 15 umgeben, in welchem ein Heizmedium strömt, wie zum Beispiel Diphenyl

ein

oder ähnliches Medium, das in der Technik dieses Sachgebietes bekannt ist. Die Wandung IO geht bei 16 in einen rohrartigen Stutzen 15 über, detfsetoenfalls vom Hohlraum 15 umgeben ist.

Eine solche Anwendung der Vorrichtung ist ausschließlich beispielsweise besehrieben. Die der Erfindung entsprechende Absaugvorrichtung läßt sich natürlich unter gleichwertigen Bedingungen wie beschrieben worden ist, auch an Apparaten anderer Art anbringen, zum Beispiel an horizontalen Reaktoren, an Reaktoren, Entmonomerisierern und an anderen eventuell mit Austragschnecken und anderem ausgerüsteten Apparaten, insofern ein Teil mit Ausgang vorhanden ist, der sich in einer Zone unterhalb des Behandlungsraumes befindet und in welch letzterem die behandelte und abzusaugende Flüssigkeitsmasse 12 einen gewissen Flüssigkeitsstand 11 beibehält.

Die Absaugvorrichtung umfaßt ein rohrartiges Gehäuse 20 und einen darin angeordneten Pumpenkörper 21 als Sitz für die Aufnahme der Schrauben, welche die beweglichen Bestandteile des Pumpsystems darstellen, und zwar einer zentralen Schraube 22 und zwei seitlichen Schrauben 25.

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Die mittlere Schraube 22 läuft in eine Verlängerung 24 aus, die sich nach außen erstreckt und dabei mit einer nach außen gehenden Welle 25 verbunden ist, wobei deren äußeres Ende 26 in bekannter Weise direkt oder durch Übertragungsmittel mit einem nicht dargestellten Motor gekuppelt ist.

Wie im besonderen aus den Abbildungen 1 und 2 ersichtlich ist, ragt das rohrförmige Gehäuse 20 in die Behandlungskammer hinein und ist mit einer Anzahl seit«· licher Öffnungen 30 versehen, darch die die abzusaugende Flüssigkeit freien Zutritt zum Innern des genannten Oehäuses in den in Fig. 1 mit ¹¹A" angfoenen Richtungen hat.

Der freie Zutritt füV die genannte Flüssigkeit zum Innern kann dadurch vorteilhafterweise verbessert werden« daß der obere Verschluß 3* des Gehäuses ebenfalls öffnungen

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oder Durchgänge 32 (FIg, 2 und 3) aufweist« ^

Der Hohlkörper 21 und die mittlere Schraube 22 enden unterhalb des Vorraumes mit den besagten Durchgängen oder Seitenfenstern 30, während dl· seitlichen Schrauben £> ■o w«it nach oben vorragen« daß ihre oberen Enden 23 · vollständig freiliegend in die von allen Selten eindringend·

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Flüssigkeit bzw. den oberen Hohlraum 2 Oh ine in ragen.

Die in diesen Hohlraum eindringende Flüssigkeit folgt der Schwerkrafteinwirkung. Xn Anbetracht der weiten Zuflußquersefanitte ergibt sich ein guter Flussigkeitszu-

wie sich auch toon diesem Hohlraum flußjiaus die von der Flüssigkeit sich trennenden flüchtigen Partikel befreien kühnen, wie dies auch in allernächster Nähe der Schraube auftritt. Das Entweichen der durch die Absonderung der flüchtigen Partikel gebildeten Oasblasen wird im besonderen durch die oberen öffnungen 32 erleichtert·

Die Flüssigkeit im besagten Hohlraum füllt die Schraubennuten am oberen Teil der seitlichen Schrauben 23*» welche vollkommen freiliegen« so dag die Flüssigkeit in Überfluß in die Eingriffszone zwischen der zentralen Schraube und der seitlichen Schrauben eintritt. Auf diese Weise ist eine vollständig volumetrische Füllung des Pumpmechanismus geiiohert und somit auch eine regelmäßig und dosierte Absaugung. Die Fuapwirkung erstreckt sich über die volle nutzbar· Länge der Schrauben. Da die Schrauben mit dem größten Teil ihrer Länge im Bereich der unteren Verlängerung des erwärmenden Hohlraumes 13 liegen» ist eint gleichmäßige Wärme der duroh Pumpwirkung abzulaugenden Flüssigkeit ge« währUUtet.

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Am unteren Ende des inneren Hohlkörpers 21 erstrecken sich die seitlichen Schrauben mit freiliegenden Gängen 23*· (Pig. 1) in die Ausflußkammer 40 der Vorrichtung, während die mittlere Schraube eine gewindlose Verlängerung 24 aufweist. Aus dem ringförmigen Durchgang 41 der Ausflußkaramer 40 kann Flüssigkeit in die Druckleitung 42 eintreten.

Die die Ausflußkammer 4o ummantelnden Teile sowie der Durchgang 41 und die Druckleitung 42 weisen vorteilhafterweise Hohlräume 51 bzw. 52 auf, worin durch geeignete Anschlüsse 53 und 54 ein Heizmedium strömt.

Das Gehäuse 20 der Pumpvorrichtung ist am Behandlungs-Apparat mittels eines Flansches 45 angebracht, der mit dem Gehäuse 20 verbunden bleibt, während andererseits der Apparat mit einem Flansch 44 verfeelulBnist, der insbesondere auf dem Rohrende 15 sitzt.

Die rotierenden Organe sind in einem Lagerteil 45 gelagert bzw. auf ihm abgestützt, der mittels eines Flansches 4[6an dem Puapengehäuee befestigt ist. Die mittlere Schraube stützt sich mit einem Bund im Lagerteil 45 in Längsrichtung, während die beiden seitlichen Schrauben 23, die sich in gegen-

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läufigem Drehsinn drehen, sich an dem oberen Verschlujßboden jjl, beispielsweise mittels Telleransätze 47 (Fig. 2) axial abstützen.

Wie aus der Fig» 1 ebenfalls ersichtlich ist, hat der Teil 45 eine rohrförmige Stopfbüchse 48, in der sich ein Satz 49 von Ringdichtungen, beispielsweise aus Asbestfaser als Stopfbüehsenpackung befindet, die mittels einer Stopfbüehsenmutter 50 angedrückt werden können.

In die Stopfbüchse kann vorteilhafterweise, zum Beispiel durch eine Zuleitung 55» eine natürlich nicht reaktive oder mit dem behandelten Polymer nicht verraengbare Pufferflüssigkeit eingebracht und unter geeignetem Druck gehalten werden, zum Beispiel durch Anwendung von Stickstoff.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

IΛ Vorrichtung für die volumetrische Absaugung viskoser Flüssigkeiten aus unter Vakuum arbeitenden Apparaten, im besonderen für die Produktion und kontinuierliche Behandlung von Polymeren, Polyestern und Polyamiden, wie Zwischen- und EndVerfahrenreaktoren der Polymerisation oder Polykondensation, EntmonomerisiereiJ* usw., dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Pumpenmechanismus besteht* der eine Mehrzahl paraleler Schrauben(22, 23) umfaßt, die längs ihrer Erzeugenden ineinandergreifend in

Purapeneinem Körper (21) arbeiten, wobei ein Teil dieser Schrauben freiliegend in das Innere eines Raumes oder einer Kammer (bei 30) hineinragt, aus welcher die Flüssigkeit abzusaugen 1st, während der übrige Teil oder die übrigen Schrauben und der Pumpenkörper (21) unterhalb der genannten Kammer enden, so daß die darin vorhandene Flüssigkeit unbehindert in die Schraubennuten des freiliegenden Teils (23) der Schrauben I vor dem Ineinandergreifen mit dem übrigen Teil der Schrauben eintritt und sie vollkommen ausfüllt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Pumpenmechanismus bildenden Bestandteile in einem Gehäuse (20) untergebracht sind, an dessen einem Ende

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die Eintrittskammer ausgebildet ist, die seitliche Durchbrüche (50) für den im wesentlichen radialen Zustrom der Flüssigkeit in den freien Hohlraum zu den freiliegenden Schraubenteilen aufweist.

nach
3. Vorrichtungen -den Ansprüchen 2 und 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20)zum axialen Festlegen der äußeren Schrauben (23) durch einen Pfropfen

oder Verschlußmittel (3I) abgeschlossen ist und dieses vorzugsweise ebenfalls Durchbrüche oder Öffnungen (32) aufweist, die im besonderen dem Austritt der nach oben flüchtigen Partikeln dienen, die aus der Flüssigkeit entweichen.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (20) wenigstens zum Teil von dem mit der Behänd lungs·

™ kammer verbundenen Heizmantel (IJ) umgeben ist, und sich auch der nutzbare Teil der Schrauben (22,23) in dem vom Heizmantel (13) umgebenen Bereich befindet*
5. Vorrichtung naoh ein oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Bestandteile des Pumpmechanismus durch eine Welle (25) angetrieben werden, und die Welle ein gegen hohe Temperaturen beständiges Dichtungsmittel durchquert.

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6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Dichtungsmittel aus einer Stopfbüchse (48) mit Asbestfaserpackung besteht, welche eventuell mit einer Pufferflüssigkeit getränkt sein kann.
7. Vorrichtung gemäß den vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpmechaniamus eine koaxial mit der Meile (25) verbundene mittlere Schraub© (22) aufweist, die in der Lagerung (45) durch ein Axiallager abgestützt ist, und zwei seitliche Schrauben (23) vorgesehen sind, die sich nach oben erstrecken und sieh an dem Pfropfen oder Verschlußmittel (Jl) abstützen.

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