用于進(jìn)行機械、化學(xué)和/或熱過程的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在產(chǎn)物中進(jìn)行機械、化學(xué)和/或熱過程的方法以及用于該方法的裝置，產(chǎn)物處于殼體內(nèi)，該殼體具有混合及清潔元件或者在至少一軸上的輸送元件，通過這些元件將產(chǎn)物自進(jìn)口輸送至排出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]這種裝置還可稱為混合捏合機。這類裝置可用于諸多不同用途。首先言及包括溶劑回收的蒸發(fā)過程，可成批或連續(xù)且通常還在真空下實現(xiàn)這種蒸發(fā)過程。據(jù)此，例如可用于處理蒸餾殘渣，特別是甲苯二異氰酸酯，還可用于處理化學(xué)及制藥生產(chǎn)中產(chǎn)生的具有毒性或高沸點溶劑的產(chǎn)物殘留、清洗劑及涂料污泥、聚合物溶液、在溶液聚合中產(chǎn)生的彈性體溶液、粘合劑及密封劑。
[0003]利用設(shè)備可進(jìn)一步用于連續(xù)或成批對水潤濕和/或溶劑潤濕的產(chǎn)物進(jìn)行接觸式干燥，通常同樣在真空下進(jìn)行該過程。特別考慮應(yīng)用于顏料、染料、精細(xì)化學(xué)品、鹽、氧化物、氫氧化物、抗氧化劑等添加劑、熱敏性藥劑及維生素制品、活性物質(zhì)、聚合物、合成橡膠、聚合物懸浮液、乳膠、水凝膠、蠟、殺蟲劑及化學(xué)或制藥生產(chǎn)中產(chǎn)生的如鹽、催化劑、殘渣或廢液等殘留物。這種方法還可應(yīng)用于食品加工，例如在制造和/或處理磚乳、代糖、淀粉衍生物及藻酸鹽的過程中用于處理工業(yè)污泥、油泥、生物污泥、紙污泥、涂料污泥并普遍用于處理粘性、成殼、黏糊狀產(chǎn)物、廢料及纖維素衍生物。
[0004]在混合捏合機中，通?？稍谌垠w中連續(xù)發(fā)生聚縮反應(yīng)，主要用于處理聚酰胺、聚酯、聚醋酸鹽、聚酰亞胺、熱塑性塑料、彈性體、硅樹脂、脲醛樹脂、酚醛樹脂、除垢劑及廢料。舉例而言，在甲基丙烯酸衍生物的本體聚合之后，聚合物熔體產(chǎn)生聚縮反應(yīng)。
[0005]還可發(fā)生聚合反應(yīng)，同樣地，該聚合反應(yīng)通常也是連續(xù)進(jìn)行。這應(yīng)用于聚丙烯酸酯、水凝膠、熱塑性聚合物、彈性體、間規(guī)聚苯乙烯及聚丙烯酰胺。
[0006]在混合捏合機中，可發(fā)生脫氣和/或脫揮發(fā)份作用。這應(yīng)用于單體聚合(共聚)之后或者聚酯或聚酰胺熔體縮合之后的聚合物熔體、用于合成纖維的紡絲液以及固態(tài)的聚合體或彈性體顆?；蚍勰?br>[0007]更廣泛而言，可在混合捏合機中發(fā)生固相、液相或多相反應(yīng)。這特別適用于氫氟酸、硬脂酸鹽、氰化物、聚磷酸鹽、三聚氰酸、纖維素衍生物、纖維素酯、纖維素醚、聚縮醛樹月旨、磺胺酸、銅酞菁、淀粉衍生物、聚磷酸銨、磺酸鹽、殺蟲劑和肥料處理中的逆反應(yīng)。
[0008]此外，還可發(fā)生固態(tài)/氣態(tài)反應(yīng)(如羧化作用)或液態(tài)/氣態(tài)反應(yīng)。這應(yīng)用于處理乙酸醋、酸、科爾伯-施密特反應(yīng)(Kolbe-Schmitt-Reakt1nen)，例如Β0Ν、水楊酸鈉、對羥基苯甲酸及藥劑制品。
[0009]在中和反應(yīng)及酯交換反應(yīng)中發(fā)生液/液反應(yīng)。
[0010]在這種類型的混合捏合機中對用于合成纖維、聚酰胺、聚酯及纖維素的紡絲液進(jìn)行溶解和/或脫氣。
[0011]在顏料的處理或生產(chǎn)中進(jìn)行所謂的沖洗。
[0012]在聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺的生產(chǎn)和處理中發(fā)生固態(tài)后縮聚，例如在如纖維素纖維等纖維的處理中利用溶劑連續(xù)制漿，在鹽、精細(xì)化學(xué)品、多元醇、醇化物的處理中由熔體或由溶液結(jié)晶，在聚合物混合物、硅酮混合物、密封混合物、粉煤灰中(連續(xù)和/或分批)化合或混合，在聚合物懸浮液的處理中(尤其是連續(xù))凝結(jié)。
[0013]在混合捏合機中，還可以結(jié)合多作用過程，例如加熱、干燥、熔融、晶化、混合、脫氣、反應(yīng)，這些過程均可連續(xù)或分批進(jìn)行。通過這種方式生產(chǎn)或處理聚合物、彈性體、無機產(chǎn)物、殘留物、藥品、食品及印刷油墨。
[0014]在混合捏合機中，還可發(fā)生真空升華/凝華，由此純化化學(xué)預(yù)制品，例如蒽醌、金屬氯化物、二茂鐵、碘、有機金屬化合物等。此外，還可生產(chǎn)醫(yī)藥中間體。
[0015]例如，在有機中間體(如蒽醌及精細(xì)化學(xué)品)中連續(xù)發(fā)生載氣凝華。
[0016]實質(zhì)上，單軸與雙軸混合捏合機不同。舉例而言，由第AT334328號、第CH658798A5號或第CH686406A5號專利文獻(xiàn)已知一種單軸式混合捏合機。在此，在殼體內(nèi)設(shè)置軸向延伸、裝有盤狀件且繞旋轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)的軸。這可使產(chǎn)物在傳送方向上傳輸。在盤狀件之間，配合件固定安裝于殼體上。盤狀件設(shè)置在垂直于捏合軸的平面內(nèi)并在其間形成自由扇區(qū)，這些扇區(qū)與相鄰盤狀件的平面形成捏合室。
[0017]在第CH-A506322號專利文獻(xiàn)中介紹一種多軸混合捏合機。其中，徑向盤狀件以及盤體間的軸向捏合桿位于軸上。在這些盤體之間，由另一軸嚙合框架形狀的混合捏合件。這些混合捏合件清潔第一軸的盤體及捏合桿。兩軸上的捏合桿再清潔殼體內(nèi)壁。
[0018]這種已知雙軸混合捏合機的缺陷在于，由于殼體的8字形截面，兩軸箱連接的部分具有薄弱處。在該部分，處理粘性產(chǎn)品和/或在壓力下進(jìn)行的過程中形成較高的應(yīng)力，僅能通過復(fù)雜的構(gòu)型措施對這種高應(yīng)力進(jìn)行控制。
[0019]舉例而言，由第EP0517068B1號專利文獻(xiàn)已知一種上述類型的混合捏合機。其中，兩個軸向平行的軸在混合機殼中反向或同向旋轉(zhuǎn)。由此，置于盤狀件上的混合桿彼此相互作用。除混合功能之外，混合桿還旨在盡可能清潔與產(chǎn)物接觸的混合機殼、軸及盤狀件的表面，由此避免形成未混合區(qū)域。特別在高度壓緊、產(chǎn)品硬化及成殼的情況下，混合桿可延及邊緣的性能導(dǎo)致混合桿與軸的局部機械負(fù)荷過高。特別在混合桿作用于產(chǎn)物移動不暢的區(qū)域會出現(xiàn)這種力的峰值，特別在填充度很高的情況下，尤其是填充度不受控制地攀升至100%。例如，在盤狀件裝于軸上的位置即存在這種區(qū)域。
[0020]此外，由第DE19940521A1號專利文獻(xiàn)已知一種上述類型的混合捏合機，其中在捏合桿區(qū)域內(nèi)的攜帶件形成凹槽，由此使捏合桿在軸向具有盡可能長的長度。這類混合捏合機可極佳地自動清潔所有產(chǎn)物觸及的殼體及軸的表面，但也具有捏合桿的攜帶件需根據(jù)捏合桿的軌跡形成凹槽等特點，這會導(dǎo)致攜帶件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由此，一方面導(dǎo)致制備過程成本過高，另一方面導(dǎo)致軸及支撐元件上的機械應(yīng)力出現(xiàn)局部應(yīng)力峰值，特別是在填充度升至近100%的情況下。這種應(yīng)力峰值主要發(fā)生在銳緣凹槽及厚度變化的情況下，特別是在攜帶件焊于軸芯的區(qū)域內(nèi)，由于材料疲勞觸發(fā)軸及支承件的斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021 ] 本發(fā)明的目的在于，更好地控制進(jìn)口與排出裝置之間產(chǎn)物的填充度。
[0022]為解決該技術(shù)問題，殼體截面調(diào)節(jié)成在其縱向上至少一次可變或可調(diào)。
[0023]本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用于雙軸式機械。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思還可考慮，將本發(fā)明應(yīng)用于單軸式或多軸式機械。填充量本身可通過稱重傳感器得以控制，本發(fā)明主要涉及對填充度的控制。對此，設(shè)置緩沖板，該緩沖板可根據(jù)產(chǎn)物的需求而使殼體(即通路)的自由截面變窄或擴寬。由此，可改變產(chǎn)物的停留時間，尤其是其填充度，并由此改變產(chǎn)物通過殼體的通過量，就此而言，對產(chǎn)物的處理過程當(dāng)然也會受到影響(例如粒度)。
[0024]舉例而言，在聚合反應(yīng)中，將單體加入混合捏合機中并加以處理?？梢砸簯B(tài)的相態(tài)完成入料。在處理過程中，產(chǎn)物由于溶劑或諸如此類物質(zhì)的蒸發(fā)而轉(zhuǎn)化成粘性相態(tài)，最終甚至可能結(jié)粒。由此可能發(fā)生如下情況，粘性或糊狀相區(qū)(Phase)越來越向擋板方向轉(zhuǎn)移，然后會引起通路的堵塞。通過調(diào)整擋板或通路，可確定這種糊狀相區(qū)在混合捏合機中的空間布置并使其受到限定。這還有助于于確?；旌夏蠛蠙C的操作安全性。特別地，甚至在粘性制劑的情況下，實踐證明這種可調(diào)節(jié)的擋板特別有益。另一優(yōu)勢在于，所需的交聯(lián)劑也明顯更少。
[0025]較佳地，這種位置可調(diào)的緩沖板位于殼體與到排出裝置的過渡部分之間的區(qū)域內(nèi)，但根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思亦可包括殼體內(nèi)的其他位置。
[0026]在優(yōu)選的實施例中，緩沖板還應(yīng)配備固定擋板，其中緩沖板可沿著該擋板移動。當(dāng)然，擋板本身已在某種程度上使殼體截面變窄，但仍留出產(chǎn)物可暢通的通路。此后，經(jīng)由位置可調(diào)的緩沖板使該通路的截面發(fā)生變化。
[0027]本發(fā)明另一構(gòu)思涉及的內(nèi)容在于，軸不僅貫穿殼體本身，還貫穿隨后的排出裝置，其中在排出裝置區(qū)域內(nèi)的軸上還額外設(shè)置其他的輸送元件，這些輸送元件可視需要進(jìn)一步對產(chǎn)物進(jìn)行處理。在優(yōu)選的實施例中，就此可設(shè)置將產(chǎn)物向下壓入排出裝置的輸送元件和/或向回輸送產(chǎn)物的元件。據(jù)此，毫無疑問可避免在排出裝置中發(fā)生堵塞。
[0028]本發(fā)明的還一構(gòu)思涉及的內(nèi)容在于，軸本身分為至少兩個溫控區(qū)，向所述溫控區(qū)施加調(diào)溫介質(zhì)。對此，可將調(diào)溫介質(zhì)調(diào)成不同溫度，從而實現(xiàn)在一個區(qū)域加熱產(chǎn)物，而在另一區(qū)域冷卻產(chǎn)物。
[0029]在另一設(shè)置中，排出裝置還配備專用的余汽排放口。其優(yōu)勢在于，排出裝置中的產(chǎn)物本身仍被余汽圍繞，這在一定程度上會使產(chǎn)物得到潤滑，從而避免產(chǎn)物附著在排出裝置的壁部上。
[0030]在進(jìn)口與排出裝置之間未設(shè)置任何聚汽室(Dom)/管接件(Stutzen)可以使機械在受控的高填充度條件下運行。這對于減少團塊尤為重要。這種工作方式稱作“無結(jié)塊工藝”。
【附圖說明】
[0031]通過以下優(yōu)選實施方案的描述并參照附圖對本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和細(xì)節(jié)加以闡述。
[0032]圖1表示根據(jù)本發(fā)明用于進(jìn)行機械、化學(xué)和/或熱過程的裝置的側(cè)視示意圖；
[0033]圖2表示根據(jù)圖1所示裝置沿線I1-1I的剖視圖；
[0034]圖3至圖5表示根據(jù)本發(fā)明的混合捏合機殼體的截面狹窄部位的其他實施方案的
示意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]根據(jù)本發(fā)明用于進(jìn)行機械、化學(xué)和/或熱過程的裝置P包括殼體1，該殼體具有用于待處理產(chǎn)物的進(jìn)口 2。殼體I可構(gòu)造成可加熱的殼體，具有腔室(圖中未示)的特定殼套3可為其提供加熱，加熱介質(zhì)在所述腔室中流動。
[0036]殼體本身由兩條軸4、5穿過，混合及清潔元件或輸送元件6位于這兩條軸上。軸4/5在輸送方向X上延伸。在優(yōu)