DD203688B1 - Vorrichtung zur mischung von additiven mit suspensionen oder loesungen - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mischung von Additiven mit Suspensionen und Losungen, in dem die Mischungspartner in einer Mischungsvomchtung in Kontakt gebracht werden und sich dort auch bei Re < 10 vollständig ineinander vermischen und diese Mischung einer Ausgabevorrichtung zugeführt wird Insbesondere findet die Erfindung Anwendung in der filmherstellenden Industrie zum Zumischen von Additiven (z B Hartem) zu fotografischen Suspensionen.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Bei der Herstellung fotografischer Begußlosungen werden in eine meist Gelatine enthaltende Losung oder Suspension, die sich in einem Vorratsbehälter befindet, Additive (Hartungsmittel, Tenside, Stabilisatoren, Gelatmeersatzstoffe, Viskositatssteigerer, u a ) eingebracht, die sowohl untereinander, als auch mit den vorgelegten Bindemitteln reagieren können Die Folge davon sind sicher verändernde (instabile) Produktionsbedingungen in Abhängigkeit von der Standzeit der Begußlosungen, bedingt durch einen Anstieg der Viskosität, einer pH-Änderung und damit weitere Beeinflussung von Reaktionen und Viskosität zwischen den Begußschichten Einheitliche reproduzierbare Bedingungen erhalt man durch Zudosierung solcher reaktionsfähiger Additive in die Förderleitung fur die Begußlosungen in der Nahe der Ausgabevorrichtung Es ist bekannt, daß zwei oder mehrere Additive einer Mischungsvorrichtung über Einspritzdüsen zudosiert werden, damit sie sich homogen miteinander vermischen Verschiedene Formen von Mischungsvornchtungen, die verwendet werden, sind in „Stoffvereinigen influiden Phasen" Teil 4/1, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie/Leipzig 1978 ausfuhrlich beschrieben

Die angegebenen Strahlmischer unterscheiden sich in ihrer Anordnung und im Anwendungsbereich Der Strahlmischer, der nach dem „Gleichstromprinzip" arbeitet, ist bei einer Reynoldzahl von Re > 4 10³ und einem Volumenstromverhaltnis der Additive von V₁Zv₂ = 0,1 1 einsetzbar, wobei das Dichteverhaltnis möglichst P₁Zp₂ ~ 1 sein soll Strahlmischer in „Gegenstromanordnung" können eingesetzt werden, wenn die geforderten Bedingungen Re > 2 10³ und v,/v₂ = 0,01 1 erfüllt sind Eine weitere Form von Strahlenmischern ist die „Querstromanordnung" Eine Anwendung ist geeignet fur Reynoldzahl en Re > 3000 und einem Volumenstromverhaltnis von V₁ Zv₂ = 0 .1 Esmußan dieser Stelle noch bemerkt werden, daß die hierangegebene Reynoldzahl sich aus den technologischen Abmessungen der Mischungsvomchtung und denphystkochemischen Parametern der Mischung zusammensetzt.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung eines guten Mischeffektes ist das Einbringen von feststehenden Einbauten in Rohrleitungen So werden bei turbulenten Strömungen „Schaschlik"- und „Kenics" Einbauten, sowie Sulzer-Mischer angewendet Durch den konstruktiven Aufbau dieser Rohreinbauten, besonders bei den Sulzer-Mischern und Mischvorrichtungen mit Kenics-Einbauten treten sehr hohe Druckverluste auf, was sehr nachteilig fur die Technologie solcher Mischungsvorrichtungen ist Eine Reinigung dieser Einbauten wird ebenfalls als sehr problematisch angesehen Ebenso bekannt sind Durchlaufmischer, in denen durch Ruhrer mit hohen Ruhrerdrehzahlen zusätzliche Turbulenzen erzeugt werden und die Durchmischung zusätzlich intensiviert wird Dabei wird gefordert, daß die Reynoldzahl, die sich aus der Ruhrerdrehzahl, dem Ruhrerdurchmesser und der Viskosität der Mischung zusammensetzt, einen Wert von Re > 100 hat Weiterhin stellt der Ruhrer eine zusätzliche Vorrichtung im technologischen Ablauf dar Bei kontinuierlichen Produktionsprozessen, wie die Herstellung von fotografischen Aufzeichnungsmatenalien mit Extrusionsgießern ist die Anwendung dieser Durchlaufmischer von großem Nachteil, da der Ausfall der Ruhreinrichtung, ζ B durch Ausfall der Antriebsenergie fur den Ruhrmotor zu Qualitatsschwankungen des Finalproduktes oder sogar zum Produktionsstillstand fuhrt In der Patentschrift DE-OS 2246758 wird die Mischung von einem Kunstharz und einen Katalysator beschrieben, indem diese Mischungspartner im Gegenstrom aufeinandertreffen Zwischen der Mischkammer und der Ausgabevorrichtung in Form einer Düse sind Hindernisse zur Erhöhung der Effektivität der Durchmischung in die Forderleitungen eingebaut Der Nachteil dieser Einbauten hegt darm, daß sich ζ B fotografische Suspensionen beim peripheren Durchgang durch die Einbauten entmischen Weiterhin ist in der Patentschrift angeführt, daß der Kunstharz mit einer Kolbenpumpe gefordert wird und dadurch eine Pulsation der Kunstharzstrome erreicht wird Durch Einbau eines Akkumulators soll dieser Wellencharakter der Strömung beseitigt werden Der Einbau solcher Zwischenbehälter ist aber von großem Nachteil Einmal stellen solche „Beruhigungsbehalter" einen zusatzlichen apparativen Aufwand dar Ein weiteres Aggregat muß bei Produktionsstillstanden gesäubert werden Em umfangreicher BMSR-aufwand ist notwendig

Bei kontinuierlichen Prozessen, ζ B bei der Herstellung von fotografischen Aufzeichnungsmaterialien, wird gefordert, Additive kurz vor dem Begußprozeß dem Hauptvolumenstrom zuzuführen Durch den Einbau eines Akkumulators wurde sich automatisch die Verweilzeit der Mischung erhohen, was sich negativ auf die fotografischen Eigenschaften auswirkt. Die auftretende Sedimentation von fotografischen Suspensionen mit geringen Feststoffanteilen (Silberhalogenid) wahrend der Standzeit im „Beruhigungsbehalter" ist ebenfalls von großem Nachteil fur den Begußprozeß.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Mischung von Additiven mit Suspensionen oder Losungen mit einer Reynoldzahl Re < 10 zu erfinden, die gewahrleistet, daß die Mischungspartner einer Mischungsvornchtung kontinuierlich zugeführt werden und daß ohne einen zusätzlichen nachgeschalteten Akkumulator eine ausreichende Homogenisierung und pulsationsfreie Forderung gesichert wird

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß beim Mischen einer fotografischen Suspension mit einem Additiv (ζ Β einer Hartungsmittellosung) der Hauptvolumenstrom (fotografische Suspension) aus einem Vorratsbehälter kontinuierlich über eine Einspritzdüse einer Mischvorrichtung zugeführt wird

Mit Hilfe einer Pumpe (Hubkolbenpumpe, Membranpumpe) erfolgt aus einem Vorratsbehälter kontinuierlich und mengenproportional die Dosierung des Additivs zur Mischungsvorrichtung über eine weitere Einspritzdüse In der Förderleitung fur das zu dosierende Additiv ist vor oder nach der Dosiereinrichtung eine Dosierkontrolle mit Signalisierung von Sollwertabweichungen vorhanden Die Einspritzdüsen in der Mischungsvornchtung sind so angeordnet, daß die zu mischenden Volumenstrome unmittelbar nach Verlassen dieser in Kontakt kommen Weiterhin sind in der Mischungsvornchtung mindestens 10 Einbauten vorhanden, deren Abstand zwischen zwei Hindernissen b <20mm ist und sich das erste Hindernis nach dem Mischungspunkt in einem Abstand von a S 10mm befindet Zwischen Mischungsvorrichtung und einer Ausgabevorrichtung, ζ B einem Extrusionsgießer, ist kein Akkumulator vorhanden Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch die Mischungsvorrichtung eine gute Durchmischung auch bei Reynoldszahlen von Re < 10, im Gegensatz zu Literatur, erzielt wird und daß das Volumenstromverhaltnis der Mischungspartner kleiner oder großer als 1 sein kann Pulsationen, die durch die Forderpumpe fur das Additiv verursacht werden, werden wahrscheinlich in der Mischungsvorrichtung abgebaut und fur den Mischungsvorgang genutzt.

Der kontinuierliche Beguß mit Extrusionsgießern wird somit nicht negativ beeinflußt Der Einbauort der Mischungsvorrichtung zwischen dem Vorratsbehälter fur die Suspension und'dem Extrusionsgießer ist nicht entscheidend fur den Mischungsvorgang

Durch die Anwendung der erfindungsgemaßen Losungen ist es möglich, daß am Extrusionsgießer nur Begußlosungen verarbeitet werden, bei der die Additive zur Suspension immer zu einem exakt konstanten Zeitpunkt vor dem Verguß zugegeben werden Dadurch sichert man, daß nur Begußlosungen verarbeitet werden, bei der die Mischungszeit der Suspension mit den Additiven konstant ist Somit ist gesichert, daß man Finalprodukte erhalt, die immer eine gleichbleibende Qualität aufweisen

Ausfuhrungsbeispiel

Die dazu gehörenden Zeichnungen zeigen

Fig 1 Schematische Darstellung des Mischvorganges bei Anwendung der erfindungsgemaßen Anordnung Fig 2 Schematische Darstellung der erfindungsgemaßen Mischvorrichtung

Eine bevorzugte Anordnung zur Dosierung von Additiven zu Suspensionen und Losungen ist in Fig 1 angegeben Aus einem Vorratsbehälter 1, der unter einem Überdruck von 1,5 10⁴Pa steht, fließt eine Silberhalogenid-Gelatine-Suspension über eine Einspritzdüse 9, deren Innendurchmesser d, = 1 mm betragt, in eine Mischungsvorrichtung 2, die als Rohr mit Einbauten ausgebildet ist Das Additiv, hier eine Hartungsmittellosung, wird der Mischungsvorrichtung 2 aus einem Vorratsbehälter 5 mit Hilfe einer Kolbenmembranpumpe 4 über eine Einspritzdüse 11 mit einem Innendurchmesser von d, = 0,5mm zugeführt Zwischen der Dosierpumpe 4 und der Einspritzdüse 11 fur das Additiv befinden sich ein Schwebekorperdurchflußmesser7 zur Storsignalisierung, sowie ein Magnetventil 8 Der Schwebekorperdurchflußmesser 7 kann in die Förderleitung zwischen der Dosierpumpe 4 und dem Vorratsbehälter 5 fur das Additiv, als auch zwischen Dosierpumpe 4 und Magnetventil 8 bzw Einspritzdüse 11 fur das Additiv, eingebaut werden

Fur die о a Storsignalisierung wird das Meßprinzip des Mengenmessers 7 ausgenutzt Wenn der geforderte Dosiervolumenstrom unterbrochen wird (z B durch Lufteinschlusse in der Förderleistung oder Ausfall der Antriebsenergie fur die Dosierpumpe 4, so bewegt sich der Schwebekorper im Meßrohr aus dem Sollwertbereich Bringt man nun diesen Schwebekorper in den Strahlengang einer optischen Meßeinrichtung, so kann damit ein optisches und/oder akustisches Warnsignal ausgelost werden Die Arbeitsweise des Magnetventils 8 wird so geregelt, daß bei Unterbrechung der Dosierung dieses geschlossen wird

Den Aufbau der Mischungsvorrichtung 2 zeigt Fig 2 Die Mischungsvorrichtung 2 ist ein doppelwandiges, temperierbares rohr ausx8CrMoTi18 11-Stahl mit einem Innendurchmesser von d, = 12 mm Die Einspritzdüsen sind in Querstromanordnung in der Mischungsvornchtung 2 so eingebaut, daß die Mischungspartner unmittelbar nach Verlassen der Düsen aufeinandertreffen und sich homogen ineinander vermischen Weiterhin sind in der Mischungsvornchtung 2 20 Hindernisse 10 senkrecht zur Stromungsrichtung der Mischung ausgebildet, zwischen denen ein Abstand von b = 10mm ist, und sich das erste Hindernis 10 nach dem Mischungspunkt in einem Abstand von a = 10mm befindet Die Flache eines Hindernisses 10 betragt ca 60% der gesamten Rohrquerschnittsflache der Mischungsvorrichtung 2 Die Suspensionsmischung fließt nach Verlassen der Mischungsvorrichtung 2 über eine induktive Durchflußmeßeinrichtung 3 zu einem Extrusionsgießer 6 Der Dosiervolumenstrom des Additivs wird durch den Hauptvolumenstrom geregelt Eine Änderung des Mengenverhältnisses zwischen der Suspension und Additiv ist über den Hub der Kolbenmembranpumpe 4 beliebig einstellbar

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Mischen von Additiven mit Suspensionen und Losungen, insbesondere zum Mischen von Hartem, Tensiden, Stabilisatoren usw. zu fotografischen Suspensionen vordem Verguß, mit einer Reynoldszahl Re < 10, mittels einer Mischvorrichtung, bestehend aus zwei Einspritzdüsen und Einbauten, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zylindrischen Korper mit einem Innendurchmesser von 5-30 mm zwei Einspritzdüsen (9; 11) so angeordnet sind, daß deren Öffnung < 10mm auseinander liegen und daß in diesem zylindrischen Korper mindestens zehn Einbauten (10) vorhanden sind, die 50-70% der gesamten Rohrquerschnittsflache abdecken, und deren Abstand (6) untereinander <20mm beträgt, wobei der Abstand (b) zwischen dem Mischungspunkt und dem ersten Einbau (10) <10mm ist.