DD203688B1 - DEVICE FOR MIXING ADDITIVES WITH SUSPENSIONS OR SOLUTIONS - Google Patents
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Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
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.The invention relates to a device for mixing additives with suspensions and solutions, in which the mixing partners are brought into contact with one another in a mixing device, where they are completely mixed with one another at Re <10 and this mixture is fed to a dispenser film manufacturing industry for mixing additives (eg Hartem) to photographic suspensions.
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 beschriebenIn the preparation of photographic dowsing solutions are in a usually gelatin-containing solution or suspension, which is located in a reservoir, additives (hardeners, surfactants, stabilizers, gelatin substitutes, Viskositatssteigerer, etc.) introduced, which can react with each other, as well as with the submitted binders The consequence of this is certainly changing (unstable) production conditions as a function of the lifetime of the purgatives, due to an increase in the viscosity, a pH change and thus further influence of reactions and viscosity between the casting layers. Uniform reproducible conditions are obtained by metering in such reactive additives It is known that two or more additives of a mixing device are metered in via injection nozzles in order to mix homogeneously with each other All forms of blends used are described in detail in "Stoffvereinige influiden Phasen", Part 4/1, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie / Leipzig 1978
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.The specified jet mixers differ in their arrangement and in the field of application. The jet mixer, which operates on the "direct current principle", can be used at a Reynolds number of Re> 4 10 3 and a volumetric flow ratio of the additives of V 1 Zv 2 = 0.1 1 the density ratio should preferably be P 1 Zp 2 ~ 1 Jet mixers in "countercurrent arrangement" can be used if the required conditions Re> 2 10 3 and v, / v 2 = 0.01 1 are met Another form of jet mixers is the " Crossflow Arrangement "An application is suitable for Reynolds number en Re> 3000 and a volumetric flow ratio of V 1 Zv 2 = 0 .1 It should be noted that the Reynolds number given here is composed of the technological dimensions of the mixture and the phytochemical parameters of the mixture.
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 notwendigAnother possibility for achieving a good mixing effect is the introduction of fixed installations in pipelines. Thus, in turbulent flows, "shashlik" and "kenics" internals, as well as Sulzer mixers are used. The design of these pipe internals, especially in the Sulzer mixers and Mixers with Kenics internals occur very high pressure losses, which is very detrimental to the technology of such mixing devices Cleaning these internals is also considered to be very problematic Also known are continuous mixers in which by Ruhrer with high rates of turbocharging additional turbulence are generated and the mixing in addition It is demanded that the Reynolds number, which is composed of the Ruhrertrehzahl, the Ruhrerdurchmesser and the viscosity of the mixture, has a value of Re> 100 Furthermore, the Ruhrer provides an additional device in the technological Abla In continuous production processes, such as the production of photographic recording materials with extrusion casters, the use of these continuous mixers is a great disadvantage, since the failure of the stirrer, durch B due to failure of the drive energy for the Ruhr motor leads to quality fluctuations of the final product or even to production stoppage in the patent DE-OS 2246758 the mixture of a synthetic resin and a catalyst is described by these mixing partners meet in countercurrent Between the mixing chamber and the output device in the form of a nozzle obstacles to increase the effectiveness of the mixing in the Forderleitungen installed The disadvantage of these fittings is intestinal, that separate photographic suspensions in the peripheral passage through the internals Furthermore, it is stated in the patent that the resin is required with a piston pump and thereby a pulsation of Kuns By installing a rechargeable battery, this wave character of the flow to be eliminated The installation of such intermediate tank but is a great disadvantage Once such "sedentary" an additional expenditure on equipment represents another unit must be cleaned in production stoppages Em extensive BMSR effort is necessary
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.In continuous processes, ζ B in the production of photographic recording materials, it is required to add additives to the main volume flow shortly before the casting process. The incorporation of an accumulator automatically increases the residence time of the mixture, which has a negative effect on the photographic properties. The occurring sedimentation of photographic suspensions with low solids content (silver halide) during the life in the "calming container" is also of great disadvantage for the casting process.
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 wirdThe object of the invention is to invent a device for mixing additives with suspensions or solutions with a Reynolds number Re <10, which ensures that the mixing partners are continuously fed to a Mischungsvornchtung and secured without an additional downstream accumulator sufficient homogenization and pulsation-free requirement becomes
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 wirdAccording to the invention the object is achieved in that when mixing a photographic suspension with an additive (ζ Β a Hartungsmittellosung) of the main volume flow (photographic suspension) is supplied from a reservoir continuously via an injection nozzle of a mixing device
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.With the aid of a pump (reciprocating pump, diaphragm pump), the metering of the additive to the mixing device via a further injection nozzle takes place continuously and quantitatively in the delivery line for the additive to be metered. Before or after the metering device, a metering control with signaling of setpoint deviations is present The Mischungsvornchtung are arranged so that the volume flow to be mixed come into contact immediately after leaving this Furthermore, at least 10 installations are present in the Mischvorvorncht whose distance between two obstacles b <20mm and the first obstacle after the mixing point at a distance of a S 10mm located between mixing device and an output device, ζ B an extrusion caster, no accumulator is present It has now surprisingly been found that by the mixing device a good mixing even in Reynolds In contrast to literature, Re <10 is achieved and that the volumetric flow ratio of the mixing partners may be less than or greater than one. Pulsations caused by the feed pump for the additive are likely to be degraded in the mixing apparatus and used for the mixing process.
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 MischungsvorgangThe continuous casting of extrusion casters is thus not adversely affected. The installation location of the mixing device between the suspension reservoir and the extrusion caster is not critical to the mixing process
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 aufweisenBy applying the inventive solutions, it is possible that are processed at the extrusion foundries only Begußlosereien, in which the additives are added to the suspension always at a precisely constant time before the potting This ensures that only Begußlosungen are processed, in which the mixing time of Suspension with the additives is constant Thus, it is ensured that you get final products, which always have a consistent quality
Die dazu gehörenden Zeichnungen zeigenThe accompanying drawings show
Fig 1 Schematische Darstellung des Mischvorganges bei Anwendung der erfindungsgemaßen Anordnung Fig 2 Schematische Darstellung der erfindungsgemaßen MischvorrichtungFigure 1 Schematic representation of the mixing process using the inventive arrangement Fig 2 Schematic representation of the inventive mixing device
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 werdenA preferred arrangement for dosage of additives to give suspensions and solutions is given in Figure 1 from a reservoir 1, which is under a pressure of 1.5 10 4 Pa, a silver halide-gelatin suspension flows via an injection nozzle 9, the inner diameter d, = 1 mm, in a mixing device 2, which is designed as a pipe with internals The additive, here a Hartungsmittellosung is the mixing device 2 from a reservoir 5 by means of a piston diaphragm pump 4 via an injection nozzle 11 with an inner diameter of d, = 0, 5mm fed between the metering pump 4 and the injector 11 for the additive is a floating body Durchflußmesser7 for Storsignalisierung, and a solenoid valve 8 The Schwebekorperdurchflußmesser 7 can in the delivery line between the metering pump 4 and the reservoir 5 for the additive, as well as between metering pump 4 and solenoid valve 8 or injection nozzle 11 for the additive, a be built
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 wirdFor the о a Storsignalisierung the measuring principle of the flow meter 7 is utilized When the required metering volume flow is interrupted (eg by air trapped in the flow rate or failure of the drive power for the metering pump 4, then moves the floating body in the measuring tube from the setpoint range Bring now this floating body in the beam path of an optical measuring device, so it can be triggered an optical and / or audible warning signal The operation of the solenoid valve 8 is controlled so that when the dosage is interrupted, this is closed
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 einstellbarThe mixing device 2 is a double-walled, temperature-adjustable tube ausx8CrMoTi18 11 steel with an inner diameter of d, = 12 mm The injectors are mounted in cross-flow arrangement in the Mischvorvornchtung 2 so that the mixing partners immediately after leaving the nozzle Furthermore, in the mixing device 2, 20 obstacles 10 perpendicular to the flow direction of the mixture are formed, between which a distance of b = 10 mm, and the first obstacle 10 after the mixing point is at a distance of a = 10 mm Area of an obstacle 10 amounts to approximately 60% of the total tube cross-sectional area of the mixing device 2 The suspension mixture flows after leaving the mixing device 2 via an inductive flow meter 3 to an extrusion caster 6 The metering volume flow of the additive is controlled by the main volume flow E Ine change in the amount ratio between the suspension and additive is arbitrarily adjustable over the stroke of the piston diaphragm pump 4
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- 1982-02-25 DD DD82237682A patent/DD203688B1/en not_active IP Right Cessation
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