AT229993B

AT229993B - Mischmaschine

Info

Publication number: AT229993B
Application number: AT877660A
Authority: AT
Inventors: Theodor Drtina
Original assignee: Peter Stoll Fa
Priority date: 1960-11-24
Filing date: 1960-11-24
Publication date: 1963-11-11

Description

Mis chmas chine
Die Erfindung bezieht sich auf Mischmaschinen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von
Grund- und Lackfarben und andern flüssigen und pastenförmigen Massen Verwendung finden. Bei der Her- stellung von Anstrichmitteln und Lacken in einem flüssigen Bindemittel müssen Pigmente fein verteilt werden, bevor ein solches Gemisch auf Walzenstühlen fein gerieben werden kann, um auch die kleinsten
Pigmentagglomerate zu zerteilen. Das Anreiben auf Walzenstühlen ist langwierig, u. zw. umso mehr, je ungleichmässiger das zu verreibende Anfangsgemisch ist.

Bisher wurde dieses Mischen so durchgeführt, dass das zu mischende Gut in einem Behälter 1 (vgl.

Fig. 1 der Zeichnung) durch einen z. B. tellerartigen Mischer 2 umgewälzt wird, der von einem aussen liegenden Motor über eine Welle 3 angetrieben ist und an seinem Umfang Mischwerkzeuge z. B. in Form von Zacken od. dgl. trägt. Das mit dem Teller in Berührung stehende Gut wird durch Reibung in Umdrehung versetzt und nach aussen gegen die Wände des Mischbehälters bewegt, wobei die Mischwerkzeuge auf diesen Mischgutstrom einwirken. Dabei entstehen im Behälter über und unter dem Teller geschlossene Kreisläufe K (vgl. Fig. 1), so dass grösstenteils immer derselbe Teil des gesamten Mischgutvolumens strömend mit den Mischwerkzeugen in Kontakt kommt. Es dauert daher verhältnismässig lange, bis ein Gemisch vorliegt, dessen Bestandteile genügend fein verteilt sind, um überhaupt von den Walzenstühlen verarbeitet werden zu können.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Mischmaschine der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass sie in relativ kurzer Zeit ein sehr feines und gleichmässiges Gemisch liefern kann und beispielsweise bei der Lackerzeugung oder ähnlich gelagerten Fällen ein feineres und hinsichtlich aller Anteile gleichmässiger zusammengesetztes Gemisch ergibt als die bisher bekannten Mischmaschinen, so dass das Anreiben auf Walzenstühlen od. dgl. bedeutend verkürzt werden kann.

Es wird dabei von dem Gedanken ausgegangen, zur Vermeidung einer Mischgutumwälzung, bei welcher im wesentlichen immer nur die gleichen Anteile des Mischgutes mit den Mischwerkzeugen am Umfang des Rührtellers in Berührung kommen, das gesamte Mischgut zwangsweise durch eine geeignete Gestaltung des Gehäuses in einem kontinuierlichen Strom in engen Kontakt mit den Mischwerkzeugen zu bringen und hiebei das Entstehen von Agglomeraten zu vermeiden.

Zur Erreichung dieses Zieles geht die Erfindung von einer Mischmaschine für flüssige oder pastenförmige Massen aus, deren Rotor in einem Gehäuse unter Bildung zumindest eines für den Durchgang der Masse bestimmten Spaltes umläuft.

Es sind bereits Maschinen dieser Art bekannt, die aber nicht als Mischer wirksam sind, sondern als Mühlen arbeiten, weil zwischen dem Rotor und dem Gehäuse nur ein relativ enger Spalt vorhanden ist, in welchem beim Durchtritt der Masse die einzelnen Teilchen durch Reibung an den beiden den Spalt bildenden Flächen zerkleinert werden. Solche Mühlen weisen infolge der kleinen, in der Grössenordnung der Teilchen liegenden Spaltbreite eine relativ geringe Durchsatzleistung auf.

Andere bekannte Maschinen der oben erläuterten Art sind als Knetmaschine ausgebildet und weisen ausser einigen Rührarmen, die sich frei von der Drehachse weg erstrecken, mehrere glatte Rotorscheiben auf, die zusammen mit dem Gehäuse Ringspalte für den Durchgang der Knetmasse bilden. Auch bei diesen bekannten Maschinen kann nicht vermieden werden, dass das Material an einzelnen Stellen zumindest zeitweise in einem unwirksamen geschlossenen Kreislauf umgewälzt wird, ohne mit den Werkzeugen in Berührung zu kommen.

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Welle angeordnetenMischtellern gleichen Durchmessers, bei dem das Gehäuse zwischen den Tellern nach innen vorspringende ringförmige Teile aufweist.

Fig. 6 zeigt schliesslich in axonometrischer Ansicht einen
Schleuderteller, der für die Maschine nach der Erfindung besonders geeignet ist.

Fig. 2 zeigt schematisch die einfachste Bauweise einer erfindungsgemässen Maschine, bei welcher der an einer vertikalen Welle 3 befestigte Mischteller 2 in einem zylindrischen Gehäuse 4 angeordnet ist, das denTeller im Bereich seiner am Umfang angeordneten Mischwerkzeuge unter Freilassung eines engen
Spaltes 5 umschliesst. An diesen zylindrischen Gehäuseteil schliesst nach unten ein Abflusstrichter 6 an, der an seinem Auslassende ein Abschluss- und Drosselorgan 7 trägt. Der Betrieb der Maschine erfolgt so, dass das zu mischende Gut von oben her in den Gehäuseinnenraum eingebracht wird und unter Einfluss der
Schwerkraft gezwungen ist, durch den engen Spalt 5 zwischen dem Mischteller und der Gehäuseinnen- wand abzufliessen.

Die rotierenden Mischwerkzeuge wirken dabei auf das durch den Spalt fliessende
Mischgut sehr kräftig ein, weil der Strom des Mischgutes infolge des engen Spalts in seiner gesamten
Dicke unter dem Einfluss der Wandreibung des Gehäuses bzw. des Mischtellers kommt, und infolge der am Mischteller angebrachten Mischwerkzeuge in Form von Zacken od. dgl. eine turbulente Strömung entsteht, die eine kräftige Durchmischung des durchfliessenden Gutes bewirkt. Die Geschwindigkeit des durchströmenden Gutes ist bei diesem Beispiel durch das im Abflusstrichter vorgesehene Abschluss- und Drosselorgan regelbar. Auf diese Weise ist mit der Geschwindigkeit der Feinheitsgrad der Mischung regelbar.

In Fig. 3 ist ein Mischer nach der Erfindung dargestellt, der auf einer horizontalen Welle 3a drei Mischteller 2a, 2b, 2c gleichen Durchmessers trägt, die von einer gemeinsamen zylindrischen Gehäusewandung 8 umschlossen sind. Die Zerkleinerung erfolgt also mehrstufig in durch aufeinanderfolgende Durchströmung von drei zwischen der Gehäusewandung und den einzelnen Tellern gebildeten engen Ringspalten 9. In diesem Fall kann. im Gegensatz zum ersten Beispiel die Strömung durch den Mischer meist nicht mit Hilfe der Schwerkraft allein bewirkt werden. Es ist deshalb an der Eingangsseite eine Förderschnecke 10 vorgesehen, in welche das Mischgut durch einen Trichter 11 aufgegeben wird und die den Transport des Gutes durch die Maschine bewirkt.

Der Abfluss des fertig durchmischten Gutes erfolgt durch eine endseitig am Boden vorgesehene Abflussöffnung 12.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel eines erfindungsgemässen Mischers mit drei im Durchmesser verschieden grossen Mischtellern 2d, 2e, 2f auf einer gemeinsamen vertikalen Welle 3b ist unter der Einlassöffnung 13 der Maschine der grösste und über der Auslassöffnung 14 der kleinsteMischteller vorgesehen. Das Gehäuse 15 ist an seiner Innenwandung mit stufenweise abnehmendem Durchmesser ausgebildet. Diese Anordnung bewirkt einen zusätzlichen Mischeffekt, weil das vom ersten Schleuderteller 2d unter Einfluss der Zentrifugalkraft nach aussen geschleuderte Mischgut vor Eintritt in den nächsten Gehäusespalt 9e einer starken Umlenkung nach innen ausgesetzt ist.

Der in Fig. 5 dargestellte Mischer nach der Erfindung weist auf einer vertikalen Welle 3c drei Mischteller 16 gleichen Durchmessers auf. Das die Mischteller umfassende Gehäuse 17 hat zwischen den einzelnen Tellern nach innen vorspringende ringförmige Teile 18, die bis nahe an die Antriebswelle heranreichen und das Mischgut nach jedem Durchgang durch einen zwischen Mischteller und Gehäusewandung gebildeten engen Spalt 19 wieder gegen die Antriebswelle 3c hin umlenken, so dass das Gut beim nächsten Mischteller wieder unter Einfluss der Zentrifugalkraft vom Teller gegen dessen Aussenrand geschleudert wird. Die ringförmigen Gehäuseteile weisen dabei nahe ihrem Innenumfang an der Unterseite eine ringförmige Rille 20 auf, um ein Lösen des Mischgutstromes an der Kante zu bewirken und auf diese Weise den Mischgutstrom nahe der Antriebswelle an den Teller heranzuleiten.

Die Mischteller tragen auch sich in axialer Richtung erstreckende Zacken 22, die mit den ringförmigen Gehäuseteilen 18 zusammenwirken. Durch axiale Verstellung des aus den Mischtellern und der Antriebswelle gebildeten Rotors relativ zum Gehäuse kann der zwischen diesen Mischwerkzeugen und der Gehäusewandung entstehende Ringspalt verändert werden, so dass auf diese Weise eine Regelung des Feinheitsgrades der Mischung erfolgen kann. Diese Regelung kann mit einer am Abflusstrichter 22 vorgesehenen Regelvorrichtung in Form einer Drosseleinrichtung gekoppelt werden. Das Gehäuse 17 besteht aus ringförmigen Teilen 30,31, 32, die aufeinander zentriert, durch Schrauben 33 zusammengehalten werden.

Zwischen den die Einlass- bzw. die Auslassöffnung aufweisenden Teilen 31,32 sind untereinander gleiche Ringe 30 angeordnet, welche die Umlenkungen zwischen den Mischtellern 16 bilden. Zwischen den beiden endseitigen Gehäuseteilen 31,32 ist ein rohrförmiger Kühlmantel 23 eingespannt, um die beim Mischen entstehende Reibungswärme ohne besondere Erhitzung des Mischgutes abführen zu können.

Fig. 6 zeigt schliesslich in axonometrische Ansicht einen für erfindungsgemässe Mischmaschinen besonders vorteilhaften Mischteller. Der Teller besteht aus einer Blechscheibe 24, die aussen sägenartig gezahnt ist. An der längeren Flanke 25 jedes Zahnes 26 ist ein parallelogrammförmiges Plättchen 27 befe-

stigt, z. B. angeschweisst. Ein Paar der parallelen Längsseiten 28 jedes Plättchens verläuft dabei in Achs- richtung des Tellers, so dass die andern in Flankenrichtung des Tellerzahnes verlaufenden Seiten zur Tel- lerebene geneigt sind. Die Plättchen sind dabei so angeordnet, dass bei zwei aufeinanderfolgenden Plätt- chen die Seitenkanten 29 in entgegengesetzter Richtung geneigt sind.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Mischmaschine für flüssige oder pastenförmige Massen, insbesondere zum Dispergieren von Pig- mengen, mit einem Rotor, der in einem Gehäuse unter Bildung zumindest eines für den Durchgang der
Masse bestimmten Spaltes umläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor durch mindestens einen Tel- ler gebildet ist, der im radial aussen liegenden Bereich mit Mischwerkzeugen, wie beispielsweise Zäh- nen, versehen ist, und dass das Gehäuse zumindest diesen Aussenbereich des Tellers als Leitfläche für die
Masse unter Bildung eines Ringkanals umschliesst und zur Zerteilung von Agglomeraten mit der Umhül- lenden der Mischwerkzeuge einen engen Spalt bildet.

Claims

2. Mischmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung für das Misch- gut auf der einen Seite der Hauptebene eines Tellers und die Auslassöffnung auf der andern Seite dieser Ebene liegt.

3. Mischmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerachse vertikal verläuft.

4. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerachse horizontal verläuft.

5. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerachse geneigt ist.

6. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Bereich der Mischwerkzeuge eine im wesentlichen zylindrische Innenform hat.

7. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung für das Mischgut im mittleren Bereich eines Tellers koaxial zu dessen Antriebsachse ange- ordnet ist und der den Teller umschliessende Ringkanal radial entlang des Tellers bis zur Einlassöffnung verläuft.

8. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den einen Teller umschliessenden Ringkanal ein die Auslassöffnung bildender Abflusstrichter anschliesst.

9. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren an einer Welle befestigten Tellern, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller gleichen Durchmesser haben und gemeinsam von einem Gzhäuseteil mit zylindrischer Innenwandung umschlossen sind, an welcher einerseits die Einlass- öffnung und anderseits die Auslassöffnung für das Mischgut anschliesst.

10. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren an einer Welle befestigten Tellern, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller gleichen Durchmesser haben und dass vom Gehäuse nach innen vorspringende ringförmige Teile zwischen den Tellern bis nahe an die Antriebswelle heranreichen.

11. Mischmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus ringförmigen Teilen besteht, die aufeinander gesetzt durch axial verlaufende Schrauben zusammengespannt sind, wobei zwischen den die Einlass- bzw. die Auslassöffnung aufweisenden Gehäuseteilen untereinander gleiche, nach innen vorspringende und bis nahe an die Antriebswelle heranreichende Ringe angeordnet sind.

12. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren an einer Welle befestigten Tellern, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller verschieden grosse, stufenweise abnehmende Durchmesser haben und dass bei der Einlassöffnung im Gehäuse der Teller grössten Durchmessers und bei der Auslassöffnung der Teller kleinsten Durchmessers liegt.

13. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen mindestens einen Teller weisende Gehäusewandung an der Oberfläche Erhöhungen und/oder Vertiefungen aufweist.

14. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teller zur Regelung des Mischgrades und des Durchflusses relativ zum Gehäuse axial verstellbar ist.

15. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Auslassöffnung zur Regelung des Mischgutes und des Durchflusses, z. B. mittels eines Ventils, veränderbar ist. <Desc/Clms Page number 5>

16. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teller am Umfang sägeartig gezahnt ist und dass an der längeren Flanke jedes Zahnes ein zur Tellerebene senkrecht stehendes, parallelogrammförmiges Plättchen befestigt ist, dessen in Flankenrichtung verlaufende Seitenkante gegenüber der Tellerebene geneigt sind.

17. Mischmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zur Regelung der Temperatur einen Mantel zur Aufnahme eines die Arbeitstemperatur beeinflussenden Mediums aufweist.