CH438223A

CH438223A - Misch- und Dispergiermaschine

Info

Publication number: CH438223A
Application number: CH1376865A
Authority: CH
Inventors: Schoeffel Ludwig; Faulhaber Alfred
Original assignee: Spangenberg Maschf G
Priority date: 1964-10-10
Filing date: 1965-10-08
Publication date: 1967-06-30
Also published as: DE1457141A1; DK132013B; NL6513058A; GB1128658A; NL146715B; AT260187B; DK132013C

Description

Misch- und Dispergiermaschine
Die Erfindung betrifft eine Misch- und Dispergiermaschine für flüssige und pastöse Massen mit einem vertikal verstellbaren Ausleger, in dem die lotrecht angeordnete Welle eines rotierenden Rührwerkzeuges gelagert ist, weiterhin mit einem Behälter für die Masse, der mit einer Haube versehen ist, die abdichtend am Behälter anliegt und konzentrisch zur Rührwerkwelle vakuumdicht geführt ist.

Bauformen von Misch- und Dispergiermaschine, zum Dispergieren von flüssigen und pastösen Medien aller Art mit schwenkbarem und höhenverstellbarem Ausleger sowie darin gelagerter Mischwelle sind be kannt. Maschinen dieser Art werden in der Fachwelt Dissolver oder Disperser genannt. Sie stellen eine Weiterentwicklung der Misch- und Dispergiertechnik dar und sind Schnell- und Planetenmischern wegen ihres besseren Aufschliessungseffektes und ihrer kürzeren Dispergierzeit überlegen.

Ihre Antriebsmotoren sind relativ stark ausgelegt.

Die Rührorgane sind aussen verzahnte, flache Scheiben. Mit Dissolvern lassen sich Viskositätsbereiche bis nahezu 250000 cP bewältigen. Als Mischgefässe werden fahrbare oder stationäre Behälter verwendet. Da der Mischerkopf meist um 3600 schwenkbar angeordnet ist, können rings um die Maschine mehrere Behälter aufgestellt werden; man kann also im kontinuierlichen Chargenbetrieb arbeiten.

Dissolver werden in Industriezweigen eingesetzt, wo ausser Dispergieraufgaben auch eine anschliessende wirkungsvolle Evakuierung, wie z. B. besonders bei der PVC-Pastenherstellung, erforderlich ist. Man arbeitet heute noch verfahrenstechnisch mit zwei getrennten Maschinen, mit Dis solver-Vakuum-Planetenmischern oder sonstigen Vakuummischgrn. Das hat als Nachteil einen erheblichen Mehraufwand an Maschineneinrichtungen, grösseren Platzbedarf und mehr Arbeitszeit.

Es wurde schon vorgeschlagen, bei sogenannten Dissolver-Misch- und Dispergiermaschinen mit vorzugs- weise schwenkbarem Ausleger die Nabe des Auslegerkopfes vakuumdicht auszuführen und mit einer vakuumdichten Behälterhaube zu versehen, wobei der Mischbehälter mit dieser Behälterhaube vakuumdicht verschliessbar ist.

Das hat den wesentlichen Vorteil, dass mehrere Arbeitsgänge ohne Maschinenwechsel hintereinander durchgeführt werden können, z. B. die Arbeitsgänge Anpasten, Dispergieren und Evakuieren.

Mischbehälter und Behälterhaube sind hierzu mit je leinem bearbeiteten Dichtflansch versehen und die Abdichtung zwischen beiden erfolgt durch einen eingelegten Dichtring. Mischbehälter und Behälterhaube werden dadurch nach Herstellung des Vakuums automatisch zusammengehalten, so dass keine besonderen Verschlussmittel notwendig sind.

Die Praxis hat gezeigt, dass man einen lerheblich besseren Dispergiereffekt erreicht und wesentlich weniger Wärme - wichtig für PVC-Pasten - bekommt, wenn die Beschickung bei laufender Maschine erfolgt.

Die hochtourige Dissolverscheibe kann bei vorgelegtem Weichmacher das zulaufende PVC-Pulver sofort in Paste umwandeln, ohne dass es wie bei ganz vorgelegtem Produkt zunächst zu Stauungen und Nesterbildung kommt.

Die Erfindung betrifft nun eine Misch- und Dispers giermaschine der eingangs genannten Art, welche da durch gekennzeichnet ! ist, dass sowohl Welle als auch Haube an dem höhenverstellbaren Ausleger angeordnet sind und die Haube zusätzlich an ihrer Halterung am Ausleger und konzentrisch zur Welle vakuumdicht und höhenverstellbar gelagert ist.

Es ist dabei von Vorteil, wenn die Nabe des Auslegers für die Rührwerkwelle als Innenführung für einen zylindrischen auf die Haube des Behälters aufgesetzten und auf der Nabe verschiebbaren Kragen ausgebildet ist, wobei die Nabe und der Kragen vorzugsweise durch Zusammenkiemmen zu vereinigen sind. Bei einer derartigen Ausführungsform kann die Haube mit dem Kragen durch eine VakuumDichtung gegen die Welle abgedichtet werden und der Behälter gegen die Haube durch eine Dichtung abdichtbar sein. Bei stehendem oder festgestelltem Ausleger kann durch diese erfinderischen Massnahmen die Höhenverstellung durch Gleiten des Halses auf der Nabe erfolgen. Zweckmässigerweise ist vorgesehen, dass die Höhenverstellung der Haube mit dem Kragen gegenüber der Nabe von Hand, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen kann.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Höhenverstellung der Behälterhaube gegenüber der Nabe an einer Skala ablesbar ist, so, dass in Betrieb befindliche Mischscheiben mit Welle während der Evakuierung höhenverstellt werden können.

Führt man bei einer erfindungsgemässen Maschine den Dichtflansch und die Dichtung der Behälterhaube verbreitert aus, dann können Behälter mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet und abgedichtet werden.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Maschine sowohl für allgemeine Verwendung als auch für spezielle Verwendung in der pharmazeutischen und kosmetischen Industrie mit einem, möglichst gegenläufigen, langsam laufenden Rahmenrührer bzw. Schaber ausgestattet ist, der nicht nur unmittelbar an den Längswänden des Behälters, sondern auch am Behälterboden entlang arbeitet. Durch die Tätigkeit dieses Abstreifers kann die Schicht, die sich an der Wand des Mischbehälters bildet und durch gewollte oder ungewollte Wärmeeinwirkung von aussen frühzeitig zum Erhärten kommt, abgestreift und wieder mit dem übrigen Gut vermischt werden. Mit dieser Massnahme kann auch erreicht werden, dass der Wärmeübergang von der Umgebung durch die Wand des Behälters hindurch in das Gut unverändert erhalten bleibt.

Hierzu kann bei einer erfindungsgemässen Maschine in dem Mischbehälter ein Rahmen-Abstreifer oder dergleichen angeordnet, der auf der Nabe gelagert ist, sein. Man kann den Rahmenabstreifer vorteilhafterweise so ausbilden, dass der Rahmenschlenkel, der am Boden des Behälters umläuft, ebenso wie die seitlichen Schenkel, mit beweglichen Abstreifeiementen bestückt sind.

Als weiteren Vorteil ist es anzusehen, wenn der Rahmenahstreifer im Boden des Behälters eine zweite Lagerstelle hat. Ferner kann der Rahmen ab streifer an bzw. in den beiden Lagerstellen vertikal verstellbar gelagert werden. Es kann auch zweckmässig sein, an dem Lagerzapfen, der den Boden des Behälters durchdringt, ein Antriebsmittel angreifen zu lassen. Durch dieses kann der Rahmenabstreifer gleichläufig oder gegenläufig zum Dispergierwerkzeug antreibbar sein.

Der Antrieb für den Rahmenabstreifer kann von dem Antrieb des Dispergierwerkzeuges hergeleitet sein. Es wird aber als zweckmässig erachtet, dass die Einrichtung so getroffen wird, dass die Drehzahl des Rahmenabstreifers unabhängig von der Drehzahl des Dispergierwerkzeuges regelbar ist.

Bei den Maschinen, die bisher für den gleichen Zweck verwendet worden sind, hat man zu langsam umlaufenden Rührwerken zusätzlich hochtourige Homogenisiergeräte und zusätzliche Abstreifer eingebaut.

Solche Maschinen werden sehr aufwendig durch ihren komplizierten Aufbau. Im Betrieb entstehen oberhalb des Homogenisierurerkzeuges, das im Behälterboden fest angeordnet ist, Toträume, die nur bei stillstehender Maschine also nach Unterbrechung des Arbeitsganges zur Abspachtelung der langsam laufenden Mischwerkzeuge beseitigt werden können. Diese Erschwernis wird bisher als notwendiges Übel in Kauf genommen.

Demgegenüber bringt die soeben beschriebene Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung den Fortschritt, dass die Vorgänge des Mischens und Dis pergzerens und des Homogenisierens ohne Unterbrechung durchgeführt werden können, wobei noch besonders vorteilhaft in Erscheinung tritt, dass ein den Behälter allenfalls umgebender Mantel zum Kühlen und Heizen erst voll wirksam wird.

Die Massnahmen nach dieser Ausführungsform der Erfindung erlauben auch eine besonders günstige Ausbildung des Abstreifers dadurch, dass in einem Abstreiferrahmen eingesetzte Schaber drehbar gelagert sind.

Die Schabersegmente können sowohl in den Seitenschenkeln als auch im Bodenschenkel des Rahmens auf Lucke gesetzt werden. Das erbringt ein lückenloses Abstreifen der Innenfläche des Behälters. Die Schabersegmente können aus beliebigem Werkstoff, z. B. Holz, Metall oder Kunststoff, bestehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Maschine mit hochgefahrener Haube,
Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1 mit geschlossener Haube,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Mischmaschine.

Zu den Fig. 1 und 2:
Es sind der Ausleger mit 1. die Nabe des Auslegers mit 2, der Mischbehälter mit 3, die Haube mit 4, ein Kragen der Haube mit 5, eine Mischerwelle als Innenführung für den Kragen 5 auf dler Nabe 2 mit 6, eine in der Nabe befestigte Knebelschraube mit 7, der zugehörige Knebel mit 8 und ein Schlitz für die Knebelhaube 7 im Kragen 5 mit 9 gekennzeichnet.

In der Nabe 2 des in der Höhe verstellbaren Auslegers 1 ist die von einem Riementrieb 10 angetriebene Mischerwelle 6 gelagert. Sie reicht durch eine Vakuumdichtung 12 in den Behälter 3 hinein, wo sie das Werkzeug 13 zum Umlaufen bringt.

Zwischen dem Rand des Behälters 3 und dem Rand 14 der Haube 4 ist eine Gummidichtung 15 eingelegt.

In Fig. list die Maschine in geöffneter Stellung dargestellt. Dadurch wird der Innenraum des Behälters 3 zwecks Einfüllens oder Entnehmens von Material frei zugänglich. In der geöffneten Stellung kann auch die Mischerwelle arbeiten.

Zur Einstellung des Mischwerkzeuges 13 auf eine andere Höhe wird der gesamte Ausleger 1 mitsamt der Haube 4 auf- oder niedergefahren.

Zum Verschliessen wird die Haube 4 abgesenkt, bis ihr Dichtring 15 auf dem Rand des Behälters 3 aufliegt. Dann wird der die Haube 4 tragende Kragen 5 mit der Nabe 2 mittels des Knebels 7 verklemmt.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Verschluss zwischen Haube 4 und Behälter 3 durch Niederfahren des Auslegers 1 um einen geringen Betrag noch zu verdichten. Auch das Öffnen und Hochfahren der Haube 4 kann natürlich durch Heben des Auslegers erfolgen, dabei muss aber in Kauf genommen werden, dass auch das Werkzeug 13 mitgehoben wird.

Eine Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums kann an den Behälter 3 oder an der Haube 4 angeschlossen werden. Wenn nach dem Aufsitzen der Haube 4 auf dem Rand des Behälters 3 der Behälter 3 evakuiert wird, wird der Verschluss zwischen dem Behälter 3 und der Haube so dicht, dass er nur durch Auslösen des Unterdruckes nach Öffnen eines Ventils aufgehoben werden kann. Es besteht dann die Möglichkeit, den Knebel 7 zu lösen und dann das Werkzeug 13 im Behälter 3 bei geschlossener Haube aufoder abwärts zu bewegen.

Eine nicht d'argestellte Skala erlaubt es, die Stellung des Werkzeuges 13 im Behälter 3 abzulesen.

Zu Fig. 3:
Da die in Fig. 3 dargestellte Maschine im wesentlichen die gleiche ist, die in Fig. 1 und 2 gezeigt wird, sind alle Teile weggelassen, die zum Verständnis dieser Ausführungsform nicht notwendig sind.

Es sind der Rahmen insgesamt mit 100, die Nabe des nicht dargestellten Auslegers mit 2, der Mischbehälter insgesamt mit 3, die Haube mit 4, der Kragen mit 5, die Mischerwelle mit 6, die Innenwand des Behälters mit 70, die seitlichen Rahmenschenkel mit 80, der Boden des Behälters mit 90, der über dem Boden drehbare Rahmenschenkel mit 110, die Hälften des oberen Rahmenschenkels mit 111, das Lagerauge des Rahmenschenkels mit 112, das Dispergierwerkzeug mit 13, der Rand der Haube mit 14, die Gummidichtung der Haube mit 15, der Flansch des Mischbehälters 3 mit 16, der durch den Boden des Behälters 3 hindurchreichende Antriebszapfen des Rahmens 100 mit 17, seine Antriebsscheibe mit 18 und der Keilriemen antrieb mit 19 gekennzeichnet.

Zwischen der Aussenwand 20 des Behälters und seiner Innenwand 90 ist ein Raum 21 eingeschlossen, der durch die Anschlüsse 22 und 23 mit einem wärmeabgebenden oder wärmeaufnehmenden Mittel gespeiste wird.

Das Lager 24 dichtet den Raum 21 gegen Austritt des wärmeaustauschenden Mittels und den Antriebszapfen 17 gegen den Austritt des Gutes nach aussen ab.

Die Schaber 25 stehen gegenüber den Schabern 26 ebenso wie die Schaber 27 gegenüber den Schabern 28 auf Lucke.

Die Anordnung der soeben aufgezählten Teile in der Maschine nach Fig. 3 lässt erkennen, dass es möglich ist, dass, wenn das Innere des Behälters 3 mit dem zu verarbeitenden Gut gefüllt ist, und wenn die Haube 4 mit ihrem Flansch 14 und der Dichtung 15 auf dem Flansch 16 des Behälters 3 aufliegt, der Rahmenabstreifer 100 abhängig oder unabhängig von der Welle 6 mit dem Werkzeug 13 angetrieben werden kann, wobei zugleich ein Vakuum im Behälterinnenraum erzeugt werden kann und ein Heizmittel oder ein Kühlmittel durch den Mantelraum 21 hindurch geleitet werden kann. Da die beschriebene Maschine nur ein Ausführungsbeispiel ist, werden auch andere Ausführungsformen erkennbar. Beispielsweise kann der Antrieb 18, 19 von dem Zapfen 17 so abkuppelbar angeordnet sein, dass sich der Rahmen 100 aus dem Innern des Behälters 3 herausheben lässt.

Auch das an der Welle 6 befestigte Werkzeug 13 kann durch Vertikalbewegung entlang der Nabe 2 aus dem Behälter herausgehoben werden. Weitere Variationen sind bezüglich der Relativbeweglichkeit des Rahmens 100 zu der Haube 4 mit ihrem Kragen 5 und zu der Welle 6 mit dem Werkzeug 13 im Rahmen der Erfindung ausführbar.

Claims

PATENTANSPRUCH Misch- und Dispergiermaschine für flüssige und pastöse Massen mit einem vertikal verstellbaren Ausleger, in dem die lotrecht angeordnete Welle eines rotierenden Rührwerkzeuges gelagert ist, weiterhin mit einem Behälter für die Massen, der mit einer Haube versehen ist, die abdichtend am Behälterrand anliegt und konzentrisch zur Rührwerkswelle vakuumdicht geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Welle als auch Haube an dem höhenverstellbaren Ausleger angeordnet sind und die Haube zusätzlich an ihrer Halterung am Ausleger und konzentrisch zur Welle vakuumdicht und höhenverstellbar gelagert ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger zur Lagerung der Rührwerkswelle eine Nabe (2) aufweist und auf der Haube mittig ein Kragen (5) angeordnet ist und der Kragen (5) auf der Nabe (2) des Auslegers (1) höhenverstellbar geführt ist, wobei der Kragen (65) mittels einer Einrichtung (7, 8) auf der Nabe (2) feststellbar ist.

2. Misch- und Dispergiermaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (4) mit dem Kragen (5) durch eine Vakuumdichtung (12) gegen die Welle (6) abgedichtet und der Behälter (3) gegen die Haube (4) durch einen Dichtring (15) abdichtbar ist.

3. Misch- und Dispergiermaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung der Haube (4) mit dem Kragen (5) gegenüber der Nabe (2) von Hand, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen kann.

4. Misch- und Dispergiermaschine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellung der Blehälterhaube (4) gegenüber der Nabe (2) an einer Skala ablesbar ist, so, dass im Betrieb befindliche Mischscheiben (13) mit der Welle (6) während der Evakuierung höhenverstellbar sind.

5. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtflansch (14) und die Dichtung (15) der Behälterhaube (4) verbreitert ausgeführt sind, um Behälter (3) mit unterschiedlichem Durchmesser abdichten zu können.

6. Misch- und Dispergiermaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) mit ihrem freien Ende in den Behälter (3) hineinragt und dass das lerwähnte freie Ende als Lagerstelle für einen auf ihr drehbar gelagerten vertikale und horizontale Schenkel aufweisenden Rahmenabstreifer ausgebildet ist.

7. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer horizontaler Schenkel ein auf der Lagerstelle gleitendes Lager aufweist.

8. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenabstreifer am unteren Rahmenschenkel eine im Behälterboden (3) gelagerte Zapfwelle aufweist, auf der drehfest eine dem Antrieb des Rahmenabstreifers die nende Riemenscheibe angeordnet ist.

9. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenabstreifer in den beiden Lagerstellen vertikal verstellbar gelagert ist.

10. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenabstreifer gleichläufig mit dem Dispergierwerkzeug (13) dreht.

11. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen abstreifer gegenläufig mit dem Dispergierwerkzeug (13) dreht.

12. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenabstreifer durch eine Getriebeverbindung vom Dispergierwerkzeug (13) angetrieben wird.

13. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 8 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Rahmenabstreifers unabhängig von derjenigen des Dispergierwerkzeuges (13) regelbar ist.

14. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Abstreiferrahmen Schaber drehbar gelagert eingesetzt sind.

15. Misch- und Dispergiermaschine nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rahmen derart gegeneinander versetzte Schabersegmente angeordnet sind, dass ein Segment die Lücke zwischen zwei gegenüberliegend angeordneten Segmenten ausfüllt.