CH444739A - Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten von pulverigen bis körnigen Materialien - Google Patents

Description

  
 



  Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten von pulverigen bis körnigen Materialien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten und pulverigen bis körnigen Materialien, mit in einem Mischbehälter umlaufendem Rührwerk, mit scheibenartigen Rührorganen.



   Zum Mischen von flüssigen und pulverigen bis körnigen Materialien sind neben horizontalen Zweiwellenzwangsmischern insbesondere Rührwerke weit verbreitet. Die bekannten Rührwerke haben alle, mehr oder weniger ausgeprägt, die gleiche konstruktive Grundform und unterscheiden sich im wesentlichen nur durch die Ausbildung der an den Rührwerkswellen angeordneten Mischwerkzeuge. Form, Anzahl und Art der Anordnung dieser Mischwerkzeuge bestimmen letzlich den Mischeffekt sowie den Maschinen- und Energieaufwand.



   Zweck der Erfindung ist es, eine besonders wirksame Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten und pulverigen bis körnigen Materialien zu schaffen.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten und pulverigen bis körnigen Materialien, mit in einem Mischbehälter umlaufendem Rührwerk mit scheibenartigen Rührorganen ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk eine Rührwerkswelle mit mindestens zwei winklig zueinander angeordneten Scheiben und/oder Flügelräder aufweist.



   Durch die in Form von Scheiben und/oder Flügelrädern ausgebildeten und winklig zueinander angeordneten Rührorgane wird dem Mischgut zusätzlich zur Zentrifu  galrichtung    eine achsparallele Strömung vermittelt. Bei der Herstellung von insbesondere plastischen und klebrigen Massen ist es zweckmässig, dass mit den Scheiben und/oder   Flügelrädern    oder der Antriebswelle Wandbzw. Bodenabstreifer verbunden sind. Um eine, sonst durch die Rotation der Rührwerkswelle und der Mischorgane unvermeidliche Drehbewegung der Mischerfüllung zu verhindern, ist es sinnvoll, dass an der Behälterwandung radial nach innen gerichtete Stegbleche angeordnet sind.



   Der praktische   Mischbetrieb    mit derartigen Vorrichtungen hat nun gezeigt, dass sich insbesondere bei klebrigen Mischgutarten Material zwischen den winklig angeordneten Scheiben und auf der oberen Scheibe ansetzt, wobei diese Anbackungen um die Rührwerkswelle herum erfolgen. Diese   Materialanbackungen    können sich insbesondere dann nachteilig auswirken, wenn nacheinander verschiedene Mischgüter, z.B. unterschiedlicher Farbgebung, in der Mischvorrichtung homogenisiert werden sollen.



   Dieser Nachteil lässt sich nun entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch vermeiden, dass, vorzugsweise koaxial zur Rührwerkswelle, ein mitrotierender Füllkörper, z.B. ein Zylindermantel, angeordnet ist, dessen Abmessungen vom Durchmesser des jeweiligen Mischbehälters und/oder von der jeweiligen Drehzahl der Rührwerkswelle abhängig sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abmessungen des Füllkörpers so gewählt sind, dass die Umfangsgeschwindigkeit des durch den geschlossenen Mantel begrenzten Füllkörpers, dessen Stirnseiten ebenfalls geschlossen sind, gegenüber der Umfangsgeschwindigkeit der winklig zueinander angeordneten Scheiben ein Verhältnis von grösser als 1 : 4, vorzugsweise 1 : 3 aufweist.



   Um bei der Herstellung von   Asphaltnzischungen,    beispielsweise Gussasphalt, einen besseren Wirkungsgrad, d.h. z.B. kürzere Mischzeiten und/oder homogenere Verteilungen, zu erzielen, ist es vorteilhaft, der Mischvorrichtung das Bindemittel, vorzugsweise in feinverteilter Form, in eine Zone hoher Mischintensität zuzusetzen.



   Es muss beispielsweise bei der Herstellung von Gussasphalt vermieden werden, dass sich das in den Asphaltmischungen enthaltene thermoplastische Binde  mittel an den kalten Wandungen festsetzt und dort erstarrt, wodurch dem Mischgut Bindemittel entzogen wird und die durch die Abkühlung des Bindemittels an der Behälterwand gebildete Kruste eine unnötig hohe Reibung und damit erhöhten Kraftbedarf zur Folge hat.



  Um hier Abhilfe zu schaffen, werden zweckmässig Mittel vorgesehen, um den beispielsweise im wesentlichen zvlindrischen Mischbehälter zu beheizen. Für die Aufnahme des Heizmediums erhält der Mischbehälter vorzugsweise Ummantelungen. Auch kann es - für manche Zwecke sinnvoll sein, z.B. bei Mischungen, die mit chemischen Reaktionen exothermer Natur verbunden sind, die entstehende Reaktionswärme abzuführen, um eine Überhitzung der Mischung zu vermeiden. In diesen Fällen kann der Mischbehälter gekühlt werden. Zweckmässig ist es ferner, dass die Heiz- und Kühlvorrichtungen regelbar ausgebildet sind.



   Bei Mischgutarten, bei denen es zweckmässig ist, den Mischprozess unter   Über- oder    Unterdruck ablaufen zu lassen, wird die gesamte Mischapparatur vorzugsweise gasdicht ausgeführt, um den gewünschten Druckzustand aufrechterhalten zu können. Dies gilt insbesondere für solche Stoffe, die während des Mischvorganges chemisch reagieren.



   Bei Mischanlagen, bei denen die winklig an der Rührwerkswelle angeordneten Scheiben trotz beispielsweise darin ausgesparten Durchbrüche einen so hohen, hauptsächlich nach unten gerichteten Dmck erzeugen, besteht die Gefahr einer Verkeilung des Mischgutes, die insbesondere unterhalb der unteren Scheiben gegeben ist.



  Diese Neigung zur Verkeilung wird besonders dann wirksam, wenn das zu mischende Gut einen hohen Anteil gebrochenen Materials enthält. Die daraus resultierende Erhöhung des Kraftbedarfes und des Verschleisses kann dabei sehr erheblich sein. Um hier Abhilfe zu schaffen, werden anstelle der Scheiben winklig zueinander angeordnete Flügelräder verwendet, die beispielsweise aus sternförmig angeordneten Flachprofilen gebildet sein können. Diese Profile weisen zweckmässigerweise in Drehrichtung des Rührwerkes einen, vorzugsweise sich öffnenden, Anstellwinkel auf.



   Um die Bewegung des Mischgutes in der Zone geringer Umfangsgeschwindigkeit besonders zu intensivieren, ist beispielsweise vorgesehen, dass der Anstellwinkel der Profile an den Stellen ihrer Befestigung an der Rührwerkswelle den   Grösstwert    aufweist und sich mit zunehmendem Abstand von der Rührwerkswelle nach aussen hin verringert.



   Bei. Herstellung von beispielsweise grobstückigem oder stark pastösem Mischgut können zur Erreichung einer grösseren Stabilität der Mischorgane die freien Enden der Profile durch einen Ring miteinander verbunden werden. Bei besonders zähen Medien kann im Bereich der Welle die Mischbewegung trotz des hohen Anstellwinkels der Profile evtl. nicht ausreichen. In solchen Fällen kann die Mischerwelle mit einem zylindrischen Hohlkörper umkleidet oder als gross dimensionierte Hohlwelle ausgebildet sein.



   Um beispielsweise bei Gussasphalt-Motorkochern die erforderliche Aufbereitungsdauer weiter herabzusetzen, ohne die Qualität der Mischung zu reduzieren, und um die Bewegung im Zentmm des Mischers noch zu intensivieren, kann die Mischvorrichtung so ausgestaltet sein, dass zwei jeweils in einer ihrer Mittellinien sich durchdringende, winklig zueinander angeordnete, gleiche eder verschieden grosse Scheiben oder Flügelräder ein Scheiben- oder Flügelradpaar bilden, das zusammen mit mindestens noch einem gleichen Scheiben- oder Flügelradpaar auf einer Rührwerkswelle so befestigt ist, dass jeweils die eine Scheibe oder das eine Flügelrad eines Paares mit der analogen Scheibe oder dem analogen Flügelrad des gegenüberliegenden Paares einen spitzen Winkel bildet.

   Die parallel zueinanderliegenden Scheiben oder Flügelräder der einzelnen Scheiben- oder Flügelradpaare weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf.



  Eine oder beide Scheiben eines Scheibenpaares können als Ringscheiben ausgebildet sein.



   Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung   werden-anhand    der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Rührwerkskessel im Teillängsschnitt;
Fig. 2 einen Rührwerkskessel mit verschiedenen zusätzlichen Einzelheiten im Teillängsschnitt;
Fig. 3 einen Rührwerkskessel mit Flügelrädern als Rührorgane im Teillängsschnitt;
Fig. 3a den Rührwerkskessel nach Fig. 3 im Querschnitt;
Fig. 4 einen Rührwerkskessel mit sich durchdringenden Scheibenpaaren im Teillängsschnitt;
Fig. 5 den Rührwerkskessel nach Fig. 4 im Querschnitt.



   Innerhalb des Rührwerkskessels mit der zylindrischen Behälterwand 1 läuft zentrisch angeordnet die Rührwerkswelle 2, an der die mit einer Anzahl von Durchbrüchen 4 versehenen, schräg zueinander und zur Welle angeordneten Scheiben 3 sowie ein   Boden- bzw.   



  Wandabstreifer 5 befestigt sind. An dem Behältermantel 1 sind radial nach innen gerichtete Stegbleche 6 angeordnet (Fig. 1).



   Durch die Rotation der Welle, vorzugsweise mit einer Drehzahl, die einer Umfangsgeschwindigkeit der Randbegrenzung der Scheiben von über 1 m/sec entspricht, wird das Mischgut im Bereich des grossen Abstandes zwischen den beiden Scheiben  angesaugt , in Richtung des kleinen Abstandes beschleunigt und durch die in den Scheiben vorgesehenen Schlitze teilweise in eine achsparallele Bewegung nach oben bzw. unten umgelenkt.



   Bei Verwendung der vorliegenden Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten und pulverigen bis körnigen Materialien wird besonders bei der Herstellung von Gussasphalt für den Strassenbau ein wesentlicher Fortschritt erreicht, da eine bedeutende Zeitersparnis bei der Herstellung erstklassigen Gussasphaltes erzielt wird.



  Während nach den herkömmlichen Methoden zur Aufbereitung von Gussasphalt die erforderlichen Komponenten, also Mineralien in der Kornabstufung von z.B. 40% Splitt, 35% Sand, 25% Füller mit ca. 8% Bitumen (aufgerechnet) als Bindemittel in einem Gussasphaltkocher entweder kalt 4-6 Stunden oder vorerhitzt über 2    Stunden gerührt und dabei   gekocht   werden, wird    nunmehr bei Verwendung der vorliegenden Mischvorrichtung die gleiche Menge Gussasphalt (Charge) in etwa einem Zehntel der herkömmlichen Zeit hergestellt ohne jegliche Minderung der Qualität
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, ist oberhalb der oberen Scheibe 3 sowie zwischen den beiden Scheiben 3 ein vorzugsweise zylindrisch ausgebildeter Füllkörper 14 angeordnet, der allseits geschlossen ist.



   Aus Fig. 2 ist ferner zu entnehmen, wie der Mischbehälter weiter ausgestattet ist. Dieser ist mit Mischorganen auf einer senkrechten Welle 2 und einer Öffnung 7 für die Beschickung mit pulverigen bis körnigen Materialien sowie einer Öffnung für die Zugabe von Flüssigkeiten versehen. Eine Ummantelung 9 dient zum Führen eines   Heizmediums in dem freien Raum zwischen Behälterwandung 1 und der äusseren Ummantelung 9. Die Beheizung kann beispielsweise durch die durch einen ölbrenner 10 erzeugten Heizgase erfolgen, die durch den Ventilator 12 nach Durchströmung des Rauchgasraumes und erfolgter Wärmeabgabe in die freie Atmosphäre abgeführt werden.



   Zweckmässigerweise wird ein Thermofühler 11 zur Kontrolle der Temperatur vorgesehen, der wiederum einen Regler 13 so beeinflusst, dass eine Regelung entweder des Ölbrenners 10 und/oder des Ventilators 12 möglich ist.



   Mittels der Vorrichtung 8 kann das thermoplastische Bindemittel dosiert zugeführt werden. Diese Bindemittelzugabe ist so angeordnet, dass das thermoplastische Bindemittel in fein verteilter Form in einer Zone hoher Mischintensität auf das Material auftrifft.



   Wie Figur 3 und 3a zeigt, läuft innerhalb des Rührwerkskessels 1 die zentrisch angeordnete Rührwerkswelle 2. An dieser sind zwei winklig zueinander angeordnete Flügelräder 3a, die aus einzelnen sternförmig angeordneten Flachprofilen 15 gebildet werden, befestigt. Die Flachprofile 15 sind dabei so an der Welle 2 angeordnet, dass sie in Drehrichtung des Rührwerks einen sich öffnenden Anstellwinkel aufweisen, wobei sich der Anstellwinkel mit zunehmendem Abstand von der Rührwerkswelle 2 nach aussen hin verringert.



   Bei Betrieb einer solchen Mischvorrichtung wird ein Druckaufbau um die Mischorgane bzw. unterhalb dieser relativ klein gehalten und gleichzeitig das Mischgut in eine intensive Bewegung versetzt.



   Nach Fig. 4 und 5 läuft innerhalb des Rührwerkskessels mit der zylindrischen Behälterwand 1 die zentrisch angeordnete Rührwerkswelle 2, an der zwei mit einer Anzahl von Durchbrüchen 4 versehene, aus Scheiben 3 gebildete Scheibenpaare so befestigt sind, dass jeweils die eine Scheibe eines Scheibenpaares mit der gleich ausgebildeten Scheibe des zweiten Scheibenpaares einen Winkel von vorzugsweise   40-600    bildet.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten und pulverigen bis körnigen Materialien, mit in einem Mischbehälter umlaufendem Rührwerk mit scheibenartigen Rührorganen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rühewerk eine Rührwerkswelle mit mindestens zwei winklig zueinander angeordneten Scheiben und/oder Flügelräder aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben mit Durchbrüchen versehen sind.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise koaxial zur Rührwerkswelle ein mitrotierender Füllkörper, zB. ein Zylindermantel, angeordnet ist.

   3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Füllkörpers so gewählt sind, dass das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit am äusseren Umfang des mitrotierenden Mantels zur Umfangsgeschwindigkeit am äusseren Umfang der schräg zueinander angeordneten Scheiben und/oder Flügelräder grösser als 1 : 4, vorzugsweise 1 : 3 ist.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zur Zuführung der Flüssigkeiten in eine Zone hoher Mischintensität.

   5. Vorrichtung nach Patentunspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbehälter mit einer, vorzugsweise regelbaren, Heiz- oder Kühlvorrichtung versehen ist.

   6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbehälter Ummantelungen zur Aufnahme eines Heizmediums aufweist.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbehälter gasdicht ausgeführt und mit einer Einrichtung zum Anlegen eines Über- oder Unterdruckes ausgestattet ist.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelräder (3a) aus sternförmig angeordneten Flachprofilen (15) gebildet sind.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sternförmig angeordneten Profile (15) einen in Drehrichtung des Rührwerkes vorzugsweise sich öffnenden, Anstellwinkel aufweisen und die freien Enden durch einen Ring miteinander verbunden sind.

   10. Vorrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel der sternförmig angeordneten Profile (15) an der Stelle ihrer Befestigung an der Rührwerkswelle (2) den Grösstwert aufweist und sich mit zunehmendem Abstand von der Rührwerkswelle (2) nach aussen hin verringert, wobei der Anstellwinkel veränderlich einstellbar ist.

   11. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei jeweils in einer ihrer Mittellinien sich durchdringende, winklig zueinander angeordnete, gleiche oder verschieden grosse Scheiben oder Flügelräder ein Scheiben- oder Flügelradpaar (3, 4) bilden, das zusammen mit mindestens noch einem gleichen Scheibenoder Flügelradpaar auf einer Rührwerkswelle (2) so befestigt ist, dass jeweils die eine Scheibe oder das eine Flügelrad eines Paares mit der analogen Scheibe oder dem analogen Flügelrad des gegenüberliegenden Paares einen spitzen Winkel bildet.

   12. Vorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinanderliegenden Scheiben oder Flügelräder der Paare einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.

   13. Vorrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Scheiben (3) eines Scheibenpaares als Ringscheibe(n) ausgebildet ist bzw. sind.

   14. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit einem zylindrischen Hohlkörper umkleidet oder als Hohlwelle ausgebildet ist.