Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigem und körnigem Gut und zum Behandeln die ser Güter mittels Druckgas und einem mechanisch angetriebe nen Mischorgan, mit einem stehenden zylindrischen Mischbe hälter, der einen Einlass für die zu mischenden Güter und einen Auslass für das Mischgut sowie einen Flachboden aufweist.
Es sind bereits verschiedene Mischvorrichtungen bekannt, die durch Einführen von Druckluft in den Mischbehälter den Mischeffekt erzeugen. Die Pressluft wird entweder durch Sinterböden oder durch gerichtete Düsen eingeführt.
Während bei Mischern mit Sinterböden mit Drücken etwa bis 10 000 mm Wassersäule gemischt wird, sind bei Mischern mit gerichteten Luftstrahlen bedeutend höhere Drücke, zwischen 5 und 50 atü, erforderlich. Hierbei entstehen an den Düsenmündungen Luftaustrittsgescbwindigkeiten bis über Schallgeschwindigkeit.
Mischer mit Sinterböden haben den Nachteil, dass bei unterschiedlichen Mischgütern, wie z. B. Bleistaub und Russ, oder unterschiedlichen Körnungen, z. B. staubartige und körnige Produkte, kein einwandfreies Mischen erreicht werden kann. Es kann sogar vorkommen, dass eine Sortierung des Gutes stattfindet, wobei die groben Teile auf dem Sinterboden bleiben und die feinen Teile nach oben entweichen. Als weiterer Nachteil sei envähnt, dass die eingeführte Luft über sich im Gut bildende Kanäle entweicht, so dass das nicht erfasste Produkt zusammenballt und sich nicht mehr mischen lässt.
Es ist auch bereits bekannt, zum Mischen und Homogenisieren trockener pulveriger Stoffe in einen Mischbehälter Druckluft durch einen Sinterboden einzuführen und das Mischgut gleichzeitig durch mechanisch angetriebene Mischflügel in Bewegung zu halten (deutsche Auslegeschrift Nummer 1 027 966). Eine solche Vorrichtung ist allerdings nur für ganz trockenes, feinpulveriges Gut verwendbar.
Bei Mischern mit gerichteten Luftstrahlen. bei denen die Luft mit hoher Geschwindigkeit eingeführt wird, kann auch ein Mahleffekt am Düsenaustritt erfolgen, so dass eine Strukturveränderung des Mischgutes verursacht werden kann. Der Energiebedarf für die Erzeugung der Pressluft ist sehr hoch und laufende Wartungsarbeiten an den Vorrichtungen sind unumgänglich. Die Behälterwände sind starkem Verschleiss ausgesetzt. Die Filter, die zum Entweichen der Luft eingesetzt sind, werden äusserst stark beaufschlagt.
Ferner sind aufwendige Installationen, z. B. von Kompressoren, Kesseln, in denen die Luft gespeichert wird, und Hochdruckleitungen erforderlich.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Mischvorrichtungen zu beheben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Mischen und Behandeln von pulverförmigem und körnigem Gut zu schaffen, die einen möglichst geringen Energiebedarf, einen kleinen Verschleiss und minimale Anforderungen an die Wartung stellt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass direkt oberhalb des Flachbodens des Mischbehälters eine rotierende Nabe angeordnet ist, an der mindestens ein etwa dreikantiger und innen hohler Mischflügel derart befestigt ist, dass der Flachboden einen zwischen den Wandteilen des Mischflügels ein sich von der Nabe bis zur zylindrischen Aussenwand des Mischbehälters erstreckender Hohlraum überdeckt und dass Zufuhrkanäle zum Einführen von Druckgas durch die Nabe in diesen Hohlraum vorgesehen sind, wobei zwischen der Nabe und den Wandteilen des Mischflügels und den benachbarten Behälterwandteilen ein
Spalt vorgesehen ist, um den Austritt von Druckgas in den Mischbehälter längs des ganzen Mischflügels von der Nabe bis zur zylindrischen Wand zu ermöglichen.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass das eingefüllte Material nur an den Stellen fluidisiert wird, wo sich gerade der oder die Mischflügel befinden. Setzt man nun durch einen Antriebsmotor die Mischflügel in Betrieb, so wird der gesamte Inhalt gezielt fluidisiert. Es erfolgt somit ein schnelles und intensives Mischen. Das Mischen wird durch das Hochströmen der Güter an der Vorderseite des Mischflügels und das Absinken in den Hohlraum, der hinter dem Flügel entsteht, erzielt.
Dadurch lassen sich sowohl schwere als auch leichte, feine und grobkörnige Produkte gut mischen, ohne dass eine Klassifizierung eintritt, wie diese bei Sinterböden entstehen kann. Das an den Mischflügeln austretende Druckgas, z. B. Luft, erzeugt gegebenenfalls unmittelbar an den Flächen der Flügel ein Luftkissen, so dass durch die Drehbewegung keinerlei Beschädigung der zu mischenden Güter entsteht. Die Geschwindigkeit der Mischflügel kann je nach Behältergrösse festgelegt werden und von 5 bis 30 Umdrehungen pro Minute betragen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch den unteren Teil der Vorrichtung in grösserem Massstab,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4a und 4b eine schematische Darstellung der Luftströmungen im Mischbehälter in zwei zueinander senkrechten Stellungen der Mischflügel.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung weist einen zylindrischen Mischbehälter 1 auf, der unten durch einen Flachboden 2 abgeschlossen ist. Der Flachboden 2 ist mit der Behälterwand la längs Flanschen 3 verschraubt. Der Flachboden 2 weist eine zentrale Öffnung auf, in die ein starkwandiges Rohr 5 eingesetzt ist, das mittels eines Flansches 5a an einem Verstärkungsflansch 6 des Flachbodens 2 festgeschraubt ist. Der in den Behälter 1 hineinragende Teil des Rohres 5 weist mehrere Querbohrungen 7 auf. Am aus dem Behälter 1 herausragenden Teil des Rohres 5 ist ein Rohrstutzen 8 angeschweisst, der mit einer durch einen Pfeil A angedeuteten Druckluftquelle verbunden ist, die einen Druck von etwa 10 000 mm Wassersäule erzeugt.
Im Rohr 5 ist eine Antriebswelle 9 in Lagern 10 drehbar gelagert. Sie wird durch einen nicht dargestellten Elektromotor in Richtung des Pfeiles B angetrieben. Am oberen Ende des Rohres 5 ist ein Deckel 11 angebracht. Zwischen diesem und dem Flachboden 2 ist ein zylindrischer Ring 12 aus luftdurchlässigem Sintermetall dichtend eingeklemmt.
Mit dem oberen Teil der Welle 9 ist mittels eines Keiles 13b mechanische Mischorgan 13 drehfest verbunden. Dieses setzt sich aus einem Nabenteil und gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Mischflügeln 13d zusammen.
Der Nabenteil weist einen Nabenflansch 13a auf, an dessen Unterseite eine zylindrische Büchse 13c befestigt ist. Diese trägt die dreikantigen Mischflügel 13d, die aus zwei in spitzem Winkel zueinander verlaufenden Wänden 13dt bzw. 13d" (Fig. 3) bestehen. Zwischen den beiden Wänden und dem Flachboden ist somit ein Hohlraum 15 vorhanden. Die Büchse 13c weist zwischen den Wänden 13d' und 13d" Öffnungen 13e auf. Zwischen den unteren Kanten der Büchse 13c, der Mischflügel 13d und den Wandteilen 2 bzw. la des Behälters 1 ist ein Spalt 16 vorhanden. Auf dem Nabenflansch 13a sitzt eine kegelförmige Verkleidung 13f.
Der Behälter 1 weist an der Oberseite einen Einfüllstutzen 17 für das zu mischende Gut auf, der während des Betriebes der Vorrichtung durch eine Klappe 18 verschlossen werden kann. An der Unterseite des Behälters 1 befinden sich innerhalb eines Auslauftrichters 19 eine Klappe 14, die z. B. pneumatisch betätigbar ist. Der Behälter 1 ist oben durch einen Deckel 20 verschlossen, der einen Einsatz 21 mit nur angedeuteten, an sich bekannten Luftfiltern 22 aufweist.
Im unteren Teil der Seitenwand la können um den ganzen Umfang verteilt einige Zweistoffdüsen 23 angeordnet sein.
Diesen wird durch die Leitung 25 eine Flüssigkeit und durch die Leitung 24 Druckluft zugeführt.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Das zu mischende Gut wird durch den Stutzen 17 in den Behälter 1 eingefüllt. Nun wird Druckluft (oder ein Druckgas) mit einem Druck bis zu maximal 10 000 mm Wassersäule in den Stutzen 8 eingeführt. Diese strömt durch das Rohr 5, die Öffnungen 7, den luftdurchlässigen Ring 12 und die Öffnungen 13e in den Hohlraum 15 der Flügel 13d. Die Druckluft entweicht längs der ganzen Länge der Flügel 13d durch die Spalten 16 und fluidisiert das eingefüllte Gut. Nun werden die Mischflügel in Bewegung gesetzt. so dass der gesamte Inhalt des Behälters gezielt fluidisiert wird, wodurch ein schnelles und intensives Mischen erzielt wird.
Die Fig. 4a und 4b zeigen die Strömungsverhältnisse innerhalb des Mischbehälters 1 bei der Rotation der Mischflügel 13d anhand von Pfeilen. An der Vorderseite der Mischflügel strömt das fluidisierte Gut hoch und fällt an der Rückseite wieder nach unten, wobei gleichzeitig eine intensive Durchwirbelung eintritt. Die in den Behälter 1 bei A eingeführte Pressluft entweicht durch den im Deckel 20 angeordneten Filter 22 und den Einsatz 21 gemäss dem Pfeil C ins Freie.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der vordere Wandteil 13d' gegenüber dem Flachboden 2 weniger stark geneigt als der hintere Wandteil 13d". Die Mischflügel könnten aber auch eine andere Ausbildung aufweisen, z. B. mit dem Flachboden 2 ein gleichschenkliges Dreieck bilden. oder die Flügelwand könnte im Querschnitt halbkreisförmig sein.
Für gewisse Zwecke, z. B. für die Zufuhr von Aromastoffen bei Waschmitteln. kann durch die Zweistoffdüsen 23 mittels der Druckluft eine Behandlungsflüssigkeit in das fluidisierte Trockenprodukt eingesprüht werden. Es ist möglich, eine vollkommen gleichmässige Benetzung bei geringster Flüssigkeitszufuhr (0,1R) zu erreichen.
PATENTANSPRUCH I
Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigem und körnigem Gut und zum Behandeln dieser Güter mittels Druckgas und einem mechanisch angetriebenen Mischorgan, mit einem stehenden zylindrischen Mischbehälter, der einen Einlass für die zu mischenden Güter und einen Auslass für das Mischgut sowie einen Flachboden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass direkt oberhalb des Flachbodens (2) des Mischbehälters eine rotierende Nabe (13f) angeordnet ist, an der mindestens ein etwa dreikantiger und innen hohler Mischflügel (13d) derart befestigt ist, dass der Flachboden (2) einen zwischen den Wandteilen (13d', 13d") des Mischflügels sich von der Nabe bis zur zylindrischen Aussenwand (la) des Mischbehälters (1) erstreckenden Hohlraum (15) überdeckt und dass Zufuhrkanäle (8, 5, 7) zum Einführen von Druckgas durch die Nabe in diesen Hohlraum vorgesehen sind,
wobei zwischen der Nabe und den Wandteilen (13d', 13d") des Mischflügels und den benachbarten Behälterwandteilen ein Spalt (16) vorgesehen ist, um den Austritt von Druckgas in den Mischbehälter (1) längs des ganzen Mischflügels von der Nabe bis zur zylindrischen Wand (la) zu ermöglichen.
UNTERANSPRÜCHE
1. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich der zylindrischen Wand (la) des Mischbehälters (1) über den Umfang verteilt Zweistoffdüsen (23) zum Einführen einer Behandlungsflüssigkeit mittels Druckluft angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet. dass im Flachboden (2) koaxial zum Mischbehälter (1) ein Rohr (5) eingesetzt ist, das einerseits die Lager (10) für die Antriebswelle (9) des mechanischen Mischorgans (13) enthält und anderseits ausserhalb des Mischbehälters (1) einen Zufuhrstutzen (8) für Druckluft und innerhalb des Mischbehälters Austrittsöffnungen (7) für dieselbe aufweist.
3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zum Rohr (5) innerhalb des Mischbehälters (1) ein zylindrischer Ring (12) aus luftdurchlässigem Sintermetall angeordnet und gegenüber der Mündung des Rohres (5) und dem Flachboden (2) abgedichtet ist.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des Mischorgans (13) einen Nabenflansch (13a) aufweist, an dem eine zylindrische Büchse (13c) befestigt ist, welche den Mischflügel (13d) trägt und Öffnungen (13e) für den Durchtritt von Druckluft in den Hohlraum (15) des Mischflügels (13d) enthält.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Mischen und Behandeln der im Mischbehälter befindlichen Güter durch Zufuhr von Druckgas in die rotierende Mir :hvOTTichtung (13) eine Fluidisierung der Güter und durch Eindüsen von Flüssigkeit über die Zweistoffdüsen (23) ein gleichmässiges Benetzen der fluidisierten Güter erzielt wird.
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The invention relates to a device for mixing powdery and granular material and for treating these goods by means of compressed gas and a mechanically driven mixing element, with a standing cylindrical Mischbe container, which has an inlet for the goods to be mixed and an outlet for the mixed material and a Has flat bottom.
Various mixing devices are already known which produce the mixing effect by introducing compressed air into the mixing container. The compressed air is introduced either through sintered floors or through directional nozzles.
While mixers with sintered bottoms are mixed with pressures of up to 10,000 mm water column, mixers with directed air jets require significantly higher pressures, between 5 and 50 atmospheres. This creates air outlet speeds up to above the speed of sound at the nozzle mouths.
Mixers with sintered floors have the disadvantage that with different mixes, such as. B. lead dust and soot, or different grain sizes, e.g. B. dusty and granular products, no proper mixing can be achieved. It can even happen that the goods are sorted, with the coarse parts remaining on the sintered base and the fine parts escaping upwards. Another disadvantage is that the air introduced escapes through channels that form in the product, so that the product that has not been captured clumps together and can no longer be mixed.
It is also already known to introduce compressed air into a mixing container through a sintered base for mixing and homogenizing dry powdery substances and at the same time to keep the mix in motion by mechanically driven mixing blades (German Auslegeschrift number 1 027 966). However, such a device can only be used for very dry, finely powdered material.
For mixers with directed air jets. in which the air is introduced at high speed, a grinding effect can also occur at the nozzle outlet, so that a structural change in the material to be mixed can be caused. The energy requirement for generating the compressed air is very high and ongoing maintenance work on the devices is inevitable. The container walls are exposed to heavy wear. The filters that are used to allow the air to escape are subjected to extremely high loads.
Furthermore, complex installations, such. B. Compressors, boilers in which the air is stored, and high pressure lines are required.
The invention aims to eliminate these disadvantages of the known mixing devices.
The object of the invention is to create a device for mixing and treating powdery and granular material which has the lowest possible energy requirement, little wear and tear and minimal maintenance requirements.
The device according to the invention is characterized in that a rotating hub is arranged directly above the flat bottom of the mixing container, to which at least one roughly triangular and inside hollow mixing paddle is attached in such a way that the flat bottom extends from the hub to the between the wall parts of the mixing paddle cylindrical outer wall of the mixing container and that supply channels are provided for introducing pressurized gas through the hub into this cavity, with a between the hub and the wall parts of the mixing blade and the adjacent container wall parts
Gap is provided to allow the exit of pressurized gas into the mixing container along the entire mixing blade from the hub to the cylindrical wall.
This design ensures that the material filled in is only fluidized at the points where the mixing blade or blades are currently located. If the mixing blades are now operated by a drive motor, the entire content is fluidized in a targeted manner. Mixing is therefore rapid and intensive. Mixing is achieved by the goods flowing up the front of the mixing blade and sinking into the cavity that is created behind the blade.
This means that both heavy and light, fine and coarse-grained products can be mixed well without a classification occurring, as can arise with sintered floors. The compressed gas escaping from the mixing blades, e.g. B. air, if necessary, creates an air cushion directly on the surfaces of the wings, so that the goods to be mixed are not damaged by the rotary movement. The speed of the mixing blades can be set depending on the size of the container and can range from 5 to 30 revolutions per minute.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. Show it:
1 shows a side view of the device in a schematic representation,
2 shows an axial section through the lower part of the device on a larger scale,
Fig. 3 is a section along line III-III in Fig. 2 and
4a and 4b a schematic representation of the air flows in the mixing container in two mutually perpendicular positions of the mixing blades.
The device shown in FIGS. 1 to 3 has a cylindrical mixing container 1 which is closed at the bottom by a flat bottom 2. The flat bottom 2 is screwed to the container wall 1 a along flanges 3. The flat bottom 2 has a central opening into which a thick-walled tube 5 is inserted, which is screwed to a reinforcing flange 6 of the flat bottom 2 by means of a flange 5a. The part of the tube 5 protruding into the container 1 has a plurality of transverse bores 7. A pipe socket 8 is welded to the part of the pipe 5 protruding from the container 1 and is connected to a compressed air source indicated by an arrow A, which generates a pressure of about 10,000 mm water column.
In the tube 5, a drive shaft 9 is rotatably mounted in bearings 10. It is driven in the direction of arrow B by an electric motor (not shown). At the upper end of the tube 5 a cover 11 is attached. Between this and the flat base 2, a cylindrical ring 12 made of air-permeable sintered metal is clamped in a sealing manner.
Mechanical mixing element 13 is non-rotatably connected to the upper part of shaft 9 by means of a wedge 13b. This is composed of a hub part and, according to the illustrated embodiment, two mixing blades 13d.
The hub part has a hub flange 13a, on the underside of which a cylindrical sleeve 13c is attached. This carries the triangular mixing blades 13d, which consist of two walls 13dt or 13d "(FIG. 3) running at an acute angle to one another. A cavity 15 is thus present between the two walls and the flat bottom. The bushing 13c has between the walls 13d 'and 13d "have openings 13e. A gap 16 is present between the lower edges of the sleeve 13c, the mixing blades 13d and the wall parts 2 or la of the container 1. A conical casing 13f sits on the hub flange 13a.
The container 1 has on the top a filler neck 17 for the material to be mixed, which can be closed by a flap 18 during operation of the device. On the underside of the container 1 there is a flap 14 within an outlet funnel 19, which z. B. is pneumatically actuated. The container 1 is closed at the top by a cover 20 which has an insert 21 with only indicated air filters 22 known per se.
In the lower part of the side wall la, some two-substance nozzles 23 can be arranged around the entire circumference.
These are supplied with a liquid through line 25 and compressed air through line 24.
The mode of operation of this device is as follows: The material to be mixed is poured into the container 1 through the nozzle 17. Compressed air (or a compressed gas) is now introduced into the nozzle 8 at a pressure of up to a maximum of 10,000 mm water column. This flows through the tube 5, the openings 7, the air-permeable ring 12 and the openings 13e into the cavity 15 of the blades 13d. The compressed air escapes along the entire length of the blades 13d through the gaps 16 and fluidizes the filled material. Now the mixing blades are set in motion. so that the entire contents of the container are fluidized in a targeted manner, whereby a fast and intensive mixing is achieved.
4a and 4b show the flow conditions within the mixing container 1 during the rotation of the mixing blades 13d with the aid of arrows. The fluidized material flows up on the front of the mixing blades and falls back down on the back, whereby an intensive turbulence occurs at the same time. The compressed air introduced into the container 1 at A escapes through the filter 22 arranged in the cover 20 and the insert 21 according to the arrow C to the outside.
In the exemplary embodiment shown, the front wall part 13d 'is less inclined with respect to the flat base 2 than the rear wall part 13d ″. The mixing blades could, however, also have a different design, e.g. form an isosceles triangle with the flat base 2, or the wing wall could be semicircular in cross-section.
For certain purposes, e.g. B. for the supply of flavorings in detergents. a treatment liquid can be sprayed into the fluidized dry product through the two-fluid nozzles 23 by means of the compressed air. It is possible to achieve a completely even wetting with the lowest liquid supply (0.1R).
PATENT CLAIM I
Device for mixing powdery and granular material and for treating these goods by means of compressed gas and a mechanically driven mixing element, with a standing cylindrical mixing container which has an inlet for the goods to be mixed and an outlet for the mixed material and a flat bottom, characterized in that A rotating hub (13f) is arranged directly above the flat bottom (2) of the mixing container, to which at least one approximately triangular and internally hollow mixing blade (13d) is attached in such a way that the flat bottom (2) has one between the wall parts (13d ', 13d ") of the mixing blade covers the cavity (15) extending from the hub to the cylindrical outer wall (la) of the mixing container (1) and that supply channels (8, 5, 7) are provided for introducing pressurized gas through the hub into this cavity,
wherein a gap (16) is provided between the hub and the wall parts (13d ', 13d ") of the mixing paddle and the adjacent container wall parts to prevent compressed gas from escaping into the mixing container (1) along the entire mixing paddle from the hub to the cylindrical wall (la) to enable.
SUBCLAIMS
1. Device according to claim I, characterized in that in the lower region of the cylindrical wall (la) of the mixing container (1) distributed over the circumference two-substance nozzles (23) for introducing a treatment liquid by means of compressed air are arranged.
2. Device according to claim I, characterized. that in the flat bottom (2) coaxially to the mixing container (1) a tube (5) is inserted, which on the one hand contains the bearings (10) for the drive shaft (9) of the mechanical mixing element (13) and on the other hand a feed pipe outside the mixing container (1) (8) for compressed air and outlet openings (7) for the same inside the mixing container.
3. Device according to dependent claim 2, characterized in that a cylindrical ring (12) made of air-permeable sintered metal is arranged coaxially to the tube (5) inside the mixing container (1) and is sealed against the mouth of the tube (5) and the flat bottom (2) .
4. Device according to claim I, characterized in that the hub of the mixing element (13) has a hub flange (13a) to which a cylindrical sleeve (13c) is attached which carries the mixing blade (13d) and openings (13e) for the Contains passage of compressed air into the cavity (15) of the mixing blade (13d).
PATENT CLAIM II
Method for operating the device according to claim 1 and dependent claim 1, characterized in that, for mixing and treating the goods in the mixing container, the goods are fluidized by supplying compressed gas into the rotating Mir: hvOTTichtung (13) and by injecting liquid through the two-substance nozzles (23) a uniform wetting of the fluidized goods is achieved.
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