CH668366A5 - Vorrichtung zum herstellen von mehrkomponentengemischen. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter Mehrkomponentengemischen sind insbesondere Trockengemische, in Abhängigkeit von der Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung aber auch Gemische mit flüssigen Komponenten zu verstehen. Die Erfindung eignet sich zur Herstellung von pulverförmigen Trocken- oder angefeuchteten Gemischen in der chemischen Industrie, der Nahrungsmittelindustrie, der pharmazeutischen Industrie und in anderen Produktionszweigen.

Stand der Technik

Verfahren zum Mischen dienen zur Erzielung einer homogenen Verteilung von Ausgangskomponenten im Gesamtvolumen eines herzustellenden Produktes, und gehören zu den am meisten verbreiteten technischen Massenprozessen. Zur Durchführung solcher Verfahren sind viele Arten von Vorrichtungen bekannt. Die am meisten verbreitete Art betrifft einen Volumenmischer mit rotierendem Gefass. Dieses Gefäss kann je nach den Eigenschaften der Ausgangskomponenten und den Anforderungen an die Qualität des erhaltenen Produktes in bezug auf seine Drehachse unterschiedlich geformt und angeordnet sein sowie verschiedene Elemente aufweisen, welche die Durchmischung begünstigen.

Weitgehend bekannt sind auch Fördermischer, bei denen das Arbeitsgefass in der Regel unbeweglich ist, während eine aktive Durchmischung des im Arbeitsgefass befindlichen Gutes durch ein rotierendes oder in anderer Weise bewegtes Element bewirkt wird, welches in der Regel durch unterschiedlich geformte Schaufeln, durch ein Band oder durch eine Schnecke gebildet ist. Ausser dem Umschütten und Wenden erfolgt das Mischen von Pulvern bei diesen Mischern durch die Bewegung der schüttbaren Masse in der Horizontalebene. Die horizontale Bewegung stellt dabei einen wesentlichen Vorteil gegenüber den Mischern mit einem rotierenden Gefass dar, die im Grunde periodisch wirkende Mischer sind, und setzt die Möglichkeit des Einsatzes der Fördermischer in kontinuierlich ablaufenden Prozessen voraus.

Alle anderen bekannten Arten von Mischern für pulver-förmiges Gut können mindestens annähernd zu den zwei vorstehend erwähnten Arten gezählt werden.

Die wesentlichen Nachteile der bekannten Mischer, erheblicher Energieverbrauch, grosse Abmessungen und geringe Leistung, sind in der Regel dadurch bedingt, dass für eine qualitätsgerechte gegenseitige Verteilung der Komponenten zugleich eine beträchtliche Masse des zu mischenden Gutes bewegt werden muss, während nur ein geringer Anteil der Mischarbeit für die tatsächliche Durchmischung ausgenutzt wird. Ein Grossteil der zugeführten Energie wird für das unnötige vertikale Bewegen dieser erheblichen Masse verbraucht.

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Die Güte der Durchmischung konnte durch eine aus der US-PS 3 987 967 (Cl. 241/1) bekannte Einrichtung verbessert werden, indem zwischen einer den Mischer beschickenden Anordnung von Dosierern und einem die Arbeitskammer und die Mischorgane aufweisenden Gehäuse ein Verteiler für die Komponentenströme eingebaut wird. Dieser ist in Form einer horizontalen geradlinigen Transportvorrichtung mit Förderelementen in Form eines Förderbandes oder einer Schnecke ausgebildet. Dieser Verteiler ist unterhalb der Dosierer angeordnet, um die Ausgangskomponenten aus den Dosierern aufzunehmen und in die Arbeitskammer des Mischers zu befördern. Dadurch gelangen die Komponenten in bereits vorgemischter Form in die Arbeitskammer, so dass für die weitere Homogenisierung bedeutend weniger Energie erforderlich ist und auch Abmessungen des Mischers verringert werden können, obwohl die Arbeitsleistung dabei zunimmt.

Trotz dieser Verbesserung wird auch bei dieser Einrichtung der grössere Teil der Energie für eine unproduktive Arbeit verbraucht, da die Anforderungen an die Qualität des Gemisches und dessen Homogenität, welche ein sorgfältiges Quer- und Längsmischen während einer erheblichen Zeit voraussetzen, trotzdem noch erhebliche Abmesssungen des Mischers und eine ungenügende Arbeitsleistung zur Folge haben.

Ausserdem erfordert die unabhängige Anordnung der drei Hauptbaugruppen, die zu einem Mischkomplex gehören (Anordnung von Dosierern, Strömungsteiler und der eigentliche Mischer sind getrennt) Hilfseinrichtungen zur Herstellung eines gegenseitigen Zusammenhangs in bezug auf den Strom des Gutes, wodurch entsprechend grosser Raum beansprucht wird und sich die ganze Anordnung nur schwer abdichten lässt.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponentengemischen zu schaffen, deren konstruktive Ausführung es gestattet, den Energieverbrauch herabzusetzen, Abmessungen des Mischers zu verringern und die Arbeitsleitung zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer solchen Vorrichtung bildet sich in der ringförmigen Rinne ein aus abwechselnden Schichten von Ausgangskomponenten bestehender mehrschichtiger Ringwall. Jede dieser Schichten verläuft wendeiförmig, so dass der Ringwall gesamthaft aus mehreren solchen ineinander verschachtelten Schichten besteht, deren Anzahl der Anzahl gleichzeitig arbeitender Dosierer entspricht. Die Dicke jeder einzelnen Schicht hängt von der Leistung des betreffenden Dosierers und von der Drehgeschwindigkeit der ringförmigen Rinne ab. Je schneller sich die ringförmige Rinne dreht, umso dünner sind die einzelnen Schichten und umso grösser wird die Anzahl der wendeiförmig übereinanderliegenden Schichten bei gleicher Höhe des Ringwalles. Somit lässt sich die Qualität des erzeugten Gemisches mittels einer Drehzahlregelung der ringförmigen Rinne steuern. Sind die Schichten der einzelnen Komponenten dünn und die Anzahl der wendeiförmig übereinanderliegenden Schichten in einer bestimmten Höheneinheit des Ringwalls gross, umso gleich-mässiger sind die einzelnen Komponenten vermischt und desto qualitätsgerechter läuft das Vormischverfahren ab.

Gemäss einer Ausführungsform nach Anspruch 2 ist es bei der Herstellung von pulverförmigen Trockengemischen zweckmässig, sofern erforderlich, eine geringe Menge hochwertigen Trockengemisches zuzubereiten oder das Trockengemisch in einem Strom geringer Leistung herzustellen.

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Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 3 wird die Qualität von pulverförmigen Trockengemischen aus feindispersem und feinkörnigem pulverförmigem Gut erhöht. Die sich im magnetischen Wechselfeld intensiv bewegenden fer-romagnetischen Körper regeln nicht nur das Ausströmen des Gutes aus den Abteilungen der ringförmigen Rinne in die Arbeitskammer des Mischers, sondern sie vermischen dabei, intensiv das in den Abteilungen befindliche Gut, so dass die Vermischung der einzelnen Komponenten bereits während der Vormischung zusätzlich verbessert wird.

Eine Ausführungsform nach Anspruch 4 ist zweckmässig zur Herstellung von grobkörnigen Komponenten enthaltende Trockengemische sowie von angefeuchtenden Pulvergemischen. Bei einer solchen Ausführung kann eine hohe Arbeitsleistung des Mischers erreicht und sein Einsatzbereich für solche Gemische erweitert werden, welche grobkörnige und flüssige Komponenten enthalten.

Die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit einer in Abteilungen unterteilten Rinne und einer Anordnung von koaxial zueinander angeordneten konischen Trichtern gewährleisten ein gutes Quermischen des Gutes, wobei die Qualität des in solchen Mischern hergestellten Gemisches von der Arbeitsgenauigkeit der Dosiervorrichtung abhängt.

Eine Ausführungsform nach Anspruch 5 hat den Zweck, die Anforderungen an die Dosiergüte trotz Erhaltung einer hohen Qualität des hergestellten Gemisches zu begrenzen. Eine solche Ausführung gewährleistet neben einem guten Quermischen ein hochwertiges, leicht regelbares Längsmischen, was die Herstellung von Gemischen der geforderten Qualität erleichtert und beschleunigt. Zudem ist die gesamte Mischeinrichtung wegen der verminderten Anforderungen an die Arbeitsgenauigkeit der Dosiereinrichtung vereinfacht und kostengünstig herstellbar.

Durch eine Ausführungsform nach Anspruch 6 ist eine hohe Arbeitsleistung des Mischers gewährleistet.

Eine Ausführungsform nach Anspruch 7 gewährleistet eine hohe Güte des Längsmischens bei hoher Arbeitsleistung der Vorrichtung.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung und ihre Ausführungsformen zeichnen sich durch eine einfache Konstruktion aus und lassen sich in einer einfachen mechanischen Werkstatt herstellen. Ihre Arbeit ist zuverlässig und der Betrieb ist einfach und erfordert keine hohe Qualifikation des Bedienungspersonals. Der Energieverbrauch ist minimal, die spezifische Leistung je Volumeneinheit ist hoch, wobei es grundsätzlich möglich ist, eine beliebige vorgegebene Homogenisierungsgüte des Gemisches zu erreichen. Sämtliche Ausführungsformen des Mischers arbeiten praktisch geräuschlos, so dass sie keinen schädlichen Einfluss auf das Bedienungspersonal ausüben. Alle Baueinheiten lassen sich leicht zusammenfügen und an die angrenzenden Ausrüstungen anpassen. Die Vibrationen sind unbedeutend und beeinflussen die benachbarte Ausrüstung nicht. Die Vorrichtung ist transportabel, lässt sich leicht montieren, demontieren sowie reparieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkomponentengemischen aus gut schüttbaren Materialien,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der in der Fig. 1 dargestellten Rinne,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der in der Fig. 1 dargestellten Rinne,

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Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Gemischen aus schlecht schüttbaren Materialien,

Fig. 5 eine erste Ausführungsform der in der Fig. 4 dargestellten Rinne,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der in der Fig. 4 dargestellten Rinne,

Fig. 7 eine Ausführungsform einer unterteilten Rinne, deren Abteilungen Auslauföffnungen mit regelbaren Verschlüssen aufweisen,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die in der Fig. 7 dargestellte Rinne, von der ein Teil ausgebrochen dargestellt ist,

Fig. 9 eine Gesamtansicht eines Mischers mit einer unterteilten Rinne, wobei in den Auslauföffnungen der Abteilungen elektromagnetische Verschlüsse angeordnet sind,

Fig. 10 eine Schnittansicht des in Fig. 9 dargestellten Mischers,

Fig. 11 eine Draufsicht auf verschiedene Ebenen des in der Fig. 10 dargestellten Mischers,

Fig. 12 eine schematische Schnittansicht eines mehrstök-kigen Mischers mit abwechselnd rotierenden und feststehenden, in Abteilungen unterteilten Rinnen,

Fig. 13 eine Ausführungsform eines Mischers mit koaxial zueinander angeordneten Rinnen,

Fig. 14 eine Schnittansicht der in der Fig. 13 gezeigten Ausführung,

Fig. 15 eine Schnittansicht ähnlich der in der Fig. 13 gezeigten Ausführung, jedoch mit einer horizontal angeordneten Antriebswelle des Mischers,

Fig. 16 eine weitere Ausführungsform mit koaxial zueinander angeordneten Trichtern, ähnlich derjenigen nach der Fig. 13,

Fig. 17 eine weitere Ausführungsform ähnlich derjenigen nach der Fig. 16,

Fig. 18 eine Ausführungsform mit einer Rinne, deren Aussenwand beweglich ist,

Fig. 19 eine Schnittansicht der in der Fig. 18 dargestellten Ausführung,

Fig. 20 — 24 verschiedene Ausführungsformen ähnlich deijenigen nach der Fig. 18 mit einer Rinne, deren Innenwand unterschiedlich geformte Durchbrechungen aufweist.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Alle nachstehend beschriebenen, die Erfindung erläuternden Vorrichtungen betreffen Anordnungen mit den Hauptbaueinheiten Komponenten-Dosiereinrichtung 1, Komponentenstrom-Verteiler 2 und Micher 3 gemäss Fig. 1.

Die Komponenten-Dosiereinrichtung 1 weist Dosierer 4 auf, welche nachfolgend mit den Buchstaben A bis N bezeichnet sind und in einem vorgegebenen Verhältnis ein bedingt als M bezeichnetes Gemisch ausgeben. Die Dosierer 4 enthalten Aufnahmebunker 5, die mit Verschlüssen behebiger Bauart und mit in der Zeichnung nicht bezeichneten Ausgabestutzen versehen sind, die in Öffnungen 7 zur Zuführung der Komponenten in den Mischer 3 hineinragen. Die Beschickung der Aufnahmebunker 5 mit Komponenten erfolgt mittels Fördermitteln 9 aus Speichern 8.

Der Komponentenstrom-Verteiler 2 weist gemäss den Fig. 1 bis 9 eine ringförmige Rinne 10 auf, die mit einer vertikal angeordneten Antriebswelle 11 eines Drehantriebes 12 drehstarr verbunden ist. In ihrem unteren Teil weist die Rinne 10 gemäss den Fig. 2 und 3 Austrittsöffnungen 13 bzw. 14 auf. Die Austrittsöffnungen 13 gemäss Fig. 2 sind als Schütze ausgebildet.

Gemäss Fig. 1 weist der Mischer 3 ein eine Arbeitskammer 16 begrenzendes Gehäuse 15 auf, dessen Achse sich in vertikaler Richtung erstreckt. In der Arbeitskammer 16 sind an einer Antriebswelle 17 Mischelemente 18 befestigt. Die

Antriebswelle 17 des Mischers 3 kann mit der Antriebswelle 11 des Verteilers 2 verbunden oder einstückig ausgebildet sein. In einem solchen Fall treibt der Drehantrieb 12 auch die Mischelemente 18 an.

Gemäss Fig. 10 ist ein zweiter Drehantrieb 19 vorhanden, der zum Antrieb der in dieser Figur nicht dargestellten Mischelemente dient.

Gemäss den Fig. 7 und 8 ist die ringförmige Rinne 10 in Abteilungen 20 mit Austritts-Verteilöffnungen 21 unterteilt, wobei die Verteilöffnungen 21 im unteren Teil der Rinne 10 angeordnet sind und einen verstellbaren Verschluss 22 aufweisen. Der verstellbare Verschluss 22 weist beispielsweise eine mit Bohrungen 24 versehene Scheibe 23 auf, wobei die Bohrungen 24 relativ zu den Austrittsöffnungen 21 verstellbar sind.

Die Verschlüsse 6 der Dosierer 4 und der Verschluss 22 (Fig. 7 und 8) können auch in Form von elektromagnetischen Verschlüssen 25 (Fig. 9) ausgebildet sein, die gemäss den Fig. 10 und 11 ein horizontal angeordnetes Netz 26 mit darauf angeordneten ferromagnetischen, kinematisch nicht miteinander verbundenen Körpern 27 aufweisen. Das Netz 26 und die Körper 27 sind im Innern eines Wechselstrom-Solenoids 28 untergebracht.

Gemäss Fig. 12 können auch mehrere drehbar angeordnete ringförmige Rinnen 10 abwechselnd mit feststehenden Rinnen 29 übereinander angeordnet sein. Der Mischer 3 kann auch in Form einer elektromagnetischen Einrichtung 30 ausgebildet sein, die ähnlich wie die elektromagnetischen Verschlüsse 25 (Fig. 10) ausgeführt sind.

Gemäss den Fig. 13 bis 16 dient als drehbares Verteilelement der Dosiereinrichtung 1 eine Anordnung von koaxial zueinander angeordneten Trichtern 31, von denen jeder einen der Dosierer 4 (Fig. 1) entspricht. Jeder der Trichter 31 weist einen in einem Winkel zur Vertikalachse verlaufenden Austrittsstutzen 32 auf, deren freie Enden äquidistant in bezug auf die Achse der Antriebswelle 11 angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 ist das den Mischer 3 enthaltende Unterteil 16' des zweiteiligen Gehäuses rechtwinklig zur Drehachse 11 der Trichter 31 angeordnet, so dass auch die Achse des Mischelementes 18 rechtwinklig zur Drehachse 11 verläuft.

Gemäss Fig. 17 sind unter den Stutzen 32 Dämpfungsmittel 33 zum Dämpfen der Umfangsgeschwindigkeit der Ströme angeordnet, und in Form einer durchlässigen Zwischenwand 34 mit vertikalen oder geneigten Rippen ausgebildet. Unter der durchlässigen Zwischenwand 34 befindet sich ein ringförmiger Absatz 35, der mit einem Abstreicher 36 zusammenwirkt.

Gemäss den Fig. 18 bis 20 ist die ringförmige Rinne 10 unter Bildung eines einstellbaren Austrittsspaltes 39 durch eine Aussenwand 37 und eine Innenwand 38 begrenzt, von denen die Aussenwand 37 beweglich ist, während die Innenwand 38 in bezug auf das Gehäuse 15 starr befestigt ist und Durchbrüche 40 aufweist, welche den Raum zwischen der Aussenwand 37 und der Innenwand 38 mit dem Raum innerhalb der Innenwand 38 verbinden. Die Aussenwand 37 und die Innenwand 38 enden im unteren Teil in jeweilig konische Trichter 41 und 42 gemäss Fig. 19. Der Spalt 39 zwischen der Aussenwand 37 und der Innenwand 38 oder zwischen den konischen Trichtern 41 und 42 kann durch deren gegenseitige vertikale Verschiebung mit Hilfe eines Schraubenpaars 43 eingestellt werden. Die konischen Trichter 41 und 42 weisen in ihrem unteren zentralen Teil Öffnungen 44 (Fig. 21—24) auf, wobei der konische Trichter 42 der Innenwand 38 eine gefaltete Oberfläche 45 haben kann. Die Lochung 40 kann aus runden, dreieckigen, rechteckigen, trapezförmigen und anders geformten Löchern an der Seitenfläche der Innenwand 38 bestehen. Die Löcher können Flü5

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gel 46 (Fig. 20) besitzen, welche das zu bearbeitende Material erfassen.

Die Arbeit der Einrichtung besteht im folgenden.

Da das Gemisch M aus den Komponenten A... N (Fig. 10) besteht, so sind für eine jede von ihnen die Dosierer 4A... 4N montiert.

Man bringt die Komponenten in die entsprechenden Aufnahmebunker 5 (Fig. 1) der Dosierer 4 ein und startet dann den Antrieb 12 der vertikalen Antriebswelle 11 und des Arbeitsorgans 18 des Mischers 3. Falls der Mischer 3 einen selbständigen Antrieb 19 besitzt, wie dies in den Figuren 10, 12 und 15 dargestellt ist, so startet man die beiden Antriebe 12 und 19 gleichzeitig.

Nachdem die Rinne 10 und das Arbeitsorgan 18 eine gleichbleibende Geschwindigkeit erlangt haben, öffnet man gleichzeitig die Verschlüsse 6 der Aufnahmebunker 5 aller Dosierer 4, wodurch das Material der Rinne 10 zugeführt wird.

Wegen der Drehbewegung der Rinne 10 legt sich jede Komponente in diese in einer dünnen Schicht auf dem gesamten Ring, und da die Rinne 10 während einer Umdrehung unter allen Ausgabestutzen der Verschlüsse 6 sämtlicher Dosierer 4 geht, legen sich die Gemischkomponenten in der Rinne 10 schichtweise in wendeiförmigen Schichten, welche in einer strikten Reihenfolge abwechseln.

Um dies zu erläutern, wird im folgenden die Arbeit der Einrichtung mit der Rinne 10 verfolgt, die in Abteilungen 20 unterteilt ist, wie dies in den Figuren 7 — 12 gezeigt ist.

Wenn man annimmt, dass im Augenblick des Anlassens der Verschlüsse 6 der Dosierer 4 sich die Abteilung 201 unter dem Ausgabestutzen des Dosierers 4A mit der Komponente

A, die Abteilung 202 aber unter dem Ausgabestutzen des Dosierers 4B mit der Komponente B und so weiter befunden hat, so bildet sich während einer Umdrehung der Rinne 10 in der Abteilung 201 ein Wall, der aus Schichten von Komponenten besteht, die in der Reihenfolge A, B, .. N liegen, während zu gleicher Zeit in der Abteilung 202 der Wall aus Schichten von Komponenten gebildet ist, die in der anderen Reihenfolge B,... N, A liegen, in ähnlicher Weise ist die Reihenfolge in der Abteilung 203 C,.. N, A, B, in der Abteilung 204 D ... N, A, B, C, in der Abteilung 20N aber N, A,

B, C, D ...

Zur Vereinfachung wird das beschriebene Beispiel in der Annahme angeführt, dass die Anzahl der Abteilungen 20 der Rinne 10 gleich der Anzahl der zum Gemisch M gehörenden Komponenten ist. Praktisch ist aber diese Übereinstimmung nicht obligatorisch, jedoch bleibt das prinzipielle Bild der Komponentenverteilung in der Rinne dasselbe.

Somit gelangen von der Rinne 10 in die Arbeitskammer 16 (Fig. 1) des Mischers 3 gleichzeitig alle Komponenten des Gemisches M, und da sie praktisch im gesamten Volumen der Arbeitskammer 16 des Mischers 3 dezentralisiert und verteilt sind, wird der Mischprozess beträchtlich erleichtert und beschleunigt.

Es sei auch daraufhingewiesen, dass die von der Rinne 10 abgeworfenen Gemischkomponenten noch einige Zeit trägheitsbedingt ihre wendeiförmige Bewegungsbahn in der Arbeitskammer 16 beibehalten, was wiederum das Vermischen begünstigt.

Dadurch, dass die Verschlüsse 6 der Abteilungen 20 der Rinne 10 regelbar ausgeführt sind, wird es möglich, die Zuführung der Komponenten von der Rinne 10 in die Arbeitskammer 16 des Mischers 3 zu steuern und die Arbeit aller drei Hauptbaugruppen der Einrichtung zu synchronisieren.

Zweckmässigerweise werden die regelbaren Verschlüsse 22 der Abteilungen 20 in Form von elektromagnetischen Verschlüssen 25 ausgeführt, die ein Netz 26 mit auf diesem befindlichen ferromagnetischen Körpern 27 enthalten, wel668 366

ches im Feld eines elektromagnetischen Solenoids 28 angeordnet ist, der von einem Wechselstromnetz betrieben wird. Unter der Einwirkung des elektromagnetischen Wechselfeldes geraten die elektromagnetischen Körper 27 in eine intensive Bewegung, indem sie den Zutritt des Materials zum Netz 26 freigeben und durch ihre mechanische Einwirkung auf das Material dessen Ausströmen begünstigen. Gleichzeitig damit üben sie eine Mischwirkung auf den Wall der in der Abteilung 20 angesammelten Komponenten aus, und in die Arbeitskammer 16 des Mischers 3 gelangt ein bereits vorgemischtes Gemisch.

Besonders zweckmässig ist der Einbau derartiger elektromagnetischer Verschlüsse 25 bei der Bearbeitung von trockenen feinkörnigen und staubförmigen Materialien, die zur Bildung von Klumpen und Aggregaten neigen. Die disper-gierende Wirkung der sich bewegenden ferromagnetischen Körper 27 trägt zum Eintritt von maximal desaggregierten Stoffen in den Mischer 3 bei, was deren bessere gegenseitige Verteilung und Erhöhung der Homogenisierungsgüte begünstigt.

Derartige Einrichtungen mit den elektromagnetischen Verschlüssen 25 können einstöckig, wie in Fig. 10 gezeigt ist, oder mehrstöckig sein, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Bei der mehrstöckigen Ausführung werden mehrere ringförmige Rinnen 10 übereinander in mehreren Stöcken montiert, wobei ein Teil von ihnen als feststehende Rinnen 29 ausgebildet sein kann, die am Gehäuse 15 des Mischers 3 starr befestigt sind. Es ist zweckmässig, dass die beweglichen Rinnen 10 und die feststehenden Rinnen 29 in der Bewegungsrichtung des Materials einander abwechseln.

Möglich ist es auch, eine elektromagnetische Einrichtung 30, die ähnlich den elektromagnetischen Verschlüssen 25 in den Abteilungen 20 der Rinne 10 ausgeführt ist, als Hauptmischer 3 zu verwenden.

Der Vorteil dieser Einrichtung hegt darin, dass die Zuführung des Materials in dieselbe sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen kann, wobei bei der diskontinuierlichen Massendosierung die Mischgüte beträchtlich zunimmt. Der Hauptmischer 3 kann dabei im kontinuierlichen Betrieb arbeiten und das Gemisch in einem zusammenhängenden ununterbrochenen Strom ausgeben.

Die geschilderten Mischer gewährleisten ein hochwertiges und intensives Quermischen von Komponenten, weshalb zur Herstellung von hochwertigen Gemischen die die Komponenten zuführenden Dosierer 4 eine hohe Genauigkeit aufweisen müssen.

Es ist für Gemische, die grobkörnige Komponenten oder flüssige enthalten, zweckmässiger, den in Fig. 13 — 17 dargestellten Mischer einzusetzen.

Bei diesem Mischer ist die Rinne 10 als drehbar um die vertikale Welle 11 koaxial angeordneter konischer Trichter ausgebildet, von denen jeder mit seinem Dosierer 4 in Verbindung steht, und die Ausgänge aller Trichter 31 — die Enden der Stutzen 22 — sind äquidistant in bezug auf die vertikale Drehachse, die mit der Achse der Antriebswelle 11 zusammenfällt, angeordnet.

Eine solche Ausführung der Einrichtung gestattet es, in volumenmässig kleinen Hochleistungsapparaten qualitätsgerechte Trockengemische zu erhalten, die Komponenten unterschiedlicher Kornzusammensetzung enthalten, sowie diese Apparate zur Herstellung von angefeuchteten Gemischen, die flüssige Komponenten enthalten, zu gebrauchen.

Hierbei ist es zweckmässig, die Ausgänge der Stutzen 32 im wesentlichen in einer Ebene anzuordnen. Dies gewährleistet den schichtweisen Eintritt der Komponenten in die Arbeitskammer 16 des Mischers 3, weil die Schichten dabei übereinander in der Vertikalrichtung zu liegen kommen.

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Es ist sinnvoll, die Austrittsstutzen 32 der Trichter 31 geneigt anzuordnen. Dies gestattet, für das Ausströmen der Materialien deren Gewicht sowie die Kraft der Zentrifugalbeschleunigung auszunutzen.

Es ist wünschenswert, nach den Stutzen 32 in der Arbeitskammer 16 des Mischers ein Mittel 33 zur Dämpfung der Geschwindigkeit der Komponentenströme anzubringen, welches als durchlässige Zwischenwand 34 ausgebildet ist, was es erlaubt, die zentrifugale Trennung des Gemisches nach dem spezifischen Gewicht der Komponenten und andere unerwünschte Folgen des Effekts des Zentrifugierens zu beseitigen.

Es ist möglich, die durchlässige Zwischenwand 34 des Mittels 33 zur Dämpfung der Geschwindigkeit der Komponentenströme sektioniert auszuführen, wie dies in Fig. 13 und 14 gezeigt ist. Das Vorhandensein von vertikalen und geneigten Rippen, welche die durchlässige Zwischenwand 34 in Sektionen unterteilen, trägt zur Dämpfung der Tangenti-alkomponente der Zentrifugalbeschleunigung bei.

Unter der durchlässigen Zwischenwand 34 des Mittels 33 zur Dämpfung der Geschwindigkeit der Komponentenströme ist zweckmässigerweise ein durchgehender ringförmiger Absatz 35 vorzusehen, der mit einem Abstreicher 36 zusammenwirkt, welcher mit Möglichkeit der Relativverschiebung auf dem Absatz 35 angebracht ist, wie dies in Fig. 13 und 17 gezeigt ist. Dies verbessert die Bedingungen des Längsmischens.

Durch die beschriebenen Ausführungsformen werden die Möglichkeiten der konstruktiven Ausführung der Trichter

31 nicht begrenzt, von denen jeder doppelt aus einem beweglichen und einem feststehenden Teil ausgeführt ist und mit einem speziellen Abstreifer versehen sein kann, der das Abrutschen des Materials in die Stutzen 32 erleichtert. Diese Elemente und Einzelteile sind in den Zeichnungen nicht angeführt.

Bei dieser Einrichtung gelangen die zu dosierenden Komponenten des Gemisches unmittelbar aus jedem Dosierer 4 in die entsprechenden Trichter 31 und über die Stutzen 32 aus den freien Enden derselben auf die durchlässige sektionierte Zwischenwand 34, wobei sie die Horizontalkomponente der Geschwindigkeit verlieren und sich schichtweise in einem Wall auf dem ringförmigen Absatz 35 ansammeln, von welchem sie mittels des Abstreichers 36 in die Arbeitskammer 16 des Mischers 3 abgestrichen werden.

Hierbei ist es zur Gewährleistung der Arbeitsfähigkeit der Einrichtung erforderlich, dass die Ausströmgeschwindigkeit der Komponenten aus den Trichtern 31 über die Stutzen

32 höher ist als die Geschwindigkeit des Einströmens der Komponenten in den Trichter 31 aus dem Dosierer 4. Dies schaltet die Möglichkeit des Hängenbleibens des Materials in den Trichtern 31 aus.

In dieser Einrichtung geht ebenso wie bei den Einrichtungen mit der in Abteilungen unterteilten Rinne ein intensives Quermischen der Komponenten vonstatten, weshalb die Dosierer 4, welche die Komponenten den Trichtern 31 zuführen, eine hohe Genauigkeit besitzen sollen und einen gleich-mässigen Eintritt der Komponenten in die Trichter 31 sicherstellen.

Beträchtlich geringere Anforderungen an die Genauigkeit der Dosierer 4 stellt eine Einrichtung nach den Fig. 18 und 19. Bei dieser Einrichtung ist es zur Verbesserung des Längsmischens wünschenswert, dass der konische Trichter 41 der Aussenwand 37 flacher geneigt ausgeführt ist und eine kleinere Mittenbohrung 44 (Fig. 21) aufweist als der konische Trichter 42 der Innenwand 38, während der Spalt 39 zwischen den Trichtern 41 und 42 nur einen Teil des Gemisches bei minimaler Gesamtleistung aller Dosierer 4 sicherstellen soll.

Zur Gewährleistung des Arbeitsvermögens der Einrichtung soll der Gesamtflächeninhalt sämtlicher die Innenwand 38 perforierenden Löcher 40 und des Spaltes 38 zwischen den Trichtern 41 und 42 den Durchgang des ganzen in die Rinne gelangenden Materials bei maximaler Leistung sämtlicher zum Dosierungssystem 1 (Fig. 1) gehörenden Dosierer 4 sicherstellen.

Zum besseren Quermischen des Gemisches kann die Oberfläche des Trichters 42 der Innenwand 38 gefaltet sein und mit radialen, beispielsweise dreieckigen Faltsicken 45 versehen sein, welche in den Figuren 21,22 und 23 gezeigt sind.

Zur besseren Homogenisierung des Gemisches und zur Verbesserung der Bedingungen seines Längsmischens wird die Oberfläche des Innentrichters 42 mit runden, dreieckigen, rechteckigen, trapezförmigen und anders geformten Ausschnitten ausgeführt, welche auf der gesamten Oberfläche des Innenschusses 38 oder nur in bestimmten Teilen desselben vorgesehen sind.

Die Güte des Längsmischens wird verbessert, wenn die perforierenden Ausschnitte auf der Oberfläche der Innenwand 38 längs einer aufsteigenden Wendel ausgeführt sind, beispielsweise so wie dies in Fig. 22 und 24 gezeigt ist.

Es ist wünschenswert, dass an den auf das Material auflaufenden Rändern der perforierenden Ausschnitte oder Löcher Flügel 46 (Fig. 20) vorhanden sind, die eine vier- oder dreieckige Form haben und zum Durchfallen des Materials ins Innere der Innenwand 38 beitragen.

Bei der Arbeit mit dieser Ausführungsform des Mischers stellt man die Dosierer 4 des Dosierungssystems ebenfalls zuerst auf eine bestimmte Arbeitsleistung ein, die die Erzielung eines Gemisches mit einer durch die Rezeptur vorgegebenen Zusammensetzung gewährleistet, füllt man die entsprechenden Aufnahmebunker der Dosierer mit den Gemischkomponenten aus und startet den Antrieb 12, worauf man die Verschlüsse 6 der Aufnahmebunker 5 sämtlicher Dosierer 4 öffnet und das Material zur Rinne 10, genauer aber zu ihrer beweglichen Aussenwand 37 zuführt. An der geneigten konischen Aussenwand 37 rutschen die Komponenten in dünnen Schichten zu deren konischem Trichter 41 und zum Spalt 39 ab. Da die Grösse des Spaltes 39 den Durchgang des ganzen dem Spalt 39 zuströmenden Materials nicht gewährleistet, beginnt dieses, sich in einem mehrschichtigen Wall im Hohlraum zwischen der beweglichen Aussenwand 37 und der feststehenden Innenwand 38 der Rinne anzusammeln.

Sobald die Höhe des mehrschichtigen Walls im Hohlraum zwischen der bewegüchen Aussenwand 37 und der feststehenden Innenwand 38 das Niveau des ersten perforierenden Lochs an der Oberfläche der feststehenden Innenwand 38 erreicht hat, beginnt ein Teil desselben in die Lochung 40 durchzufallen und gelangt nach der Vermischung mit einem Teil des Materials, welches den Spalt 39 zwischen den konischen Trichtern 41 und 42 passiert hat, in die Arbeitskammer 16 des Mischers 3 unter der Einwirkung des Arbeitsorgans 18. Da aber sowohl der Spalt 39 zwischen den konischen Trichtern 41 und 42 wie auch der Flächeninhalt des in Höhenrichtung ersten Lochs 40 nur einen Teil des der Rinne 10 zugeführten Materials durchlassen, dauert dessen Ansammlung im Hohlraum zwischen der beweglichen Aussenwand 37 und der feststehenden Innenwand 38 weiter an, und das Material beginnt sich über die höherhegenden Löcher 40 auszuschütten, und zwar so lange, bis die Gesamtausströmung des Materials aus der ringförmigen Rinne 10 den Gesamteintritt der Komponenten in diese aus den Dosiergeräten 4 ausgleicht.

Somit gelangen zum Arbeitsorgan 18 des Mischers 3 zu gleicher Zeit Portionen des Materials von den verschiedenen

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Niveaus des mehrschichtigen Walls, d.h. des Materials, das auf der Rinne 10 zu verschiedener Zeit angekommen war, was das Längsmischen des Gemisches gewährleistet. Gerade die Güte des Längsmischens bestimmt die Wahl der Form der perforierenden Löcher 40, welche in Abhängigkeit von der erforderlichen Leistung, der Kornzusammensetzung des Gemisches und anderen physikalisch-mechanischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten und des Gemisches im ganzen gewählt werden.

Auf das Quermischen üben dieselben Faktoren Einfluss aus, wie auch in den vorstehend behandelten Ausführungsformen der Einrichtung, d.h. die Drehgeschwindigkeit der

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ringförmigen Rinne 10, die Genauigkeit der Dosiergeräte 4 und dergleichen, sowie auch die Ausführungsformen der konischen Trichter 41 und 42, die Führungsflügel 46 an den perforierenden Löchern 40 und das eigentliche Arbeitsorgan 18 des Mischers 3.

Gewerbliche Verwertbarkeit Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Einrichtung gewährleistet eine intensive Herstellung von hochwertigen Pulvergemischen bei einer beträchtlichen Verbilligung des Prozesses ihrer Herstellung dank der Vereinfachung der Bedienung, Regelung und Reparatur der Ausrüstung.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

668 366 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-gemischen, mit einem vertikal angeordneten Gehäuse (15), das in seinem oberen Teil Komponenten-Eintrittsöffnungen (7) und in seinem unteren Teil mindestens eine Gemisch-Austrittsöffnung aufweist, mit einem im Gehäuse (15) angeordneten Mischelement (18), dessen Antriebswelle (17) gleichachsig zum Gehäuse (15) angeordnet ist, mit einer Komponenten-Dosiereinrichtung (1) und einem zwischen der Dosiereinrichtung (1) und dem Mischelement (18) im Gehäuse (15) angeordneten Komponentenstrom-Verteiler (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (2) ein drehbares Verteilelement in Form von mindestens einer ringförmigen Rinne (10) oder in Form einer Anordnung von konischen Trichtern (31) aufweist, dessen Drehachse (11) mit der Achse des Mischelementes (18) zusammenfallt und dass die Komponenten-Eintrittsöffnungen (7) unmittelbar in das Verteilelement (10; 31) gerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilelement in Form einer ringförmigen Rinne (10) in Abteilungen (20) mit Austritts-Verteilöffnungen (21) unterteilt ist, dass die Verteilöffnungen (21) im unteren Teil der Rinne (10) angeordnet sind und einen verstellbaren Verschluss (22) aufweisen (Fig. 7, 8).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Verschluss (22) ein horizontal angeordnetes Netz (26) aufweist, das von einem Wechselstrom-Solenoid (28) umgeben ist und auf dem sich ferromagneti-sche, kinematisch nicht miteinander verbundene Körper (27) befinden (Fig. 10,11).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilelement eine Anordnung von koaxial zueinander angeordneten konischen Trichtern (31) aufweist, von denen jedem ein Dosierer (4) der Dosier einrichtung (1) zugeordnet ist und von denen jeder einen Austrittsstutzen (32) aufweist, deren Austrittsöffnungen in bezug auf die Drehachse (11) der Trichter (31) äquidistant angeordnet sind (Fig. 13).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (10) unter Bildung eines einstellbaren Austrittsspaltes (39) durch eine Aussenwand (37) und eine Innenwand (38) begrenzt ist, von denen die Aussenwand (37) beweglich ist, während die Innenwand (38) in bezug auf das Gehäuse (15) starr befestigt ist und Durchbrüche (40) aufweist (Fig. 18,19).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (40) rechteckig, dreieckig und/ oder trapezförmig sind und sich über die ganze Höhe der Innenwand (38) erstrecken (Fig. 22,23).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (40) entlang einer aufsteigenden Wendel angeordnet sind (Fig. 24).

8. Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponentengemischen, mit einem aus einem vertikal angeordneten Oberteil und einem Unterteil (16') bestehenden Gehäuse, das in seinem Oberteil Komponenten-Eintrittsöffnungen und in seinem Unterteil mindestens eine Gemisch-Austrittsöffnung aufweist, mit einem im Unterteil (16') angeordneten Mischelement (18), dessen Antriebswelle (17) gleichachsig zum Unterteil (16') angeordnet ist, mit einer Komponenten-Dosiereinrichtung und einem zwischen der Dosiereinrichtung und dem Mischelement (18) im Gehäuse angeordneten Kompo-nentenstrom-Verteiler (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (2) ein drehbares Verteilelement in Form einer Anordnung von konischen Trichtern (31) aufweist, dessen Drehachse (11) rechtwinklig zur Achse des Mischelementes (18) angeordnet ist und dass die Komponenten-Eintrittsöffnungen unmittelbar in das Verteilelement (31) gerichtet sind (Fig. 15).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Trichter (31) des Verteilelementes koaxial zueinander angeordnet sind und jedem von ihnen ein Dosierer der Dosiereinrichtung zugeordnet ist, von denen jeder einen Austrittsstutzen (32) aufweist, deren Austrittsöffnungen in bezug auf die Drehachse (11) der Trichter (31) äquidistant angeordnet sind.