CH712621A2 - Mischer mit Einfach-Befüllung und kontinuierlicher Produktausgabe. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mischer 1, mit einer liegend ausgerichteten, rohrförmigen Mischkammer 2, und einer Einfüllöffnung 7, einer Auslassöffnung 8, welche in axialer Richtung um das Längenmass L von der Einfüllöffnung 7 beabstandet angeordnet ist, sowie einer drehangetriebenen Welle 3, die sich längs durch die Mischkammer 2 erstreckt und radial nach aussen in das zu mischende Gut 9 ragende Mischorgane 5 trägt. Um diesen zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Welle 3 vor der Auslassöffnung 8 und an die Auslassöffnung 8 angrenzend einen Bereich 10 aufweist, der frei von Mischorganen 5 ist, wobei der Bereich 10 eine Länge aufweist, die zwischen 1/5 L und 1/2 L beträgt.

Description

Beschreibung [0001] Die Neuerung betrifft einen Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Gattungsgemässe Mischer sind aus der Praxis bekannt. Sie werden auch als «Konti-Mischer» bezeichnet und sollen einen möglichst kontinuierlichen Produktstrom bereitstellen, der über die Auslassöffnung den Mischer verlässt und nachgeschalteten Komponenten einer Produktionsanlage zugefüllt wird. Gattungsgemässe Mischer werden beispielsweise im Bereich der Pharmaindustrie eingesetzt, wo sie beispielsweise ein Produktgemisch bereitstellen, welches in einem nachgeschalteten Granulator zu Tablettenkernen verarbeitet wird.

[0003] Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemässen Mischer dahingehend zu verbessern, dass dieser bei einer möglichst preisgünstigen Ausgestaltung eine möglichst kontinuierliche Materialabgabe an der Auslassöffnung ermöglicht.

[0004] Diese Aufgabe wird durch einen Mischer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0005] Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, in Abkehr von der üblichen Ausgestaltung eines Mischers die Mischorgane nicht bis kurz vor der Auslassöffnung vorzusehen, sondern vor der Auslassöffnung vielmehr einen Bereich zu schaffen, in welchem die Welle frei von Mischorganen ist. Dieser Bereich ist deutlich grösser als ein konstruktiv erforderlicher Bereich, der beispielsweise nur wenige Millimeter oder wenige Zentimeter beträgt, in welchem bei herkömmlichen Mischern die Mischorgane beispielsweise vor einer Stirnwand der Mischkammer angeordnet sind. Vorschlagsgemäss ist dieser freie Bereich so lang vor der Auslassöffnung ausgestaltet, dass ersieh über 1/5 bis zu 1/2 der Länge erstreckt, welche die Mischkammer zwischen den beiden Einfüll- und Auslassöffnungen aufweist.

[0006] Der vorliegende Vorschlag geht von der Überlegung aus, dass aufgrund der liegenden Ausrichtung der Mischkammer das Material ohnehin automatisch zur Auslassöffnung strömt, aufgrund des Materials, welches kontinuierlich durch die Einfüllöffnung in die Mischkammer nachgefüllt wird, und aufgrund der mechanischen Bewegung, die dem Material durch die Mischorgane vermittelt wird. Dadurch, dass sich die Mischorgane nicht bis nahe an die Auslassöffnung heran erstrecken, wird der Effekt vermieden, dass ein nahe der Auslassöffnung angeordnetes Mischorgan in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Welle in entsprechenden zeitlichen Intervallen jeweils schubweise Material in die Auslassöffnung fördert. Durch den von Mischorganen freien Bereich ergibt sich vielmehr eine Vergleichmässigung dieser schubweise bzw. taktweise erfolgenden, nämlich bei jeder Umdrehung der Welle erfolgenden Förderwirkung durch das in Förderrichtung letzte, also der Auslassöffnung nächste Mischorgan. Dadurch, dass vorschlagsgemäss dieser freie Bereich 1/5 bis 1/2 der Abstandslänge zwischen Einfüllöffnung und Auslassöffnung beträgt, ist eine ausreichende Vergleichmässigung sichergestellt, so dass die schubweise bzw. taktweise Einwirkung des letzten Mischorgans sich praktisch nicht dementsprechend schubweise bzw. taktweise bis zur Auslassöffnung auswirkt, sondern an der Auslassöffnung vielmehr ein quasi kontinuierlicher Materialstrom bewirkt wird und dementsprechend eine nachfolgende Produktionseinrichtung praktisch kontinuierlich mit Material aus dem vorschlagsgemässen Mischer beschickt werden kann.

[0007] Je nachdem, ob die rohrförmige Mischkammer exakt horizontal ausgerichtet ist oder mit einer leichten Neigung, beispielsweise zur Auslassöffnung hin abwärts geneigt ausgerichtet ist, kann der von Mischorganen freie Bereich bis zu 1/2 der Abstandslänge zwischen Einfüllöffnung und Auslassöffnung betragen. Bei einem freien Bereich von 1/2 Länge ist die Förderwirkung, die das letzte Mischorgan entfaltet, an der Auslassöffnung kaum noch wirksam. Wenn die Mischkammer jedoch zur Auslassöffnung abwärts geneigt verläuft, kann dennoch zuverlässig ein stetiger Produktstrom bis zur Auslassöffnung hin erzeugt werden.

[0008] Zu Gunsten einer gründlichen Durchmischung des Materials ist es vorteilhaft, die Welle auf einem grösseren Abschnitt als lediglich nur der Hälfte des Längenmasses L, also des Abstandes zwischen Einfüllöffnung und Auslassöffnung, mit Mischorganen zu bestücken. Praktische Versuche haben gezeigt, dass vorteilhaft der von Mischorganen freie Bereich eine Länge aufweisen kann, die zwischen 1/5 L und 1/3 L beträgt. Auf diese Weise ist einerseits aufgrund der grösseren Anzahl von Mischorganen, mit denen die Welle bestückt werden kann, eine gründliche Durchmischung des Produkts sichergestellt und andererseits ein ausreichend langer freier Bereich, um den Materialstrom zu vergleichmässigen und die schubweise Fördenwirkung der Mischorgane nicht bis zur Auslassöffnung wirksam werden zu lassen.

[0009] Vorteilhaft kann die Mischkammer die erwähnte Einfüllöffnung als einzige Beschickungsöffnung für das zu mischende Gut aufweisen. Nicht nur durch die Einsparung von Mischorganen aufgrund des freien Bereichs, sondern auch dadurch, dass keine weiteren Beschickungsöffnungen vorgesehen sind, wird eine besonders wirtschaftliche Ausgestaltung des Mischers unterstützt.

[0010] Auch bei einem vorschlagsgemässen Mischer, der einen von Mischorganen freien Bereich aufweist, können so genannte Hilfsorgane an der Welle vorgesehen sein, und zwar auch in diesem Bereich, der frei Von den Mischorganen ist. Die Hilfsorgane bewirken einen deutlich geringeren Einfluss auf das Mischgut als die Mischorgane, insbesondere sind sie weniger durch mischungswirksam, so dass sie dementsprechend keinen getakteten bzw. intervallartigen bzw. schubweisen Produktstrom an der Auslassöffnung der Mischkammer bewirken.

[0011] Die Hilfsorgane können jedoch in einer ersten Ausgestaltung, beispielsweise durch eine entsprechende Schrägstellung, dem Mischgut eine geringfügige Bewegung in Richtung zur Auslassöffnung hin vermitteln und daher eine Strö- mung des Mischguts in axialer Richtung durch die Mischkammer auch in dem Bereich sicherstellen, in dem keine Mischorgane angeordnet sind, die ansonsten durch ihre Ausgestaltung nicht nur durchmischungswirksam, sondern auch förderwirksam auf das Mischgut einwirken können.

[0012] Die Hilfsorgane können in einer zweiten Ausgestaltung allerdings auch bewusst in der entgegengesetzten Richtung von der Auslassöffnung weg, zur Einfüllöffnung hin, förderwirksam ausgestaltet sein, um eine Art Materialstau zu bewirken, so dass ab Erreichen einer bestimmten aufgestauten Menge an Mischgut das Mischgut unter Überwindung der Hilfsorgane gleichmässig bis zur Auslassöffnung strömt. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine zu geringe Füllhöhe des Mischgutes in der Mischkammer vermieden werden, die ansonsten einen gleichmässigen Materialfluss behindern könnte.

[0013] Und schliesslich kann in einer dritten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Hilfsorgane bewusst überhaupt keine Förderwirkung in axialer Richtung durch die Mischkammer bewirken, sondern ausschliesslich zum Lockern des Mischgutes dienen, um auf diese Weise zu vermeiden, dass das Mischgut in dem von Mischorganen freien Bereich der Mischkammer an der Wand der Mischkammer anhaftet und aufgrund eines sogenannten Stick-/SIip-Effekts ruckweise, also intervallweise bzw. taktweise zur Auslassöffnung der Mischkammer gelangt.

[0014] Ausführungsbeispiele von Mischern werden anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Mischers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen grundsätzlich ähnlich, jedoch herkömmlich ausgestalteten Mischer,

Fig. 3 einen schematisch weiter vereinfachten Längsschnitt, ähnlich Fig. 1, durch ein zweites Ausführungsbeispiel, und

Fig. 4 einen Teil-Querschnitt durch den Mischer von Fig. 3.

[0015] In den Zeichnungen werden vergleichbare Bauteile mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet, auch wenn sie bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen unterschiedlich ausgestaltet sein können. Mit 1 ist jeweils insgesamt ein Mischer bezeichnet, wobei Fig. 1 einen vorschlagsgemässen Mischer in einer Ansicht darstellt, die bis auf wenige, noch zu erläuternde konstruktive Unterschiede einem Vertikalschnitt entlang der Linie 1-1 eines herkömmlichen Mischers in Fig. 2 entspricht.

[0016] Der Mischer 1 weist eine rohrförmige Mischkammer 2 auf, Axial mittig erstreckt sich eine Welle 3 durch die Mischkammer 2. Diese Welle 3 wird durch einen Motor 4 in Drehung versetzt. Die Welle 3 trägt mehrere Mischorgane 5, die auch als Paddel bezeichnet werden, wobei an der Welle 3 eine Vielzahl von Aufnahmen 6 vorgesehen ist, an welchen jeweils ein Mischorgan 5 oder ein anderes Bauelement an der Welle 3 befestigt werden kann.

[0017] Die Mischkammer 2 weist eine einzige Einfüllöffnung 7 als Beschickungsöffnung auf, um zu mischendes Gut in die Mischkammer 2 einzuführen. Von der Einfüllöffnung 7 gelangt das Gut axial in Längsrichtung durch die Mischkammer 2 bis zu einer Auslassöffnung 8. Der Abstand zwischen der Einfüllöffnung 7 und der Auslassöffnung 8 weist ein Längenmass L auf. Das Gut, welches durch die Einfüllöffnung 7 in die Mischkammer 2 eingefüllt worden ist, ist in Fig. 1 schraffiert dargestellt und mit 9 gekennzeichnet. Es ist ersichtlich, dass sich aufgrund der einzigen Einfüllöffnung das Gut 9 nicht gleichmässig über die gesamte Länge der Mischkammer 2 oder über die gesamte Länge L verteilt. Vielmehr nimmt die Füllhöhe des Guts 9 in der Mischkammer 2 von der Einfüllöffnung 7 bis zur Auslassöffnung 8 stetig ab. Zunächst erfolgt eine intensive Durchmischung des Gutes 9 mittels der Mischorgane 5. Anschliessend jedoch ergibt sich ein Bereich 10, innerhalb dessen die Welle 3 frei von Mischorganen 5 ist. Das Gut 9 wird in diesem Bereich 10 lediglich durch das nachrückende Gut 9 gefördert, wobei sich der Einfluss des letzten Mischorgans 5, welches der Auslassöffnung 8 am nächsten benachbart ist, bis zur Auslassöffnung 8 hin kaum noch bemerkbar macht und insofern die taktweise bzw. schubweise Einwirkung dieses Mischorgans 5 auf das Gut 9 nicht zu einer taktweise oder schubweisen Ausgabe des Gutes 9 aus dem Mischer 1 führt. Vielmehr wird an der Auslassöffnung 8 ein praktisch kontinuierlicher Materialstrom bewirkt.

[0018] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen grundsätzlich ähnlichen Mischer 1, der sich in folgender Hinsicht von dem vorschlagsgemässen, in Fig. 1 dargestellten Mischer 1 unterscheidet: [0019] Bei dem herkömmlichen Mischer gemäss Fig. 2 sind Mischorgane 5 bis nah an die Auslassöffnung 8 heran auf der Welle 3 vorgesehen. Die beiden letzten Mischorgane 5 in Fig. 2 sind durchkreuzt dargestellt, um zu verdeutlichen, dass diese beiden Mischorgane 5 bei dem vorschlagsgemässen Mischer 1 gemäss Fig. 1 nicht vorhanden sind.

[0020] Zweitens unterscheidet sich der Mischer der Fig. 2 von dem vorschlagsgemässen Mischer 1 nach Fig. 1 dadurch, dass zusätzlich zu der Einfüllöffnung 7 zwei weitere Öffnungen 11 oben an der Mischkammer 2 vorgesehen sind, aufweiche bei der vorschlagsgemässen Ausgestaltung des Mischers nach Fig. 1 verzichtet werden kann.

[0021] Schliesslich ist die Welle 3 bei dem herkömmlichen Mischer gemäss Fig. 2 auch im Bereich von weiteren Aufnahmen 6 mit Elementen versehen: Abgesehen von den Mischorganen 5 weist der Mischer der Fig. 2 noch so genannte Hilfsorgane 12 auf, die im Unterschied zu den Mischorganen 5 deutlich weniger mischungswirksam ausgestaltet sind.

Claims (8)

[0022] Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 könnten auch bei einem vorschlagsgemässen Mischer 1 Hilfsorgane ähnlich den Hilfsorganen 12 an der Welle 3 vorgesehen sein, und zwar auch in dem Bereich 10, der frei von den Mischorganen 5 ist. Die Hilfsorgane 12 bewirken einen deutlich geringeren Einfluss auf das Gut 9, bewirken daher nicht in demselben Ausmass wie die Mischorgane 5 einen getakteten bzw. intervallartigen bzw. schubweisen Produktstrom an der Auslassöffnung 8. Sie können jedoch, beispielsweise durch eine entsprechende Schrägstellung, dem Gut 9 eine Bewegung in Richtung zur Auslassöffnung 8 hin vermitteln und daher eine Strömung des Gutes 9 in axialer Richtung durch die Mischkammer 2 auch in dem Bereich 10 sicherstellen, so dass das Gut 9 dort nicht ausschliesslich über das nachkommende Gut 9 in Richtung zur Auslassöffnung 8 gefördert wird. [0023] Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Mischers 1, der vorschlagsgemäss ausgestaltet ist, jedoch wie vorstehend beschrieben in dem von Mischorganen 5 freien Bereich 10 ein Hilfsorgan 12 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Hilfsorgan 12 dem Gut 9 keinerlei Bewegung in axialer Richtung, beispielsweise zur Auslassöffnung 8 hin, vermittelt. [0024] Vielmehr weist das Hilfsorgan 12 einen flachen Schuh 14 auf, der insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist und nahe an der Wand der Mischkammer 2 entlang läuft, um das Gut 9 zuverlässig zu erfassen, welches nämlich in dem Bereich 10 innerhalb der Mischkammer 2 nur eine geringe Schichtdicke bzw. Höhe aufweist. Anhand der in Fig. 4 eingezeichneten Drehrichtung, mit welcher das Hilfsorgan 12 an der Welle 3 durch die Mischkammer 2 bewegt wird, wird deutlich, dass der Schuh 14 eine annähernd keilförmige, stetig ansteigende Kontur aufweist und das Gut 9 anhebt, wenn er durch das Gut 9 hindurch bewegt wird. [0025] Die Wirkung des Hilfsorgans 12 besteht daher nicht darin, das Gut 9 in der Förderrichtung zur Auslassöffnung 8 zu bewegen, vielmehr ist der Schuh 14 bewusst so ausgestaltet, dass eine solche Fördenwirkung vermieden ist. Vielmehr dient das Hilfsorgan 12 dazu, das Gut 9 anzuheben und dadurch zu lockern. Aufgrund des von der Einfüllöffnung 7 nachströmenden Gutes 9, welches gegen das im Bereich 10 befindliche Gut 9 drückt, kann nämlich eine gewisse Verdichtung des Gutes 9 innerhalb des Bereichs 10 auftreten. Je nachdem, welches Material als Mischgut im Mischer 1 verarbeitet wird, kann diese Verdichtung zu einem Stick-/Slip-Effekt führen, indem das Gut 9 zunächst innen an der Wand der Mischkammer 2 anhaftet und erst nach Überwindung eines gewissen Losbrechmoments plötzlich weiter zur Auslassöffnung 8 rutscht. Dieser Effekt würde die angestrebte Kontinuität des Materialflusses im Bereich der Auslassöffnung 8 beeinträchtigen und vielmehr zu einem schubweisen bzw. taktweisen Materialaustritt aus der Auslassöffnung 8 führen. Durch das Hilfsorgan 12 erfolgt eine Auflockerung des Gutes 9, so dass der Verdichtung und dem daraus möglicherweise resultierenden Stick-/Slip-Effekt entgegengewirkt wird. Patentansprüche

1. Mischer (1), mit einer liegend ausgerichteten, rohrförmigen Mischkammer (2), und einer Einfüllöffnung (7), einer Auslassöffnung (8), welche in axialer Richtung um das Längenmass L von der Einfüllöffnung (7) beabstandet angeordnet ist, sowie einer drehangetriebenen Welle (3), die sich längs durch die Mischkammer (2) erstreckt und radial nach aussen in das zu mischende Gut (9) ragende Mischorgane (5) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) vor der Auslassöffnung (8) und an die Auslassöffnung (8) angrenzend einen Bereich (10) aufweist, der frei von Mischorganen (5) ist, wobei der Bereich (10) eine Länge aufweist, die zwischen 1/5 L und 1/2 L beträgt.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (10) eine Länge aufweist, die zwischen 1/5 L und 1/3 L beträgt.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2) die Einfüllöffnung (7) als einzige Beschickungsöffnung für das zu mischende Gut (9) aufweist.

4. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (2) zu der Auslassöffnung (8) abwärts geneigt verläuft.

5. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) ausser den Mischorganen (5) auch wenigstens ein Hilfsorgan (12) trägt, welches im Vergleich zu einem Mischorgan (5) weniger mischungswirksam ausgestaltet ist.

6. Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich (10), der frei von Mischorganen (5) ist, ein Hilfsorgan (12) angeordnet ist.

7. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsorgan (12) förderwirksam ausgestaltet ist, derart, dass es dem Gut (9) eine Bewegung in Richtung zur Auslassöffnung (8) vermittelt.

8. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsorgan (12) förderunwirksam ausgestaltet ist, derart, dass es dem Gut (9) keine Bewegung in Richtung zur Auslassöffnung (8) vermittelt.