DE102008041104A1

DE102008041104A1 - Mischvorrichtung mit Induktionsheizung

Info

Publication number: DE102008041104A1
Application number: DE102008041104A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gerl; Andreas Dr. Seiler
Original assignee: Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-11
Also published as: US9295109B2; AU2009278117A1; ATE540557T1; RU2512874C2; ZA201008130B; JP5285155B2; KR20110039483A; DE102008041104A9; US20110116340A1; EP2322013A1; WO2010015496A1; JP2011529786A; CN102057748A; EP2322013B1; RU2011108213A; CN102057748B; UA99536C2; DK2322013T3; ES2379687T3; BRPI0916875A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem vorzugsweise rotierenden Behälter zur Aufnahme von Mischgut, zumindest einem im Inneren des Behälters angeordneten Mischwerkzeug und einer Heizvorrichtung zur Erwärmung des Mischgutes. Um eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine möglichst schnelle Aufheizung des Mischgutes, vorzugsweise auch auf Temperaturen größer als 200°C, erlaubt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Behälter zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und die Heizvorrichtung mindestens eine mit einem elektrischen Wechselfeld anregbare Spule aufweist, die derart angeordnet ist, dass durch die bei verändertem Stromfluss entstehende Magnetfeldänderung im elektrisch leitfähigen Material des Behälters Wirbelströme erzeugt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme von Mischgut, einem im Inneren des Behälters angeordneten Mischwerkzeug und einer Heizvorrichtung zur Erwärmung des Mischgutes.
Das Mischen, d. h. die Vereinigung von mindestens zwei Ausgangsstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu einem Stoffgemisch, ist eine grundlegende Operation in der mechanischen Verfahrenstechnik.
Mit Hilfe einer Mischvorrichtung soll eine möglichst hohe Homogenität des neuen Stoffs erzielt werden. Um die gewünschte Homogenität zu erzielen, kommen beispielsweise Mischvorrichtungen mit einem rotierenden Mischbehälter zum Einsatz.
Bei diesen ist im Inneren des Behälters zumindest ein Mischwerkzeug in der Regel außermittig angeordnet. Dreht sich der Behälter, so wird das im Behälter aufgenommene Mischgut zum Mischwerkzeug hin transportiert und mit Hilfe des Mischwerkzeugs durchmischt. Mit solchen Mischern können Materialien jeder Art und Konsistenz schnell und in hoher Qualität aufbereitet werden.
Ein Mischer mit drehendem Behälter mischt erfahrungsgemäß ohne merkliches Entmischen, da während einer Umdrehung des Mischbehälters eine vollständige Materialumwälzung erzielt wird.
Da manche Mischprozesse mit einer chemischen Reaktion verbunden sind, welche das Zuführen einer bestimmten Aktivierungsenergie voraussetzen, ist es für manche Anwendungsfälle bereits üblich, das Mischgut während des Mischens zu erwärmen. Dies ist auch notwendig, wenn während des Mischvorganges ein thermischer Flüssigkeitsentzug überlagert stattfinden soll.
Um die Erwärmung des Mischguts im Mischer zu ermöglichen, weisen daher einige Mischvorrichtung einen Heizmantel auf, der die Behälterwand umgibt und mit diesem in Kontakt steht. Über den Heizmantel kann dann Wärmeenergie in den Mischbehälter zugeführt werden. Der Heizmantel ist je nach Wärmeübertragungsmedium entweder als Doppelmantel für Heißwasser- oder Thermalölbeheizung oder bei höheren Auslegungsdrücken für Dampfbeheizung als Warzenmantel oder mit aufgeschweißten Halbrohren ausgeführt. Die bekannten Lösungen sind hinsichtlich ihrer maximalen Wandtemperatur durch die maximal zulässige Temperatur des Wärmeträgermediums bzw. bei Dampfbeheizung durch die notwendige Druckfestigkeit des Doppelmantels begrenzt.
Weiterhin ist es mit diesen Lösungen nicht möglich, schnelle Aufheizkurven bis hin zu sehr hohen Wandtemperaturen zu verwirklichen, da die Aufheizgeschwindigkeit durch den Wärmeübergangskoeffizienten von der Flüssigkeit oder der Dampfphase an die Behälterwandung sowie die Druckverluste und damit die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums im Heizmantel limitiert ist.
Es ist daher vor dem Hintergrund des beschriebenen Standes der Technik die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine möglichst schnelle Aufheizung des Mischgutes, vorzugsweise auch auf Temperaturen größer als 200°C, erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Behälter zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen, vorzugsweise metallischem Material besteht und die Heizvorrichtung mindestens eine mit einem elektrischen Wechselfeld anregbare Spule aufweist, die derart angeordnet ist, daß durch die bei verändertem Stromfluß entstehende Magnetfeldänderung im elektrisch leitfähigen Material des Behälters Wirbelströme erzeugt werden. Diese Wirbelströme sorgen für eine Erwärmung des Behälters. Diese induktive Erwärmung des Behälters ermöglicht eine zielgerichtete und direkte Erhitzung des Behälters und damit des Mischgutes, ohne dass zuvor ein Wärmeübertragungsmedium erhitzt werden muss. Zudem wird die erzielbare Temperaturerhöhung lediglich durch die Leistung der Spule und nicht durch die chemisch-physikalischen Eigenschaften des Wärmeübertragungsmediums begrenzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Inneren des Behälters in der Nähe der Behälterwand und/oder dem Behälterboden mindestens eine Abstreifvorrichtung vorgesehen, die relativ zur Behälterwand bewegbar ist. Im einfachsten Fall ist die Abstreifvorrichtung statisch, so dass die notwendige Relativbewegung nur durch das Drehen des Behälters erzeugt wird.
Die Abstreifvorrichtung sorgt für eine kontinuierliche Vertikalkomponente des Mischgutstroms und verhindert Anhaftungen bzw. Anbackungen an Behälterwand und/oder -boden. Zudem wird bei einer konzentrischen Entleeröffnung im Mischbehälterboden der Entleervorgang am Ende der Mischzeit beschleunigt.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Abstreifvorrichtung einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Mischgutes auf. Die Abstreifvorrichtung hat sich als besonders geeignet erwiesen, einen Temperatursensor aufzunehmen, um die Temperatur des Mischgutes zu erfassen, da die Abstreifvorrichtung in direktem Kontakt mit dem Mischgut steht. Alternativ kann die Mischguttemperaturbestimmung auch über einen getrennt von der Abstreifvorrichtung in den Mischraum eingebrachten produktberührenden oder berührungslosen Temperatursensor erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß mindestens zwei getrennt regelbare Heizvorrichtungen vorhanden sind, wobei vorzugsweise beide Heizvorrichtungen jeweils mindestens eine mit einem elektrischen Wechselfeld anregbare Spule aufweisen, die derart angeordnet ist, daß durch die über den veränderten Stromfluß entstehende Magnetfeldänderung im elektrisch leitfähigen Material des Behälters Wirbelströme erzeugt werden.
Um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung des Mischgutes sicherzustellen bzw. um die Heizleistung entsprechend den Wärmeströmen in das Mischgut anzupassen, kann es für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein, wenn mehrere getrennt regelbare Heizvorrichtungen vorgesehen sind, beispielsweise kann eine oder mehrere der Heizvorrichtungen für die Erwärmung des Behälterbodens und eine oder mehrere weitere Heizvorrichtung für die Erwärmung der Behälterwand ausgelegt sein. Zusätzlich könnten auch Heizvorrichtung zur Erwärmung des Mischwerkzeuges und/oder der Abstreifvorrichtung vorgesehen sein.
Dabei kann die Leistung der zur Erwärmung der Behälterwand ausgelegten Heizvorrichtung gleich groß aber auch größer oder kleiner sein wie die Leistung der zur Erwärmung des Behälterbodens ausgelegten Heizvorrichtung. Die Leistungsverteilung zwischen Wand und Boden entspricht dabei vorzugsweise in etwa dem Flächenverhältnis zwischen der direkt zu erwärmende bevorzugt zylindrischen Wandfläche und der direkt zu erwärmenden Fläche, bevorzugt Kreisringfläche bzw. Kreisfläche des Behälterbodens. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Leistungsverteilung an die effektiv wirksame Wärmeübertragungsfläche an das Mischgut im Inneren des Behälters angelehnt. In einem vertikalen angeordneten drehenden Mischbehälter ist die Bodenfläche üblicherweise fast vollständig mit Material bedeckt. Der Wärmestrom findet somit über die gesamte beheizte Bodenfläche statt. In einem gegenüber der horizontalen geneigten Mischbehälter mit einer stationären Abstreifvorrichtung können je nach Anordnung der Abstreifvorrichtung bis zu ca. 10–20% der Bodenfläche nicht direkt mit Produkt beaufschlagt sein. In den nicht direkt mit Produkt beaufschlagten Flächen liegt somit ein deutlich geringerer Wärmestrom, der aus dem Wärmeverlust durch Strahlung und Konvektion an dieser Stelle resultiert, vor. Vergleichbares gilt für die Wandflächen, wobei zusätzlich die Materialfüllung im ruhenden, relativ zur Behälterwandung unbewegten Zustand nur einen Teil der beheizen Wandfläche direkt berührt, während der sich darüber befindliche Teil der beheizten Wandfläche mit dem vom Mischerzeug an die Wand geworfenen Mischgut in Kontakt steht und zur Wärmeübertragung genutzt wird.
Beispielsweise ist bei einem Flächenverhältnis zwischen Wand und Boden von 3:1 eine Heizleistungsverteilung von mindestens 1:1, vorzugsweise mindestens 1,5:1 und ganz besonders bevorzugt von mindestens 2:1 vorteilhaft.
Mit Vorteil ist der Behälter rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, daß die Heizvorrichtung zur Erwärmung des Behälterbodens derart angeordnet ist, daß ein äußerer kreisringförmiger Abschnitt des Behälterbodens durch die Heizvorrichtung nicht wesentlich erwärmt wird, wobei der kreisringförmige Abschnitt vorzugsweise eine Breite hat, die größer als 5% und besonders bevorzugt größer als 10% des Behälterdurchmessers ist.
Mit anderen Worten ist die anregbare Spule parallel zum Behälterboden angeordnet, nicht jedoch gegenüber dem beschriebenen kreisringförmigen Abschnitt. Dadurch wird sichergestellt, daß es im Bereich der Behälterecke zu keiner Überhitzung des Behälters kommt, wenn gleichzeitig die Behälterwandung mit einer zweiten Heizvorrichtung erwärmt wird und sich die Feldlinien der beiden Spulen in der Ecke des Behälters konzentrieren..
Alternativ oder in Kombination dazu kann die Heizvorrichtung zur Erwärmung des Behälterbodens derart angeordnet sein, daß ein innerer kreisförmiger Abschnitt des Behälterbodens durch die Heizvorrichtung nicht wesentlich erwärmt wird, wobei der kreisförmige Abschnitt vorzugsweise einen Durchmesser hat, der größer als 30%, besonders bevorzugt größer als 50% des Behälterdurchmessers ist.
Mit anderen Worten ist die anregbare Spule in einer Ebene im wesentlichen parallel zum Behälterboden angeordnet, wobei jedoch ein innerer kreisförmiger Abschnitt und ein äußerer kreisringförmiger Abschnitt keine Spulenwicklungen aufweist, um sicherzustellen, daß weder Behälterecke noch das Zentrum des Behälterbodens direkt erhitzt werden. Im allgemeinen befindet sich im Zentrum des Behälterbodens ein entsprechender Antrieb für den Behälter. Da der Antrieb bzw. darin verwendete Schmierfette häufig hitzeempfindlich sind, wird dieser Bereich bei der Dimensionierung der Heizvorrichtung für den Behälterboden ausgenommen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Antriebsbereich zusätzlich gegenüber dem elektromagnetischen Wechselfeld der Spule abgeschirmt.
In einer alternativen Ausführungsform könnte alternativ oder in Kombination ein Behälterverschluß induktiv erwärmt werden. In ähnlicher Weise kann die Heizvorrichtung zur Erwärmung der Behälterwand derart angeordnet sein, daß ein unterer zylindermantelförmiger Abschnitt der Behälterwand nicht wesentlich durch die Heizvorrichtung erwärmt wird, wobei der untere zylindermantelförmige Abschnitt vorzugsweise eine Höhe hat, die größer als 5%, besonders bevorzugt größer als 10% der Behälterwandhöhe ist. Durch diese Anordnung wird die übermäßige Erhitzung der Behälterecke durch Feldüberlagerung bei gleichzeitiger Anordnung einer Heizvorrichtung am Behälterboden vermieden.
Weiterhin kann die Heizvorrichtung zur Erwärmung der Behälterwand derart angeordnet sein, daß ein oberer zylindermantelförmiger Abschnitt der Behälterwand nicht wesentlich durch die Heizvorrichtung erwärmt wird, wobei der obere zylindermantelförmige Abschnitt vorzugsweise eine Höhe hat, die größer als 10%, besonders bevorzugt größer als 20% der Behälterwandhöhe ist. Häufig wird der Mischbehälter nämlich nicht vollständig mit Mischgut gefüllt, so daß durch die beschriebene Maßnahme verhindert wird, daß der Teil der Behälterwand, der nicht mit dem Mischgut in Kontakt steht, direkt erwärmt wird.
In einer weiteren Ausführungsform kann der obere zylindermantelförmige Abschnitt der Behälterwandung aus einem elektrisch nicht leitfähigem Material und/oder einem Werkstoff mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit ausgeführt sein.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen Behälteraußenseite einerseits und anregbarer Spule der mindestens einen Heizvorrichtung andererseits ein elektrisch nicht leitendes, bevorzugt nicht-metallisches Isolationselement, das vorzugsweise an der Behälteraußenseite befestigt ist, vorhanden ist. Dabei wird das Isolationselement am besten auf die Behälteraußenseite aufgeklebt. Dieses Isolationselement dient dazu, die Wärmeabgabe des Behälters an die Umgebung zu verringern. Dies spart Energie und verringert die Aufwendungen für den Berührungsschutz.
Die Wicklungen der Spule für die dem Behälterboden zugeordneten Heizvorrichtung können beispielsweise in der Nähe der Außenseite des Behälterbodens angeordnet sein und spiralförmig um die Drehachse des Behälters verlaufen. Diese Anordnung stellt eine gleichmäßige Erwärmung des Behälterbodens sicher. Alternativ dazu können die Wicklungen auch lediglich in einem Kreissegment angeordnet sein. Da sich der Behälter relativ zu den Wicklungen dreht, wird auch dann der gesamte Behälterboden erwärmt. Zwar führt diese Anordnung zu einer weniger gleichmäßigen Erwärmung des Behälterbodens, sie kann aber auf einfache Weise an bestehenden Mischvorrichtungen nachgerüstet werden. Dabei ist der Mittelpunktswinkel des Kreissegmentes vorzugsweise kleiner als 180° und besonders bevorzugt kleiner als 90° und am besten kleiner als 45°.
Ebenso können die Wicklungen der Spule die der Behälterwand zugeordneten Heizvorrichtung in der Nähe der Behälterwand angeordnet sein und im wesentlichen konzentrisch um die Behälterwand herum verlaufen, so dass im wesentlichen die gesamte Behälterwand- mit Ausnahme der freien oberen und unteren Wandabschnitte, erhitzt werden können.
Auch hier können alternativ die Wicklungen auch lediglich im Bereich eines Behälterwandabschnitts angeordnet sein. Durch die Drehung des Behälters ist sichergestellt, dass die gesamte Wand erwärmt werden kann. Diese Anordnung kann leichter bei bestehenden Mischvorrichtungen nachgerüstet werden.
Neben der Möglichkeit allein die Wand oder allein den Boden des Mischbehälters mit einem Heizelement zu versehen, könnte beispielsweise ein im wesentlichen L-förmiges Heizelement vorgesehen sein, in dessen beiden L-Schenkeln jeweils eine Spule angeordnet ist. Dieses L-förmige Heizelement wird mit einem Schenkel parallel zur Behälterwand und mit dem anderen Schenkel parallel zum Behälterboden angeordnet.
Für manche Anwendungsfälle kann es von Vorteil sein, wenn mindestens ein Temperatursensor zur Messung der Behälterbodentemperatur vorgesehen ist, wobei der Temperatursensor vorzugsweise ein Infrarotsensor ist und die Temperatur auf der Aussenseite des Behälterbodens erfasst.
Weiterhin kann mindestens ein Temperatursensor zur Messung der Behälterwand vorgesehen sein, wobei auch hier der Temperatursensor vorzugsweise ein Infrarotsensor ist und die Temperatur auf der Aussenseite der Behälterwandung erfasst. Im Falle der Verwendung von Infrarotsensoren kann die eventuell vorhandene Isolation Ausnehmungen aufweisen, so dass mit Hilfe der Infrarotsensoren die Temperatur des Behälterbodens und/oder der Behälterwand direkt erfasst werden kann.
Grundsätzlich ist es möglich, mit Hilfe der Heizvorrichtung für den Behälterboden die Temperatur des Behälterbodens unter Zuhilfenahme des entsprechenden Temperatursensors sehr genau einzustellen. In gleicher Weise kann auch die Temperatur der Behälterwand entsprechend geregelt werden. Um Verformungen des Behälters aufgrund der thermischen Ausdehnung zu minimieren, erfolgt die Regelung vorzugsweise derart, daß die Temperaturdifferenz zwischen Behälterboden einerseits und Behälterwand andererseits möglichst klein ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die anregbare Spule nach außen hin zumindest teilweise abgeschirmt. Diese Abschirmung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer Ferritabschirmung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie der zugehörigen Figuren. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform der Erfindung,
2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung und
4 eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers 1 gezeigt. Der Mischer 1 weist einen Behälter 2 und ein im Behälter 2 angeordnetes Mischwerkzeug 3 auf, welches mit Hilfe eines Motors 4 angetrieben werden kann. Das Mischwerkzeug 3 ist im Behälter 2 asymmetrisch angeordnet.
Der Behälter 2 ist innerhalb eines Gehäuses 7 mit einem Gehäusedeckel 6 angeordnet. Ebenfalls zu erkennen ist ein Abstreifer 5, der an dem Gehäusedeckel 6 befestigt ist.
Der Behälter 2 ist beispielsweise aus metallischem Material und von einer Dämmschicht 8 umgeben. Im Gehäuse 7 und im wesentlichen parallel zum Behälterboden und zur Behälterwand sind zwei Spulen 9 und 10 angeordnet, denen über die Zuleitungen 11 und 12 von der Stromversorgung 13 eine Wechselspannung aufgeprägt werden kann. Über die gleichen oder auch getrennt ausgeführte Zuleitungen können zudem entsprechende Kühlmedien zur Wärmeabfuhr der Verlustleistung in der Spule transportiert werden. Die über die Zuleitung übertragene Wechselspannung sorgt dafür, daß im Behälter 2 Wirbelströme erzeugt werden, die wiederum zu einer Erwärmung des Behälters führen. Beide Spulen 9, 10 sind mindestens nach außen, bevorzugt auch zu den Rändern hin mittels einer Ferritabschirmung 14 abgeschirmt. Diese Ferritabschirmung 14 dient dazu, mögliche Wirbelstromerzeugung und somit eine Erwärmung außerhalb des Behälters zu vermeiden.
Die der Behälterwand zugeordnete Heizvorrichtung 9 erstreckt sich nicht über die gesamte Behälterhöhe. Ein oberer Bereich der Behälterwand, der im allgemeinen nicht mit Mischgut beaufschlagt ist, wird nicht erwärmt. In gleicher Weise erstreckt sich die Heizvorrichtung 9 auch nicht bis zur Behälterecke, um eine zu starke Erhitzung des Behälters in der Ecke zu vermeiden.
Die Heizvorrichtung 10 für den Behälterboden ist ebenfalls nicht bis zur Ecke ausgeführt. Zudem wird ein kreisförmiger Zentralbereich des Behälters, über den der Behälter im allgemeinen angetrieben wird, nicht erhitzt. Ein erster Temperatursensor 15 ist am Abstreifer 5 vorgesehen, um die Temperatur des Mischgutes zu bestimmen. Weiterhin sind Infrarottemperatursensoren im Bereich der Behälterwand und im Bereich des Behälterbodens angeordnet. Um eine exakte Temperaturbestimmung zu ermöglichen, weist die Isolation 8 entsprechende Ausnehmungen auf.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung gezeigt.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform lediglich dadurch, daß zur Erhitzung der Behälterwand zwei Heizvorrichtungen 9', 9'' vorgesehen sind, die beide getrennt voneinander über die Verbindungen 12', 12'' von der Energievorsorgung 13 angesteuert werden können.
Dementsprechend sind auch zwei Temperatursensoren 17' und 17'' zur Erfassung der Behälterwandtemperatur an zwei unterschiedlichen Positionen vorgesehen. Mit dieser Anordnung lassen sich die Heizleistungen über die Höhe der Wandung individuell der im Behälterinneren übertragenen Wärmeleistung anpassen.
In 3 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers dargestellt. Man erkennt hier, daß der Mischer um eine horizontale Achse gekippt werden kann. Zum Entleeren des Mischers wird daher zunächst der Gehäusedeckel 6 zusammen mit dem Mischwerkzeug 3 und der Abstreifvorrichtung 5 aus dem Behälter gekippt. Dann wird der Behälter samt Mischgut zur Seite gekippt, so daß das Mischgut in einem für diese Zwecke bereitgestellten Wagen 18 übergeben wird. Die L-förmig ausgebildete Heizvorrichtung besteht im dargestellten Fall nur aus einer Spule, so dass die Wand und der Boden des Mischbehälters nicht individuell regelbar sind. Eine feste, nicht regelbare Leistungsverteilung zwischen Wand- und Boden kann beispielsweise über eine unterschiedliche Anzahl von Wicklungen der Spule in Wand und Boden realisiert werden. Auch können die Eckbereiche zwischen Wand und Boden von der direkten Erwärmung im wesentlichen ausgenommen werden, in dem der Eckbereich von den Wicklungen entsprechend ausgespart wird. Dies stellt eine besonders kostengünstige Ausführungsform der Erfindung dar.
In 4 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Im Unterschied zu der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich hier die Spulen um den ganzen Behälter herum bzw. über die gesamte Bodenfläche. Diese Ausführungsform erzeugt die gleichmäßigste Erwärmung des Behälters 2. Für die meisten Anwendungszwecke ist jedoch die Anordnung gemäß den Ausführungsformen 1 und 2 ausreichend, zumal diese bei bestehenden Mischvorrichtungen nachrüstbar ist.

1: Mischer
2: Behälter
3: Mischwerkzeug
4: Motor
5: Abstreifer
6: Gehäusedeckel
7: Gehäuse
8: Dämmschicht
9, 9', 9'': Spule/Heizvorrichtung
10: Spule/Heizvorrichtung
11: Zuleitung
12, 12', 12'': Zuleitung
13: Stromversorgung
14: Ferritabschirmung
15: Temperatursensor
16: Infrarotsensor
17, 17', 17'': Infrarotsensor
18: Wagen

Claims

Mischvorrichtung (1) mit einem vorzugsweise rotierenden Behälter (2) zur Aufnahme von Mischgut, zumindest einem im Inneren des Behälters (2) angeordneten Mischwerkzeug (3) und einer Heizvorrichtung (9, 10) zur Erwärmung des Mischgutes, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und die Heizvorrichtung (9, 10) mindestens eine mit einem elektrischen Wechselfeld anregbare Spule (9, 10) aufweist, die derart angeordnet ist, daß durch die bei verändertem Stromfluß entstehende Magnetfeldänderung im elektrisch leitfähigen Material des Behälters (2) Wirbelströme erzeugt werden.
Mischvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Behälters (2) in der Nähe der Behälterwand und/oder dem Behälterboden mindestens eine, relativ zur Behälterwand bewegbare, vorzugsweise statische Abstreifvorrichtung (5) vorgesehen ist.
Mischvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Behälters (2) ein Temperatursensor (15) zur Ermittlung der Mischguttemperatur vorgesehen ist, wobei der Temperatursensor (15) vorzugsweise an oder in der Abstreifvorrichtung (5) angeordnet ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei getrennt regelbare Heizvorrichtungen (9, 10) vorgesehen sind, wobei vorzugsweise beide Heizvorrichtungen (9, 10) jeweils mindestens eine mit einem elektrischen Wechselfeld anregbare Spule (9, 10) aufweisen, die derart angeordnet sind, daß durch die bei verändertem Stromfluß entstehende Magnetfeldänderung, im elektrisch leitfähigen Material des Behälters (2) Wirbelströme erzeugt werden.
Mischvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Heizvorrichtungen (10) für die Erwärmung des Behälterbodens und mindestens eine weitere Heizvorrichtung (9) für die Erwärmung der Behälterwand ausgelegt ist.
Mischvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Leistung der zur Erwärmung der Behälterwand ausgelegten Heizvorrichtung (9) zur Leistung der zur Erwärmung des Behälterbodens ausgelegten Heizvorrichtung (10) in etwa dem Flächenverhältnis aus beheizter Wandfläche und beheizter Bodenfläche entspricht.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und die Heizvorrichtung (10) zur Erwärmung des Behälterbodens derart angeordnet ist, daß ein äußerer kreisringförmiger Abschnitt des Behälterbodens nicht wesentlich durch die Heizvorrichtung (10) erwärmt wird, wobei der kreisringförmige Abschnitt vorzugsweise eine Breite hat, die größer als 5% des Behälterdurchmessers ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und die Heizvorrichtung (10) zur Erwärmung des Behälterbodens derart angeordnet ist, daß ein innerer kreisförmiger Abschnitt des Behälterbodens nicht wesentlich durch die Heizvorrichtung (10) erwärmt wird, wobei der kreisförmige Abschnitt vorzugsweise einen Durchmesser hat, der größer als 30%, besonders bevorzugt größer als 50% des Behälterdurchmessers ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und die Heizvorrichtung (9) zur Erwärmung der Behälterwand derart angeordnet ist, daß ein unterer zylindermantelförmiger Abschnitt der Behälterwand nicht wesentlich durch die Heizvorrichtung (9) erwärmt wird, wobei der untere zylindermantelförmige Abschnitt vorzugsweise eine Höhe hat, die größer als 5% besonders bevorzugt größer als 10% der Behälterwandhöhe ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und die Heizvorrichtung (9) zur Erwärmung der Behälterwand derart angeordnet ist, daß ein oberer zylindermantelförmiger Abschnitt der Behälterwand nicht wesentlich durch die Heizvorrichtung (9) erwärmt wird, wobei der obere zylindermantelförmige Abschnitt vorzugsweise eine Höhe hat, die größer als 10% besonders bevorzugt größer als 20% der Behälterwandhöhe ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der obere zylindermantelförmige Abschnitt der Behälterwandung aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material und/oder einem Werkstoff mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit ausgeführt ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Behälteraußenseite einerseits und anregbarer Spule der mindestens einen Heizvorrichtung (9, 10) ein nicht-metallisches Isolationselement vorgesehen ist, das vorzugsweise an der Behälteraußenseite befestigt ist, und zwar am besten über eine nicht lösbare Verbindung.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine anregbare Spule in der Nähe der Außenseite des Behälterbodens angeordnet ist und eine Mehrzahl von Wicklungen aufweist, welche die Drehachse des Behälters (2) im wesentlichen spiralförmig umlaufen.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine anregbare Spule in der Nähe der Außenseite der Behälterwand angeordnet ist und eine Mehrzahl von Wicklungen aufweist, welche die Behälterwand im wesentlichen vollständig umlaufen.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (16) zur Messung der Behälterbodentemperatur vorgesehen ist, wobei der Temperatursensor (16) vorzugsweise ein Infrarotsensor ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (17) zur Messung der Behälterwand vorgesehen ist, wobei der Temperatursensor (17) vorzugsweise ein Infrarotsensor ist.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen L-förmiges Heizelement vorgesehen ist, mit einem Schenkel, der vorzugsweise im wesentlichen zylinderabschnittsförmig ausgebildet ist, wobei das L-förmige Heizelement weniger als 180°, besonders bevorzugt weniger als 90° und am besten weniger als 45° der Behälterwand abdeckt.
Mischvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die anregbare Spule nach außen hin zumindest teilweise abgeschirmt ist, vorzugsweise mit Hilfe einer Ferritabschirmung (14).