DE102013111158B3

DE102013111158B3 - Verfahren zum Mischen eines Mischgutes innerhalb eines geschlossenen Mischraumes sowie industrieller Mischer

Info

Publication number: DE102013111158B3
Application number: DE102013111158.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rüberg; Ulrich Tölle
Original assignee: Dr Herfeld GmbH and Co KG
Current assignee: Dr Herfeld GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2033-10-10

Abstract

Bei einem Verfahren zum Mischen eines Mischgutes innerhalb eines geschlossenen Mischraumes eines industriellen Mischers unter Einsatz zumindest eines in das Mischgut zum Zwecke des Mischen desselben eingreifenden Mischwerkzeuges, bei welchem Mischgut beim Mischen die Gefahr des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre aus in Luft enthaltenem brennbaren Staub besteht, ist vorgesehen, dass der Mischvorgang erst dann gestartet wird, wenn sichergestellt ist, dass das zumindest eine Mischwerkzeug für den Vorgang des Mischens vollständig mit Mischgut bedeckt ist. Beschrieben ist des Weiteren ein industrieller Mischer, mit dem dieses Verfahren durchgeführt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen eines Mischgutes innerhalb eines geschlossenen Mischraumes eines industriellen Mischers unter Einsatz zumindest eines in das Mischgut zum Zwecke des Mischen desselben eingreifenden Mischwerkzeuges, bei welchem Mischgut beim Mischen die Gefahr des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre aus in Luft enthaltenem brennbarem Staub besteht. Ferner betrifft die Erfindung einen industriellen Mischer zum Mischen eines Mischgutes, bei dem beim Mischen die Gefahr des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre aus in Luft enthaltenem brennbarem Staub besteht, welcher Mischer über einen für die Zwecke des Mischens geschlossenen Mischraum verfügt, gebildet aus einem Mischcontainer und einem zumindest ein Mischwerkzeug tragenden Mischkopf, wobei der Mischcontainer lösbar an den Mischkopf anschließbar ist, welcher Mischkopf an einem Gestell gelagert und aus einer Andockstellung zum Anschließen eines Mischcontainers in eine Mischstellung mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer verschwenkbar ist, wobei das Gestell über eine Mischcontaineraufnahme verfügt, in die der Mischcontainer zum Zwecke seines Anschlusses an den Mischkopf einzubringen ist.
Bei industriellen Mischern handelt es sich um solche, die zum Mischen von Schüttgut als Mischgut, etwa pulverförmigem Schüttgut, wie dieses etwa zum Erstellen von Kunststoffgranulatgemischen oder auch in der Farbindustrie benötigt wird, eingesetzt werden. Diese Mischmaschinen verfügen über einen gegenüber einem Gestell schwenkbar gelagerten Mischkopf, der gleichzeitig zum Verschließen eines das Mischgut enthaltenen Mischcontainers dient. Bei derartigen Mischern wird der Mischraum durch den oberseitig offenen Mischcontainer und den diesen verschließenden Mischkopf gebildet. Zum Zwecke des Anschließens des Mischcontainers an den Mischkopf verfügt der Mischkopf über ein oder mehrere Anschlusselemente, beispielsweise einen umlaufenden Flansch. Ist der Mischcontainer an den Mischkopf angeschlossen, wird der Mischkopf gegenüber dem diesen tragenden Gestell verschwenkt, damit der Mischvorgang in Bezug auf den Mischkopf in einer Überkopfstellung erfolgt, bei der der Mischkopf zu unterst und der daran angeschlossene Mischcontainer zu Oberst angeordnet sind. Diese Überkopfstellung ist erforderlich, damit das Mischgut in Kontakt mit dem zumindest einen von dem Mischkopf getragenen Mischwerkzeug kommt. Das rotatorisch angetriebene Mischwerkzeug dient zum Erzeugen eines Mischgutstromes innerhalb des geschlossenen Mischraumes. Die Zeitdauer des Mischvorganges bestimmt den Durchmischungsgrad. Ein solcher industrieller Mischer ist beispielsweise aus EP 0 225 495 A2 bekannt.
In manchen Fällen ist mit derartigen Mischern ein Mischgut zu Mischen, bei dem während des Mischens innerhalb des Mischraumes aufgrund der darin enthaltenen Atmosphäre explosionsfähige Stäube entstehen oder stehen können. Dies ist beispielsweise beim Mischen von Farbpigmenten oder auch von Additiven der Fall. Um bei einem Mischen eines derartigen Mischgutes die Zündfähigkeit entstehender Stäube herabzusetzen bzw. auszuschließen, wird der Mischraum vor Beginn des Mischvorganges mit Stickstoff inertisiert. Auf diese Weise ist die Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre vermieden. Eine solche Inertisierung des Mischraumes vor dem Vorgang des Mischens, damit dieser sodann in einer nicht explosionsfähigen Atmosphäre stattfindet, hat sich bewährt. Nachteilig ist allerdings der damit verbundene Aufwand. Um sicherzustellen, dass innerhalb des Mischraumes tatsächlich durch den Vorgang der Inertisierung keine explosionsfähige Atmosphäre mehr entstehen kann, wird die Stickstoffzufuhr in den Mischraum überwacht, und zwar hinsichtlich des zugeführten Gasvolumens und der Zuführzeit. Zusätzlich muss im Mischraum eine Sauerstoffüberwachung stattfinden. Erst wenn der Restsauerstoffgehalt einen bestimmten Wert unterschritten hat, kann davon ausgegangen werden, dass sich die beim Mischen einstellende Atmosphäre nicht mehr entzünden kann. Der Vorgang des Inertisierens benötigt nicht nur Zeit, was in Bezug auf die Taktzeiten des Mischers zu berücksichtigen ist, sondern erfordert zudem einen nicht unbeträchtlichen zusätzlichen Installationsaufwand, abgesehen von der in aller Regel benötigten nicht unerheblichen Stickstoffmenge. Überdies ist eine solche Inertisierungseinrichtung mitunter mit empfindlichen Sensoren, wie beispielsweise dem Sauerstoffsensor zu warten.
In Übereinstimmung mit den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8 ist aus EP 0 367 948 A1 ein Mischverfahren sowie ein industrieller Mischer zum Mischen eines Mischgutes, bei dem beim Mischen die Gefahr des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre aus in Luft enthaltenem brennbarem Staub besteht, bekannt.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Mischverfahren sowie einen eingangs genannten industriellen Mischer dergestalt weiterzubilden, dass ein Mischgut, welches ohne vorheriges Inertisieren des Mischraumes gemischt werden kann und dennoch eine Explosionsgefahr vermieden ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren, bei dem der Mischvorgang nur erst gestartet wird, wenn sichergestellt ist, dass das zumindest eine Mischwerkzeug für den Vorgang des Mischens vollständig mit Mischgut bedeckt ist.
Vorrichtungsbezogen wird die genannte Aufgabe durch einen industriellen Mischer den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Bei dem beanspruchten Verfahren – gleiches gilt für den beanspruchten Mischer – wird im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen des Vermeidens einer explosionsfähigen Atmosphäre ein anderes Konzept angewendet. Gemäß diesem anderen Konzept wird Sorge dafür getragen, dass beim Vorgang des Mischens keine Zündquellen vorhanden sind. Sind keine Zündquellen vorhanden, kann auch ein explosionsfähiger Staub nicht explodieren. Daher ist es bei diesem Konzept letztendlich unerheblich, ob bei dem Vorgang des Mischens sich in dem Mischraum eine explosionsfähige Atmosphäre einstellt oder nicht. Bei den Untersuchungen, die zu diesem Konzept geführt haben, hat man festgestellt, dass eine Zündung einer aus Mischgutstaub und Sauerstoff bestehenden explosionsfähigen Atmosphäre dann vermieden ist, wenn das oder die Mischwerkzeuge während des Vorgangs des Mischens mit Mischgut bedeckt sind. Dies bedeutet, dass bei dem Vorgang des Mischens sich das zumindest eine Mischwerkzeug nicht, auch nicht teilweise aus der Mischgutbedeckung herausarbeitet. Bleibt das zumindest eine Mischwerkzeug vollständig von Mischgut bedeckt, befindet sich dieses in einer „fetten” Atmosphäre, also in einer Atmosphäre, mit Sauerstoffunterschuss. Auf diese Weise sind zum einen Temperaturspitzen, induziert durch Reibung zwischen dem Mischwerkzeug und den Mischgutpartikeln, die als Zündquelle dienen könnten, unterbunden. Zudem ist aufgrund der „fetten” Atmosphäre die Explosionsfähigkeit derselben durch den Sauerstoffunterschuss herabgesetzt. Durch diese Maßnahme ist auch die Gefahr vermieden, dass ein Zündfunke durch Auftreffen eines in dem Mischgut enthaltenen Fremdmaterials, beispielsweise ein Eisenpartikel auf ein ganz oder teilweise freiliegendes Mischwerkzeug unterbunden ist.
Das Besondere an diesem Konzept ist, dass sich dieses mit einfachen Mitteln realisieren lässt. Eine Inertisierung des Mischraumes vor dem Mischvorgang ist sodann nicht mehr erforderlich.
Bei dem beanspruchten Verfahren lässt sich das vorbeschriebene Konzept beispielsweise dadurch ausführen, dass vor dem Anschließen des Mischcontainers an den Mischkopf der IST-Mischgutfüllstand im Mischcontainer erfasst wird und ein Anschluss des Mischcontainers an den Mischkopf nur dann möglich ist, wenn der IST-Mischgutfüllstand einen vorgegebenen Mindestfüllstand aufweist oder diesen überschreitet, und dass nach Anschließen des Mischcontainers bei hinreichender Mischgutbefüllung an den Mischkopf der Mischvorgang erst gestartet wird, wenn durch Verschwenken des Mischkopfes mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer das Mischgut vollständig das zumindest eine Mischwerkzeug bedeckt.
Bei dieser Ausgestaltung macht man sich den Umstand zunutze, dass die Größe des Mischkopfes und die Geometrie sowie die Raumlage des oder der von diesem getragenen Mischwerkzeuge bekannt sind. Somit kann unter Berücksichtigung des durch den Mischvorgang sich einstellenden Mischstromes ein Volumen definiert werden, welches benötigt wird, um in der Mischstellung des Mischkopfes mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer die gewünschte Mischgutbedeckung des oder der Mischwerkzeuge zu erhalten. Bekannt ist zudem das Volumen eines an den Mischkopf anzuschließenden Mischcontainers bzw. das Volumen, welches das Mischgut in Abhängigkeit von dem Füllstand in dem Mischcontainer aufweist. Insofern wird in dem ersten Schritt bei dieser Verfahrensausgestaltung eine Füllstandserfassung durchgeführt. Wesentlich ist bei diesem Konzept, dass ein Anschluss des Mischcontainers an den Mischkopf nur dann gestattet bzw. möglich ist, wenn das in dem Mischcontainer enthaltene Mischgut ein solches Volumen aufweist, mit dem sichergestellt ist, dass für den Vorgang des Mischens das oder die Mischwerkzeuge des Mischkopfes mit Mischgut bedeckt sind. Wird bei dieser Füllstandsüberprüfung festgestellt, dass der IST-Mischgutfüllstand dem geforderten Volumen nicht entspricht, ist ein Anschluss des Mischcontainers an den Mischkopf blockiert. Folglich kann der Mischcontainer an den Mischkopf nicht angeschlossen und das in dem Mischcontainer befindliche Mischgut nicht gemischt werden. Somit wird auf einfache Weise der Anschluss eines Mischcontainers mit darin befindlichem Mischgut an den Mischkopf ausgeschlossen, wenn nicht sicher gestellt ist, dass eine Ausbildung von Zündstellen verhindert ist. Neben dieser ersten Anforderung ist des Weiteren vorgesehen, dass der Mischvorgang erst gestartet wird, wenn der Mischkopf mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer sich in einer Raumlage befindet, in der tatsächlich das oder die Mischwerkzeuge mit dem Mischgut bedeckt sind. Dieses ist in einer sogenannten Überkopfanordnung von Mischkopf und Mischcontainer der Fall, und zwar wenn das in dem Mischcontainer enthaltene Mischgut in den Mischkopf hineingefallen ist. Zu diesem Zweck ist der Mischkopf schwenkbar gegenüber dem Gestell des Mischers gelagert und motorisch zu seinem Verschwenken angetrieben. Erst wenn sich der Mischkopf in seiner bestimmungsgemäßen Mischposition befindet, kann der Mischvorgang durch Inbewegungsetzen des zumindest einen Mischwerkzeuges gestartet werden. Diese Verschwenkposition des Mischkopfes lässt sich auf einfache Weise auch automatisiert überwachen, beispielsweise durch einen an der Welle des Schwenkmotors angeordneten Inkrementalgeber, dessen Signal von einem gegenüber der Drehbewegung der Welle ortsfesten Empfänger aufgenommen und anschließend ausgewertet wird. Möglich ist auch eine schaltungstechnische Anordnung, bei der der Mischkopf, wenn in seiner Mischposition befindlich, einen Schalter betätigt. Hierbei kann es sich um eine berührende Schalterbetätigung oder auch um eine berührungslose Schalterbetätigung handeln, letzteres beispielsweise mittels eines Induktionsschalters.
Die Füllstandserfassung selbst wird vorzugsweise berührungslos durchgeführt. Hierbei können elektromagnetische Wellen oder auch Schallwellen verwendet werden. Im Falle des Einsatzes von elektromagnetischen Wellen kann die Füllstandserfassung beispielsweise als Infrarotentfernungsmessung oder als Radarmessung konzipiert sein. Werden Schallwellen eingesetzt, wird man typischerweise Ultraschallwellen verwenden, um eine Entfernungsmessung durchführen zu können. Diesem Ansatz der Entfernungsmessung liegt zugrunde, dass je höher der Füllstand des Mischgutes in dem nach oben hin zur Füllstandsmesseinrichtung offenen Mischcontainer ist, je kürzer ist die Entfernung zu dem Entfernungsmesssensor. Wenn Mischcontainer mit unterschiedlichen Fassungsvolumina an den Mischkopf angeschlossen werden sollen, kann der Mischer über eine Mischcontainererkennung verfügen. Diese kann optisch arbeitend ausgelegt sein, um den Mischcontainer als Ganzes oder anhand einer darauf befindlichen Kennung, beispielsweise nach Art eines Bar- oder QR-Codes bezüglich seines Fassungsvolumens bzw. geometrischen Auslegung zu identifizieren. Unter Berücksichtigung der auf diese Weise erfassten Mischcontainergröße erfolgt bei dieser Ausgestaltung sodann die Auswertung der Füllstandserfassung im Hinblick darauf, ob der IST-Mischgutfüllstand zumindest dem SOLL-Mischgutfüllstand als Mindestfüllstand entspricht.
Im Zuge der Füllstandserfassung kann auch eine Überprüfung daraufhin erfolgen, ob der Füllstand in dem Mischcontainer zu hoch ist. Ist der Füllstand zu hoch, hat dieses zwar keine Auswirkungen auf die Betriebssicherheit. Dieses kann jedoch Einfluss auf den Mischvorgang haben, da sich dann mitunter innerhalb der vorgesehenen Mischdauer nicht der gewünschte Mischgrad einstellt. Insofern kann auch bei Feststellen eines hinsichtlich seiner Befüllung zu vollen Mischcontainers ein Anschluss an den Mischkopf nicht gestattet werden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die Mischzeit entsprechend anzupassen. Letzteres setzt voraus, dass der Mischgutfüllstand nicht so hoch ist, dass ein bestimmungsgemäßes Durchmischen gar nicht mehr möglich ist.
Realisieren lässt sich eine Nichtgestattung des Anschlusses eines Mischcontainers an den Mischkopf des Mischers beispielsweise dadurch, dass ein Einfahren des Mischcontainers in die Mischcontaineraufnahme des Mischers bis zu seiner Andockposition, in der dieser an den Mischkopf angeschlossen wird, blockiert ist. Hierfür können von den Wangen der Mischcontaineraufnahme in diese abragend verstellbare Riegel dienen. Befinden sich diese in ihrer ein Einfahren des Mischcontainers in die Andockposition blockierenden Stellung, ist ein Einfahren des Mischcontainers in die vorgenannte Position nicht möglich. Der oder die Riegel bilden sodann zugleich einen Anschlag für den in die Mischcontaineraufnahme einfahrenden Mischcontainer, der sich dann an einer definierten Position befindet, in der sich die Anschlussseite des Mischcontainers noch nicht in ihrer für einen Anschluss an den Mischkopf mit dessen Anschlussseite fluchtenden Anordnung befindet. Mischcontainer und Mischkopf sind in dieser Stellung zwischen dem Mischcontainer und dem oder den Riegeln versetzt zueinander angeordnet. In dieser Position kann eine an der Außenseite des Mischkopfes befindliche Füllstandssensorik (Abstandssensorik) in den Mischcontainer hineinblicken, um die Füllstandserfassung vornehmen zu können. Somit dienen bei dieser Ausgestaltung der oder die Riegel nicht nur zur Blockierung des Einfahrens des Mischcontainers in seine Andockposition, sondern auch zum Bereitstellen einer definierten Position für das Durchführen der Füllstandserfassung.
Ein solcher Riegel als Anschlag und zum Sperren einer Einfahrbewegung des Mischcontainers in seine Andockstellung innerhalb der Mischcontaineraufnahme ist gemäß einem Ausführungsbeispiel elektromagnetisch arbeitend ausgelegt. Dabei ist vorgesehen, dass sich der zumindest eine Riegel in seiner Sperrstellung ohne elektromagnetische Aktivierung befindet. Hierzu dient beispielsweise ein Federelement. Aktiviert wird der Riegel zurückgezogen, sodass dann ein weiteres Einfahren des Mischcontainers in die Mischcontaineraufnahme des Mischers frei ist. Das Zurückziehen des oder der Riegel erfolgt beispielsweise elektromagnetisch. Anstelle einer elektromagnetischen Verstellung kann auch ein motorischer Antrieb, beispielsweise unter Verwendung eines Schrittmotors vorgesehen sein. Bei Vorsehen von zwei Riegeln sind diese einander zur Längsachse der Mischcontaineraufnahme diametral gegenüberliegend zueinander angeordnet. Eine Betätigung des oder der Riegel oder anderer, ein Einfahren des Containerwagens mit dem Mischcontainer in die Mischcontaineraufnahme blockierender Elemente kann auch durch pneumatisch erfolgen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, aus welcher Beschreibung sich weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben. Es zeigen:
1: ein industrieller Mischer mit einem an einem Gestell gelagerten verschwenkbaren Mischkopf und einem zum Einfahren in eine Mischcontaineraufnahme befindlichen Mischcontainer,
2: der Mischer der 1 mit dem Mischcontainer in einer ersten, in die Mischcontaineraufnahme eingefahrenen Stellung,
3: der Mischer der 2 mit dem an den Mischkopf angeschlossenen Mischcontainer,
4: der Mischkopf mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer in verschwenkter Mischposition und
5: ein Flussdiagramm zum Darstellen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein industrieller Mischer 1, der auch als Mischmaschine angesprochen werden kann, verfügt über ein Gestell 2, gebildet durch zwei Ständer 3, 3.1. Zwischen den Ständern 3, 3.1 befindet sich ein Mischkopf 4. Der Mischkopf 4 ist in seiner in 1 gezeigten Stellung nach unten hin topfartig ausgeführt und trägt in seinem Inneren zwei durch jeweils einen Elektromotor 5, 5.1 rotatorisch angetriebene Mischwerkzeuge. Der Mischkopf 4 ist mittels eines Schwenkmotors 6 um eine Schwenkwelle 7 verschwenkbar. Der Mischkopf 5 ist ferner zwei motorisch angetriebenen Anschlusseinrichtungen 8 zugeordnet, mit denen ein Mischcontainer an den hinteren Flansch 9 des Mischkopfes 4 angeschlossen werden kann. Der Mischkopf 5 ist mit seinen Mischwerkzeugen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel konzipiert, wie der in EP 2 460 581 A1 unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 beschriebene Mischkopf ausgeführt. Insofern werden die Beschreibungen zu diesem Mischkopf aus EP 2 460 581 A1 durch diese explizite Inbezugnahme ebenfalls zum Gegenstand dieser Ausführungen bemacht.
Zwischen den beiden Ständern 3, 3.1 befindet sich eine Mischcontaineraufnahme 9. Die Mischcontaineraufnahme 9 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch jeweils eine dem Ständer 3 bzw. 3.1 zugeordnete Wange 10, 10.1 gebildet. Die Wangen 10, 10.1 dienen zur Aufnahme eines Containerwagens 11, auf dem sich ein Mischcontainer 12 befindet. Ist der Wagen 11 vollständig in die Mischcontaineraufnahme 9 eingefahren, befindet sich der Mischcontainer 12 in seiner Andockposition, um mit den Anschlusseinrichtungen 8 durch Untergreifen seines oberen Flansches 13 angehoben und gegenüber dem komplementären Flansch 9 des Mischkopfes 4 fixiert zu werden.
Der auf einem Containerwagen 11 befindliche Mischcontainer 12 ist in 1 noch vor Einfahren in die Mischcontaineraufnahme 9 des Mischers 1 gezeigt. Der oberseitig nach außen abragend angeordnete Flansch, der von den Anschlusseinrichtungen 8 untergriffen wird, ist darin mit dem Bezugszeichen 13 kenntlich gemacht.
Der Mischer 1 verfügt des Weiteren über eine Füllstandserfassungseinrichtung 14. Diese ist in den Figuren lediglich schematisiert durch ein Gehäuse dargestellt. Die Füllstandserfassungseinrichtung 14 ist berührungslos arbeitend ausgelegt, und zwar als Ultraschallabstands- bzw. -entfernungsmesssensor. Die Blickrichtung des Sensors ist nach unten gerichtet.
Der Mischer 1 verfügt zudem über eine Einfahrsperre, die in 1 in ihrer eine vollständige Einfahrt des Containerwagens 11 in die Mischcontaineraufnahme 9 blockierenden Stellung gezeigt ist. Zu diesem Zweck ist jeder Wange 10, 10.1 jedes Ständers 3 bzw. 3.1 ein Riegel 15, 15.1 zugeordnet. Die Riegel 15, 15.1 sind translatorisch verstellbar in der jeweiligen Wange 10 bzw. 10.1 gelagert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine elektromagnetische Verstellung vorgesehen. In ihrer in 1 gezeigten Sperrstellung sind die Riegel 15, 15.1 durch jeweils ein Federelement gehalten.
Soll ein mit Mischgut befüllter Mischcontainer 12 an den Mischkopf 4 des Mischers 1 angeschlossen werden, wird der Containerwagen 11 zunächst soweit in die Mischcontaineraufnahme 9 des Mischers 1 eingefahren, bis der Containerwagen 11 an den Riegeln 15, 15.1 anschlägt. Ein weiteres Einfahren ist durch diese Riegel 15, 15.1 versperrt. In dieser Stellung blickt der Sensor der Füllstandserfassungseinrichtung 14 in den nach oben offenen Mischcontainer 12 und kann auf diese Weise den Füllstand des darin befindlichen Mischgutes im Wege einer Entfernungsmessung erfassen. Nur wenn der erfasste IST-Mischgutfüllstand einem vorgegebenen Mindestfüllstand entspricht oder diesen überschreitet, wird die weitere Einfahrt des Containerwagens 11 in die Mischcontaineraufnahme 9 durch Zurückziehen der Riegel 15, 15.1 freigegeben. Anderenfalls bleibt die weitere Einfahrt blockiert. In einem solchen Fall wird typischerweise ein Hinweis (Warnhinweis) generiert, beispielsweise ein akustisches Warnsignal. 2 zeigt den Mischcontainer 12 in seiner Stellung, in der der Containerwagen 11 vorderseitig an den Riegeln 15, 15.1 anschlägt, also: in einer Position, in der die Füllstandserfassung durchgeführt wird.
Ist im Zuge der Füllstandserfassung ein hinreichender IST-Mischgutfüllstand erfasst worden, kann der Containerwagen 11 weiter in die Mischcontaineraufnahme 9 bis in die Andockstellung zum Anschließen des Mischcontainers 12 an den Mischkopf 4 gefahren werden. Der Mischcontainer 12 samt Containerwagen 11 wird dann mittels der Anschlusseinrichtungen 8 angehoben, so dass die beiden Flansche 9, 13 abgedichtet aneinander anliegen. In aller Regel wird eine Dichtung zwischengeschaltet sein. In 3, die diese Anordnung zeigt, sind die Anschlusseinrichtungen 8 nicht in ihrer korrekten Stellung, in der die Greiferleisten unter den Flansch 13 des Mischcontainers greifen und diesen anheben, gezeigt.
Nach Anschließen des Mischcontainers 12 an den Mischkopf 4 ist durch den Innenraum des Mischkopfes 4 und denjenigen des Mischcontainers 12 ein abgeschlossener Mischraum gebildet. Der Mischvorgang wird jedoch erst gestartet, wenn sichergestellt ist, dass die von dem Mischkopf 4 getragenen Mischwerkzeuge vollständig mit Mischgut bedeckt sind. Hierzu wird der Mischkopf 4 durch Aktivieren des Schwenkmotors 6 in seine in 4 gezeigte Mischposition verschwenkt. Hierbei handelt es sich um eine Überkopfposition des Mischkopfes 4 gegenüber seiner in 1 und 2 gezeigten Stellung. In der in 4 gezeigten Stellung des Mischkopfes 4 und des daran angeschlossenen Mischcontainers 12 ist das Mischgut auf die Mischwerkzeuge innerhalb des Mischkopfes 4 gefallen und bedeckt diese vollständig. Dabei ist das Füllvolumen in dem Mischraum derart vorgesehen, dass auch bei einem rotativen Antrieb der Mischwerkzeuge diese mit Mischgut bedeckt bleiben. In 4 ist der Mischkopf 4 mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer 12 um 180° verschwenkt. Es versteht sich, dass in Abhängigkeit von dem Mischgutfüllstand auch eine Abweichung von dieser 180°-Stellung möglich ist, solange gewährleistet ist, dass sich im Zuge des Mischens die Mischwerkzeuge innerhalb des Mischgutes nicht freiarbeiten. Nach Abschluss des Mischvorganges wird der Mischkopf 4 mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer 12 wieder in seine in 1 gezeigte Stellung verschwenkt, der Mischcontainer 12 abgesetzt und aus der Mischcontaineraufnahme 9 herausgefahren. Der Mischer 1 ist nunmehr bereit, den nächsten Mischcontainer aufzunehmen, um das darin befindliche Mischgut zu mischen.
Bei dem vorbeschriebenen Mischer 1 und dem hierzu umrissenen Verfahren ist sichergestellt, dass, sollte ein Mischgut gemischt werden, bei dem bei dem Vorgang des Mischens Stäube entstehen, die in einer normalen Atmosphäre explosionsfähig sind, auf einfache Weise die Explosionsgefahr dadurch ausgeschlossen ist, dass sichergestellt wird, dass während des Vorgangs des Mischens keine Zündquellen vorhanden sind. Dieses wird in erstaunlich einfacher Art und Weise dadurch erreicht, dass Sorge dafür getragen wird, dass während des Mischvorganges das oder die in dem Mischkopf 4 befindliche Mischwerkzeuge vollständig von Mischgut bedeckt ist. Um dieses zu gewährleisten werden zwei Schritte vorgenommen, und zwar wie folgt:

– Feststellen dass sich genügend Mischgut im Mischraum befindet und
– Starten des Mischvorganges erst nach tatsächlicher Bedeckung der Mischwerkzeuge durch Mischgut.

Dieses ist nachfolgend unter Bezug auf das Flussdiagramm der 5 beschrieben:
In der in 1 gezeigten Ausgangsstellung des Mischers 1 ist die Einfahrsperre eingeschaltet. Eine Betätigung des in dem Mischkopf 4 befindlichen Mischwerkzeuges ist gesperrt. Befindet sich ein Mischcontainer in der in 2 gezeigten Messposition zu dem Mischer 1 wird eine Mischgutfüllstandserfassung vorgenommen. Die Auswertung der Sensorsignale erfolgt mittels eines Mikrocontrollers, der ebenfalls auf Daten in Bezug auf die Größe des Mischcontainers 12 zurückgreift oder zurückgreifen kann. Für die Auswertung der Abstands- bzw. Entfernungsdaten muss die Größe des Innenvolumens des Mischcontainers 12 bekannt sein. Werden an den Mischkopf 4 des Mischers 1 nur Mischcontainer einer einzigen Größe angeschlossen, wird dieser Wert typischerweise systemseitig abgelegt sein. Anderenfalls bietet es sich an, an die Füllstandserfassung eine Mischcontainererkennung zu koppeln, so dass die Auswertung der Abstandsdaten in Abhängigkeit von dem Innenvolumen des aktuell in der Messposition befindlichen Mischcontainers vorgenommen wird.
Führt die Bestimmung des IST-Mischgutfüllstandes im Mischcontainer 12 zu der Aussage, dass der Mindestfüllstand hinreichend ist, wird die Einfahrsperre durch Zurückziehen der Riegel 15, 15.1 entsperrt, so dass der Containerwagen 11 in die Andockstellung gefahren werden kann. Der Mindestfüllstand wird vorgegeben in Abhängigkeit von dem notwendigen Füllvolumen, welches benötigt wird, um die Mischwerkzeuge des Mischkopfes in seiner Überkopf-Mischposition zu bedecken und auch während eines Betriebes der Mischwerkzeuge bedeckt zu belassen.
Tatsächlich gestartet wird der Mischvorgang durch rotatorisches Antreiben der Mischwerkzeuge allerdings erst, wenn sichergestellt ist, dass das Mischgut auch tatsächlich die Mischwerkzeuge bedeckt. Dieses ist in der in 4 gezeigten Überkopfstellung des Mischkopfes 4 mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer 12 der Fall. Befindet sich der Mischkopf 4 mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer 12 in dieser Position, wird die Betätigung der Mischwerkzeuge entsperrt und somit freigegeben. Der Mischvorgang kann nunmehr starten. Der Mischer 1 kann über einen automatischen Misch-Stop verfügen, durch den der Mischvorgang unterbrochen wird, sobald sich der Mischkopf nicht mehr in seiner bestimmungsgemäßen Mischposition befindet. Dieses ist der Fall, wenn sich die Neigung des Mischkopfes gegenüber einer vorgegebenen Mischposition oder einem vorgegebenen Mischpositionsintervall geändert hat.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Für einen Fachmann ergeben sich weitere Ausgestaltungen, die Erfindung zu realisieren.
Bezugszeichenliste

1: Mischer
2: Gestell
3, 3.1: Ständer
4: Mischkopf
5, 5.1: Elektromotor
6: Schwenkmotor
7: Schwenkwelle
8: Anschlusseinrichtung
9: Mischcontaineraufnahme
10, 10.1: Wange
11: Containerwagen
12: Mischcontainer
13: Flansch
14: Füllstandserfassungseinrichtung
15, 15.1: Riegel

Claims

Verfahren zum Mischen eines Mischgutes innerhalb eines geschlossenen Mischraumes eines industriellen Mischers (1) unter Einsatz zumindest eines in das Mischgut zum Zwecke des Mischen desselben eingreifenden Mischwerkzeuges, bei welchem Mischgut beim Mischen die Gefahr des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre aus in Luft enthaltenem brennbaren Staub besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvorgang erst dann gestartet wird, wenn sichergestellt ist, dass das zumindest eine Mischwerkzeug für den Vorgang des Mischens vollständig mit Mischgut bedeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausbilden des Mischraumes ein das Mischgut enthaltener Mischcontainer (12) an einen schwenkbaren, das zumindest eine Mischwerkzeug tragenden Mischkopf (4) angeschlossen wird und – dass vor dem Anschließen des Mischcontainers (12) an den Mischkopf (4) der IST-Mischgutfüllstand im Mischcontainer (12) erfasst wird und ein Anschluss des Mischcontainers (12) an den Mischkopf (4) nur dann möglich ist, wenn der IST-Mischgutfüllstand einen vorgegebenen Mindestfüllstand aufweist oder diesen überschreitet und – dass nach Anschließen des Mischcontainers (12) bei hinreichender Mischgutbefüllung an den Mischkopf (4) der Mischvorgang erst gestartet wird, wenn durch Verschwenken des Mischkopfes (4) mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer (12) das Mischgut vollständig das zumindest eine Mischwerkzeug bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandserfassung berührungslos unter Verwendung von elektromagnetischen Wellen oder von Schallwellen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfahren des Mischcontainers (12) in die Position zum Anschließen desselben an den Mischkopf (4) durch eine Einfahrsperre (15, 15.1) blockiert ist, bis die Füllstandserfassung durchgeführt worden ist, und im Zuge derselben ermittelt worden ist, dass der IST-Mischgutfüllstand dem Mindestfüllstand entspricht oder diesen überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschwenkbetrag des Mischkopfes (4) durch Verwenden eines berührungslosen Endschalters, der geschaltet wird, wenn sich der Mischkopf (4) in der vorgesehenen Mischstellung befindet, begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvorgang erst dann gestartet wird, wenn sich der Mischkopf (4) mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer (12) in einer Überkopfanordnung befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach Starten des Mischvorganges dieser automatisch beendet wird, wenn die verschwenkte Position des Mischkopfes (4) mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer (12) aus der vorgesehenen Mischposition heraus, um einen vorgegebenen Winkelbetrag verschwenkt worden ist.
Industrieller Mischer zum Mischen eines Mischgutes, bei dem beim Mischen die Gefahr des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre aus in Luft enthaltenem brennbarem Staub besteht, welcher Mischer (1) für die Zwecke des Mischens über einen geschlossenen Mischraum verfügt, gebildet aus einem Mischcontainer (12) und einem zumindest ein Mischwerkzeug tragenden Mischkopf (4), wobei der Mischcontainer (12) lösbar an den Mischkopf (4) anschließbar ist, welcher Mischkopf (4) an einem Gestell (2) gelagert und aus einer Andockstellung zum Anschließen eines Mischcontainers (12) in eine Mischstellung mit dem daran angeschlossenen Mischcontainer (12) verschwenkbar ist, wobei das Gestell (2) über eine Mischcontaineraufnahme (9) verfügt, in die der Mischcontainer (12) zum Zwecke seines Anschlusses an den Mischkopf (4) einzubringen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischcontaineraufnahme (9) eine lösbare Einfahrsperre zugeordnet ist, durch die in ihrer blockierenden Stellung ein Einfahren des Mischcontainers (12) in die Andockposition zum Anschließen desselben an den Mischkopf (4) blockiert ist, dass der Mischer (1) über eine Mischgutfüllstandserfassungseinrichtung (14) verfügt, um den Füllstand eines in einem Mischcontainer (12) enthaltenen Mischgutes zu erfassen und dass der Mischer (1) eine Einrichtung aufweist, mit dem die aktuelle Schwenkposition des Mischkopfes (4) erfassbar ist.
Mischer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfahrsperre durch zumindest einen von einer die Mischcontaineraufnahme (9) einfassenden Seitenwange (10, 10.1) des Gestells (2) in seiner Sperrstellung in die Mischcontaineraufnahme (9) vorspringenden, verstellbaren Riegel (15, 15.1) bereitgestellt ist.
Mischer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Riegel (15, 15.1) elektromagnetisch verstellbar ist und in seiner Sperrstellung durch die Kraft eines oder mehrerer Federelemente gehalten ist.
Mischer nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandserfassungseinrichtung (14) berührungslos arbeitend ausgelegt ist und die Sender- und Empfängereinrichtungen außenseitig am Mischkopf (4) angeordnet sind.
Mischer nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Verschwenkendstellungen des Mischkopfes (4) gegenüber dem Gestell (2) ein berührungsloser Endschalter und ein gegenüber dem Mischkopf (4) ortsfest angeordneter Endschalter dienen, der durch ein am Mischkopf (4) befindliches Betätigungselement betätigt wird.