DE102017114311B3

DE102017114311B3 - MIXING DEVICE AND METHOD OF MIXING

Info

Publication number: DE102017114311B3
Application number: DE102017114311.4A
Authority: DE
Inventors: Mathias Schlegel
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: Atfo De GmbH
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: WO2019002017A1

Abstract

Es wird eine Mischvorrichtung vorgeschlagen, die einen um zwei aufeinander senkrecht stehende sich schneidende Achsen drehbar gelagerten Behälter (1) zur Aufnahme des zu mischenden Mischguts aufweist. In dem Behälter (1) sind im oberen und im unteren Bereich innerhalb des Mischguts expandierbare Blasen (10, 11) angeordnet, die über Leitungen mit einer Gasdruckquelle verbunden sind. Durch abwechselndes Aufblasen und Entleeren der Blasen kann eine Verlagerung der Massenverteilung des Mischguts innerhalb des Behälters (1) erreicht werden, was aufgrund der Aufhängung des Behälters (1) zu einer Taumelbewegung des Behälters (1) und damit zu einer Vermischung des Mischguts führt.It is proposed a mixing device which has a rotatably mounted about two mutually perpendicular intersecting container (1) for receiving the mixed material to be mixed. In the container (1) expandable bubbles (10, 11) are arranged in the upper and in the lower region within the mix, which are connected via lines to a gas pressure source. By alternately inflating and deflating the bubbles, a displacement of the mass distribution of the mixed material within the container (1) can be achieved, which due to the suspension of the container (1) leads to a tumbling movement of the container (1) and thus to a mixing of the mixture.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Mischvorrichtung zum Mischen eines Mischguts in einem Behälter durch Bewegen des Behälters.The invention is based on a mixing device for mixing a mixed material in a container by moving the container.

Es ist bereits eine Mischvorrichtung zum Mischen eines Substrats bekannt. Die bekannte Mischvorrichtung enthält einen insbesondere zylindrischen Behälter zum Aufnehmen des zu mischenden Substrats, der an einer ortsfesten Achse schwenkbar aufgehängt ist. Innerhalb des Behälters, und zwar innerhalb des zu mischenden Substrats, ist mindestens eine Blase angeordnet, die durch Einbringen eines Fluids geringerer Dichte aufgeblasen werden kann. Dadurch verdrängt sie das Substrat höherer Dichte an der Stelle, wo die Blase expandiert wird. Dies führt zu einer Veränderung der Massenverteilung sowie zu einer Veränderung des Niveaus des Substrats in dem Behälter. Durch die Veränderung der Massenverteilung entsteht ein Kippmoment, das zur Verschwenkung des Behälters führt und damit zu einer Vermischung seines Inhalts genutzt werden kann. Durch Ablassen des leichteren Fluids aus der Blase verändert sich die Massenverteilung wieder, indem das Substrat den Platz der nicht mehr expandierten Blase wieder einnimmt, sodass der Behälter in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Auf diese Weise kann durch ein hin- und hergehendes Verschwenken des Behälters um seine feste Achse nach und nach eine vollständige Durchmischung des Inhalts des Behälters bewirkt werden ( DE 10 2015 105 736 B3 ).There is already known a mixing device for mixing a substrate. The known mixing device comprises a particularly cylindrical container for receiving the substrate to be mixed, which is suspended pivotally on a stationary axis. Within the container, within the substrate to be mixed, at least one bubble is arranged, which can be inflated by introducing a fluid of lower density. This displaces the higher density substrate at the point where the bubble expands. This leads to a change in the mass distribution and to a change in the level of the substrate in the container. By changing the mass distribution creates a tilting moment, which leads to the pivoting of the container and thus can be used to mix its contents. By discharging the lighter fluid from the bladder, the mass distribution changes again as the substrate resumes the space of the unexpanded bladder so that the container returns to its original position. In this way, by a reciprocating pivoting of the container about its fixed axis gradually a thorough mixing of the contents of the container can be effected ( DE 10 2015 105 736 B3 ).

Der Vorteil der Schwenkbewegung des Behälters durch die Massenverlagerungseinrichtung liegt darin, dass kein aufwendiger kinematischer Antrieb für den Behälter erforderlich ist.The advantage of the pivoting movement of the container by the mass displacement device is that no complicated kinematic drive is required for the container.

Es hat sich herausgestellt, dass in manchen Fällen der Zeitbedarf bis zum Erreichen einer vollständigen Durchmischung des Substrats hoch wird, insbesondere dann, wenn das Substrat eine größere Viskosität aufweist.It has been found that, in some cases, the time required to achieve complete mixing of the substrate becomes high, especially when the substrate has a greater viscosity.

Weiterhin ist ein Mischer mit rotierendem Behälter zur Aufnahme von Mischgut bekannt, bei dem eine Lagerung für den Behälter diesen um zwei unter einem Winkel verlaufende sich schneidende Achsen verdrehbar lagert. Der Mischer weist eine Einrichtung mit einem Antrieb auf, mit deren Hilfe eine Änderung der Massenverteilung bewirkt wird, die zu einem Drehmoment um eine der beiden Achsen in beiden Drehrichtungen führt ( DE 10 2004 050 820 A1 ).Furthermore, a mixer with a rotating container for receiving mix is known in which a storage for the container this rotatable about two at an angle extending intersecting axes stored. The mixer has a device with a drive, by means of which a change of the mass distribution is effected, which leads to a torque about one of the two axes in both directions of rotation ( DE 10 2004 050 820 A1 ).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Mischvorrichtung zu schaffen, die eine verbesserte Durchmischung insbesondere bei hochviskosen zu mischenden Materialien ermöglicht. Der Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zu Grunde, ein derartiges Verfahren zu schaffen.The invention is based on the object to provide a mixing device which allows improved mixing, especially in high-viscosity materials to be mixed. The invention is also based on the object to provide such a method.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Die Erfindung schlägt ebenfalls ein Verfahren zum Mischen mit den im unabhängigen Verfahrensanspruch aufgeführten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.To solve this problem, the invention proposes a device with the features mentioned in claim 1. The invention also proposes a method for mixing with the features listed in the independent method claim. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß wird also der Behälter in einer Lagerung aufgehängt, in der der Behälter um mindestens zwei Achsen verschwenkbar ist, wobei die beiden Achsen sich schneiden. Durch die Einrichtung zum Ändern der Massenverteilung des Inhalts des Behälters wird damit eine Bewegung erreicht, die sich aus einer Verschwenkung um jede der beiden Achsen zusammensetzt. Der Antrieb für die Einrichtung zur Änderung der Massenverteilung wird durch eine Steuerung angesteuert, sodass durch die Steuerung eine große Anzahl von Freiheitsgraden zur Verfügung gestellt werden kann.According to the invention, therefore, the container is suspended in a storage in which the container is pivotable about at least two axes, wherein the two axes intersect. By the means for changing the mass distribution of the contents of the container so that a movement is achieved, which is composed of a pivoting about each of the two axes. The drive for the device for changing the mass distribution is controlled by a controller, so that a large number of degrees of freedom can be provided by the controller.

Ähnlich wie bei der bekannten Mischvorrichtung entspricht jeder bestimmten Massenverteilung eine bestimmte Position des Behälters. Die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass eine hin- und hergehende Bewegung zwischen zwei Positionen bewirkt werden kann. Diese beiden Positionen sind aber über eine komplizierter zusammengesetzte Schwenkbewegung miteinander verbunden, bei der sich nicht um eine einfache Schwenkbewegung um eine feste Achse handelt.Similar to the known mixing device, each particular mass distribution corresponds to a particular position of the container. The controller may be configured so that a reciprocating movement between two positions can be effected. These two positions, however, are interconnected by a more complicated composite pivoting motion which is not a simple pivotal movement about a fixed axis.

Um eine wirksame und mit geringem Energieaufwand durchzuführende Bewegung des Behälters und damit Mischung des Inhalts des Behälters zu erreichen, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Achsen der Lagerung, um die der Behälter verdrehbar gelagert ist, sich angenähert im geometrischen Mittelpunkt des Behälters schneiden. Dabei wird berücksichtigt, dass der Behälter mit dem Mischgut zwar nicht vollständig, aber doch zum größten Teil gefüllt ist.In order to achieve an effective and low energy expenditure to be carried out movement of the container and thus mixture of the contents of the container, can be provided in a further development of the invention that the axes of storage around which the container is rotatably mounted, approximately in the geometric center of the container to cut. It is taken into account that the container with the mix is not completely, but for the most part filled.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mindestens beiden Achsen unter einem rechten Winkel zueinander verlaufen.In particular, it can be provided that the at least two axes extend at a right angle to each other.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Ändern der Massenverteilung des Mischguts auch als Verdrängungseinrichtung ausgebildet ist. Bei einer Verdrängung des Mischguts, die bei einer hin- und hergehenden Verlagerung der Massenverteilung mehrfach auftritt, tritt allein schon eine gewisse Vermischung des Mischguts im Bereich der Verdrängung statt, sodass die durch die Bewegung des Behälters erreichte Vermischung unterstützt wird.In a further development of the invention it can be provided that the device for changing the mass distribution of the mixed material is also designed as a displacement device. With a displacement of the mixed material, which occurs several times in a reciprocating displacement of the mass distribution, a certain mixing of the mixed material already takes place in the region of the displacement, so that the mixing achieved by the movement of the container is supported.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Änderung der Massenverteilung mindestens teilweise, vorzugsweise überwiegend, mit dem Behälter mitbewegt wird. Es ist also keine zusätzliche Kinematik für die Halterung der Einrichtung zur Änderung der Massenverteilung erforderlich. Allenfalls eine Energieversorgung oder eine Steuereinheit kann ortsfest angeordnet sein.In a further embodiment of the invention can be provided that the device for Change in the mass distribution at least partially, preferably predominantly, is moved with the container. So there is no additional kinematics required for the support of the device for changing the mass distribution. At most, a power supply or a control unit may be arranged stationary.

Es kann nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Änderung der Massenverteilung mindestens teilweise außen am Behälter angebracht ist. Dies gilt insbesondere für Steuerventile oder einen Teil des Antriebs der Einrichtung.It may be provided according to a further additional feature in development that the means for changing the mass distribution is at least partially attached to the outside of the container. This is especially true for control valves or part of the drive of the device.

Es ist aber ebenfalls möglich und wird von der Erfindung vorgeschlagen, dass die Einrichtung zur Änderung der Massenverteilung mindestens teilweise innerhalb des Behälters angeordnet ist. Dies gilt insbesondere für die Teile der Einrichtung, die zur Verdrängung des Mischguts vorgesehen sind.However, it is also possible and is proposed by the invention that the means for changing the mass distribution is at least partially disposed within the container. This applies in particular to the parts of the device which are intended to displace the mixed material.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zur Änderung der Massenverteilung mindestens zwei vorzugsweise im Innern des Behälters angeordnete Wechselkammern aufweist, von denen jede auf einer anderen Seite mindestens einer Drehachse der Lagerung angeordnet ist. Wird beispielsweise in die eine der beiden Wechselkammern ein Fluid eingebracht, das eine höhere Dichte aufweist als die des Mischguts, während die zugeordnete auf der anderen Seite der Drehachse angeordnete Wechselkammer mit einem Fluid geringerer Dichte als die des Mischguts (z. B. mit Luft) gefüllt wird, so ergibt sich daraus eine gewisse Verteilung der Masse. Wechselt man die Rollen der beiden Wechselkammern um, d. h. befüllt man die bislang luftgefüllte Kammer mit dem schwereren Fluid und die bislang mit dem schwereren Fluid gefüllte Kammer beispielsweise mit Luft, so ändert sich dadurch die Massenverteilung. Diesen Vorgang kann man mitentsprechender Ansteuerung wiederholen. Dadurch ergibt sich eine hin und hergehende Verschwenkung des Behälters. Verwendet man anstelle von zwei Wechselkammern mehrere Wechselkammern, so kann man sowohl eine sich zyklisch wiederholende Änderung der Massenverteilung als auch eine zufällig ausgewählte Änderung der Massenverteilung herstellen.In a further development of the invention it can be provided that the device for changing the mass distribution has at least two preferably arranged in the interior of the container exchange chambers, each of which is arranged on a different side of at least one axis of rotation of the storage. If, for example, a fluid having a higher density than that of the mixed material is introduced into one of the two alternating chambers, while the associated interchangeable chamber arranged on the other side of the rotational axis has a fluid of lower density than that of the mixed material (eg with air). is filled, it results in a certain distribution of the mass. If you change the roles of the two alternating chambers, d. H. filling the hitherto air-filled chamber with the heavier fluid and the previously filled with the heavier fluid chamber, for example, with air, then changes the mass distribution. This process can be repeated with appropriate control. This results in a reciprocating pivoting of the container. If one uses several alternating chambers instead of two alternating chambers, one can produce both a cyclically repeating change in the mass distribution and a randomly selected change in the mass distribution.

Es kann vorgesehen sein, dass jede Wechselkammer zur abwechselnden Aufnahme eines Fluids und zur Entleerung ausgebildet ist, wobei unter Entleerung das Füllen beispielsweise mit Luft zu verstehen ist.It can be provided that each exchange chamber is designed for alternately receiving a fluid and for emptying, wherein emptying means filling with, for example, air.

Als besonders sinnvoll hat sich herausgestellt, die Wechselkammern als durch Gasdruck aufblasbare Blasen auszubilden. Füllt man eine als Blase ausgebildete Wechselkammer mit unter Druck stehendem Gas, so expandiert die Blase. Dies führt nicht nur zu einer Verlagerung der Massenverteilung des Mischguts, sondern auch zu einer Verdrängung des Mischguts. Bei Ablassen des Drucks komprimiert der Druck des Mischguts die Blase wieder auf ihren nicht expandierten Zustand zurück. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwei als Blasen ausgebildete Wechselkammern, die auf unterschiedlichen Seiten einer Achse angeordnet sind, gegenläufig expandiert und zusammengedrückt werden.It has proven to be particularly useful to form the alternating chambers as bubbles which can be inflated by gas pressure. If you fill a designed as a bubble exchange chamber with pressurized gas, so the bubble expands. This not only leads to a shift in the mass distribution of the mix, but also to a displacement of the mix. As the pressure is released, the pressure of the mix compresses the bubble back to its unexpanded state. It may be provided in particular that two alternating chambers designed as bladders, which are arranged on different sides of an axis, are expanded and compressed in opposite directions.

Es kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass jede Wechselkammer über eine Leitung und ein durch die Steuerung ansteuerbares Ventil mit einer Quelle und einer Senke für in die Wechselkammer einzubringendes bzw. aus ihr zu entfernendes Fluid verbunden ist. Bei mehreren Wechselkammern kann die Steuerung die Ventileinrichtung derart ansteuern, dass eine ständige Änderung der Massenverteilung und/oder Verdrängung des Mischguts hervorgerufen wird. Dadurch lassen sich beliebige Bewegungen in mehreren Freiheitsgraden durchführen, was zu einer besonders wirksamen Vermischung des in dem Behälter enthaltenen Mischguts führt.It can be provided in a development that each change chamber is connected via a line and a controllable by the control valve with a source and a sink for the exchange chamber to be introduced or removed from her fluid. In the case of several alternating chambers, the controller can control the valve device in such a way that a constant change in the mass distribution and / or displacement of the mixed material is caused. As a result, any movements in several degrees of freedom can be carried out, resulting in a particularly effective mixing of the mix contained in the container.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Wechselkammern durch die Leitungen miteinander verbunden sind, wobei bei mehreren Wechselkammern vorzugsweise jede Wechselkammer mit jeder anderen Wechselkammer verbindbar ist.In particular, it can be provided that the interchangeable chambers are connected to one another by the lines, wherein in the case of a plurality of interchangeable chambers, preferably each interchangeable chamber can be connected to every other interchangeable chamber.

Es kann vorgesehen sein, dass der Antrieb eine Pumpe zum abwechselnden Aufblasen bzw. Expandieren und Entleeren bzw. Zusammenfalten von Wechselkammern aufweist.It can be provided that the drive has a pump for alternately inflating or expanding and emptying or folding of alternating chambers.

Es ist aber ebenfalls möglich, dass eine Druckluftflasche oder eine Druckgasflasche zum abwechselnden Aufblasen und Entleeren von Wechselkammern vorgesehen wird.But it is also possible that a compressed air cylinder or a compressed gas cylinder is provided for alternately inflating and deflating changing chambers.

Die Erfindung schlägt ebenfalls ein Verfahren zum Mischen eines Mischguts in einem Behälter vor. Der Behälter wird um mindestens zwei sich schneidende Drehachsen verdrehbar gelagert. Das Mischgut wird in den Behälter eingefüllt. Der Behälter wird verschlossen. Durch eine Änderung der Massenverteilung das Mischgut im Behälter wird der Behälter in einer Schwenkbewegung um beide Achsen versetzt. Diese Änderung der Massenverteilung und damit bewirkte Schwenkbewegung stellt den einzigen Antrieb für das Mischverfahren dar.The invention also proposes a method of mixing a mix in a container. The container is rotatably mounted about at least two intersecting axes of rotation. The mix is poured into the container. The container is closed. By changing the mass distribution of the mix in the container, the container is placed in a pivoting movement about both axes. This change in the mass distribution and thus caused pivotal movement is the only drive for the mixing process.

In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Änderung der Massenverteilung durch gleichlaufendes Aufblasen einer Blase im Innern des Mischguts auf einer Seite einer Achse und Entleeren einer Blase auf einer anderen Seite der Achse hervorgerufen wird.In a further development it can be provided that the change in the mass distribution is caused by concurrently inflating a bubble in the interior of the mixture on one side of an axis and emptying a bubble on another side of the axis.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Behälter kardanisch aufgehängt wird. In particular, it can be provided that the container is suspended gimbal.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

1 schematisch die Aufhängung eines Mischbehälters von der Seite;
2 ebenfalls schematisch die Aufhängung des Mischbehälters aus 1 von oben in 1;
3 stark vereinfacht ein Diagramm der Anordnung einer Einrichtung zum Ändern der Massenverteilung im Behälter;
4 ebenfalls schematisch die Anordnung von mehreren Wechselkammern im Behälter;
5 eine schematische Draufsicht auf einen Behälter;
6 die Verbindung von Wechselkammern über Leitungen;
7 eine weitere Möglichkeit der Verbindung der Wechselkammern;
8 eine der 5 entsprechende Darstellung bei einer abgeänderten Ausführungsform;
9 schematisch den Vorgang des abwechselnden Aufblasens einer expandierenden Blase im Behälter.

Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the claims and the abstract, the wording of which is incorporated by reference into the content of the description, the following description of preferred embodiments of the invention and with reference to the drawing. Hereby show:

1 schematically the suspension of a mixing container from the side;
2 also schematically the suspension of the mixing container 1 from the top in 1 ;
3 greatly simplified is a diagram of the arrangement of means for changing the mass distribution in the container;
4 also schematically the arrangement of several alternating chambers in the container;
5 a schematic plan view of a container;
6 the connection of changing chambers via lines;
7 another way of connecting the exchange chambers;
8th one of the 5 corresponding representation in a modified embodiment;
9 schematically the process of alternately inflating an expanding bubble in the container.

In 1 ist zunächst der Mischbehälter 1 dargestellt, der in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise die Form eines Kreiszylinders aufweist. Natürlich sind auch andere Formen für den Mischbehälter möglich, beispielsweise Quader- oder Kugelform. Der Mischbehälter 1 dient zur Aufnahme des Substrats, das gemischt werden soll. Es wird im Folgenden als Mischgut bezeichnet. Der Mischbehälter 1 weist etwa in Höhe seines geometrischen Mittelpunkts zwei einander diametral gegenüberliegende Wellen 2 auf, die an ihren Enden in einem Käfig 3 drehbar gelagert sind. Der Käfig 3 ist in 1 im Schnitt dargestellt. Durch die Lagerung des Mischbehälters 1 mithilfe der beiden Wellen 2 um eine in 1 horizontale Achse kann der Mischbehälter 1 um diese Achse verdreht werden.In 1 is first the mixing container 1 represented, for example, in the illustrated embodiment, the shape of a circular cylinder. Of course, other forms for the mixing container are possible, for example, square or spherical shape. The mixing container 1 serves to accommodate the substrate to be mixed. It is referred to below as a mix. The mixing container 1 has approximately at the level of its geometric center two diametrically opposed waves 2 on, at their ends in a cage 3 are rotatably mounted. The cage 3 is in 1 shown in section. By storing the mixing container 1 using the two waves 2 around one in 1 horizontal axis can be the mixing container 1 to be twisted around this axis.

Die 2 zeigt die Anordnung der 1 von oben. Der Mischbehälter 1 ist also in seiner Stirnansicht zu sehen, aus der sich seine Form als Kreiszylinder ergibt. Der Käfig 3 weist die Form eines rechteckigen Rahmens auf, der aus vier sich paarweise gegenüberliegenden Schenkeln aufgebaut ist. An den beiden in 2 rechts und links dargestellten Schenkeln 4 sind die Wellen 2 drehbar gelagert. An den beiden anderen Schenkeln 5, die sich ebenfalls paarweise gegenüberliegen, sind an den Außenseiten Wellen 6 angebracht, die an ihren Enden in einer nicht dargestellten Lagerung drehbar gelagert sind. Dadurch kann der Behälter um eine in 1 senkrecht zu Papierebene verlaufende Achse verdreht werden, die in 2 in der Papierebene liegt. Mithilfe der dargestellten Lagerung kann der Mischbehälter 1 um zwei senkrecht zueinander verlaufende und sich schneidende Achsen verdreht oder verschwenkt werden, wobei die Verschwenkungen um die beiden Achsen auch gleichzeitig vorgenommen werden können.The 2 shows the arrangement of 1 from above. The mixing container 1 is thus to be seen in its front view, from which its shape results as a circular cylinder. The cage 3 has the shape of a rectangular frame, which is composed of four pairs opposite legs. At the two in 2 right and left thighs 4 are the waves 2 rotatably mounted. On the other two thighs 5 , which are also opposite each other in pairs, are on the outside waves 6 attached, which are rotatably mounted at their ends in a bearing, not shown. This allows the container to a in 1 be rotated perpendicular to paper plane extending axis in 2 lies in the paper plane. Using the storage shown, the mixing container 1 be rotated or pivoted about two mutually perpendicular and intersecting axes, the pivoting about the two axes can also be made simultaneously.

Die beiden äußeren Enden der Wellen 6 können ihrerseits wieder an einem nicht dargestellten Rahmen gelagert sein, der seinerseits wieder ähnlich wie der Rahmen 3 an zwei einander gegenüberliegenden Schenkeln drehbar gelagert ist. Dadurch wird dann eine kardanische Aufhängung des Mischbehälters 1 hergestellt.The two outer ends of the waves 6 may in turn be stored again on a frame, not shown, in turn, similar to the frame 3 is rotatably mounted on two opposite legs. This then becomes a gimbal suspension of the mixing vessel 1 produced.

Bevor mit der Beschreibung der Aufhängung anhand der 3 fortgefahren wird, soll zunächst anhand der 9 die Wirkungsweise der Änderung der Massenverteilung kurz erläutert werden, wobei zusätzlich auf die eingangs genannte DE 10 2015 105 736 B3 Bezug genommen werden kann. Die Erfindung verwendet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Wechselkammern expandierbare Blasen, beispielsweise Gassäcke. In 9 ist links oben im Behälter 1 ein Gassack expandiert. Dies bedeutet, dass einerseits das Mischgut aus dem Bereich des Gassacks verdrängt worden ist und dass andererseits sich der Massenmittelpunkt des Inhalts des Behälters und des Behälters geändert hat. Über eine Leitung, die nur angedeutet ist, kann nun ein im rechten unteren Ende des Behälters 1 angeordneter zusammengerückter Gassack aufgeblasen werden, wobei das zum Aufblasen verwendete Gas dem oberen Gassack entnommen wird. Die Rolle der beiden Gassäcke wird also umgekehrt. Dadurch verändert sich wiederum die Massenverteilung des Inhalts des Behälters und des Behälters, wobei wiederum das Mischgut aus dem Bereich des unteren Gassacks verdrängt wird. Durch zyklisches Umkehren des Vorgangs kann eine Schwingbewegung hergestellt werden, die zu einer Vermischung des Inhalts des Behälters führt. Es kann auch eine kreisförmige Bewegung realisiert werden. Dazu kann man unter Ausnutzung der Trägheit der sich schon bewegenden Massen kurz vor dem jeweiligen Totpunkt von dem einen Gassack das Ventil zum Entweichen des Gases öffnen und kurz danach dem anderen Gassack Gas zuführen. Das Kippen - also eine halbe Kreisbewegung - setzt sich auf diese Weise fort und die Bewegung komplettiert sich zu einer vollen Kreisbewegung.Before describing the suspension on the basis of 3 is to proceed first, based on the 9 the mode of action of the change of the mass distribution will be briefly explained, in addition to the above-mentioned DE 10 2015 105 736 B3 Reference can be made. In the exemplary embodiment shown, the invention uses expandable bladders, for example gas bags, as interchangeable chambers. In 9 is in the upper left corner of the container 1 an airbag expands. This means that, on the one hand, the mix has been displaced from the area of the gas bag and, on the other hand, that the center of mass of the contents of the container and of the container has changed. Over a line, which is only indicated, can now one in the right lower end of the container 1 be arranged inflated gas bag inflated, wherein the gas used for inflation is removed from the upper airbag. The role of the two gas bags is therefore reversed. As a result, in turn, the mass distribution of the contents of the container and the container changes, wherein in turn the mix is displaced from the region of the lower gas bag. By cyclically reversing the process, a swinging motion can be produced which results in a mixing of the contents of the container. It can also be realized a circular motion. For this purpose, by exploiting the inertia of the already moving masses shortly before the respective dead center of the one gas bag open the valve to escape of the gas and shortly thereafter supply gas to the other gas bag. The tilting - ie a half circle movement - continues in this way and the movement completes a full circular motion.

Nun zurück zu 3. Hier ist in stark vereinfachter Form ein Behälter 1 dargestellt, der um die erste horizontale Achse 7 und die zweite senkrecht zur Papierebene verlaufende horizontale Achse 8 verdrehbar gelagert ist. In 8 werden die Achsen 7, 8 zu Erklärung verwendet, während in den 1 und 2 die Wellen 2, 6 zur Darstellung verwendet werden. Now back to 3 , Here is a container in a greatly simplified form 1 shown around the first horizontal axis 7 and the second horizontal axis perpendicular to the plane of the paper 8th is rotatably mounted. In 8th become the axes 7 . 8th used to explanation while in the 1 and 2 the waves 2 . 6 used for illustration.

Auf dem Deckel 9 und dem Boden 10 des Behälters 1 ist der Verlauf der beiden Drehachsen 7, 8 gestrichelt angedeutet. Die beiden Drehachsen 7, 8 schneiden sich etwa im geometrischen Mittelpunkt des zylindrischen Behälters 1. Durch die gestrichelten Linien 7' und 8' werden auf dem Deckel und dem Boden Quadranten gebildet. Auf dem Deckel 9 ist in dem einen Quadranten die Lage einer Wechselkammer 10 angedeutet, die auf der in der 3 linken Seite der Achse 8 und der vorderen Seite der Achse 7 liegt. Auf dem Boden 10 ist in einem gegenüberliegenden Quadranten eine Wechselkammer 11 angedeutet, die auf der in der 3 rechten Seite der Achse 8 und der hinteren Seite der Achse 7 liegt. Die beiden Wechselkammern 10, 11 liegen also in dem schematisch dargestellten Beispiel auf einander gegenüberliegenden Seiten jeder der beiden Achsen 7, 8.On the lid 9 and the floor 10 of the container 1 is the course of the two axes of rotation 7 . 8th indicated by dashed lines. The two axes of rotation 7 . 8th intersect approximately in the geometric center of the cylindrical container 1 , Through the dashed lines 7 ' and 8th' Quadrants are formed on the lid and the bottom. On the lid 9 is in the one quadrant, the location of a change chamber 10 indicated on the in the 3 left side of the axis 8th and the front side of the axle 7 lies. On the ground 10 is a changing chamber in an opposite quadrant 11 indicated on the in the 3 right side of the axle 8 and the rear side of the axle 7 lies. The two alternating chambers 10 . 11 So lie in the example schematically illustrated on opposite sides of each of the two axes 7 . 8th ,

Die 4 zeigt nun wieder einen Längsschnitt durch einen Mischbehälter 1, in diesem Fall mit vier Wechselkammern 10, 11. Wenn die Wechselkammern 10, 11 als expandierbare Blasen oder Gassäcke ausgebildet sind, wären im Regelfall nicht alle Blasen expandiert, wie dies die 4 anzudeuten versucht. Die 4 soll aber zunächst nur darstellen, wie die Wechselkammern 10, 11 angeordnet sind und welche Verbindungen zwischen ihnen erfindungsgemäß möglich sind. Da die Wirkung der Wechselkammern darin besteht, ein Drehmoment um mindestens eine Drehachse herzustellen, ist es natürlich sinnvoll, die Wechselkammern im Bereich des oberen bzw. unteren Endes des Behälters anzuordnen, also möglichst weit von der jeweiligen Drehachse entfernt. In dem in 1 angedeuteten Fall sind im oberen Bereich zwei Wechselkammern 10 angeordnet, und im unteren Bereich ebenfalls zwei Wechselkammern 11. Die gestrichelten Linien 12, 13 sollen die möglichen Verbindungen zwischen den einzelnen Wechselkammern 10, 11 darstellen. Es kann also beispielsweise Gas aus der linken oberen Wechselkammer 10 in die rechte obere Wechselkammer 10 gepumpt werden, und umgekehrt. Ebenso kann Gas aus der rechten oberen Wechselkammer 10 in die rechte oder linke untere Wechselkammer 11 gepumpt werden, und umgekehrt.The 4 again shows a longitudinal section through a mixing container 1 , in this case with four alternating chambers 10 . 11 , When the exchangeable chambers 10 . 11 As expandable bubbles or gas bags are formed, not all bubbles would normally be expanded, as the 4 tried to suggest. The 4 but should initially only show how the exchange chambers 10 . 11 are arranged and which connections between them are possible according to the invention. Since the effect of the exchangeable chambers is to produce a torque about at least one axis of rotation, it makes sense, of course, to arrange the exchangeable chambers in the region of the upper or lower end of the container, that is as far as possible away from the respective axis of rotation. In the in 1 indicated case are in the upper area two alternating chambers 10 arranged, and in the lower area also two alternating chambers 11 , The dashed lines 12 . 13 should the possible connections between the individual exchange chambers 10 . 11 represent. So it can, for example, gas from the left upper exchange chamber 10 in the right upper changing chamber 10 be pumped, and vice versa. Likewise, gas can escape from the right upper interchangeable chamber 10 in the right or left lower change chamber 11 be pumped, and vice versa.

Durch die gerade erläuterten Verschiebungen von Expansionen und Zusammenfalten von Gassäcken bzw. Blasen kann eine große Vielzahl von Masseverlagerungen bewirkt werden, die aufgrund der mindestens zweiachsigen Lagerung des Mischbehälters zu einer großen Vielzahl von Schwenkbewegungen führen. Dadurch wird eine effektive und schnell wirkende Vermischung des Mischguts in dem Behälter 1 erreicht.By the just described shifts of expansions and collapsing of gas bags or bubbles, a large variety of mass displacements can be effected, which lead to a large variety of pivoting movements due to the at least two-axis storage of the mixing container. This results in an effective and fast-acting mixing of the mix in the container 1 reached.

Die 5 zeigt die Draufsicht auf die Anordnung der 4, wobei die unteren Wechselkammern 11 gestrichelt und die oberen Wechselkammern 10 in ausgezogener Linie dargestellt sind. Auch hier sind die Wechselkammern 10 in gegenüberliegenden Quadranten angeordnet.The 5 shows the top view of the arrangement of 4 , the lower alternating chambers 11 dashed and the upper alternating chambers 10 are shown in solid line. Again, the changing chambers 10 arranged in opposite quadrants.

In 4 war dargestellt, wie die einzelnen Wechselkammern miteinander verbunden werden können. Die 6 zeigt nun eine mögliche Leitungsführung zwischen den Wechselkammern 10, 11 und einem die tatsächlich Verbindung herstellenden Ventil, das in einer Steuereinrichtung 15 angeordnet ist. Die Wechselkammern sind jeweils über eine eigene Leitung 16, 17 mit dem in der Steuereinrichtung 15 enthaltenen Ventil verbunden. Die Leitungen 16 werden durch den Deckel 9 bzw. den Boden 10 des Behälters 1 herausgeführt und in der Steuereinrichtung 15 mit dem Ventil verbunden. Das Ventil ist so ausgebildet, dass es die in 4 schematisch angedeuteten Verbindungsmöglichkeiten herstellt. Wenn man Druckverluste vernachlässigt, kann das die einzelnen Gassäcke miteinander verbindende System gegebenenfalls auch abgeschlossen sein.In 4 It was shown how the individual exchange chambers can be connected to each other. The 6 now shows a possible routing between the alternating chambers 10 . 11 and an actual connection producing valve in a control device 15 is arranged. The changing chambers are each with their own line 16 . 17 with the in the control device 15 connected valve connected. The wires 16 be through the lid 9 or the soil 10 of the container 1 led out and in the control device 15 connected to the valve. The valve is designed to fit the in 4 produces schematically indicated connection possibilities. If one neglects pressure losses, the individual gas bags interconnecting system may also be completed.

Während bei der Ausführungsform der 6 die Leitungen 16, 17 außerhalb des Behälters mit der außerhalb des Behälters angeordneten Steuereinrichtung 15 verbunden werden, zeigt 7 eine Möglichkeit, wie die Leitungen 16, 17 auch innerhalb des Behälters mit einer Steuereinrichtung 15 verbunden werden können, wie beispielsweise auch teilweise in dem Behälter angeordnet sein kann. Bei den Ausführungsformen ist gemeinsam, dass mit Ausnahme möglicherweise einer Stromversorgung für die Steuereinrichtung alle Teile der Bewegungseinrichtung an oder in den Behälter angebracht sind und von diesem mitbewegt werden.While in the embodiment of the 6 the wires 16 . 17 outside the container with the outside of the container arranged control device 15 connected 7 a possibility, like the lines 16 . 17 also within the container with a control device 15 can be connected, such as may also be partially disposed in the container. In the embodiments, it is common that, with the exception of possibly a power supply for the control device, all parts of the movement device are mounted on or in the container and are moved by it.

Die Draufsicht der 8 zeigt, dass auch eine Anordnung mit mehr als zwei Wechselkammern im oberen oder unteren Bereich eines Behälters möglich ist, beispielsweise mit drei Wechselkammern 10.The top view of 8th shows that an arrangement with more than two exchangeable chambers in the upper or lower region of a container is possible, for example with three alternating chambers 10 ,

Die 9 wurde schon erläutert, sie zeigt noch einmal die Möglichkeit des Austauschs von Gas aus einem expandierten Gassack 10 zu einem zusammengedrückten Gassack 11 im unteren Bereich.The 9 has already been explained, it shows once again the possibility of replacing gas from an expanded gas bag 10 to a compressed airbag 11 in the lower area.

Geht man beispielsweise von einem Fall aus, ähnlich wie 4, bei der sowohl im oberen Bereich als auch im unteren Bereich des Behälters jeweils zwei Gassäcke vorhanden sind, dann ist es beispielsweise möglich, die beiden oberen Gassäcke 10 oder die beiden unteren Gassäcke 11 gleichzeitig zu befüllen. Es ist aber auch möglich, die beiden links zu sehenden Gassäcke zu befüllen und die sich rechts befindlichen Gassäcke gleichzeitig zu entleeren. Wenn der Behälterraum außerhalb der Gassäcke mit dem Mischgut befüllt ist und infolge der gerade erwähnten Verlagerung der Massen des Mischguts aufgrund des das Mischgut verdrängenden einströmenden gasförmigen Fluids der Schwerpunkt um zwei Achsen veränderbar ist, ergeben sich verschiedene Massenverlagerungsszenarien, die schließlich in eine dreidimensionale Taumelbewegung führen.For example, assuming a case similar to 4 , in which two gas bags are present both in the upper region and in the lower region of the container, it is possible, for example, the two upper gas bags 10 or the two lower gas bags 11 to fill at the same time. But it is also possible to fill the two gas bags to the left and to empty the gas bags located on the right at the same time. If the container space outside the gas bags is filled with the mix and due to the just mentioned displacement of the masses of the mix due to the mixing material displacing incoming gaseous fluid center of gravity is changed by two axes, there are different mass displacement scenarios that eventually lead to a three-dimensional wobble.

Mit dieser gasdruckinduzierten Taumelmischung sind intensive Mischwirkungen durch veränderbare Verschiebungen von großen Medienbereichen gegeneinander möglich. Außerdem sind schonende, gleichmäßige und dreidimensionale Umschichtungen des Mischguts möglich.With this gas-pressure-induced tumbling mixture intensive mixing effects by variable shifts of large media areas against each other are possible. In addition, gentle, uniform and three-dimensional redistribution of the mix are possible.

Claims

Mixing device for a mix, with a closed container (1) for receiving the mixed material, - A storage for the container (1), the - rotatably supports the container (1) about at least two at an angle extending intersecting axes (7, 8), - A device having a drive for changing the mass distribution of the mixed material in the container (1), the - Is formed such that the change of the mass distribution leads to a torque about each of the two axes (7, 8) in both directions of rotation, and with - A force acting on the drive control means (15) for actuating the mass transfer device.

Mixing device after Claim 1 in that the axes (7, 8) intersect approximately at the geometric center of the container (1).

Mixing device after Claim 1 or 2 in which the device for changing the mass distribution is designed as a displacement device.

Mixing device according to one of the preceding claims, in which the device for changing the mass distribution is at least partially movable with the container (1).

Mixing device according to one of the preceding claims, in which the device for changing the mass distribution is at least partially attached to the outside of the container (1).

Mixing device according to one of the preceding claims, in which the device for changing the mass distribution is at least partially mounted inside the container (1).

Mixing device according to one of the preceding claims, in which the device for changing the mass distribution comprises at least two exchangeable chambers (10, 11), each of which is arranged on a different side of at least one axis of rotation (7, 8) of the bearing.

Mixing device after Claim 7 in which each changing chamber (10, 11) is designed to alternately receive a fluid and to empty it.

Mixing device after Claim 7 or 8th in which at least one exchangeable chamber (10, 11) is designed as a bubble which can be inflated by gas pressure.

Mixing device according to one of Claims 7 to 9 in which each exchangeable chamber (10, 11) is connected via a line (16, 17) and a valve controllable by the control (15) with a source and a drain for the exchangeable chamber (10, 11) to be removed Fluid is connected.

Mixing device according to one of Claims 7 to 10 in which the interchangeable chambers (10, 11) are connected to one another by the lines (16, 17), wherein in the case of a plurality of interchangeable chambers (10, 11), preferably each interchangeable chamber (10, 11) can be connected to any other interchangeable chamber (10, 11) ,

Mixing device according to one of Claims 7 to 11 in which the drive has a pump and / or a compressed gas reservoir for alternately inflating and / or expanding and emptying exchangeable chambers (10, 11).

Method for mixing a mixed material in a container (1) with the following method steps: - The container (1) is filled with the mix - The container (1) is mounted rotatably about at least two intersecting axes (7, 8) - The container (1) is set by changing the mass distribution of the filled container (1) in a pivoting movement - The pivoting movement consists of a pivoting movement about each of the two axes (7, 8) together.

Method according to Claim 13 in which the change in mass distribution is caused by concurrently inflating a bladder on one side of one axis (7, 8) and emptying a bladder on another side of the axis (7, 8).