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Vorrichtung zum Mischen pulverförmiger Stoffe Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Mischen pulverförmiger Stoffe, bei der in einem Mantelgehäuse
eine von einer im wesentlichen senkrechten Welle getragene Schnecke oder Schraube
angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bisher bekannten
Vorrichtungen dieser Art insofern nachteilig sind, als die nach oben weisenden Flächen
der Rührwerkzeuge horizontal verlaufen. Das hat zur Folge, daß auf diesen Oberflächen
bei der Entleerung der Mischvorrichtung ein Teil des Mischgutes zurückgehalten wird.
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Die Erfindung beseitigt nun diesen Mangel dadurch, daß die nach oben
weisenden Flächen der Schnecke oder Schraube, die auch aus einzelnen Abschnitten
bestehen kann, im Radialschnitt gesehen, wesentlich gegen die Horizontale geneigt
sind. Dabei wird der weitere Vorteil erzielt, daß die Mischvorrichtung zugleich
im Mischgut eventuell vorhandene Klumpen zerkleinert, da diese bestrebt sind, in
den Spalt zwischen Schnecke oder Schraube und Mantelgehäuse hineinzuwandern, in
dem sie zerrieben werden.
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Die funktionellen Fortschritte der Erfindung werden dabei ohne konstruktiven
Mehraufwand erzielt.
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Nachfolgend sind an Hand der Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben, die weitere wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung
erkennen lassen.
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Fig. 1 zeigt einen Mischer gemäß der Erfindung von der Seite.
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Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt der Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt eine Einzelheit von Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt die Ansicht von oben auf Fig. 1 bei teilweise geöffnetem
Mischer.
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Fig. 5 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform
mit aus Einzelabschnitten bestehender Schnecke oder Schraube.
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Fig. 6 zeigt die Ansicht von oben auf Fig. 5.
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Der Mischer besteht aus einem Mantela, der im wesentlichen Kegelform
aufweist und mittels Stangen b an einem Gestell mit der Kegelspitze nach unten aufgehängt
ist. Die Stangen gestatten außerdem, die Höhenlage des Mischbehälters einzustellen.
Innen ist der Mischer mit einer Rührvorrichtung in Form einer ein- oder mehrgängigen
Schraube bzw. Schnecke c1 versehen, die auch in Form von Schraubenabschnitten c2,
von einer vertikalen Welle d mittels der Arme e, f oder mittels eines von den Armen
e gehaltenen Rahmen g getragen wird. In beiden Fällen werden die Arme so gewählt
bzw. angeordnet, daß sie keine waagrechte Oberfläche darbieten, auf welcher beim
Entleeren des Mischgutes ein Teil desselben zurtickbleiben könnte. Diese Arme können
beispielsweise einen quadratischen oder einen dreieckigen Querschnitt aufweisen,
wobei die Oberflächen dann zu der Horizontalebene so geneigt sind, daß sie mit derselben
Winkel von 450 oder darüber bilden. Ferner sind die Ebene der Schraubenwindungsflächen
c einerseits und die Oberfläche des Kegelmantels andererseits zueinander so stark
geneigt, daß eine volIständige Entleerung des Apparats gewährleistet bleibt. Damit
dieses Entleeren leicht vonstatten gehen kann, ist es vorteilhaft, daß die mit der
Horizontalebene gebildeten Winkel größer als 450 sind. Alle sonstigen inneren Oberflächen,
die mit den zu mischenden Produkten in Berührung kommen, müssen etwa die gleiche
Neigung aufweisen bzw. sollen ebenso geneigt sein.
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Die Schraubenwindungsfläche und die Innenfläche des Kegelmantels
bilden miteinander einen Winkel a (Fig. 3). Wenn sich dieser Winkel einem Wert von
900 nähert, erfolgt das Mischen mit der größten Geschwindigkeit. Wenn dagegen dieser
Winkel a kleinere Werte annimmt, dann nimmt die Mahlwirkung zu. Die Form der Schraubenwindungsfläche,
welche von dem Wert des Winkels a abhängt, wird je nach der gewünschten Wirkung
gewählt. In dieser Hinsicht kann es für den Benutzer von Vorteil sein, mehrere Rührvorrichtungen
zu besitzen.
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Die Mahlwirkung hängt außerdem von der Höheneinstellung des Mantels
gegenüber der Mischschnecke ab, d. h. also von dem freien Raum zwischen dem durch
den Mantel gebildeten Kegel und dem Kegel, welcher durch die Drehung der Rührvorrichtung
erzeugt wird. Je geringer dieser Zwischenraum bzw.
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Spalt ist, desto größer ist die Mahlwirkung.
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Es ist von Vorteil, den Kegelmantel elastisch aufzuhängen, zu welchem
Zweck man denselben auf Stoßdämpfern bzw. Schwingungsdämpfern h ruhen läßt.
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Bei diesen kann es sich um hydraulische Dämpfer oder um Federschwingungsdämpfer
handeln. Eine elastische Aufhängung gestaltet die Verwendung von Vibratoren bzw.
Rüttelvorrichtungen i besonders günstig. Die Geschwindigkeiten des Mischens oder
der Reaktion - falls der Mischer auch für Reaktionen verwendet wird - können in
der Tat durch Rütteln erhöht werden. Dabei genügt eine Schwingung mit einer Schwingungsweite
in der Größenordnung von beispielsweise einigen Zehnteln eines Millimeters. Diese
außen am Mantel befestigten Vibratoren können mechanische, elektromagnetische oder
Ultraschall-Vibratoren sein.
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Der Deckel j des Mischbehälters ist abnehmbar, so daß man die Rührwerke
austauschen kann. Der Deckel enthält insbesondere einen Einlauf k zum Füllen des
Apparates und eine Bohrung für den Durchgang der Welle d. Die Entleerung erfolgt
unten an der Spitze des Kegelmantels. Die Welle d trägt eine Kupplungsmuffe bzw.
einen Kupplungsflansch I. Die Welle, die sich an diesen Kupplungsflansch anschließt,
ruht beispielsweise in einem Drucklager in dem Untersetzungsgetriebe eines aus Motor
und Untersetzungsgetriebe bestehenden Aggregats, welches seinerseits auf dem Gestell
gelagert ist.
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Die Arme des Rührwerks können, von der Welle d ausgehend, entweder
waagerecht oder geneigt sein.
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Die Neigung der unteren Arme f erleichtert die völlige Entleerung
des Apparates.
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Die Mischvorrichtung gemäß der Erfindung kann nicht nur zum Mischen
verwendet werden, sondern auch als Reaktionsapparat, beispielsweise für eine Reaktion
zwischen einem festen Körper und einem Gas, wobei das letztere leicht durch den
Deckel des im Betrieb befindlichen Apparats hindurch eingeblasen werden kann. Es
kann beispielsweise beabsichtigt sein, eine chemische Reaktion vorzunehmen oder
die Luft aus den oxydierbaren Gemischen auszuscheiden oder aber die Gemische zu
erwärmen, abzukühlen, zu trocknen oder anzufeuchten. Je nach dem verfolgten Zweck
und je nach der physikalischen und chemischen Natur der zu behandelnden Stoffe werden
die Werkstoffe ausgewählt, aus denen, wenn schon nicht die Hauptmasse, so doch die
Innenfläche des Kegelmantels und die Oberfläche des Rührwerks bestehen sollen, so
z. B. unter den Metallen oder Legierungen oder unter den Sinterstoffen, geschichteten
Stoffen, armierten Stoffen, bildsamen oder elastischen Kunststoffen. Beispielsweise
wird man für ein Gemisch, das Natriumbisulfat enthält, einen Apparat aus rostfreiem
Stahl mit hohem
Molybdängehalt verwenden. Wenn das Gemisch eine flüchtige Mineralsäure,
wie z. B. die Salzsäure, freimachen soll, kann die Auskleidung des Kegelmantels
und des Rührwerks aus Hartgummi oder aus einem säurefesten Kunststoff bestehen.
Enthält das Gemisch ein scheuernd wirkendes Produkt, wie z. B. Kieselsäure bzw.
Siliciumdioxyd, dann wird der Kegelmantel beispielsweise innen mit elastischem Kautschuk
ausgekleidet. Mit Rücksicht auf die physikalische Natur der miteinander zu mischenden
Stoffe kann die Innenfläche des Kegelmantels entweder glatt oder aufgerauht sein.
Eine rauhe Oberfläche kann beispielsweise notwendig sein, um zu vermeiden, daß die
zu mischende Masse an den Wänden herabgleitet, wenn das sich drehende Rührwerk auf
dieselbe einwirkt. Eine glatte Oberfläche kann mit der Schleifscheibe oder mittels
des Sandstrahlgebläses aufgerauht werden. Um die reibende und die mischende Wirkung
zu erhöhen, kann die Innenfläche des Kegelmantels Vorsprünge oder Rippen geringer
Höhe aufweisen, die längs der Erzeugenden des Kegels angeordnet sind, wobei dieselben
von veränderlicher Länge sein können.