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Mischvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen
von Feststoffteilchen.
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Mechanische Mischvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie einen
großen Kraftaufwand erfordern, wenn größere Mengen Mischgut gemischt werden sollen.
Es kommt noch hinzu, daß die Menge des zu mischenden Gutes begrenzt ist, da für
das Verarbeiten von großen Gutmengen große Mischapparaturen erforderlich sind, die
sehr kostspielig sind.
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Zur Behebung dieser, bei der Verwendung von mechanischen Mischvorrichtungen
auftretenden Nachteile wurden schon Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen das Vermischen
durch Einleiten eines Druckmediums erfolgt, so daß die Mischbehandlung im wesentlichen
kontinuierlich durchgeführt werden kann. Derartige Vorrichtungen bestehen aus einem
Behälter, welcher an seiner Unterseite eine Öffnung zum Einleiten eines Druckmediums
aufweist und in seinem Innern mit einem Rohr versehen ist. Beim Betrieb derartiger
Vorrichtungen wurde festgestellt, daß eine gute Mischbehandlung nicht erreicht werden
kann und eine gewisse Entmischung des Gutes stattfindet, insbesondere, wenn dieses
nicht in gleichmäßiger Korngröße vorliegt.
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Es sind auch schon Füll- und Entleerungsschächte für Massengut-,
insbesondere Getreidelagerbehälter vorgeschlagen worden, bei denen im Innern eines
etwa zylindrischen Behälters ein zentrales Rohr vorgesehen war, das auf seiner Oberfläche
Offnungen besitzt. Die Entleerung des Behälters erfolgt durch Betätigung eines Schiebers
an der kegelförmig ausgebildeten Unterseite desselben. An dieser Stelle mündet auch
das zentrale mit den Offnungen versehene Rohr. Wenn der Schieber geöffnet wird,
so tritt zunächst das Gut aus dem zentralen inneren Rohr aus, und das in dem das
Rohr umgebenden Behälter befindliche Gut tritt dann durch die Öffnungen des zentralen
Rohres, wodurch der Behälter entleert wird.
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Diese Einrichtung arbeitet also vollkommen unter Ausnutzung der Schwerkraft,
und ein Druckmedium zum Fördern oder Mischen des Gutes findet nicht Verwendung.
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Bei der Mischvorrichtung gemäß der Erfindung ist nunmehr das zentrale
Rohr mit seinem unteren Ende an die Öffnung des das zu mischende Gut enthaltenden
Behälters angeschlossen, und das zentrale Rohr ist auf seiner ganzen Länge und auf
seinem ganzen Umfang mit verschließbaren Öffnungen versehen, die während des Einfüllens
des zu mischenden Gutes in dem Behälter verschlossen sind und nach dem Einleiten
des Druckmediums geöffnet werden. Das durch die Öffnungen des zentralen Rohres in
dieses ein-
tretende Gut wird also durch das Druckmedium mit nach oben gerissen,
so daß eine wirkungsvolle Vermischung des Gutes in dem sich am Austrittsende des
zentralen Rohres bildenden Schirm stattfindet.
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Der Behälter besitzt vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt, wie
an sich aus der obenerwähnten Vorrichtung bekannt ist. Die Länge der Seitenwandungen
des Behälters beträgt mindestens das 5fache des maximalen Durchmessers des Behälters,
dessen Boden in an sich bekannter Weise verjüngt ist. Der Zentralrohrdurchmesser
beträgt etwa ein Achtel des Behälterdurchmessers.
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Die Mischvorrichtung gemäß der Erfindung kann zum Mischen von beliebigen
Feststoffteilchen verwendet werden, und sie ist besonders brauchbar zum Mischen
von Polymerschnitzeln. Als Beispiele derartiger Polymerschnitzel seien solche aus
Polyäthylen, Polyamid und Polyäthylenterephthalat genannt. Wenn polymere Stoffe
zur Herstellung von Kunstfasern verwendet werden, so wird das Polymer zunächst in
Form von kleinen Stücken oder Schnitzeln hergestellt, welche gemischt werden müssen,
um gleichmäßige versponnene Fäden zu erhalten. Bei Anwendung der üblichen Verfahren
zum Mischen von Polymerschnitzeln, bei denen mechanische Rührvorrichtungen verwendet
werden, liegt der Kraftverbrauch pro Tonne Polymerschnitzel, um eine vollkommene
Mischung
derselben herbeizuführen, etwa bei 14 PS, und es werden etwa 30 Minuten benötigt,
um eine vollkommene Mischung der Schnitzel herbeizuführen.
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Bei Verwendung der Mischapparatur gemäß der Erfindung kann jedoch
der Kraftverbrauch, der für eine vollkommene Mischung erforderlich ist, wesentlich
verringert werden. Es wurde gefunden, daß optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn
der Zentralrohrdurchmesser etwa ein Achtel des Behälterdurchmessers beträgt.
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Unter diesen Bedingungen bleibt der Kraftverbrauch pro Tonne Mischgut
im wesentlichen konstant, wenn der Durchmesser der Mischvorrichtung größer wird,
während die Zeit, die zur Erreichung einer guten Mischung erforderlich ist, größer
wird, wenn die Abmessung der Mischvorrichtung größer wird. In den meisten Fällen
wird beispielsweise der Kraftverbrauch etwa 5 PS pro Tonne Mischgut betragen, und
die Mischzeiten liegen zwischen 120 und 10 Minuten, so daß ein Gesamtkraftverbrauch
zwischen 1 und 10 PS pro Stunde und Tonne vorliegt.
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Das Mischgut wird in den Behälter der Mischvorrichtung um das Zentralrohr
herum eingefüllt. Das Einfüllen des Gutes erfolgt auf beliebige Weise, beispielsweise
durch pneumatische Förderung an oder in der Nähe der Oberseite des Behälters.
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Das Mischgut wird in der Vorrichtung dadurch gemischt, daß ein Medium
durch die Öffnung oder Strahldüse im Boden des Behälters eingeleitet wird; das dann
das in das Zentralrohr durch die Umfangsöffnungen desselben aus dem umgebenden Behälter
eintretende Mischgut nach oben mitreißt und es dadurch mischt. Es kann irgendein
Medium verwendet werden, das entweder flüssig oder gasförmig ist.
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Flüssige Medien werden zweckmäßig verwendet, wenn das Mischgut sehr
grob ist und es eine hohe Dichte besitzt, die Flüssigkeit wird aus dem Behälter
an einem Überlauf an der Seite des Behälters abgezogen, der in einer entsprechenden
Höhe oberhalb der Höhe des bewegten Mischguts vorgesehen ist, wobei das flüssige
Medium gewünschtenfalls im Umlauf verwendet wird. In ähnlicher Weise können auch
gasförmige Medien im Umlauf verwendet werden, indem das das Mischgut mitreißende
Gas aus einer entsprechenden Öffnung an oder in der Nähe der Oberseite des Behälters
abgezogen wird. Gegebenenfalls kann das Gas auch in die Atmosphäre abgelassen werden.
Als bevorzugtes Medium wird Luft verwendet, die aus dem Mischbehälter ohne weiteres
in die Atmosphäre abgelassen werden kann, nachdem sie durch das Zentralrohr geströmt
ist und die Mischung durchgeführt hat.
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Das Medium wird durch das Zentralrohr mit solcher Geschwindigkeit
hindurchgeleitet, daß das in das Zentralrohr durch die Schlitze desselben eintretende
Mischgut durch den Strahlstrom des Mediums mitgerissen wird und dann aus dem Strahl
des Mediums wieder auf die Oberseite des Mischgutbettes fällt. Das Mischgut kann
in irgendeinem beliebigen Verhältnis der Bettiefe zum Behälterquerschnitt angeordnet
sein, jedoch wird ein sehr stabiler Strom des Mediums erhalten, wenn dieBettiefe
das 2- bis Sfache des maximalen Behälterdurchmessers beträgt. Die Mischung des Gutes
geht sehr rasch vonstatten, und zwar treten hierbei zwei Mischwirkungen auf: erstens
eine Mischung infolge des Mitreißens durch den Strom des Mediums in allen Höhenlagen
des Rohres H und zweitens durch eine kräftige örtliche Mischung
in dem Schirm K des
Mischgutes. welcher sich oberhalb des Bettes bildet, wo die mitgerissenen Teilchen
aus dem Strom des Mediums herausfallen.
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Die Mischvorrichtung kann aus einem bestehenden Vorratsbehälter gebildet
werden, indem dieser einfach mit der erforderlichen Bodenöffnung und einem Zentralrohr
versehen wird. Es ist also nicht mehr erforderlich, daß ein besonderer Mischbehälter
vorgesehen wird. Diese Vorrichtung erfordet außer dem Kompressor zum Liefern des
Stromes des Mediums keine weiteren sich bewegenden Teile. Weiterhin kann diese Mischvorrichtung
in beliebigem Maßstab ausgeführt werden, während, wie schon erwähnt, bei einer mechanischen
Mischvorrichtung Rührvorrichtungen erforderlich sind, deren Größe hinsichtlich der
Menge des Mischgutes begrenzt ist, da hierbei nur bis zu etwa 56 m:3 verarbeitet
werden können.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung erläutert, welche schematisch
einen senkrechten Querschnitt durch eine typische Mischvorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt.
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Wie sich aus der Zeichnung ergibt, besteht die Vorrichtung aus einem
zylindrischen Behälter A, welcher parallele senkrechte Seitenwandungen B besitzt,
einem konischen Bodenteil C und einer offenen Oberseite G. In dem konischen Boden
C befindet sich eine ÖffnungD, und zwar am untersten Ende desselben, an dem ein
Ventil F vorgesehen ist. Dieses Ventil F ist mit einer Rohrleitung E verbunden,
durch die ein Druckluftstrom von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe
strömt. Im Innern des Behälters ist ein mit Schlitzen L versehenes Rohr H vorgesehen,
an dem die Schlitze L geschlossen werden können, indem beispielsweise ein ähnliches
konzentrisch angeordnetes geschlitztes Rohr derart gedreht wird, daß die Schlitze
L der beiden Rohre einander gegenüberliegen oder nicht. Das obere Ende des Rohres
H ist geschlossen.
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Das Mischgut wird in den Ringraum zwischen der Behälterwandung B
und dem Zentralrohr H in die obere offene Seite G des Behälters eingeschüttet, wobei
zunächst das Ventil F und die Schlitze L des Rohres geschlossen sind. Der Behälter
wird mit dem Mischgut bis zu einer Höhe gefüllt, die etwa das 3fache des Durchmessers
des Behälters beträgt. Das Bodenventil wird dann geöffnet, so daß ein Luftstrom
durch das Zentralrohr strömt; dann werden die Schlitze L des Zentralrohres H geöffnet.
Die Geschwindigkeit des Luftstromes wird derart geregelt, daß ein stabiler Schirm
K vom mitgerissenen Mischgutteilchen gerade oberhalb des Mischgutbettes gebildet
wird. Die Luft wird durch das offene obere Ende G des Behälters in die Atmosphäre
abgelassen, nachdem sie das Mischgutbett durchströmt hat. Nachdem eine genügende
Zeit verstrichen ist, um eine sorgfältige Mischung herbeizuführen, wird das Bodenventil
F geschlossen und der Luftstrom unterbrochen.
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Das Mischgut wird dann aus dem Behälter entfernt, indem die Rohrleitung
E von dem Behälter A entfernt und das innere Rohr angehoben wird, so daß die fertige
Mischung in irgendein beliebiges Gefäß F nach unten auslaufen kann.