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Misch- oder Förderelement Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischelement,
das sich an den Wandungen des Mischbehälters bildende Anhaftungen von Mischgütern,
die zum Verhärten neigen, während des Mischprozesses verhindert. In geeigneter Abwandlung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch Anhaftungen in Fördervorrichtungen,
z. B. Schneckenförderer, vermieden werden.
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In der Mischtechnik treten immer wieder Fälle auf, bei denen das
Mischgut oder eine seiner Komponenten an den Behälterwandungen anhaftet, dort anwächst
und/oder verhärtet. Dieser Vorgang kann entweder durch die Notwendigkeit der Beheizung
des Behälters von außen hervorgerufen werden oder auch dadurch, daß die Mischwerkzeuge
das Mischgut an die Wand des Mischbehälters andrücken und anreiben und sich hierbei
nicht von selbst lösbare Anhaftungen bilden. Dies gilt besonders für solche Materialien,
die unter Druck erstarren, bzw. bei Mischvorgängen, bei denen feuchte bis teigige
Materialien verarbeitet oder bei denen Flüssigkeiten zugegeben werden, die gegebenenfalls
selbst erstarren. Die Anhaftungen sind verfahrenstechnisch aus vielerlei Gründen
nachteilig. Durch die Plastifizierung unter Druck können unerwünschte Strukturverwandlungen
des Mischgutes eintreten. Ferner erfolgen durch Überhitzung des angehafteten Materials
Verbrennungen; oder dadurch, daß nur eine oder ein Teil der Mischgutkomponenten
bevorzugt anhaftet, ergeben sich im Mischgut Konzentrationsveränderungen, die die
Mischgenauigkeit beeinträchtigen. Durch die wachsenden Anhaftungen können aber auch
maschinelle Störungen verursacht werden.
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Es kann ein erhöhter Abrieb der Mischwerkzeuge erfolgen oder ein Bremsung
des Antriebs, der zum Stillstand der Maschine oder auch zum Bruch führen kann. Außerdem
verursachen Anhaftungen an den Behälterwandungen eines Mischers einen erhöhten Reinigungs-
und Arbeitsaufwand.
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Die bekannten Mischwerkzeuge mit bis nahe an die Mischbehälterwand
reichenden Scharkanten begünstigen in dem durch den notwendigen Bewegungsabstand
verbleibenden Ringraum das Entstehen von stark verdichteten Anhaftungen, weil sie
neben der tangentialen Schubkraft auch eine starke radiale Schubkraft auf das im
Ringraum befindliche Mischgut ausüben.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Auswirkungen der radialen
Schubkraft zu vermindem und dadurch die unerwünschte Bildung von Anhaftungen bzw.
Verhärtungen an den Innenwänden von Mischgefäßen oder Behältern von Förder-
einrichtungen
zu vermeiden. Deshalb wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, an den Scharkanten der
Misch- oder Förderelemente in Abständen voneinander stollenförmige Schneid- und
Abhebeelemente anzuordnen, welche die Scharkanten der Misch- bzw.
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Förderelemente überragen. Hierdurch wird dem in Richtung zur Behälterwand
gedrückten Mischgut eine Ausweichmöglichkeit in die Zwischenräume zwischen den Stollen
geboten.
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Erfindungsgemäß werden die stollenförmigen Schneid- und Abhebelemente
an den flächig blattförmigen, schaufelartigen, schneckenartigen oder pflugscharähnlichen
Mischwerkzeugen, deren untere Scharkanten in einem Winkel zur Rotationsebene stehen,
derart angebracht, daß das Stollenende bis dicht an die Mischbehälterinnenwand reicht
und die untere Scharkante überragt, so daß letztere von der Innenwand des Behälters
10 bis 50 mm entfernt ist.
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Die Anordnung der Stollen an den Misch- oder Förderelementen hinsichtlich
der Stollenbreite, der Stollenzahl, der Stollenhöhe und hinsichtlich der von den
Stollen nicht bestrichenen Behälterwandfläche ist unter anderem abhängig von den
Materialeigenschaften des Misch- oder Fördergutes, dem Anstellwinkel der Misch-
oder Förderelemente zur Rotationsrichtung, der Formgebung dieser Elemente und der
Rotationsgeschwindigkeit. Die Anordnung ist so zu gestalten, daß Anhaftungen mit
geringstem Kraftaufwand bei maximaler Misch- oder Förderleistung der Maschine vermieden
werden können. Die von den Stollen bestrichene Zylinderfläche soll möglichst groß
sein, damit der Reibwiderstand der Mischwerkzeuge selbst gegen das Material gering
bleibt. Vorzugsweise
beträgt die Summe der Scharkantenlängen der
Stollen jedoch nicht mehr als 500/0 der Gesamtlänge der Scharkante. Die Stollenanzahl,
d. h. die Freifläche zwischen den Stollen, ist abhängig von der Stollenhöhe und
dem räumlichen Anstellwinkel der Stollen in der Rotationsebene. Die Stollenhöhe
muß so groß sein daß das Gut, das sich zwischen den Stollen befindet, nicht so hoch
aufbauen kann, daß es die untere Scharkante des Misch- oder Förderwerkzeuges erreicht.
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Die Wirkungsweise der Stollen kann teilweise mit einem Schneepflug
verglichen werden. Die untere Scharkante des Stollens trennt das Gut von der Behälterwand
ab. Die Scharfläche hebt einerseits das Gut in Richtung auf die Rotationsachse an
und fördert es andererseits entsprechend dem Anstellwinkel in koaxialer Richtung.
Ein Teil des Gutes gelangt sofort in den Wirkungsbereich der Misch-oder Förderwerkzeuge.
Der Rest wird durch den Anstellwinkel des Misch- oder Förderelements zur Rotationsrichtung
keilförmig von der Hinterkante der Stollenfläche in die Materialanhaftung, die sich
in der Freifläche zwischen zwei Stollen befindet, gedrückt. Durch den Materialzuwachs
des Steges, der von der Hinterkante des Stollens in den Steg gedrückt wird, wird,
wenn keine weitere Verdichtung mehr möglich ist, der Steg entweder seitwärts verschoben,
so daß er in den Schneidbereich des nachfolgenden Nachbarstollens gelangt, oder
er bricht mangels Eigenstabilität ab.
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Das von der Innenwand abgelöste Gut wird in den Mischprozeß geleitet;
da es beim Ablösen durch die Stollen zerteilt und gebrochen wird, kann es im allgemeinen
ohne Nachmahlung oder Zerkleinerung im Mischgut verbleiben.
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Die erfindungsgemäßen Mischelemente mit Stollen zum Verhindern von
Verhärtungen an der Behälterwand können außer in trommelförmigen oder trogähnlichen
Mischbehältem auch an Transportelementen in ähnlich geformten Transportbehältern
verwendet werden.
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Die Träger für die Stollen können sowohl schaufelförmige, schaberartige
oder auch schneckenartige Misch- oder Förderelemente sein, die sowohl für kontinuierlichen
als auch diskontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden.
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Zweckmäßig werden die Stollen aus einem hochverschleißfesten Material
hergestellt und ihre unteren Scharkanten sowie die vorderen Schneidkanten angeschärft.
Die Form der Stollen ist vorzugsweise pflugscharähnlich, d. h., die Stollen besitzen
eine scharfe Schneidkante und gleichfalls eine scharfe Scharkante. Die Scharfläche
ist beispielsweise räumlich gekrümmt und steht in einem Anstellwinkel zur Rotationsrichtung
des Mischwerkzeuges. Die Scharfläche hat vorzugsweise auch einen Anstellwinkel zur
Innenfläche der Mischtrommel, und zwar derart, daß die Stollen eine von der Wand
abhebende Wirkung ausüben. Es ist jedoch auch möglich, daß die Scharfläche senkrecht
zur Innenwand des Mischbehälters angeordnet wird und keine räumliche Krümmung aufweist,
so daß mit Hilfe des Stollens auf das Mischgut keine abhebende Wirkung von der Wandung
erzielt werden kann, sondern lediglich eine seitliche Verschiebung derselben ereicht
wird.
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An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung und ihre Anwendung an
einigen Ausführungsbeispielen erläutert werden.
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In F i g. 1 stellt 1 die Wand des zylindrischen Behälters dar. Um
eine konzentrisch angeordnete Welle 2 rotieren die an Armen 3 befestigten Mischwerkzeuge4,
die in dieser Ausführungsform pflugscharförmig sind. Die untere Scharkante 4 b des
Mischwerkzeuges zeigt zur Behälterwand und hat einen Abstand von derselben von IO
bis 50 mm. Die Schneide 4a des Mischwerkzeuges zeigt in die durch Pfeil 6 angedeutete
Rotationsrichtung. An den Scharkanten 4 b sind die Stollen 5 befestigt und nähern
sich der Behälterwand 1 soweit wie technisch möglich. Die Stollen 5 können aus abriebfestem
Material sein, und die in Rotationsrichtung zeigenden Kanten 12 sind scharfkantig
geschliffen.
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In F i g. 2 ist eine Draufsicht auf das mit Stollen bestückte Mischwerkzeug
gemäß Fig. 1 dargestellt.
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Die Bewegung erfolgt in Richtung des Pfeiles 6. Die Spurbreite der
Stollen 5 entspricht infolge der Staffelung der Stollen an der Scharkante 4 b etwa
der nicht bestrichenen Oberfläche der Behälterwandung zwischen den Stollen. Die
Schneidkanten 12 der Stollen 5, die schräg nach vorn zeigen, schneiden die Verhärtungen
ab, und die gekrümmten Flächen 11 bewegen das abgetrennte Material in den Freiraum
zwischen den Stollen, wo infolge des auf dieses Material ausgeübten Druckes die
dort befindlichen Anhaftungen gleichfalls gelockert werden, um dann von den Mischwerkzeugen
erfaßt in das Mischbehälterinnere gefördert zu werden.
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In den folgenden Figuren sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. So zeigen die F i g. 3 und 4 eine einseitig wirkende Mischschaufel
7 mit der Scharkante 7b, die sich in Richtung des Pfeiles 6 bewegt. An der Scharkante
7 b sind wiederum die Stollen 5 wie an den in Fig. 1, 2 und 13 gezeigten Mischwerkzeugen
angebracht. Die Fig.4 stellt einen Schnitt durch das Mischelement gemäß Fig. 3 dar.
In Fig. 5 bis 7 ist ein Mischpaddel in Frontansicht (F i g. 5), Seitenansicht (F
i g. 6) und Draufsicht (F i g. 7) dargestellt. Die Fläche 8 des Mischelementes steht
senkrecht zur Rotationsebene des Werkzeuges. Die Stollen 5, die bis nahe an den
Innenmantel der Trommel 1 ragen, stehen in einem Anstellwinkel zu den Flächen 8
und sind in ihren Arbeitsflächen 11 gekrümmt, so daß sie auf das anhaftende Mischgut
eine räumende und abhebende Wirkung ausüben können.
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In den Fig. 8, 9 und 10 wird in Frontansicht (F i g. 8), Seitenansicht
(F i g. 9) und Draufsicht (Fig. 10) ein anderes erfindungsgemäßes Mischwerkzeug
mit Stollen 5 dargestellt. Die Schar- bzw.
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Arbeitsflächen 11 der Stollen 5 sind entgegen den Stollen in F i g.
1 bis 6 eben und nicht in einem abhebenden Anstellwinkel zur Innenwand 1 des Mischbehälters
angeordnet. Die die Verhärtung ablösende Wirkung wird lediglich durch seitliches
Verschieben während der Rotation des Werkzeuges verursacht.
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In Fig. 11 wird eine Mischschnecke bzw. Spirale 9 mit aufgesetzten
Stollen 5 gezeigt. Die Welle 2, die parallel zum Trommelmantel gelagert ist, wird
über die Keilriemenscheibe 13 angetrieben. In F i g. 12 ist eine Transport- oder
Mischschnecke 10, die erfindungsgemäß mit Stollen 5 versehen ist, dargestellt. In
Fig. 13 ist zur besseren Übersicht eine vergrößerte Teilansicht des in F i g. 2
dargestellten pflugscharähnlichen Mischelementes 4 mit Stollen 5 von unten gesehen
wiedergegeben. F i g. 14 zeigt den Schnitt a-b von F i g. 13, d. h. eines dort dargestellten
Stollens
5. Die Arbeitsflächell ist hier pflugscharähnlich gekrümmt. Es ist aber auch möglich,
an die Mischelemente, die in den Fig. 1 bis 6 und in Fig. 11 und 12 dargestellt
sind, StollenS mit ebenen Arbeitsflächen 11, wie sie in den Fig. 8 bis 10 beispielhaft
gezeigt sind, anzuordnen. Der günstigste Anstellwinkel der Arbeitsfläche 11 zum
Trommelmantel 1 ist der in den F i g. 2 bis 6 dargestellte.
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In einer anderen Ausführungsform sind die Stollen 5 nicht an die
Schaufeln 4 angesetzt, sondern aus ihnen herausgearbeitet und gegebenenfalls nur
verstärkt.