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Tellermischer Die Erfindung betrifft einen Tellermischer, z.B. für
Ton, Scharnotte, Steinzeugmassen, Glasgemenge, Beton, Gießereiformsand, Kalksandsteinmassen,
Erze, Kunstdünger, ferner für teer- und asphaltartige Gemenge sowie für Farbgemische,
Kunststoffe, pharmazeutische Produkte, Nahrungsmittel, Futter mittel u. dgl.
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Bekannte Tellermischer bestehen in der Regel aus einem horizontal
angeordneten, feststehenden oder um eine senkrechte oder schräge Achse umlaufenden
Mischteller und mindestens einem um eine zentrische oder zur Mischtellermittellinie
exzentrische Achse umlaufenden Werkzeugsystem, das aus Rühr-, Misch-, Knet- oder
Zerkleinerungsvorrichtungen oder Kombinationen hiervon bestehen kann.
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Die bekannten Tellermischer dieser Art haben eine begrenzte Durchsatzleistung,
da man den Tellerdurchmesser ohne erhebliche Kosten- und Materialmehraufwand nicht
beliebig vergrößern und zum anderen die Schichthöhe des Mischgutes im Mischteller
nicht ohne Verringerung des Misch- bzw. Aufbereitungseffektes beliebig steigern
kann.
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Es ist bereits ein Tellermischer der geschilderten Art bekanntgeworden,
in dem zwecks Ermöglichung einer erheblichen Vergrößerung der Schichthöhe des Mischgutes
und dadurch erhebliche Erhöhung der Durchsatzleistung in dem Mischteller ein um
eine zur Tellermittellinie exzentrische Achse mit hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufendes
Hilfswerkzeug vorgesehen ist, das die Form mehrerer zur Hilfswerkzeugdrehachse paralleler,
auf einem Kreis um diese Drehachse liegender oder auch gekrümmter Stäbe aufweist.
Dieses Hilfswerkzeug wird durch Einzelantrieb mit einer veränderlichen und auch
umkehrbaren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die ein Mehrfaches, z. B. das Zwei-
bis Dreißigfache, vorzugsweise das Drei- bis Zwanzigfache, der Umfangsgeschwindigkeit
des Mischwerkzeugsystems beträgt. Mit einem solchen Hilfswerkzeug läßt sich tatsächlich
eine wesentlich schnellere und gründlichere Durcharbeitung des Mischgutes erreichen.
Die Durchsatzleistung läßt sich, bei gleicher Verarbeitungsgüte, bis auf das Doppelte
eines Tellermischers ohne ein solches Hilfswerkzeug steigern, da man eine wesentlich
größere Energiemenge in das Mischgut hineinbringen kann. Bei stark zur Staubentwicklung
neigendem Mischgut haben derartige Hilfswerkzeuge aber den Nachteil, daß sie infolge
ihrer verhältnismäßig hohen Umfangsgeschwindigkeit (ein Hilfswerkzeug, bei dem die
einzelnen Stäbe auf einem Radius von 250 mm von der Hilfswerkzeug-Dreh achse entfernt
liegen, wird mit Drehzahlen in
der Größenordnung von 200 Ulmin angetrieben) an der
Oberfläche der Mischgutschicht im Mischteller eine starke Schleuderwirkung auf das
Mischgut ausüben, durch die das Mischgut hochgewirbelt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tellermischer der geschilderten
Art zu schaffen, bei dem derartige Aufwirbelungen und Staubentwicklung bei stark
zur Staubentwicklung neigendem Gut verhindert werden, ohne dabei auf die Vorteile
eines mit hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Hilfswerkzeugs, nämlich insbesondere
auf die erhebliche Erhöhung der Durchsatzleistung, verzichten zu müssen. Hierbei
sollen vorzugsweise die bei dem bekannten Mischer bereits vorgesehenen geraden Stäbe
verwendet werden, da diese vom Benutzer eines solchen Tellermischers am einfachsten
und billigsten zu beschaffen und somit nach Eintreten eines gewissen Verschleißes
zu ersetzen sind.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die einzelnen
Stäbe des Hilfswerkzeugs derart schräg oder windschief zur Hilfswerkzeug-Drehachse
angeordnet sind, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit an der Durchtrittsstelle durch
die Mischgutoberfläche kleiner ist als an ihren unteren Enden, und zwar kann die
Umfangsgeschwindigkeit der unteren Enden der Stäbe vorzugsweise etwa doppelt so
groß gewählt sein wie an der Durchtrittsstelle der Stäbe durch die Mischgutoberfläche.
Bei sonst gleichen Verhältnissen kann man daher höhere Hilfswerkzeugdrehzahlen und
dadurch eine Verbesserung des Aufbereitungseffektes erreichen.
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Konstruktiv kann man dies z.B. dadurch erreichen, daß die Stäbe des
Hilfswerkzeugs auf einer Kegelmantelfläche mit oben liegender Spitze angeordnet
sind. Die Stäbe liegen dann an ihren Durchtrittsstellen
durch die
Mischgutoberfläche auf einem kleineren Radius gegenüber der Hilfswerkzeugdrehachse
als mit ihren unteren Enden und haben daher an der erstgenannten Stelle eine entsprechend
geringere Umfangsgeschwindigkeit als an ihren unteren Enden. Man kann allerdings
die Stäbe des Hilfswerkzeugs auch jeweils paarweise in zwei zueinander und zur Hilfswerkzeugdrehachse
parallelen Ebenen, d. h. also jeweils zwei Stäbe in X-Form, anordnen.
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Es ist zwar bereist ein Flüssigkeitsmischer bekanntgeworden, bei
dem ein in einem Trog zentrisch umlaufendes Mischwerkzeug derart ausgebildet ist,
daß es an seinem oberen Ende eine geringere Umfangsgeschwindigkeit aufweist als
an seinem unteren Ende.
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Dieses zentrisch zur Trogmittellinie umlaufende Mischwerkzeug besteht
entweder aus einem oder mehreren Flachbändern, die schraubenförmig mit von oben
nach unten größer werdendem Durchmesser um die zentrisch zur Trogmittellinie drehbare
Tragwelle herum verlaufen, oder aber aus radial gestellten Flachbändern, die auf
einem Kegelmantel liegend angeordnet sind, dessen Mittellinie mit der Drehachse
der die Flachbänder tragenden Mischwerkzeugwelle zusammenfällt. Bei beiden Ausführungsformen
handelt es sich um einen oben vollständig geschlossenen Flüssigkeitsmischbehälter,
durch dessen horizontalen Deckel die Welle für das Mischwerkzeug hindurchgeführt
ist, so daß das gesamte Mischwerkzeug vollständig in die ni mischende Flüssigkeit,
die etwa bis zum Behälterdeckel reicht, eintaucht. An der Behälterwandung sind feststehende
Leitelemente vorgesehen, deren Innendurchmesser von unten nach oben größer wird.
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Die geschilderte Ausbildung der Mischwerkzeuge dient hier der Erzielung
einer außerhalb derselben von unten nach oben gerichteten Strömung, das heißt also
einer Durchmischung der Flüssigkeit in vertikaler Richtung. Die erfindungsgemäße
Idee, bei einem Hilfswerkzeug in einem Tellermischer für insbesondere nicht flüssige
Mischgüter, dessen stabförmige Werkzeuge nicht ganz in die Mischgutschicht eintauchen,
die einzelnen Stäbe des Hilfswerkzeugs derart schräg oder windschief zur Hilfswerkzeug-Drehachse
anzuordnen, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit an der Durchtrittsstelle durch die Mischgutoberfläche
kleiner ist als an ihren unteren Enden, ist bei diesem bekannten Flüssigkeitsmischer
nicht verwirklicht.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch in der Weise
gelöst werden, daß die oberen Enden der Stäbe des Hilfswerkzeugs unterhalb der vorgesehenen
Mischgutoberfläche liegen.
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Die Stäbe können dann sowohl parallel zur Hilfswerkzeugdrehachse als
auch schräg oder windschief zu dieser verlaufen. Es tritt dann nur die Drehachse
des Hilfswerkzeugs selbst durch die Mischgutoberfläche hindurch, die keine nennenswerte
Umfangsgeschwindigkeit aufweist und daher auch keine Aufwirbelung des Mischgutes
von seiner Oberfläche aus hervorruft.
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Sowohl bei Anordnung der Stäbe des Hilfswerkzeugs auf einer Kegelmantelfläche
wie auch bei X-förmiger Anordnung dieser Stäbe wird das Einziehen des Mischgutes
an dem oberen, mit kleinerer Umfangsgeschwindigkeit rotierenden Teil der Stäbe begünstigt
und das Austragen des Mischgutes am unteren Ende des Hilfswerkzeuges beschleunigt,
wodurch sich eine gute Vertikalzirkulation des Gutes
ergibt; ebenso werden günstige
Voraussetzungen für die Entleerung des Gutes durch eine mittige Öffnung des Tellerbodens
geschaffen. Durch diese Anordnung der Stäbe des Hilfswerkzeuges wird ferner der
Vorteil erzielt, daß die im oberen Bereich überhängende Materialschicht leicht in
das Innere des Hilfswerkzeuges hinein nachrutscht, so daß mehr Mischgut durch das
Hilfswerkzeug hindurchläuft, als dies bei der bekannten vertikalen Anordnung der
Stäbe der Fall ist. Hilfswerkzeuge mit zwei oder maximal drei Stäben bewähren sich
in der Praxis am besten; bei zu dichter Reihenfolge der Stäbe verbleibt nämlich
dem Mischgut nicht genügend Zeit, um in das Innere des Hilfswerkzeuges zu gelangen.
Normalerweise sind Hilfswerkzeuge mit nur zwei Stäben am günstigsten.
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Der Arbeitseffekt des Hilfswerkzeuges ist natürlich am günstigsten,
wenn das Mischgut von den Stäben des Hilfswerkzeuges zweimal erfaßt wird, und zwar
an der Eintritts- und an der Austrittsstelle. Diese Wirkung wie auch die Vertikalzirkulation
des Mischgutes kann man erfindungsgemäß dadurch erhöhen, daß an den Stäben des Hilfswerkzeuges
die Hinein-bzw. Hinausbewegung des Mischgutes aus dem von den Stäben erfaßten Raum
fördernde Leitbleche angebracht werden. Man kann beispielsweise gemäß der Erfindung
an einem Teil der Stäbe oben radial zur Hilfswerkzeug-Drehachse einwärts und an
einem Teil der Stäbe unten radial zu dieser Achse auswärts fördernde Leitbleche
anbringen.
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Durch solche Leitbleche oder Leitschaufeln kann man ein flottes Einziehen
des Mischgutes im oberen Bereich der Mischgutschicht und einen raschen Austrag im
unteren Teil derselben erreichen, so daß eine sehr lebhafte, den Mischprozeß stark
beschleunigende Zirkulation erreicht wird. Die Winkelstellung der Leitbleche, ihre
Breite und Höhe wird von Fall zu Fall den jeweiligen Mischguteigenschaften angepaßt.
Unter Umständen kann man auf die unteren, radial nach außen arbeitenden Leitbleche
verzichten, weil das durch das Hilfswerkzeug in Rotation versetzte Mischgut ohnehin
das Bestreben hat, nach außen zu fließen. Die Verweilzeit des Mischgutes im Hilfswerkzeug
kann man durch die Winkelstellung bzw. durch das Anbringen oder Fortlassen der unteren
Leitbleche beeinflussen.
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Die im unteren Bereich der Mischgutschicht mit hoher Umfangsgeschwindigkeit
umlaufenden Teile der Stäbe des Hilfswerkzeuges ermöglichen es, größere Mischleistungen
in das Mischgut einzubringen und das Zerschneiden, Zerreiben, Zerteilen und den
Aufschluß von Knoten im Mischgut zu begünstigen.
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Hierdurch ist die Zirkulation des Mischgutes auch bei schwierig zu
verarbeitenden feuchten Massen, die also weder naßflüssig noch trockenflüssig sind,
gewährleistet. Es können daher auch ohne Schwierigkeiten zum Kleben neigende Mischgüter
verarbeitet werden. Der Verschleiß der Stäbe des Hilfswerkzeuges läßt sich leicht
beherrschen, denn bei Gegenstromlauf des Hilfswerkzeuges gegenüber der Mischtellerdrehrichtung
bewegt das Hilfswerkzeug das Gut von der Tellerwand weg in Richtung auf die Tellermitte,
so daß zwischen dem Hilfswerkzeug und der Tellerwand sich nur wenig oder gar kein
Mischgut bewegt. Der Abstand der unteren Enden der Stäbe des Hilfswerkzeugs vom
Tellerboden kann so gewählt werden, daß eine als Schutzschicht wirkende Mischgutschicht
unterhalb dieser unteren Enden verbleibt, die, wenn auch mit etwas langsamerer Geschwindigkeit,
doch
immer wieder von der Zirkulation erfaßt wird, andererseits aber einen zu starken
Verschleiß des Tellerbodens und der unteren Enden der Stäbe des Hilfswerkzeugs verhindert.
Man kann die Standdauer der Stäbe des Hilfswerkzeugs z. 13. durch Wolframkarbidpanzerung
beträchtlich erhöhen.
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Dadurch werden die Stäbe des Hilfswerkzeugs auch gleichzeitig zur
Zerkleinerung von Knoten im Mischgut herangezogen, nicht nur zur Verbesserung der
Zirkulation des Mischgutes.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Hilfswerkzeugs, bei
dem die oberen Enden der Stäbe unterhalb der vorgesehenen Mischgutoberfläche liegen,
wird die Mischgutschicht in ihrem Inneren auf eine sehr hohe Zirkulationsgeschwindigkeit
gebracht, ohne daß dabei die Oberfläche der Mischgutschicht eine unerwünschte Aufwirbelung
erfährt. Die Höhe der über den Tragstäben liegenden Teile der Stäbe und damit der
Abstand zwischen der Mischgutoberfläche und den oberen Stabenden kann von Fall zu
Fall den Eigenschaften des zur Verarbeitung kommenden Mischgutes angepaßt werden.
Man kann bei dieser Ausbildung des Gerätes eine sehr intensive Durcharbeitung des
Mischgutes im unteren Bereich erreichen. Auch der obere Bereich der Mischgutschicht
bleibt in starker Zirkulation; jedoch kann die Bewegung dieser oberen Schicht durch
entsprechende Wahl des genannten Abstandes so eingestellt werden, daß jegliches
unerwünschtes Hochwerfen des Mischgutes von der Mischgutoberfläche aus unterbleibt.
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Die erfindungsgemäße X-förmige Anordnung der Stäbe des Hilfswerkzeugs
ist besonders zweckmäßig für Tellermischer mit verhältnismäßig kleinem Mischteller,
bei denen wegen des nur geringen zur Verfügung stehenden Durchmessers für das Hilfswerkzeug
solche Hilfswerkzeuge verwendet werden müssen, die einen recht kleinen Durchmesser,
jedoch eine entsprechend hohe Drehzahl aufweisen. Infolge der X-förmigen Anordnung
der Stäbe des Hilfswerkzeugs kann man auch in diesem Falle die wegen der Austauschbarkeit
usw., wie bereits geschildert, vorteilhaften geraden Stäbe verwenden.
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Bei H-förmiger Ausführung des Hilfswerkzeugs, d. h. also dann, wenn
die oberen Enden der Stäbe des Hilfswerkzeugs unterhalb der vorgesehenen Mischgutoberfläche
liegen, kann man bei eine starke Verschleißwirkung hervorrufenden Mischgütern keine
lösbare Befestigung der einzelnen Stäbe am Hilfswerkzeugträger vorsehen, weil derartige
lösbare Befestigungen, mit vorstehenden Schraubenköpfen, Muttern usw., im Mischgut
bald unbrauchbar würden. In diesem Falle wird die Konstruktion zweckmäßig so ausgebildet,
daß die einzelnen Stäbe mit ihren horizontal und radial verlaufenden Trägerstäben
und dem in das Mischgut eintauchenden Teil der Antriebswelle aus einem Stück bzw.
einteilig verschweißt ausgebildet und nach Eintreten eines bestimmten Verschleißes
mit diesen Teilen als Ganzes ausgewechselt werden.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des verbesserten Hilfswerkzeugs
für Tellermischer gemäß der Erfindung, unter Weglassung des sonstigen Teils des
Mischers und insbesondere seiner Mischwerkzeuge, dargestellt.
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F i g. 1 zeigt im Schnitt durch die Mischtellermittellinie eine Ausführungsform
mit auf einer Kegelmantellinie liegenden Stäben des schnell umlaufen-
den Hilfswerkzeugs,
wobei die Stäbe Leitbleche für das Mischgut tragen; Fig. 2 zeigt eine Draufsicht
auf die Hilfswerkzeug-Ausbildung gemäß F i g. 1; Fig. 3 zeigt in gleicher Darstellung
wie Fig. 1 eine X-förmige Anordnung zweier Stäbe des Hilfswerkzeugs; Fig. 4 und
5 zeigen, jeweils in Richtung des in F i g. 3 eingetragenen Pfeils A, zwei verschiedene
Anordnungsmöglichkeiten für die Stäbe des Hilfswerkzeugs gemäß Fig. 3; F i g. 6
zeigt eine H-förmige Anordnung der Stäbe des Hilfswerkzeugs in der Weise, daß die
oberen Enden dieser Stäbe unterhalb der Mischgutoberfläche liegen.
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In allen Figuren ist der Mischtellerboden mit 1 und die Mischtellerseitenwand
mit 2 bezeichnet. Die zu der (nicht dargestellten) Tellermittellinie exzentrische
Antriebswelle des Hilfswerkzeugs hat die Bezugsziffer 3, ihr Lager die Bezugsziffer
4.
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Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 besteht das Hilfswerkzeug
aus zwei auf einer Kegelmantellinie liegenden, im Querschnitt kreiszylindrischen
Stäben 5, die in einem Träger 6 lösbar und gegebenenfalls auch in Längsrichtung
nachstellbar befestigt sind. Der Träger 6 liegt oberhalb der Mischgutoberfläche
7. Die Drehrichtung des Hilfswerkzeugs ist in Fig. 2 mit dem Pfeil8, die Drehrichtung
des Mischtellers 1, 2 mit dem Pfeil 9 angegeben.
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Das Hilfswerkzeug dreht sich also mit der Drehrichtung des Mischtellers
1, 2 entgegengesetzter Drehrichtung. Die Stäben, die außer dem dargestellten kreiszylindrischen
Querschnitt natürlich auch Vierkant- oder beliebiges Polygonalproffl haben können,
tragen obere Leitbleche 10, die eine Radialförderung des Mischgutes in Richtung
auf die Hilfswerkzeug-Drehachse bewirken, und untere Leitbleche 11, die eine radial
nach außen zu dieser Drehachse gerichtete Mischgutförderung zur Folge haben.
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Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 3 bis 5 sind gleiche Teile
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in den Fig. 1 und 2. Die wiederum
geraden Stäbe 5 sind bei diesen Ausführungsformen windschief zur Mittellinie der
Drehachse 3 des Hilfswerkzeugs angeordnet, und zwar in zwei zueinander und zu dieser
Hilfswerkzeug-Drehachse parallelen Ebenen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4
liegen die Stäbe 5 an ihrer Kreuzungsstelle praktisch aneinander an, während sie
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 unter einem gewissen gegenseitigen Abstand
angeordnet sind.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 bilden die Stäbe 5 des Hilfswerkzeugs
und ihre horizontal verlaufenden Tragstäbe 12, mit denen sie fest verbunden sind,
ein H; selbstverständlich können auch hier die Stäbe 5 auf einer Kegelmantelfläche
mit oben liegender Spitze oder aber auch, entsprechend den Fig. 4 und 5, windschief
zur Mittellinie der Mischwerkzeugdrehachse 3 angeordnet sein. Bei dieser Ausführung
liegen die oberen Enden der Stäbe 5 unterhalb der vorgesehenen Mischgutoberfläche
7.
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Wie eingangs erwähnt, wird dem außer dem Hilfswerkzeug vorgesehenen
Mischwerkzeugsystem eine Relativbewegung zum Mischteller erteilt, und zwar entweder
dadurch, daß der Mischteller um seine Mittellinie umläuft, oder dadurch, daß die
zur Tellermittellinie exzentrischen Drehachse des Mischwerkzeugsystems auf einer
Kreisbahn um die Tellermittellinie
herum bewegt wird. Im erstgenannten
Fall kann die Drehachse des Hilfswerkzeuges feststehen, im zweitgenannten Fall muß
sie natürlich gemeinsam mit der Achse des Mischwerkzeugsystems um die Tellermittellinie
umlaufen.