DE1232113B

DE1232113B - Mischer zum Einmischen von Feststoffen in Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1232113B
Application number: DEM43196A
Authority: DE
Inventors: Glenn Harold Morehouse
Original assignee: Morehouse Industries Inc
Current assignee: Morehouse Industries Inc
Priority date: 1959-10-23
Filing date: 1959-10-23
Publication date: 1967-01-12

Description

Mischer zum Einmischen von Feststoffen in Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft einen Mischer zum Einmischen von Feststoffen in Flüssigkeiten, insbesondere zur Herstellung von Anstrichfarben, mit am Umfang eines. Mischkopfes liegenden, in einer Ebene im Flüssigkeitsbad schnell rotierenden Mischelementen und mit diesen oberhalb und unterhalb in Ver bindung stehenden Leitflächen, die eine Umwälzung der Flüssigkeit in zur Drehachse radialen Ebenen bewirken, wobei der Mischkopf um eine in einem Sockel am Boden eines stationären Mischbehälters angebrachte Welle drehbar ist, und ein Dichtring zwischen dem die Führungen tragenden Mischkopf und einem Abschnitt des Sockels angeordnet ist, der sich bei hohen Geschwindigkeiten von der Dichtfläche am Sockel unter Einwirkung der Zentrifugalkraft abhebt.
Bei derartigen Mischern ergeben sich wesentliche Schwierigkeiten in der Abdichtung des Mischkopfes gegenüber dem dessen Antriebswelle lagernden Sockel infolge der Wirbelbildung der Flüssigkeit und der sich ablagernden Feststoffe. Um den Bereich der Dichtung von den Wirbeln zu entlasten und die Ablagerung möglichst weitgehend zu reduzieren, ist es bekannt, den Dichtring so anzuordnen, daß die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft von ihm abgezogen wird, wobei sich der Dichtring zur Verminderung des Verschleißes in der Dichtfläche abhebt.
Dabei besteht jedoch in jedem Fall noch die Gefahr, daß Ablagerungen der einzumischenden Feststoffe erfolgen und daß bei entsprechender Wirbelbildung Flüssigkeit an den durch das Abheben des Dichtringes freien Dichtspalt gelangen.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Dichtung bei einem derartigen Mischer so auszubilden, daß unabhängig von der Drehzahl des Mischers in jedem Fall eine gute Dichtung erreicht wird und daß bei hoher Drehzahl die Dichtstelle selbst mit Sicherheit nicht mit Flüssigkeit in Berührung kommt, so daß sich an der Dichtstelle weder Feststoffe ablagern können, noch durch entsprechende Wirbelbildung Teile der Flüssigkeit, z. B.
Spritzer, aus dem Dichtspalt austreten können.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Ringdichtung in einer Ringkammer zwischen einem Abschnitt des die Führungsflächen tragenden Mischkopfes und einem Abschnitt des Sockels angeordnet ist, deren Außenwandabschnitte vom Führungskörper und deren innere Wandabschnitte vom Sockel gebildet werden, wobei die Ringkammer von einem Bereich des größten Durchmessers der Außenwand radial nach außen auf einen in größerem radialen Abstand von der Drehachse liegenden Ab- schnitt der Führungsfläche am Rührkörper führende Auslässe aufweist, während zwischen dem Sockel und dem Rührkörper ein aus dem Bereich eines schmaleren Durchmessers in der Führungsfläche in einem näher an der Drehachse als die Einmündung der Radialauslässe liegenden Bereich der Ringkammer verlaufender Spalt liegt, derart, daß die durch den Spalt eintretende Flüssigkeit unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft durch die Auslässe abbeführt wird.
Der wesentliche Erfindungsgedanke liegt also darin, daß, nachdem die Dichtstelle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, zwei verschiedene Dichtungsprinzipien angewendet werden, und zwar einmal bei ruhendem oder langsam drehendem Mischkopf, d. h. bei geringer Zentrifugalkraft eine Abdichtung durch übliche mechanische Dichtmittel (beim Ausführungsbeispiel Manschettendichtung) erfolgt, deren Dichtungspressung mit zunehmender Zentrifugalkraft entsprechend zunehmender Drehzahl vermindert wird, wobei gleichzeitig eine Zentrifugalströmung durch die die Dichtung enthaltende Ringkammer zunehmend in Gang gesetzt wird, durch die am Dichtspalt ein statischer Unterdruck entsteht und damit eine Undichtigkeit vermieden wird.
Durch die Erfindung wird also eine ganz wesentliche Schonung der Dichtung ereicht, insbesondere im Hinblick darauf, daß Pigmentfarbstoffe in der Regel stark mechanisch aggressiv sind, bei einer außerordentlich einfachen Konstruktion. Ein wesentlicher Vorteil der Dichtung speziell beim Einmischen von Farbpigmenten in Basisstoffe für Farben, liegt darin, daß jeweils unabhängig von der Drehzahl des Rührers die günstigste Dichtung selbsttätig zur Wirkunggebracht wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 in einem Axialschnitt schematisch den grundsätzlichen Aufbau und die Wirkungsweise des Mischers, Fig.2 in größerem Maßstab einen Axialschnitt durch den Mischkopf und dessen Lagerung im Sockel, und Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.
Der Mischer 10 weist einen Behälter 11 mit Seitenwandl2 und Bodenl3 auf. Die Seitenwandl2 ist zylinderförmig und der Rand 14 des Bodens 13 ist nach oben gekrümmt und geht so glatt in die Seitenwand 12 über. Von der Mitte des Bodens 13 springt ein etwa konischer Sockel 15 nach oben, dessen Außenfläche 16, im Axialschnitt gesehen, konkav gekrümmt ist.
Im Sockel 15 liegt koaxial eine Büchse 17, die durch radiale Rippen 18 gegen die Sockelwandung abgestützt ist. In einer Bohrung 19 der Büchse 17 ist eine Welle 22 in Lagern 20 und 21 gelagert. Die Welle 22 verbindet einen unter dem Behälterboden 13 angeordneten Motor 23 mit einem Mischkopf 24, der abnehmbar an dem oberen Ende der Welle 22 angebracht ist.
Der Sockel 15 weist im Bereich seines oberen Endes eine nach unten und außen abfallende Ringschulter 25 auf, die nach oben in eine zylinderförmige Wand 26 übergeht. Auf der oberen Stirnseite des Sockels ist eine Ringbüchse 27 befestigt, die mit ihrem oberen Teil 28 eine Dichtfläche bildet.
Eine Dichtungsbüchse 29 sitzt auf der Welle 22 mit ihrem unteren Ende auf dem inneren Laufring des Lagers 20. An ihrem oberen Ende hat die Büchse 29 einen Radialflansch 30, der sich nach außen über das obere Ende 28 der Ringbüchse 27 erstreckt. An der Außenkante ist der Flansch 30 mit einem nach unten vorspringenden Bund 31 versehen, an dem ein Dichtungsring32 anliegt, der sich mit seiner nach unten ragenden Dichtlippe 33 an der Außenseite der Büchse 27 anlegt. Wenn sich der Mischkopf 24 und die Büchse 29 mit hoher Geschwindigkeit drehen, hebt sich die ringförmige Dichtlippe 33 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft von der Büchse 27 ab.
Der Mischkopf 24 besteht aus unteren und oberen ringförmigen Teilen 34 bzw. 35, zwischen denen eine Mischplatte 36 eingespannt ist, welche am Außenumfang Mischschaufeln37 aufweist. Die Teile des Mischkopfes werden mittels einer Spannmutter 38 zusammengespannt.
Im unteren Teil 34 des Mischkopfes ist eine zylinderförmige Wandfläche 40 in Abstand außerhalb des nach unten vorspringenden äußeren Umfangs des Randes 31 des Flansches 30 vorgesehen.
Das untere Ende dieser Wandfläche 40 geht in eine etwa parallel gegenüber der Zylinderwand 26 bzw. 25 des Sockels liegende Wandfläche42 bzw. 41 über, derart, daß ein ringförmiger Durchlaß 52 mit Eintrittsöffnung 43 zwischen dem Sockel und den entsprechenden Mischkopfteilen gebildet wird. Die zylinderförmige Wandfläche 40 über der Eintrittsöffnung 43 bildet dadurch einen nach innen auf den Dichtspalt 33-28 zu offenen ringförmigen Kanal 44, von dem aus radiale Durchlässe 45 durch den unteren Teil 34 des Mischkopfes 24 nach außen führen.
Der Kanal 44 bildet den Außenumfang einer Ringkammer46, die die Büchse 28 des Sockels 15 umgibt, und durch diese und den Dichtungsring 32 von einer inneren Ringkammer 47 getrennt ist. Um die Welle liegt am unteren Ende der Kammer47 eine zweite Dichtung, die durch einen Schleuderring49 überdeckt ist, der gegebenenfalls durchtretende Flüssigkeit in Abflußkanal 50 im Sockel abschleudert.
Bei dem Betrieb der Vorrichtung laufen die zu vermischenden Stoffe in der Richtung der PfeileS1 um, und es ergibt sich eine sehr gründliche Mischwirkung. Der enge Durchlaßspalt 52 läßt einen kleinstmöglichen Strom der Materialien in die Ringkammer 46. Dieses Material wird sofort durch die Zentrifugalwirkung durch die Durchlässe 45 entlang der Wandfläche 40 nach außen abgeführt.

Claims

Patentansprüche: 1. Mischer zum Einmischen von Feststoffen in Flüssigkeiten, insbesondere zur Herstellung von Anstrichfarben, mit am Umfang eines Mischkopfes liegenden, in einer Ebene im Flüssigkeitsbad schnell rotierenden Mischelementen und mit diesen oberhalb und unterhalb in Verbindung stehenden Leitflächen, die eine Umwälzung der Flüssigkeit in zur Drehachse radialen Ebenen bewirken, wobei der Mischkopf um eine in einem Sockel am Boden eines stationären Mischbehälters angebrachte Welle drehbar ist, und zwischen dem die Führungen tragenden Mischkopf und einem Abschnitt des Sockels ein Dichtring angeordnet ist, der sich bei hohen Geschwindigkeiten von der Dichtfläche am Sockel unter Einwirkung der Zentrifugalkraft abhebt, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Ringdichtung(32) in einer Ringkammer (46) zwischen einem Abschnitt(34) des die Führungsflächen tragenden Mischkopfes und einem Abschnitt des Sockels (15) angeordnet ist, deren Außenwand abschnitte (31, 40) vom Führungskörper und deren innere Wandabschnitte vom Sockel (15) gebildet werden, wobei die Ringkammer von einem Bereich des größten Durchmessers der Außenwand (40) radial nach außen auf einen in größerem radialem Abstand von der Drehachse liegenden Abschnitt der Führungsfläche am Rührkörper führende Auslässe (45) aufweist, während zwischen dem Sockel (15) und dem Rührkörper (34) ein aus dem Bereich eines schmaleren Durchmessers in der Führungsfläche in einen näher an der Drehachse als die Einmündung der Radialauslässe (45) liegenden Bereich der Ringkammer verlaufender Spalt(52) liegt, derart, daß die durch den Spalt (52) eintretende Flüssigkeit unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft durch die Auslässe (45) abgeführt wird.
2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (16) des Sockels (15) eine kontinuierlich in die Führungsfläche des Rührkörpers (34) übergehende Führungsfläche bildet, derart, daß eine im wesentlichen stetig verlaufende konkave Führungsfläche vom Boden des Behälters (11) bis zu den Mischelementen(37) verläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 839 192; deutsche Auslegeschrift Nr. 1054073; belgische Patentschrift Nr. 556 314; französische Patentschrift Nr. 1009009; USA.-Patentschriften Nr. 2 418 707, 2478649.