DE1257553B

DE1257553B - Vorrichtung zum Mischen und Agglomerieren von pulvrigem bis koernigem Gut

Info

Publication number: DE1257553B
Application number: DED29084A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Sperling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-10-04
Filing date: 1958-10-04
Publication date: 1967-12-28

Description

Vorrichtung zum Mischen und Agglomerieren von pulvrigem bis körnigem Gut Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Agglomerieren von pulvrigem bis körnigem Gut, insbesondere von Kunststoffen, denen gleichzeitig Zuschlagstoffe und/oder Weichmacher beigemischt werden können.
Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, die aus einem feststehenden Behälter mit darin an einer senkrechten, umlaufenden Welle übereinander befestigten Flügelsätzen besteht. Mit dieser Vorrichtung ist nur ein absatzweises Arbeiten möglich; das fertigbearbeitete Gut wird aus dem Behälter durch eine in Bodennähe angeordnete seitliche Öffnung ausgetragen.
Es sind auch Maschinen zum kontinuierlichen Durchmischen von vorzugsweise Feinstoffen und/ oder zum Vermischen derselben mit Flüssigkeiten, insbesondere zur Herstellung von Gütern der chemischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittelindustrie bekannt, die z. B. mit Hilfe von Schleudertellern im oberen Teil eines weiträumigen Behälters Stoffe ausschleudern, die durch entsprechende Streuwirkung sich vermischen. Unterhalb des Behälters befindet sich eine Austragschnecke oder eine ähnliche Abzugvorrichtung, die das Mischgut abzieht. Der Mischeffekt solcher Maschinen ist beim Vermischen von Stoffen mit sehr verschiedenen Schüttgewichten, z. B. beim Vermischen von Kunststoffpulver mit Ruß, unzureichend. Außerdem sind die bekannten Maschinen nur zum Mischen, nicht aber zum Granulieren geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Mischen und Agglomerieren von pulvrigem bis körnigem Gut zu schaffen, mit der ein kontinuierliches Arbeiten möglich ist. Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einer Vorrichtung aus, die im wesentlichen aus einem mit einem Deckel versehenen zylindrischen Mischbehälter mit lotrechter Achse besteht, in welchem koaxial eine durch den Behälterboden geführte Welle mit übereinander angeordneten Flügelsätzen mit vergleichsweise hoher Drehzahl umläuft.
Die Erfindung besteht dabei darin, daß ein am unteren Ende mit Auslaßschlitzen versehenes, den Behälterdeckel durchgreifendes Zuführungsrohr koaxial auf der Antriebswelle unmittelbar über den Flügelsätzen befestigt ist, dem das Gut mittels Dosiervorrichtungen zusammen mit einem regelbaren Luftstrom zugeführt wird, daß über den Flügelsätzen etwa in Höhe des oberen Behälterrandes eine mit dem Zuführungsrohr umlaufende, einen Ringspalt zur Behälterwand frei lassende Prallscheibe vorgesehen ist, auf deren Unterseite das Gut zur Behältermitte führende Umlenkeinrichtungen angebracht sind und die auf ihrer Oberseite mit Austragflügeln versehen ist, und daß der Deckel als Spiralgehäuse mit einem tangentialen Austrittsstutzen ausgebildet ist. Vorteilhaft ist dabei das Spiralgehäuse zusammen mit der Prallscheibe in der Höhe verstellbar.
In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Prallscheibe auf der Unterseite eine in den Behälter vorstehende kegelstumpfförmige Nabe und sich etwa über zwei Drittel des Durchmessers der Prallscheibe erstreckende Leitschaufeln geringer Höhe aufweist, deren innere Enden vorzugsweise in Drehrichtung voreilend abgebogen sind, während die an der Oberseite angeordneten Austragflügel über den Durchmesser der Prallscheibe hinausragen.
Weiterhin ist die Nabe der Prallscheibe zweckmäßig mit schräg von oben von einem größeren Mittenabstand nach unten zu einem kleineren Mittenabstand verlaufenden Bohrungen versehen, die, bezogen auf die Drehrichtung, nach hinten geneigt sind.
Um eine einwandfreie Einführung des zu mischenden und zu agglomerierenden Gutes zu gewährleisten, sieht die Erfindung ferner vor, daß die Auslaßschlitze des Zuführungsrohres, bezogen auf die Drehrichtung, von oben nach unten nacheilend angeordnet sind.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin daß das Spiralgehäuse an seiner der Prallscheibe zugekehrten Seite mit einer Dralldrossel versehen ist, die aus ringförmig angeordneten, verstellbaren Segmentschaufeln besteht und der durch diese umschlossene Entlastungsraum mit dem Behälter durch eine Leitung verbunden ist, die in Bodennähe tangential in Drehrichtung der Flügelsätze in diese Behälterwand einmündet.
Weiterhin sind nach der Erfindung sowohl das Luftzuführungsrohr als auch der Austrittstutzen des Spiralgehäuses mit einem Absperrorgan versehen.
Schließlich sind vorzugsweise der Behälter und/oder die Flügel und/oder die Prallscheibe beheizbar oder kühlbar.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, es zeigt F i g. 1 teilweise einen schematischen vertikalen Mittenschnitt durch eine Mischvorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Draufsicht der Mischvorrichtung nach Fig. 1.
Die Mischvorrichtung 1 ist auf einem Sockel 2 angeordnet und wird von einem Motor 3 angetrieben.
Ein Mischbehälter 4 weist einen nach unten gewölbten Boden 5 auf, der einen nach innen vorstehenden Kegelansatz 6 aufweist, der zur Lagerung einer Mischerwelle 7 dient. Auf der Mischerwelle 7 ist ein Bodenflügelsatz 8 angeordnet, dessen Mischflügel sich parallel zum Kegelansatz 6 und zum Boden 5 erstrecken und bis etwa zur Behälterwand 9 reichen.
Der Bodenflügelsatz 8 weist Flügelblätter auf, die unter einem positiven Winkel angestellt sind. Wenn im Verlauf der Beschreibung von positiver oder negativer Anstellung der Flügel die Rede ist, so soll unter positiv verstanden werden, daß sie das Gut aufwärts bzw. auswärts schleudern, während der negative Anstellwinkel eine umgekehrte Strömungsrichtung erzeugt. Über dem Bodenflügelsatz 8 ist ein mittlerer Horizontalmischflügelsatz 10 angeordnet, dessen Flügel auf zwei Drittel ihrer Länge von außen her gemessen positiv angestellt sind, während der verbleibende Teil der Flügel negativ angestellt ist. Über dem Horizontalflügelsatz 10 ist ein oberer Flügelsatz 11 mit positiv angestellten Flügeln vorgesehen, die aufwärts nach außen geneigt sind, wobei deren gedachte Verlängerung etwa den oberen Behälterrand 12 schneidet. Auf der Mischerwelle 7 ist unmittelbar über den Flügelsätzen 8, 10 und 11 ein am unteren Ende mit Auslaßschlitzen 13 versehenes Zuführungsrohr 14 befestigt, dem das zu mischende und zu agglomierende Gut zusammen mit einem regelbaren Luftstrom zugeführt wird. Sowohl die Hauptkomponente als auch die Zuschläge werden über Dosiervorrichtungen in ein feststehendes Zuführungsrohr 27 geleitet, wobei beim Zusetzen einer Flüssigkeit diese unmittelbar unter der Luftzuführung25 durch eine Düse zerstäubt wird.
Die Austragschlitze 13 im umlaufenden Zuführungsrohr 14 sind schräg geneigt ausgebildet, und zwar erstrecken sie sich, auf die Drehrichtung bezogen, von oben nach unten nacheilend. Von dem umlaufenden Zuführungsrohr 14 wird eine Prallscheibe 15 angetrieben, die einen nach unten gerichteten Kegelstumpfansatz 16 sowie in der Höhe niedrig gehaltene Leitschaufeln 17 an der Unterseite aufweist. Das innere Ende 18 der Leitschaufeln 17 ist in Drehrichtung voreilend abgebogen. Die Leitschaufeln 17 erstrecken sich nach außen über etwa zwei Drittel des Durchmessers der Prallscheibe 15. Der Durchmesser der Prallscheibe 15 ist so bemessen, daß zwischen dem äußeren Umfang und der Behälterwand 9 ein Ringspalt 19 verbleibt. An der oberen Seite der Prallscheibe 15 sind über den äußeren Umfang der Prallscheibe hinausragende Austragschaufeln 20 vorgesehen, die mit einem den Behälter 4 verschließenden Spiralgehäuse 21 mit einem Austragstutzen 26 ein Gebläse bilden.
Die Prallscheibe 15 weist im Bereich der kegelförmigen Nabe 16 Bohrungen 23 auf, die schräg abwärts geneigt verlaufen, und zwar, bezogen auf die Drehrichtung, von oben nach unten rückwärts geneigt.
Im Spiralgehäuse 21 ist ferner eine an sich bekannte Dralldrossel 22 vorgesehen, die aus ringförmig angeordneten Segmentschaufeln besteht. Der von diesem umgrenzte Entlastungsraum ist durch eine Leitung 24 mit dem unteren Teil des Behälters 4 verbunden. Dabei sind der Ein- und Austritt der Leitung 24 in einem solchen Winkel angeordnet, daß ein Stau vermieden wird, was insbesondere bedeutet, daß die Leitung 24 in Bodennähe des Behälters 4 in Drehrichtung tangential in diesen einmündet, so daß eine Injektorwirkung entsteht und im Entlastungsraum eine Absaugung stattfindet.
Sowohl das Luftzuführungsrohr 25 als auch der Austrittstutzen 26 des Spiralgehäuses 21 sind durch Drosselklappen 28 bzw 28' verschließbar.
Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Beim Anfahren der Vorrichtung wird zunächst die Drosselklappe 28 des Luftzuführungsrohres 25 sowie die Drosselklappe 28' des Austrittstutzens 26 im Spiralgehäuse 21 geschlossen, bis die gewünschte Granulatbildung eingetreten ist, worauf dann die Drosselklappen 28, 28' geöffnet werden und das kontinuierliche Verfahren beginnt.
Das durch das umlaufende Zuführungsrohr 14 durch die Schlitze 13 in den Behälter eingeführte, zu mischende und zu agglomerierende Gut wird durch den negativ angestellten Flügelteil des Horizontalflügelsatzes nach unten gezogen und erfährt durch den Bodenflügelsatz 8 eine schräg aufwärts und auswärts gerichtete Strömung, die durch den Horizontalflügelsatz 10 abgerissen wird. Der äußere positiv angestellte Flügelteil des Horizontalflügelsatzes 10 baut eine aufwärts und auswärts gerichtete Strömung auf, wobei sich in der Mitte ein Strömungskegel bildet. Die obere Grenze der Strömungsbahn berührt die untere Seite der Prallscheibe 15, wobei die Teilchen durch den Kegelansatz 16 der Prallscheibe 15 in die sich bildende Trombe hineingelenkt werden. Diese Wirkung wird noch durch die negativ angestellten Flügelteile des Horizontalflügelsatzes 10 unterstützt.
Durch die mechanische Energiezufuhr infolge Reibung der Flügelsätze werden die Teilchen im freien Fluge so weit erhitzt, daß sie sich mit benachbarten Teilchen verbinden. Sobald das Granulat eine bestimmte Korngröße angenommen hat, passiert es den ringförmigen Spalt 19 und gelangt an die Oberseite der Prallscheibe 15, wo es durch die Austragschaufeln 20 aus dem Spiralgehäuse 21 herausgeführt wird. Die vorgesehene Höhenverstellbarkeit des Spiralgehäuses 21 mit der Prallscheibe 15 ermöglicht es, die Korngröße des zur Austragung kommenden Granulats zu verändern, indem bei Anheben des Behälteroberteils größeres Korn ausgetragen wird bzw. umgekehrt.
Ferner kann durch Einstellung der Segmentschaufeln der Dralldrossel 22 eine Sichtung vorgenommen werden, so daß Unterkorn und/oder Staub in den von den Segmentschaufeln umgrenzten Entlastungsraum der Dralldrossel gelangen und aus diesem über die Leitung 24 dem Behälter 4 wieder zugeführt werden.
Der unter der Saugwirkung der Leitung 24 stehende Entlastungsraum verhindert vor allem die Ablagerung noch nicht oder nicht genügend agglomerierter Teilchen, insbesondere auch von Staubteilchen, und damit ein sogenanntes Brikettieren des Materials im Zentralbereich oberhalb der Prallscheibe 15. Die in der Prallscheibe 15 vorgesehenen schrägen Bohrungen 23 dienen hierbei zum Druckausgleich innerhalb der insgesamt unter leichtem Unterdruck arbeitenden Vorrichtung und unterstützen die Wirkung der Leitung24 und damit die Funktion des Entlastungsraumes, weil sich sonst in diesem ein gegenüber dem Unterdruck in der Trombe höherer Druck ausbilden würde. Die Wirkung des Sichtens tritt auch beim Anfahren der Maschine bei geschlossenem Auslaßstutzen 26 ein, wobei die noch nicht agglomerierenden Staubteilchen über die Leitung 24 in den Behälter 4 zurückgeführt werden.
Um die Agglomerierung der Teilchen zu beschleunigen, können der Behälter 4, die Flügelsätze 8, 10 und 11 und die Prallscheibe 15 zusätzlich beheizt werden. Es kann vorkommen, daß eine Kühlung erwünscht ist, wobei in diesem Fall anstatt des Heizmittels ein unterkühltes Medium durch die Heizräume geschickt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Mischen und Agglomerieren von pulvrigem bis körnigem Gut, bestehend aus einem mit einem Deckel versehenen zylindrischen Mischbehälter mit lotrechter Achse, in welchem koaxial eine durch den Behälterboden geführte Welle mit übereinander angeordneten Flügelsätzen mit vergleichsweise hoher Drehzahl umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein am unteren Ende mit Auslaßschltwzen (13) versehenes, den Behälterdeckel durchgreifendes Zuführungsrohr (14) koaxial auf der Antriebswelle (7) unmittelbar über den Flügelsätzen (8, 10, 11) befestigt ist, dem das Gut mittels Dosiervorrichtung zusammen mit einem regelbaren Luftstrom zugeführt wird, daß über den Flügelsätzen etwa in Höhe des oberen Behälterrandes (12) eine mit dem Zuführungsrohr (14) umlaufende, einen Ringspalt (19) zur Behälterwand (9) frei lassende Prallscheibe (15) vorgesehen ist, auf deren Unterseite das Gut zur Behältermitte führende Umlenkeinrichtungen (16, 17, 18) angebracht sind, und die auf ihrer Oberseite mit Austragflügeln (20) versehen ist und daß der Deckel als Spiralgehäuse (21) mit einem tangentialen Austrittsstutzen (26) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralgehäuse (21) zusammen mit der Prallscheibe (15) in der Höhe verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallscheibe (15) auf der Unterseite eine in den Behälter (4) vorstehende kegelstumpfförmige Nabe (16) und sich etwa über zwei Drittel des Durchmessers der Prallscheibe erstreckende Leitschaufeln (17) geringer Höhe aufweist, deren innere Enden (18) vorzugsweise in Drehrichtung voreilend abgebogen sind, während die an der Oberseite angeordneten Austragflügel (20) über den Durchmesser der Prallscheibe (15) hinausragen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (16) der Prallscheibe (15) mit schräg von oben von einem größeren Mittenabstand nach unten zu einem kleineren Mittenabstand verlaufenden Bohrungen (23) versehen ist, die, bezogen auf die Drehrichtung, nach hinten geneigt sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßschlitze (13) des Zuführungsrohres (14), bezogen auf die Drehrichtung, von oben nach unten nacheilend angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralgehäuse (21) an seiner der Prallscheibe (15) zugekehrten Seite mit einer Dralldrossel versehen ist, die aus ringförmig angeordneten, verstellbaren Segmentschaufeln (22) besteht, und der durch diese umschlossene Entlastungsraum mit dem Behälter (4) durch eine Leitung (24) verbunden ist, die in Bodennähe tangential in Drehrichtung der Flügelsätze in diese Behälterwand einmündet.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Luftzuführungsrohr (25) als auch der Austrittstutzen (26) des Spiralgehäuses (21) mit einem Absperrorgan (28, 28') versehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) und/oder die Flügel (8, 10, 11) und/ oder die Prallscheibe (15) beheizbar oder kühlbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 054 073; französische Patentschriften Nr. 1 073 876, 1 153 907.