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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum kontinuierlichen oder chargenweisen
Mischen von festen, z. B. puder- oder faserförmigen Stoffen mit Flüssigkeiten, bestehend
aus einem Mischtrog von vorzugsweise ovalem, mit seiner längeren Achse annähernd
senkrecht stehendem Querschnitt, einem im unteren Teil des Mischtroges angeordneten
Mischwerk und einer oder mehreren Sprühvorrichtungen zum Einsprühen der Flüssigkeit
in den oberen freien Raum des Mischtrogs.
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Bei derartigen Mischanlagen werden den durch ein Mischwerk bewegten
Stoffen die Flüssigkeiten in feinstverteilter Form zugemischt.
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Zu diesem Zweck sind bereits verschiedenartige Mischmaschinen bekannt.
Es gibt z. B. Mischmaschinen, bei denen ein U-förmiger oder in ähnlicher Weise erhöhter
Trog derart ausgebildet und mit einem Mischwerk ausgerüstet ist, daß auf das bewegte
Material von oben her die Flüssigkeit aufgesprüht wird. Ein Nachteil dieser Maschinen
liegt darin, daß für das Zusprühen ein gerichteter Sprühkegel notwendig ist und
daß die Bewegungsintensität der bewegten oder geworfenen Trockensubstanzen nach
oben hin begrenzt ist. Ferner treten bei diesen bekannten Mischmaschinen dann Schwierigkeiten
auf, wenn eine möglichst geringe Flüssigkeitsmenge zur Benetzung der Oberfläche
der spanförmigen Stoffe dienen soll und diese geringe Flüssigkeitsmenge auf der
Oberfläche der Späne eine möglichst gleichmäßige Verteilung erfahren soll.
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Es ist auch ein Beleimungsmischer für Holzspäne mit ovalförmig gestaltetem
Trogquerschnitt bekannt, dessen Mischwerk die den Trog zu 700/o füllende Spanmasse
in Wallung bringt. Auf Grund der in der Trogdeckelwand vorgesehenen Eintrittsöffnungen
für die Zugabeflüssigkeit, die gegen Verstopfen gefährdet sind, ist der Mischwerksdrehzahl
und damit der Wurfintensität des Mischwerkes eine Grenze gesetzt.
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Es sind auch Maschinen bekannt, bei denen die Trockenbestandteile
in einer runden Trommel durch ein Mischwerk relativ schnell bewegt werden und bei
welchen im Inneren in vom Mischwerk nicht bestrichenen Bereichen von der Welle ausgehende
Sprüheinrichtungen oder auch durch die Trommel eingeführte Sprühscheiben verwendet
werden. Bei diesen Ausführungen ist es nachteilig, daß durch die innerhalb des Mischwerkes
angeordneten Sprüheinrichtungen eine direkte Besprühung und damit Verschmutzung
des Mischwerkes in erhöhtem Maße gegeben ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten
Einrichtungen besteht darin, insbesondere bei kontinuierlich arbeitenden Anlagen,
daß die einzelnen Sprühvorrichtungen bzw. Sprühstellen nicht ohne Unterbrechung
des Arbeitsbetriebes ausgetauscht werden können.
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Es ist auch eine Mischmaschine mit liegender zylindrischer Mischtrommel
und darin zentrisch angeordnetem Mischwerk zur Verarbeitung pastöser Stoffe bekannt,
wobei Schlagarme des Mischwerkes mit auf der Mischtrommel sitzenden Prallkörpern
kämmen, so daß die sich ausbildende Ringströmung des Mischgutes in ständigem Wechsel
durch den von Prallkörpern freien Bereich vornehmlich gleichgerichtet und durch
den von diesen besetzten Bereich turbulent verläuft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischmaschine zu schaffen,
bei der es möglich ist, die Festsubstanzen mit erheblichen Geschwindig-
keiten zu
bewegen und eine Zudüsung oder Zusprühung von Flüssigkeiten von innen heraus zu
erzielen, ohne daß eine direkte Besprühung des Mischwerkes erfolgt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Mischmaschine der eingangs beschriebenen
Gattung erfindungsgemäß gelöst durch eine solche Anordnung der Sprühvorrichtungen
innerhalb des oberen freien Teiles des Mischtroges, daß die Sprühstrahlen oberhalb
des Umlaufes des Mischwerkes auf die Innenwand des Mischtroges gerichtet sind und
dort auf das Mischgut auftreffen, welches in bekannter Weise bei nur teilweiser
Füllung des Mischtroges und hoher Drehzahl des Mischwerkes einen umlaufenden Materialring
bildet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mischtrog derart ausgebildet,
daß die Sprühvorrichtung an sich bekannte rotierende Sprühscheiben sind, die vorzugsweise
im Bereich der Zufuhrrillen für die Flüssigkeit trennbar sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ebene der
Sprühscheibe in an sich bekannter Weise gegen ihre-Drehachse geneigt.
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Zentrifugalzerstäuber sind an sich in verschiedenen Formen bekannt.
Gemeinsam ist diesen Einrichtungen, daß sie eine oder mehrere konzentrisch umlaufende
Absprühkanten aufweisen. Dabei versprüht jede der konzentrisch umlaufenden Absprühkanten
die zugegebene Flüssigkeit jedoch lediglich in radialen Ebenen. Die Beaufschlagung
erfolgt daher mehr oder weniger strichweise. Lediglich das Auftreten geringer Luftwirbel
bewirkt, daß diese strichförmige Auftrefffläche auch einen sich sehr geringe - Breitenausdehnung
aufweist. Es wurde versucht, diesem Mangel dadurch abzuhelfen, daß eine Vielzahl
unabhängiger Sprühscheiben verwendet wird oder daß ein zusätzlicher Luftstrom zur
Ablenkung erzeugt wird, wobei auch mehrere Sprühscheiben auf einer Welle vereinigt
wurden. Die Verwendung einer Vielzahl unabhängiger Sprühscheiben erfordert einen
erheblichen Aufwand. Die Anwendung eines zusätzlichen Luftstromes ist in vielen
Fällen aus räumlichen Gründen nicht möglich, während bei der Anwendung mehrerer
Sprühscheiben auf einer Welle eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf die
einzelnen Sprühscheiben schwer oder nicht erreichbar ist.
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Vorzugsweise wird nur eine einzige Zerstäuberscheibe verwendet, wobei
diese jedoch nicht konzentrisch umläuft, sondern in einem bestimmten Winkel zur
Drehachse geneigt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Zuführungs- und
Verteileröffnungen der Sprühscheibe als solche, auch dann, wenn sie relativ große
Querschnitte und damit weitgehende Sicherheit gegen Verstopfungen aufweisen, gleichmäßig
beaufschlagt werden können. Es ist sogar in einfacher Weise möglich, die Querschnitte
so abzustimmen, daß ein bestimmer Zufuhrdruck auch bei relativ geringen Flüssigkeitszugaben
zur Gesamtmasse aufrechterhalten werden kann. Die Sprühwirkung einer derartig um
einen Winkel gegen die Drehachse geneigten Sprühscheibe verteilt sich, auch wenn
keine Luftströmungen die abgesprühten Teilchen beeinflussen würden, schon auf ein
Band bestimmter Breite. Da eine bestimmte Aufschlagstelle frühestens nach einem
Umlauf wieder getroffen werden kann, ist daher ein örtliches Uberbespriihen praktisch
ausgeschlossen, sofern nur eine Mindesfestkörper-Mischgutbewegung vorgegeben ist.
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Schließlich ist für die geneigte Sprühscheibe noch als weiterer erheblicher
Vorzug die Tatsache anzusehen, daß durch die rasche, taumelnde Bewegung ein relativ
stark örtlich begrenzter, aber sehr intensiver Luftwirbel um diese Scheibe entsteht,
wodurch die an sich schon relativ breite Absprühzone nochmals entsprechend verbreitert
wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel
darstellt, näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Mischmaschine
mit ovalem Mischtrog, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Mischmaschine
und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine geneigt angeordnete Sprühscheibe.
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In einem Untertrog 1, der durch einen Obertrog 1 a abgedeckt ist,
befindet sich ein Mischwerk mit einer Mischwerkwelle 3 und Mischarmen 4, die an
sich beliebig ausgebildet sein können. Vorteilhafterweise sind die Mischarme so
ausgebildet, daß sie dem Mischgut bei kontinuierlichem Betrieb im wesentlichen nur
radiale Impulse, bei diskontinuierlichem Betrieb neben den radialen Impulsen auch
kleinere axiale Impulse verleihen sollen. Zu starke axiale Impulse führen bei kontinuierlich
arbeitenden Maschinen zu einer Ungenauigkeit in der Verweilzeit des Mischgutes und
für beide Betriebsarten zu der Gefahr einer zeitweiligen Freilegung der Mischerinnenwände
bzw. von größeren Teilen davon. Durch eine entsprechende Bemessung der Drehzahl
des Mischwerkes 3, 4 wird das Mischgut 5 derart in Bewegung versetzt, daß es in
der dargestellten Form ringförmig oder ovalförmig in Bewegung gehalten wird. Oberhalb
des durch die Mischarme 4 gebildeten Kreisbereiches verbleibt bis zu dem Material-Ovalring
ein sichelartiger freier Raum 6, in dem ohne Störung durch das Mischwerk Sprühvorrichtungen
angeordnet werden können. Insbesondere finden Zentrifugalzerstäuber Anwendung.
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In F i g. 1 ist eine an sich bekannte Sprühvorrichtung 7 dargestellt,
die auf einer Welle 8 angeordnet ist, wobei die Welle 8 hochtourig bewegt wird.
Durch eine Wandöffnung 9 ragt die in den Lagern 10 gelagerte Welle 8 in den Mischtrog
hinein. Der Antrieb erfolgt hochtourig über einen nicht dargestellten Antriebsmotor
od. dgl.
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In F i g. 2 ist eine Mischmaschine gemäß F i g. 1 im Längsschnitt
dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Mischwerkswelle
3 ist in Lagern 11 gelagert und wird über eine Scheibe 12 angetrieben. Die mit ausgezogenen
Linien dargestellte Mischmaschine entspricht praktisch einer chargenweise arbeitenden
Maschine. Durch Hinzunahme einer strichpunktiert gezeichneten Einlauföffnung 13
und einer Auslaßöffnung 14 kann aus einer chargenweise arbeitenden Maschine eine
kontinuierlich arbeitende Maschine erhalten werden.
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In F i g. 3 ist eine für die erfindungsgemäße Mischmaschine besonders
vorteilhafte Ausführungsform einer Sprühscheibe dargestellt, die es ermöglicht,
eine große Fläche mit geringstem Aufwand zu besprühen.
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Gerade bei Mischmaschinen ist der konstruktive Aufwand und der Aufwand
an nötiger Pflege sowie eine möglichst hohe Betriebssicherheit ganz besonders wichtig.
Die gegen die Achse geneigt angeordnete Sprühscheibe besteht im einzelnen aus einer
eigentlichen Sprühscheibe 15 und einer Verteilerscheibe 16.
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Beide sind unter einem Winkell zur Drehachse angeordnet, wodurch sich
eine Sprühbreite gemäß dem in F i g. 3 dargestellten Doppelpfeil b ergibt. Die Sprüh-
und Verteilerscheiben 15 und 16 sind durch nicht dargestellte Schrauben verbunden.
Die Verteilerscheibe 16 ist auf einer Rohrwelle 17 aufgesteckt, die in üblicher
Weise außerhalb der Maschine gelagert und angetrieben wird. Durch das Innere 18
der Rohrwelle 17 wird Flüssigkeit bis in die Verteilerscheibe 16 zugeführt. Innerhalb
der Verteilerscheibe 16 ist eine innere Verteilerfläche 19 vorgesehen, von dem aus
mehr oder weniger halbkreisförmige Rillen 20 sternförmig, d. h. radial oder auch
mehr oder weniger von der direkten radialen Anordnung abweichend angeordnet sind.
Diese Rillen 20 führen die Flüssigkeit der inneren Verteilerfläche 19 der Verteilerscheibe
16 zu. Dabei ist die Sprühscheibe 15 so angeordnet, daß die aus den Rillen 20 austretende
Flüssigkeit auf jeden Fall eine Fläche 21 benetzt und überläuft, wobei sie an einer
Außenkante22 abgesprüht wird.
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Wie aus F i g. 2 ersichtlich, können über die Länge des Mischtroges
mehrere Sprühscheiben angeordnet werden, wobei es durchaus möglich ist, an einer
Welle zwei Sprühscheiben übereinander anzuordnen, deren Neigung in einer Radialebene
unter verschiedenen Winkeln erfolgt, so daß eine gleichmäßige Besprühung des Materialringes
über einen größeren Bereich erzielbar ist. Es ist auch möglich, die einzelnen Sprühscheiben
in Längsrichtung abwechselnd in verschiedenen Höhenlagen in den materialfreien Raum
6 einzusenken. Derartige Ausführungsformen sind schematisch in Fig. 2 in einer Mischmaschine
vereint dargestellt, was an sich ohne weiteres möglich ist, doch werden vorzugsweise
nur jeweils gleichartig ausgebildete Sprühscheiben bei einer bestimmten Mischmaschine
verwendet.
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Es ist ohne weiteres möglich, die Mischarme 4 über die Länge der
Mischwerkswelle 3 periodisch kürzer oder länger auszubilden. Auch kann die im Hinblick
auf die Sprühvorrichtung 7 relative Anzahl und die absolute Anzahl der Mischarme
4 bei einer Mischmaschine von den in F i g. 2 dargestellten Anzahlen verschieden
gewählt werden. Ebenso ist auch die relative Anordnung der Mischarme4 nicht an die
in F i g. 2 dargestellte Ausbildungsform gebunden.
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Als besonders vorteilhaft hat sich die ovale Querschnittsform des
Mischtroges für die Erzielung eines Freiraumes außerhalb der vom Mischwerk bestrichenen
Kreisfläche erwiesen. Dieses Ziel ist jedoch nicht ausschließlich an die Hochovalform
gebunden. Es können auch andere von der kreisrunden Form abweichend ausgebildete
Formen Verwendung finden.
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Beispielsweise kann der Mischwerktrog noch birnenförmig ausgebildet
sein. Auch besteht die Möglichkeit, die längere Achse des Querschnitts gegen die
Vertikale zu neigen.