DE1457281C - Durchlaufmischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufmischer mit einem einen im wesentlichen kreiszylindrischen Innenraum aufweisenden Gehäuse, in dem ein koaxial angeordnetes, fliegend gelagertes Mischrad umlaufend angetrieben ist, das auf seiner einen Stirnseite mit Mischflügeln besetzt ist und das im Bereich seiner Nabe Durchflußöffnungen aufweist, und mit wenigstens einem Gutein- und einem Gutauslaß.

Es ist bereits eine Emulgiervorrichtung bekannt, bei der das Gut koaxial in ein Gehäuse eingeführt wird und dort auf ein Schaufelrad auftrifft, das unter Bildung eines Saugraumes mit umlaufenden Schaufeln das Gut über stationäre Leitschaufeln umlenkt und einem Ringraum am Innenumfang des Gehäuses zuführt, wo eine Zerreibung des Gutes eintritt. Von dort wird das Gut axial einer stationären Ringscheibe zu in einem Mitteldruckraum abgedrängt, der sich zwischen der Ringscheibe und der Ausgleichsschcibc befindet. Durch den Druckunterschied desselben und dem Saugraum strömt ein Teil des Gutes in den letzteren ab, wodurch eine Verwirbelung am Guteinlaß und damit eine verbesserte Emulgierung erreicht wird. Das Gut wird dann zum Schluß noch zwischen der Ringscheibe und der Ausgleichsscheibe zertrennt, dann einem Hochdruckraum und von dort dem Gutauslaß zugeführt, der an der Gehäusestirnwand schräg nach außen führt (deutsche Patentschrift 905 133).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Anfangsmischung im Gehäuse besonders intensiv

ίο und die Verwirbelung am Guteinlaß maximal zu gestalten.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs erwähnten Durchlaufmischer gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Mischrad in bekannter Weise aus einer einseitig mit stiftförmigen Mischelementen besetzten Scheibe besteht, die mit an der gegenüberliegenden Gehäusestirnwand abstehend angebrachten Gegenstiften ineinandergreifend zusammenwirken, daß die auf der anderen Seite der Scheibe befestigten Flügel mit der Mischradnabe verbunden sind und sich bis zum Umfang der Scheibe erstrecken, daß zwischen dem Scheibeninnenrand und der Mischradnabe eine Ringöffnung gebildet ist und daß der Guteinlaß an der Gehäuseumfangswand und der Gutauslaß koaxial an der den Flügeln gegenüberliegenden Gehäusestirnwand angeordnet sind. Die Anfangsmischung erfolgt durch die bewegliche und die stationäre mit Stiften besetzte Scheibe in optimaler Weise. Außerdem wird das bereits behandelte Gut mit maximaler Geschwindigkeit durch die Flügel zentrifugal dem einen maximalen Druck aufweisenden Ringraum zugeführt und trifft dort auf das radial aus dem Guteinlaß nach innen eintretende Gut. Hierdurch ergibt sich in diesem Hochdruckraum eine besonders wirksame Verwirbelung. Die Zuführung des Gutes, zum Gutauslaß erfolgt über eine Ringöffnung der stationären, als Prallplatte wirkenden Scheibe. Dieser Gutauslaß ist koaxial angeordnet, ! wodurch sich besonders gleichmäßige Mischbedin- I

4o'gungen und damit ein gleichmäßig gemischtes Gut ;

ergeben. |

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen j

Lösung der obenerwähnten Aufgabe sei darauf hin- j

gewiesen, daß es bei Durchlaufmischern bekannt ist, j zum Mischen eine stationäre und eine bewegliche i Scheibe zu verwenden, die beide mit ineinander- j greifenden Stiften besetzt sind. Die Anordnung ist j'. dabei so, daß das Gut koaxial zugeführt und am j Umfang radial abgeführt wird, so daß eine Verwir- j;

belung am Guteinlaß nicht eintritt und auch keine |

innere Umwälzung vorhanden ist (USA.-Patentschrift

2 639 901). i

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß !

der Erfindung dargestellt. Es zeigt j

Fig. 1 eine Seitenansicht des Durchlaufmischers mit Antrieb,

Fig. 2 eine Stirnansicht gemäß Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2 in größerem Maßstab als diese, wobei einzelne Teile abgebrochen sind,

F i g. 4 eine Stirnansicht der umlaufenden Scheibe von der Flügelseite her gesehen, wobei Teile der Mischelemente durch gestrichelte Linien angedeutet sind,

F i g. 5 eine Stirnansicht der umlaufenden Scheibe von der Seite der Mischelemente her,

F i u. 6 eine Stirnansicht der Innenseite der stationären Gehäusestirnwand,

3 4

F i g. 7 einen Teilschnitt durch eine Variante der stirnwand 15 hindurcherstreckt, und ferner einen

Ablenkvorrichtung, kräftigen Nabenring 31, der der zweiten Gehäuse-

Fig. 8 einen Teilschnitt, durch eine weitere Vari- stirnwand 15A gegenüberliegt. Am Nabenring 31 ist,

ante der Ablenkvorrichtung, beispielsweise durch Schweißen, eine Vielzahl von

Fig. 8A eine Seitenansicht eines der Ablenker, 5 Flügeln 32 befestigt, die in gleichmäßigem Winkel-

wie sie auf der Prallplatte angeordnet sind. abstand um den Nabenring 31 herum angeordnet sind

Nach den Fig. 1 und 2 ist ein Durchlaufmischer und eine kurvenartige Form aufweisen, durch die gemäß der Erfindung als Ganzes mit 10 bezeichnet bei Drehen der Mischradnabe 30 ein Hereinziehen und wird durch eine als Ganzes mit 11 bezeichnete des Materials in den Umwälzraum der Mischradnabe Antriebsquelle angetrieben. Ferner ist ein nicht dar- io 30 zu vermieden wird. An den Innenkanten dieser gestelltes Rohrsystem abnehmbar an einem Gutein- Flügel ist, beispielsweise durch Schweißen, eine ringlaß 12 und an einem Gutauslaß 13 des Durchlauf- förmige, als Prallplatte dienende Scheibe 33 konzenmischers angebracht. Die ganze Anlage weist in trisch zur Mischradnabe 30 befestigt, deren innerer Stromabwärtsrichtung relativ zum Durchlaufmischer Durchmesser größer ist als der der Mischradnabe 30, im allgemeinen ein einstellbares Rückdruckventil auf, 15 so daß sich eine Ringöffnung 34 ergibt. Der Außenum den Durchlauf und die Höhe der Umwälzung bei durchmesser der Prallplatte 33 ist jedoch kleiner als einem bestimmten Material einzustellen. Ferner hat der Innendurchmesser der Gehäuseumfangswand 16 das Rohrsystem in Stromaufwärtsrichtung relativ zum des Gehäuses 14 (s. F i g. 3), so daß sich ein Ring-Durchlaufmischer die üblichen Leitungen, Pumpen raum 35 zur Rückführung des durch die Wirkung und einstellbaren Ventile, die dazu dienen, dem ao der Flügel 32 nach außen geschleuderten Materials Durchlaufmischer Materialien in der richtigen Menge ergibt. Mit der Prallplatte 33 ist an der den Flügeln pro Zeiteinheit und mit dem richtigen Druck zuzu- entgegengesetzten Seite eine Vielzahl von konzenführen, wie dies beispielsweise in der USA.-Patent- trisch angeordneten stiftartigen Mischelementen 36 schrift 2 898 092 dargestellt und beschrieben ist. starr befestigt, deren Enden innerhalb des Gehäuses

Der Durchlaufmischer 10 hat ein im wesentlichen 25 dicht neben der Innenfläche der ersten Gehäusetrommelartiges Gehäuse 14, dessen erste stationäre stirnwand 15 sind. Diese Mischelemente können Gehäusestirnwand 15 im Abstand von einer dreh- einen beliebigen Querschnitt haben und haben nicht baren Gehäusestirnwand ISA angeordnet und mit notwendigerweise eine kreiszylindrische Gestalt;
dieser über eine zylindrische Gehäuseumfangswand Wie aus den F i g. 3 und 6 hervorgeht, weist die 16 verbunden ist, an der der Guteinlaß 12 angeordnet 30 Gehäusestirnwand 15 einen axialen Durchgang 40 ist. An der Gehäusestirnwand 15 A ist der Gutauslaß durch eine Ansatznabe 41 auf, der von der Antriebs-13 angeordnet, der im wesentlichen mit der Dreh- welle 25 und der Hülse 30/1 durchdrungen ist und achse des Durchlaufmischers zusammenfällt. Vor- am Ende eine Innennut hat, in der ein Abdichtring zugsweise ist die zweite Gehäusestirnwand schwenk- 42 angeordnet ist. Innerhalb des Abdichtrings 42 ist bar an der ersten Gehäusestirnwand 15 mit Hilfe 35 im Durchgang 40 eine Abdichtbuchse 43, vorzugseines Gelenks angeordnet, das mehrere Gelenkplatten weise aus Bronze oder einem ähnlichen Material, 17, 18, 19 hat, so daß die zweite Gehäusestirnwand angeordnet. Zwischen dieser und der Innenwand der ISA für Reparaturen oder sonstige Zwecke auf eine Gehäusestirnwand 15 ist ein O-Ring 44 angeordnet. Seite geschwenkt werden kann, nachdem das Rohr- Die Abdichtbuchse 43 liegt nach innen zu gegen einen system vorher gelöst ist und eine Reihe von Schrau- 4° metallischen Abdichtring 45 an, der einen weiteren ben entfernt wurde, die die erste mit der zweiten O-Ring 46 hat, der gegen die Mischradnabe 30 an-Gehäusestirnwand verbinden. Ein Verschwenken liegt. Ein Haltering 47 mit einer Federscheibe 48 der zweiten Gehäusestirnwand ISA aus der dar- zwischen diesem Haltering 47 und dem Nabenring 31 gestellten zusammengebauten in die zweite Lage, in dient dazu, einen Leckfluß des Materials entlang der sie lediglich am Gelenk aufgehängt ist, ergibt 45 der Antriebswelle 25 zu verhindern,
einen Zugang zu dem zylindrischen Innenraum inner- An der Innenseite der Gehäusestirnwand 15 ist ein halb des Gehäuses 14. Ringflansch 50 angeordnet, der Gewindelöcher 51

An der ersten Gehäusestirnwand 15 ist ein Trag- hat, in die die Schrauben 20 eingreifen, die einen gestell befestigt, das eine Montageplatte 21 aufweist, entsprechenden Ringflansch 52 der Gehäusestirnwand die im Abstand von der Gehäusestirnwand 15 durch 5° ISA durchdringen. Beide Ringflansche haben an der feste Säulen 22 gehalten ist. Diese Montageplatte ist Innenseite eine Ringnut, in die O-Ringe 53 und 54 ihrerseits an einer Zwischenplatte 23 befestigt, die eingesetzt sind, um dort die Ringkanten der Gehäuseein Untersetzungsgetriebe eines üblichen Regel- umfangswand 16 abzudichten. Ferner ist" an der getriebes 24 abdeckt und von der aus sich die An- ersten Gehäusestirnwand 15 neben der Gehäusetriebswelle 25 des Durchlaufmischers erstreckt. In 55 umfangswand 16 eine Vielzahl von frei tragenden einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Regel- Umwälzablenkern 55 in gleichmäßigem Umfangsgetriebe einen Regelbereich von 1480 bis 247 U/min abstand angeordnet, die sich in den Ringraum 35 und ist durch eine Kurbel 26 (Fig. 2) von Hand ein- erstrecken und an der zweiten Gehäusestirnwand 15/1 stellbar, die sich von einer Seite eines Motorgestelles enden. Die freien Enden dieser Umwälzablenker sind 27 aus erstreckt. Dieses Motorgestell weist seinerseits 60 gekrümmt und erstrecken sich in einer abgewinkelten eine starre Fußplatte mit Füßen 28 auf, die an einen Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der stationären Träger angeschraubt werden können. Am Flügel 32. An der Innenseite der Gehäusestirnwand Motorgestell ist ein Elektromotor 29 befestigt, der 15 ist eine Vielzahl von konzentrisch angeordneten mechanisch mit dem Regelgetriebe 24 gekuppelt ist. Gegenstiften 56 starr befestigt, deren freie Enden bei

In Fig. 3, 4 und 5 ist eine hohle, lange Mischrad- 65 zusammengebauter Mischradnabe 30 im Gehäuse 14

nabe 30 dargestellt, die eine Welle umfaßt und mit bis in die Nähe der gegenüberliegenden Stirnfläche

dieser verkeilt ist. Die Mischradnabe hat eine relativ der Prallplatte 33 reichen. Diese Gegenstifte sind in

dünne Hülse 30/1, die sich durch die erste Gehäuse- ihrer Größe und Zahl ähnlich wie die Mischelemente

36 der Prallplatte 33, jedoch in einem solchen radialen Abstand von der Antriebswelle 25 angeordnet, der von dem radialen Abstand der zusammenwirkenden Mischelemente 36 verschieden ist. Vorzugsweise sind die radialen Abstände derart, daß die Mischelemente 36 sich ungefähr in einem 1,59-mm-Abstand an den stationären Gegenstiften vorbeibewegen.

Das Ende der Antriebswelle 25 ist gemäß F i g. 3 mit einer Keilnut 60 versehen, in die ein Keil 61 eingreifen kann, der ebenfalls in eine Keilnut des Nabenringes31 eingreift. Zusätzlich ist das Ende der Antriebswelle 25 mit einem Innengewinde versehen, in das eine Schraube 63 eingeschraubt ist, die eine Abdeckkappe 64 festhält. Ferner ist ein O-Ring 65 zwischen dieser Abdeckkappe und dem Stirnende der Antriebswelle 25 vorgesehen.

In voll zusammengebautem Zustand sind die Außenkanten 32 A der Flügel 32 von der Innenfläche der zweiten Gehäusestirnwand 15 A in einem erheblichen Abstand. Im Zusammenhang mit der vorhergehenden Beschreibung ergeben sich besondere Vorteile, wenn die auf das Material beim Eintreten durch den Guteinlaß 12 ausgeübten Kräfte betrachtet werden. Wenn der Rotor mit einer durch die Einstellung des Regelgetriebes bestimmten Geschwindigkeit rotiert, fließt Material zentrifugal durch den ersten Mischraum zwischen der ringförmigen Prallplatte 33 und der ersten Gehäusestirnwand 15 und wird einer kräftigen Mischwirkung unterworfen, die durch das Zusammenwirken der stationären Gegenstifte 56 und der beweglichen Mischelemente 36 verursacht wird. Dieses Material fließt dann in einem ringförmigen Strom durch die Ringöffnung 34 der Prallplatte 33. Ein Teil dieses Materials wird durch die vorderen ansteigenden Flächen der Flügel 32 aufgefangen und zentrifugal in den Ringraum 35 gedruckt, nachdem es vorher durch den Umwälzraum 34/4 zwischen der Prallplatte 33 und der zweiten Gehäusestirnwand ISA hindurchgeflossen ist. Entsprechend den Druckverhältnissen und der Geschwindigkeit der Antriebswelle 25 fließt jedoch der übrige Teil des gemischten Materials um die Abdichtkappe 64 herum und dann durch den Gutauslaß 13, so daß sich ein kontinuierlicher Durchfluß durch die Einrichtung ergibt, während zugleich eine innere Umwälzung erfolgt.

Das von den Flügeln 32 aufgefangene Material gleitet auf diesen Flügeln entlang und nimmt eine progressiv größere Umfangsgeschwindigkeit an, wenn es sich dem Ringraum 35 nähert, der den Bereich des größten Innendruckes innerhalb des Durchlaufmischers darstellt. Der Druck dieses sich bewegenden Materials ist dem Druck des ankommenden, durch den Guteinlaß 12 einströmenden Materials entgegengerichtet und verhindert einen »Kurzschlußfluß« zwischen dem Guteinlaß und dem Gutauslaß durch den Umwälzraum hindurch. Wenn das umgewälzte Material den Ringraum 35 erreicht, trifft es auf die gekrümmten Umwälzablenker 55 und wird nun in die Bahn des neu zulaufenden Materials abgelenkt, das durch den Guteinlaß 12 zugeführt wird, worauf es sich mit diesem Zusatzmaterial mischt und sich durch den ersten Mischraum hindurchbewegt. Als Ergebnis dieser Strömung wird eine außergewöhnlich gründliehe und wirksame Mischwirkung gewährleistet, die zum großen Teil auf die relative Lage von Guteinlaß und Gutauslaß zueinander zurückzuführen sein dürfte. Die kurvenförmige Gestalt der Flügel ergibt ebenfalls eine wirksame und vorteilhafte Treibwirkung auf das gemischte Material.

Die Zentrifugalpumpwirkung der Flügel trägt also wesentlich zur Umwälzung des Materials bei und hat nicht etwa den Zweck, das gemischte Material aus dem Durchlaufmischer herauszudrücken. Das innerhalb des Gehäuses 14 vorhandene Material wird wirksam an einem Leckfluß durch die oben beschriebenen vorteilhaften Abdichtvorrichtungen gehindert. Im allgemeinen sind diese Abdichtungen in der Lage, Drücke von 21,1 kg/cm- auszuhalten. Der richtige Zusammenbau dieser Dichtungen wird dadurch begünstigt, daß die zweite Gehäusestirnwand 15/1 des Gehäuses 14 so angeordnet ist, daß ein rascher und ungehinderter Zugang zum Inneren des Gehäuses 14 möglich ist.

Der Durchlaufmischer gemäß der Erfindung kann so gesteuert werden, daß unterschiedliche Materialien im gleichen Mischer gemischt werden können. Beispielsweise kann die Steuerung allein durch Änderung der Geschwindigkeit der Antriebswelle 25, durch Änderung der Einstellung des in Stromabwärtsrichtung gegebenenfalls vorhandenen Rückdruckventils, durch Änderung des Druckes auf das durch den Guteinlaß 12 zugeführte Material oder durch eine Kombination dieser Steuerungsmaßnahmen erfolgen, i Günstig kann es sein, wenn die Gehäusestirnwände

15. und 15/4 und die Gehäuseumfangswand 16 zum

Wärmeaustausch dienen. j

. In Fig. 7 ist eine Variante der Umwälzablenkung; dargestellt. Hier wird die Ablenkung des durch die:

Flügel 32 bewegten Materials dadurch bewerkstelligt,! daß geriefte Nuten 70 an der Innenfläche der Ge-[ häuseumfangswand 16 vorgesehen sind, die mit ihren i vorderen Enden in einer Ebene enden, die zwischen der ersten Gehäusestirnwand 15 und der Prallplattet

33 liegt. j

Wie in Fig. 8 und 8A dargestellt, kann die Ab-! lenkung des Materials durch an den Enden der ein-1 zelnen Flügel 32 angebrachte Ablenker 71 und Il A erzielt werden, die von den Flügeln und der Prall-¹ platte 33 gehalten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Durchlaufmischer mit einem einen im wesentlichen kreiszylindrischen Innenraum aufweisenden Gehäuse, in dem ein koaxial angeordnetes, fliegend gelagertes Mischrad umlaufend angetrieben ist, das auf seiner einen Stirnseite mit Mischflügeln besetzt ist und das im Bereich seiner Nabe Durchflußöffnungen aufweist, und mit wenigstens einem Gutein- und einem Gut-"auslaß, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrad in bekannter Weise aus einer einseitig mit stiftförmigen Mischelementen (36) besetzten Scheibe (33) besteht, die mit an der gegenüberliegenden Gehäusestirnwand (15) abstehend angebrachten Gegenstiften (56) ineinandergreifend zusammenwirken, daß die auf der anderen Seite der Scheibe befestigten Flügel (32) mit der Mischradnabe (30) verbunden sind und sich bis zum Umfang der Scheibe erstrecken, daß zwischen dem Scheibeninnenrand und der Mischradnabe eine Ringöffnung (34) gebildet ist und daß der Guteinlaß (12) an der Gehäuseumfangswand (16) und der Gutauslaß (13) koaxial an der den Flügeln gegenüberliegenden Gehäusestirnwand (ISA) angeordnet sind.

2. Durchlaufmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Flügel (32) unter einem Winkel zur radialen Richtung vorgesehen sind.

3. Durchlaufmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (32) bogenförmig sind.

4. Durchlaufmischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an' der Gehäuseumfangswand (16) vorgesehenen Ringraum (35) Umwälzablenker (55) angeordnet sind.

5. Durchlaufmischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzablenker (55) an der Gehäusestirnwand (15) befestigt sind.