DE1939650U - Mischvorrichtung. - Google Patents

Description

P.A. 171017*30.3.66

PATENTINGENIEURE F. W. HEMMERICH ■ GERD MÖLLER · D. GROSSE

18. März 1966 g.we 70 503

Albert Klein K₀G₀₅ Niederfischbach/Sieg

Mi s chvorri entung

Es sind Mischvorrichtungen bekannt» bei denen die zu mischenden Stoffe in eine rinnen- oder rohrformi ge Mischkammer eingebracht werden, in der kraftbetrieben eine mit Rührfliigeln ausgestattete Welle umläuft. Durch entsprechende Schrägstellung der Rührflügel lassen sich hierbei Bewegungskomponenten der zu durchmischenden Stoffe in Längsrichtung der Mischkammer bewirken, die die zu mischenden Stoffe durch die Kammer führen,, Derartige-Mi sch vor richtungen weisen den Nachteil auf, daJß der Verbleib der zu mischenden Stoffe in der mischkammer und die Rührintensität nur in begrenztem Umfange durch Ändern der Umlaufgeschwindigkeit der die Rührflügel aufweisenden Welle beeinflußbar sind» Bei zu langem Verbleib in der Mischkammer wird zwar eine weitergehende Durchmischung bzw« eine Homogenisierung der Stoffe erzielt, die Mischkammer und insbesondere deren Antriebsvorrichtung werden durch zu geringen Durchsatz nicht optimal genutzt» Weitere Nachteile treten auf, wenn einer der zu mischenden Stoffe während des Idschvorganges zu homogenisieren ist ο Die bekannten Mischvorrichtungen arbeiten aber völlig unwirtschaftlich, wenn es gilt, bei der Abwasseraufbereitung anfallende Klärschlämme mit Flockungsmitteln zu versetzen» Ein zu intensiver Rührbzw,, Mischvorgang homogenisiert bzw« zerschlägt und zerkleinert nämlich bereits gebildete Flocken, so da£ zur

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Erzielung einer ausreichenden Flockung mit einem erheblichen, wirtschaftlich nicht mehr zu vertretenden Überschuß des zuzusetzenden Flockungsmittels gearbeitet werden muß ο

Die Neuerung geht zur Srzielung einer Verbesserung des Wirkungsgrades solcher Mischvorrichtungen von der Aufgabenstellung aus, eine Mischvorrichtung zu schaffen, bei der sowohl der jeweilige Durchsetz als auch die einzelnen Phasen des Homogenisierungs- und Mischvorganges dem jeweils zu verarbeitenden Produkt, im Ausführungsbeispiel dem jeweils zu verarbeitenden Klärschlamm, anpaßbar sind, so daß eine optimale Flockung mit einem Minimum an Flockungsmittel und damit ein rationelles Arbeiten erzielt werden»

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die als Rinne ausgebildete Mischkammer gegen die Horizontale leicht geneigt angeordnet und durch einen überlauf abgeschlossen ist. Über der Rinne ist, entlang deren Länge verstellbar, der Zulauf des beizumiscnenden Stoffes vorgesehen«, Als wesentlich hat es sich hierbei herausgestellt, die Höhe des die Rinne abschließenden Überlaufes und/oder die Neigung der Rinne einstellbar zu halten» Als günstig hat es sich hierbei erwiesen, die Rührflügel so anzuordnen, daß sie in ihrer Gesamtheit keine wesentliche Bewegungskomponente der zu vermischenden Stoffe in Durchsatzrichtung bewirken.

Bewährt hat es sich, meür als einen Zulauf für den bzw₀ die beizumischenden Stoffe vorzusehen; es besteht hierbei nicht nur die Möglichkeit, unterschiedliche Stoffe unter Beobachtung jeweils optimaler Mischzeiten beizugeben, es besteht auch die Möglichkeit, mittels der zusätzlichen, ebenfalls längs der Mischkammer verschieb-

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baren Zuläufe unterschiedliche Dosen des gleichen Stoffes mit unterschiedlichen Mischzeiten beizugeben=

Als Torteilhaft wurde gefunden, die Rinne durch einen oder mehrere zusätzliches dem jeweils nachgeordneten Überlauf mit Abstand vorgeordnete Überläufen auszustatten, um, ggf. abschnittsweise regelbar, die Rührwirkung zu intensivieren» Als vorteilhaft wurde hierbei erkannt, ein, mehrere bzw» die zusätzlichen Überläufe in ihrem Abstand und/oder ihrer Höhe einstellbar zu halten«

Im einzelnen sind die Merkmale der Neuerung im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert, Ss zeigen hierbei;

Figo 1 in schematisch-perspektivischer Ansicht eine Mischvorrichtung und

Fig, 2 Uo 3 im Prinzip unterschiedliche Einstellungen der Mischrinne ο

In Figo 1 ist eine Mischrinne dargestellt, die um eine Schwenkachse 2 schwenkbar gehalten ist, und deren freies Ende sich über einen Stempel 3 einstellbar abstützt«, Mit der Rinne 1 ist eine dieser parallel laufende Schiene 4 verbunden, auf der der eine Zuführdüse 6 aufweisnde Laufschuh 5 verschiebbar und in vorgewählter Stellung feststellbar ist. Die Zuführdüse β wird über einen Schlauch 7 mit dem beizumischenden Stoff, im Ausführungsbeispiel mit Flockungsmittel, beaufschlagt und reicht derart vorzugsweise über einen Randbereich der Rinne 1, daß der von ihr abgegebene Stoff dem die Rinne durchsetzenden, in der Figur nicht dargestellten Durchsatz, im Ausführungsbeispiel Klärschlämmen, beigemischt wird»

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Die Rinne 1 ist von zwei Traversen 8 und 9 überspannt, welche die Lager für die mit Bührflügein 10 ausgestattete Rührwelle 11 aufweisen» Die Traverse 9 trägt zusätzlich einen Getriebemotor 12 zum Kraftantrieb der Rührwelle. Im Ausführungsbeispiel ist die Mischrinne durch Beaufschlagung von oben über die Rutsche 17 eingerichtet, und ihr von der Traverse 9 überspanntes Ende ist geschlossen ausgeführte Bei einer Variante kann die Aufgabe achsparallel innerhalb des Querschnittes erfolgen, und das abschließende Blech ist in diesem Falle mit einer entsprechenden öffnung ausgestattet«

Das freie Ende der ivlischrinne 1 ist durch einen in sener jeweils wirksamen Höhe durch ein hydraulisches Stellgerät 13 einstellbaren Überlauf 16 abgeschlossen? Am ' Ende der Rinne ist eine Führung vorgesehen, in der ein eine Öffnung aufweisende Schieber 14 läuft der über einen Mitnehmer 15 mit dem hydraulischen Stellgerät 13 verbunden ist. In der Ausgangsstellung steht die Öffnung des Schiebers 14 tief und gibt fast den ganzen Querschnitt der Rinne frei» Beim Anheben des Schiebers schiebt sich dessen unterer Bereich als Überlauf 16 von unten her vor die Austrittsöffnung der Rinne 1.

Die im Prinzip beschriebene kischvorrichtung läßt sich allen vorgegebenen Arbeitsbedingungen anpassen und gewährleistet bei entsprechender Einstellung in jedem Falle ein bisher nicht erreichtes optimales Resultate Ss soll bei der folgenden Schilderung eines Arbeitsbeispieles davon ausgegangen sein, daß ein auszuflockender Klärschlamm zur erforderlichen Vorhomogenisierung eines relativ erheblichen Rühraufwandes bedarf. In diesem Falle wird entsprechend der schematischen Darstellung der Fig_o der Überlauf 16 in die extreme obere Stellung seines

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Arbeitsbereiches gefahren und die Rinne 1 so geneigt, daß ein möglichst großes Scülammvolumen in ihr gehalten wird. Vergrößert wird dieses Volumen durch einen zweiten, innerhalb der Rinne vorgesehenen Überlauf 18, der im Ausführungsbeispiel etwa in der Mitte der Rinne in einer Höhe vorgesehen ist, die der des Überlaufes 16 entspricht= Der Schlamm wird hierbei bis zu den dessen Oberfläche kennzeichnenden Linien 19 und 20 aufgestaut. Entsprechend diesem relativ großen Stauvolumen ergibt sich eine geringe Durchsatzgeschwindigkeit des Schlammes bzw. ein langes Verweilen desselben in der Misehrinne, so daß ein zeitlich ausgedehnter Rührvorgang erfolgt. Weiterhin intensiviert wird dieser Rührvorgang dadurch, daß in großen Bereichen die Rührflügel über ihre ganze Länge hin wirksam werden. Der Schlamm wird daher mit großer Intensität durchgerührt und homogenisiert, und die Beimischung des die Ausflockung bewirkenden Flockungsmittels erfolgt über die weit in Richtung zum Überlauf hin verschoben angeordnete Zuführdüse 6. Durch die Beimischung erst gegen Ende des Rührvorganges soll zunächst durch den der Zuführdüse 6 vorgeordneten Raum der Mischrinne eine Homogenisierung erfolgen, die einen gleichmäßigen Angriff des Flockungsmittels zuläßt. Das Flockungsmittel selbst wird aber erst gegen Ende des Iviischvorganges zugegeben, damit einerseits das Flockungsmittel den auszuflockenden Stoffen möglichst gleichmäßig untermischt wird, um eine gute Wirkung zu erzielen; andererseits darf dieser Mischvorgang nicht zu intensiv sein und insbesondere nicht zu lange andauern, da hieroei bereits entstandene Flocken durch den weiteren ^ischvorgang zerkleinert und zerstört würden. Ein Arbeiten unter den zuletzt genannten Bedingungen würde, um im Endergebnis die gewünschte Ausflockung zu geben, einen höheren Zusatz von dem Flockungsmittel erfordern und damit ein weniger rationelles Arbeiten ergeben.

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Bei einem weiteren, in Figo 3 dargestellten Arbeitsbeispiel soll davon ausgegangen werden, daß eine ausgedehnte Vorhomogenisierung nicht erforderlich ist, so daß an sich der Mischvorgang sich über die gesamte Länge der Mischrinne erstrecken könnte» Dementsprechend ist in Fig» 3 die das Flockungsmittel abgebende Düse 6 wesentlich zum Beginn der Einne 1 hin verschoben angeordnete Der Überlauf ist weit nach unten gefahren, so daß ein ausgeprägter Stau des aufzubereitenden Klärschlammes aicht auftritt ο Die Durchsatz- bzw» Reaktionsgeschwindigkeit des durchsetzenden Klärschlammes ist infolgedessen auch wesentlich höher, da das geringe Stauvolumen durch den über die Zuführrinne 17 konstant zufließenden Schlamm scnneller ausgetauscht ist- Infolge der geringen Stauhöhe greifen auch die Eührflügel in den Liischvorgang nur mit ihren äußeren Snden ein» Hiermit wird eine Durcnmischung erreicht, die einerseits das Flockungsmittel so unter den Klärschlamm verteilt, daß das gewünschte Ergebnis schon mit geringem Zusatz von Flockungsmittel erzielt wird* Andererseits ist dieser Rührvorgang durch das schnelle Durchströmen des zu mischenden Klärschlammes und die geringe Eintauchtiefe der Eührflügel auch so wenig intensiv und insbesondere so kurz gehalten, daß bereits entstandene Flocken durch die Sinwirkung der Rührflügel nur in äußerst geringein Umfange wieder zerstört werden» Darüber hinaus wird der Zusatz des Flockungsmittels nicht allein durch eine Düse 6, sondern über zwei Düsen durchgeführt: Der Düse 6 ist eine Düse nachgeordnet, die ebenfalls ein, und zwar im üusführungsbeispiel das gleiche, Flockungsmittel in den auszuflokkenden Klärschlamm gibt« Durch die Zuführung an zwei Punkten wird erreicht, daß das über die Düse 6 zugeführte Flockungsmittel durch die längere luiscnstrecke und damit durch intensivere Mischung dem Klärschlamm in guter Verteilung zugeführt wird, so daß sich überall Ansatz-

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punkte zur Ausflockung bilden« Allerdings werden durch diesen Rührvorgang auch bereits entstandene Flocken in gewissem Umfang wieder zerstört« Ss wird daher an. einem räumlich und in bezug auf den durchfließenden Schlamm auch zeitlich nachgeordneten Punkt mittels der Düse 21 nochmals ein Flockungshilfsmittel zugegeben. Durch die hinter der Düse 21 liegende kürzere Mischstrecke wird für diese weitere Beimischung zwar eine nicht so gute Verteilung erzielt, dafür setzt aber der Flockungsvorgang später ein und ist auch nach Verlassen der Rinne noch nicht abgeschlossen, so daß praktisch keine der hierbei entstehenden Flocken durch die Rühreinrichtung wieder zerstört wird. Die beim Arbeitsbeispiel der Figo gezeigte Zugabe an zwei Punkten erlaubt eine Dosierung, bei der die Summe der den Düsen 6 und 21 zugeführten Flockungshilfsmittel-Ströme geringer ist als der im Falle der Verwendung nur einer Düse 6 erforderliche Strom. Durch die Zufuhr an mehr als einem Punkt läßt sich damit eine weitere Einsparung an Flockungsmitteln erzielen„ Die Anzahl der Düsen ist nicht auf eine oder zwei Düsen beschränkt,, und es können, ggf. nebeneinander, sowohl fest angeordnete als auch verscniebliche Düsen vorgessehen sein» Im Falle der verteilten Zuführung über einen längeren Bereich oder in feinerer Verteilung können Sinzeldüsen auch durch bspw„ eine Anzahl von hintereinanderliegenden Öffnungen aufweisende Mehrfachdüsen ersetzt werden»

Die Beschreibung des Ausführun₆sbeispieles in Verbindung mit den Arbeitsbeispielen zeigt, daß insbesondere bei der beschriebenen Aufgabe einerseits zwar eine intensive Rührwirkung erreicht werden soll, andererseits diese aber in ihrer Intensität und insbesondere in ihrer zeitlichen Auswirkung nicnt über ein Optimum gesteigert werden darf. Als Vorzug ergibt sich, daß durch Einstellung

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der Lage der Düsen die eine Vqrhomogenisierung bewirkende Durcharbeitung der Masse von der eigentlichen Mischzeit abzutrennen ist» Als weiterer wesentlicher Vorteil darf angesehen werden, daß durch Einstellung der Neigung der Mischrinne sowie der Höhe des bzw, der Überläufe die Mischintensität unabhängig von der Verweilzeit variiert werden kann» Die Änderung der Miscnintensität läßt sich in weiten Grenzen bewirken, da die Rührintensität einerseits von der Neigung der Welle und andererseits von der Höhe des Überlaufes abnängt: Bei horizontaler Lage der Mischrinne sind sämtliche Rührflügel im Eingriff, während bei stark geneigter iviiscnrinne im wesentlichen nur die vorderen wirksam werden,, Über diese Änderung hinaus erlaubt die eingestellte Stauhöhe die Arbeit nur der äußeren Bezirke der Rührflügel oder kann sie in ihrer ganzen Länge wirksam machen»

Im Ausführungsbeispiel ist der zwischengeschaltete zusätzliche Überlauf 18 der Fig_o 2 in Verbindung mit nur einer Zulaufdüse gezeigt worden; ihm oblag es im wesentliehen, die Rührwirkung im Vornomogenisierungsbereich zu intensivieren.. Durch einen Zwischenüberlauf 18 aufgestaute Bereiche 20 können auch jeweils mit einer oder mehreren Zulaufdüsen ausgestattet werden, so daß die Mischrinne in sie durch mehrere Abschnitte unterteilt wird, innerhalb deren jeweils ein Mischvorgang stattfindet ο Wie bereits beschrieben, können durch mehrere Düsen unterschiedliche Beimengungen zugeführt werden, es können aber auch zwei oder mehr, ggf. alle Düsen mit einem gleichen Zusatzmittel beaufschlagt werden. Die erläuterten Vorrichtungen erlauben damit das Einstellen der jeweils optimalen Bedingungen, so daß mit geringem Leistungsbedarf gearbeitet werden kann und insbesondere der Zusatz der ggf. relativ aufwendigen Zusatzstoffe auf das tatsächlich erforderliche Mindestmaß herabgesetzt werden kann

und damit ein rationelles Arbeiten ermöglicht wird«

Claims (1)

1. * PATENTINGENIEURE F. W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE

   Π A« 1 / J U ! / Ju- 3« ÖÖ

   18o März 1966 g.we 70 503

   Albert Klein KoGo₉ Niederfischbach/Sieg

   Schutzansprüche

   1· Mischvorrichtung mit einer eine axial angeordnete, mit Rührflügeln ausgestattete, kraftbetriebene Welle aufweisende^ rinnenförmig ausgebildeten Mischkammer zum Durchmischen sie durchsetzender Stoffe,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Mischrinne (1) schräg angeordnet und durch einen Überlauf (16) abgeschlossen ist, daß über der Rinne entlang deren Länge (4) verstellbar (5) der Zulauf (6) des beizumischenden Stoffes vorgesehen ist, und daß die Höhe des Überlaufes und/oder die Neigung der Rinne einstellbar (3) sind»

   Mischvorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (10) der Rührwelle (11) so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie in ihrer Gesamtheit keine wesentliche Bewegungskomponente der zu miscnenden Stoffe in Förderrichtung bewirken,,

   3. Mischvorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Zulauf (6, 21) für den bzw_o die beizumischenden Stoffe vorgesehen sindo

   PATENTINGENIEURE F. W. HEMMERICH. GERD MÖLLER- D. GROSSE

   MischYorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einne (1) einen oder mehrere zusätzliche, dem jeweils nachgeordnet en Überlauf ((16)) mit Abstand Yorgeordnete Überläufe (18) aufweist»

   MischYorrichtung nach Anspruch 4₅ dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der zusätzlichen Überläufe (18) in ihrem Abstand und/oder ihrer Höhe einstellbar sind»