DE1941831C - Mischmaschine mit zwangsweise angetriebenem tellerförmigem Mischbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischmaschine, bes'shend aus einem zwangsweise um eine etwa lotrechte Achse umlaufend angetriebenen tellerförmigen Mischbehälter, in dem mindestens ein exzentrisch angeordnetes, Mischschaufeln tragendes, eine verschließbare Entleerungsöffnung im Behälterboden überstreichendes Werkzeugsystem umläuft, und ebenfalls exzentrisch zur Mischbehälterachse angeordnet mindestens ein Hilfswerkzeug mit vergleichsweise hoher Drehzahl angetrieben ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Mischmaschine, bestehend aus einem zwangsweise um eine zur Horizontalen geneigte Achse umlaufend mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, tellerförmigen Mischbehälter, in welchem etwa in dessen Scheitellinie eine das Mischgut zur Mischbehäitermitte hinleitende, ortsfeste Ablenkeinrichtung angeordnet ist.

Aus der schweizerischen Patentschrift 466 230 ist ein Aufbereitungsgerät mit einer umlauf enden Misch-S schüssel und mindestens einem darin um eine zur Schüssel-Drehachse exzentrische und parallele Drehachse angetriebenen Werkzeugsystem bekannt Zwischen einem langsam laufenden Werkzuigsystem und der Schüsselseitenwand ist ein vergleichsweise

ίο schneilaufendes Zerkleinerungswerkzeug in Form mehrerer, um eine zur Schüssel parallele Drehachse angetriebener Stäbe vorgesehen. Die Stäbe können

- auch schräg verlaufen und beispielsweise als Rund-Siäbe ausgebildet sein. Diese Stäbe sind an ihrem oberen Ende in einer Halterung befestigt und ragen von oben in das Mischgut ein. Die langsam laufen- . den Werkzeugsysteme überstreichen eine im Behälterboden befindliche, verschließbare Entleerungsöffnung.

ao Es ist ferner aus der deutschen Patentschrift 1017145 eine Vorrichtung zum Mischen oder Kneten mittels eines um seine Achse drehbaren, oben offenen Troges und eines exzentrisch zu der Trogachse angeordneten, umlaufenden Rührwerkzeuge

as bekann'.. Der Trog ist auf mehreren Lenkrollen gelagert und unterhalb des Bodens mit einem Zentrierzapfen versehen. Weiterhin ist der Trog in einem auf dem Fußboden befestigten, an einer Seite offenen Halslager gehalten. Das Rühr- oder Mischwerkzeug der bekannten Vorrichtung besteht aus einem Ring, der mit einer Nabe durch drei Speichen verbunden ist. Die Speichen sind piopellerartig schräg gestellt. An der Unterseite des Ringes rind radiale Rippen angebracht, die nach unten in das Gut ragen.

Das von dem Rührwerkzeug bewegte Gut nimmt kraftschlüssig den Trog mit, so daß dieser rotiert.

Die schweizerische Patentschrift 331 838 zeigt ein Mischrad für flüssige und schüttbare Stoffe mit einer im Zentrum Naben aufweisenden Scheibe und mit

♦o beiderseits der Scheibe angeordneter Ringen. Diese sind über mehrere in Axialebenen angeordnete ebene Schaufeln mit der Scheibe fest verbunden. In nachteiliger Weise kann das bekannte Gerät nur in seiner oberen Hälfte mit Behandlungsgut voll beschickt werden, während die untere Hälfte keine Materialzufuhr erhält. Diese läuft normalerweise weitgehend leer, auch dann, wenn man die Zwischenplatte mit Aussparungen versieht. Wenn nicht gerade dünnflüssige Massen verwendet werden, kann das Behandlungsgut nicht in das bekannte Werkzeug einfließen. Wie auch bei den anderen bekannten Vorrichtungen kommt ein ausreichender Homogenisierund Aufschlußeffekt auch bei Anwendung hoher Drehzahlen nicht zustande.

Schließlich ist aus der deutschen Patentanmeldung H 13467 eine Mischmaschine bekannt, die eine um eine waagerechte oder annähernd waagerechte Achse so rasch umlaufende Trommel aufweist, daß das Mischgut auch im oberen Teil an der inneren Trommelwand anliegt. Die Mischmaschine weist ferner mindestens eine im oberen Teil des Trommelraumes angeordnete, in den Mischgutkranz eingreifende Abstreichvorrichtung auf, die während des Mischvorganges dauernd bewegt wird.

Allen bekannten Vorrichtungen ist der Nachteil gemeinsam, daß während des Misch- oder Aufbeieitungsvorganges nicht genügend Energie- pro Zeiteinheit in das zu mischende oder aufzubereitende

Cut eingeleitet werden kann, da die Mischwerkzeuge entweder mit zu geringer Drehzahl laufen oder bei hohen Drehzahlen keinen einwandfreien Gutdurchsatz gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mischmaschinen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die bekannten, im Vergleich zu den hergebrachten Mischwerkzeugen mit hoher Drehzahl umlaufenden Hilfswerkzeuge anders ausgebildet sind, derart, daß dem Hilfswerkzeug durch den umlaufenden Boden des tellerförmigen Mischbehälters und die Umlenker bzw. durch das Mischwerkzeugsystem zugeZvhrte Gut zwangsweise dem Innenraum des Hilfswerkzeuges zugeführt wird, damit die bei dem Hilfswerkzeug zur Verfügung stehende Energie zuverlässig in das Gut hineinfließen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Mischmaschine mit dem zwangsweise um eine etw? lotrechte Achse umlaufend angetriebene'» Mischbehälter da- _ao durch gelöst, daß das Hilfswerkzeug eine am freien Ende seiner Antriebswelle in Nähe des Mischbehälterbodens angeordnete Scheibe aufweist, auf d?ren Oberseite ein Kranz von im wesentlichen senkrecht zur Scheibe aufragenden und etwa radial _a5 verlaufenden Flügeln befestigt ist. Durch diese Maßnahmen wird die pro Zeiteinheit mögliche Arbeitseintragung in das Mischgut dadurch erhöht, daß sich entlang der Antriebswelle des Hilfswerkzeuges ein Sog einstellt, der das Mischgut in den Innenraum hineinzieht. Durch die starke Rotation des Kranzes der Flügel auf der Scheibe wird das Mischgut radial nach außen gefördert und einer hochintensiven Prallwirkung durch die genannten Flügel ausgesetzt. Die erfindungsgemäße Mischmaschine ist universell verwendbar und eignet sich ganz besonders für zähe, steifplastische und daher schwer bearbeitbare Mischgüter.

Gegenstand einer älteren Patentanmeldung (Offen-Iegungsschrift 2 003 201) ist eine Mischmaschine, bestehend aus einem zwangsweise um eine zur Horizontalen genügten Achse umlaufend mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, tellerförmigen Mischbehälter, in welchem <»twa in dessen Scheitellinie eine das Mischgut zur Behältermitte hinleitende, ortsfeste Ablenkeinrichtung angeordnet ist und in dessen Boden eine verschließbare Entleerungsöffuüng vorgesehen ist, wobei im Wege des abgelenkten Mischgutstr lmes ein mit vergleichsweise hoher Drehzahl angetriebenes Hilfswerkzeug angeordnet ist. Bei einer Mischmaschine dieser Art werden die gleichen überraschenden Vorteile der Sog- und Prallwirkung, wie oben erwähnt, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Hilfswerkzeug eine am freien Ende seiner Antriebswelle in Nähe des Mischbehälterbodens angeordnete Scheibe aufweist, auf dessen Oberseite ein Kranz von im wesentlichen senkrecht zur Scheibe aufragenden und etwa radial verlaufenden Flügeln befestigt ist. Die Misch- und Aufbereitungswirkung der erfindungsgemäßen Maschine wird in manchen Fällen durch die überkritische Drehzahl des geneigt angeordneten Mischbehälters bei Verwendung des erfindungsgemäßen Hilfswerkzeuges noch gesteigert.

Durch die erfinderischen Maßnahmen, d.h. den Kranz von senkrecht aufragenden Flügeln, wird eine Art Stabkorb gebildet, der an seinem ringförmigen Ende durch den dort gebildeten Spalt das Mischgut einsaugt. Dieses wird dann auf die Scheibe gefördert, erfährt dort eine starke Radialbeschleunigung und trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die eine Prallwirkung ausübenden Flügel. An einem Mischgutteilchen betrachtet, treffen zwei ungleich gerichtete hohe Energien rotatorischer und translatorischer Art zusammen, welche die Bindungen des Mischgutteilchers in bisher unerreicht kurzer Zeit lösen. Die Mischgutpartikel erfahren nicht nur die aufgezeigten Beanspruchungen, sondern sind bei Austritt aus den Hilfswerkzeugen stark beschleunigt und werden rhit hoher Geschwindigkeit in die umgebende Materialschicht eingetragen. Dadurch sollzieht sich innerhalb der Materialschicht eine autogene Vermahlung, die zi sätzlich zur Lösung der Bindungen beiträgt.

Die durch die Rotation des Mischbehälters in Verbindung mit dem Mischwerkzeugsystem ausgelöste und die Mischung herbeiführende Mischgutbewegung, die parallel zum Boden des M^; .hbehälters verläuft, wird noch von der etwa senkrecht (¹OZU verlaufenden Mischgutbewegung überlagert, die auf der Pumpoder Sogwirkung des Hilfswerkzeuges beruht. Die vorteilhafte Intensivierung der erfindungsgemäßen Mischmaschine wird also durch die Sumr ation der axialen und radialen Bewegungsrichtungen verstärkt. Ein unwuchtfreier Lauf, der sich hochtourig drehenden Hilfswerkzeuge, auch bei optimaler Pumpwirk.ing, ist jederzeit gewährleistet.

Das langsam laufende Werkzeugsystem in der erfindungsgemäßen Mischmaschine leistet ferner einen entscheidenden Beitrag zur raschen Entleerung des Mischbehälters, ein Gesichtspunkt, der ebenso wichtig ist wie eine kurzzeitige, wirksame Mischung, denn durch zu lange Entleerungszeit könnte anderenfalls die Ersparnis an Mischdauer wieder aufgehoben werden.

Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischers mit überkritischer Drehzahl führt die Mischung in erster Linie durch die Zentrifugalkraft herbei. Das Hilfswerkzeug kann nun, da sich der Mischgutstrahl entlang einer Sehne bewegt, entweder vom Mittelpunkt des Mischbehälters aus gesehen, vor dem Mischgutstrahl oder dahinter angeordnet sein. Je nach Stellung des Hilfswerkzeuges relativ zu der Bewegungsbahn wird es entweder gleichsinnig mit dem Mischbehälter oder entgegengesetzt angetrieben. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sie einen relativ geringen gerätetechnischen Aufwand erfordert; die Mischung und der Aufschluß sind dahr gleichermaßen nachhaltig, denn auch hier treffen axiale, radiale, rotatorische und translatorische Energiekomponenten für einen wirksarr.en Aufschluß bei gleichzeitiger optii-Mer Mischung und autogener Vermahlung zusammen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die freien Enden der Flügel an einem Ring befestigt. Da das Hilfswerkzeug bei hohen Umdrehungszahlen, von beispielsweise 500 oder 1000 U.p.M., umläuft, werden die Flügel in vorteilhafter Weise durch diesen Ring zusammengehalten, so daß sie den hohen auftretenden Zentrifugalkräften noch besser widerstehen. Dadurch wird das ohnehin stabile Hilfswerkzeug noch erheblich widerstandsfähiger.

Es kann erfindungsgemäß ferner die Achse des Hilfswerkzeuges zur Achse des Mischbehälters windschief verlaufen. Dies ist besonders bei der A.usführungsform mit überkritischer Drehzahl interessant. Auf diese Weise gelangt ein noch größerer Teil des von den dar Mischgut leitenden Einrichtungen er-

faßten Matcrialstromes in den Einzugsbereich der Hilfswerkzeuge. Durch die hohe Umlaufgeschwindigkeit des Materials in dem Mischer kann das HiITswerkzeug gemäß der Erfindung besonders stark beaufschlagt werden, so daß innerhalb kurzer Zeiteinheiten große Energiemengen in das Material einleitbar werden.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht eines Mischers nach der Erfindung mit Hilfswerkzeug,

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Hilfswerkzeuges nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die AusfUhrungsform ,₅ nach Fig. 1,

F i g. 4 eine Mischmaschine mit überkritischer Drehzahl und Hilfswerkzeug und

F i g. 5 eine geänderte Ausführungsform des Hilfswerkzeuges nach Fig. 1. _ao

F i g. 1 zeigt nur schematisch einen Mischer nach der Erfindung, denn Tellermischer der in Fig. 1 dargestellten Art sind hinreichend bekannt, so daß auf die Darstellung konstruktiver Einzelheiten, wie des Antriebes, der Steuerung, der mittigen Entleerungs- _a5 öffnung, Lagerung des Mischbehälters, Gestell usw. verzichtet werden kann. Der rotierende Mischbehälter 1 besteht aus einer Bodenwandung 2 mit mittiger Entleerungsöffnung 4 und einer zylindrischen Uiitfangsvvandung 3. Das in dem Mischbehälter 1 auf- »_ genommene Hilfswerkzeug 5 ist an einer Antriebswelle 6 befestigt. Ein Bestandteil des Hilfswerkzeuges 5 ist eine Scheibe 7, die an dem freien Ende der Antriebswelle 6 angeordnet ist. Am äußeren Umfang der Scheibe 7 sind Flügel 8 angeordnet. Die Befestigung der Flügel 8 an der Scheibe 7 kann auf vielerlei Arten erfolgen, beispielsweise durch Verschrauben, Verkeilen, Schweißen usw., so daß von einer Darstellung der Befestigungsart Abstand genommen wird. Die Füllhöhe des Mischgutes innerhalb ₄„ des Mischbehälters ist schematisch angedeutet, und eingetragene Pfeile versinnbildlichen die Saug- und Pumpwirkung des Hilfswerkzeuges nach der Erfindung. F i g. 1 zeigt unterhalb der Scheibe kurze Ansätze 9, die dazu dienen, den Raum unterhalb der Scheibe 7 freizuhalten, damit keine Reibung zwischen dem Behandlungsgut und der Unterseite der Scheibe 7 eintritt. Hierdurch wird die Standzeit des Werkzeugsystems gesteigert. Ein Antrieb 10 setzt das Hilfswerkzeug 5 in Drehung. Vorzugsweise können, wie F i g. 5 zeigt, die Flügel 8 auch leicht in Richtung der Antriebswelle 6 geneigt sein. Dies beeinträchtigt die Arbeitsweise des Hilfswerkzeuges nicht, erhöht aber die Standzeit der Flügel 8 erheblich. Man wird diese Ausführungsform bevorzugen, wenn stark verschleißendcs Mischgut zu behandeln ist.

F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Hilfswerkzeuges nach Fig. 1, die besonders für in trockenem und nassem Zustand fließfähige Stoffe geeignet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die zum Verständnis notwendigen gleichen Teile mit gleichen Bezugszcichen versehen. Die Ausführungsform der F i g. 2 ist ebenfalls an dem freien Ende der Antriebswelle 6 befestigt und besteht aus einem Ring 11 und einer Scheibe 12. Zwischen Ring und Scheibe sind Flügel autgenommen, durch welche der Ring 11 und die Scheibe 12 in einem gewünschten Absland zueinander gehalten werden. Die Flügel 8 sind wiederum auf einem zur Antriebswelle 6 konzentrischen Kreisbogen, d. h. in Art eines Kranzes, angeordnet. Die Antriebswelle 6 wird von Vcrschleißplattcn 13 überdeckt, die über Schrauben mit der Welle 6 verspannt sind. Die genannten Platten schützen gegen Verschleiß. Der die rotierende Scheibe tragende Flansch 14 bildet einen Bestandteil der Antriebswelle 6. Diese Ausführungsform bietet die Möglichkeit, die Verschlcißplattcn und die rotierende Scheibe voneinander unabhängig auszutauschen. Auch die Oberfläche des die Scheibe tragenden Flansches kann durch einen Verschleißring geschützt sein. Infolge der obigen Maßnahmen sind die Wartungsarbeiten erheblich vereinfacht und verkürzt worden.

Die durch die Ausführungsform gemäß F i g. 2 erreichbare Strömung des Mischgutes ist wiederum durch Pfeile angedeutet. Durch den freien Ringraum zwischen der Antriebswelle 6 und dem inneren Umfang des Ringes 11 wird das Mischgut eingezogen, und die Oberseite der Scheibe erteilt dem Mischgut eine radial gerichtete Beschleunigung, so daß es auf die Flügel 8 auftrifft. Die hierdurch auftretende Prallwirkung ist oben bereits beschrieben.

F i g. 3 zeigt einen Mischer, der ein Mischschaufeln tragendes Werkzeugsystem 15 aufweist und wahlweise ein nach F; g. 1 oder 2 ausgebildetes Hilfswerkzeug 5 besitzt. Das Mischwerkzeug IS besteht im wesentlichen aus einem Mischstern 16 mit vier Armen 17, die an ihren freien Enden senkrecht zur Bodenwandung 1 verlaufende Stangen 18 tragen. An deren der Bodenwandung 2 zugewandten Enden sind Mischschaufeln 19 vorgesehen. Die zentrale Entleerungs· öffnung 4 ist in F i g. 3 strichpunktiert angedeutet. Es ist ersichtlich, daß die Mischschaufeln 19 diese Öffnung überstreichen, was zu einer raschen Entleerung der Vorrichtung beiträgt. Die Mischschaufeln 19 können an den Stangen 18 bzw. letztere wiederum an den Armen 17 bewegbar angelenkt sein, so daß die Wirkrichtung der Schaufeln veränderbar ist. Beispielsweise können zwei Schaufeln so eingestellt sein, daß sie eine optimale Entleerungswirkung herbeiführen, während die beiden verbleibenden Schaufeln so eingestellt sind, daß sie eine radial fördernde Wirkung ausüben. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Schaufeln 19 aufeinanderfolgend in verschiedenen Höhenstellungen vorzusehen.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Mischmaschine nach der Erfindung. Sie besteht aus einem Mischbehälter 1, der um eine Achse rotiert, die mit einer horizontalen Ebene einen Winkel einschließt. Ein besonderes Merkmal dieser Vorrichtung ist die sogenannte überkritische Drehzahl. Mit anderen Worten ist der Mischbehälter 1 mit einer so großen Drehzahl antreibbar, daß die auf die Mischgutpartikel einwirkende Zentrifugalkraft größer ist als deren Eigengewicht. Praktisch wird bei dieser Vorrichtung die Zentrifugalkraft als Allstoffmagnet ausgenutzt, die das Mischgut gegen die Umfangswandung 3 gepreßt hält, bis das Mischgut auf eine Ablenkeinrichtung 20 auflrifft, die es der Wirkung der Zentrifugalkraft entzieht und es strahlförmig entlang einer Sehne durch den Mischbehälter 1 treibt, bis es auf der gegenüberliegenden Seite wieder auf die zylindrische Umfangswandung auftriffL Dadurch wird eine intensive Mischung erreicht. Der Antrieb dieser Einrichtung kann über bekannte Mittel erfolgen, so daß auf eine Erläuterung verzichtet wird. Wie die F i g. 4 zeigt, ist ein Hilfswerkzeug 5 vorgesehen,

das bereits in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde. Das gezeigte Hilfswerkzeug 5 kann auch durch die Ausführungsform nach F i g. 1 ersetzt sein. Die Antriebswelle 6 dieses Werkzeuges ragt durch die oflfc. e Seite des Mischbehälters 1 in die Vorrich- S tung hinuin und wird über einen Antrieb 10 angetrieben. Wie erwähnt hängt die Drehrichtung des Mischwerkzeugsystems 15 von der Stellung des Hilfswerkzeuges 5 zu der sehnenartigen Bewegungsbahn des Mischgutes ab. In der Regel dreht das ίο Hilfswerkzeug 5 immer so, daß die Flügel 8 sich entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Mischgutstrahles bewegen. Dadurch wird eine sehr intensive Energieeintragung sichergestellt. Das weiteren kann die Antriebswelle 6 des Hilfswerkzeuges 5 zur Drehachse des Mischbehälters geneigt oder windschief verlaufen. Auch dieser Mischer kann zusätzlich ein in Verbindung mit F i g. 3 beschriebenes Mischwerkzeugsystem 15 aufweisen, was bei großen Maschineittypen angezeigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mischmaschine, bestehend aus einem zwangsweise um eine etwa lotrechte Achse umlaufend angetriebenen, tellerförmigen Mischbehälter, in dem mindestens ein exzentrisch angeordnetes, Mischschaufeln tragendes, eine verschließbare Entleerungsöffnung im Behälterboden überstreichendes Werkzeugsystem umläuft, und ebenfalls exzentrisch zur Mischbehälterachse angeordnet mindestens ein Hilfswerkzeug mit vergleichsweise hoher Drehzahl angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfswerkzeug (5) eine am freien Ende seiner Antriebswelle (6) in Nähe des Mischbehälterbodens angeordnete Scheibe (7, 12) aufweist, auf deren Oberseite ein Kranz von im wesentlichen senkrecht zur Schtibe aufragenden und etwa radial verlaufenden Flügeln (8) befestigt ist.

2. Mischmaschine, bestehend aus einem zwangsweise um eine zur Horizontalen geneigte Achse umlaufend mit überkritischer Drehzahl angetriebenen, tellerförmigen Mischbehälter, in welchem etwa in dessen Scheitellinie eine das Mischgut zur Behältermitte hinleitende ortsfeste Ablenkeinrichtung angeordnet ist und in dessen Boden eine verschließbare Entleerungsöffnung vorgesehen ist, wobei im Wegr. des abgelenkten Mischgutstromes ein mit vergleichsweise hoher Drehzahl angetriebenes Hilfswerkzeug angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfswerk^eug (5) eine am freien Ende seiner Antriebswelle (£) in Nähe des Mischbehälterbrdens angeordnete Scheibe (12) aufweist, auf deren Oberseite ein Kranz von im wesentlichen senkrecht zur Scheibe aufragenden und etwa radial verlaufenden Flügeln (8) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Flügel (8) an einem Ring (11) befestigt sind (Fig. 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Hilfswerkzeuges (5) zur Achse des Mischbehälters (1) windschief verläuft (Fig. 4).