DE19620598A1

DE19620598A1 - Vorrichtung zum Mischen von rührfähigen Medien

Info

Publication number: DE19620598A1
Application number: DE19620598A
Authority: DE
Inventors: Thomas Waescher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-11-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen von rührfähigen Medien, mittels einer minde stens eine Schneckenwendel aufweisenden Mischvorrich tung, die an einem Behälter drehbar gelagert und mit tels eines Antriebsmotors antreibbar ist.

Es ist bereits eine Antriebsvorrichtung der eingangs aufgeführten Art allgemein bekannt (DE 30 08 933 A), die aus einem zylinderförmigen, einen gewölbten Boden und einen gewölbten Deckel aufweisenden Behälter be steht, in dem ein schneckenförmiges Rührwerk konzen trisch angeordnet ist, das über einen elektrischen Motor angetrieben wird. Dieses Rührwerk dient zum Mischen einer Flüssigkeit mit geringer Viskosität, z. B. Wein, und auch zum Mischen von Dickstoffen. Durch die einen großen Außendurchmesser aufweisende Schneckenwen del läßt sich die aus zahlreichen Einzelteilen beste hende, jedoch noch nicht zusammengesetzte Schneckenwen del nur in Einzelteilen in den Behälter einsetzen und dann zusammenbauen. Eine derartige Montage ist jedoch aufwendig und teuer. Aus Kostengründen können die Mann löcher auch nicht beliebig groß ausgelegt sein und kei nen so großen Innendurchmesser aufweisen, daß die Mischschnecke im zusammengesetzten Zustand in das Mann loch eingesetzt werden kann.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, eine in einem Behälter aufnehmbare Rühreinrichtung zu schaffen, die bei leichtem Gewicht und kostengünstiger Montage auch bei bereits vorhandenen Behältern eine gesamte Durchschneidung und dadurch eine einwandfreie Durch mischung des Rührguts gewährleistet.

Gelöst wird die Aufgabe durch folgende Merkmale:

a) - die Schneckenwendel ist kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Behälters,
b) - die Schneckenwendel weist einen zylinderförmigen Hohlraum mit dem Durchmesser D₃₀ auf,
c) - die Schneckenwendel ist in einer Hälfte des Behäl ters exzentrisch angeordnet,
d) - die Schneckenwendel wird mit einer Drehzahl etwa zwischen 1 und 100 U/min angetrieben,
e) - der Antrieb der Schneckenwendel ist regelbar,
f) - die Mischerwelle ist eine Hohlwelle.

Durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der Mischvorrichtung mit der hohlförmigen Schneckenwendel erhält man eine leicht zu montierende Mischvorrichtung, die mit minimalem Energieaufwand auskommt, insbesondere deshalb, weil die Schneckenwendel einen zylinderförmi gen Hohlraum aufweist und alle Einzelteile als Leicht bauweise ausgeführt sind. Durch die hohlförmige Schne ckenwendel ist es auch möglich, den Durchmesser der Schneckenwendel wesentlich kleiner als den Innendurch messer des Behälters auszulegen, in dem die Schnecken wendel angeordnet ist. Die Schneckenwendel durchschnei det das flüssige Mischgut und die sich bildenden Schwimmschichten kontinuierlich, so daß eine gute Un termischung des sich an der Oberfläche abgesetzten Mischguts erreicht wird. Ferner wird durch die vorteil hafte Ausgestaltung der Schneckenwendel sichergestellt, daß das Rühr- bzw. Mischgut aus dem gesamten Behälter bereich von der Schneckenwendel angezogen wird, so daß auch hierdurch eine vollständige Durchmischung des Mischguts erfolgt. Da die Antriebsvorrichtung regelbar ist, kann mit einem sehr kleinen Antriebsmoment gear beitet werden und die Drehzahl nach Einschalten der An triebsvorrichtung allmählich hochgefahren werden, wobei es vorteilhaft ist, daß die Schneckenwendel mit einer Drehzahl zwischen 1 und 100 bzw. zwischen 10 und 50 U/min angetrieben wird. Hierdurch wird erreicht, daß beim Einschalten der Antriebsvorrichtung nur ein klei nes Anfahrmoment zu überwinden ist. Hierdurch werden die Widerstandskräfte bzw. Reaktionsmomente, die auf die Antriebsvorrichtung bzw. Halterung der Antriebsvor richtung einwirken, in ausreichendem Maß beschränkt. Daraus ergibt sich eine kostengünstige Leichtbauweise der gesamten Vorrichtung, so daß ein derartiges Mischwerk leicht an den Stutzen des Behälters angesetzt werden kann, ohne daß i.a. besondere Versteifungsele mente für den Stutzen notwendig sind. Eine derartige Mischvorrichtung läßt sich auch nachträglich bei be reits vorhandenen Behältern nachrüsten, ohne am Stutzen des Behälters etwas verändern zu müssen. Durch die vor teilhafte Auslegung des Behälters, des Stutzens und der Mischvorrichtung, die auf Gesamtanlauf einstellbar ist, kann bei der Gesamtkonstruktion ein Material gewählt werden, dessen Dichte g 3 g/cm³ sein kann.

Ferner ist es vorteilhaft, daß der Behälter einen Stut zen und/oder ein Mannloch aufweist, über den oder das eine vormontierte Mischvorrichtung in den Behälter ein setzbar und im Bereich des Stutzens mittels einer Trag vorrichtung lagerbar ist, und daß die Tragvorrichtung an einen Tragflansch fest bzw. lösbar angeschlossen ist.

Vorteilhaft ist es ferner, daß der Tragflansch fest am Stutzen angeordnet ist und daß die Mischvorrichtung aus einer koaxial zum Stutzen ausgebildeten Schneckenwendel gebildet ist, die an einer Welle koaxial befestigt ist.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß die Trag vorrichtung aus einem ersten, eine Antriebsvorrichtung aufweisenden Tragflansch und einem zweiten über Ab standshalter miteinander verbundenen zweiten Trag flansch besteht und daß auf dem zweiten Tragflansch ein Flanschlagergehäuse mit einem Flanschlager bzw. Wälz- oder Gleitlager angeordnet ist, in dem die Welle dreh bar gelagert ist. Der Durchmesser des Stutzens zur Auf nahme der Mischvorrichtung ist wesentlich kleiner als der Durchmesser des Mannlochs, so daß das Mannloch nor malerweise dazu dient, auch die Mischvorrichtung aufzu nehmen bzw. die Möglichkeit schafft, die Mischvorrich tung durch dieses Mannloch einzuführen. Hierzu wird die Mischvorrichtung an ihrem oberen Ende aufgehängt, durch das Mannloch eingeführt, in den Stutzen hochgezogen und dort von außen befestigt. Der Durchmesser der vorteil haft ausgebildeten Schneckenwendel kann dabei größer sein als der Durchmesser des Mannlochs. Da die Schne ckenwendel einen hohlförmigen Zylinder aufweist, läßt sich diese auch in die Mannloch-Öffnung einschrauben. Auf diese Weise lassen sich wesentlich größere Schne ckenwendel im Behälter vorsehen, ohne hierzu die Öff nung bzw. den Durchmesser des Mannlochs zu vergrößern, was zusätzliche Kosten verursachen würde. Durch die Leichtbauweise der Antriebsvorrichtung können die bei den Tragflansche und die Abstandshalter sowie der Stut zen zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung auch wesent lich einfacher ausgestattet sein, da geringere Wider standsmomente vom Stutzen unter der Halterung der An triebsvorrichtung aufgenommen werden müssen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß die Mischerwelle exzentrisch zur Mittelachse angeordnet ist und der Außendurchmesser der Mischer welle derart groß ausgebildet ist, daß sie durch das Mannloch oder den Stutzen hindurchgeführt und in das Behälterinnere eingesetzt werden kann.

Von Vorteil ist es ferner, daß der Außendurchmesser der Mischerschnecke kleiner, gleich oder größer als der Innendurchmesser des Stutzens oder des Mannlochs ist und der Stutzen einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Mannlochs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die Schneckenwendel der Mischvorrichtung in das Mannloch eingedreht und auf diese Weise in das Behälterinnere eingeführt werden kann und die Antriebsvorrichtung der Mischvorrichtung aus einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe besteht, das von Null ausgehend auf eine höhere Drehzahl regelbar ist. Durch die Leichtbauweise und die vorteilhafte Ausgestaltung der Schneckenwendel kann der Elektromotor auch als Gleich strom-Motor ausgebildet sein, der einfacher und kosten günstiger zu regeln ist als Wechselstrom-Motoren. Mit einer derartigen Anordnung können Motoren mit einer Leistung zwischen etwa 10 und 300 Watt eingesetzt wer den, die durch eine vorteilhafte Regelvorrichtung ent sprechend ansteuerbar sind.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfin dung, daß die Schneckenwendel als Schneckenband ausge bildet ist, das eine Breite aufweist, die kleiner ist als 1/4 des Außendurchmessers der Schneckenwen del. Durch die Verwendung eines Elektromotors in Ver bindung mit einem Untersetzungsgetriebes besteht die Möglichkeit, ohne weiteres auch einen kleinen Gleich strom-Motor einzusetzen, der, wie bereits ausgeführt, elektronisch auf einfache Weise zu regeln und zu über wachen ist. Insbesondere kann bei einer derartigen An triebsvorrichtung ein sog. Sanftanlauf gewählt werden, um das Anfahrmoment möglichst gering zu halten.

Wie zuvor beschrieben, gewährleistet die Ausbildung ge mäß Anspruch 14 eine sehr gute Durchschneidung des zu mischenden, im Behälter aufgenommenen Guts, da die Schneckenwendel einmal das Gut zu sich heranzieht und es auch von der Oberfläche her durchschneidet, so daß die Schwimmschichten, z. B. nach oben abgesetztes Wachs oder Fett, mit dem gesamten Füllgut des Behälters ohne weiteres vermischt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteil haft, daß die Welle der Mischvorrichtung als Hohlwelle ausgebildet ist und daß der Antriebsvorrichtung eine Drehzahl-Überwachungseinrichtung zugeordnet ist. Durch die Verwendung einer Hohlwelle in Verbindung mit der hohlförmig ausgebildeten Schneckenwendel kann das Ge wicht der gesamten Antriebsvorrichtung auf einfache Weise reduziert und das Antriebsmoment sehr klein ge halten werden. Die Drehzahl-Überwachung gestattet eine optimale Steuerung der Antriebsvorrichtung in Abhängig keit der zu erfassenden Parameter.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß dem Behälter eine Visko sitäts-Überwachungseinrichtung zugeordnet ist, die un ter Berücksichtigung von ermittelter Mischgut-Tempera tur, Füllstand, Motorstrom bzw. Leistungsaufnahme die Drehzahl der Mischvorrichtung steuert, regelt oder die entsprechende Drehrichtung beeinflußt.

Eine wesentliche vorteilhafte Ausführungsform erreicht man dadurch, daß die Vorrichtung durch folgende Merk male gekennzeichnet ist:

a) - die Schneckenwendel ist kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Behälters,
b) - die Schneckenwendel weist einen zylinderförmigen Hohlraum auf,
c) - die Schneckenwendel ist in einer Hälfte des Behäl ters exzentrisch angeordnet,
d) - die Schneckenwendel wird mit einer Drehzahl zwi schen 1 und 100 U/min angetrieben,
e) - der Antrieb der Schneckenwendel ist regelbar,
f) - der Antrieb der Schneckenwendel ist von Null auf eine höhere Drehzahl U/min regelbar,
g) - die Antriebsvorrichtung steht mit einer Regelein richtung in Wirkverbindung, die über eine einen oder mehrere Geber aufweisende Auswerteinheit den Antrieb der Mischvorrichtung regelt,
h) - der Antriebsvorrichtung ist ein Gleichstrom-Motor zugeordnet.

Vorteilhaft ist es ebenso, daß infolge des geringen Leistungsbedarfs der Mischschnecke auch bei großen Be hältern eine direkte Gleichstromversorgung aus regene rativen Quellen (z. B. photovoltaische Zellen mit 12 oder 24 V=) ohne Transformations- und ohne nennenswerte Leistungsverluste möglich ist.

Dies ist z. B. bei kontinuierlichem bzw. intervallweisem Untermischen von Schwimmschichten bei Kläranlagen- Becken oder bei Faulbehältern, die unabhängig vom öf fentlichen Netz betrieben werden, von Bedeutung.

Auch ist es für die Herstellung, Montage und die Kosten vorteilhaft, wenn die Schneckenwendel aus je weils identischen, halbkreisförmigen Segmenten, die je weils mindestens einen radialen Steg zur Mischerwelle aufweisen, lösbar oder unlösbar zusammengesetzt ist. Das freie Ende des Stegs kann durch eine kurze Umbie gung um ca. 90° eine Lasche bilden, die lös- oder un lösbar mit der Mischerwelle kraft- und formschlüssig verbunden wird (Fig. 2, Schnitt durch Welle 7).

Ferner ist es vorteilhaft, daß unter Auswertung der Signale Drehzahl, Mischgut-Temperatur und Behälter- Füllstand ein weiteres Signal gewonnen werden kann, das der Viskosität des Mischguts entspricht. Auf diese Weise ist eine direkte Viskositätsüberwachung des Mischguts möglich.

In der Signalauswertung kann die momentane Viskosität nach folgender Gleichung analog oder digital errechnet werden:

mit
V = Viskosität in m²/S bei 293, 15 K
K = Apparatekonstante in m²/(A × S
I = Motorstrom in A
U₀ = kleinste Drehzahl in S^-1
U = Drehzahl in S^-1
L₂₃ = kleinster Füllstand in m
L₂₂ = Füllstand in m
T = Temperatur in K
T₀ = 293,15 K
I₀ = Motorstrom in A im Leerlauf bei L₂₂ = L₂₃.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzel merkmalen erfindungswesentlich sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Mischen von rühr fähigen Medien mit einer exzentrisch angeordneten Mischvorrichtung in einem Behälter.

Fig. 2 zeigt die Einzelheiten der aus Segmen ten zusammengesetzten Schneckenwendel und ihre Befestigung an der Mischer welle (Ansicht im Schnitt).

In der Zeichnung ist in Fig. 1 mit 16 ein Behälter be zeichnet, der zur Aufnahme einer Mischvorrichtung bzw. Mischschnecke 17 dient, die in dem Behälter 16 exzen trisch gelagert ist. Die Mischvorrichtung bzw. die Mischschnecke 17 hat einen Durchmesser D₂₉, während der Behälter den Durchmesser D₃₇ aufweist. Das Durchmesser verhältnis der Schnecke D₂₉ zum Behälter D₃₇ beträgt 1 : 4.

Der Behälter 16 besteht aus einem zylinderförmigen Ge häuse mit einer Wand 20 und ist durch einen Behälter boden 19 und eine Behälterdecke 21 abgeschlossen. In der Behälterdecke 21 befindet sich ein ohrförmiger Stutzen 15 mit einem Tragflansch 5, der nachfolgend als zweiter Tragflansch bezeichnet wird. Der Stutzen 15 ist mit Abstand A₃₁ zu einer Mittelachse 35 angeordnet. Der Abstand A₃₁ kann in etwa so groß sein wie der Durchmes ser D₂₉ einer Schneckenwendel 18.

Ferner ist es möglich, daß der Durchmesser D₂₉ zwischen 10% und 50% bzw. zwischen 10% und 95% des Abstands A₃₁ beträgt. Ein Mannloch 13 wird über einen Deckel 38 ver schlossen. Nach Abnahme des Deckels 38 kann beispiels weise die Mischvorrichtung 17, an die hierzu eine Auf hängevorrichtung angeschlossen ist, durch das Mann loch 13 eingeführt und dann mit einer Welle 7 im Stut zen 15 hochgezogen werden, um auf diese Weise im Stut zen 15 am Flansch 5 montiert zu werden.

Die Mischvorrichtung bzw. die Mischschnecke 17 besteht aus der hohlförmigen Welle bzw. Mischerwelle 7, die zur Reduzierung des gesamten Gewichts der Mischvorrichtung aus einem Leichtmetall, beispielsweise Aluminium oder einem anderen bruchfesten Material, ausgebildet sein kann. An der Welle 7 ist die Schneckenwendel 18 bzw. ein Schneckenband fest angeordnet, das einen zylinder förmigen Hohlraum mit dem Durchmesser D₃₀ umschließt. Die Schneckenwendel 18 weist eine derartige Länge auf, daß sie stets teilweise in das Mischgut eingetaucht ist. Die Schneckenwendel 18 erstreckt sich hierzu von "tiefer" einer minimalen Füllhöhe 23 bis "höher" einer maximalen Füllhöhe 22. Der Füllstand wird durch eine Füllstands-Anzeigevorrichtung 24 ermittelt, die über eine elektrische Leitung 39 mit einer Signalverknüp fung 27 und einer Signalauswertung 28 in Wirkverbindung steht.

Die Breite des Schneckenbandes ergibt sich aus dem In nendurchmesser D₃₀ und dem Außendurchmesser D₂₉ der Schneckenwendel 18. Eine Breite 40 des Schnecken bandes 18 kann in etwa 1/1 bis 1/100 des Außendurchmes sers D₂₉ der Schneckenwendel 18 ausmachen. Durch eine derartig ausgebildete Schneckenwendel 18 wird in vor teilhafter Weise erreicht, daß das im Behälter 16 auf genommene Mischgut bei abwärts resultierender Drehbewe gung zur Schneckenwendel 18 gezogen und auf effektive Weise untergemischt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das flüssige Mischgut aus mehreren Schichten gebildet ist und beispielsweise die obere Deckschicht aus Fett oder Wachs besteht. Um eine ein wandfreie Vermischung der Deckschicht mit dem übrigen Mischgut zu erreichen, ist es vorteilhaft, daß die hohlförmig ausgebildete Mischschnecke das Mischgut von oben her durchschneidet, wobei gleichzeitig das Misch gut zum Zentrum der Mischschnecke gezogen wird. Die relativ kleine Bauweise der Mischschnecke 17 und die hohlförmige Ausbildung der Welle 7 führt zu einem äußerst kleinen Gesamtgewicht der Mischvorrichtung.

Die Mischschnecke 17 wird über eine Vorrichtung 34 an getrieben. Die Antriebsvorrichtung 34 befindet sich im oberen Bereich des Behälters 16 und ist auf dem Stut zen 15 montiert. Die Antriebsvorrichtung 34 besteht aus einem Antriebsmotor bzw. einem Gleichstrom-Elektromo tor 1 mit einem diesem nachgeordneten Untersetzungs getriebe, z. B. einem Planetengetriebe 2. Der Elektromo tor 1 ist wie nachstehend näher erläutert regelbar.

Die gesamte Antriebsvorrichtung 34 ist mittels einer Tragvorrichtung 41 auf dem Stutzen 15 lösbar befestigt. Die Tragvorrichtung 41 besteht aus einem ersten Trag flansch bzw. einer Antriebsplatte 3 und einer zweiten Flanschplatte 4, die über mindestens zwei, in vorteil hafter Weise drei oder mehrere Abstandshalter 6 mitein ander verbunden sind. Die Abstandshalter 6 können als rohrförmige Hülsen ausgebildet sein, durch die sich Befestigungsschrauben 42 erstrecken. Die Abstandshal ter 6 befinden sich zwischen der Unterseite des ersten Tragflansches 3 und der Oberseite des zweiten Tragflan sches 4, werden mittels der Befestigungsschraube 42 zwischen den Flanschen eingeklemmt und bilden auf diese Weise einen Freiraum zwischen den Tragflanschen zur Aufnahme eines Flanschlagergehäuses 8.

Das Flanschlagergehäuses 8 weist ein Flanschlager bzw. Wälz- oder Gleitlager 9 auf, in dem die Hohlwelle 7 drehbar gelagert ist. Das Flanschlager 9 ist über Befe stigungselemente bzw. Schrauben 10 mit der zweiten Flanschplatte bzw. dem Tragflansch 4 lösbar verbunden.

Die Welle, bzw. Hohlwelle 7 steht z. B. über eine Paß federhülse mit dem Planetengetriebe 2 in Antriebsver bindung. Die Montage der kompletten Mischvorrichtung 17 mit der Hohlwelle 7 erfolgt vom Inneren des Behäl ters 16 her in den Stutzen 15, durch den Flansch 4 mit einer Wellendichtung 11 und durch den Innenring des Wälzlagers 9 sowie eine Traghülse 14. Durch diesen Ein führvorgang der Mischschnecke 17 läßt sich die An triebsvorrichtung 34 mit dem oberen Wellenstück 7 ver binden.

Um eine einwandfreie Abdichtung der Antriebsvorrich tung 34 bzw. des Flanschlagergehäuses 8 mit dem Wälz lager 9 gegenüber dem Inneren des Behälters 16 zu er reichen, ist der Flansch 4 mit der äußeren Wellendich tung 11 und die Welle 7 mit einer inneren Wellendich tung 12 abgedichtet (in Fig. 1 im Schnitt gezeichnet).

Über die Wellentraghülse 14 wird das komplette Gewicht der Welle 7 mit der Schnecke 17 auf den Innenring des Wälzlagers 9 übertragen und aufgefangen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Mischvorrichtung 17 besteht darin, daß sich diese aus folgenden Merkmalen zusammensetzt:

a) - die Schneckenwendel 18 ist kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Behälters 16,
b) - die Schneckenwendel 18 weist einen zylinderförmi gen Hohlraum auf,
c) - die Mischschnecke 17 ist in einer Hälfte des Be hälters 16 exzentrisch angeordnet,
d) - die Mischschnecke 17 wird mit einer Drehzahl zwi schen 1 und 100 U/min angetrieben,
e) - der Antrieb der Mischschnecke 17 ist regelbar,
f) - der Antrieb der Mischschnecke 17 ist von Null auf eine höhere Drehzahl U/min regelbar,
g) - die Antriebsvorrichtung 34 steht mit einer Regel einrichtung in Wirkverbindung, die über eine einen oder mehrere Geber aufweisende Auswerteinheit den Antrieb der Mischschnecke 17 regelt,
h) - der Antriebsvorrichtung 34 ist ein Gleichstrom motor 1 zugeordnet.

In vorteilhafter Weise ist die Schneckenwendel 18, wie aus. Fig. 1 zu entnehmen ist, exzentrisch zur Mittel achse 35, jedoch konzentrisch zu einer Mittelachse 44 der Schneckenwendel 18 angeordnet. Der Außendurchmes ser D₂₉ der Mischerwelle 7 ist derart groß ausgebildet, daß sie durch das Mannloch 13 oder den Stutzen 15 herangeführt und in das Innere des Behälters 16 einge setzt werden kann. Aus Kostengründen wird jedoch norma lerweise der Stutzen 15 wesentlich kleiner als der Durchmesser des Mannlochs 13 ausgebildet. Der Innen durchmesser des Mannlochs 13 kann ebenfalls aus Kosten gründen kleiner gewählt werden als der Außendurchmes ser D₂₉ der Schneckenwendel 18, so daß bei der Montage der Mischschnecke 17 diese in das Mannloch einge schraubt werden kann, was durch die vorteilhafte Ausge staltung der Schneckenwendel 18 möglich ist. Es kann sein, daß der Außendurchmesser D₂₉ der Schneckenwen del 18 aus Kostengründen größer ist als der Innendurch messer des Stutzens 15, jedoch gleich oder auch größer als der Innendurchmesser des Mannlochs 13. Normaler weise wird der Innendurchmesser des Mannlochs 13 so ge wählt, daß eine Normalperson den Behälter 16 über das Mannloch 13 besteigen kann. Bei relativ großen Behäl tern ist es mitunter auch erforderlich, den Außendurch messer D₂₉ der Schneckenwendel 18 größer zu wählen als den Innendurchmesser des Mannlochs 13. Auf jeden Fall wird der Außendurchmesser der Schneckenwendel 18 so groß gewählt sein, daß sich die Schneckenwendel 18 ohne weiteres durch Drehen in das Mannloch 13 einschrauben läßt.

Um eine gute Durchmischung des Mischguts zu gewährlei sten, ist die Breite des Schneckenbands 18 der Misch vorrichtung 17 kleiner als 1/4 des Außendurchmes sers D₂₉ der Schneckenwendel 18.

Eine optimale Durchmischung des Mischguts wird auch da durch erreicht, daß die gesamte Anlage mit einer Dreh zahl-Überwachungseinrichtung und einer Auswerteinheit bzw. Signalauswertung 28 ausgestattet ist, die mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Rechner in Verbindung stehen kann. Die Auswerteinheit 28 steht über die elektrische Leitung 39 und die Signalverknüp fung 27 mit einem Signalgeber zur Erfassung der minima len Füllhöhe 23 und der maximalen Füllhöhe 22 in Ver bindung. Ferner kann die Auswerteinheit 28 auch mit einem Temperaturgeber 26 und einem Motorstromsignal 25 in Wirkverbindung stehen und hieraus ein zur Prozeßkon trolle nützliches Signal, das sich proportional zur Viskosität verhält, bilden.

Durch die vorteilhafte Ausbildung der Mischvorrichtung ist ein nachträglicher Einbau in einen gasdichten bzw. stationären Mischerbehälter ohne weiteres möglich. Die Belastung des Stutzens durch das Mischergewicht sowie durch das Anfahrmoment der Mischerschnecke 17 ist durch die leichte Bauweise sehr gering. Durch den elektrisch steuerbaren Gleichstrommotor 1 läßt sich ferner auch das Anfahrmoment wesentlich reduzieren, insbesondere dann, wenn die Schnecke langsam von 0 auf eine höhere Drehzahl hochgefahren wird. Auf diese Weise wird eine allmähliche Erhöhung des Drehmoments erreicht und da durch eine geringere Belastung des Stutzens 15.

Die bereits bekannten Mischervorrichtungen weisen nor malerweise Blatt-, Anker-, Propeller- oder Tangential- Mischer aus, die keine Motorüberwachung oder Motorregelung haben. Das Gesamtgewicht liegt bei derartigen Vor richtungen meist weit über 50 kg und zur gründlichen Durchmischung ist auch eine wesentlich größere Lei stungsaufnahme von über 100 W erforderlich. Mit der er findungsgemäßen Vorrichtung und durch die Materialwahl, beispielsweise Aluminium oder Titan, kann das Material gewicht p 3 g/cm³ erreicht werden. Hierzu trägt auch die hohlförmige Ausbildung der Schneckenwendel 18 und der Welle 7 bei.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Abstand A₃₁ etwa gleich groß wie der Durchmesser D₂₉ der Schneckenwen del 18 oder auch etwas größer. In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser D₂₉ der Schneckenwen del 18 kleiner ist als der halbe Durchmesser D₃₇ des Behälters 16. Dadurch erhält man eine Mischvorrichtung in Leichtbauweise.

Der Steigwinkel der Schneckenwendel 18 kann zwischen 50 und 35° groß sein, so daß beim Rühren keine Luft unter gerührt wird.

Bezugszeichenliste

1 Antriebsmotor, Elektromotor
2 Untersetzungsgetriebe, Planetengetriebe
3 erster Tragflansch, Antriebsplatte
4 zweite Flanschplatte, Tragflansch
5 dritter Tragflansch
6 Abstandshalter
7 Welle, Mischerwelle bzw. Hohlwelle
8 Flanschlagergehäuse
9 Flanschlager bzw. Wälz- oder Gleitlager
10 Befestigungselement
11 Wellendichtung, außen
12 Wellendichtung, innen
13 Mannloch
14 Wellentraghülse
15 Stutzen
16 Behälter
17 Mischvorrichtung, Mischschnecke
18 Schneckenwendel bzw. Schneckenband
19 Behälterboden
20 Behälterwand
21 Behälterdecke
22 Füllhöhe, max
23 Füllhöhe, min
24 Füllstands-Anzeigevorrichtung
25 Signal, Motorstrom
26 Mischgut-Temperatur
27 Signalverknüpfung
28 Signalauswertung
32 Signal Drehzahl
33 Steg
34 Antriebsvorrichtung
35 Mittelachse
38 Deckel
39 Leitung
40 Breite
41 Tragvorrichtung
42 Befestigungsschraube
43 oberes Ende
44 Mittelachse
45 Schneckensegment
46 Stegende, Lasche
A₃₁ Abstand
D₂₉ Außendurchmesser der Schneckenwendel 18
D₃₀ Innendurchmesser der Schneckenwendel 18
D₃₇ Durchmesser Behälter 16

Claims

1. Vorrichtung zum Mischen von rührfähigen Medien wie Flüssigkeiten, Dickstoffe bzw. schüttbares Rührgut mittels einer mindestens eine Schnecken wendel (18) aufweisenden Mischvorrichtung (17), die an einem Behälter (16) drehbar gelagert und mittels eines Antriebsmotors (1) antreibbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) - der Schneckenwendeldurchmesser (D₂₉) ist kleiner als die Hälfte des Durchmessers (D₃₇) oder kleiner als die Hälfte der Diagonale des Be hälters (16)
b) - die Schneckenwendel (18) weist einen zylin derförmigen Hohlraum auf,
c) - die Schneckenwendel (18) ist in einer Hälfte des Behälters (16) exzentrisch angeordnet,
d) - die Schneckenwendel (18) wird mit einer Drehzahl zwischen 1 und 100 U/min bzw. zwischen 10 und 50 U/min angetrieben,
e) - der Antrieb der Schneckenwendel (18) ist re gelbar.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Behälter (16) zylinderförmig bzw. rechteckig einen Stutzen (15) und/oder ein Mannloch (13) aufweist, über den oder das eine vor montierte Mischvorrichtung (17) in den Behäl ter (16) einsetzbar und im Bereich des Stut zens (15) mittels einer Tragvorrichtung (41) la gerbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (41) an einen Tragflansch (5) fest bzw. lösbar ange schlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Tragflansch (5) fest am Stutzen (15) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (17) aus einer koaxial zum Stutzen (15) ausgebildeten Schneckenwendel (18) gebildet ist, die an einer Welle (7) koaxial be festigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Tragvorrichtung (41) aus einem er sten, eine Antriebsvorrichtung (34) aufweisenden Tragflansch (3) und einem zweiten über Abstands halter (6) miteinander verbundenen zweiten Trag flansch (4) besteht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zweiten Tragflansch (4) ein Flanschlager gehäuse (8) mit einem Flanschlager bzw. Wälz- oder Gleitlager (9) angeordnet ist, in dem die Welle (7) drehbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerwelle (7) und/oder der Stutzen (15) exzentrisch zur Mittelachse (35) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D₂₉) der Schneckenwen del (18) derart groß ausgebildet ist, daß sie durch das Mannloch (13) oder den Stutzen (15) hindurchgeführt und in das Behälterinnere einge setzt werden kann.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D₂₉) der Wendel schnecke (18) kleiner, gleich oder größer als der Innendurchmesser des Stutzens (15) oder des Mannlochs (13) ist.

11. Vorrichtung nach einem oder der mehreren der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (15) einen Innendurchmesser auf weist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Mannlochs (13).

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (18) der Mischvorrichtung in das Mannloch (13) eingedreht und auf diese Weise in das Behälterinnere eingeführt werden kann.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (34) der Mischvorrich tung (17) aus einem Elektromotor (1) und einem Untersetzungsgetriebe (2) besteht, das von Null ausgehend auf eine höhere Drehzahl regelbar ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel als Schneckenband (18) ausge bildet ist, das eine Breite aufweist, die kleiner ist als 1/4 des Außendurchmessers der Schnecken wendel (18).

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) der Mischvorrichtung (17) als Hohl welle ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsvorrichtung (34) eine Drehzahlüber wachungs-Einrichtung zugeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (16) eine Viskositäts-Überwachungs einrichtung zugeordnet ist, die unter Berücksich tigung von ermittelter Mischgut-Temperatur, Füllstand (24), Motorstrom (25) und Drehzahl (32) die Viskosität des Mischguts ermittelt.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) - die Schneckenwendel (18) ist kleiner als die Hälfte des Durchmessers des Behälters (16),
b) - die Schneckenwendel (18) weist einen zylin derförmigen Hohlraum auf,
c) - die Schneckenwendel (18) ist in einer Hälfte des Behälters (16) exzentrisch angeordnet,
d) - die Schneckenwendel (18) wird mit einer Drehzahl zwischen 1 und 100 U/min bzw. zwischen 10 und 50 U/min angetrieben,
e) - der Antrieb der Schneckenwendel (18) ist re gelbar,
f) - der Antrieb (34) der Mischschnecke (17) ist von Null auf eine höhere Drehzahl U/min regelbar,
g) - die Antriebsvorrichtung (34) steht mit einer Regeleinrichtung in Wirkverbindung, die über eine einen oder mehrere Geber aufweisende Auswerteein heit den Antrieb der Mischvorrichtung (17) re gelt,
h) - der Antriebsvorrichtung (34) ist ein Gleich strommotor (1) zugeordnet.
i) - die Schneckenwendel (18) ist aus halbkreis förmigen Segmenten (45), die jeweils mindestens einen oder zu zweit mindestens einen radialen Steg (33) zur Mischerwelle (7) aufweisen, lös- oder unlösbar zusammengesetzt, sowie mit dem ca. 90° umgebogenen Stegende bzw. der Lasche (46) lös- oder unlösbar an der Welle (7) befestigt.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmessers (D₃₇) des Behälters (16) zum Durchmesser (D₂₉) der Schneckenwendel (18) oder der Mischvorrichtung (17) 3 : 1 ist.