DE19629945A1 - Mischvorrichtung zum Vermischen von rieselfähigen Feststoffen mit wenigstens einer Flüssigkeit - Google Patents
Mischvorrichtung zum Vermischen von rieselfähigen Feststoffen mit wenigstens einer FlüssigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Vermischen von
pulver- und/oder körnigen Partikeln oder dergleichen rieselfähigen
Feststoffen mit wenigstens einer Flüssigkeit, mit einem vertikalen,
etwa zentralen Zuführschacht für die Feststoffe und mit wenigstens
einem um eine vertikale Achse rotierenden Mischwerkzeug sowie
mit einer seitlichen Flüssigkeitszufuhr.
Eine derartige Mischvorrichtung ist aus der DE-AS 25 20 788 oder
aus der DE-OS 26 17 612 bekannt.
Bei der Mischvorrichtung gemäß der DE-AS 25 20 788 werden die
rieselfähigen Feststoffe mittels eines als Zuführschacht dienenden
Fallrohres in einen das untere Ende dieses Fallrohres um
schließenden Düsenkörper geleitet, der sich in vertikaler Richtung
von oben nach unten zu der Mündung des Fallrohres hin verengt,
aber auch gegenüber dieser Mündung noch einen Seitenabstand
einhält. Die zuzumischende Flüssigkeit wird über den oberen
breiteren Bereich dieses Düsenkörpers geleitet, so daß die
Flüssigkeit im unteren Bereich des Fallrohres zunächst wie die
Feststoffe etwa vertikal von oben nach unten strömt und dabei
durch die Verringerung des Querschnittes ihre Strömungsgeschwindig
keit erhöht. Dabei reicht dieser Düsenkörper in vertikaler Richtung
noch etwas über das untere Ende des Fallrohres hinaus und darunter
befindet sich ein um eine vertikale Achse rotierender Mischteller
als Mischwerkzeug. Gerade die beschleunigte Strömung der
Flüssigkeit kann dabei bewirken, daß vor allem dann, wenn das
Fallrohr nicht vollständig mit zuströmenden Feststoffen ausgefüllt
ist, Flüssigkeit von unten nach oben zurück in dieses Fallrohr
gelangt und beispielsweise auch in der Phase des Abstellens der
Zufuhr herabfallende Festkörper derart durch den zurückprallenden
Rückstrom bremst und benetzt, daß es innerhalb des Zuführrohres
zu Ablagerungen und Verstopfungen kommen kann. Dabei besteht vor
allem am unteren Ende des Fallrohres die Gefahr, daß die
Düsenwirkung ganz oder teilweise dadurch aufgehoben wird, daß
der auf den Mischteller auftreffende Strahl von Flüssigkeit und
Festkörpern reflektiert und dabei auch teilweise entgegen der
Fallrichtung geschleudert wird. Kommt es auf diese Weise zu
Verstopfungen des Zuführrohres, ist ein erheblicher Reinigungsauf
wand und Zeitverlust zu befürchten.
Mit der Mischvorrichtung gemäß der DE-OS 26 17 612 soll ein
rieselfähiger Feststoff, nämlich Quarzsand, mit einer Härter- und
Binderkomponente vermischt werden und wird dabei an einem im
vertikalen Zustrom dieses Quarzsandes angeordneten, ventilartigen
und verstellbaren Verschlußkörper vorbeigeleitet, unterhalb welchem
etwa koaxial, also wiederum in vertikaler Richtung von oben nach
unten wirkende Düsen angeordnet sind, aus denen eine Flüssigkeit,
nämlich die Härterkomponente, zum Benetzen des Quarzsandes
austritt. Unter einem darunter befindlichen rotierenden und mit
Mischwerkzeugen versehenen Mischkorb gelangt diese Vormischung
über einen Trichter zu einem zweiten Mischraum, in welchem weitere
Düsen zum Zuführen der Binderkomponente angeordnet sind, die schräg
von oben nach unten gerichtet sind. Darunter gelangt die
Gesamtmischung auf ein weiteres Mischwerkzeug in Form eines
Mischtellers oder Mischkorbes, der die Gesamtmischung zunächst
radial nach außen schleudert, bevor sie dann wiederum nach unten
abgezogen werden kann. Deshalb ist auch der Antriebsmotor für
die Mischwerkzeuge oberhalb der Mischbereiche angeordnet und muß
von dem zuströmenden Quarzsand in aufwendiger Weise umgangen
werden.
Vor allem wird der Zustrom des Quarzsandes durch den Ver
schlußkörper erheblich behindert und gebremst, während bei einer
zu großen Öffnung im Bereich des Verschlußkörpers die Gefahr
besteht, daß ein Teil der Härterkomponente aufgrund der Wirkung
des Mischkorbes wiederum entgegen der Förderrichtung reflektiert
und zurückgeschleudert wird, so daß es im Bereich des Ver
schlußkörpers zu Verstopfungen kommen kann, die eine gründliche
Reinigung der Vorrichtung mit entsprechendem Zeitaufwand nach sich
ziehen würde.
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Mischvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der eine effektive und wirksame
Vermischung der durch die Schwerkraft zugeführten Feststoffe mit
Flüssigkeit ermöglicht wird, ohne daß Flüssigkeit in den
Zuführbereich der Feststoffanteile gelangen kann, so daß in diesem
Bereich Verklumpungen und Verstopfungen und somit eine weitere
Zufuhr der Feststoffe oder aufwendige Reinigungen vermieden werden.
Zur Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe ist die
eingangs genannte Mischvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß
das oder die Mischwerkzeuge als in vertikaler Förderrichtung der
Feststoffe von oben nach unten wirksame Flügel ausgebildet sind
oder derartige Flügel aufweisen und daß die Flüssigkeitszufuhr
zu dem Mischraum schräg oder radial von der Seite her im
Förderbereich der Mischwerkzeuge angeordnet und der Bereich
oberhalb der Mischwerkzeuge von einer Flüssigkeitszufuhr frei ist.
Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Mischwerkzeuge nicht
nur die ihnen eigene Aufgabe des Vermischens der Feststoffe mit
der Flüssigkeit erfüllen, sondern gleichzeitig eine Förderwirkung
in Fortsetzung der Zufuhr der Feststoffpartikel haben und die
in ihrem Bereich zugeführte Flüssigkeit also in vertikaler Richtung
von oben nach unten und somit in der gleichen Richtung wie die
Feststoffe befördern und zwar auch in der Richtung der Schwerkraft.
Somit kann keine Flüssigkeit entgegen der Förderrichtung in den
Bereich der Feststoffzufuhr gelangen, da die Flüssigkeit nicht
von den Mischwerkzeugen entgegen der Zufuhrrichtung der Feststoffe
abprallen und nach oben umgelenkt werden kann. Dadurch können
Verklumpungen im unteren Bereich des Zuführschachtes für die
Feststoffe vermieden werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn mehrere etwa propellerartig
ausgebildete Mischflügel und Mischwerkzeuge axial untereinander
angeordnet sind und die Flüssigkeitszufuhr zumindest zu dem
obersten Mischwerkzeug radial und insbesondere gleichzeitig von
außen nach innen schräg von oben nach unten gerichtet und/oder
eine Umlenkung für die Flüssigkeit in eine zumindest schräg
abwärtsgerichtete Strömungsrichtung vorgesehen ist. Vor allem an
einem obersten Mischwerkzeug besteht die größte Gefahr, daß
Flüssigkeit auch zumindest zum Teil vertikal nach oben abprallt
und hochspritzt, was durch die vorerwähnte Anordnung vermieden
werden kann.
Im Bereich der in axialer Richtung unterhalb eines obersten
Mischwerkzeuges befindlichen weiteren Mischwerkzeuge angeordnete
Flüssigkeitszuführungen oder Zuführdüsen können radial und
horizontal von außen nach innen, insbesondere zur Mitte der
Vorrichtung hin, gegebenenfalls auch zusätzlich schräg nach unten
gerichtet sein. Die horizontale Zufuhr von Flüssigkeit an den
axial tieferliegenden Mischwerkzeugen verbessert die Verweilzeit
der Flüssigkeit im Mischbereich gegenüber einer etwas schräg
abwärtsgerichteten Strömung, ohne daß diese Flüssigkeit nach oben
in den trockenzuhaltenden Zuführbereich der Feststoffe zurück
spritzen kann, weil dazwischen außerdem noch das oberste
Mischwerkzeug angeordnet ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Mündungen der Flüssigkeitszufuhr
jeweils unterhalb der obersten Kante des oder der Mischwerkzeuge
angeordnet sind, so daß die Mischwerkzeuge gleich beim Auftreffen
der Flüssigkeit diese selbst in vertikaler Richtung nach unten
ablenken und umlenken können und so eine Reflexion oder ein
Spritzen entgegen der Schwerkraft verhindern. Dabei wäre auch
denkbar, im Bereich des obersten Mischwerkzeuges keine Flüssig
keitszufuhr vorzusehen.
Für eine effektive und gute Durchmischung ist es günstig, wenn
in axialer Richtung mehrere Flüssigkeitszuführungen untereinander
angeordnet sind und wenn jeweils am Umfang des Mischbereiches
mehrere Zuführöffnungen insbesondere auf gleicher Höhe liegen,
so daß in axialer Richtung untereinanderliegende Ringbereiche mit
jeweils mehreren Flüssigkeitszuführungen oder Zuführöffnungen
angeordnet sind. Somit kann Flüssigkeit am gesamten Umfang des
Mischraumes und der Mischwerkzeuge von den Seiten her zugeführt
und mit den von oben zuströmenden Feststoffen effektiv vermischt
werden, wobei mehrere axial untereinanderliegende Mischwerkzeuge
zu einer intensiven Vermischung führen, obwohl sie gleichzeitig
in Richtung der Schwerkraft eine Förderwirkung ausüben. Es wird
jedoch die Mischung bei dieser von Schwerkraft und Mischflügeln
bewirkten Abwärtsbewegung durch mehrere Mischwerkzeuge geleitet,
was zu der erwünschten guten Vermischung der Feststoffe mit der
Flüssigkeit führt.
Ausgestaltungen des Mischraumes und der Flüssigkeitszuführungen
sind Gegenstand der Ansprüche 6 und 7. Darin werden Merkmale und
Ausgestaltungen angegeben, die erlauben, mit nur einer einzigen
Druckleitung Flüssigkeit zuzuführen und effektiv auf die
verschiedenen Flüssigkeitszuführungen und Zuführöffnungen
entsprechend ihrer Zuordnung zu den Mischwerkzeugen zu verteilen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung von eigener schutzwürdiger
Bedeutung und zur noch besseren Verhinderung eines Zurückspritzens
oder Zurückströmens von Flüssigkeit in den trockenen Zuführbereich
der Feststoffe kann darin bestehen, daß oberhalb der Mischwerkzeuge
oder des Mischraumes zwischen den Mischwerkzeugen und dem
Zuführschacht für die Feststoffe eine in Zuführrichtung der
Feststoffe wirkende Förderschnecke angeordnet ist, die den im
wesentlichen trockenen Zuführschacht von dem nassen Mischbereich
trennt, also den Querschnitt des Zuführschachtes oder seiner
Fortsetzung praktisch vollständig - bis auf ein geringes Spiel
gegenüber einer Wandung - ausfüllt.
Durch diese auch unabhängig von der Anordnung der Flüssigkeits
zuführungen anwendbare Lösung kann erreicht werden, daß der
trockene Teil von dem nassen Mischteil getrennt ist, so daß ein
Flüssigkeitszutritt zu dem trockenen Bereich ausgeschlossen wird,
ohne daß aber die Zufuhr des Trockengutes bzw. der Feststoffe
behindert wird, weil die Förderschnecke in der von oben nach unten
gerichteten Förderrichtung für die Feststoffe wirksam ist. In
scheinbar unnötiger Weise wird dadurch die Förderung der Feststoffe
in vertikaler Richtung von oben nach unten unterstützt, jedoch
gleichzeitig erreicht, daß die diese Förderung unterstützende
Förderschnecke den trockenen Bereich von dem nassen Mischbereich
abschirmt und gewissermaßen als "Sperrschnecke" dient. Eventuell
von unten her gegen die Förderschnecke spritzende Flüssigkeit
wird aufgrund der Förderrichtung jeweils immer wieder zu dem
Mischbereich zurückgebracht, kann also nicht in den trockenen
Zuführbereich und Zuführschacht gelangen und also auch keine
Verklumpungen bewirken.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung vor allem dieser
Förderschnecke oder "Sperrschnecke" kann darin bestehen, daß die
Förderschnecke unterbrochen ist und aus in axialer Richtung
übereinander und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten
Schneckengangstücken besteht, zwischen denen axiale Zwischenräume
frei sind und die sich in axialer Richtung gesehen jeweils
vorzugsweise überdecken. Diese Schneckengangstücke können dabei
in axialer Richtung so nah aneinandergerückt sein, daß sie sich
eigentlich nicht zu einer durchgehenden einzigen Förderschnecke
ergänzen, sondern propellerartig angeordnet sind und somit mit
einer relativ kurzen axialen Ausdehnung dennoch die Abwärtsför
derung unterstützen, aber ein Hochspritzen von Flüssigkeit in
den trockenen Bereich verhindern. Gleichzeitig wird das Zuführen
des Trockenmittels aufgrund der Abstände und Unterbrechungen einer
solchen Förderschnecke noch leichtgängiger, weil die Schwerkraft
entsprechend gut wirksam werden kann. Dennoch ergibt sich der
erfindungsgemäße Spritzschutz in vertikaler Richtung.
Die Förderschnecke kann koaxial auf einer Fortsetzung der
Antriebswelle für die Mischwerkzeuge angeordnet und von dem
Antriebsmotor für die Mischwerkzeuge mitantreibbar sein. Somit
wird für diese als Spritzschutz dienende Förderschnecke, sei es
eine durchgängige Schnecke, seien es einzelne in axialer Richtung
gegeneinander versetzte Schneckengänge, kein eigener Antriebsmotor
benötigt.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Antriebsmotor für die
Mischwerkzeuge unterhalb der Mischkammer angeordnet ist. Somit
wird die Zufuhr der Feststoffe von oben her nicht durch den Antrieb
und die die Mischwerkzeuge tragende Welle behindert.
Im oberen Bereich des Zuführschachtes für die Feststoffe kann
eine insbesondere etwa horizontal angeordnete Dosierschnecke zum
Zuführen und Dosieren der Feststoffe münden. Dadurch wird erreicht,
daß eine genau festgelegte Menge von Feststoffen zu dem Misch
bereich gelangt, dem dann wiederum dosiert eine entsprechende
Flüssigkeitsmenge zugeführt werden kann. Vorteilhaft ist also,
daß die durch den Zuführschacht herabfallenden Feststoffe schon
dosiert sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung von erheblicher Bedeutung
kann darin bestehen, daß die Verbindung des vertikalen Zuführ
schachtes mit dem Mischraum luftdicht abgeschlossen ist. Dadurch
kann ein Lufteintrag in die Mischung vermindert oder sogar
vermieden werden. In diesem Bereich kann dann auch die schon
mehrfach erwähnte Förderschnecke angeordnet sein, die aufgrund
des luftdichten Abschlusses dieses Bereiches ebenfalls keine
zusätzliche Luft ansaugen und der Mischung zuführen kann.
Dabei besteht ein weiterer Vorteil dieser Förderschnecke noch
darin, daß etwas mehr Trockenmaterial oder Feststoffe zugeführt
werden können, als diese Förderschnecke in vertikaler Richtung
weiterbefördern kann, so daß sich oberhalb von ihr ein gewisser
Rückstau bilden läßt, durch den ein Mitreißen von Luft ebenfalls
weitgehend ausgeschlossen wird. Durch die Förderschnecke und deren
Drehzahl kann dennoch für eine richtige Mischung gesorgt werden,
zumal die Drehzahl so erhöht werden kann, daß der Rückstau oberhalb
der Förderschnecke seine Höhe beibehält, solange der Mischvorgang
andauert.
Gegebenenfalls kann dabei die oberhalb des Mischraumes angeordnete
Förderschnecke in den Zuführschacht nach oben verlängert sein,
um die Kombination aus Förder- und Absperrwirkung zu verbessern
und erforderlichenfalls auch noch eine Dosierwirkung ausüben zu
können.
Eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung
kann darin bestehen, daß sich der Mischraum in axialer Richtung
von oben nach unten konisch erweitert und die radiale Erstreckung
der Mischwerkzeuge insbesondere entsprechend zunimmt. Da in axialer
Richtung übereinander mehr und mehr Flüssigkeit zuströmt, nimmt
das Volumen der Mischung zu. Dem kann durch eine entsprechende
Erweiterung des Mischraumes Rechnung getragen werden, falls nicht
die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Mischraumes von oben
nach unten zunehmen soll.
Unterhalb des Mischraumes kann eine koaxial auf der gleichen
Antriebswelle angeordnete Dispergiereinrichtung angeordnet sein.
Dadurch kann die in dem Mischraum gebildete Mischung aus
Flüssigkeit und Feststoffen noch intensiver weitergemischt werden.
Insgesamt ergibt sich eine Mischvorrichtung, mit der Feststoffe
und Flüssigkeit innig durchmischt werden können, ohne daß es im
Zuführbereich der Feststoffe aufgrund zurückspritzender Flüssigkeit
zu Verklumpungen kommen kann. Dabei kann in vorteilhafter Weise
gleichzeitig ein übermäßiger Lufteintrag in die Mischung vermieden
werden.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter
Darstellung:
Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Mischvorrichtung, bei welcher oberhalb des obersten
Mischwerkzeuges eine in vertikaler Richtung von oben
nach unten wirksame Förderschnecke mit mehreren
durchgehend verbundenen Schneckengängen angeordnet ist
und in dem Mischraum in axialer Richtung untereinander
mehrere Mischwerkzeuge und darunter eine Dispergiervor
richtung gelagert sind,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Aus
führungsform einer Mischvorrichtung, die mit der gemäß
Fig. 1 im wesentlichen übereinstimmt, wobei aber oberhalb
der Mischwerkzeuge einzelne Stücke von Schneckengängen
oder dergleichen in axialer Richtung untereinander
angeordnet sind, die sich jeweils - in Umfangsrichtung
gesehen - etwas überdecken sowie
Fig. 3 einen Querschnitt des Zuführschachtes mit Blick auf die
sich etwa überlappenden einzelnen Schneckenabschnitte
gemäß Fig. 2.
Bei den nachfolgend beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen
einer im ganzen mit 1 bezeichneten Mischvorrichtung haben
hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmende Teile auch dann
übereinstimmende Bezugszahlen, wenn sie etwas unterschiedlich
gestaltet sind.
Die Mischvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 und gemäß Fig. 2 dient zum
Vermischen von pulver- und/oder körnigen Partikeln oder dergleichen
rieselfähigen Feststoffen mit wenigstens einer Flüssigkeit. Dabei
ist ein im wesentlichen vertikaler und etwa zentraler Zuführschacht
2 für die Feststoffe vorgesehen, der von oben her in eine
Mischkammer 3 mündet, in welcher um eine vertikale Achse oder
Welle 4 rotierende Mischwerkzeuge 5 und 6 angeordnet sind. Die
Mischkammer 3 hat außerdem eine noch näher zu beschreibende, im
ganzen mit 7 bezeichnete Flüssigkeitszufuhr, damit in der
Mischkammer 3 Feststoffe und Flüssigkeit vermischt werden können.
In beiden Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß die Misch
werkzeuge 5 als in vertikaler Förderrichtung der Feststoffe von
oben nach unten wirksame Flügel ausgebildet sind bzw. derartige
Flügel aufweisen, die dazu gegenüber einer vertikalen Ebene etwas
schrägstehen, aber auch bei vertikaler Anordnung durch die
Schwerkraft auch in vertikaler Richtung nach unten wirksam sind.
Die Flüssigkeitszufuhr zu dem Mischraum 3 erfolgt in einem oberen
Bereich schräg und in tieferliegenden Bereichen radial und
horizontal von der Seite her und führt in den Förderbereich der
Mischwerkzeuge 5 und 6.
Dabei erkennt man in beiden Ausführungsbeispielen jeweils mehrere
Flüssigkeitszuführungen 8 und 9 in Form von Bohrungen, die von
der eigentlichen Flüssigkeitszufuhr 7 in noch zu beschreibender
Weise gespeist werden. Gleichzeitig wird deutlich, daß der Bereich
oberhalb der Mischwerkzeuge 5 und 6 von einer Flüssigkeitszufuhr
frei ist, denn selbst die in axialer Richtung am weitesten oben
befindlichen Flüssigkeitszuführungen 8 münden in die Mischkammer
3 unterhalb von deren oberster Begrenzung 10. In die Mischkammer
3 eintretende Flüssigkeit wird also von den Mischwerkzeugen 5
und 6 erfaßt und in Richtung der Schwerkraft, also abwärts bewegt,
so daß sie nicht in den trockenen Bereich des Zuführschachtes
2 spritzen und dort zu Verklumpungen der Feststoffe führen kann.
In der Mischkammer 3 sind jeweils mehrere, etwa propellerartig
ausgebildete, Mischflügel 6a und 5a axial untereinander angeordnet
und die Flüssigkeitszuführung 8 zumindest zu dem obersten
Mischwerkzeug 5 ist radial und gleichzeitig von außen nach innen
schräg von oben nach unten gerichtet, so daß ein Eintritt von
Flüssigkeit in den Zuführschacht 2 auch im Bereich der oberen
Begrenzung 10 der Mischkammer 3 praktisch ausgeschlossen ist.
Im Bereich der in axialer Richtung unterhalb des obersten
Mischwerkzeuges 5 befindlichen weiteren Mischwerkzeuge 6 sind die
Flüssigkeitszuführungen 9 oder Zuführdüsen radial und horizontal
von außen nach innen insbesondere zur Mitte der Vorrichtung und
der Mischkammer 3 hin gerichtet. In diesem Bereich besteht kaum
noch eine Gefahr, daß Flüssigkeit auch vertikal nach oben gelangt,
zumal sich darüber noch das oberste Mischwerkzeug 5 befindet.
Die Mündungen der Flüssigkeitszuführungen 8 und 9 sind dabei
jeweils unterhalb der obersten Kante des oder der Mischwerkzeuge
5 und 6 angeordnet, so daß sie bei entsprechender Drehrichtung
den auf sie treffenden Flüssigkeitsstrahl nach unten ablenken.
Der in Fig. 1 und 2 im mittleren Bereich von seiner Stirnseite
her sichtbare Mischflügel 6a wird dabei aufgrund der Drehung der
Achse 4 von rechts nach links bewegt, so daß seine Unterseite
6b die auftreffende Flüssigkeit nach unten umlenkt, gleichzeitig
aber natürlich mit den Feststoffteilchen vermischt. Da mehrere
Mischwerkzeuge 5 und 6 in axialer Richtung untereinander angeordnet
sind, ergibt sich trotz dieser Ablenkung der Flüssigkeit nach
unten hin eine intensive Vermischung.
Dabei sind in axialer Richtung auch mehrere Flüssigkeitszuführungen
8 und 9 untereinander angeordnet, was der axialen Anordnung
mehrerer Mischwerkzeuge 5 und 6 untereinander etwa entspricht,
wobei allerdings in den Ausführungsbeispielen untereinander nur
jeweils drei Bereiche mit Flüssigkeitszuführungen 8 und 9, aber
vier Mischwerkzeuge 5 und 6 vorgesehen sind. Dabei liegen jeweils
am Umfang des Mischbereiches der Mischkammer 3 mehrere Zuführöff
nungen 8 und 9 jeweils auf gleicher Höhe, so daß in axialer
Richtung untereinanderliegende Ringbereiche mit jeweils mehreren
auf gleicher Höhe befindlichen Flüssigkeitszuführungen 8 und 9
gebildet sind. Somit strömt die Flüssigkeit von mehreren Seiten
und in unterschiedlichen Höhen gleichzeitig in die Mischkammer
3 ein und kann dort mit Hilfe der Mischwerkzeuge 5 und 6 intensiv
mit dem von oben zugeführten Trockenmaterial vermischt werden.
Die Mischkammer 3 hat dabei eine sie außenseitig umschließende,
relativ dicke Wandung 11 mit Öffnungen 8 und 9 als Flüssigkeits
zuführungen und an der Außenseite dieser Wandung 11 erkennt man
einen abgeschlossenen Ringraum 12, der seinerseits mit Abstand
zu der Wandung 11 ebenfalls durch eine Wand 13 begrenzt ist. In
diesen außerdem natürlich auch nach oben und unten abgeschlossenen
Ringraum 12 mündet eine zu der Flüssigkeitszufuhr 7 gehörende
Flüssigkeitsleitung 14, die dabei als Druckleitung ausgebildet
ist und in der vor der Mündung in den Ringraum 12 eine Druckpumpe
15 angeordnet ist, die den erforderlichen Flüssigkeitsdruck vor
allem in dem Ringraum 12 erzeugt, so daß die Flüssigkeit mit einer
entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit durch die Flüssigkeits
zuführungen 8 und 9 oder dort eventuell sogar noch angeordnete
Düsen in die Mischkammer 3 eingespritzt wird.
Damit der Zuführschacht 2 und die Mischkammer 3 noch besser
voneinander getrennt und der Zuführschacht 2 gegenüber Flüssigkeit
abgeschirmt wird, ist in beiden Ausführungsbeispielen oberhalb
der Mischwerkzeuge 5 und oberhalb der Mischkammer 3 zwischen den
Mischwerkzeugen 5 und dem Zuführschacht 2 eine in Zuführrichtung
der Feststoffe, also vertikal nach unten wirkende Förderschnecke
16 angeordnet, die den im wesentlichen trockenen Zuführschacht
2 also von dem nassen Mischbereich der Mischkammer 3 trennt, so
daß trotz des abwärts strömenden Feststoffes keine Flüssigkeit
in den Zuführschacht 2 gelangen kann, selbst wenn innerhalb der
Mischkammer 3 ein erhöhter Druck und eine starke Verwirbelung
stattfindet. Die Förderschnecke 16 füllt diesen Zuführbereich auch
in axialer Richtung so vollständig aus und bewirkt eine zwangsweise
Abwärtsbewegung, daß auch gegen ihre Unterseite hochspritzende
Flüssigkeit dieses Hindernis nicht überwinden kann.
Während im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine mehrgängige
Förderschnecke vorgesehen ist, ist im Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2 und 3 die Förderschnecke 16 gewissermaßen unterbrochen,
besteht also aus einzelnen Schneckengangstücken 16a, die in axialer
Richtung übereinander und gemäß Fig. 3 in Umfangsrichtung
gegeneinander versetzt sind und zwischen denen axiale Zwischenräume
17 frei sind, die jedoch - in axialer Richtung gesehen -
verschlossen sind, weil sich die Schneckengangstücke 16a in dieser
Richtung gesehen gemäß Fig. 3 jeweils etwas überdecken und
überlappen. Somit wird trotz dieser Unterbrechungen ein im
wesentlichen gegen ein Hochspritzen von Flüssigkeit dichter
Abschluß erreicht, der aber trotzdem die trockenen Feststoffe
von oben nach unten durchläßt und unter Umständen erforderlichen
falls sogar zwangsweise abwärts fördert.
In beiden Ausführungsbeispielen ist die Förderschnecke 16 koaxial
auf einer Fortsetzung der als Antriebswelle dienenden Achse 4
für die Mischwerkzeuge 5 und 6 angeordnet, so daß sie mit demselben
Antriebsmotor 18 in Rotation versetzt wird, mit welchem auch die
Mischwerkzeuge 5 und 6 angetrieben werden. Die Drehrichtung ist
dabei so gewählt, daß die Förderschnecke 16 in vertikaler Richtung
abwärts fördert.
Der Antriebsmotor 18 für die Mischwerkzeuge 5 und 6 und somit
auch die Förderschnecke 16 ist dabei unterhalb der Mischkammer
3 angeordnet, so daß die Achse 4 nicht den Zuführschacht 2
beeinträchtigt oder teilweise ausfüllt.
In beiden Ausführungsbeispielen erkennt man außerdem im oberen
Bereich des Zuführschachtes 2 für die Feststoffe eine etwa
horizontal angeordnete Dosierschnecke 19, mit welcher die
Feststoffe in der richtigen Menge für die gewünschte Mischung
dosiert und dem Zuführschacht 2 zugeführt werden.
Die Verbindung des vertikalen Zuführschachtes 2 mit der Mischkammer
3 und einem an deren Oberseite hochstehenden Stutzen 20 ist in
beiden Ausführungsbeispielen luftdicht durch eine umlaufende
Manschette 21 abgeschlossen. Somit kann an dieser Stelle keine
zusätzliche Luft in die Mischung eingetragen werden. Dabei erweist
sich die Förderschnecke 16 zusätzlich als vorteilhaft, wenn
oberhalb von ihr ein gewisser Stau an Werkstoff bewirkt wird,
von welchem die Förderschnecke 16 jeweils etwa so viel Material
nach unten bringen kann, wie von der Dosierschnecke 19 zugeführt
wird. Ein derartiger oberhalb der Förderschnecke 16 auf dieser
befindlicher Stau an Trockenmaterial vermindert noch weiter den
Zutritt von Luft zu der Mischung.
Unterhalb des Mischraumes oder der Mischkammer 3 bzw. unterhalb
der Mischwerkzeuge 6 erkennt man noch koaxial auf der gleichen
Achse 4 eine Dispergiereinrichtung 22, mit welcher die Mischung
noch stärker intensiviert werden kann, bevor sie die Mischvor
richtung 1 an einem Auslaß 23 verläßt.
Die Mischvorrichtung 1 dient zum Vermischen von Trockenmaterial
oder rieselfähigen Feststoffen mit wenigstens einer Flüssigkeit,
wobei die Feststoffe durch einen vertikalen, etwa zentralen
Zuführschacht 2 zu einer Mischkammer 3 geleitet werden, in der
um eine vertikale Achse 4 rotierende Mischwerkzeuge 5 und 6 und
seitliche Flüssigkeitszuführungen 8 und 9 vorgesehen sind. Damit
die Flüssigkeit von der Mischkammer 3 nicht in den Zuführschacht
2 zurückspritzen und dort zu Verklumpungen führen kann, können
entweder das oder die Mischwerkzeuge 5 als in vertikaler
Förderrichtung der Feststoffe von oben nach unten wirksame Flügel
ausgebildet sein oder derartige Flügel aufweisen oder es kann
oberhalb der Mischwerkzeuge 5 oder der Mischkammer 3 zwischen
den Mischwerkzeugen 5 und dem Zuführschacht 2 eine in Zuführ
richtung der Feststoffe nach unten wirkende, den dort vorhandenen
Querschnitt ausfüllende Förderschnecke vorgesehen sein, die den
im wesentlichen trockenen Zuführschacht 2 von dem nassen
Mischbereich der Mischkammer 3 trennt und abschirmt oder beide
Maßnahmen können kombiniert sein. Dabei ist der Bereich oberhalb
der Mischwerkzeuge 5 und 6 von einer Flüssigkeitszufuhr frei.
Claims (16)
1. Mischvorrichtung (1) zum Vermischen von pulver- und/oder
körnigen Partikeln oder dergleichen rieselfähigen Feststoffen
mit wenigstens einer Flüssigkeit, mit einem vertikalen, etwa
zentralen Zuführschacht (2) für die Feststoffe und mit
wenigstens einem um eine vertikale Achse (4) rotierenden
Mischwerkzeug (5, 6) sowie mit einer seitlichen Flüssigkeits
zufuhr (7), dadurch gekennzeichnet, daß das oder die
Mischwerkzeuge (5) als in vertikaler Förderrichtung der
Feststoffe von oben nach unten wirksame Flügel ausgebildet
sind oder derartige Flügel aufweisen und daß die Flüssigkeits
zufuhr zu dem Mischraum (3) schräg oder radial von der Seite
her im Förderbereich der Mischwerkzeuge (5, 6) angeordnet und
der Bereich oberhalb der Mischwerkzeuge (5, 6) von einer
Flüssigkeitszufuhr frei ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere etwa propellerartig ausgebildete Mischflügel (6a)
und Mischwerkzeuge axial untereinander angeordnet sind und
die Flüssigkeitszuführung (8) zumindest zu dem obersten
Mischwerkzeug (5) radial und insbesondere gleichzeitig von
außen nach innen schräg von oben nach unten gerichtet
und/oder eine Umlenkung für die Flüssigkeit in eine zumindest
schräg abwärts gerichtete Strömungsrichtung vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der in axialer Richtung unterhalb eines
obersten Mischwerkzeuges (5) befindlichen weiteren Misch
werkzeuge (6) angeordnete Flüssigkeitszuführungen (9) oder
Zuführdüsen radial und horizontal von außen nach innen,
insbesondere zur Mitte der Vorrichtung hin, gegebenenfalls
auch zusätzlich schräg nach unten, gerichtet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mündungen der Flüssigkeitszuführungen
(8, 9) jeweils unterhalb der obersten Kante des oder der
Mischwerkzeuge (5, 6) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in axialer Richtung mehrere Flüssigkeits
zuführungen (8, 9) untereinander angeordnet sind und daß
jeweils am Umfang des Mischbereiches mehrere Zuführöffnungen
insbesondere auf gleicher Höhe liegen, so daß in axialer
Richtung untereinanderliegende Ringbereiche mit jeweils
mehreren Flüssigkeitszuführungen angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die das oder die Mischwerkzeuge
enthaltende Mischkammer (3) eine sie umschließende Wandung
(11) mit Öffnungen als Flüssigkeitszuführungen (8, 9) hat und
daß an der Außenseite dieser Wandung (11) ein abgeschlossener
Ringraum (12) vorgesehen ist, in den eine Flüssigkeitsleitung
(14), insbesondere eine Druckleitung mündet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Druckleitung (14) für die Flüssigkeit vor ihrer Mündung
in den Ringraum (12) eine Druckpumpe (15) angeordnet ist.
8. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Misch
werkzeuge (5) oder der Mischkammer (3) zwischen den
Mischwerkzeugen (5) und dem Zuführschacht (2) für die
Feststoffe eine in Zuführrichtung der Feststoffe wirkende
Förderschnecke (16) angeordnet ist, die den im wesentlichen
trockenen Zuführschacht (2) von dem nassen Mischbereich
trennt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Förderschnecke (16) unterbrochen ist und aus in axialer
Richtung übereinander und in Umfangsrichtung gegeneinander
versetzten Schneckengangstücken (16a) besteht, zwischen denen
axiale Zwischenräume frei sind, die sich in axialer Richtung
gesehen jeweils vorzugsweise überdecken.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderschnecke (16) koaxial auf einer Fortsetzung
der Achse (4) für die Mischwerkzeuge (5, 6) angeordnet und
von dem Antriebsmotor (18) für die Mischwerkzeuge (5, 6) mit
antreibbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (18) für die Misch
werkzeuge (5, 6) unterhalb der Mischkammer (3) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Zuführschachtes
(2) für die Feststoffe eine insbesondere etwa horizontal
angeordnete Dosierschnecke zum Zuführen und Dosieren der
Feststoffe mündet.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindung des vertikalen Zuführ
schachtes (2) mit der Mischkammer (3) luftdicht abgeschlossen
ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die oberhalb der Mischkammer (3)
angeordnete Förderschnecke in den Zuführschacht nach oben
verlängert ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Mischraum in axialer Richtung
von oben nach unten konisch erweitert und die radiale
Erstreckung der Mischwerkzeuge insbesondere entsprechend
zunimmt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß unterhalb des Mischraumes (3) eine koaxial
auf der gleichen Achse (4) angeordnete Dispergiereinrichtung
(22) angeordnet ist.
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