DE19723325C1

DE19723325C1 - Flüssigkeitszugabevorrichtung und Chargenmischer zum Mischen trockener und/oder angefeuchteter Feststoffe und Flüssigkeitszugabe

Info

Publication number: DE19723325C1
Application number: DE19723325A
Authority: DE
Inventors: Alhard Ruberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2017-06-05

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitszugabevorrichtung zum Einbau in eine Mischvorrichtung mit einer in die Mischvorrichtung einführbaren, mindestens eine Ausgabeöffnung aufweisenden, hohlen Zuführleitung, und mit einem eine Antriebswelle aufweisenden Elektromotor, der die Zuführleitung in Rotation versetzt, und einen Chargenmischer zum Mischen trockener und/oder angefeuchteter Feststoffe unter Flüssigkeitszugabe, mit einem stehenden, eine zylindrisch oder sich leicht konisch verjüngend ausgebildete Behälterwand aufweisenden Behälter zur Aufnahme von Mischgut, in dem ein um die Behälterlängsachse rotierendes Mischwerkzeug, insbesondere ein Schraubenband, angebracht ist, das das Mischgut im wesentlichen entlang der Behälterwand nach oben transportiert, und mit einer Flüssigkeitszugabevorrichtung.

Aus der US 3,162,428 und aus der GB 1,469,316 sind solche Flüssigkeitszugabevorrichtungen bekannt. Wie aus der jeweiligen Fig. 1 dieser beiden Schriften zu entnehmen ist, wird die Zuführleitung über einen entsprechenden Keilriemen vom Elektromotor angetrieben. Dies hat den Nachteil, daß durch die Verwendung dieses Keilriemengetriebes viele ständig zu wartende Einzelteile vorhanden sind, so daß es in der Praxis immer wieder vorkommt, daß diese Keilriemen sich im Laufe der Zeit lösen oder reißen. Auch sind derartige Flüssigkeitszugabevorrichtungen aufgrund der vielen Einzelteile teuer in der Anschaffung und aufwendig in der Montage bzw. Wartung.

Entsprechende Chargenmischer gibt es in verschiedenen Größen mit einem Fassungsvolumen von 1 l bis 50.000 l Nutzinhalt. In diesen Chargen mischern werden vorzugsweise körnige, pulverförmige, pastenförmige und/oder flüssige Massen vermischt, wobei in vielen Fällen dem Mischgut noch eine bestimmte Flüssigkeit, zum Beispiel Öle, Wasser, Duftmittel oder dergleichen zugeführt wird. Solche Mischer werden besonders vorteilhaft in der Lebensmittel- und in der chemischen Industrie eingesetzt, da sie in kürzester Zeit einen hohen Durchmischungsgrad erreichen.

Der von der Anmelderin hergestellte Chargenmischer umfaßt einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Behälter, dessen Behälterwand sich jedoch nach oben leicht konisch verjüngt. In der Längsachse des Behälters ist eine Antriebswelle angeordnet, an der über mehrere Halter ein Schraubenband befestigt ist. Dieses Schraubenband reicht bis an die Behälterwand heran und weist eine nach oben abnehmende Steigung auf.

Zwischen der Umlaufbahn des Schraubenbandes sind im unteren Bereich des Behälters auf einer Welle mehrere Schneidrotoren angebracht, die das von unten nach oben aufsteigende Mischgut zerhacken und somit entstan dene Klümpchen auflösen, bzw. das Entstehen von Klümpchen von vorn herein verhindern. Die Welle der Schneidrotoren wird von einem außerhalb des Behälters angeordnetem Elektromotor angetrieben, wobei die Welle der Schneidrotoren gleichzeitig die Abtriebswelle des Elektromotors ist.

In der Anstriebwelle des Chargenmischers und in den das Schraubenband haltenden Haltern sind Flüssigkeitskanäle vorgesehen, die etwa in der Mitte des jeweiligen Halters in eine Ausgabeöffnung münden. Über diese Flüssig keitskanäle wird dem Mischgut die gewünschte Flüssigkeit zugeführt.

Aufgrund der Rotationsbewegung des Schraubenbandes wird das Mischgut nach oben befördert. Dabei bewegt sich das Mischgut stets nahe der Behälterwand. Oben angekommen fällt das Mischgut nach innen und sinkt auf den Boden zurück, von wo es über einen Schieber wieder nach außen auf das Schraubenband gebracht wird und von neuem hochbewegt wird.

Hierdurch entsteht ein steter Materialfluß, bei dem das Mischgut im Bereich nahe der Behälterwand nach oben transportiert wird und im Inneren des Behälters wieder nach unten fällt. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiger Chargenmischer sehr kostenaufwendig herzustellen ist, da die Flüssigkeits kanäle im Halter und in der Antriebswelle nur mühsam hergestellt werden können. Außerdem hat sich herausgestellt, daß es eine beträchtliche Zeit dauert, bis die zugegebene Flüssigkeit gleichmäßig auf das Mischgut verteilt ist.

Ein weiterer Nachteil der bestehenden Chargenmischer besteht darin, daß es sehr kostenaufwendig ist, bestehende Chargenmischer mit einer Flüssig keitszugabevorrichtung nachzurüsten, da hierbei die gesamte Mischanlage ausgetauscht werden müßte.

Aus der DE-31 20 260 C2 ist eine Vorrichtung zum Befeuchten von Schüttgut mit einer an der Außenwand des Behälters anbringbaren Zuführleitung bekannt. Diese Zuführleitung ist derart an der Behälterwand zu befestigen, daß die mittels Überdruck aus der Zuführleitung ausgesprühte Flüssigkeit in Bewegungsrichtung des Schüttgutringes in den Mischbehälter eintritt. Dabei ist die Ausgabeöffnung auf der Stirnseite der Zuführleitung angebracht, so daß die Flüssigkeit in axialer Richtung aus der Zuführleitung austritt.

Derartige mit Überdruck in den Schüttgutring eingebrachte Flüssigkeiten verteilen sich nur schwer im Mischgut, so daß die gleichmäßige Benetzung des Mischgutes mit der Flüssigkeit erst durch den nachfolgenden Mischvorgang hergestellt wird.

Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Chargenmischer mit Flüssigkeitszugabevorrichtung zu schaffen, der kostengünstig herzustellen ist und der eine schnelle und gute Vermischung der zugegebenen Flüsigkeit mit dem Mischgut erreicht, wobei die Flüssig keitszugabevorrichtung gleichzeitig derart ausgestaltet ist, daß bestehende Chargenmischer in einfacher und kostengünstiger Weise nachgerüstet werden können.

Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla gen, die eingangs genannte Flüssigkeitszugabevorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß die Antriebswelle als Hohlwelle ausgeführt ist und die Zuführleitung bildet.

Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Flüssigkeitszugabevorrich tung hat den Vorteil, daß sie an jeder beliebigen Mischvorrichtung nach rüstbar ist. Hierzu benötigt man lediglich eine in einfacher Weise herstell bare Öffnung in der Behälterwand und entsprechende Befestigungsmittel.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Flüssigkeitszugabevorrichtung liegt darin, daß die Flüssigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft von der Zuführleitung weggeschleudert wird und somit sprühnebelartig in den Mischraum eingebracht wird.

Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, daß lediglich durch Austausch der Antriebswelle durch eine Hohlwelle bestehende Elektromotoren eingesetzt werden können, die kostengünstig zur Verfügung stehen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Drehzahl der Hohlwelle durch einen Elektromotor in einfacher Weise variierbar ist, so daß die Menge der einzuführenden Flüssigkeit leicht zu dosieren ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine Ausgabeöffnung auf dem Umfang der Hohlwelle vorgesehen, so daß die Flüssigkeit in radialer Richtung aus der Hohlwelle austritt. Hierdurch wirkt die Zentrifugalkraft noch stärker auf die Flüssigkeit, so daß beim Austritt der Flüssigkeit aus der Hohlwelle eine sehr gute Zerstäubung erfolgt.

In einer anderen, bevorzugten Weiterbildung sind an den Ausgabeöffnungen Zerstäuberdüsen, insbesondere Breitstrahldüsen vorgesehen. Durch diese Breitstrahldüsen wird die Flüssigkeit noch viel stärker im Raum verteilt, so daß eine größere Zerstäubung eintritt und ein besseres Vermischen der Flüssigkeit mit dem Mischgut erreicht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hohlwelle beheizt, um fett haltige oder stockende Flüssigkeiten fließfähig zu halten. Hierdurch wird das Einsatzspektrum der Flüssigkeitszugabevorrichtung erweitert, da auch schwer fließfähige Flüssigkeiten in das Mischgut eingebracht werden können.

In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Chargenmischers sind an dem in den Behälter hineinragenden freien Ende der Hohlwelle versetzt zueinander Schneidrotoren angebracht. Dabei sind diese Schneidrotoren vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Hohlwelle verteilt und sollen die Klumpenbildung des Mischgutes verhindern. Die Anbringung der Schneidrotoren auf der Hohlwelle der Flüssigkeitszugabevorrichtung oder anders ausgedrückt, die Ausgestaltung der Antriebswelle der Schneidrotoren als Hohlwelle für eine Flüssigkeitszugabevorrichtung hat den Vorteil, daß ein und derselbe Antrieb sowohl die Hohlwelle als auch die Schneidrotoren antreibt, so daß der Chargenmischer sehr kostengünstig sowohl mit einer Flüssigkeitszugabe vorrichtung als auch mit einem Schneidrotor ausgestattet werden kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine Ausgabeöffnung zwischen den Schneidrotoren angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß die aus der Ausgabeöffnung austretende Flüssigkeit vom rotierenden Schneid rotor erfaßt wird und durch den Aufprall weiter zerstäubt wird, so daß eine noch schnellere und noch gründlichere Vermischung der Flüssigkeit mit dem Mischgut erreicht wird.

Als weitere technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vor geschlagen, den eingangs genannten Chargenmischer dahingehend weiter zubilden, daß die Flüssigkeitszugabevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6 ausgebildet ist und derart an der Behälterwand angebracht ist, daß das freie Ende der Hohlwelle durch die Behälterwand hindurch in den Behälter hineinreicht.

Ein nach dieser technischen Lehre ausgebildeter Chargenmischer hat den Vorteil, daß durch die Anbringung der Flüssigkeitszugabevorrichtung an der Behälterwand nunmehr keine teure Antriebswelle mit entsprechenden Halterungen und darin integrierten Flüssigkeitskanälen mehr benötigt wird. Vielmehr kann man nun auf die kostengünstigeren Standardantriebswellen und Standardhalterungen zurückgreifen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Flüssigkeitszugabevorrichtung nunmehr auch bestehende Chargenmischer mit einer Flüssigkeitszugabevorrichtung nachgerüstet werden können.

Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Chargenmischers besteht darin, daß die über die rotierende Hohlwelle ins Innere des Behälters geführte Flüssigkeit aufgrund der Fliehkraft bereits großflächig im Inneren des Behälters verteilt wird. Durch die Fliehkraft wird auch eine gewisse Zerstäubung der Flüssigkeit erreicht, so daß bereits hierdurch eine bessere Vermischung mit dem Mischgut erzielt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Drehzahl der Hohlwelle unabhängig von der Drehzahl des Mischwerkzeuges eingestellt werden kann, so daß je nach Mischgut und eingesetzter Flüssigkeit die jeweils zu einer optimalen Zerstäubung notwendige Drehzahl eingestellt werden kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Chargen mischers ist die Flüssigkeitszugabevorrichtung im Fußbereich des Behälters angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß die Flüssigkeit dem aufsteigenden Mischgut beigemischt wird. Hierbei wird ausgenutzt, daß die einzelnen Partikel des Mischgutes beim Aufsteigen innerhalb des Behälters und beim anschließenden Herunterfallen mit vielen anderen Partikeln in Berührung kommen und somit die frisch aufgenommene Flüssigkeit sehr gut weiter geben können, so daß innerhalb kürzester Zeit ein hoher Vermischungsgrad erreicht wird. Außerdem wird hierdurch die Klümpchenbildung vermieden, da die einzelnen Partikel die aufgenommene Flüssigkeit sehr schnell an andere Partikel weitergeben können.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Chargenmischers und der erfindungsgemäßen Flüssigkeitszugabevorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung.

Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Chargenmischer dargestellt, anhand deren die Erfindung näher erläutert wird.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Chargenmischers;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Chargenmischers;

Fig. 3 eine geschnitten dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitszugabevorrichtung.

In der Zeichnung sind die Ausführungsbeispiele nur schematisch dargestellt, um ihren Aufbau und ihre Arbeitsweise besser erläutern zu können. Die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Chargenmischers umfaßt einen sich konisch nach oben verjüngenden, stehenden Behälter 10, in dem eine vertikal verlaufende Antriebswelle 12 angeordnet ist. Die Antriebswelle wird von einem ersten Elektromotor 14 angetrieben. An der Antriebswelle 12 sind vier Halter 16 montiert, die ein umlaufendes Schraubenband 18 halten.

In anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen kann der Behälter auch zylindrisch oder aber konisch nach unten verjüngend ausgebildet sein.

Dieses nahe einer Behälterwand 20 angebrachte Schraubenband 18 fördert das Mischgut im Bereich nahe der Behälterwand 20 nach oben, von wo das Mischgut ins Innere des Behälters gelangt und auf den Boden zurückfällt. Um eine gleichmäße Anhebung des Mischguts zu erreichen, weist das Schraubenband 18 eine nach oben gerichtete Steigung auf.

Im unteren Bereich der Behälterwand 20 ist zwischen der Umlaufbahn des Schraubenbandes 18 eine Flüssigkeitszugabevorrichtung 22 an der Behälterwand 20 montiert. Die von einem Elektromotor 24 angetriebene Hohlwelle 26 der Flüssigkeitszugabevorrichtung 22 ragt ins Innere des Behälters 10 hinein und weist an ihrem freien Ende zwei Ausgabeöffnungen 28 auf. Diese Ausgabeöffnungen sind auf dem Umfang der Hohlwelle 26 angebracht, so daß die austretende Flüssigkeit 30 in radialer Richtung von der Hohlweile 26 weggeschleudert wird.

Außerhalb des Behälters 10 ist die Hohlwelle 26 über eine Labyrinth- Rohrverbindung mit einem Flüssigkeitstank verbunden. In diesem nicht dargestellten Flüssigkeitstank herrscht ein Überdruck, so daß die Flüssigkeit 30 mit erhöhtem Druck aus der Hohlwelle 26 herausgepreßt wird.

Die in der Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Chargenmischers ist im wesentlichen aufgebaut wie die erste Ausführungsform, weist eine um Schneidrotoren 32a-32f erweiterte Flüssigkeitszugabevorrichtung 33 auf. Hierbei sind gleichmäßig über den Umfang der Hohlwelle 26 verteilt eine Anzahl von Schneidrotoren 32a-32f angebracht, die der Vermeidung von Klümpchen im Mischgut dienen. Darüberhinaus sind an den Ausgabeöffnungen 28 der Hohlwelle 26 der Flüssigkeitszugabevorrichtung 33 Zerstäuberdüsen 34 angebracht, um eine bessere Zerstäubung der Flüssigkeit zu erreichen.

Die Ausgabeöffnungen 28 sind zwischen den Schneidrotoren 32d und 32e angeordnet. Hierdurch wird die aus der Ausgabeöffnung 28 austretende Flüssigkeit 30 vom nachfolgenden Schneidrotor erfaßt und bedingt durch den Aufprall weiter zerstäubt und vorzugsweise innerhalb der Bewegungs ebene des Mischgutes in unterschiedliche Richtungen bewegt. Hierdurch wird eine noch größere und gleichmäßigere Verteilung der Flüssigkeit 30 im Behälter 10 erreicht.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß diese zweite Ausführungsform besonders kostengünstig herzustellen ist, da hierbei lediglich die bereits vorhandenen Schneidrotoreinrichtungen umgebaut werden brauchen. Konkret heißt das, daß hierbei lediglich die vorhandene Antriebswelle, an der die Schneidrotoren 32a-32f befestigt sind, durch eine Hohlwelle 26 ersetzt werden braucht. Diese Hohlwelle 26 wird dann über eine Labyrinth- Rohrverbindung mit einem Vorratstank verbunden und schon hat man eine gut funktionierende Flüssigkeitszugabevorrichtung.

Ebenso können bestehende Chargenmischer auf diese Art einfach nachge rüstet werden. Auch der Einbau einer eigenständigen Flüssigkeitszugabe vorrichtung, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist, kann kostengünstig an bestehende Chargenmischer nachgerüstet werden.

Während des Mischvorganges kann die Drehzahl der Hohlwelle 26 den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden, da die Drehzahl der Hohlwelle 26 unabhängig von der Drehzahl der Antriebswelle 12 ist. Hierdurch wird eine individuelle und damit optimale Einstellung der einzelnen Mischparameter möglich.

Bezugszeichenliste

10

Behälter

12

Antriebswelle

14

Elektromotor

16

Halter

18

Schraubenband

20

Behälterwand

22

Flüssigkeitszugabevorrichtung

24

Elektromotor

26

Hohlwelle

28

Ausgabeöffnung

30

Flüssigkeit

32

a-fSchneidrotoren

33

Flüssigkeitszugabevorrichtung

34

Zerstäuberdüse

Claims

1. Flüssigkeitszugabevorrichtung zum Einbau in eine Mischvorrichtung mit einer in die Mischvorrichtung einführbaren, mindestens eine Ausgabeöffnung aufweisenden, hohlen Zuführleitung, und mit einem eine Antriebswelle aufweisenden Elektromotor, der die Zuführleitung in Rotation versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle als Hohlwelle (26) ausgeführt ist und die Zuführleitung bildet.

2. Flüssigkeitszugabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ausgabeöffnung (28) auf dem Umfang der Hohlwelle (26) vorgesehen ist, so daß die Flüssigkeit in radialer Richtung aus der Hohlwelle (26) austritt.

3. Flüssigkeitszugabevorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgabeöffnungen (28) Zerstäuberdüsen (34), insbe sondere Breitstrahldüsen, vorgesehen sind.

4. Flüssigkeitszugabevorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (26) beheizt ist, um fetthaltige oder stockende Flüssigkeiten fließfähig zu halten.

5. Flüssigkeitszugabevorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende der Hohlwelle (26) versetzt zueinander angeordnete Schneidrotoren (32a-32f) angebracht sind.

6. Flüssigkeitszugabevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ausgabeöffnung (28) zwischen den Schneidroto ren (32a-32f) angeordnet ist.

7. Chargenmischer zum Mischen trockener und/oder angefeuchteter Fest stoffe unter Flüssigkeitszugabe, mit einem stehenden, eine zylindrisch oder sich leicht konisch verjüngend ausgebildete Behälterwand aufweisenden Behälter zur Aufnahme von Mischgut, in dem ein um die Behälterlängsachse rotierendes Mischwerkzeug, insbesondere ein Schraubenband, angebracht ist, das das Mischgut im wesentlichen entlang der Behälterwand nach oben transportiert, und mit einer Flüssigkeitszugabevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszugabevorrichtung (22, 33) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist und derart an der Behälterwand (20) angebracht ist, daß das freie Ende der Hohlwelle (26) durch die Behälterwand (20) hindurch in den Behälter (10) hineinreicht.

8. Chargenmischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszugabevorrichtung (22, 33) im Fußbereich des Behälters (10) angeordnet ist.