DE19743923C2 - Mischwerkzeug - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/10—Maintenance of mixers
- B01F35/145—Washing or cleaning mixers not provided for in other groups in this subclass; Inhibiting build-up of material on machine parts using other means
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mischwerkzeug zur Be
festigung innerhalb einer Trommel, dessen Mischarm an einer
drehbar gelagerten Welle gehalten und dessen an dem Mischarm
angebrachter Mischkörper zur Trommelinnenoberfläche ausge
richtet ist.
Ein Mischwerkzeug der eingangs genannten Art ist beispiels
weise durch die DE-AS 11 77 620 bekannt geworden.
Mischwerkzeuge sind seit Jahrzehnten bekannt und werden in
weitgehend horizontal ausgerichteten Trommeln eingesetzt, um
Schüttgüter und flüssige Massen jedweder Art zu mischen. Die
Mischwerkzeuge sind dabei an einer Welle befestigt, die
drehbar in der Trommel gelagert ist. Um eine möglichst voll
ständige Durchmischung der Schüttgüter erreichen zu können,
sollten die Mischwerkzeuge insbesondere die an die Trommel
innenoberfläche geschleuderten Schüttgüter durchdringen kön
nen. Daher sind die Mischwerkzeuge innerhalb der Trommel
derart angeordnet, daß der Abstand der Mischwerkzeuge zur
Trommelinnenoberfläche gering ist. Aufgrund einer Längenaus
dehnung des Materials (Trommel und/oder Mischwerkzeug) oder
aufgrund des Eigengewichts des Mischwerkzeugs kann sich der
Abstand zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche
verkürzen. Daher ist stets ein Sicherheits-Abstand zwischen
Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche ausgebildet.
Bei bestimmten Eigenschaften im Mischgutverhalten von zu be
arbeitenden Produkten ergibt sich nun das Problem, daß sich
im Bereich zwischen Mischwerkzeug und Trommelinnenoberfläche
ein Teil des Schüttguts an der Trommelinnenoberfläche fest
setzt. Vor allem Schüttgüter mit klebenden und aushärtenden
Komponenten neigen zu dieser Bildung von Produktansätzen.
Durch die verklebenden und aushärtenden Teile des Mischguts
werden die Mischwerkzeuge beim Mischvorgang belastet. Die
Mischwerkzeuge können dann bereits nach kurzer Betriebsdauer
verschleißen und/oder die Bearbeitungsgüte des zu bearbei
tenden Produktes kann sich verschlechtern.
Aus diesem Grund wird durch die DE-AS 11 77 620 die Verwen
dung einer sogenannten "Stollen-Schaufel" vorgeschlagen.
Durch diese Stollenschaufel wird versucht, die Eigenschaften
des gebildeten Produktansatzes positiv zu verändern. Der
Produktansatz an der Trommelinnenoberfläche wird durch das
Stollenprofil des Mischwerkzeugs beim Mischvorgang aufgebro
chen. Wenn das Mischgut allerdings Komponenten aufweist, die
relativ schnell aushärten und einen festen Produktansatz
bilden können, reicht die Wirkung einer Stollenschaufel
nicht aus, um die Bildung eines Produktansatzes an der Trom
melinnenoberfläche gänzlich zu unterdrücken.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist auch bereits vorgeschla
gen worden, zwei Mischwerkzeuge mit ausgebildetem Stollen
profil an einem Mischarm anzubringen. Durch die Überlappung
zweier Stollenprofile kann der Produktansatz zwar noch bes
ser bearbeitet werden, allerdings ist der Mischarm durch die
zwei Mischkörper mit Stollenprofil erheblichen Belastungen
beim Mischvorgang unterworfen. Darüber hinaus wird der Trom
melinnenraum zur Aufnahme von zu mischenden Schüttgütern
nachteiligerweise reduziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Pro
blem zugrunde, ein einfach aufgebautes Mischwerkzeug zu ent
wickeln, durch dessen Verwendung nahezu sämtliche zu Pro
duktansätzen neigende Schüttgüter und/oder Produktmassen be
arbeitet werden können, ohne daß es im Bereich zwischen
Trommelinnenoberfläche und Mischkörper zu einer Bildung von
Materialansätzen kommen kann.
Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß durch ein
Mischwerkzeug gelöst, bei dem mindestens zwei Räumelemente
stabförmig ausgebildet sind. Die Bearbeitungsbereiche der beiden
Räumelemente überschneiden sich teilweise.
Das erfindungsgemäße Mischwerkzeug besteht im wesentlichen
aus einem Mischkörper, an dem Räumelemente befestigt sind.
Als Basis des Mischwerkzeugs können daher bereits vorhandene
Schaufelbleche bekannter Mischwerkzeuge verwendet werden, an
denen Räumelemente unter einem bestimmten Winkel angebracht
werden können. Die erfindungsgemäßen Räumelemente können an
allen üblichen Mischwerkzeugen ausgebildet werden.
Jeder Bearbeitungsbereich an der Trommelinnenoberfläche wird
je nach Anzahl der Räumelemente mehrfach durchkämmt und von
Produktansätzen befreit. Die Bildung von sich verfestigenden
Schüttgutansätzen wird noch besser vermieden. Durch die
Überschneidung der Bearbeitungsbereiche wird verhindert, daß
an der Trommelinnenoberfläche sägezahnförmige Produktansätze
von Schüttgutkomponenten anhaften können.
Durch die Drehbewegung der Welle werden die Räumelemente in
das an der Trommelinnenoberfläche befindliche Schüttgut hin
eingefahren, so daß dieser Bereich innerhalb der Trommel
durch die Räumelemente durchkämmt wird. Die Trommelinnenwan
dung kann daher ansatzfrei bzw. produktfrei gehalten werden.
Das Schüttgut kann im Bereich der Trommelinnenwandung von
der Trommelinnenoberfläche sozusagen abgekratzt, abgeschabt
oder abgewischt werden. Mehrere Räumelemente sind zu einem
Kamm, einem Rechen, einer Gabel oder dergleichen angeordnet.
Durch das gezielte und definierte Eingreifen mehrerer Räum
elemente mit einer bestimmten Länge wird verhindert, daß
sich auch schnell aushärtende Produkte an der Trommelinnen
oberfläche verfestigen und/oder anlagern können. Die Räum
elemente ermöglichen es, das Schüttgut intensiv zu bearbei
ten. Je nach Art des Schüttguts können die Räumelemente un
terschiedliche Querschnittsformen aufweisen.
Das Freiarbeiten großer Bereiche der Trommelinnenoberfläche
wird dadurch unterstützt, daß das Räumelement bei einer
Drehbewegung der Welle Bereiche der Trommelinnenoberfläche
überstreicht. Die Räumelemente sind an den Mischkörper quer
zur radialen Achse der Trommel angeordnet. Bei jeder voll
ständigen Drehung der Welle um 360° überstreicht das Räum
element einen Bereich an der Trommelinnenoberfläche, der in
seiner Breite durch die Länge des Räumelements bestimmt
wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Räumele
mente mindestens eine ausgeprägte Mischkante, um in den sich
verfestigenden Schüttgutansatz eindringen zu können. Durch
mehrmaliges Aufbrechen und Durchfurchen des Produktansat
zes mit Hilfe der Mischkante wird der Produktansatz aufge
lockert und von der Trommelinnenfläche abgelöst.
Wenn die Räumelemente eine Krümmung mit einem Krümmungsradi
us aufweisen, der auf den Trommelradius abgestimmt ist, kann
der Abstand zwischen Mischkörper bzw. Räumelement und Trom
melinnenoberfläche möglichst gering gehalten werden. Es ver
steht sich von selbst, daß die Möglichkeit einer Produktan
haftung an der Trommelinnenoberfläche noch weiter unter
drückt wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante ist ein in Umlauf
richtung der Mischwerkzeuge hinteres Ende eines Räumelements
weiter von der Trommelinnenoberfläche beabstandet als ein in
Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge vorderes Ende des Räumele
ments. Es wird ein Freiwinkel zwischen Trommelinnenoberflä
che und Räumelement gebildet. Durch diese sich abhebende An
ordnung der Räumelemente von der Trommelinnenoberfläche wird
der sich verfestigende Schüttgutansatz noch besser von der
Trommelinnenoberfläche abgestreift. Die Ausbildung von säge
zahnförmigen Produktansätzen ist nicht möglich.
Zur Verbesserung der Stabilität und Verlängerung der Stand
zeiten beim erfindungsgemäßen Einsatz der Mischwerkzeuge ist
es bevorzugt, daß die Räumelemente eine Materialbeschichtung
aufweisen. Die Materialbeschichtung kann auch aus einer Be
schichtung bestehen, die das Anhaften bzw. Verkleben von
Schüttgutkomponenten an den Räumelementen nicht zuläßt.
Aufgrund von möglichen Längenausdehnungen infolge der Bela
stung der Mischwerkzeuge sind die Räumelemente geringfügig
von der Trommelinnenoberfläche beabstandet. Zur optimalen
Reinigung der Trommelinnenoberfläche beim Mischvorgang wäre
es aber wünschenswert, daß die Räumelemente an der Trommel
innenoberfläche anliegen. Daher ist die zur Trommelinnen
oberfläche gerichtete Rückenfläche eines Räumelements mit
einer Elastomer-Beschichtung versehen, die zur Anlage an der
Trommelinnenoberfläche ausgebildet ist. Die Räumelemente
können mit dieser nachgiebigen Rückenfläche an der Trommel
innenoberfläche anliegen, ohne daß die Bewegung des Misch
werkzeugs blockiert wird. Es können auch andere Beschich
tungsmöglichkeiten anstelle der Elastomer-Beschichtung vor
gesehen sein, die eine ähnliche nachgiebige Eigenschaft be
sitzen.
Die Räumelemente aus Metall können an dem Mischwerkzeug an
geformt oder angeschweißt sein. Es wäre auch denkbar, Räum
elemente lösbar an dem Mischkörper anzubringen, um Räumele
mente je nach Verwendungszweck unterschiedlich ausrichten
und auf das Schüttgut abstimmen zu können. Es muß nur darauf
geachtet werden, daß die Verbindung zwischen Mischkörper und
Räumelement eine ausreichende Festigkeit besitzt, dies kann
unter Umständen insbesondere bei sich stark verfestigenden
Schüttgutkomponenten Probleme bereiten, so daß eine Befesti
gung durch eine Schweißverbindung bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäßen Mischwerkzeuge können in Mischern,
Trocknern, Reaktoren eingesetzt werden, die sowohl diskonti
nuierlich als auch kontinuierlich arbeiten, in denen zu An
sätzen neigende Produkte verarbeitet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentli
che Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzel
nen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in
beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfin
dung verwirklicht sein. Es zeigt:
Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsge
mäßen Mischwerkzeugs;
Fig. 2 eine Innenansicht einer Trommel, in der ein weite
res erfindungsgemäßes Mischwerkzeug an einer Welle
befestigt ist.
Die Erfindung ist in den Figuren schematisch dargestellt, so
daß die wesentlichen Merkmale der Erfindung gut zu erkennen
sind. Die Darstellungen sind nicht notwendigerweise maßstäb
lich zu verstehen.
Gemäß der perspektivischen Ansicht der Fig. 1 besteht ein
Mischwerkzeug 10 aus einem Mischkörper 11 und einem Mischarm
12. Der Mischarm 12 besitzt Befestigungslöcher, mit deren
Hilfe der Mischarm 12 an einer drehbaren Welle innerhalb ei
ner Trommel (siehe Fig. 2) befestigt werden kann. Der Misch
körper 11 wird dazu eingesetzt, Schüttgüter innerhalb der
Trommel zu durchmischen. Im eingebauten Zustand des Misch
werkzeugs 10 ist der Mischkörper 11 zu einer Trommelinnen
oberfläche ausgerichtet und von dieser beabstandet. Schütt
güter mit Schüttgutkomponenten, die zum Aushärten oder Ver
kleben neigen, können einen Schüttgutansatz bilden, der an
der Trommelinnenoberfläche anhaften kann. Zur Vermeidung
dieser Bildung des Schüttgutansatzes besitzt das Mischwerk
zeug 10 stabförmige Räumelemente 13. Die Räumelemente 13
sind durch Vierkantstäbe gebildet, die an einer Außenober
fläche 14 des Mischkörpers 11 angeschweißt sind. Zur Ausbil
dung der Räumelemente 13 können auch andere Querschnittsfor
men und Befestigungsarten verwendet werden.
Die stabförmigen Räumelemente 13 bilden eine Art Kamm oder
Rechen, um die im Bereich der Trommelinnenoberfläche befind
lichen, sich verfestigenden Schüttgüter bearbeiten zu kön
nen. Die Räumelemente 13 besitzen eine leichte Krümmung, die
auf den Trommelradius abgestimmt ist. Die Räumelemente 13
können daher mit möglichst geringem Abstand an der Trommel
innenoberfläche entlang bewegt werden. Die Räumelemente 13
sind an dem Mischkörper so angeordnet, daß jeweils ein vor
deres Ende 15 und ein hinteres Ende 16 zweier Räumelemente
13 eine senkrecht zur Längsachse der Trommel angeordnete
Querachse 17 schneiden. Bearbeitungsbereiche zweier Räumele
mente 13 überschneiden sich daher, so daß an der Trommelin
nenoberfläche kein Produktansatz entstehen kann, der eine
sägezahnförmige Restkontur behält. Schüttgutbereiche werden
daher nicht nur von einem, sondern auch von mehreren Räum
elementen 13 bewegt und von der Trommelinnenwandung abgetra
gen. Mischkanten 18 können den Schüttgutansatz (Produktan
satz) durch Einschneiden auflockern.
Fig. 2 zeigt eine Innenansicht einer Trommel 20. An Stirn
seiten 21 der horizontal ausgerichteten Trommel 20 ist eine
Welle 22 drehbar gelagert. An der Welle 22 ist ein Mischarm
23 eines Mischwerkzeugs 24 befestigt. Wenn die Welle 22 in
Pfeilrichtung 25 gedreht wird, wird das Mischwerkzeug 24 an
einer Trommelinnenoberfläche 26 entlang bewegt. Dabei können
Räumelemente 27 mit dreieckförmigem Querschnitt sich verfe
stigende und/oder anhaftende Teile des Schüttguts von der
Trommelinnenoberfläche 26 abstreifen. Die Räumelemente 27
sind leicht gekrümmt ausgebildet und an einem Mischkörper 28
mit ausreichender Stabilität befestigt. Durch die Ausbildung
einer Mischkante 29 an den Räumelementen 27 können die Räum
elemente 27 gut in die sich verfestigenden und verklebenden
Bereiche des Schüttguts an der Trommelinnenoberfläche 26
eindringen. In Folge der Drehbewegung des Mischwerkzeugs 24
an der Trommelinnenoberfläche 26 entlang überschneiden sich
die einzelnen Bearbeitungsbereiche eines jeden Räumelements
27, so daß das Schüttgut nicht nur von einem Räumelement 27
allein bearbeitet wird. Sägezahnförmige an der Trommelinnen
oberfläche 26 verklebende Schüttgutkonturen werden vermie
den.
Die Räumelemente 27 sind aus Metall gefertigt und können mit
einer entsprechenden Materialbeschichtung versehen sein, um
längere Einsatzzeiten zu erreichen. Der Abstand zwischen der
Trommelinnenoberfläche 26 und den Räumelementen 27 kann da
durch ausgeglichen werden, daß an den Räumelementen 27 eine
Elastomer-Beschichtung ausreichender Dicke aufgebracht ist.
Diese Elastomer-Anformungen können die Trommelinnenoberflä
che 26 abstreifen oder abwischen.
Ein Mischwerkzeug 10 kann innerhalb einer Trommel befestigt
werden. Ein Mischarm 12 des Mischwerkzeugs 10 kann an einer
drehbar gelagerten Welle gehalten werden. Ein an dem Misch
arm 12 angebrachter Mischkörper 11 ist dabei zur Trommelin
nenoberfläche hin ausgerichtet. An der Außenoberfläche 14
des Mischkörpers 11 sind ein oder mehrere stabförmige Räum
elemente 13 mit einer ausgeprägten Mischkante 18 angebracht.
Es wurde ein einfach aufgebautes Mischwerkzeug entwickelt,
durch dessen Verwendung nahezu sämtliche mischbaren Schütt
güter und/oder Produktmassen bearbeitet werden können, ohne
daß es im Bereich zwischen Trommelinnenoberfläche und Misch
körper 11 zur Bildung von Produktansätzen kommen kann.
Claims (7)
1. Mischwerkzeug (10; 24) zur Befestigung innerhalb einer
Trommel (20) mit einem Mischarm (12; 23), der an einer
drehbar gelagerten Welle (22) befestigt ist, mit einem
Mischkörper (11; 28), der an dem Mischarm (12; 23) an
gebracht und zur Trommelinnenoberfläche (26) ausgerich
tet ist, und mit mehreren Räumelementen (13; 27), die
an der Außenoberfläche (14) des Mischkörpers (11; 28)
angebracht sind, wobei jedes Räumelement (13; 23) bei
einer Drehungbewegung der Welle (22) einen ihm zugeord
neten Bearbeitungsbereich der Trommelinnenoberfläche
(26) überstreicht, dadurch gekennzeichnet, dass minde
stens zwei Räumelemente (13; 27) stabförmig ausgebildet
sind und dass sich die Bearbeitungsbereiche der beiden
Räumelemente (13; 23) teilweise überschneiden.
2. Mischwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass ein in Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge (10; 24)
hinteres Ende (16) eines Räumelements (13; 27) weiter
von der Trommelinnenoberfläche (26) beabstandet ist als
ein in Umlaufrichtung der Mischwerkzeuge (10; 24) vor
deres Ende (15) des Räumelements (13; 27).
3. Mischwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass ein Räumelement (13; 27) eine ausgepräg
te Mischkante (18; 29) aufweist.
4. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Räumelemente (13; 27)
eine Krümmung mit einem Krümmungsradius aufweisen, der
auf den Trommelradius abgestimmt ist.
5. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Räumelemente (13; 27)
eine Materialbeschichtung aufweisen.
6. Mischwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die zur Trommelinnenoberfläche (26) gerichtete
Rückenfläche der Räumelemente (13; 27) mit einer Ela
stomer-Beschichtung versehen ist, die zur Anlage an der
Trommelinnenoberfläche (26) ausgebildet ist.
7. Mischwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Räumelemente (13; 27)
an dem Mischwerkzeug (10; 24) angeformt oder ange
schweißt sind.
Priority Applications (4)
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