DE19817115C2 - Vorrichtung zum Rühren und Mischen von Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rühren und Mischen von Stoffen mit einem Behälter und mit einem Rührwerk, das wenigstens zwei Rührflügel aufweist, wobei jeder Rührflügel an einer an­ treibbaren Welle befestigt ist und einen im wesentlichen im Bereich nahe der Behälterwand verlaufen­ den Steg aufweist, wobei jeder Steg über wenigstens einen Arm an der Welle befestigt ist und an sei­ ner der Behälterwand zugewandten Begrenzung Erhebungen aufweist, und wobei die Erhebungen von in Drehrichtung aufeinander folgenden Rührflügeln in verschiedenen Höhenbereichen liegen.

Eine bekannte Vorrichtung zum Mischen von zumindest zwei Stoffen (DE 196 39 695 A1) sieht einen Mischbehälter und ein Rührwerk vor. Hier werden beispielsweise Gips und Wasser in den Mischbe­ hälter eingeführt und anschließend vermischt. Das Rührwerk wird hier von einer Art propellerartigen Rührflügeln gebildet, welche nur einen kleinen Teil der Höhe des Mischbehälters unmittelbar erfassen können. Es sind aber auch schon Rührwerke mit Rührflügeln bekanntgeworden, welche zumindest annähernd vom Boden des Mischbehälters ausgehend über einen Großteil der Höhe des Mischbe­ hälters führen. Bei solchen Ausführungen ist wieder nachteilig, daß die zu vermischenden Stoffe prak­ tisch immer zum oberen Rand des Mischbehälters hin gefördert werden, ohne daß es zu einem inten­ siven Mischen und Vermengen kommen kann.

Aus der DE 195 131 189 A1 ist eine Vorrichtung der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Erhebungen von in Drehrichtung aufeinander folgenden Stegen der Rührflügel als separate Wandabstreifer ausgebildet, die unmittelbar an der Behälterwand anliegen. In beiden Drehrichtungen der Rührflügel wird durch Staudruck des abzustreifenden Guts eine auf den Abstreifer wirkende Kraftkomponente in Richtung auf die abzu­ streifende Fläche erzeugt. Das ist mit großem konstruktiven Aufwand und mit großem Reinigungsauf­ wand verbunden, trotzdem ist eine gleichmäßige Durchmischung über die gesamte Füllhöhe nicht gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, mit der ein intensives Rühren und Mischen von Stoffen über die ganze Höhe des Behälters mit geringerem Aufwand erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Rührflügel des Rührwerkes sind, zumindest an ihren außen liegenden, der Innenwandung des Behälters zugewandten Begrenzungen mit Erhebungen versehen, wobei die in Drehrichtung aufein­ ander folgenden Rührflügel eine voneinander abweichende Anordnung der Erhebungen haben.

Erfindungsgemäß sind die Stege bandförmig (also als flaches Bauteil) ausgebildet, wobei die Erhe­ bungen integrale Bestandteile der Bandteile sind. Ferner verlaufen erfindungsgemäß die äußeren Bereiche der Erhebungen im Abstand von der Behälterwand. Dies ist mit geringerem konstruktiven Aufwand und mit geringerem Reinigungsaufwand verbunden. Ferner entstehen Scherfelder, in denen das Mischgut intensiv auf Scherung beaufschlagt wird, und zwar über die gesamte Füllhöhe.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die zu vermischenden Stoffe in der entsprechenden Hö­ henlage im Mischbehälter von den Erhebungen eines Rührflügels erfaßt und nach oben und nach unten hin abgedrängt werden, und zwar in die Bereiche von beidseitig auf die Erhebungen folgenden Vertiefungen. Gerade dieser Bereich wird dann aber von den Erhebungen des nächstfolgenden Rühr­ flügels erfaßt. Auch hier werden die zu vermischenden Stoffe nach oben und nach unten hin abge­ drängt.

Es findet also nicht mehr eine nur nach oben hin gerichtete Förderung der zu vermischenden Stoffe statt, sondern es erfolgt ein intensives Rühren, Mischen und Vermengen auf allen Höhenbereichen in dem Behälter. Es ist so gewährleistet, daß selbst bei verringerter Mischzeit die Vermischung optimal ist. Der Vermischungsgrad ist über die ganze Höhe des Behälters gleich, was eine wesentliche Quali­ tätsverbesserung bedeutet.

Vorzugsweise haben alle in Drehrichtung aufeinander folgenden Rührflügel des Rührwerks aufeinan­ der abgestimmt eine verschiedene Anordnung der in Längsrichtung der Begrenzung, also etwa achs­ parallel zur Drehachse des Rührwerkes an den Stegen aufeinander folgenden Erhebungen. Durch die Anordnung der Erhebungen und durch die Anzahl der Rührflügel selbst kann ein optimale Abstim­ mung auf ein bestimmtes Mischergebnis erfolgen. Auf diese Weise ist eine Anpassung eines Rühr­ werkes selbst auf in der Regel schwer mischbare oder schwer vermengbare Stoffe möglich. Es findet immer im Behälter bis zur Innenwandung desselben hin eine intensive Vermischung durch Verdrän­ gen des Mischgutes sowohl nach oben als auch nach unten hin statt.

Dabei ist es bei einer Ausführungsvariante möglich, daß sich bei einer Vielzahl von Rührflügeln des Rührwerks die Verschiedenartigkeit der Anordnung der Erhebungen wiederholt. Es ist dann also mög­ lich, daß bei einer Umdrehung des Rührwerkes mehrfach die jeweils gleichen Höhenbereiche im Be­ hälter bearbeitet werden.

Eine vorteilhafte konstruktive Gestaltung sieht vor, daß jeweils zwei diametral einander gegen­ überliegende Rührflügel ein Rührelement mit jeweils außen liegenden, im wesentlichen parallel zur Drehachse liegenden Stegen in Form von Bandteilen und am oberen und unteren Ende im wesentlichen radial verlaufenden Armen bilden. Dadurch wird auch die Stabilität des Rührwerkes noch erhöht und ferner wird die Montage des Rührwerkes vereinfacht.

Die vorteilhafte Wirkung des Rührwerkes wird noch verstärkt, wenn neben den Stegen, die als Be­ standteil die äußeren Begrenzungen der Rührflügel bilden, auch der obere und/oder der untere radiale Arm mit Erhebungen im Abstand von der Behälterwand versehen ist. Es erfolgt dadurch auch im Bo­ denbereich des Behälters und gegebenenfalls auch gegen den oberen Rand des Behälters hin eine zusätzliche Durchmischung, indem die zu vermischenden Stoffe in radialer Richtung nach innen und dann wieder nach außen gedrängt werden. Dazu trägt insbesondere die Maßnahme bei, daß die Er­ hebungen und Vertiefungen an den Stegen aufeinander folgender Rührflügel eine voneinander abwei­ chende Anordnung oder Aufeinanderfolge aufweisen.

Damit gerade der sehr wesentliche Bereich nahe der Wandung des Behälters in die intensive Durch­ mischung einbezogen werden kann, sind die zur Behälterwand beabstandeten Erhebungen an den außen liegenden Begrenzungen und an den unten liegenden Armen der Rührflügel als nahe der In­ nenwandung des Behälters liegende Abschnitte ausgeführt.

Um eine gute Überleitung der zu vermischenden Stoffe von dem Verdrängungsbereich durch die Er­ hebungen in den Bereich der Vertiefungen zu ermöglichen, ohne daß es zu einem Abreißen des Mischstromes kommt, wird in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Übergang zwischen den Erhe­ bungen und Vertiefungen an den Rührflügeln spitzwinklig verläuft.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeich­ nungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schrägsicht eines Mischbehälters mit eingesetztem Rührwerk;

Fig. 2 das Rührwerk in Schrägsicht dargestellt.

Bei einer Vorrichtung zum Rühren und Mischen von Stoffen, z. B. von staub- oder pulverförmigem, gegebenenfalls mit Zusatzstoffen versehenem Gut und einer Flüssigkeit, ist ein Behälter 1 vorgese­ hen, in welchen ein Rührwerk 2 eingreift. Das Rührwerk 2 ist über eine Antriebswelle 3 mit einem ent­ sprechenden Antrieb kuppelbar. Die Antriebswelle 3 ist beispielsweise über eine Schraube 4 oder über andere Mechanismen mit dem Rührwerk 2 fest verbunden. Rührwerk 2 und Antriebswelle 3 könnten aber auch als einstückiges Metall- oder Kunststoffelement ausgeführt werden. Die Teile könnten aber auch verschweißt oder verlötet sein.

Das Rührwerk 2 weist wenigstens zwei radial von der Drehachse 5 desselben frei auskragende Rühr­ flügel 6, 7, 8 und 9 auf, deren seitliche Begrenzungen 10 als nahe der Behälterwand 11 verlaufende Stege 6a, 7a, 8a, 9a, ausgebildet sind. Die Rührflügel 6 bis 9 des Rührwerkes 2 sind zumindest an ihren außen liegenden, der Behälterwand 11 zugewandten Stegen 6a, 7a, 8a, 9a mit integralen Erhe­ bungen 12 und mit Vertiefungen 13 versehen. Dabei sind die in Drehrichtung 14 aufeinander folgenden Rührflügel 6 bis 9 mit einer voneinander abweichenden Anordnung der Erhebungen 12 und Ver­ tiefungen 13 versehen. Die in Drehrichtung 14 aufeinander folgenden Rührflügel 6 bis 9 des Rühr­ werks 2 weisen aufeinander abgestimmt eine verschiedene Anordnung der in Längsrichtung der Be­ grenzung 10, also etwa achsparallel zur Drehachse 5 des Rührwerkes 2 aufeinander folgenden Erhe­ bungen 12 und Vertiefungen 13 auf. Beim gezeigten Beispiel weist der Rührflügel 6 an seinem oberen und unteren Ende jeweils eine Erhebung 12 auf, dazwischen liegt eine entsprechend lange Vertiefung 13. Beim Rührflügel 7 wird durch die beiden Erhebungen 12 ein innerhalb der Erhebungen 12 am Rührflügel 6 liegender Abschnitt erfaßt, wobei zwischen den und auch außerhalb der beiden Erhe­ bungen 12 wieder Vertiefungen 13 vorgesehen sind. In gleicher Drehrichtung 14 betrachtet folgt nun der Rührflügel 8. Hier ist lediglich im Mittenbereich bezogen auf die Gesamthöhe des Rührflügels 8 eine Erhebung 12 vorgesehen. Beidseitig dieser Erhebung 12 sind Vertiefungen 13 ausgebildet. Bis­ her ist also immer noch ein Höhenbereich im Rührwerk 2 bzw. im Mischbehälter 1 nicht beeinflußt worden. Hier kommt nun der Rührflügel 9 zu Geltung. Die Erhebungen 12 erfassen hier sozusagen den Bereich zwischen den Erhebungen 12 am Rührflügel 7 und den außerhalb der Erhebung 12 am Rührflügel 8 liegenden Bereich.

Es kann natürlich die Reihenfolge der Anordnung und Aufeinanderfolge der Erhebungen und Vertie­ fungen und die Anzahl und Ausbildung der Rührflügel variieren. So wäre es auch denkbar, daß die Länge der Erhebungen 12 so gewählt ist, daß sich die in Drehrichtung aufeinander folgenden Erhe­ bungen zumindest an ihrem Randbereich überdecken. Auch der Grad der gegenseitigen Überdeckung der aufeinanderfolgenden Erhebungen und Vertiefungen kann variiert werden. So könnte auch vorge­ sehen werden, daß alle Erhebungen eine gleiche Länge aufweisen oder aber, daß die Erhebungen an den verschiedenen Rührflügeln auch verschiedene Länge haben. Selbst bei mehr als einer Erhebung 12 an einem einzigen Rührflügel 6, 7 oder 9 können diese an diesem einen Rührflügel verschiedene Länge aufweisen. Falls dies zu einer noch gesteigerten Vermischung beitragen kann, wäre es auch denkbar, im Bereich der Erhebungen oder aber auch am ganzen bandförmigen Rührflügel Bohrungen und/oder Schütze vorzusehen.

Bei einer Vielzahl von Rührflügeln 6 bis 9, wenn also beispielsweise bei der Ausführung gemäß den Zeichnungen acht Rührflügel an einem Rührwerk vorgesehen wären, kann sich die Verschiedenartig­ keit der Anordnung oder Aufeinanderfolge der Erhebungen und Vertiefungen auch wiederholen. Es würden dann also auf eine Serie von Rührflügeln 6 bis 9 nochmals in gleicher Weise oder aber dazu verschieden ausgebildete Rührflügel 6 bis 9 folgen.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, bilden jeweils zwei diametral einander gegenüberliegende Rührflügel 6 und 8 sowie 7 und 9 ein Rührelement 15 und 16 mit jeweils außen liegenden, im wesent­ lichen parallel zur Drehachse 5 liegenden Stegen 6a, 7a, 8a, 9a in Form von Bandteilen und am obe­ ren und unteren Ende im wesentlichen radial verlaufenden, ebenfalls als Bandteilen ausgebildeten Armen 17 und 18. Hier ist es möglich, daß neben den die Stege 6a, 7a, 8a, 9a oder die äußeren Be­ grenzungen 10 bildenden Bandteilen der Rührflügel 6 bis 9 auch der obere und/oder der untere, radial verlaufende Arm 17, 18 mit Erhebungen 12 und Vertiefungen 13 versehen sind. Auch die Erhebungen 12 und Vertiefungen 13 an den Armen 17, 18 aufeinander folgender Rührflügel 6 bis 9 können eine voneinander abweichende Anordnung oder Aufeinanderfolge aufweisen.

Die Erhebungen 12 an den außen liegenden Begrenzungen 10 und an den unten liegenden Armen 18 der Rührflügel 6 bis 9 sind als nahe der Innenwandung 11 und somit auch des Bodens des Behälters 1 liegende Abschnitte ausgeführt. Es wird also gerade in den Bereichen, wo sonst eine geringe bis gar keine Durchmischung stattfindet, ein optimales Rühren, Mischen und Vermengen möglich.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Rühren und Mischen von Stoffen mit einem Behälter (1) und mit einem Rührwerk (2), das wenigstens zwei Rührflügel (6, 8; 7, 9) aufweist, wobei jeder Rührflü­ gel an einer antreibbaren Welle (3) befestigt ist und einen im wesentlichen im Bereich nahe der Behälterwand (11) verlaufenden Steg (6a; 7a; 8a; 9a) aufweist, wobei jeder Steg über wenigstens einen Arm an der Welle befestigt ist und an seiner der Behälter­ wand zugewandten Begrenzung Erhebungen (12) aufweist, und wobei die Erhebungen von in Drehrichtung aufeinander folgenden Rührflügeln in verschiedenen Höhenberei­ chen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Erhebung (12) im Abstand von der Be­ hälterwand (11) verläuft und daß jeder Steg (6a; 7a; 8a; 9a) als Bandteil ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei einer Vielzahl von Rührflügeln (6, 8; 7, 9) des Rührwerks (2) die Verschiedenartigkeit der Anordnung der Er­ hebungen (12) wiederholt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den die äuße­ ren Begrenzungen (10) bildenden Bandteilen der Rührflügel (6, 8; 7, 9) auch der obere und/oder der untere radiale Arm (17, 18) als Bandteil ausgebildet und mit Erhebungen (12) im Abstand von der Behälterwand versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinander folgende Rühr­ flügel (6, 8; 7, 9) aufeinander abgestimmt eine voneinander abweichende Anordnung der Erhebungen (12) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Erhebungen (12) an den Rührflügeln (6, 8; 7, 9) Vertiefungen (13) vorhanden sind und daß Übergänge (19) zwischen den Erhebungen (12) und Vertiefungen (13) spitz­ winklig verlaufen.