DE2158966A1

DE2158966A1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2158966A1
Application number: DE19712158966
Authority: DE
Inventors: David Michael Bethlehem Pa Matweecha (V St A)
Original assignee: Fuller Co
Current assignee: Fuller Co
Priority date: 1970-12-01
Filing date: 1971-11-27
Publication date: 1972-06-15
Also published as: US3648985A; AU3603571A; FR2117201A5; JPS5145821B1; GB1364903A; CA955587A; AU454449B2

Description

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26. November 1971 Gzk/lia.

Fuller Company, Catasauqua, Pennsylvania / USA

Mischvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schüttgut-Mischvorrichtung zum Mischen von trockenem pulverförmigem Gut, insbesondere einen Lufthebemischer.

In der Verfahrenstechnik, beispielsweise bei der Herstellung von Portlandzement, ist es oft erforderlich, verschiedene pulverförmige Stoffe miteinander zu mischen, z.B. die verschiedenen Stoffe, die die Ausgangsmischung für die Herstellung von Portlandzement bilden. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einer Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen.

Vor der Erfindung waren verschiedene Bauarten von Mischern für pulverförmiges Gut bekannt, bei denen ein gasförmiges Medium von erhöhtem Druck verwendet wurde. Bei diesen Mischern wurde das gasförmige Medium durch einen luftdurchlässigen Siloboden in unterschiedlicher Menge zugeführt, um dadurch das Gut zu mischen. Derartige Mischvorrichtungen sind in den US-Patentschriften 2 844 36i und 3 003 752 gezeigt, wobei der gasdurchlässige Siloboden in Abschnitte eingeteilt ist. Unter Druck stehendes Gas wird jedem Abschnitt zugeführt, um das Gut zu belüften. Einem der Abschnitte wird Gas von erhöhtem Druck und in größerer Menge zugeführt, um das Gut über diesem

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Abschnitt fließfähig zu machen (zu fluidisieren), so daß es auf das über den anderen Abschnitten befindliche Gut überläuft. Das Gut in diesen anderen Abschnitten strömt in den fluidisierten Abschnitt. Um eine bessere Mischung zu erreichen, können Gasstöße dem fluidisierten Abschnitt zugeführt werden. Es können Ventile vorgesehen sein, um den Abschnitt zu wechseln, der mit dem fluidisierenden Gas versorgt wird.

Eine zweite Bauart eines Mischers für pulverförmiges Gut ist in der älteren US-Patentanmeldung Serial No. 22 6^0 der Anmelderin enthalten. Der Mischer besitzt ein Gehäuse mit einem gasdurchlässigen Boden. Eine. Lufthebesäule oder —zylinder ist innerhalb des Mischergehäuses angeordnet. Das Gut in dem Gehäuse wird belüftet, indem Gas unter Druck durch den durchlässigen Boden zugeführt wird. Das unter Druck stehende Gas wird in die Mischsäule mit einer Geschwindigkeit geleitet, die größer ist als die des zum Belüften des Gutes verwendeten Gases, so daß das Gut nach oben durch die Säule strömt und sich im Kreislauf innerhalb des Gehäuses bewegt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung des in der genannten US-Patentanmeldung enthaltenen Mischers.

Es ist ein wesentliches Ziel dieser Erfindung, eine Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigen Stoffen zu schaffen, die eine erhöhte Mischleistung aufweist. Ziel der Erfindung ist es auch, eine Mischvorrichtung der Lufthebebauart zu schaffen,

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die ein besseres Mischen des pulverförmigen Gutes in kürzerer Zeit ermöglicht.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden bei einer Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigem Gut mit einem aufrechten Gehäuse mit einer Guteinlaßöffnung und einer Gutauslaßöffnung, einer gasdurchlässigen Trennwand, die in dem Gehäuse angeordnet ist und dieses in eine Gutkammer und eine untere Vorkammer teilt, mindestens einer hohlen, an den Enden offenen Mischsäule, die in dem Gehäuse angeordnet ist und sich nach oben von der Trennwand erstreckt mit Abstand zu der Trennwand, um eine Guteinlaßöffnung in die Mischsäule zu schaffen, mit einer Einrichtung zur Zufuhr von fluidisierendem Gas zu der Gutkammer durch die Trennwand und mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Mischgas in das untere Ende der Mischsäule mit einer Geschwindigkeit, die höher ist als die des fluidisierenden Gases, dadurch erreicht, daß die Seitenwände der Mischsäule von dem Ende nahe der Trennwand im wesentlichen vollständig bis zum anderen Ende nach oben und innen kegelig verlaufen.

Es wird eine Mischvorrichtung zum Mischen von trockenen pulverf örmigen Stoffen beschrieben, die ein Gehäuse aufweist mit einer gasdurchlässigen Trennwand oder Unterteilung, die in dem Gehäuse angebracht ist und es in eine Gutkammer und eine Vorkammer oder Gassammeikammer teilt. Das Gehäuse besitzt einen Guteinlaß und einen.Gutauslaß. Eine hohle, an den Enden offene Mischsäule oder ein Mischzylinder ist in der Gutkammer angebracht. Druckgas wird der Vorkammer zugeführt und gelangt durch die gasdurchlässige Trennwand hindurch, um das Gut in

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der Gutkammer zu belüften (fließfähig zu machen). Gas wird mit erhöhter Geschwindigkeit dem unteren Ende der Säule zugeführt, um das Gut in der Gutkammer nach oben durch die Säule im Kreislauf zu fördern und dadurch das Gut zu mischen. Die Säule ist kegelig ausgeführt, so daß das durch diese Säule strömende Gut seine Geschwindigkeit kontinuierlich erhöht.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung.

Die in Fig. i gezeigte Mischvorrichtung weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse hat einen konischen Boden 12, einen Guteinlaß lh und einen Gutauslaß 16. Ein Ventil 18 kann in dem Auslaß l6 vorgesehen sein, um die Abgabe von Gut aus dem Gehäuse zu steuern. Eine gasdurchlässige Trennwand oder Unterteilung 20 ist in dem Gehäuse 10 nahe dem konischen Boden 12 angebracht und zwar mit Abstand zu dem Boden 12,

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um das Gehäuse 10 in eine obere Gutkanimer 22 und eine untere Vorkammer oder Gassammeikammer 2k zu teilen.

Eine Mischsäule oder ein Mischschacht 26 ist innerhalb der Gutkammer 22 mittels geeigneter Träger 28 und 29 befestigt.

Die Säule 26 ist so in der Gutkammer 22 angebracht, daß sie sich im Abstand zu der Trennwand 20 befindet. Dieser Abstand bildet einen ringförmigen Guteinlaß 32 für die Säule 26.

Die Säule 26 ist eine an den Enden offene kegelförmige Säule, deren Seitenwände vom unteren Ende zum oberen Ende nach oben und innen geneigt sind. Die Säule hat vorzugsweise die Gestalt eines Kegelstumpfes aus einem regelmäßigen Kreiskegel.

Unter Druck stehendes gasförmiges Medium wird von einer nicht dargestellten Quelle durch eine Leitung 38 und ein geeignetes Rohrsystem kO in die untere Vorkammer 2k geleitet. Das Gas strömt durch die poröse Trennwand 20 in die Gutkammer 22, um das Gut in dieser Kammer zu belüften. Bei dem in Fig, i ge- g zeigten Mischer wird Druckgas durch Leitungen k2 auch unmittelbar in das untere Ende der Säule 26 geleitet. Dieses Gas hat eine höhere Geschwindigkeit als die des zum Belüften des Gutes in der Kammer 22 verwendeten Gases. Dieses Gas höherer Geschwindigkeit kann aus der gleichen Quelle kommen wie das der Vorkammer 20 zugeführte Gas, oder es kann aus einer anderen geeigneten Quelle stammen. Eine einzige Druckgasquelle kann verwendet werden, weil das der Vorkammer 2k zugeführte Gas durch die gasdurchlässige Trennwand 20 hindurchtreten

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muß und das der Säule 26 zugeführte Gas nicht durch diese Trennwand hindurchtritt. Somit ist die Geschwindigkeit des unmittelbar zu der Säule geführten Gases, beispielsweise Luft, höher als die des in die Kammer 22 geleiteten Restes.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Gutmischer ist die gasdurchlässige Trennwand 20 in zwei Vorkammern 24a und 24b mittels eines ringförmigen Bauteils 50 geteilt. Druckgas wird der Vorkammer 24a mittels einer Leitung 52 von einer nicht gezeigten geeigneten Quelle zugeführt. Dieses Gas tritt durch die Trennwand 20 hindurch und belüftet das Gut in der Kammer 22. Der Vorkammer 24b wird Druckgas mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die höher ist als die des zu der Vorkammer 24a gelieferten Gases; dies geschieht mittels einer Leitung 54 von einer nicht gezeigten geeigneten Quelle. Dieses Gas tritt durch die Trennwand 20 mit einer Geschwindigkeit hindurch, die höher ist als die beim Passieren der Trennwand 20 von der Kammer 24iaus, und wird zum unteren Ende der Mischsäule 26 geleitet.

Wenn gewünscht, kann ein Mischer verwendet werden, der eine Kombination der Belüftungssysteme gemäß der Fig. 1 und 2 darstellt. Beispielsweise kann in der Ausführungsform nach Fig. 2 eine zweite Quelle für das Mischsäulengas verwendet werden, um es durch eine Öffnung 16 unmittelbar in die Mischsäule 26 zu leiten, ohne daß es durch die Trennwand 20 hindurchtritt. Der wesentliche Vorteil besteht darin, daß das dem unteren Ende der Mischsäule zugeführte Gas eine höhere Geschwindigkeit haben kann als das Gas, das zum Belüften des Gutes in der Kammer 22 verwendet wird.

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Wie bei der Vorrichtung gemäß der genannten US-Patentanmeldung bewirkt die höhere Geschwindigkeit des der Säule 26 zugeführten Gases, daß das Gut in der Säule 26 durch diese hindurch und am oberen Ende nach außen strömt. Gut außerhalb der Säule wird in die Säule hineingezogen, so daß ein Kreislauf des Gutes innerhalb des Gehäuses entsteht. Es hat sich gezeigt, daß die in der genannten US-Patentanmeldung beschriebene gerade Säule f bereits eine gute Mischwirkung des pulverförmigen Gutes erzielt; durch die Verwendung einer kegelförmigen Säule, wie sie durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, erreicht man jedoch eine höhere Mischgeschwindigkeit und eine gründlichere Durchmischung in einer vorgegebenen Zeit.

Durch die Verwendung einer kegelförmigen Säule steigt die Geschwindigkeit des durch die Säule 26 strömenden Gutes im wesentlichen kontinuierlich an, gemessen vom unteren Ende zum oberen Ende der Mischsäule. Durch den Geschwindigkeitsanstieg werden wesentliche Vorteile erreicht; das am oberen Ende der Säule austretende Gut strömt weiter von den Seiten g der Säule in Richtung zum Rand des Gehäuses 10, wodurch eine gründlichere Mischung des Gutes in dem Mischer erreicht wird. Das am oberen Ende der Säule austretende Gut bedeckt im wesentlichen die gesamte Fläche der Gutkammer 22. Bei Verwendung einer geraden Säule bleibt das aus der Säule austretende Gut näher an den Seiten der Säule. Bei der Verwendung einer Säule mit kontinuierlich ansteigender Geschwindigkeit gelangt mehr Gut durch die Säule, wodurch die Gutmenge erhöht wird, die in einer vorgegebenen Zeit in dem Mischer umgewälzt wird. Dadurch wird die Zeit verringert, die für einen gewünschten

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Mischungsgrad erforderlich ist. Somit bewirkt die ansteigende Geschwindigkeit, die durch die konische Säule erreicht wird, ein schnelleres Mischen und ein gründlicheres Mischen in vorgegebener Zeit, weil größere Gutmengen je Zeiteinheit im Kreislauf umgewälzt werden. Der mit der konischen Mischsäule erzielte Fortschritt wird in besonders ausgeprägter und vorteilhafter Weise erreicht, wenn die Querschnittsfläche am unteren Ende der Säule 26 ungefähr doppelt so groß ist wie die Querschnittsfläche am oberen Ende der Säule, so daß die Geschwindigkeit des durch das untere Ende der Mischsäule hindurchtretenden Gutes ungefähr halb so groß ist wie die des am oberen Ende der Mischsäule austretenden Gutes. Es hat sich gezeigt, daß dies ein gutes Verhältnis ist, um ein wirkungsvolles Mischen zu erreichen. Andere Abmessungsunterschiede zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Mischsäule können ebenfalls vorteilhaft sein und liegen im Rahmen der Erfindung,

Der Kegelwinkel der Säule ergibt sich aus den Abmessungen des Mischgehäuses 10. Die Säule sollte so hoch sein, daß bei der Zufuhr des Gases zu der Vorkammer 24 und beim Hindurchtreten durch die Trennwand 20 zum Belüften des Gutes in der Kammer sich das Gut zu einer Höhe ausdehnt, die größer ist als die Höhe der Säule 26. In manchen Fällen sollte die Höhe der Säule 26 geringer sein als die "Ruhe¹*—Höhe des Gutes in dem Mischgehäuse oder Mischbehälter 10. Die Abmessungen des unteren Endes der Säule sollten groß genug sein, um das von den Leitungen 42 gelieferte Gas in ähnlicher Weise "einzufangen",

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wie bei der glockenförmigen Säule gemäß der genannten US-Patent anmeldung. Bas untere Ende der Säule sollte klein genug sein, damit der Einlaß 32 groß genug sein kann, um eine angemessene Materialströmung in die Säule 26 zu ermöglichen.

Im Einzelfall müssen die optimalen Werte des Kegels und der Abmessungsunterschiede zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Mischsäule in Abhängigkeit von dem Mischgut, der dem Mischer zugeführten Luftmenge und der Größe des Mischers bestimmt werden.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß die angestrebten Ziele der Erfindung erreicht werden. Es wird ein Mischer geschaffen, bei dem die Mischgeschwindigkeit erhöht ist und eine homogene Mischung des Gutes sichergestellt ist.

Vorstehend wurden nur Ausführungsbeispiele beschrieben, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.

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Claims

- iO Patentansprüche

Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigem Gut mit einem aufrechten Gehäuse mit einer Guteinlaßöffnung und einer Gutauslaßöffnung, einer gasdurchlässigen Trennwand, die in dem Gehäuse angeordnet ist und dieses in eine Gutkammer und eine untere Vorkammer teilt, mindestens einer hohlen, an den Enden offenen Mischsäule, die in dem Gehäuse angeordnet ist und sich nach oben von der Trennwand erstreckt mit Abstand zu der Trennwand, um eine Guteinlaßöffnung in die Mischsäule zu schaffen, mit einer Einrichtung zur Zufuhr von fluidisierendem Gas zu der Gutkammer durch die Trennwand und mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Misch— gas in das untere Ende der Mischsäule mit einer Geschwindigkeit, die höher ist als die des fluidisierenden Gases, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Mischsäule von dem Ende nahe der Trennwand im wesentlichen vollständig bis zum anderen Ende nach oben und innen kegelig verlaufen.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischsäule die Gestalt des Kegelstumpfes eines regelmäßigen Ereiskegels hat.

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Seitenwände der Mischsäule derart gewählt ist, daß die innere Querschnittsfläche an dem Ende der Mischsäule nahe der Trennwand ungefähr doppelt so groß ist wie die innere Querschnittsfläche am anderen Ende der Mischsäule,

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k. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Mischsäule so gewählt ist, daß die Geschwindigkeit des Gutes, das durch das Ende der Mischsäule nahe der Trennwand hindurchtritt, ungefähr halb so groß ist wie die Geschwindigkeit des Gutes, das durch das andere Ende der Mischsäule hindurchtritt.

5. Vorrichtung zum Mischen von pulverförmigem Gut, gekennzeichnet durch einen aufrechten Behälter mit einer Guteinlaßöffnung und einer Gutauslaßöffnung, eine gasdurchlässige Trenneinrichtung, die in dem Behälter angebracht ist, um eine obere Gutkammer und eine untere Vorkammer zu bilden, mindestens eine hohle, an den Enden offene Mischsäule, die innerhalb der Gutkammer angebracht ist und sich im wesentlichen vertikal nach oben von der Trenneinrichtung erstreckt, wobei die Mischsäule mit Abstand zu der Trenneinrichtung angeordnet ist, um eine Guteinlaßöffnung in die Mischsäule zu bilden, eine Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium unter Druck zu der Vorkammer zum Hindurchtritt durch die Trenneinrichtung zum Belüften des Gutes in der Gutkammer, eine Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium unter Druck in das untere Ende der Mischsäule mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die des gasförmigem Mediums, das durch die Trenneinrichtung hindurchtritt zum Belüften des Gutes in der Gutkammer, wodurch das Gut nach oben durch die Mischsäule strömt, wobei die Mischsäule so gestaltet ist, daß die Geschwindigkeit des durch die Mischsäule strömenden

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Gutes im wesentlichen kontinuierlich zunimmt, gemessen vom unteren Ende zum oberen Ende der Mischsäule.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Mischsäule die Gestalt eines Kegelstumpfes eines regelmäßigen Kreiskegels hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Aufteilen der unteren Vorkammer in mindestens ein Paar von Vorkammern vorgesehen ist, daß die Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium unter Druck zu der Vorkammer zum Belüften des Gutes in der Gut— kammer mit einer der beiden Vorkammern verbunden ist, und daß die Einrichtung zur Zufuhr von gasförmigem Medium unter Druck in das untere Ende der Mischsäule mit der anderen der beiden Vorkammern verbunden ist, um das Gas durch die Trenneinrichtung hindurchzuführen.

S. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von gasförmigem Medium unter Druck in das untere Ende der Mischsäule eine Einrichtung zur Zufuhr des gasförmigen Mediums unmittelbar zu der Mischsäule aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Mischsäule in solchem Maße kegelig sind, daß die Geschwindigkeit des durch das untere Ende der Mischsäule hindurchtretenden Gutes ungefähr halb so groß ist wie die Geschwindigkeit des Gutes, das durch das obere Ende der Mischsäule tritt,,

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10. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
die Seitenwände der Mischsäule im wesentlichen kontinuierlich konisch nach innen vom unteren Ende zum oberen Ende,
verlaufen und zwar in dem Maße, daß die Querschnittsfläche am unteren Ende ungefähr doppelt so groß ist wie die Querschnittsflache am oberen Ende.

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