DE2301719A1

DE2301719A1 - Verfahren zum mischen von stoffen

Info

Publication number: DE2301719A1
Application number: DE2301719A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ferdinand Leon Milik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-18
Filing date: 1973-01-13
Publication date: 1973-07-26
Also published as: US3863904A; JPS4985656A; FR2168445A1; GB1375943A; FR2168445B3; NL7300671A

Description

Verfahren zum Mischen von Stoffen.

Das Zusammenmischen von körnigen Stoffen niedriger Dichte von weniger als 1120 kg/m , und daher brüchiger Konsistenz, mit anderen Stoffen wie Pulvern oder Flüssigkeiten hat bisher große Schwierigkeiten gemacht. Bei Benutzung eines üblichen schnellaufenden Mischers mit rotierenden Messern brechen die Körner leicht auf, sodaß die ganze Mischung zu feinem Pulver wird. Wenn andererseits ein Trommelmischer benutzt wird, so ist der Misehprozeß äußerst langwierig, und in vielen Fällen kann man keine Mischung mit befriedigender Homogenität erhalten. Außerdem brechen sogar Trommelmischer die Körner zum Teil auf, insbesondere wenn sie mit anderen körnigen Stoffen gleicher Größe aber erheblich größerer Dichte gemischt werden.

Es ist nun gefunden worden, daß man zwei oder mehr Stoffe, von denen wenigstens einer körnig ist und eine Dichte von weniger als 1120 kg/m⁵ (70 Ib per cubic foot) aufweist, äußerst schnell und wirkungsvoll zu einer Mischung mit wer nig oder gar keinem Bruch der Körner des leichten Stoffes

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mit einer Einrichtung zusammenmischen kann, die bisher nicht zu Mischzwecken benutzt worden ist.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden wenigstens zwei Stoffe, von denen wenigstens einer körnig ist und eine Dichte von weniger als 1120 kg/m aufweist, dadurch gemischt, daß die Stoffe einer Einrichtung zugeführt werden, die aus einem runden, tellerförmigen Gefäß besteht, das um eine vertikale, zentrale Achse rotiert, und aus einer das Gefäß eng umschließenden, sich vom Rand des Gefäßes aufwärts erstreckenden Wand, die an der Drehbewegung des Gefäßes nicht teilnimmt, und daß man das Gefäß mit den darauf befindlichen Stoffen rotieren läßt.

Vorzugsweise steht die umgebende Wand still, obwohl sie auch in derselben Richtung, aber viel langsamer als das Gefäß rotieren kann, oder auch in Gegenrichtung rotieren kann.

Bei dieser Anordnung werden die zu mischenden Stoffe zentrifugal nach außen geworfen, und infolge der Tellerform des Gefäßes werden die Stoffe gegen die umgebende Wand aufwärts gedrängt. Die Berührung der Stoffe mit der Wand läßt ihre Rotationsbewegung langsamer werden, und die Stoffe werden in Richtung der Mitte des Gefäßes wieder einwärts gerichtet, wo sie auf das Gefäß fallen und dann wieder auswärts geschleudert werden. Als Ergebnis bilden die Stoffe eine toroidal geformte Masse um den Rand des Gefäßes herum, und die Stoffe zirkulieren um das Toroid entlang eines spiralförmigen Weges. Die Bewegung der Stoffe auf diesem Weg ist äußerst komplex und die Geschwindigkeit der Teilchenbewegung der verschiedenen Stoffe ändert sich so stark, daß eine äußerst schnelle und gleichförmige Mischung der Stoffe in nur wenigen Sekunden stattfindet.

Die Rotation des Gefäßes wird den in diesem befindlichen

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Stoffen durch Reibungskräfte zwischen der Gefäßoberfläche und den Stoffen aufgezwungen; das Gefäß selbst bä keinerlei Messer oder ähnliche Vorsprünge, und daher tritt kein Bruch bei den brüchigen Stoffen mit einer Dichte von weniger als 1120 kg/m³ auf.

Die Ausbildung der Einrichtung mit einem runden, tellerförmigen Gefäß und einer umgebenden, still stehenden Wand ist bekannt s aber man hat diese Einrichtung bisher nur zum Mahlen pulverförmiger Stoffe oder zur Oberflächenveredelung metallischer Werkstücke benützt, die in einem Halter oberhalb des Gefäßes gehalten werden, wobei man Schmirgelteilchen durch. Rotation des Gefäßes über die Werkstücke zirkulieren läßt.

Die für Mischzwecke angepaßte Einrichtung weist zweckmäßig zisätzlich zu dem rotierenden Gefäß und der umgebenden Wand Förderer oder andere Mittel zur Zuführung der zu mischenden Stoffe zu dem Gefäß auf, sowie eine Einrichtung zur Entnahme der vermischten Stoffe. Eine derartige Einrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 22 Ok 183.4 beschrieben.

Es wurde gefunden, daß die Rotationsgeschwindigkeit des tellerförmigen Gefäßes in weiten Grenzen variierbar ist. Vorzugsweise wird die Rotationsgeschwindigkeit des Gefäßes derart gewählt, daß seine Umfangsgeschwindigkeit etwa 120 bis 760 m pro Minute beträgt. Dies entspricht einer Winkelgeschwindigkeit von 60 bis 400 Umdrehungen pro Minute bei einem Gefäßdurchmesser von 61 cm.

Ein Beispiel für einen Stoff, der durch das Verfahren nach der Erfindung sehr wirksam mit anderen Stoffen vermischt werden kann, ist Perlit, ein Mineral aus ausgedehnten und zerbrechlichen Teilchen, das hohe Temperaturen aushält

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und daher für Wärmeisolationszwecke benutzt wird. Perlit kann zementverbundenen Strukturen oder überzügen beigefügt werden, aber es ist nicht nur sehr zerbrechlich, sondern auch stark wasserabsorbierend, so daß bei Mischungen mit Zement und Wasser derart viel Wasser benötigt wird, daß die Härtung des Zements beeinträchtigt wird, und die Widerstandskraft -der strukturellen Überzüge ziemlich gering ist. Deshalb ist es wünschenswert, die Perlitkörnchen mit einem wasserfesten Stoff zu überziehen, um sie vor der Mischung mit Zement und Wasser zu versiegeln. Ein geeignetes Überzugsmaterial ist Natriumsilikat in Form einer viskosen Flüssigkeit, die später unter Einfluß des Kohlendioxyds der Luft hart wird.

Im Folgenden werden Beispiele für die Mischung von Perlit mit Natriumsilikat und andere Mischverfahren nach der Erfindung unter Benutzung irgendwelcher der Teile der in der deutschen Patentanmeldung P 22 Ok 183.4 beschriebenen Einrichtung gegeben, wobei der Gefäßdurchmesser 6lcm und die Misehzeit nur einige wenige Sekunden beträgt.

Beispiel I .

Perlit mit einer Massendichte von 128 kg/m ( 8lb per cubic foot) zusammen mit 12$ seines Eigengewichts an Natriumsilikat in Form einer viskosen Flüssigkeit wurden dem Gefäß der Einrichtung zugeführt, und bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 300 Umdrehungen pro Minute wurden die Perlitteilchen in 6 Sekunden gleichförmig mit Natriumsilikat beschichtet und die Mischung erfolgte, ohne Zusammenklumpen der Perlitteilchen und ohne nennenswerten Bruch: der Teilchen. Die schnelle Beschichtung der Teilchen ist sehr wichtig, weil der überzug fertig sein muß, bevor die Härtung des Natriumsilikats einsetzt.

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Beispiel II

Perlitteilchen in der in Beispiel I .beschriebenen Weise beschichtet und mit in der Luft ausgehärtetem überzug aus Natriumsilikat wurden dem Gefäß zusammen mit Portlandzement und Wasser im Verhältnis 5:3:1 pro Volumen Perlit, Zement bzw. Wasser zugeführt. Man ließ das Gefäß 7 Sekunden lang mit 300 Umdrehungen pro Minute rotieren, und es wurde eine gleichmäßige Mischung, wiederum ohne Bruch der beschichteten Perlitteilchen erhalten. Das Vermeiden eines Bruches der Perlitteilchen ist sehr wichtig, da ein Bruch der Oberfläche nach dem Beschichten eine Wasseraufnahme des Perlits aus der Mischung verursachen würde, wodurch die Mischung nicht mehr verarbeitet werden kann.

Beispiel III

Vermiculit, ein anderes ausgedehntes, körniges Mineral mit einer Massendichte von 72kg/m (4.5 Ib per cubic foot) wurde dem Gefäß cer Einrichtung zusammen mit Portlandzement und Wasser in dem gleichen Verhältnis wie in Beispiel II zugeführt. Das Gefäß wurde mit 250 Umdrehungen pro Minute für die Dauer von 5 Sekunden rotiert, und dann erhielt man eine gleichförmige Mischung ohne Bruch der Vermieulitteilchen.

Beispiel IV

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel III wurde durchgeführt, lediglich Mineralschlacke mit einer Massendichte von 960 kg/m ( 60 Ib per cubic foot ) wurde anstelle von Vermiculit verwandt.

Beispiel V

Holzspäne mit einer Massendichte von 160 kg/m ( 10 Ib per cubic foot ) und Epoxydharz in Form einer viskosen Flüssigkeit wurden dem Gefäß der Einrichtung in einem Gewichts-

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verhältnis von 9:1 von Holz zu Harz zugeführt. Das Gefäß wurde 7 Sekunden lang mit 350 Umdrehungen pro Minute rotiert. Das einen Härter enthaltende Harz war gleichförmig mit den Holzspänen vermischt, und die Mischung wurde darauf geformt und zur Erzeugung von Spanplatten gepreßt .

Andere Beispiele für Mischverfahren nach der Erfindung
sind das Herstellen von,Viehfutter aus Körnern von pflanzlichen Stoffen mit sehr geringen Vitaminmengen oder anderen chemischen Zusatzstoffen, die Erzeugung.getrockneter Seifenmischungen, bei der getrocknete pflanzliche Stoffe mit fein geteilten pulverförmigen Kräutern oder Gewürzen vermischt werden, und die Süßwarenfabrikation, wo
körnige Stoffe wie eßbare Kugeln mit Honigwabenstruktur
mit flüssiger Schokolade oder anderen Plüßigkeiten überzogen werden, oder einen überzug aus pulverförmigem Stoff erhalten, z.Bi Eiszucker.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Mischen wenigstens zweier Stoffe, von denen wenigstens einer körnig ist und eine Massendichte von weniger als 1120 kg/nr afweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe einer Einrichtung zugeführt werden, die aus einem runden, tellerförmigen Gefäß besteht, das um eine vertikale, zentrale Achse rotiert, und c aus einer das Gefäß eng umschließenden, sich vom Rand des Gefäßes aufwärts erstreckenden Wand, die an der Drehbewegung des Gefäßes nicht teilnimmt, und daß man das Gefäß mit den darauf befindlichen Stoffen rotieren läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umgebende Wand still steht.

3· Verfahren nach ,Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 bis 760 Meter pro Minute rotiert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe Perlit einschließen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe Vermiculit einschlließen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 unter Bezugnahme auf eines der Beispiele I bis V.

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