DE2346153C2

DE2346153C2 - Vorrichtung zum Dosieren und Mischen mehrerer flüssiger und/oder pastöser Stoffe

Info

Publication number: DE2346153C2
Application number: DE2346153A
Authority: DE
Inventors: Hubert 2000 Hamburg Skibowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Dover Corp
Priority date: 1973-09-13
Filing date: 1973-09-13
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE2346153A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist eine Vorrichtung zum Mischen und Dispergieren von ausschließlich flüssigen oder flüssigen und festen Stoffen bekanntgeworden, bei der die vorgemischten Anteile über eine gemeinsame untere Ansaug- Öffnung in das Gehäuse der Mischvorrichtung eingetragen werden (GB-PS 12 94 641). Ein am äußeren Umfang gezahnter, von einer Welle angetriebener Rotor greift zwischen axial beabstandete Zahne eines Stators, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist Die zu mischenden Stoffe müsseii durch die Zähne von Rotor und Stator hindurchtreten uhci werden dadurch intensiv mechanisch bearbeitet. Oberhalb und unterhalb der beschriebenen Rotor- und Statoranordnung sind Pumpenräder angeordnet, wobei das obere Pumpenrad in Höhe einer seitlichen Austrittsöffnung im Gehäuse angeordnet ist

Bei dSr bekannten Vorrichtung erfolgt die Dosierung der einzelnen Anteile vor der Misch- und "Uispergiervornchtung- Die Art der Stator- und Rotoranordnung bedingt außerordentlich hohe Scherkräfte, was zur Erzielung einer Dispersion auch erwünscht ist Bei pastösen oder flüssigen Medien, deren physikalische Eigenschaft insbesondere deren Viskosität, nicht geändert werden soll, ist die bekannte Vorrichtung nicht verwendbar. Bei der bekannten Vorrichtung besteht auch die Gefahr, daß im Gehäuse befindliches Mischgut bei Unterbrechung des Mischprozesses vei-bleibt und unter Umständen aushärtet wodurch eine problemlose Wiederaufnahme des Betriebes nicht möglich ist

Es ist eine Vorrichtung zum Herstellen mid Dosieren von aus miteinander reagierenden, flüssigen Stoffen bestehenden Gemischen bekanntgeworden, bei der Zuführkanäle für einzelne Komponenten an einen Walzenspalt angeschlossen sind. Die Dosierung der Komponenten erfolgt mit Hilfe von Posierpumpen. Der sehr eng beme&sene Walzenspalt (0,1 bis 1 mm) ermöglicht neben der mechanischen Mischwirkung das Eintragen verhältnismäßig geringer Mengen, so daß jeweils nur geringe miteinander zu reagierende Anteile zusammengebracht werden. Dadurch wird verhindert, daß in der Vorrichtung verbleibende miteinander reagierende Teile aushärten und die Vorrichtung unwirksam machen. Als Mischvorrichtung für größere Mengen pro Zeiteinheit bei gleichzeitig präziser Dosierung der einzelnen Komponenten ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet

Es ist schließlich ein Ventil zur dosierten Abgabe von zwei oder mehr fließfähigen Med-.ep. in eine Mischkammer bekanntgeworden mit einem Ventilsitz in der Mischkammerwand, der koniscfie Dichtflächen aufweist wobei der Ventilkörper mit der inneren Oberfläche der Mischkammerwand bündig abschließt (DE-OS 20 11 545). Die miteinander zu vermischenden Medien werden über ein einziges Ventil nacheinander in die Mischkammer eingegeben, in der ihrerseits keine Vorkehrungen zur mechanischen Einwirkung auf die Mischung vorgesehen sind

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eine größere Durchsatzmenge pro Zeiteinheit ermöglichende Vorrichtung zu schaffen, mit der eine wahlweise Anzahl von flüssigen und/oder pastösen Komponenten präzise dosiert und gleichzeitig wirksam und schonend gemischt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dec erfindungsge.näßen Vorrichtung kann eine größere Anzahl von Komponenten oder Zusätzen viskoser Medien gleichzeitig gemischt werden, wobei die Höchstzahl von der Anzahl der Anschlüsse an die ringförmige Eingangskammer abhängt. Innerhalb dieses Höchstwertes kann die Anzahl der zu mischenden Komponenten beliebig variiert werden.

Die zu mischenden Komponenten werden über die obere Eingangskammer kleinen Volumens eingetragen, und zwar über Dosierventile, welche ihren Sitz in der Ringkammer haben. Die Dosierventile können nach

einem Programm gesteuert werden» und stellen sicher, daß nur die zugemessene Menge in die Mischung gelangt und Nachlaufmengen, weiche das Verhältnis der einzelnen Bestandteile zueinander ändern, nicht auftreten. Die ringförmige Eihgangskammer ist im Volumen verhältnismäßig kleingehalten, damit die- eingetragene Komponente sofort dem mechanischen Mischprozeß unterwprfen wird. Dieser wird durch wechselweise angeordnete Stator- und Rotorscheiben bewirkt, weiche mit der Gehäusewand bzw. der Rotorwelle einen "> Ringspalt bilden. Die Rotorscheiben werden mit relativ kleiner Drehzahl angetrieben. Auf diese Weise bewegen sich die Medien in Serpentinen durch die Mischvorrichtung unter gleichzeitiger inniger Vermischung.

Durch die Anordnung der Eintrittsöffnungen oberhalb der Austrittsöffnung und den Pumpeffekt der Rotoren wird erreicht, daß nach Beendigung des Mischvorgangs das Medium vollständig aus der Mischvorrichtung ausgetragen werden kann, so daß ein präzises Mischungsverhältnis bis zuletzt beibehalten bleibt. Es verbleiben keine Bestandteile in der Mischvorrichtung und sie können daher, zum Betspiel durch Aushärten, keine Betriebsstörungen verursachen. Der sich aus der Eingangskammer nach oben erstrekkende Entlüftungsstutzen sorgt for das ungehinderte Eintragen der einzelnen Komponenten-in die Eingangskammer.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den weiteren Vorteil, daß die vorgegebene Mischung auf Anhieb erreicht wird, ohne daß ein »Einfahren« der Mischer s> erforderlich ist

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung kann innerhalb einer Produktlinie angeordnet werden und dementsprechend kontinuierlich gefahren werden. Dadurch ergibt sich ein»· erhebliche Vereinfachung im ü Produktionsablauf. Erfindungsgemäße Mischvorrichtungen können auch in beliebiger Anzahl hintereinander und parallel geschaltet werden.

Die scheibenförmigen Rotoren und Statoren sorgen für einen innigen, gleichwohl produktschonenden -»o Mischvorganf Das Medium wird zwar verwirbelt und gewalkt bzw. gemahlen, jedoch in einer Weise, daß die physikalischen Eigenschaften der Komponenten erhalten bleiben, zum Beispiel deren Viskosität.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rotoren am Umfang halbkreisförmige Aussparungen haben,. Die halbkreisförmigen Aussparungen bewirken beim Mischvorgang eine Phasenverschiebung der durch sie strömenden Komponenten und Zusatzstoffe. >o

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Folge von Rotoren und Statoren als letzter Bauteil ein als Pumpenrad ausgebildeter Rotor mit beidseitigen strahlenförmigen Rippsn vorgesehen. Das Pumpenrad stellt sicher, daß bei Beendigung des ^⁵ Mischvorgangs das Gemisch vollständig aus dem Gehäuse ausgetragen wird.

Neben die obenerwähnten Vorteile tritt der weitere, daß trotz großer Durchsatzmenge die erfindungsgemäße Mehrkomponentenmischvorrichtung sehr klein baut. Die Komponenten und/oder Zusatzstoffe in flüssiger oder pasiöser Form werden mit Hilfe der Dosierventile direkt und zeitgEeich ohne Falschmengen aus Torräumen dem Mischprozeß zugeführt

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert

Abb. 1 zeigt in Seitenansicht und im Schnitt eine Mischvorrichtung nach der Erfindung.

Abb.2 zeigt die Draufsicht auf einen Teil der zweitobersten Rotorscheibe der Vorrichtung nach Abb. ΙΑ bb. 3 zeigt eine Draufsicht auf die unterste Rotorscheibe der Vorrichtung nach A b b. 1.

Abb.4 zeigt teilweise in Draufsicht den obersten Rotor nach A b b. 1.

Ein Gehäuse 1 ist an der Oberseite durch einen Deckelflansch 10 verschlossen. Der Deckelflansch 10 wird mit Hilfe von Schrauben 25 am Gehäuse 1 befestigt, und eine Dichtung 8 sorgt für eine entsprechende Abdichtung. Ein Rohrflansch 2 an der Unterseite des Gehäuses 1 dient zur Anbringung eines Antriebs für eine Welle 3.

Im oberen Bereich des Gehäuses sind an der Außenseite mehrere in Umfangsrichtupg beabstandete Blockflanschen 7 geformt mit radialen öffnungen zur Aufnahme von Dosierventilen 6 in Bodenventilform. Bei entsprechender Betätigung der Ventile 6, zum Beupiel nach einem Computerprogramm, können Komponenten ohne jeglichen Umweg direkt und unter entsprechendem Förderdruck in eine Eingangskammer strömen. Am Deckelflansch 10 befindliche Kunsteinbauten 9 begrenzen die Eingangskammer und verhindern unkontrollierte Ansammlungen der zu mischenden Medien. Diese bewegen sich nach erfolgter Entlüftung über einen Stutzen 13 über eine Zwangsmischstrecke zwischen einer oberen Rotorscheibe 11 und einer nachfolgenden Statorscheibe 14. Durch den in der Statorscheibe 14 befindlichen Ringspalt gelangen die zu mischenden Medien in den Zwischenraum von Statorscheibe 14 und Rotorscheibe 16, wobei letzterer mit radialen Rippen 24 versehen ist, durch welche eine Pumpwirkung entsteht Am Umfang der Rotorscheibe 16 sind halbrunde Ausschnitte vorgesehen, durch welche das Gemisch in den Zwischenraum von Rotorscheibe 16 und darunterliegenden Statorscheibe 26 tritt Dort erfährt es einen reinen Mischeffekt durch Mahlwirkung. Der beschriebene Mischvorgang wiederholt sich zwischen Statorscheibe 26 und Rotorscheibe 20 bzw. Rotorscheibe 20 und Statorscheibe 21. Bevor die fertig gemischten Medien durch Öffnungen im Gehäuseboden ausströmen, erhalten sie durch eine als Pumpenrad mit Rippen 22 und 23 ausgebildete Rotorscheibe 27 eine Beschleunigung.

Der Antrieb der beschriebenen Mischvorrichtung erfolgt von außen über die Welle 3, welche in einer Lagerung 4 geführt und durch eine Gleitringdichtung 5 abgedichtet ist. Die Rotorscheiben 11, 16, 19 und 27 werden mit Hilfe von Ringhülsen 28,29,30 auf Disttnz gehalten und durch eine Wellenmutter 13 gespannt. Die Statorscheiben 14, 26, 21 werden mit Hilfe von Ringhülsen 15, 17, 18 auf Distanz gehalten. Sie werden beim Aufschrauben <"es Deckelflansches 10 gleichzeitig eingespannt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprücher

1. Vorrichtung zum Mischen njehrerier flüssiger und/oder pastöser Stoffe, mit einem Misch^rgehäuse, das m einer zylindrischen Bohrung ,mehrere scheibenförmige; in Acfisriciirüng Rotoren und Statoren in wechselnder Reihenfolge aufnimmt, von denen die Rotoren an einer antreibbaren Welle und die Statoren im Mischergehäuse befestigt sind und jeweils im radialen Abstand zur Bohruhgswand bzw. ία zur Welle enden, und die Rotoren auf einer Seite mit radialen Rippen versehen sind, einer in Strönuingsrichtung gesehen vor der Rotor-Statoranördnung Hegenden ringförmigen Eingangskammer und einer Austrittsöffnung an dem de? Emgangskammer entgegengesetzten Ende des Mischergehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rotoren (II, 16, 20_f 27) und Statoren (26,21) Scheiben sind wobei die Rotoren an der Oberseite radiale Rippen aufweisen und die Statoren zur Welle (3) geneigt sind, da&die Rotoren (11, 16, 20, 27) und Statoren (26, 2ί)'ΐη gleicher, wechselnderFolge alle so angeordnet sind, daß sie mit der Welle (3) bzw. dem Gehäuse (I) einen Ringspalt bilden, daß eine ringförmige Eingangskammer geringen Volumens im oberen Bereich des Mischergehäuses gebildet ist, begrenzt durch die Bohrungswand und einem radial innen liegenden Einbauteil (9), durch den ein Entlüftungsstutzen (13) mittig nach oben herausgeführt ist, in Umfangsabsiänden mehrere radiale JO Eintrittsöffnungen (7) im Mischergehäuse an die Eingangskinnmer angeschlossen sind, jeder Eintrittsöffnung (7) unmittelbar ein Dosierventil (6) zugeordnet ist mit in der Hingangskammer angeordnetem Ventilsitz und Ventilglfe;d und, die Austrittsöffnung an der Unterseite des Gehäuses (1) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (11, 16, 20) am Umfang halbkreisförmige Aussparungen haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Folge von Rotoren und Statoren als letzter Bauteil ein als Pumpenrad ausgebildeter Rotor (27) mit beidseitigen strahlenförmigen Rippen vorgesehen ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung von mehreren Ringhülsen gebildet wird, zwischen denen die Statoren eingespannt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringhülsen (15,17,18) mit Hilfe des Gehäusedeckels (10) eingespannt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren, zwischen auf die Rotorwelle (3) aufgesteckten Ringhülsen (28, 29,30) eingespannt sind.