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II 1 5 c h e r Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischer mit mindestens
einem im Mischbehälter angeordneten Mischwerkzeug, dessen unteres Ende drehbar gelagert
ist und das in 3ezug zur Zentralen des Iftschbehälters zwei Bewegungen ausführt,
nämlich eine Rotationsbewegung um die Mischwerkzeugachse und eine 3ewegung um die
Zentrale des Mischbehälters.
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Das untere stationäre sphärische Lager bildet gleichzeitig die Abdichtung
vom Mischbehälter zum Antriebsgehäuse, in dem sich das außerhalb des Mischbehälters
befindliche 2. Lager um die Zentrale des Mischers, angetrieben über einen Zahnradtrieb,
dreht und damit die Bewegung des Mischwerkzeuges durch den Behälter erzeugt.
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Die Erfindung ist besonders auf solche Mischer gerichtet, die die
gleiche bekannte Mischwerkzeugbewegung im Behälter über ein oberes auf dem Mischerdeckel
montiertes Getriebe und einen im oberen Teil des Behälters befindlichen Arm mit
Lager ausführen. Als Mischwerkzeug wird dabei eine
Welle mit einer
durchgehenden oder unterbrochenen Schnecke, Schneckenflügeln oder Paddeln benutzt,
das von unten über ein Kreuzgelenk angetrieben wird0 Bei den bekannten Mischern,
gemäß der beschriebenen Ausführung, befindet sich das obere, das Mischwerkzeug über
den Mischerarmantrieb, bewegende Lager im Mischerinnenraum. Weiter ragt die zentrale
Abtriebswelle des Getriebes einschließlich der Lagerabdichtung in den Mischbehälter
hinein.
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Die weiter bekannten Mischer mi.t Doppelarmantrieb besitzen darüber
hinaus noch den Getriebekasten für den Außenarmantrieb und damit eine zusätzliche
Abtriebswelle mit LagerabdichtungO Gegen Mischprodukte, die pulverförmig und zugleich
stark abrasive Eigenschaften besitzen, sind diese Lagerabdichtungen sehr empfindlich
und führen dann stets zu einem vorzeitigen Verschleiß.
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Der Verschleiß der Dichtungen verursacht eine Verunreinigung des mitunter
sehr teuren Mischproduktes (z.3. Pharmazeutika, kosmetische Produkte und dergleichen)
durch den Abrieb der Dichtungen, durch auslaufendes Getriebeöl oder LagerfettO Zum
Teil werden dadurch ganze Chargen unbrauchbar. Besonders dann, wenn zusätzlich zum
Mischen Wärmeaustauschprozesse im wischer durchgeführt werden, beschleunigen sich
durch auftretende Druck- bzw. Temperaturunterschiede die beschriebenen Nachteile.
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Fast ausschließlich werden die zu mischenden Produkte über Rohrleitungen
im freien Fall bzwo pneumatisch in den Mischer gefördert, Durch Feinstaubanteile
des Misch-Produktes, die sich gerade im oberen gefährdeten Behälterteil sammeln,
kommt es dann zu den gefürchteten Staubexplosionen, meist hervorgerufen durch defekte,
schleifende und reibende Teile der Lagerabdichtungen bzw. durch die Reibung hervorgerufene
statische Aufladung Aus Gründen der Sicherheit werden daher gerade in der letzten
Zeit druckstoßfeste Mischerausführungen vom Betreiber von Großanlagen verlangt,
die jedoch, bedingt durch die dann nach den AD-Merkblättern auszulegenden Wandstärken
der Mischbehälter, den Gesamtpreis wesentlich anheben, Um diese Nachteile abzustellen,
ohne dabei auf die Vorteile des Vertikalmischers (axial-radiales Durchmischen, leichter
Produktaustrag usw.) zu verzichten, schlägt die Erfindung vor, den oberen Antrieb
des Mischerarmes, den Antrieb des Mischwerkzeuges und das bewegliche Mischwerkzeuglager
nach unten zur Behälterspitze und aus dem Mischerinnenraum heraus nach außen unter
den Mischbehälter zu verlegen. Um die Bauhöhe des Mischers gegenüber den bekannten
Mischern nicht zu vergrößeren ist es zweckmäßig, den Armantrieb aus der Zentralen
des
M;schbehältersberauszunehmen und den Arm-Antrieb seitlich am
Mischbehälter anzuordnen0 Es ist ein ähnlicher Mischer, ohne oberen Antrieb und
ohne oberem Mischwerkzeuglager bekannt. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil,
daß das Mischwerkzeug in einer festen Position dreht und das Durchfahren im Mischbehälter
dadurch gelöst ist, daß der gesamte Mischbehälter in Drehung um seine vertikale
Achse versetzt wird0 Neben der aufwendigen Konstruktion (Aufnehmen des Mischerbruttogewichtes
in groß dimensionierten Lagern, mehreren erforderlichen Stützrollen, stark ausgeführter
notwendiger Unterstützungskonstruktion usw.) spielt auch die Unfallverhütung durch
einen nicht drehenden Mischbehälter eine gewichtige Rolle, Diese vorbeschriebene
Konstruktionsausführung hat weiter den Nachteil des drehenden oberen Behälterdeckels,
der eine feste Verbindung mit mehreren Mischprodukt-Zuleitungen unmöglich macht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl der Abdichtungen,
Lager und Getrieben aus dem Mischbehälterraum zu entfernen und damit mögliche Staubexplosionen
weitgehend auszuschalten, Mischproduktverunreinigungen zu vermeiden und den Konstruktionsaufwand
zu vermindern (kein unteres Gelenk, keine druckstoßfeste Ausführung erforderlich,
leichte Möglichkeit der Reinigung des Mischbehälters, erleichterte
Wartung
der Antriebe).
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, in einem festinstallierten
Mischbehälter ein um die eigene Achse rotierendes Mischwerkzeug auf einer vorbestimmten
Bahn über einen unteren Zahnradtrieb und damit ohne Kreuzgelenk durch den Mischbehälter
zu bewegen und dabei die Maschinenelemente, wie oberes IsIischa.rerkzeuglaers oberen
Mischerarm, Getriebeabtriebswelle mit Lager-Abdichtung des Armantriebes aus dem
Mischerinnenraum nach außen zu verlegen und zweckmäßigerweise diese Elemente einschließlich
des Armantriebes nach unten zu verlegen, Zu diesem Zwecke wird das Drehmoment des
in der Zentralen unterhalb des Behälters angeordneten Hisohwerkzeugantriebes über
eine Kupplung durch die Antriebsachse des Mischerarmes und über einen Zahnradtrieb
direkt in die Mischwerkzeugwelle eingeleitet0 Die Achsen des Zahnradtriebes schneiden
sich im sphärischen Lager des Mischwerkzeuges mit einem Winkel, der maximal dem
halben Behälterwinkel entspricht.
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Da sich das Mischwerkzeug relativ schnell um die eigene Achse drehend,
mit mäßiger Geschwindigkeit durch den Behälter bewegt, treten am Mischwerkzeug Biegemomente
auf, die durch die Lagerung des Mischwerkzeuges im oberen sphärischen Lager und
unterhalb des Abtriebszahnrades im Mischerarm durch die vorhandene Lagerentfernung
ohne Schwierigkeiten
aufgenommen werden0 In gleicher Weise verhält
es sich mit den vorhandenen Flächenpressungen in den bezeichneten Lagern, Das Drehmoment
des Mischerarmantriebes wird über einen Zahnkettentrieb)in den ebenfalls in der
Mischerzentralen angeordneten axial und radial gelagerten Mischerarm,eingeleitet
und damit die Bewegung des Mischwerkzeuges durch den Mischbehälter erzielt Das sphärische
Lager nimmt mit der unteren austausohbaren Kugelhalbschale aus wartungsfreiem Lagermetall
die axialen Kräfte vom Mischwerkzeug auf, wenn das FIischwerkzeug nach oben fördernd
arbeitet und wird durch eine darüber angeordnete federnde Stopfbüchse abgedichtet0
Das sphärische Lager selbst dreht sich in der Kugelhalbschale mit der langsamen
Drehzahl des Mischerarmes und ist damit, außer dem Mischwerkzeug, das einzige sich
bewegende Element, was nur zum Teil in den Mischbehälterinnenraum hineinragt0 Zur
Sicherheit gegen eine Überlastung der Antriebe bzw. um ein ruhiges Anlaufen des
Mischers zu gewährleisten, können für beide Antriebe Hydraulik -Anlaufkupplungen
verwendet werden und eine elektrische Verriegelung derart vorgenommen werden,daß
immer zuerst der Mischwerkzeugantrieb dreht und erst anschließend der Armantrieb
einschaltet0 Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen neben dem Explosionsschutz
und den nicht mehr möglichen Produktverunreinigungen, gegeben durch die nicht mehr
im Mischbehälter befindlichen Elemente wie Lager, Lagerabdichtungen, Mischerarm
und Getriebe, wie auch durch das nicht mehr erforderliche Kreuzgelenk bei Untenantrieb,
weiter in der nun problemlosen Wartung der Antriebe, in der leichten Reinigung des
Misohbehälters und des Mischwerkzeuges. Durch den nicht mehr vorhandenen oberen
Antrieb kann der Mischer jetzt sowohl ohne oberen Deckel, als auch mit Deckel und
mit fest angeschlossenen Rohrleitungen betrieben werden die Bauhöhe verringert sich
damit
beträchtlich0 Da sich außer dem Mischwerkzeug keine weiteren Maschinenelemente im
Mischbehält er befinden, kann das beschriebene Gerät mit einem zusätzlichen Doppelmantel
versehen, gleichzeitig für Wärmeaustauschprozesse eingesetzt werden.
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Aus gleichem Grund ist eine Verwendung des Mischers auch als Ausräumer
und zum Zerstören von festsitzenden Brücken im Unterteil von Großbehältern mit kegeligem
Auslauf möglich, In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung
gestalteten Mischers dargestellt: Der Mischer besteht aus einem kegelförmigen Behälter
1 zur Aufnahme des Mischproduktes und aus einem darunter angeordneten überwiegend
zylindrischen Antriebsgehäuse 2 Das mit 3 bezeichnete Mischwerkzeug als Schnecke
dargestellt, ist nur am unteren Ende im dargestellten sphärischen Lager 4 und im
Mischerarm 5 in axialer Richtung fixiert bzwo eingespannt gelagert, Das Mischwerkzeug
3 erhält seine Drehbewegung um die Eigenachse durch den Antrieb 6, über die Kupplung
7, Antriebswelle 8 und über den Zahnradantrieb 9 und i00 Der Winkel zwischen dem
treibenden Zahnrad 9 und dem getriebenen Zahnrad 10 entspricht dabei im Normalfall,
und wie in der Zeichnung dargestellt, dem halben Winkel des Mischbehälters 1, kann
jedoch größer oder kleiner, durch Verschieben des sphärischen Lagers 4 nach oben
oder unten, ausgefthrt werden.
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Die Bewegungsbahn des Mischwerkzeuges 3 durch das Mischprodukt im
Mischbehälter 1 wird erzeugt durch den seitlich montierten Antrieb 11, über einen
dargestellten Kettentrieb 12, der jedoch durch einen beliebigen anderen Antrieb,
wie Zahnradantrieb, Schneckenradantrieb oder dergleichen ersetzt werden kann, Buf
den Mischerarm 50 Da die Drehzahl des Mischwerkzeuges 3 höher liegt als die des
Mischerarmes 5,
führt das getriebene Zahnrad 10 um das treibende
Zahnrad 9 eine Planetenbewegung aus, in der Drehzahl gleich der des Mischerarmes
5.
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Das sphärische Lager 4 liegt in einer wartungsfreien und austauschbaren
Kugelhalbschale 13, mit einer darüberliegenden Halbschale 14, die gleichzeitig als
Stopfbüchse mit einer Stopfbüchsenpackung 15 ausgebildet ist und der oberste eingelegte
Ring 16 gleichzeitig Lagereigenschaften besitzt.
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Die obere Halbschale 14, mit Stopfbüchsenpackung 15 und Ring 16 wird
über Federn 17 gegen das sphärische Lager 4, im Druck einstellbar, angepresst.
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Dadurch wird es möglich, die Mischschnecke 3 sowohl nach oben, als
auch nach unten fördern zu lassen, je nach Konsistenz des MischproduktesO Durch
die zentral angeordneten Lager 18 für die Mischwerkzeugwelle im sphärischen Lager
4 schwenkt das sphärische Lager lediglich mit der Drehzahl des Mischerarmes 5. Damit
befindet sich außer dem drehenden Mischwerkzeug 3 lediglich die Teilkugelzone des
sphärischen Lagers 4 im Mischbehälterinnenraum0 Das obere Teil 19 des Antriebsgehäuses
2, das die Einzelteile des sphärischen Lagers 4 aufnimmt ist in seiner äußeren Form
kegelig ausgeführt, so daß das fertig gemischte Produkt mittels Ausräumer 20 leicht
durch den geöffneten Auslaß 21 aus dem Mischbehälter 1 ausfließen kann0