DE2559177A1

DE2559177A1 - Mischer, insbesondere heiz- und kuehlmischer fuer die chemische verfahrenstechnik

Info

Publication number: DE2559177A1
Application number: DE19752559177
Authority: DE
Inventors: Hans Kimmel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-30
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1977-07-14
Also published as: DE2559177C3; DE2559177B2

Description

Mischer, insbesondere Heiz- und Kühlmischer
für die chemische Verfahrenstechnik (Zusatz zu Patent 2 428 153) Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mischer, insbesondere Heiz- und Kühlmischer für die chemische Verfahrenstechnik, mit wenigstens einem rotationssysetrischen Mischwerkzeug aus mehreren aßf der Mantelfläche eines gedachten Zylinders verlaufenden Rührstäben, das eine planetarische Umlauf bewegung ausführt derart, dass der Drehsinn des Mischverkzeugumlaufs umgekehrt zum Drehsinn der Rotation des Mischwerkzeugs in seinem Lager ist, insbesondere nach Patent 2 428 153 wonach die Winkelgeschwindigkeiten von Mischwerkzeugumlauf G)p und Mischwerkzeugrotation G3 im wesentlichen gleiche Beträge auf-M weisen.
Mischer mit wenigstens einem bis zum Behälterinnenumfang reichenden Mischwerkzeug, dessen parallel zur Behälterachse verlaufende Rotationsachse eine Planetenbewegung um die Behälterachse ausführt, sind beispielsweise aus der DT-PS 1 201 308 und der DT-PS 1 204 632 bekannt. Diese Mischer haben gegenüber den Mischern, die lediglich im Zentrum des Mischbehälters einen rotierenden Flügel oder dgl. aufweisen, den Vorteil, dass auch in der Mitte des Mischbehälters eine beträchtliche Materialumrührung durch das Mischwerkzeug erfolgt.
Man war auf dem einschlägigen Fachgebiet bislang der Ansicht, dass zur Erzielung besonders guter Mischergebnisse die Drehzahl des Mischwerkzeugs gegenüber der Drehzahl der Planetenbewegung oder des Behälters verhältnismässig hoch sein müsse.
Solange keine Erwärmungseinflüsse zu beachten waren, hat eine derartige Betriebsweise auch nicht zu Beanstandungen geführt.
Soll ein derartiger Mischer jedoch als Heizmischer betrieben werden, bei dem die Mischguterwärmung durch innere und äussere Reibungseffekte im Mischgut und zwischen dem Mischgut und dem Mischwerkzeug hervorgerufen werden soll, dann sind der Mischwerkzeugrotation durch die gebotenen Grenzen hinsichtlich der Erwärmung des Mischwerkzeugs an dessen äusseren Enden bei den herkömmlichen Mischern sehr bald Grenzen gesetzt. Andererseits ist das Zentrum des Mischwerkzeugs relativ kühl, so dass sich eine ungleichmässige Wärmeverteilung im Mischwerkzeug und Mischgut ergibt. Besonders unangenehm macht sich dies bemerkbar, wenn durch die Materialerwärmung chemische oder physikalische Umsetzungsvorgänge hervorgerufen werden soll, die dann infolge der ungleichmässigen Wärmeverteilung ungleichmässig ablaufen.
Gegenstand des Hauptpatentes ist daher ein Mischer, bei dem durch geeignete Wahl der gegenseitigen Drehsinne von Mischwerkzeugumlauf um die Behälterachse und Mischwerkzeugrotation in seinem Lager und durch passende Einstellung der Drehzahlverhältnisse dafür Sorge getragen ist, dass an allen Stellen, an denen Mischgut auf das Mischwerkzeug prallt, die gleiche Aufprallgeschwindigkeit herrscht. Das Mischwerkzeug ist beim Gegenstand des Hauptpatents ein käfigartiges Gebilde, bestehend aus mehreren parallel zu einer Rotationsachse angeordneten geraten Rührstäben, wobei aufgrund der vom Hauptpatent angegebenen Lehre sich von selbst ergibt, dass bein Umlauf um die behälterachse die einzelnen Stäbe des Rührwerkzeugs allseitig vom Mischgut tunspült werden. Der Mischer nach dem Hauptpatent hat nicht nur einen höheren Wirkungsgrad, es ist somit auch verhindert, dass am Mischwerkzeug Abschattungen auftreten, an denen sich Mischgut festsetzen könnte. Das Werkzeug hat somit echte Selbstreinigungseigenschaften.
Solange mit einem Mischer nach dem Hauptpatent im Mischgut nur Erwärmungseinflüsse hervorgerufen werden sollen, erfüllt ein derartiger Mischer seine Aufgaben mit höchster Zufriedenheit.
Dabei erfolgt auch eine befriedigende Durchmischung des behandelten Gutes. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer nach dem Hauptpatent bezüglich des Mischeffektes weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Rührstäbe schraubenlinienförmig gewenalt sind.
Dabei bringt eine Wendelsteigung von 45° die besten Förderergebnisse.
Wenn Mischgutpartikel auf einen Rührstab auftreffen, dann erfahren sie aufgrund der Neigung der Anfprallfläche gegen die Senkrechte eine Ablenkung nach oben bzw. nach unten, und zwar stellt sich aufgrund der angegebenen Drehzanlverhältnisse der besondere Effekt ein, dass die Ablenkrichtung der Mischgutpartikel im Aufprallbereich zwischen der Achse des Mischwerkzeugs und der Behälterwand gegenüber der Ablenkrichtung im Aufprallbereich zwischen der Behälterachse und der Mischwerkzeugachse umgekehrt ist. Das Mischwerkzeug kann somit, je nach Drehrichtung, die Trombenausbildung im Mischbehälter fördern oder unterdrücken. Um wahlweise beide Möglichkeiten zur Verfügung zu haben, ist daher der Antriebsdrehsinn des Mischers umkehrbar.
Die Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform des Mischers nach dem Hauptpatent von oben; Fig. 2 ein Mischwerkzeug nach dem Hauptpatent in einem Mischer nach Fig. 1; Fig. 3 ein nach vorliegender Erfindung ausgestaltetes Mischwerkzeug.
Beim Mischer nach dem Hauptpatent, von dem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellt ist, ist in einem Mischbehälter 5 wenigstens ein Mischwerkzeug 1 angeordnet, das so gross ist, dass es beim Umlauf um die Achse 0 des Behälters 5 den gesamten Behälterinhalt überstreicht. Das Mischwerkzeug 1 ist mit seiner Achswelle 4 an einem Auslegerarm 20 gelagert, der in Richtung des Pfeiles A mit der Winkelgeschwindigkeit Sp P um die Behälterachse 0 umläuft. Starr mit der Behälterachse 0 verbunden ist eine Riemenscheibe 12, über die ein Riemen 14, vorzugsweise ein Zahnriemen, gelegt ist, der ausserdem über eine starr mit dem Mischwerkzeug 1 verbundene zweite Riemenscheibe 13 läuft.
Die Riemenscheibe 13 hat den gleichen Durchmesser wie die Riemenscheibe 12, so dass sich die Achswelle 4 in ihrem Lager am Auslegerarm 20 in Pfeilrichtung B mit einer Winkelgeschwindigkeit w M dreht, deren Betrag genausogross ist wie derjenige der Winkelgeschwindigkeit P Wenn das Mschwerkzeug 1 in der angegebenen Weise um die Behälterachse 0 umläuft, dann dreht es sich in seinem Lager am Auslegerarm 20 bei jedem Umlauf einmal um sich selbst.
Von aussen stellt sich dieser Bewegungsablauf so dar, als würde das Mischwerkzeug 1 sich selbst überhaupt nicht drehen, sondern lediglich um die Behälterachse 0 herumgeführt werden.
Jeder einzelne Punkt des Mischwerkzeugs beschreibt dabei einen Kreis, dessen Radius dem Abstand zwischen der Behälterachse 0 und der Achswelle 4 des Mischwerkzeugs 1 entspricht. Man sieht hieraus, dass die einzelnen Stäbe des flischwerkzeugs bei einem vollständigen Umlauf einmal allseitig vom Mischgut umspült worden sind. Es ist daher erforderlicht dass das Wischwerkzeug 1 eine Gestalt aufweist, die dieser allseitigen Umspülung Rechnung trägt.
Ein derartiges Mischwerkzeug ist in Fig. 2 dargestellt. Es besteht aus mehreren Rührstäben 2, die von einer Platte 3 getragen werden, die an der Achswelle 4 befestigt ist.
Ein solches Mischwerkzeug wird in der erfindungsgemässen Weise so ausgestaltett dass die Rührstäbe 2 schraubenlinienförmig gewendelt sind, wobei ihre waagerechten Schnitt Kreisflächen sind. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Auf die erwähnte Weise erfährt das Mischgut beim Aufprall auf die so geneigten Rührstäbe 2 eine Bewegungskomponente senkrecht zur Aufprallrichtung, so dass es Je nach Neigungsrichtung nach oben oder unten abgelenkt wird. Wegen der allseitigen Umspülung der RUhrstäbe 2 beim Umlauf des Mischwerkzeugs 1 um die Behälterachse 0, wie es bei den Drehzahlverhältnissen gemäß der Lehre des Hauptpatents der Fall ist, ist es günstig, wenn die Rührstäbe 2 waagerechte Schnitte aufweisen, die Kreisflächen sind. Es ergeben sich dann an allen Punkten, wo Mischgutpartikel auf die Rührstäbe des Mischwerkzeugs aufprallen, gleiche Materialbeanspruchungen, so dass das Mischgut eine sehr gleichmässige Behandlung erfährt, Obgleich die lusgestaltung des Mischwerkzeugs in der erfindungsgemässen Art besonders bei einem Mischer der im Hauptpatent beschriebenen Art von Bedeutung ist, sei doch betont, dass ein solches Mischworkseug auch bei Mischern eingesetzt werden kann, bei denen die hier angegebenen speziellen Drehzahlverhältnisse nicht vorliegen.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Mischer, insbesondere Heiz- und Kühlaischer für die chemische Verfahrenstechnik, mit wenigstens einem rotationssymmetrischen Mischwerkzeug aus mehreren, auf der Mantelfläche ines gedachten Zylinders verlaufenden Rührstäben, das eine planetarische Umlaufbewegung ausführt derart, dass der Drehsinn des Mischwerkzeugumlaufs umgekehrt zum Drehsinn der Rotation des Mischwerkzeugs in seinem Lager ist, insbesonder nach Patent 2 428 153, wonach die Winkelgeschwindigkeiten von Mischwerkzeugumlauf #p und Mischwerkzeugrotation #M im wesentlichen gleiche Beträge aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rtihrstäbe (2) schraubenlinienförmig gew-ndelt sind.
20 Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die waagerechten Schnitte der Rührstäbe (2) Kreisflächen sind.
3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Rührstäbe etwa 45° beträgt.
4. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsdrehsinn umkehrbar ist.