DE2942325A1

DE2942325A1 - Vorrichtung zum mischen von schuettguetern

Info

Publication number: DE2942325A1
Application number: DE19792942325
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl.-Ing. 7950 Biberach Holzmüller
Original assignee: Loedige Maschbau Geb GmbH
Current assignee: Loedige Maschbau Geb GmbH
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1979-10-19
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2942325C2

Description

Vorrichtung zum Mischen von Schüttgütern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Schüttgüter, mit einem zylindrischen oder trogförmigen Behälter, der wenigstens einen EinlaB und einen Auslaß für Schüttgut und/oder für zum Trocknen verwendetes, durch den Behälter hindurchzublasendes Gas aufweisen kann, und mit einem das Schüttgut im Behälter bewegenden Rührwerk, das an einer drehbar gelagerten und mit einem Antrieb verbundenen zentralen Welle eine Mehrzahl von radial verlaufenden Armen aufweist, an deren äußeren Ende sich jeweils ein die Innenwand des Behälters überstreichendes Werkzeug befindet.
Diese Vorrichtung ist zum Mischen von schüttfähigen Feststoffen miteinander, zum Mischen von schüttfähigen Feststoffen mit Flüssigkeiten und zum Mischen von schüttfähigen Feststoffen mit Gas wie Luft bestimmt.
Um Schüttgüter schnell und gleichmäßig zu bearbeiten wie zu mischen oder zu trocknen, ist es erforderlich, die einzelnen Schüttgutpartikel intensiv und möglichst gleichmäßig untereinander und gegebenenfalls mit zum Trocknen geeignetem Gas wie Warmluft in Kontakt zu bringen. Es ist bekannt, Schüttgut in nach dem Prinzip von Mischern arbeitenden Trocknern zu trocknen, welche ein das Mischgut auflockerndes und aufwirbelndes schnellaufendes Rührwerk oder Mischwerk enthalten und durch deren Behälter zum Trocknen bestimmtes Gas wie Warmluft hindurchgeblasen wird. Obwohl sich diese bekannten Trockner grundsätzlich in der Praxis bewährt haben, ist der Auflockerungseffekt vielfach noch ungenügend, weil die beispielsweise pflugscharartigen Werkzeuge der bekannten Mischwerke das zu trocknende Schüttgut auf verhältnismäßig enger Bahn durchlaufen und dabei das Schüttgut zu einem nicht unwesentlichen Teil in Richtung der Stirnenden des Behälters und damit in den Bereich benachbarter Werkzeuge werfen, was zwar in vielen Fällen einen guten Mischeffekt hat, für bestimmte Mischprobleme und beispielsweise auch für Trockenvorgänge aber nicht immer einen optimalen Kontakt zwischen den einzelnen Schüttgutpartikeln und gegebenenfalls der Warmluft gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Mischen von Schüttgütern zu schaffen, deren Mischleistung auf engstem Raum erhöht werden kann,fdaß das in ihm befindliche Schüttgut noch stärker als bisher aufgelockert und somit intensiver durchmischt und somit beispielsweise mit Trockenmedium wie Warmluft noch besser und gleichmäßiger in Kontakt gebracht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Werkzeug des im Behälter der Vorrichtung angeordneten Rührwerkes im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist und seine in Arbeitsrichtung weisende Keilspitze parallel zur Behälterwand verläuft. Erfindungsgemäß ist das das Schüttgut bewegende und auflockernde Rührwerk so ausgebildet, daß seine Werkzeuge das Schüttgut stärker als bei bekannten Mischwerken auflockern und dabei weniger in Richtung zu einem Ende des Behälters fördern. Die Werkzeuge des Rührwerkes sind so ausgebildet, daß sie das Schüttgut auf breiter Front von der Behälterwand abheben und zur Mitte des Behälters werfen, wobei die von an benachbarten Armen angebrachten Werkzeugen überstrichenen Hüllkurven zweckmäßig einander überschneiden, um keine toten Zonen im Bereich des Rührwerkes entstehen zu lassen. Das zu trocknende Schüttgut wird daher von den erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugen derart aufgelockert, daß sich ein von üblichen Mischern abweichendes Bewegungsbild ergibt, weil das Schüttgut weniger seitlich in Richtung zu benachbarten Werkzeugen als vielmehr auf breiter Front radial nach innen in den Behälter geworfen wird und dabei einen wallenden Bewegungsverlauf erhält.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist die Keilspitze gdes Werkzeuges der im größten radialen Abstand von der Welle liegende Punkt des Werkzeuges, d.h. die Keilspitze liegt der Innenwand des Behälters am nächsten.
Dadurch wird das Schüttgut dicht an der Behälterwand erfaßt und hochgehoben, während im hinteren Bereich zwischen dem Werkzeug und der Behälterwand wegen des zunehmenden Abstandes des Werkzeuges von der Behälterwand keine Materialverpressungen entstehen können.
Besonders zweckmäßig ist jedes Werkzeug ein achsparallel zur Welle des Rührwerkes verlaufender Stab, der im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist. Die Werkzeuge sind daher in der Lage, das zu trocknende Schüttgut auf verhältnismäßig großer Breite zu erfassen, hochzuheben und zum Inneren des Behälters zu werfen. Dieser Effekt wird noch verbessert, wenn die an benachbarten Armen angeordneten Werkzeuge sich bis in den Bereich benachbarter Werkzeuge erstrecken, d.h. die Bewegungsbahnen der stabförmigen Werkzeuge einander überlappen oder teilweise überdecken, was in der Praxis ohne weiteres möglich ist, weil zwischen den einzelnen Werkzeugen keine zusätzlichen Einbauten vorgesehen zu sein brauchen. Das von einem vorlaufenden Werkzeug angehobene bzw. gelüftete Schüttgut fällt bei einer derartigen Ausbildung des Rührwerkes bzw.
der Werkzeuge desselben ohne größere Seitenbewegung wenigstens teilweise in den Bereich eines nachfolgenden Werkzeuges zurück und wird von diesem wieder auf etwa radialer Bahn in das Innere des Behälters geworfen. Somit ist eine besonders intensive Auflockerung des Schüttgutes gewährleistet, so daß dessen Partikel mit durch den Behälter beispielsweise in axialer Richtung hindurchgeblasener Warmluft oder sonstigem Trockenmedium sehr gut und mehrfach in Kontakt kommen und praktisch keine toten Zonen, in denen das Schüttgut nicht oder nur unvollkommen erfaßt und aufgelockert wird, vorhanden sind.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jeder radiale Arm im Querschnitt keilförmig ausgebildet sein und mit seiner Keilspitze in Laufrichtung nach vorne weisen.
Dadurch wird dem Durchgang der Arme durch das im Behälter liegende Schüttgut möglichst wenig Widerstand entgegengesetzt.
Zweckmäßig steht jedes Werkzeug beidseits über den radialen Arm, an dem es befestigt ist, über. Für in der Nähe der Stirnwand angeordnete Werkzeuge ist es jedoch zweckmäßig, dasselbe mit einem Ende am radialen Arm zu befestigen und diesen Arm an der betreffenden Stirnwand des Behälters anzuordnen, so daß er dieselbe überstreicht und das an ihr ruhende Schüttgut ähnlich wie die Werkzeuge aufgrund seiner keilförmigen Ausbildung von der Stirnwand abhebt und in das Innere des Behälters wirft.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Schüttgut auf großer Breite von den einzelnen Werkzeugen erfaßt und von der Behälterwand abgehoben und dabei im wesentlichen in radialer Richtung in das Innere des Behälters geworfen. Das zurückfallende Schüttgut wird von nachfolgenden Werkzeugen, die in derselben oder auch in parallelen Radialebenen gelagert sind, erfaßt und wiederum mit im wesentlichen radialer Bewegungskomponente von der Behälterwand abgehoben. Das Schüttgut wird somit sozusagen aufwallend in radialer Richtung bewegt und weniger in axialer Richtung des Behälters, so daß es besonders intensiv aufgelockert wird und von Warmluft oder sonstigem zum Trocknen verwendeten Gas nahezu vollständig durchströmt werden kann, damit alle Partikel des Schüttgutes nahezu gleichmäßig und sehr intensiv von der Warmluft üt,erstrichen werden und verdunstende Flüssigkeit auch sehr gut aus der Masse des Schüttgutes abgeführt werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die als Mischer ausgebildete Vorrichtung nach Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen im Maßstab vergrößerten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Linie II-II aus Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein stabförmig ausgebildetes Werkzeug mit horizontal geschnittenem radialen Arm nach Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 eine Ansicht eines an einer der Stirnwände des Mischbehälters anzubringenden Werkzeuges.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Mischer hat einen auf Füßen 33 ruhenden zylindrischen Behälter 1 mit eingebautem Rührwerk 2, dessen Welle 32 zentral im Behälter 1 gelagert ist und an radialen Armen 3 und 4 stabförmige Werkzeuge 5 bzw. 6 trägt, die sich parallel zu einer Mantellinie des Behälters erstrecken. Die Arme 3 und 4 sind gegeneinander versetzt an der Welle 32 angebracht, wobei, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, benachbarte Arme 3 bzw. 4 um 1200 gegeneinander versetzt sein können. Es ist jedoch auch möglich, diese Arme um kleinere Winkel wie beispielsweise 900 und größere Winkel wie 1800 gegeneinander versetzt anzuordnen.
Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind die einzelnen stabförmigen Werkzeuge 5 und 6 im Querschnitt keilförmig ausgebildet, wobei die in Laufrichtung nach vorne weisende scharfe Längskante 7 dicht an der Innenwand des Behälters 1 umläuft und in einem radialen Abstand r1 von der Längsachse 8 der Welle 32 liegt, der größer als der radiale Abstand r2 ist, in welchem das hintere Ende 9 des Werkzeuges 5 bzw. 6 von der Achse 8 entfernt ist. Die Unterseite 10 Jedes Werkzeuges 5 bzw. 6 verläuft daher von der scharfen Längskante 7 ausgehend in zunehmendem Abstand zur Innenwand des Behälters 1.
Die Werkzeuge 6 haben dieselbe Querschnittsform und Anordnung wie die Werkzeuge 5. Die Werkzeuge 5 und 6 unterscheiden sich lediglich dadurch, daß die Werkzeuge 5 etwa in der Mitte an einem gradlinigen radialen Arm 3 befestigt sind, die Werkzeuge 6 hingegen mit einem Ende an einem gekröpften Arm 4, der jeweils eine der Stirnwände 11 und 12 des Behälters 1 überstreicht.
Die radialen Arme 3'sind, wie Fig. 3 zeigt, im Querschnitt keilförmig ausgebildet, wobei deren scharfe Kante 13 in Laufrichtung nach vorne weist.
Auch der gekröpfte Arm 4 ist im Querschnitt keilförmig ausge-Kante 14 bildet, wobei seine scharfe 7 ebenfalls in Laufrichtung nach vorne weist, während die hintere Kante 15, wie aus dem in Fig.
4 eingezeichneten Querschnitt erkennbar ist, gegenüber der Spitze 14 zurücksteht und dementsprechend in einem größeren Abstand von der Innenseite der Stirnwand 11 bzw. 12 verläuft. Dementsprechend ergeben sich zwischen den gekröpften Armen 4 und den Stirnwänden 11 und 12 bei laufendem Rührwerk 2 keine Materialverpressungen des Schüttgutes. Derartige Materialverpressungen sind auch zwischen den Werkzeugen 5 und 6 und der Innenwand des Behälters 1 nicht zu befürchten, da von der Spitze 7 dieser Werkzeuge der Abstand zwischen der Unterseite 10 und der Behälterwand entgegen der Arbeitsrichtung 34 zunimmt.
Wie Fig. 1 zeigt, sind die Werkzeuge 5 und 6 so lang ausge-5a, 6a bildet, daß deren äußere Enden/die Laufbahnen der in benachbarter Radialebene an Armen 3 oder 4 befestigten Werkzeuge überstreichen. Daher wird das im Behälter 1 liegende Schüttgut 16 von den umlaufenden Werkzeugen 5 und 6 bei jedem Umlauf der Welle 32 sicher einmal auf seiner ganzen Länge erfaßt und über die normale Oberfläche 17 des Schüttguthaufwerkes etwa radial in das Innere des Behälters hochgeworfen, d.h.
von aufeinanderfolgenden Werkzeugen immer wieder erfaßt und dadurch in einer wallenden Bewegungscharakteristik äußerst intensiv aufgelockert und umgewälzt. Dies gilt umso mehr, wenn die Stirnenden 5a und 6a der Werkzeuge benachbarter Radialebenen einander in Bereichen 30 überlappen.
Der gekröpfte Arm 4 jedes Werkzeuges 6 hat einen nach innen weisenden horizontalen Abschnitt 18, an dem ein radialer Ansatz 19 vorgesehen ist, mit dessen Hilfe er an der Welle 32 im Abstand von den Stirnwänden 11 und 12 befestigt werden kann.
Der Behälter 1 weist an einem Ende einen für die Materialaufgabe bestimmten Stutzen 20 und am gegenüberliegenden Ende in der Stirnwand 12 einen für die Materialabfuhr bestimmten Stutzen 21 auf. Diese beiden Stutzen können an nicht dargestellte Leitungen für Schüttgut angeschlossen werden und nicht dargestellte Verschlußklappen oder Schleusen bekannter Ausführung enthalten.
An die Stirnwände 11 und 12 ist im oberen Bereich jeweils ein kleinerer Stutzen 22 bzw. 23 angebaut, die zur Zufuhr bzw.
Abfuhr von Warmluft dienen, welche als Trockenmedium durch den Behälter 1 hindurchgeblasen werden kann. Diese Stutzen 22 und 23 können Filtereinsätze enthalten, um das Einleiten von Verunreinigungen in den Behälter 1 und die Mitnahme von aufgewirbeltem Schüttgut aus dem Behälter zu verhindern.
Der Mischer kann kontinuierlich arbeiten oder im Chargenbetrieb betrieben werden. Im letztgenannten Fall wird beispielsweise durch den Stutzen 20 zu trocknendes Schüttgut 16 in den Behälter 1 eingefüllt, während der Stutzen 21 geschlossen ist, woraufhin auch der Stutzen 20 geschlossen und das Rührwerk über einen an seine Welle 32 gekoppelten Motor 24 in Bewegungn gesetzt wird. Durch das vom Rührwerk 2 aufgelockerte Schüttgut 16 wird nun Warmluft hindurchgeblasen, die durch den Stutzen 22 eingeleitet und durch den Stutzen 23 aus dem Behälter 1 wieder abgeführt wird. Die den Behälter durch den Stutzen 23 verlassende Luft nimmt die beim Trocknen aus dem Schüttgut ausgetriebene Feuchtigkeit mit.
Das stabartige Werkzeuge 5 und 6 aufweisende Rührwerk 2 lockert das Schüttgut in einem wallenden Bewegungsverlauf stärker als bei bekannten Mischern mit eingebauten Misch- oder Agitationswerkzeugen auf', so daß eine bessere Misch- oder Trocknungswirkung und auch ein besserer Wärmeübergang von der durchgeblasenen Warmluft und/oder einer Wandheizung erzielt wird.
Für eine Wandheizung ist der Behälter 1 mit einem Doppelmantel 25 versehen, durch dessen Hohlraum 26 Heizmedium wie warmes Wasser oder Dampf in bekannter Weise hindurchgeleitet werden kann, so daß Einzelheiten dieser Wandbeheizung hier nicht dargestellt und erläutert sind. Schon mit einer Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerkes 2, die nur 70% der bei Pflugschardischern erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit beträgt, wird das Schüttgut 16 im Behälter 1 verwirbelt. Die an den Werkzeugen 5 und 6 vorgesehenen Spitzen 7 und die Spitzen 13 und 14 der Arme 3 und 4 senken zusätzlich den Energiebedarf des Rührwerkes 2.
Da die Werkzeuge und deren Arme eine gewisse Seitenförderung haben, wird Schüttgut bei der Bearbeitung nicht entmischt.
Vielmehr zeigen die Werkzeuge auch eine Mischwirkung.
Wichtig ist, daß die Werkzeuge 5 und 6 ein geringes Volumen haben und dementsprechend verhältnismäßig wenig Platz im Behälter 1 beanspruchen, so daß dessen Inhalt optimaler für Schüttgut 16 ausgenutzt werden kann. Mit diesen Werkzeugen erzielt man im Behälter während des Misch- oder Trockenvorganges ein annähernd ideales Mischgut- oder Feststoff-Luft-Gemisch, das eine schnelle, intensive und gleichförmige Mischung und/oder Trocknung gewährleistet. Dementsprechend ist die Vorrichtung zum Mischen von Feststoffen untereinander, zum Mischen von Feststoffen mit Flüssigkeiten und auch zum Mischen von Feststoffen und Gas geeignet, wobei im letztgenannten Fall getrocknet wird. Die Feststoffe können in allen Fällen mehr oder weniger feucht sein.
Ferner ist wichtig, daß die Welle 32 bzw. deren Achse 8 horizontal verläuft, wie in der Zeichnung gezeigt.
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Claims

Patentansprüche: (½; Vorrichtung zum Mischen von Schüttgüter, mit einem horizontalen zylindrischen oder trogförmigen Behälter, der wenigstens einen Einlaß und einenAuslaß für Schüttgut, für Flüssigkeit und/oder für zum Trocknen verwendetes,durch den Behälter hindurchzublasendes Gas aufweisen kann, und mit einem das Schüttgut im Behälter bewegenden Rührwerk, das an einer drehbar gelagerten und mit einem Antrieb verbundenen zentralen Welle eine Mehrzahl von radial verlaufenden Armen aufweist, an deren äußeren Ende sich jeweils ein die Innenwand des Behälters überstreichendes Werkzeug befindet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jedes Werkzeug (5, 6) im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist und seine in Arbeitsrichtung weisende Keilspitze (7) parallel zur Behälterwand verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilspitze (7) jedes Werkzeuges (5, 6) die im größten radialen Abstand1) von der Welle (32) liegende Stelle des Werkzeuges ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Werkzeug (5, 6) ein achsparallel zur Welle (32) des Rührwerkes verlaufender Stab ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an benachbarten Armen (3, 4) angeordneten Werkzeuge (5, 6) sich durch Arbeitsüberdeckung (30) bis in den Arbeitsbereich benachbarter Werkzeuge erstrecken.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder radiale Arm (3; 4) im Querschnitt keilförmig mit in Laufrichtung nach vorne weisender Keilspitze (13; 14) ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (5) beidseits über den radialen Arm (3) übersteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (6) mit einem Ende am radialen Arm (4) befestigt ist und dieser Arm die eine Stirnwand (11, 12) des Behälters (1) überstreicht.