DE3000668A1

DE3000668A1 - Verfahren und vorrichtung zum mischen von koernigem oder pulverfoermigem material

Info

Publication number: DE3000668A1
Application number: DE19803000668
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Vollmar
Original assignee: Berg & Zn Waddinxveen
Current assignee: Berg & Zn Waddinxveen
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-07-31
Also published as: GB2039764B; NL7900284A; GB2039764A

Description

L B 86

Franz Neymeyer Patentanwalt Ne/Zi

Haselweg 20 7730 VILLINQEN 24 9.1.1980

Machinefabriek J. van den Berg & Zn. Waddinxveen B.V., Waddinxveen, Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von körnigem und pulverförmigem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Mischen von körnigem oder pulverförmigem Material in einem Mischgefäß, bei dem das Mischgut während des Mischvorganges in einer Mischbahn in einer ersten Förderhauptrichtung und einer zweiten, parallel dazu verlaufenden Mischbahn in einer zweiten zur ersten Förderhauptrichtung entgegengesetzten Förderhauptrichtung verschoben und jeweils am Ende der einen Mischbahn in die andere Mischbahn übergeben wird.

Solche Verfahren sind seit langem bekannt. Häufig werden zu ihrer Durchführung Vorrichtungen verwendet, die mit zwei in einem Mischgefäß um zueinander parallele Achsen drehbaren Mischorganen versehen sind, welche schraubenlinienförmig um Drehwellen verlaufende Transportorgane zum Fördern des Materials aufweisen. Sie dienen zum Mischen verschiedener körniger oder pulverförmiger Stoffe zu einem möglichst homogenen Gemisch oder zum Homogenisieren von pulverförmigen oder körnigen festen Stoffmengen, ggf. unter Zufügung bestimmter Flüssigkeitsmengen. Für den Fall, daß zwischen den zu mischenden

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Stoffen zusätzlich chemische Reaktionen auftreten, wird häufig angestrebt, einen möglichst intensiven und gleichmäßigen Reaktionsvorgang innerhalb des im Mischgefäß enthaltenen Mischgutes zu erreichen und/oder eine Krwärmung oder eine Kühlung dadurch herbeizuführen, daß der Inhalt des Mischgefäßes möglichst intensiv und gleichmäßig mit erwärmten bzw. gekühlten Wandteilen des Mischgefäßes in Berührung gebracht wird.

Bei einem bisher üblichen Verfahren bzw. einer bekannten Vorrichtung erfolgt das Mischen jeweils getrennt innerhalb der sich in der ersten Bahn bewegenden Materialmenge und im wesentlichen unabhängig davon innerhalb der sich in der zweiten Bahn bewegenden Materialmenge, während so gut wie kein Vermischen zwischen den sich in beiden Bahnen in entgegengesetzten Richtungen vom einen Bahnende zum anderen Bahnende bewegenden Materialmengen stattfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem es möglich ist, einen intensiveren Mischvorgang bzw. in kürzerer Zeit eine homogene Mischung körnigen oder pulverförmigen Mischgutes zu erzielen.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß auch in zwisehen den Mischbahnenden liegenden Abschnitten in quer zu den Förderhauptrichtungen verlaufenden Förderrichtungen Teilmengen des Mischgutes von der einen Mischbahn in die jeweils andere Mischbahn befördert werden.

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Dabei ist es zweckmäßig, wenn jeweils, in Förderhauptrichtung gesehen, in den sich vom Anfang bis etwa zur Mitte hin erstreckenden Abschnitten ,jeder Mischbahn eine stetige Verringerung der Mischgutfördermenge in der jeweiligen Förderhauptrichtung erfolgt, während in den sich jeweils von etwa der Mitte bis zum Ende erstreckenden Abschnitten einer Mischbahn eine stetige Zunahme der Fördermenge in Förderhauptrichtung stattfindet.

Bei der Anwendung dieses Verfahrens bilden sich im Mischgefäß quasi drei Zirkulationssysteme mit gleichen Drehrichtungen, nümlich zwei kleinere Zirkulationssysteme, die auf jeweils einer Seite und quer zur Längsmittelebene des Mischgefäßes verlaufen,sowie ein nauptzirkulationssystem, das entlang der beiden Mischbahnen verläuft, und ein in sich geschlossenes Ringfördersystem darstellt.

Erfindungsgemäß ist eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die Förderorgane" derart ausgebildet sind, daß sich ihre Förderkapazität (Förderleistung), jeweils in Förderrichtung gesehen, vom Anfang der Förderstrecke bis etwa zu deren Mitte hin verringert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche k bis

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Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausf iihrungsbei spi el e der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt sind, wird die Krfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Mischvorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Schnittlinie TI-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Schnittlinie TII-IΓΙ in Fig. 1,

Fig. k eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform und
Fig. 5 einen Querschnitt längs der Schnittlinie V-V in Fig. h.

Die in Fig. 1 dargestellte Mischvorrichtung besteht aus einem langgestreckten, wannenförmigen Mischgefäß 1, das eine rechteckige Grundrißform aufweist, und dessen oberer Teil durch zwei vertikale Längswände 2 und 3 und zwei, die Enden der Längswande

2 und 3 miteinander verbindende Stirnwände h und Ί' begrenzt ist. Der Boden des Mischgefäßes 1 wird von zwei nebeneinander angeordneten, im Querschnitt halbkreisförmigen ßodenwänden 5 und 5¹ gebildet, die sich einerseits an die Seitenvände 2 und

3 anschließen und andererseits entlang der vertikalen Längsmittelebene M miteinander verbunden sind, wie das aus Fig. 2 ersichtlich ist. Im Mischgefäß 1 sind zwei zueinander parallele Wellen 6 und 7 angeordnet, die durch die Stirnwände h und 4* geführt sind und deren aus dem Mischgefäß 1 herausragende Enden jeweils in Lagern 8 drehbar gelagert sind. Jede der Wellen 6 und 7 ist über eine elastische Kupplung 9 bzw. 9¹ mit einem Untersetzungsgetriebe 10 bzw. 10· verbunden und mittels eines nicht dargestellten Motors antreibbar. Dabei können bei-

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de Wellen 6 und 7 mit der gleichen Leistung und mit konstanter oder veränderlicher Drehzahl in gleicher Weise mit entgegengesetzten Drehrichtungen nach den Pfeilen A bzw. B angetrieben werden, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

An der über der Bodenwand 5 angeordneten Welle 6 ist mittels einer Anzahl radial verlaufender Speichen 11 eine aus einem schraubenlinienförmig rechtsgängig gewickelten Band 12 bestehende Förderschnecke befestigt, die sich nach Fig. 1 vom linken Ende der Welle 6 bis zu radialen Auswerferschaufeln erstreckt, die in einem gewissen Abstand vom rechten Ende der Welle 6 in dreifacher Ausführung an der Welle 6 befestigt sind (sh. Fig. 3).

Der Außendurchmesser und der Steigungswinkel des schraubenlinienförmigen Bandes 12 sind über die gesamte Länge der Förderschnecke gleich. Im Bereich eines Längenabschnittes a_ der Förderschnecke weist das Band 12 auch eine konstante radiale Breite auf. Im Bereich eines sich an den Längenabschnitt a anschließenden Längenabschnittes b_ nimmt die Breite des Bandes 12 nach rechts hin stetig ab, und zwar vorzugsweise derart, daß die Innenkante des Bandes 12 auf der gedachten Mantelfläche eines Kegels liegt. In gleicher Weise nimmt im Bereich des daran anschließenden Längenabschnitts c nach rechts hin die Breite des Bandes 12 wieder stetig zu.

Zwischen den Auswerferschaufeln 13 und dem rechten Ende der Welle 6 ist noch ein kurzer, schraubenlinienförmig gewickelter

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Bandabschnitt 14 angeordnet, der eine konstante linksgängige Steigung sowie einen konstanten Außendurchmesser und gleichbleibende Breite aufweist. An der über der Bodenwand 5' angeordneten Welle 7 ist mittels radial verlaufender Speichen 15 eine Förderschnecke in Form eines ebenfalls schraubenlinienförmig gewickelten Bandes 16 befestigt, welches in gleicher* Weise ausgebildet ist wie das Band 12 der Welle 6. Das Band

16 erstreckt sich vom rechten Ende der Welle 7 bis zu Auswerferschaufeln 17, die in der Nähe des linken Endes der Welle angeordnet sind, und den Auswerferschaufeln 13 entsprechen. Auch das Band 16 hat eine rechtsgängige Steigung, wobei zwischen dem linken Ende der Welle 7 und den Auswerferschaufeln

17 ein dem Bandabschnitt Ik entsprechender Bandabschnitt IH mit linksgängiger Steigung angebracht ist. Im Bereich des Längenabschnittes £ der Förderschnecke ist also die Breite des Bandes 16 konstant, während, nach Fig. 1 von rechts nach links gesehen, die Breite des Bandes 16 im Bereich des Längenabschnittes f_ stetig abnimmt und im Dereich des Lüngenabschnittes £ wieder stetig zunimmt. Ferner kann die Vorrichtung in an sich bekannter Weise an einer oder mehreren Stellen der Bodenwände 5 und [>· Auslaßöffnungen aufweisen, oder die Bodenwände 5 und 5¹ können wegklappbar sein, um das Mischgefäß 1 leeren zu können, wobei an jeder beliebigen Stelle eine Zufuhreinrichtung für das zu mischende Mater in! angebracht sein kann.

Während der Drehbewegung der beiden Mischorgane in Richtung der Pfeile A bzw. B (Fig. 2) übt das die eine Förderschnecke

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bildende Band 12 eine derartige Förderwirkung auf das im Bereich der Bodenwand 5 im MischgefäU 1 vorhandene Mischgut aus, daß dieses Mischgut in einer ersten Mischbahn in einer ersten, durch die Pfeile C gekennzeichneten Förderhauptrichtung verschoben wird. In gleicher Weise wird das im Bereich der Bodenwand 5¹ im Mischgefäß 1 vorhandene Mischgut durch das ebenfalls eine Förderschnecke bildende Band 16 entlang einer zweiten Mischbahn in eirier durch die Pfeile D angedeuteten Hauptrichtung verschoben, die zumindest annähernd parallel zu der Förderhauptrichtung C, dieser jedoch entgegengesetzt, verläuft.

Da die Breite des Bandes 12 im Längenabschnitt b stetig abnimmt, ergibt sich eine stetige Verringerung der Transportleistung bzw. der Transportkapazität, bezogen auf Fig. 1, von links nach rechts in diesem Bereich. Andererseits findet im Längenabschnitt g, in dem die Breite des Bandes 16, bezogen auf Fig. 1, von rechts nach links stetig zunimmt, in Förderrichtung eine stetige Vergrößerung der Förderleistung bzw. Förderkapazitat statt. Infolgedessen wird zumindest ein Teil des Mischgutes, das durch das aus der Welle 6 und dem daran befestigten Band 12 bestehende Mischorgan in Richtung des Pfeiles C verschoben wird, sich zur Querschnittsmitte des Mischgefäßes 1 hin bewegen, wie dies in Fig. 1 durch die gekrümmten Pfeile E angedeutet ist, und über die längs verlaufende Verbindungskante der beiden Bodenwände 5 und 5' in den Wirkungsbereich des anderen Mischorgans, das aus der Welle 7 und dem daran befestigten Band 16 besteht, gelangen. Im Längenabschnitt f des aus der Welle 7 und dem Band 16 bestehenden

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Mischorgans findet in analoger Weise in umgekehrter Richtung eine Mischgutförderung nach den Pfeilen F zum Mischorgan 6, 12 hin statt.

Am Ende der Transport- bzw. Mischbahn des Mischorgans 6, 12 wird das in der Förderhauptrichtung C transportierte Material von den Schaufeln 13 in die Förder- bzw. Mischbahn des Mischorgans 7» 16 geworfen, während andererseits das vom Mischorgan 7, l6 in dessen Förderhauptrichtung D transportierte Mischgut von den Schaufeln 17 wieder in die Mischbahn des Mischorgans 6, 12 geworfen wird.

Es ist ersichtlich, daß auf diese Veise drei Strömungssysteme im Mischgefäß 1 zustande kommen, nämlich ein Hauptstromsystem in Richtung der Pfeile C und D und zwei kleinere Zirkulationsisysteme, die durch die Pfeile E und F angedeutet sind.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß bei Verwendung einer solchen Anordnung in sehr kurzer Zeit eine besonders starke, selektionsfreie Verteilung und Streuung aller Teilchen oder Teilchengruppen des Mischgutes durch das Mischgefäß 1 erzielt wird, so daß entweder bei gleichbleibender Mischqualität eine kürzere Mischzeit oder bei gleicher Mischzeit eine verbesserte Mischqualität bzw. eine verbesserte Mischqualität bei kürzerer Mischzeit erreicht werden kann.

Die in den Fig. h und 5 dargestellte Ausführungsform entspricht in wesentlichen Teilen der Ausführungsform nach den Pig. 1 bis '

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Einander entsprechende Einzelteile sind deshalb mit denselben Dezugsziffern bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform ist an der Welle 6 ein sich zwischen dem linken Ende der Welle 6 und den Schaufeln 13 erstreckendes, schraubenlinienförmig verlaufendes Band 19 angebracht, dessen Breite über seine ganze Länge zumindest annähernd konstant ist, wobei jedoch im Bereich des Längenabschnitts Ij der Steigungswinkel des Bandes 19 von links nach rechts, also in Transportrichtung, stetig abnimmt. In gleicher Weise nimmt der Steigungswinkel des Bandes 19 im Längenabschnitt £ von links nach rechts wieder stetig zu. Aus Fig. k ist weiter ersichtlich, daß an der Welle 7 ein schraubenlinienförmiges Band 20 befestigt ist, das die gleiche Form aufweist wie das Band 19 der Welle 6. Infolge der stetigen Abnahme des Steigungswinkels des Bandes 19 im Längenabschnitt h nimmt auch die Transportgeschwindigkeit bzw. Transportkapazität bzw. Transportleistung des aus der Welle 6 und dem daran befestigten Band 19 bestehenden Mischorgans von rechts nach links - bezogen auf Fig. k - stetig ab und im Längenabschnitt c wieder stetig zu, während umgekehrt bei dem aus der Welle 7 und dem daran befestigten Band 20 bestehenden Mischorgan die Transportkapazität bzw. Transportgeschwindigkeit von rechts nach links im Längenabschnitt ^f stetig abnimmt bzw. im Längenabschnitt £ wieder stetig zunimmt. Dadurch wird bei dieser zweiten Ausführungsform ein gleiches Strömungsmuster erzeugt wie bei der ersten Ausführungsform, was ebenfalls durch Pfeile C, D, E und F veranschaulicht ist.

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Bei beiden Vorrichtungen bewirken die an den Enden der Mischorgane mit entgegengesetzter Steigung verlaufenden Bandabschnitte 14 und 18, daß das dort ankommende Mischgut den Schaufeln bzw. 17 zugeführt und von diesen restlos in die /jeweils andere Misch- bzw. Förderbahn übergeben wird.

Im Rahmen der Erfindung sind auch mehrere Varianten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen denkbar. So kann z.U. statt der stetig abnehmenden bzw. zunehmenden radialen Breite des die Förderschnecke bildenden Bandes bei der ersten Ausführungsform eine stufenweise Vergrößerung bzw. stufenweise Verkleinerung der Bandbreite vorgesehen sein. P'erner kann anstatt einer kontinuierlichen Änderung des Steigungswinkels in der Ausführungsform nach den Fig. k und 5 ein diskontinuierlicher Verlauf des Steigungswinkels gewählt werden, so daß aufeinanderfolgende Bandabschnitte angebracht sein können, die je für sich einen anderen, aber abschnittweise konstanten Steigungswinkel aufweisen. Zudem sind Kombinationen der vorstehend beschriebenen Varianten möglich. Es kann anstatt einer rechten Steigung für die Mischorgane eine linke Steigung benutzt werden, so daß sich dann eine spiegelbildlich aufgebaute Vorrichtung ergibt. Eine weitere Möglichkeit, die zwei kleinen Zirkulationssysteme zu erreichen, besteht darin, die Mischorgane in den Bereichen £ und g zusätzlich mit kleinen Itadialschaufein zu versehen, die jeweils einen Teil des Mischgutes in diesen Bereichen von der einen Förderbahn in die andere befördern»

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

.y Verfahren zum Mischen von körnigem oder pulverförmigem Ma terial in einem Mischgefäß, bei dem das Mischgut während des Mischvorganges in einer Mischbahn in einer ersten Förderhauptrichtung und in einer zweiten, parallel dazu vorlaufenden Mischbahn in einer zwei ton zur ersten Förderhauptrichtung entgegengesetzten Förderhauptrichtung verschoben und jeweils am Ende der einen Mischbahn in die andere Mischbahn übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß auch in zwischen den Mischbahnenden liegenden Abschnitten (b, f) in quer zu den Förderhauptrichtungen (C, D) verlaufenden Förderrichtungen (E, F) Teilmengen des Mischgutes von der einen Mischbahn in die jeweils andere Mischbahn befördert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils, in Förderhauptrichtung (C bzw. D) gesehen, in den sich vom Anfang bis etwa zur Mitte hin erstreckenden Abschnitten (b bzw. f) jeder Mischhahn eine stetige Verringerung der Mischgutfördermenge (Förderkapazität) in der jeweiligen Förderhauptrichtung (C bzw. D) erfolgt, während in den sich jeweils von etwa der Mitte bis zum Ende erstreckenden Abschnitten (c bzw. g) einer Mischbahn eine stetige Zunahme der Fördermenge (Förderkapazität) in Förderhauptrichtung (C bzw. D) stattfindet.

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3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einem Mischgefäß mit zwei parallel zueinander verlaufenden, jeweils aus drehend angetriebenen Wellen und schraubenlinienförmig um diese Wellen verlaufenden, an ihr befestigten Förderorganen bestehenden Mischorganen, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderorgane (l2, l6 bzw. 19, 20) derart ausgebildet sind, daß sich ihre Förderkapazität (Förderleistung), ,jeweils in Förderrichtung (C bzw. D) gesehen, vom Anfang der Förderstrecke bis etwa zu deren Mitte hin verringert.
h. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderorgane jeweils aus einem schraubenlinienförmig verlaufenden Band (l2, 16) bestehen, dessen radiale Breite sich jeweils von seinen Enden zur axialen Mitte hin verringert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der radialen Breite des Bandes (12, 16) stetig ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und/oder den Ansprüchen k und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderorgane jeweils aus einem schraubenlinienförmig verlaufenden Bond (l9, 20) bestehen, dessen Steigung von seinen beiden Enden her zur axialen Mitte hin verringert ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungsverringerung stetig ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche h bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischorgane (6, 12; 7, 16; 6, 19; 7» 20) jeweils in der Nähe ihrer Förderenden mit Förderschaufein (13» 17) versehen sind, welche das ankommende Mischgut jeweils in den Wirkungsbereich des anderen Mischorgans (6, 12; 7, 16; 6, 19; 7, 20) befördern.

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