DE3104285A1

DE3104285A1 - "verfahren und vorrichtung zum mischen von fluessigkeiten"

Info

Publication number: DE3104285A1
Application number: DE19813104285
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. Dr. Vock; Horst Ing.(grad.) 4400 Münster Zdrojewski
Original assignee: BASF Farben und Fasern AG
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1981-02-07
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE3104285C2

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von viskosen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeiten mit einem motorisch angetriebenen Mischgerät sowie eine Behälteranordnung zur AufnahmW,e von Flüssigkeiten, wobei der Behälter mit einer Mischvorrichtung ausgerüstet ist, die zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens dient.
Ublicherweise erfolgt das Mischen von Flüssigkeiten mit Rührwerkzeugen, die an sich drehenden Wellen angeordnet sind. Als Antrieb werden elektrische, hydraulische und preßluftgetriebene Motore eingesetzt, wobei je nach Drehzahlbereich der Rührer Untersetzunt,sgetriebe erforderlich sind. Bei stationären Behältern, in Produktionsgebäuden und Freianlagen können in Anpassung an die jewells vorliegende Flüssigkeit die Rühranlagen und der Behälter entsprechend abgestimmt werden, wobei es aber erforderlich ist, daß dann, wenn langgestreckte Behälter eingesetzt werden, mehrere Rührwerke notwendig sind, um den gesamten Inhalt des Behälters zu homogenisieren. Der erzielte Mischeffekt ist trotzdem bekannterweise nicht optimal.
Werden Behälter eingesetzt, die sowohl als Transport- wie auch als Mischbehälter dienen, dann können die bekannten konventionellen Rührwerke nicht mehr optimal eingesetzt werden, da Antriebsmotor, Getriebe und Lagerung für die Welle außerhalb des Behälters viel Platz und Gewicht beanspruchen.
Besonders kritisch sind die bekannten Mischaggregate beim Einsatz in Verbindung mit viskosen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeiten (Viskosität von 200 m Pas bis 2500 m Pas). Hierbei ist wissenschaftlich Eestgestellt worden, daß das Mischen dieser zähen Flüssigkeiten nur mit langsam laufenden und den gesamten Mischraum erfassenden Rührwerkzeugen möglich ist, so daß Behälterformen erforderlich werden, die der Drehbewegung solcher Rührer, wie beispielsweise Wendelrührer, Ankerrührer, Balkenrührer und Blattrührer angepaßt sind, und somit nur rund bis oval sein können. Die Antriebsaggregate für solche Rührwerke bauen außerordentlich groß und schwer Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rührwerk zu schaffen, das in einfachster Weise auch bei viskosen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeiten einen guten Mischeffekt bewirkt und weiterhin eine Behälteranordnung schafft, mit der gleichzeitig das Transportieren der Flüssigkeit möglich ist, dabei aber ein einfaches Rührwerk eingesetzt werden kann und trotzdem ein außerordentlich hoher optimaler Homogenisiereffekt erzielbar ist.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Vrfahren gelöst, das sich dadurch kennzeichnet, daß innerhalb des die Flüssigkeit enthaltenden Behälters ein hin- und herbeweglices, der Behälterform im wesentlichen angepaßtes, breites und im Abstand von der Oberseite der Flüssigkeit endendes Paddel angeordnet ist, das die hin- und hergehende Bewegung um eine parallel zu seiner Längsachse ausgerichtete Achse ausführt.
Die erfindungsgemäße Behälteranordnung kennzeichnet sich dadurch, daß wenigstens der Behälterboden kreissegmentförmig ausgebildet ist und innerhalb des Behälters ein um eine horizontaie Achse schwingbares Mischpaddel vorgesehen ist, wobei die Schwingbewegung des Paddels und das Kreissegment des Behälterbodens so aufeinander abgestimmt sind, daß das Mischpiddel bei einer reversierenden Bewegung im wesentlichen mit konstanten Abstand zu dem Boden bewegt wird.
Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung dabei so vorgegangen, daß die Schwenkachse des Mischpaddels oberhalb des Behälters liegt.
Der Antrieb der Schwenkachse erfolgt über eine beidendig beaufschlacjbare Kolbenzylinderanordnung, wobei der Schwenkwinkel des Mischpaddels vorzugsweise zwischen 40 und 800 beträgt.
Untersuchungen haben gezeigt, daß das erfindungsgemäße Mischpaddel bzw. das erfindungsgemäße Verfahren außerordentlich energie günstig arbeitet. So konnten Lackfarben bei einer Viskosität von ca. looo m Pas mit etwa 60 Paddelschlägen homogen gemischt werden.
Die Mischpaddelgeschwindigkeit betrug hierbei 1 Paddelschlag pro Sekunde, wobei festzuhalten ist, daß die Mischpaddelgeschwindigkeit im laminaren Strömungsbereich (höhere Viskosität) keinen Einfluß auf den Mischeffekt hat.
Die Energie, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erreichen der geforderten Mischgüte verbrauchte, war etwa nur 1/5 der Energie, die konventionelle Rührwerkzeuge verbrauchten. Dies ist deshalb verständlich, da das Mischpaddel auch bei viskosen jro dukten durch die Schwenkbewegung ständig instationäre Strömengsverhältnisse schafft, die das Mischen günstig beeinflussen.
Konventionelle Rührwerke dissipieren wesentlich mehr Energie, ohne diese voll in Mischeffekte umzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Behälteranordnung haben weiterhin den Vorteil, daß das Antriebssystem für das Mischpaddel beliebig gewählt werden kann. Da der Behälter mit dem Mischpaddel transportabel sein soll, ist bei Veränderung seines Standortes Energie anzuschließen bzw. abzukoppeln.
Ein mit Preßluftzylinder angetriebenes Mischpaddel br-i.ngt i.ii.;-besondere in explosionsgeschützten Anlagen wesentliche Vorteile gegenüber den elektrisch angetriebenen Rührwerken und weiterhin kann in einem Behälter mit preßluftgetriebenem Mischpaddel auch auf einem entsprechenden Straßentransportfahrzeug während des Transportes gemischt werden, da diese Fahrzeuge üblicherweise mit Preßluftkompressoren ausgerüstet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung zeigt dabei in Fig. 1 schaubildlich eine Ansicht auf eine Behälter konstruktion und in Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2 - 2 in Fig. 1.
In der Zeichnung ist mit 1 eine Rahmenkonstruktion bezeichnet, die dazu bestimmt ist, einen Behälter aufzunehmen, der der Aufnahme der zu mischenden Flüssigkeit, vorzugsweise viskoser und hochviskoser Flüssigkeit, dient. Der Behälter ist fest in der Rahmenkonstruktion angeordnet, so daß damit das Gesamtbauteil leicht transportierbar ist, gleichzeitig aber auch stationär eingesetzt werden kann.
Die Rahmenkonstruktion schafft einen besonderen Raum 3, in dem der eigentliche Antrieb 4 für das Mischgerät untergebracht werden kann, so daß dieser Antrieb zwar außerhalb des Behälters, aber geschützt innerhalb der Rahmenkonstruktion 1 angeordnet ist.
Der eigentliche Antrieb 4 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer preßluftgetriebenen Kolbenzylinderanordnung 5, wobei die Verbindungsschläuche und Steuermittel aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt sind.
Der Antrieb 4 wirkt auf eine Schwenkachse 6, die in entsprechenden Lagern 7 und 8 an der Oberseite der Rahmenkonstruktion 1 gelagert i Die Schwenkachse 6 trägt über einen Verbindungshebel 9 das eigentliche Mischaddel 10. Das Mischpaddel 10 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal ausgerichtet, erstreckt sich über den gröten Teil der Länge des Behälters 2, endet aber, wie dies besonders deutlich die Fig. 2 zeigt, unterhalb des Flüssigkeitsspiegwls, so daß bei einer Bewegung des Mischpaddels 10 ein Uberströmen der vom Mischpaddel 1o bewegten Flüssigkeit über das Mischpaddel hinweg erfolgen kann.
Der Boden 11 des Behälters 2 ist als Kreissegment ausgebildet, wobei der Radius dieses Kreissegmentes dem Radius des Schwenkweges angepaßt ist, den die untere Kante des Mischpaddels ausführt.
Das Mischpaddel ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt und weiterhin ist in Fig. 2 der Winkel£ eingezeichnet, um den das Mischpaddel hin- und herbewegt wird.
Der Behälter kann an seiner Oberseite durch einen Behälterdeckel 12 abgeschlossen sein.
Wie die Fig. 2 zeigt, wird durch Betätigen des Ant-riebes 5 das Mischpaddel 1o um den WinkelL hin- und herbewegt. Das Verhältnis der Breite des Behälters 2 zur Höhe des Behälters 2 bestimmt den Maximalwert des Winkels @ . Hierbei empfiehlt es sich, diese Werte so festzulegen, daß der Winkel zuzwischen 40 und 800 beträgt, vorzugsweise sollte er zwischen 45 und maximal 75° einen.
Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die Erfindung die Möglichkeit beinhaltet, bei langen Behältern 2 mehrere Mischpaddel hintereinander an der Schwenkachse 3 anzubringen.

Claims

"Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten" Patentansprüche: 1. Verfahren zum Mischen von viskosen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeiten mit einem motorisch angetriebenen Mischgerät, dadurch gekennzeichncwt, daß innerhalb des die Flüssigkeit enthaltenden Behälters ein hin- und herbewegliches, der Behälterform im wesentlichen angepaßtes, breites und im Abstand von der Oberseite der Flüssigkeit endendes Paddel angeordnet ist, das die hin- und hergehende Bewegung um eine parallel zu seiner Längserstreckung ausgerichtete Achse ausführt.
2. Behälteranordnung zur Aufnahme von Flüssigkeiten, wobei der Behälter mit einer Mischvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens näch Anspruch 1 ausgerüstet ist, durch gekennzeichnet, daß weinigstens der Behälter boden (11) kreissegmentförmig ausgebildet ist und innerhalb des Behälters (2) ein um eine horizontale Achse (6) schwingbares Mischpaddel (io) vorgesehen ist, wobei die Schwingbeweg;mg des Mischpaddels (lof und das Kreissegment des Behälterbodens (11) so aufeinander abgestimmt sind, daß das Mischpaddel (10) bei seiner reversierenden Bewegung im wesentlichen mit konstantem Abstand zu dem Boden bewegt wird.
3. Behälteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (6) des Mischpaddels (10) außermittig zum Mischpaddel (lo) nach oben hin versetzt ist.
4. Behälteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkaclse (6) des Mischpaddels (lo) oberhalb des Behälters (2) liegt.
5. Behälteranordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Behälter (2) innerhalb einer Rahmenkonstruktion (1) angeordnet ist, die gleichzeitig die Lager der Schwenkachse aufnimmt.
6. Behälteranordnung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Schwenkachse (6) über eine beidendig beaufschlagbare Kolbenzylinderanordnung (5) erfolgt.
7. Behälteranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel oc, des Mischpaddels (10) zwischen 40 und 800 beträgt.
8. Behälteranordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der Länge des eigentlichen Behälters (2) mehrere Mischpaddel (10) von der Schwenkachse (6) in Längsrichtung der Schwenkachse (6) gesehen hintereinander angeordnet sind.
9. Behälteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnung (5) zum Antrieb der Schwenkachse (6) vorzugsweise preßluftgesteuert wird.

1o. Behälteranordnung wenigstens nach Anspruch 6, daf3~-cl gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnung (5) innerhalb der Rahmenkonstruktion (1) aber außerhalb des eigentlichen Behälters(2)angeordnet ist.