DE3111124A1

DE3111124A1 - "zentrifugalmischer fuer trockenstoffe und pasten"

Info

Publication number: DE3111124A1
Application number: DE19813111124
Authority: DE
Inventors: Friedrich Walter Dr. 5982 Neuenrade Herfeld
Original assignee: HERFELD FRIEDRICH WALTER DR
Current assignee: Dr Herfeld GmbH and Co KG
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1982-09-30
Also published as: DE3111124C2

Description

Zentrifuglamischer für Trockenstoffe und Pasten
Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalmischer mit vertikaler Achse für Trockenstoffe und Pasten, dessen Mischbehälter eine bodenseitig eingeführte Antriebswelle aufweist, deren Mischflügel unmittelbar Uber der Bodenwandung umlaufen.
Bei einem bekannten Zentrifugalmischer dieser Art stiitzt sich die gesamte Masse'des Mischgutes auf der Bodenwandung ab, so daß dort beim Umlauf des Mischgutes eine hohe Reibung überwunden werden muß.
Die. Mischflügel müssen bei den bekannten Mischern vergleichsweise schnell laufen, was zu einer hohen Umfangsgeschwindigleit der Masse des Mischgutes führt. Dieses bedingt im Bereich der Umfangswandung eine hohe Reibung, da dieselbe quadratisch mit der Geschwindigkeit ansteigt. In einem solchen Zentrifugalmischer mit vertikaler Achse wird durch die Wirkung der bodenseitigen Mischflügel die Masse im Bodenbereich gegen die Wandung hin beschleunigt und dort in eine vertikale Steigströmung umgelenkt. Die Masse fällt nach tiberschreiten des Kulminationspunktes infolge ihres Eigengewichtes in die Behälter mitte zurück. Die hohe Reibung bei dem bekannten Zentrifugalmischer bedingt einen hohen Energieverlust, so daß'der Mischwirkungsgrad des bekannten Zentrifugalmischers ungünstig ist. Die durch die Reibung entstehende Wärme ist in vielen Fällen auch unerwünscht und muß durch Kühlung abgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung eines Zentrifugalmischers, daß mit geringer spezifischer Energie eine hohe Mischwirkung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß auf den Mischflügeln eine Ringscheibe sitzt, deren zentrale Öffnung einen Durchmesser kleiner als der halbe Rehälterdurchmesser aufweist und daß am Außenrand der Ringscheibe ein schmaler Ringspalt frei bleibt, dessen Fläche etwa der Fläche der zentralen öffnung gleich ist.
Die auf den Mischflilgeln sitzende und mit denselben umlaufende Ringscheibe entlastet den Bodenbereich von dem Gewicht des Mischgut tes, so daß dadurch die Reibung im Bodenbereich herabgesetzt ist. Die in dem Ringraum zwischer der Ringscheibe und dem Roden befindliche Masse des Mischgutes kann mit geringer Krafteinwirkung in radialer Richtung beschleunigt werden. Dieses bedeutet, daß die Mischflügel nur eine überraschend geringe Kraft auf das Mischgut übertragen müssen, um eine gleichartige Bodenströmungsgeschwindigkeit wie in einem Zentrifugalmischer herkömmlicher Art zu erzielen. Da die Mischzeit eine Funktion der radialen Bodenströmungsgeschwindigkeit des Mischgutes und der vertikalen Strömungsgeschwindigkeit ist, kann man mit vergleichsweise geringer Umfangsgeschwindigkeit der Mischflügel eine hohe Miscllwirkung hzw. eine geringe líischzeit erzielen. Das im Bodenbereich beschleunigte Material steigt an der Behslterwandung nach oben und läuft um. Durch die zentrale Öffnung wird jeweils neues Material eingezogen. Dadurch wird auch die auf der Ringscheibe lagernde Masse des Mischgutes mit in den Umlauf einbezogen und vermischt.
Durchgeführte Messungen haben ergeben, daß mit einem Zentrifugalmischer nach der Erfindung eine Energieeinsparung von ca. 904( im Vergleich zu einem herkömmlichen Zentrifugalmischer erzielbar ist.
Das tischen von Granulat mit einem Vertikalaischer mit Mischflügeln auf einer zentrischen Rührwerkswelle erfordert in einem herkömmlichen Gerät ca. 5 kW pro 100 kg Masse des Mischgutes. Der Zentrifugalmischer nach der Erfindung benötigt dagegen für eine gleiche Mischleistung nur ca. 0,5 kW. Die Umfangsgeschwindigkeit kann etwa um den Faktor 10 geringer als bei einem herkömmlichen Zentrifugalmischer sein, um noch eine gleichartige radiale Bodenströmungsgeschwindigkeit zu erhalten. Das heißt, das Ringscheiben-Mischwerkzeug mischt noch bei 0,5 m/s Umfangsgeschwindigkeit im Vergleich zu 5 m/s beim herkdmmr lichen Flügelmischwerkzeug.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgen unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert, in der darstellen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Zentrifugalmischer nach der Erfindung und Fig. 2 einen Grundriß zu Fig. 1.
Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Mischbehälter 1 mit einer Bodenwandung 2 und einer zylindrischen Seitenwandung 3. Die Bodenwandung 2 und die Seitenwandung 3 können auch doppelwandig ausgeführt sein, m ein Kühlmittel oder ein Heizmittel hindurchzuleiten. Durch die Bodenwandung 2 ist eine vertikal ausgerichtete Antriebswelle 4 eingeführt, die von einem nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird. Die Antriebswelle trägt Mischflügel 5, die mindestens in den Endteilen 6 eine Anstellung aufweisen, so daß im Bereich der Endteile 6 jedes Mischflügels 5 die Vorderkante in jedem Punkt einen spitzen Winkel mit der jeweiligen radialen Richtung bildet.
Die Mischflügel tragen eine Ringscheibe 7, die im Bereich der zentralen Öffnung einen ringförmigen, vorzugsweise sich nach oben konisch verjüngenden Stutzen 8, aufweist. Die freie Öffnung 9 des Stutzens 8 hat einen Durchmesser, der kleiner als der halbe Innendurchmesser des Mischbehälters 1 ist. Am Außenrand der Ringscheibe 7 bleibt ein Ringspalt 10 frei, dessen Fläche etwa der Fläche der zentralen Öffnung 9 gleich ist. Die Ringscheibe 7 läuft gemeinsam mit den Mischflügeln 5 und der Antriebswelle 4 um. In Fig. 2 ist die Umlaufrichtung 11 der Mischflügel 5 angezeigt.
Fig. 1 zeigt schematisch die Hauptmasse 12 des Mischgutes, die auf der Ringscheibe 7 aufliegt, so daß die Bodenwandung 2 von dem Gewicht dieser Hauptmasse 12 entlastet ist. Bei der Drehung der Antriebswelle 4 mit den Mischflügeln 5 in der Umlaufrichtung gelangt jeweils ein kleiner Anteil 13 des Mischgutes in den Bodenraum zwischen der Bodenwandung 2 und der Ringscheibe 7. Dieser Anteil des Mischgutes innerhalb des Bodenraumes wird'durch die Mischflügel 5 in radialer Richtung beschleunigt. Die radiale Bewegung dieses Anteils des Mischgutes wird durch Reibung nur in geringem Ausmaß behindert, so daß mit vergleichsweise geringer Antriebsleistung eine hohe radiale Reschleunigung erzielt werden kann. Infolgedessen steigt dieser Anteil des Mischgutes an der Seitenwandung 3 längs der Strömungslinien 14 hoch. Die vertikale Bewegungskomponente ist gegenüber der Umfangskomponente vergleichsweise groß, so daß die Steigströmungsgeschwindigkeit im Vergleich zur Umfangsströmungsgeschwindigkeit wesentlich größer als bei einem herkömmlichen Zentrifugalmischer ist, was für eine Mischwirkung günstig ist. Am Oberende des Mischbehälters wird die Steigströmung in die Achse des Mischgutbehälters umgelenkt, so daß sich insgesamt das bekannte trombenförmige Strömungsbild ergibt.
Die von den Mischflügeln 5 auf das Mischgut übertragene Energie wird zu einem wesentlich größeren Anteil in Bewegungsenergie umgesetzt, da die Reibung vergleichsweise geringer als bei herkömmlichen Zentrifugalmischern ist, was auch nur eine geringe Erwärmung des Mischgutes bedeutet. Dieses ist für den Mischwirkungsgrad ausschlaggebend.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Mischflügel 5 abgeknickt. Die Vorderkanten jedes Abschnittes verlaufen gerade, so daß sich in diesem Fall der Winkel mit der radialen Richtung mit zunehmenden Radius ändert. Damit die auf das Mischpult nach außen wirkende Kraft in ledem Punkt gleich bleibt, kann man der Vorderkante auch eine solche Krümmung geben, daß der Winkel mit der radialen Richtung in jedem Punkt gleich ist. In diesem Fall haben die Mischflügel einen etwa spiralförmigen Verlauf.
In einer Abwandlung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mischflügel um eine im wesentlichen vertikale Achse verschwenkbar sind.
Dadurch lassen sich die Mischflügel und insbesondere die Anstellung gegenüber der radialen Richtung einstellen, um die Mischflügel dem jeweiligen Material und der speziellen Mischbedingungen anzupassen.
Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist Ringscheibe 7 auf der Mischwelle 4 frei drehbar gelagert. So erreicht man, daß sich die Umlaufgeschwindigkeit der Masse des Mischgutes und die Umlaufgeschwindigkeit der Rührflügel weitgehend unabhängig voneinander auf eine optimalen Wert eingestellt werden können.
Leerseite

Claims

Zentrifugalmischer für Trockenstoffe und Pasten Ansprüche 1. Zentrifugalmischer mit vertikaler Achse für Trockenstoffe und Pasten, dessen Mischbehälter eine bodenseitig eingeführte Antriebswelle aufweist, deren Mischflügel unmittelbar Uber der Bodenwandung umlaufen, dadurch ekennzeichnet, daß unmittelbar auf den Mischflügeln (5) eine Ringscheibe (7) sitzt, deren zentrale Öffnung (9) einen Durchmesser kleiner als der halbe Behälterdurchmesser aufweist, und daß am Außenrand der Ringßcheibe ein schmaler Ringspalt (10) frei bleibt, dessen Fläche etwa der Fläche der zentralen öffnung (9) gleich ist.
2. Zentrifugalmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zentralen öffnung (9) der Ringscheibe (7)-ein sich nach oben konisch verjüngender Stutzen (8) sitzt.
3. Zentrifugalmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante der Mischflügel (5) in jedem Punkt mit dem durch diesen Punkt gehenden Radius nach der Behälterwandung hin einen spitzen Winkel bildet.
4. Zentrifugalmischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Winkel mit zunehmenden Radius gleich bleibt.
5. Zentrifugalmischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischflügel um eine in etwa vertikale Achse verstellbar sind, damit der Winkel mit dem Behälterradius einstellbar ist.
6. Zentrifugalmischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe auf der Antriebswelle frei drehbar gelagert ist.