DE3208416A1 - Mischvorrichtung - Google Patents

Mischvorrichtung

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DE3208416A1
DE3208416A1 DE19823208416 DE3208416A DE3208416A1 DE 3208416 A1 DE3208416 A1 DE 3208416A1 DE 19823208416 DE19823208416 DE 19823208416 DE 3208416 A DE3208416 A DE 3208416A DE 3208416 A1 DE3208416 A1 DE 3208416A1
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90Heating or cooling systems
    • B01F35/95Heating or cooling systems using heated or cooled stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

  • Mischvorrichtung
  • Beschtëtsbung Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen von Trockenstoffen mit einem aufrecht angeordneten Mischbehälter und einer darin vertikal ausgerichtete Rührwerkwelle, die etwa radial ausgerichtete Mischflügel trägt und durch einen Motor antreibbar ist.
  • Innerhalb einer solchen Mischvorrichtung wird normalerweise eine erhebliche Energie umgesetzt, die letzen Endes als Wärme abgeleitet werden muß. In Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit der Mischflügel ergibt sich eine starke Erwärmung des Mischgutes, die jeweils für Verfahrenszwecke ausgenutzt werden kann oder auch lediglich Verlustwärme darstellt. Infolge der höheren Umfangsgeschwindigkeit stellt sich an dtu Hischflügelenden eine höhere Betriebstemperatur als an der Nabe ein. Diese Spitzentemperaturen an den hischflügelenden können überhöht sein und infolgedessen zu nachteiligen Einflüssen führen, insbesondere zu einem Festsetzen des Mischgutes an den Flügelenden. Dadurch ergibt sich für die Reinigung bei einem Produkt- oder Farbwechsel erhebliche Merharbeit.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Sicherstellung einer gleichmäßigen Temperatur im gesamten Bereich der Rührwerkwelle, der Nabe und der Mischflügel .
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst: a) jeder Mischflügel weist einen geschlossenen, vom Nabenende bis zum Flügelende reichenden Primärkühlmittelkreislauf auf; b) innerhalb der Rührwerkwelle ist ein Sekundärkühlmittelkreislauf vorgesehen; c) die Rührwerkwelle und die Nabenanordnung stellen einen Wärmetauscher dar.
  • Durch das Zentrifugalkraft feld beim Umlauf der Mischflügel wird innerhalb des Primärkühlkreislaufes jedes Mischflügels ein Umlauf erzeugt. Das an den Flügelenden und an der Mischflügelvorderkante erwärmte Kühlmittel ist spezifisch leichter und strömt infolgedessen durch den Kanal an der Flügelvorderkante gegen die Nabenseite. Dort erfolgt ein Wärmeaustausch mit dem Sekundärkühlmittelkreislauf. Das abgekühlte Kühlmittel strömt an der Flügelhinterkante zu den Flügelende den zurück. Dadurch erhält man einen Umlauf innerhalb des Primärkühlmittelkreislaufs bei der Drehbewegung der Mischflügel. Der Primärkühlmittelkreislauf ist vollständig abgeschlossen, so daß keine Absichtprobleme vorhanden sind. Infolgedessen ergeben sich auch beim Ausbau der Mischflügel keine Schwierigkeiten. Man kann jede Nabe mit den Mischflügeln abnehmen, ohne daß ein Eingriff in den Primärkühlmittelkreislauf erforderlich wäre. Es sind innerhalb der Nabenanordnung keine lösbaren und abdichtbaren Verbindungen des Primärkühlmittelkreislaufs vorhanden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rührwerkwelle innerhalb einer Kühlkammer ein Innenrohr enthält, daß der Ringraum und der Innenraum des Innenrohres am Oberende der Nabenanordnung miteinander Verbindung haben, und daß das Innenrohr und der Ringraum über eine drehbare Stopfbuchse mit Kühlmittelleitungen verbunden sind. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß das Kühlmittel über die gesamte axiale Länge der Nabenanordnung strömt und in diesem Bereich ein Wärmeaustausch gewährleistet ist.
  • Ferner sieht die Erfindung vor, daß der Primärkühlmittelkreislauf einen Kanal im Bereich der Vorderkante des jeweiligen Mischflügels, einen Kanal im Bereich der Hinterkante des jeweiligen Mischflügels und die genannten Kanäle verbindende Querkanäle am Nabenende und am Flügelende umfaßt. Diese Anordnung der Kanäle läßt sich einerseits in üblicher Weise durch Bohrungen leicht erzeugen und stellt andererseits einen geschlossenen Kreislauf sicher.
  • Schließlich sieht die Erfindung vor, daß innerhalb des Innenrohrs der Rührwerkwelle ein Kolben mit einer Hebestange angeordnet ist, daß die mit der Hebestange fest verbundene Nabenanordnung auf der Rührwerkwelle in axialer Richtung verschiebbar ist und daß der Rückfluß des Sekundärkühlmittelkreislaufs ein Absperrventil enthält.
  • Durch diese Ausbildung wird der Kühlmittelkreislauf mit einem Druckmittelkreislauf zum Anheben der Nabenanordnung kombiniert. Das Kühlmittel wird gleichzeitig als Druckmittel ausgenutzt. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Anordnung.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen: Fig. 1 eine schematisierte Gesamtansicht einer Mischvorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Nabenbereichs und Fig. 3 eine Darstellung des Nabenbereichs für eine abgewandelte Mischvorrichtung mit hebbbarer Nabe.
  • Fig. 1 zeigt einen Ständer-l mit einem Mischbehälter 2. Der Mischbehälter 2 umfaßt eine im wesentlichen horizontal verlaufende Bodenwandung 3 und eine zylindrische, aufrechtstehende Umfangswandung 4. Ein Deckel 5 schließt den Mischbehälter ab. In einem Bereich der Umfangswandung 4 ist eine Austragvorrichtung 5 vorgesehen. Durch den Ständer 1 und die Bodenwandung 3 ist eine Rührwerkwelle 6 eingeführt.
  • Fig. 2 zeigt hierzu nähere Einzelheiten. Die Rührwerkwelle 6 ist innerhalb einer Lageraufnahme der Bodenwandung in Kugel lagern gelagert, von denen ein Traglager 7 und ein Führungslager & dargestellt sind. Auf der Rührwerkwelle 6 sitzt eine teilweise dargestellte Antriebsscheibe 9, in die ein nichtdargestellter, von einem Motor angetriebener Antriebsriemen eingreift.
  • Innerhalb einer zylindrischen Kühlkammer 10 der Antirebswelle 6 befindet sich ein Innenrohr 11, das am Oberende über einen Ringspalt 12 mit dem äuXexer. Ringraum 13 Verbindung hat. Ein Außenrohr 14 ist über das-Unterende der Rührwerkwelle 6 verlängert und mittels einer drehbaren Stopfbuchse 37 (Fig. 3) abgeschlossen, so daß Kühlmittel in den Ringraum 13 eingeleitet und nach Erhitzen über den Ringspalt 12 durch das Innenrohr 11 zurückgeleitet werden kann. Die Richtung des Kühlmittelflusses kann auch umgekehrt sein. Wichtig ist, daß das Kühlmittel über die gesamte axiale Länge der Nabenanordnung strömr. Die Anschlüsse des Kühlmittels an die drehbare Stopfbuchse sind im einzelnen nicht dargestellt.
  • Auf der Rührwerkwelle 6 sitzt eine Nabenanordnung 15. Entsprechend der Darstellung der Fig. 1 kann man mehrere Naben 16, 17, 18 vorsehen, die jeweils Mischflügel 19, 20, 21 tragen. Der Zusammenbau der Nabe 16 und der Mischflügel 19 ist in Fig. 2 nicht in Einzelheiten dargestellt. Jeder Mischflügel enthält einen geschlossenen Primärkühlmittelkreislauf. Ein Kanal 22 verläuft an der Vorderkante 26 des Mischflügels, ein Kanal 23 an der Hinterkante 27 des Mischflügels, jeweils bezogen auf die Drehrichtung. Querkanäle 24, 25 verbinden die Kanäle 22 und 23 jeweils auf der Nabenseite und am Flügelende. Die Kanäle 22 und 23 sowie die Querkanäle 24 und 25 sind Bohrungen innerhalb des jeweiligen Mischflügels. Die austretenden Bohrungsenden sind durch Stopfen abgeschlossen. Diese Einzelheiten sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
  • Derartige Kühlkanäle sind in allen Mischflügeln 19, 20 und 21 vorgesehen, wie dies aus der schematischen Darstellung in Fig. 1 ersichtlicht ist. Der Primärkühlmittelkreislauf jedes Mischflügels ist in sich geschlossen. Die jeweilige Nabe 16, 17 bzw. 18 und die Rührwerkwelle 6 dienen als Wärmeaustauscher zu dem Sekundärkühlmittelkreislauf innerhalb des Ringraumes 13 und des Innenrohres 11.
  • Im Stillstand der Mischvorrichtung erfolgt innerhalb der Primärkreisläufe kein Kühlmittelumlauf, da keine Differenzkraft innerhalb des Primärkühlmittelkreislaufes wirksam ist. Wenn die Mischflügel rotieren, so werden die Flügelenden und die Vorderkanten der Mischflügel jeweils auf höhere Temperaturen aufgeheizt. Infolgedessen hat das Kühlmittel innerhalb der Kanäle 22 ein geringeres spezifisches Gewicht als das Kühlmittel in den Kanälen 23 an der Rückkante der Mischflügel. Unter der Einwirkung des Zentrifugalkraftfeldes erfolgt daher innerhalb der Primärkühlmittelkreisläufe ein Kühlmittelumlauf in der angegeben Richtung. Das kältere und damit spezifisch schwerere Kühlmittel strömt an der Hinterkante der Mischflügel nach außen gegen die Flügelenden und fließt an der Vorderkante der Mischflügel zur Nabenseite nach außen. Das wärmere und damit spezifisch leichtere Kühlmittel strömt an der Vorderkante der Mischflügel zur Nabenseite zurück.
  • Dieser Kühlmittelumlauf bewirkt, daß Wärme von den Flügeenden zur Nabenseite transportitert wird. Dort erfolgt ein Wärmeaustausch mit dem Sekundärkühlmittelkreislauf, so daß die von den Flügelenden zur Nabenseite transportierte Warme über die Rührwerkwelle abgeleitet wird.
  • Die Erfindung stellt sicher, daß die Temperaturdifferenz zwischen Flügelenden und Nabenseite auf einen vernachlässigbaren Wert abgesenkt wird. Ohne diese Kühlung nach der Erfindung stellt sich im allgemeinen zwischen den Flügelenden und der Nabenseite eine Temperaturdifferenz von 30 bis 400 C ein.
  • Die Anordnung geschlossener Kühlmittelkreisläufe innerhalb jedes Mischflügels ermöglicht eine einfache Wartung. Jeder Primärkühlmittelkreislauf ist vollständig abgeschlossen und weist infolgedessen keine Dichtungen auf, die bei einem Zusammenbau eingesetzt werden müs- sen. Bei einem etwaigen Austausch der Mischflügel oder einer Demontage zu Reinigungszwecken ist keine Trennung von Kühlkanälen erforderlich, weil der Primärkühlmittelkreislauf und der Sekundärkühlmittelkreislauf vollständig voneinander getrennt sind und über die Nabe und die Rührwerkwelle im Austausch miteinander stehen. Die Erfindung stellt sicher, daß die gesamte Rührwerkwelle einschließlich der Mischflügel eine im wesentlichen konstante Betriebstemperatur entsprechend der gewünschten Aufbereitungstemperatur für das jeweilige Gemisch hat. Temperaturspitzen an den Mischflügelenden sind vermieden.
  • Das Kühlmedium des Sekundärkühlmittelkreislaufes kann Wasser oder Öl sein. Der Sekundärkühlmittelkreislauf kann auch offen sein.
  • In diesem Fall kann Luft als Kühlmedium Verwendung finden.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungform der Erfindung in Verbindung mit einer anhebbaren Nabenanordnung 15'. Innerhalb des Innnenrohres 11 befindet sich ein Kolben 28 mit einer Hebestange 29, die am Kopf der Nabenanordnung befestigt ist und ein Hochheben der gesammten Nabenanordnung zu Reinigungs- oder Wartungszwecken ermöglicht. Das Innenrohr 11 dient als Gleitbüchse für den Kolben 28. Die Verbindung zwischen dem Innenraum des Innerohrs 11 und dem Ringraum 13 ist hier in Form von Kanälen 12' ausgebildet. Das Kühlmittelsystem dient in diesem Fall auch als Druckmittelsystem für das Hochheben der Nabenanordnung. Das Kühlmittelsystem umfaßt ein Ausgleichsgefäß 30, eine DruckmittelpumPe 31, Druckhalteventile 32 und 33, Magnetventile 34 und 35 zum Heben und Senken des Kolbens 28. Außerdem ibt t ein Wärmetauscher 36 vorhanden. In Fig. 3 ist auch eine drehbare Stopfbuchse 37 dargestellt, die einen Anschluß des Innenrohres 11 bzw. des Anschlußstutzens 11' und des Ringraumes 13 ermöglicht.
  • Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Kühlmitteleinspeisung durch das Innenrohr 11. Für den Kühlmittelumlauf ist eine vergleichsweise geringe Druckdifferenz erforderlich. Der Kühlmittelkreislauf ist jedoch in der Lage, auch eine wesentlich höhere Druckdifferenz aufzubauen, die ein Heben der Nabe durch Hochfahren der Hebestange in der Gleitbüchse ermöglicht, um die Rührvorrichtung reinigen oder warten zu können.
  • Für den Kühlmittelumlauf ist das Magnetventil 35 offen und das Magnetventil 34 geschlossen. Das Kühlmittel wird von der Pumpe 31 in den Kühlkreislauf der Nabe gefördert und fließt über das Magnetventil 35 zurück. Das Druckhalteventil 32 bestimmt die maximale Druckdifferenz.
  • Zum Anheben der Nabenanordnung werden beide Magnetventil 35 und 34 geschlossen, so daß der auf den Kolben 28 einwirkende Differenzdruck den Kolben 28 mit der Hebestange 29 anhebt und damit auch die Nabenanordnung 15 mit den Rührflügeln nach oben hebt. Zum Absenken werden beide Magnetventile 35 und 34 geöffnet, so daß das Druckmittel über das Druckhalteventil 33 unmittelbar in das Ausgleichsgefäß 30 zurückfließen kann. Die in dem Druckhalteventil 33 eingestellte Druckdifferenz bestimmt die Absenkgescbwindigkeit. Nach dem Absenken wird das Magnetventil 34 wieder geschlossen, so daß dann das Kühlmittel innerhalb der Nabenanordnung zirkulieren kann. Der Wärmetauscher 36 sorgt für eine jeweilige Temperierung des Kühlmittels.

Claims (6)

  1. Mischvorrichtung Patentäüpnithe 1. Mischvorrichtung zum Mischen von Trockenstoffen mit einem aufrecht angeordneten Mischbehälter und einer darin vertikal ausgerichteten Rührwerkwelle, die etwa radial ausgerichtete Mischflügel trägt und durch einen Motor antreibbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) jeder Mischflügel (19) weist einen geschlossenen, vom Nabenende bis zum Flügelende reichenden Primärkühlmittelkreislauf auf; b) innerhalb der Rührwerkwelle (6) ist ein Sekundärkühlmittelkreislauf vorgesehen; c) die Rührwerkwelle (6) und die Nabenanordnung (15) stellen einen Wärmetauscher dar.
  2. 2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkwelle (6) innerhalb einer Kühlkammer (10) ein Innenrohr (11) enthält, daß der Ringraum (13) und der Innenraum des Innenrohres (11) am Oberende der Nabenanordnung (15) miteinander Verbindung haben, und daß das Innenrohr (11) und der Ringraum (13) über eine drehbare Stopfbuchse (34) mit Kühlmittelleitungen verbunden sind.
  3. 3. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung zwischen dem Innenrohr (11) und dem Ringraum (13) ein Ringspalt (12) vorgesehen ist.
  4. 4. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärkühlmittelkreislauf einen Kanal (22) im Bereich der Vorderkante (26) des jeweiligen MischflUgels, einen Kanal (23) im Bereich der Hinterkante (27) des jeweiligen MischflUgels und die genannten Kanäle verbindende Querkanäle (24, 25) am Nabenende und am Flügelende umfaßt.
  5. 5. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß innerhalb des Innenrohrs (11) der Rührwerkwelle (6) ein Kolben (28) mit einer Hebestange (29) angeordnet ist, daß die mit der Hebestange (29) fest verbundene Nabenanordnung (15') auf der Rührwerkwelle (6) in axialer Richtung verschiebbar ist und daß der Rückfluß des Sekundärkühlmittelkreislaufs ein Absperrventil (35) enthält.
  6. 6. Mischvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Kühlmittelzuleitung ein Absperrventil (34) und ein auf einen Differenzdruck zur Festlegung der Absenkgeschwindigkeit der Nabenanordnung (15') eingestelltes Druckhalteventil (33) vorgesehen sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3508711A1 (de) * 1985-03-12 1986-09-25 Bolz Alfred Gmbh Co Kg Konus-schneckenmischer mit beheizung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1270536B (de) * 1965-04-23 1968-06-20 Guenther Papenmeier Mischer fuer die Aufbereitung von koernigen, gelartigen oder aehnlichen Kunststoffen od. dgl.
DE6604676U (de) * 1966-01-06 1970-02-05 Pilkington Brothers Ltd Ruehrwerkzeug zum ruehren von hohe temperaturen aufweisenden fluessigkeiten

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