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WANDSCHABENDES MISCHELEMENT
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Die Erfindung betrifft ein wandschabendes Mischelement für Mischer,
Trockner oder Reaktionsgefäße.
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Die Erfindung betrifft im einzelnen ein Mischelement, das sich für
Einzelwellen-, Doppelwellen-, Chargen-oder Fließmischer (Trockner, Reaktionsgefäße)
gut eignet.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein wandschabendes Mischelement zum
Mischen, Trocknen oder für die Reaktion einer Vielzahl von Materialien in Einzelwellen-
oder Doi?-pelwellenmischbehältern, wobei diese Behälter trogförmig oder zylindrisch
ausgebildet sind oder die Form eines senkrecht geformten Kegels aufweisen.
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Aus der US-PS 3 941 357 ist eine Mischvorrichtung bekannt, die das
sorgfältige Mischen aller Materialarten ermöglicht, nämlich trockene bis halbfeste
Materialien, und insbesondere viskoseFlüssigkeiten mit oder ohne Füllstoffen oder
Fasern. Diese Vorrichtung weist einen Behälter, Hauptantriebswellen und eine Vielzahl
von Doppelkeil-Mischelementen auf, wobei jedes Mischelement zwei im wesentlichen
dreiecksförmige Flächen aufweist, die relativ zueinander geneigt und an der Kante
verbunden sind.
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Die Mischelemente sind an der Außenseite jeder Welle versetzt befestigt.
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Dieses Mischelement eignet sich hervorragend zur Verarbeitung von
schweren, klebrigen, viskosen Materialien sowie zum Einbau von Füllstoffen und Fasern
in diese Materialien. Jedoch sind die Kosten zur Herstellung dieses Mischelements
relativ hoch, da die Unterseite des Mischelements an den Durchmesser des Mischbehälters
angepaßt wird. Wird somit ein größerer Durchmesser des Mischbe-
hälters
vorgegeben, so muß ein weiteres, anders geformtes Mischelement hergestellt werden,
da die Unterseite des Mischelements an den neuen Durchmesser angepaßt werden muß.
Diese Mischelemente sind somit nicht austauschbar, so daß für jede angebotene Mischmaschine
mit unterschiedlichem Durchmesser ein bestimmter Satz an Mischelementen erforderlich
ist.
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Bei der tiberprüfunq der gegenwärtig der Industrie angebotenen Ausführungen
von Mischelementen wurde festgestellt, daß diese Mischelemente im allgemeinen aus
Paddeln, Schaufeln, Schnecken, unterbrochenen Schnecken und einseitigen oder zweiseitigenpflugmesserähnlichen
Mischelementen bestehen Diese Mischelemente sind gewöhnlich an ihren Armen in einem
Winkel zur Drehebene des Mischelementarms befestigt. Da dieser winkelförmig angeordnet
ist, muß die Unterkante an den Durchmesser der Mischbehälterwand angepaßt werden,
um die Bewegung von Material, das in unmittelbarer Nähe der Wand liegt, sicherstellen
zu können. Diese Anpassung der Mischelemente an die Behälterwand erfordert hohe
Herstellungskosten. Außerdem sind diese profilierten Mischelemente nicht mit Mischelementen
austauschbar, die für Behälter mit unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet sind.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Mischelement vorzuschlagen,
das mit geringen Kosten herstellbar, das austauschbar und in Mischbehältern mit
unterschiedlichem Durchmesser verwendbar ist, und das die gleiche intensive Mischwirkung
zum Mischen, Trocknen oder für die Reaktion einer Vielzahl von Materialien vorsieht.
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Weiterhin soll gemäß der Erfindung der Aufbau des in der US-PS 3 941
357 offenbarten Doppelkeil-Mischelements Ver-
wendung finden, um
eine rasche und intensive Mischung einer Vielzahl von Materialien zu ermöglichen,
ohne daß dabei das Mischelement an den Durchmesser der Behälterwand angepaßL werden
muß.
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Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Mischelement geschaffen werden,
das einen engen Kontakt zwischen dem vorderen geraden Kantenabschnitt des Mischelements
und der Behältrlwand ermöglicht, so daß das Mischelement eine wandschabende Wirkung
hervorruft und dadurch Materialrückstände an der Behälterwand sowie einen Wandabtrag
minimiert bzw. eliminiert.
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Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Mischelement vorgeschlagen
werden, das sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet, das leicht herzustellen
und zuverlässig im Betrieb ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine detaillierte Ansicht eines ganzen Mischelements gemäß der
Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schnittes eines horizontalen Mischbehälters,
die die Hauptwelle, die Mischelementarme und mehrere erfindungsgemäße Mischelemente
darstellt, Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 gemäß Fig. 2, Fig.
4 eine detaillierte Ansicht eines abgeänderten Ausführungsbeispiels eines Mischelements
gemäß der Erfindung und
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines horizontalen
Mischbehälters, der ähnlich dem Mischbehälter gemäß Fig. 3 ist, jedoch zwei Tröge
aufweist.
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Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 ist ein Abschnitt eines üblichen stationären
Mischbehälters 10 für Mischer, Trockner oder Reaktionsgefäße mit Einzelwellen oder
Doppelweilen dargestellt (im Hinblick auf Vorrichtungen mit Doppelwellen vergleiche
Fig. 5). Dieser Behälter 10 kann trogförmig oder zylindrisch aufgebaut sein und
weist Mischelementarme 11 auf, die von der Hauptwelle 12 ausgehen, und.relativ zueinander
axial und winkelförmig versetzt angeordnet sind. Die Mischelementarme 11 sind vorzugsweise
senkrecht an die Hauptwelle 12 angeschweißt oder angenietet, so daß die gesamte
Fläche des Mischbehälters von den Mischelementen 13 überstrichen wird. Die wandschabenden
Mischelemente 13 sind so an den Abstütz- bzw. Mischelementarmen befestigt, daß diese
senkrecht zum Mischelementarm und parallel zur Hauptwelle 12 verlaufen.
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Das wandschabende Mischelement 13 weist drei Komponenten auf. So sind
zwei gegenseitig geneigte Flächen 14 und 15 vorgesehen, die sich in bezug auf die
Drehrichtung 16 des Mischelements nach vorne abflachen. Diese geneigten Flächen
14 und 15 bilden im allgemeinen einen Doppelkeil.
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Dieser Keil steht mit einer flachen, im allgemeinen rechteckigen Platte
17 in Verbindung. Diese Platte 17 weist eine vordere gerade Kante 18 auf. Alternativ
kann die Doppelkeilform konvexe oder eben geneigte Flächen, ebenso wie die konkave
Fläche, die in Fig. 1 dargestellt ist, aufweisen. Die Doppelkeilform mit eben geneigten
Flächen ist in Fig. 4 dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile im
Vergleich zu Fig. 1 kennzeichnen. Das
Mischelement kann als Schweißstück
hergestellt oder alternativ als ein Stück gegossen werden.
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Das Mischelement 13 ist derart an dem Mischelementarm befestigt, daß
dessen vordere gerade Kante 18 in enger Toleranz zu der Behälterwand 10 gesetzt
werden kann, wobei eine Projektion dieser geraden Kante an die Behälterwand eine
längs auf der Behälterwand verlaufende Strecke bildet. Die hintere Kante J9 des
Mischelements 13 verläuft in einem Winkel zu einer imaginären Linie, die den Behälter
tangiert oder senkrecht zu dem Mischelementarm in Drehrichtung 16 verläuft, so daß
die hintere Kante 19 von der Behälterwand abgesetzt bzw. abgehoben ist. Dieser Neigungswinkel
gestattet nicht nur das Abschaben der Wand, sondern erzeugt auch Wirbelströme zwischen
dem Mischelement und der Wand, falls die Mischelemente im Vergleich zu bekannten
Mischern mit doppelter oder dreifacher Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden.
Diese Wirbelströme neigen zu einem Lösen und Entfernen des Materials von der Wand
im Vergleich zii einem Verdichten gegen die Wand, was typisch für Mischelemente
ist, die an den Behälterdurchmesser angepaßt sind.
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Das Mischelement schabt nicht nur die Behälterwand, sondern ist auch
in der Lage, Material in der gleichen Weise zu rühren, wie dies in der US-PS 3 941
357 beschrieben ist, d.h. das Abheben von Material von den Behälterwänden und das
Rühren individueller Teilchen schräg zur Hauptwelle resultiert in einer raschen
und sorgfältigen Vermischung von Materialien mit Teilchen unterschiedlicher Größe
und Form sowie unterschiedlichem Gewicht.
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Die Hauptvorteile der Erfindung bestehen in den Herstellungskosten
sowie der Austauschbarkeit der Mischele-
mente. Andere Vorteile
bestehen in dem Mischen und dem Reagierenlassen von Materialien, die vollständig
von dem Mischbehälter entfernt werden müssen, so beispielsweise von Materialien,
dessen Viskosität mit der Zeit zunimmt oder die sich mit der Zeit verfestigen.
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Das erfindungsgemäße Mischelement kann in Form eines Schweiß stücks
oder mittels Präzisionsformguß hergestellt werden, wobei der Profilierung der Bodenkante
im Gegensatz ZU üblichen Mischelementen keine Beachtung geschenkt werden muß, so
daß dadurch Einsparungen bei den Herstellungskosten möglich sind. Ebenso kann ein
Werkzeug oder eine Gruppe bis zu drei verschieden großen Mischelementen, wobei alle
die gleiche Geometrie aufweisen, den Anforderungen einer großen Zahl von Behälterdurchmessern
genügen, so z.B. von 10 cm bis 246 cm. Dies ermöglicht eine begrenzte Lagerhaltung
von Teilen und die Möglichkeit, Lieferverbindlichkeiten schnell nachzukommen.
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Viele Mischvorgänge sind zeitabhängig und das Material muß von Chargen-
oder Fließmischern wirksam entfernt werden, ehe spezielle Reaktionen stattfinden.
Die Wandschabwirkung zusammen mit der hohen Intensität und Geschwindigkeit des Mischens
gestattet diesen Verfahrenstyp, wohingegen dies andere nicht ausführen können.