DE3520039C2 - Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen von Gut - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen von GutInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen
Mischen und Aufheizen von Gut, insbesondere von riesel
fähigen Feststoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durch
führung dieses Verfahrens.
Ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 ge
nannten Art ist durch die GB 1 432 520 bekannt. Die
beiden Rührwerke, deren Flügel bis dicht an die Innen
wand des Behälters reichen, werden hierbei im entge
gengesetzten Drehsinn angetrieben. Dabei dient das un
tere Rührwerk vor allem zur Freihaltung des Behälterbo
dens von Gutanlagerungen und das obere Rührwerk zur
Fluidisierung und Umwälzung. Die zum Aufheizen des
Gutes (beispielsweise rieselförmigen thermoplastischen
Kunststoffmateriales) erforderliche Heizenergie wird
bei dem bekannten Verfahren über beide Rührwerke in das
Gut eingebracht.
Zum Stand der Technik gehört weiterhin ein Mischverfah
ren (WO 84/02679 A1) unter Verwendung eines Behälters, in
dem zwei gesondert angetriebene, übereinander angeord
nete Rührwerke vorgesehen sind. Hierbei dient das un
tere, sich über den Behälterboden erstreckende und bis
zur Umfangswand des Behälters reichende untere Rührwerk
zur Erzeugung der Umlaufbewegung des Gutes im Behälter,
während das mit höherer Drehzahl umlaufende obere Rühr
werk flache, messerartige Flügel trägt und zur Zerklei
nerung von Agglomeraten und Nestern des zu mischenden
Gutes bestimmt ist. Das obere Rührwerk ist hierbei so
ausgestaltet, daß keine nennenswerte Erwärmung des
Mischgutes durch das obere Rührwerk erfolgt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten
Art und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszubilden, daß das Mischen und Aufheizen des
Gutes mit einem wesentlich verringerten Energiever
brauch erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn
zeichen des Anspruches 1 bzw. der Vorrichtungsansprüche angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird eine sol
che Ausgestaltung und eine solche Drehzahl der beiden
Rührwerke vorgesehen, daß zumindest der Hauptteil der
Heizenergie durch das in seinem Außendurchmesser gegen
über dem Außendurchmesser des unteren Rührwerks kleiner
gehaltene und schneller umlaufende obere Rührwerk in
das Gut eingebracht wird, während die für den Mischvor
gang erforderliche Umlaufbewegung des Gutes im Behälter
im wesentlichen durch das bis zur Behälterwand rei
chende, langsamer umlaufende untere Rührwerk bewirkt
wird, wobei das obere Rührwerk mit mindestens dreifa
cher Drehzahl wie das untere Rührwerk umläuft und dabei
die Umfangsgeschwindigkeit des oberen Rührwerks mehr
als 10 m/s beträgt.
Werden auf diese Weise die beiden Funktionen (Mischen
und Aufheizen) weitgehend unabhängig voneinander durch
gesonderte Rührwerke erfüllt, so ergibt sich überra
schend eine wesentliche Verringerung des Energiever
brauches bei gleich gutem Mischergebnis und bei insge
samt verbesserten Betriebsbedingungen. Durch das
schneller laufende obere Rührwerk wird die zum Aufhei
zen des Gutes
erforderliche Reibung im Innenbereich des Behäl
ters, nämlich im Eingriffsdurchmesser des oberen
Rührwerks, erzeugt. Dadurch treten die Spitzen
temperaturen in einer nicht in unmittelbarem Kon
takt mit einer Behälterwand stehenden Teilmenge
des Gutes auf. Die Durchschnittstemperaturen des
Gutes in der Nähe des Bodens und der Umfangswand
des Behälters sind wesentlich niedriger als die
genannten Spitzentemperaturen im Wirkungsbereich
des oberen Rührwerks. Dadurch wird die Gefahr
unerwünschter Anbackungen des Gutes am Boden und
an der Umfangswand des Behälters wesentlich herab
gesetzt.
Durch die Einbringung der Heizenergie im Innen
bereich des Behälters (über das schneller laufende
obere Rührwerk) werden nicht nur lokale Überhitzun
gen des Gutes in der Nähe des Bodens und der Um
fangswand des Behälters vermieden, sondern es
wird zugleich die Durchschnittstemperatur der Be
hälterwand herabgesetzt, was zu einer deutlichen
Verringerung der Abstrahlungsverluste beiträgt.
Das untere Rührwerk ist bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren so ausgestaltet und läuft mit einer so
niedrigen Drehzahl um, daß es keine nennenswerte
Heizenergie in das Gut einbringt. Da die Leistungs
aufnahme eines Rührwerkes erfahrungsgemäß mit der
Drehzahl rasch ansteigt, ermöglicht die erfindungs
gemäß vorgesehene Wahl einer niedrigen Drehzahl
des unteren Rührwerks eine wesentliche Verringerung
des Energieverbrauches. Dabei erweist es sich als
besonders vorteilhaft, daß die Zuweisung der
beiden Funktionen des Mischens und Aufheizens
zu gesonderten Rührwerken eine zeitweise Abschal
tung des oberen Rührwerkes ermöglicht, wenn das
Gut im Behälter nicht weiter aufgeheizt werden
soll und wenn beide Rührwerke gesondert angetrie
ben werden.
Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen
hat sich überraschend herausgestellt, daß es auch
im Hinblick auf die bei der Umwälzung des Gutes
an der Behälterwand auftretende Wandreibung
günstig ist, wenn der wesentliche Teil der Heiz
energie nicht durch das die Umwälzbewegung be
wirkende untere Rührwerk, sondern durch das im
Innenbereich des Behälters wirkende obere Rühr
werk eingeführt wird. Indem nämlich auf diese
Weise die mit der Einbringung der Heizenergie
verbundenen lokalen Temperaturspitzen im Innern
des Behälters und nicht in der Nähe des Bodens
und der Umfangswand des Behälters auftreten, ver
meidet man die zusätzliche Vergrößerung der Rei
bung am Boden und Umfangswand durch örtliche
Hitzenester des Gutes.
Während bei den bisher bekannten Verfahren (unter
Verwendung von verhältnismäßig schnell laufenden
Mischheizflügeln) das Gut von diesen Mischheiz
flügeln getragen wird, weil seine Fallgeschwin
digkeit im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit
der Flügel zu gering ist (was insbesondere im Be
reich des Bodenrührwerks zu einem mischgutfreien
Raum und damit zur schlechten Ausnutzung des Be
hälterinhalts führt), ermöglicht die verhältnis
mäßig langsame Umlaufgeschwindigkeit des unteren
Rührwerks beim erfindungsgemäßen Verfahren eine
gleichmäßige Erfassung des gesamten Mischgutes und
damit eine gute Ausnutzung des ganzen Behälter
inhaltes. Günstig ist bei dieser verhältnismäßig
langsamen, energiesparenden Umwälzung auch, daß
das Mischgut während jedes Umlaufes eine definier
te Zeitspanne in den Bereich des schneller laufen
den oberen Rührwerks kommt. Die Einbringung der
Heizenergie in das Mischgut geschieht infolgedessen
sehr gleichmäßig und läßt sich ggf. über die Drehzahl
des oberen Rührwerks feinfühlig steuern.
Zweckmäßig beträgt die Umfangsgeschwindigkeit des oberen Rührwerks
zwischen 20 und 60 m/s und die Umfangsgeschwindigkeit des
unteren Rührwerks weniger als 20 m/s, vorzugsweise
zwischen 2 und 5 m/s.
Wenngleich jeder drehende Mischflügel das Mischgut
etwas erwärmt, so ist doch praktisch eine
nennenswerte Erwärmung innerhalb einer für die Be
nutzung bedeutsamen Zeitspanne unter Berücksichti
gung der Abstrahlung nur bei Umfangsgeschwindig
keiten oberhalb 20 m/s festzustellen. Wählt man
daher die Umfangsgeschwindigkeit des unteren Rühr
werks kleiner als 20 m/s, so wird praktisch keine
nennenswerte Heizenergie über dieses die Umlauf
bewegung des Mischgutes bewirkende Rührwerk in
das Gut eingebracht.
Wird in diesem Sinne das untere Rührwerk für die
Umwälzung des Mischgutes bei verhältnismäßig
niedriger Umfangsgeschwindigkeit und das obere
Rührwerk auf die Einbringung der erforderlichen
Heizenergie (nicht jedoch zugleich auf die Um
wälzung der ganzen Mischgutmenge) ausgelegt, so
ergibt sich insgesamt eine wesentliche Ersparnis
in der zu installierenden Antriebsleistung für
beide Rührwerke.
Die Drehzahl des oberen Rührwerks beträgt zweck
mäßig das
4- bis 8-fache der Drehzahl des unteren Rührwerks.
Dabei ist die Drehzahl des oberen Rührwerks zweck
mäßig in Anpassung an die gewünschte Heizleistung
einstellbar.
Bei einer zweckmäßig ausgestalteten Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist das untere Rührwerk in Bodennähe des Behälters angeordnet,
während das
darüber angeordnete obere Rührwerk
einen Außendurchmesser aufweist, der wesentlich
kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälters
und
zweckmäßig über dem 0,5-fachen, vor
zugsweise zwischen dem 0,6- und 0,8-fachen des
Außendurchmessers des unteren Rührwerks liegt.
Aus den weiter oben er
läuterten Gründen ist es somit zweckmäßig,
den Außendurchmesser des oberen Rührwerks
stets etwas
kleiner zu halten als den Außendurchmesser des
unteren Rührwerks.
Das obere Rührwerk ist erfindungsgemäß zweckmäßig
mit Flügeln versehen, deren Oberfläche einen
hohen Reibungskoeffizienten aufweist. Auch durch
eine entsprechende Formgebung der Flügel dieses
oberen Rührwerks läßt es sich erreichen, daß die
Heizenergie im wesentlichen durch dieses obere
Rührwerk in das Mischgut eingebracht wird.
Zur Vergrößerung der Reibung zwischen dem oberen
Rührwerk und dem Mischgut ist es ferner zweck
mäßig, wenn die Zahl der Flügel des oberen Rühr
werks größer ist als die der Flügel des unteren
Rührwerks.
Die Flügel des unteren Rührwerks werden erfin
dungsgemäß in Form und Oberflächenbeschaffenheit
so gestaltet, daß sie die Umwälzung des Misch
gutes mit möglichst geringer Reibung bewirken.
Diese Vorrichtung zur Durchführung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens kann gemäß einer Aus
führungsform so konstruiert sein, daß den bei
den übereinanderliegenden Rührwerken gesonderte
Antriebseinrichtungen zugeordnet sind.
In diesem Falle können bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Vorgänge des Mischens und Aufheizens
gesondert und in Anpassung an die jeweils vorlie
genden Bedingungen unterschiedlich betrieben wer
den. So kann insbesondere die Umwälzung des Misch
gutes langsam und die Aufheizung rasch erfolgen.
Da zu Beginn der Behandlung einer Charge häufig
ein Mischen ohne Erwärmung erwünscht ist, um die
Komponenten zu verteilen, kann hierzu beispiels
weise das obere Rührwerk bzw. dessen Antrieb ab
geschaltet werden. Wenn es dann anschließend vor
allem um die Einbringung und Verteilung der Heiz
energie geht, muß nur das obere Rührwerk schnell
laufen, während das untere Rührwerk langsam lau
fen oder eventuell auch abgeschaltet werden kann.
Beim Erreichen der Verfahrenstemperatur soll dann
eine weitere Umwälzung sowie das Austragen des
Gutes ohne weitere Erwärmung geschehen, wozu
nur das untere Rührwerk zu laufen braucht, während
das obere Rührwerk abgeschaltet werden kann.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann für den Drehantrieb beider Rührwerke ein ge
meinsamer Antriebsmotor vorgesehen sein, der mit
den Rührwerken über ein Differentialgetriebe ver
bunden ist.
Bei diesem Antrieb der beiden Rührwerke über ein
einziges, gemeinsames Differentialgetriebe und
einen einzigen gemeinsamen Antriebsmotor wird die
Antriebsleistung der Rührwerke dann über dieses
Differentialgetriebe nach Maßgabe der an den Rühr
werken im Mischgut auftretenden Gegenmomente ver
zweigt. Da - wie weiter oben erläutert - das obere
Rührwerk deutlich kleinere Flügelquerschnitte und
eine deutlich kleinere Flügellänge (Rührwerks
durchmesser) besitzt als das untere Rührwerk,
ergeben sich bei konstantem Gegenmoment die ge
wünschten höheren Drehzahlen für das obere Rühr
werk. Bezogen auf die oben erläuterte unterschied
liche Ausbildung der beiden Rührwerke wird dem
nach das untere Rührwerk zwangsläufig wesentlich
langsamer laufen als das obere Rührwerk. Die
unterschiedlichen Drehzahlen der beiden Rührwerke
lassen sich somit einerseits durch die gewählte
Getriebeuntersetzung und zum andern durch Quer
schnittsform und -größe der Rührwerksflügel, d. h.
insbesondere auch durch die gewählten Größen
unterschiede der Flügel beider Rührwerke, beein
flussen, wobei diese Rührwerke gegensinnig drehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung sei im folgenden anhand einiger in
der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispie
le näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine weitgehend schematisch gehaltene,
teils im Schnitt, teils in der Ansicht
gezeigte Seitenansicht der Gesamtvorrich
tung, zur Erläuterung einer ersten Aus
führungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht
durch das Mischergehäuse, zur Erläuterung
eines zweiten Ausführungsbeispieles;
Fig. 3 eine schematische Teil-Querschnittsan
sicht durch das Mischergehäuse, bei einer
anderen Ausführungsvariante des oberen
Rührwerks;
Fig. 4 eine Teil-Querschnittsansicht im Bereich
der Naben beider Rührwerke, die von einem
gemeinsamen Differentialgetriebe ange
trieben werden.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungs
beispiel enthält die Mischvorrichtung einen
Sockel 1, auf dem eine Tragsäule 2 angeordnet ist.
Sie trägt einen Mischbehälter 3, der als zylindri
scher Behälter mit vertikaler Achse 3a ausgebil
det ist. Der Boden 4 und die Umfangswand 5 des
Mischbehälters 3 können doppelwandig ausgebildet
sein und von einem Rührmedium durchströmt werden.
Ein Deckel 6 schließt den Mischbehälter 3 nach
oben ab. Zum Austrag dient eine Austragsvorrich
tung 7.
Innerhalb der Tragsäule 2 ist in Trag- und
Führungslagern 8, 9 eine als Hohlwelle ausgebil
dete äußere Rührwerkswelle 10 gelagert, die durch
den Boden 4 in den Mischbehälter 3 eingeführt
ist und an einer Nabe 11 ein unteres Rührwerk
12 mit beispielsweise zwei Flügeln trägt. Die
äußere Rührwerkswelle 10 wird von einem Antriebs
motor 13 über ein Regelradgetriebe 14 angetrieben.
Die Flügel des unteren Rührwerks 12 verlaufen im
inneren Bereich im wesentlichen radial und sind
im äußeren Bereich entgegen der Drehrichtung
gegenüber der radialen Richtung geneigt. Das
untere Rührwerk 12 überstreicht den Boden 4 des
Mischbehälters 3. Die axiale Höhe der Flügel des
unteren Rührwerks 12 verringert sich nach außen
hin zum Flügelende.
Das untere Rührwerk 12 dient zur gleichmäßigen
Umwälzung des Mischgutes im Mischbehälter 3. Die
Bahn 15 des Mischgutes ist schematisch in strich
punktierten Linien veranschaulicht. Dieser Bahn
15 überlagert sich selbstverständlich noch eine
Umfangskomponente.
Innerhalb der äußeren Rührwerkswelle 10 ist eine
innere Rührwerkswelle 16 gelagert, die von einem
gesonderten zweiten Antriebsmotor 17 über einen
Riementrieb 18 angetrieben wird. Die innere Rühr
werkswelle 16 reicht durch die Nabe 11 hindurch
und trägt an einer Nabe 19 ein oberes Rührwerk
20, das mehrere Flügel aufweist. Der Durchmesser
des oberen Rührwerks 20 ist in diesem Ausführungs
beispiel wesentlich kleiner als der des unteren
Rührwerks 12. Die Flügel des oberen Rührwerks 20
sind außerdem in der Form so gestaltet und in der
Oberflächenbeschaffenheit so ausgebildet, daß bei
einer raschen Drehbewegung des oberen Rührwerks 20
eine relativ große Reibung zwischen den Flügeln
des Rührwerks 20 und dem Mischgut erzeugt und
damit Heizenergie in das Mischgut eingeleitet
wird. Trotz dieser großen Reibung haftet kein
Mischgut am oberen Rührwerk 20 an, was durch
die aerodynamisch günstige Formgebung (z. B. auch
durch einen tropfenförmigen Querschnitt) erreicht
wird, wobei die Größe der Reibung der Querschnitts
projektion der Flügel entsprechend angepaßt bzw.
variiert werden kann.
Durch das untere Rührwerk 12 wird das Mischgut
in eine gleichmäßige, langsame Umwälzbewegung
versetzt, ohne daß in praktisch nennenswertem
Maße Heizenergie über das Rührwerk in das Misch
gut eingeleitet wird. Das mit wesentlich höherer
Umfangsgeschwindigkeit umlaufende obere Rührwerk
20 dient dagegen ausschließlich dazu, die not
wendige Heizenergie in das Mischgut einzuleiten.
Grundsätzlich wird die Erwärmung bei dem erfin
dungsgemäßen Verfahren durch hohe Differenzge
schwindigkeit zwischen den Mischflügeln (oberes
Rührwerk) und dem Mischgut angestrebt, wobei man
eine zu hohe Reibung an der Oberfläche des Misch
flügels bewußt vermeidet, um lokale Überhitzun
gen und ein Anbacken von thermoplastischem Misch
gut auszuschließen.
Bei konstanter Drehzahl ist die Energieeinleitung
von der Querschnittsprojektion der Mischflügel
(d. h. des oberen Rührwerks) abhängig; bei großem
rotierenden Querschnitt erzielt man somit erhöhte
Reibung und entsprechende Erwärmung und umgekehrt.
Als günstig haben sich Flügel-Querschnitte mit
stromlinienförmigem Querschnitt herausgebildet,
die dann noch zusätzlich schräg angestellt sind.
Die Querschnitts-Projektion wird hierdurch ver
größert, und dem Mischgut wird dadurch gleichzei
tig eine vertikale Richtungskomponente mitgeteilt.
So besitzen bei dem in Fig. 1 dargestellten Aus
führungsbeispiel die Flügel des oberen Rührwerks
20 einen über die ganze radiale Erstreckung gleich
bleibenden stromlinienförmigen Querschnitt, der
schräg angestellt ist. Bei einer Betrachtung in
Aufsicht läuft das obere Rührwerk 20 im Gegenuhr
zeigersinn um. Die Vorderkante des Flügel-Quer
schnitts ist mit 20a, die rückwärtige Kante mit
20b bezeichnet.
Die aus Fig. 1 sichtbare schräge Anstellung des
Flügel-Querschnitts ist jedoch für die Erwärmung
nicht unbedingt erforderlich. Im Rahmen der Er
findung können daher für das obere Rührwerk 20
auch Flügel Verwendung finden, die einen strom
linienförmigen Querschnitt mit parallel zum Boden
verlaufender Querschnittsachse aufweisen.
Bei der Variante gemäß Fig. 2 ist der Querschnitt
der Flügel des oberen Rührwerks 20 im radial
inneren und radial äußeren Bereich unterschiedlich
angestellt, so daß dem Mischgut im radial äußeren
Bereich eine nach oben gerichtete und im radial
inneren Bereich eine nach unten gerichtete Bewe
gungskomponente mitgeteilt wird. Die Vorderkante
der Querschnittsfläche im radial äußeren Bereich
ist mit 20a, im radial inneren Bereich mit 20′a
bezeichnet, die rückwärtige Kante im radial
äußeren Bereich mit 20b und im radial inneren Be
reich mit 20′b.
Die in Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsform
unterscheidet sich von den beiden vorhergehen
den Ausführungsbeispielen (Fig. 1 und 2) nur da
durch, daß die Flügel des oberen Rührwerks 20′
eine größere radiale Länge aufweisen, wobei
der
Außendurchmesser dieses oberen Rührwerks 20′
- wie die zeichnerische Darstellung in Fig. 3 deut
lich erkennen läßt - jedoch unterhalb des
1,0-fachen vom Außendurchmesser des unteren Rühr
werks 12 liegt. Ansonsten können die Antriebs- und
Querschnittsverhältnisse in diesem Ausführungs
beispiel genauso gewählt werden wie bei den Bei
spielen gemäß den Fig. 1 und 2.
Im Hinblick auf die zuvor erläuterten drei Aus
führungsbeispiele (Fig. 1 bis 3) sei noch betont,
daß die beiden Antriebsmotoren 13 und 17 gesondert
voneinander ein- und ausgeschaltet werden können
(wie eingangs angedeutet), wobei es zumindest für
den Antrieb des oberen Rührwerks 20 bzw. 20′ vor
teilhaft sein kann, wenn er in seiner Drehzahl
einstellbar ist.
Anhand der Fig. 4 sei noch eine weitere Ausführungs
form der Mischvorrichtung erläutert, bei der das
untere Rührwerk 12 mit seinen Flügeln und das
obere Rührwerk 20 mit seinen Flügeln wiederum ent
sprechend den Beispielen gemäß Fig. 1 bis 3 aus
geführt und im Mischbehälter 3 übereinander ange
ordnet sein können, so daß auf die Anordnung und
konstruktive Ausbildung dieser Teile hier nicht
näher eingegangen werden muß.
Während bei den Ausführungsbeispielen gemäß den
Fig. 1 bis 3 beide übereinanderliegenden Rührwerke
12, 20 von gesonderten Antriebseinrichtungen an
getrieben werden, liegt die Besonderheit dieses
Ausführungsbeispieles (Fig. 4) darin, daß für den
Drehantrieb beider Rührwerke 12, 20 ein gemein
samer Antriebsmotor (der bekannter Ausführung
sein kann und daher nicht näher veranschaulicht
ist) vorgesehen ist, der sowohl mit dem unteren
Rührwerk 12 als auch mit dem oberen Rührwerk 20
über ein gemeinsames Differentialgetriebe 21 ver
bunden ist.
Die koaxial zur vertikalen Achse 3a des Mischbe
hälters 3 angeordnete und von dem Antriebsmotor
mit gleichbleibender oder variabler Drehzahl an
getriebene Getriebe-Antriebswelle 22 ragt mit
ihrem oberen freien Ende ausreichend weit durch
den Boden 4 in das Innere des Behälters 3 hinein.
Die untere Nabe 11′ des unteren Rührwerks 12 ist
hohl ausgebildet. In dieser unteren Nabe 11′ ist
die Getriebe-Antriebswelle 22 mittels Wälzlager
23, 24 frei drehbar gelagert. In das obere Ende
dieser unteren Nabe 11′ ist ferner ein Innenzahn
kranz 25 des Differentialgetriebes 21 eingearbeitet.
Auf dem im Durchmesser verkleinerten oberen freien
Ende 22a der Getriebe-Antriebswelle 22 ist - mit
Hilfe eines Keiles oder einer Paßfeder 26 - ein
Sonnenrad 27 des Differentialgetriebes 21 dreh
fest angebracht, und zwar in Höhe des Innenzahn
kranzes 25. Zum Differentialgetriebe 21 gehören
ferner - in diesem Beispiel - zwei sich dia
metral gegenüberliegende Planetenräder 28, die
einerseits zwischen dem Sonnenrad 27 und dem
Innenzahnkranz 25 kämmen und andererseits durch
Wälzlager 29 frei drehbar in der ebenfalls hohl
ausgebildeten oberen Nabe 19′ des oberen Rühr
werks 20 gelagert sind. Diese obere Nabe 19′ ist
kappenartig (mit oberer Abschlußwand) sowie der
art ausgebildet, daß sie mittels zentral ange
ordneter weiterer Wälzlager 30 das äußerste obere
Ende 22a der Getriebe-Antriebswelle 22 frei dreh
bar aufnimmt. Diese obere Nabe 19′ bildet dabei
eine obere, gerade, etwa zylindrische Verlängerung
der ebenfalls etwa zylindrischen unteren Nabe 11′,
wobei sie jedoch gegenüber der letzteren unabhän
gig drehbar ist. Es läßt sich ferner erkennen,
daß diese beiden Naben 11′ und 19′ gleichzeitig
gewissermaßen ein Gehäuse für das Differential
getriebe 21 bilden.
Dieses äußerst raumsparend, relativ einfach und
robust konstruierte gemeinsame Differentialge
triebe 21 für die beiden übereinanderliegenden
Rührwerke 12 und 20 sorgt in zuverlässiger Weise
(wie weiter oben erläutert) für eine relativ
schnelle Drehzahl des oberen Rührwerks 20 (Auf
heizen) und die realtiv langsame Drehzahl des
unteren Rührwerks 12 (Mischbewegung). Da hierfür
nur ein einziger - nicht näher veranschaulichter -
Antriebsmotor erforderlich ist, ergibt sich ins
gesamt ein relativ einfacher, kostensparender
und auch platzsparender Aufbau dieser Mischvor
richtung.
Die in Fig. 4 veranschaulichte Antriebsanordnung
zum Drehantrieb der beiden übereinanderliegenden
Rührwerke mit Hilfe eines gemeinsamen Differen
tialgetriebes stellt selbstverständlich nur eine
Möglichkeit für die Verwendung eines solchen (ein
zigen) Differentialgetriebes dar. Eine andere,
abgewandelte Ausführungsform kann beispielsweise
auch darin bestehen, daß die Antriebswelle des
Differentialgetriebes nicht von unten her (durch
den Behälterboden), sondern von oben her (durch
den Behälterdeckel) in den Behälterinnenraum hinein
ragt, wobei das gemeinsame Differentialgetriebe
für die beiden übereinanderliegenden Rührwerke
dann wiederum in der Weise angepaßt ist, daß das
obere Rührwerk in der erläuterten Weise schneller
umläuft als das untere Rührwerk.
Claims (13)
1. Verfahren zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen
von Gut, insbesondere von rieselfähigen Feststoffen,
in einem Behälter (3) unter Verwendung von zwei mit
unterschiedlichen Drehzahlen angetriebenen, überein
ander angeordneten Rührwerken (12, 20),
gekennzeichnet durch
eine solche Ausgestaltung und eine solche Drehzahl
der beiden Rührwerke (12, 20), daß zumindest der
Hauptteil der Heizenergie durch das in seinem Außen
durchmesser gegenüber dem Außendurchmesser des unte
ren Rührwerks (12) kleiner gehaltene und schneller
umlaufende obere Rührwerk (20) in das Gut einge
bracht wird, während die für den Mischvorgang erfor
derliche Umlaufbewegung des Gutes im Behälter (3) im
wesentlichen durch das bis zur Behälterwand rei
chende, langsamer umlaufende untere Rührwerk (12)
bewirkt wird, wobei das obere Rührwerk (20) mit min
destens dreifacher Drehzahl wie das untere Rührwerk
(12) umläuft und dabei die Umfangsgeschwindigkeit
des oberen Rührwerks (20) mehr als 10 m/s beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangsgeschwindigkeit des oberen Rührwerks
(20) zwischen 20 und 60 m/s und die Umfangsgeschwin
digkeit des unteren Rührwerks (12) weniger als 20
m/s, vorzugsweise zwischen 2 und 5 m/s beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl des oberen Rührwerks (20) das 4-
bis 8fache der Drehzahl des unteren Rührwerks (12)
beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl des oberen Rührwerks (20) in Anpas
sung an die gewünschte Heizleistung einstellbar ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere
Rührwerk (12) in Bodennähe des Behälters (3) ange
ordnet ist und das darüber angeordnete obere Rühr
werk (20) einen Außendurchmesser aufweist, der über
dem 0,5fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,6- und
0,8fachen des Außendurchmessers des unteren Rühr
werks (12) liegt.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere
Rührwerk (20) mit Flügeln versehen ist, deren Ober
fläche einen hohen Reibungskoeffizienten besitzt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der
Flügel des oberen Rührwerks (20) größer als die der
Flügel des unteren Rührwerks (12) ist.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des
oberen Rührwerks (20) einen stromlinienförmigen,
vorzugsweise schräg angestellten Querschnitt aufwei
sen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt der Flügel des oberen Rührwerks
(20) im radial inneren und im radial äußeren Bereich
derart unterschiedlich angestellt ist, daß dem
Mischgut im radial äußeren Bereich eine nach oben
gerichtete und im radial inneren Bereich eine nach
unten gerichtete Bewegungskomponente mitgeteilt
wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden
übereinanderliegenden Rührwerken (12, 20) gesonderte
Antriebseinrichtungen (10-14, 16-18) zugeordnet
sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß das untere Rührwerk (12) über eine Nabe
(11), eine als Hohlwelle ausgebildete äußere Rühr
werkswelle (10) und ein Kegelradgetriebe (14) mit
einem Antriebsmotor (13) verbunden ist, während das
obere Rührwerk (20) über seine Nabe (19), eine in
nerhalb der Hohlwelle (10) gelagerte innere Rühr
werkswelle (16) und einen Riementrieb (18) mit einem
zweiten Antriebsmotor (17) in Verbindung steht, wo
bei beide Antriebsmotoren gesondert einschaltbar
sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Dreh
antrieb beider Rührwerke (12, 20) ein gemeinsamer
Antriebsmotor vorgesehen ist, der mit den Rührwerken
über ein Differentialgetriebe (21) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß in der hohl ausgebildeten unteren Nabe
(11′) des unteren Rührwerks (12) eine Getriebe-An
triebswelle (22) frei drehbar gelagert und in das
obere Ende dieser unteren Nabe (11′) ein Innenzahn
kranz (25) des Differentialgetriebes eingearbeitet
ist, während in der hohl ausgebildeten oberen Nabe
(19′) des oberen Rührwerks (20) das ein Sonnenrad
(27) tragende obere freie Ende (22a) der Getriebe-
Antriebswelle (22) sowie wenigstens ein zwischen
Sonnenrad und Innenzahnkranz kämmendes Planetenrad
(28) frei drehbar gelagert sind, wobei die kappenar
tige obere Nabe (19′) eine obere gerade, etwa zylin
drische Verlängerung der unteren Nabe (11′) bildet,
gegenüber der letzteren jedoch unabhängig drehbar
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3520039A DE3520039C2 (de) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen von Gut |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3520039A DE3520039C2 (de) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen von Gut |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3520039A1 DE3520039A1 (de) | 1986-12-04 |
DE3520039C2 true DE3520039C2 (de) | 1994-09-01 |
Family
ID=6272424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3520039A Revoked DE3520039C2 (de) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen von Gut |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3520039C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202016000169U1 (de) * | 2016-01-14 | 2017-04-20 | Symex Gmbh & Co. Kg | Pump- und/oder Mischeinrichtung zum Fördern, Homogenisieren und/oder Dispergieren fließfähiger Produkte |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1184325B (de) | 1960-07-30 | 1964-12-31 | Draiswerke Gmbh | Mischmaschine |
DE1948171U (de) | 1964-03-24 | 1966-10-20 | Spangenberg Maschf G | Mischvorrichtung zum aufbereiten rieselfaehiger kunststoffbestandteile. |
DE1244122B (de) * | 1964-07-04 | 1967-07-13 | Rheinstahl Henschel Ag | Vorrichtung zur gleichzeitigen Durchfuehrung eines geheizten und eines gekuehlten Mischprozesses |
DE2346691A1 (de) * | 1973-09-17 | 1975-03-27 | Rheinstahl Ag | Vorrichtung zum aufbereiten von pulverfoermigen thermoplastischen kunststoffen |
DE2911774C2 (de) * | 1979-03-26 | 1983-03-31 | Friedrich Horst 5840 Schwerte Papenmeier | Vorrichtung zum Aufbereiten von schüttfähigem Gut, insbesondere von PVC-Pulver |
DE3301207A1 (de) * | 1983-01-15 | 1984-07-19 | Friedrich Walter Dr. 5982 Neuenrade Herfeld | Mischvorrichtung |
-
1985
- 1985-06-04 DE DE3520039A patent/DE3520039C2/de not_active Revoked
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3520039A1 (de) | 1986-12-04 |
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