DE3520039C2 - Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Aufheizen von Gut - Google Patents

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.