DE3641328A1

DE3641328A1 - Vorrichtung zum mischen eines koernigen oder pulverfoermigen hauptmaterials und mindestens eines zusatzstoffes

Info

Publication number: DE3641328A1
Application number: DE19863641328
Authority: DE
Inventors: Guenther Beutel; Valentin Ritter
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1986-12-03
Publication date: 1988-06-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen eines körnigen oder pulverförmigen Hauptmaterials und mindestens eines Zusatzstoffes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem DE-GM 76 11 930 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Zuleitung für das Hauptmaterial durch einen vertikal von oben in den Mischbehälter hineinragenden Rohrstutzen gebildet ist. Der Rohrstutzen weist eine seiner Mündung gegenüber mit Abstand angeordnete horizontale Stauscheibe auf, deren Form und Abmessungen mindestens dem lichten Querschnitt der Mündung entspricht. Dadurch soll ein unerwünschtes Nachfließen von Hauptmaterial gebremst und so eine Überfüllung des Mischbehälters vermieden werden. Diese Anordnung hat sich in der Praxis jedoch nicht in allen Fällen bewährt. Vor allem bei verhältnismäßig gut fließendem Material besteht weiterhin die Gefahr, daß der Mischbehälter nach kurzer Zeit unerwünscht hoch angefüllt ist. Der gleiche Nachteil tritt auf, wenn zum Mischen ein schnellaufender Mischer eingesetzt werden muß.

Aus der DE-AS 23 60 644 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der die Zuleitung für das Hauptmaterial in die Seitenwand des Mischbehälters sowie unterhalb des oberen Materialpegels einmündet. Die Zuleitung weist hier eine vertikale Mündung auf.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannte Vorrichtung in der Funktion zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Der Absperrschieber ermöglicht nunmehr die selbsttätige Regelung der Zufuhr des Hauptmaterials entsprechend den Anforderungen der an den Mischbehälter angeschlossenen Verarbeitungsmaschine ohne Einschränkungen und ohne daß die Gefahr einer Überfüllung des Mischbehälters besteht.

Ein einfacher Aufbau und eine sichere Funktion werden dadurch erreicht, daß die Schwenkachse des Absperrschiebers zwischen der Drehachse des Rührwerks und der Behälterwand angeordnet ist und sich der Mitnehmerflügel von der Schwenkachse auf die Behälterwand zu erstreckt.

Vorteilhaft ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Schwenkbereich des Absperrschiebers durch Anschläge begrenzbar.

Eine Nachrüstung bestehender Mischvorrichtungen, bei denen die Zuleitung für das Hauptmaterial durch einen vertikal von oben in den Mischbehälter hineinragenden Rohrstutzen mit im wesentlichen horizontaler Mündung gebildet ist, wird ohne nennenswerten Aufwand dadurch möglich, daß der Absperrschieber in einer an der Mündung des Rohrstutzens angeordneten Aufnahmeplatte gelagert ist und an einem zweiarmigen Hebel einen sich auf die Behälterwand zu erstreckenden ersten und einen sich auf die Drehachse des Rührwerks zu erstreckenden zweiten Mitnehmerflügel aufweist.

Bevorzugt ist die Aufnahmeplatte gegen die Richtung der horizontalen Materialbewegung unter einem Winkel derart geneigt angeordnet, daß der Absperrschieber durch sein Eigengewicht eine selbsttätige Schwenkbewegung aus der Schließ- in die Offenstellung ausführt, und weist die Aufnahmeplatte eine Ausnehmung für einen an dem Absperrschieber befestigten Anschlagbolzen zur Begrenzung des Schwenkbereichs auf.

Ein sicheres Verschließen der Mündung des Rohrstutzens wird gewährleistet, wenn der Hebel als Winkelhebel ausgebildet ist, wobei der am ersten Hebelarm angeordnete erste Mitnehmerflügel eine größere radiale Länge hat als der am zweiten Hebelarm angeordnete zweite Mitnehmerflügel.

Um die Öffnungsbewegung des Absperrschiebers zu unterstützen, weist der zweite Mitnehmerflügel eine sich in Achsrichtung nach unten erstreckende Verlängerung auf, mit der er in die sich nach Unterschreiten des unteren Materialpegels im Mischbehälter einstellende Materialschicht hineinragt.

Bevorzugt hat der erste Mitnehmerflügel an seinem freien Ende eine gegen die Materialbewegung gerichtete Abwinklung.

Vorteilhaft können das Stellglied als Feder ausgebildet und die Zuleitung für das Hauptmaterial durch einen seitlich am Mischbehälter anschließbaren Rohrkrümmer gebildet sein.

Nachstehend werden drei in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Mischvorrichtung teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt, mit einem erfindungsgemäßen Absperrschieber,

Fig. 2 den Absperrschieber der Fig. 1 in ver größerter Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform des Absperr schiebers in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Absperrschiebers in vergrößerter Darstellung.

Die Mischvorrichtung nach den Fig. 1 bis 6 hat einen Mischbehälter (10), der oben durch einen Deckel (12) verschlossen ist. In dem Deckel (12) sind zwei Zuleitungen (13) und (14) für die Eingabe der miteinander zu mischenden Materialien vorgesehen. Unten ist der Mischbehälter (10) über einen Auslaß (15) an eine Verarbeitungsmaschine anschließbar.

Über die Zuleitung (13) wird ein Zusatzstoff, z.B. ein Farbpigment, mittels einer Dosiervorrichtung (16) in bekannter Weise in den Mischbehälter (10) zugeführt. Zu diesem Zweck ist oberhalb des Bodens (17) der Dosiervorrichtung (16) ein um eine senkrechte Achse drehbares Dosierrad (18) angeordnet, das durch einen Motor (19) angetrieben wird. Das Dosierrad (18) weist zu seinem Umfang hin offene Zellen (20) auf, aus denen der Zusatzstoff während der Drehbewegung des Dosierrades durch die Zuleitung (13) in den Mischbehälter (10) fällt. Derartige Dosiervorrichtungen sind in der Technik bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

Über der Zuleitung (14) im Deckel (12) des Mischbehälters (10) ist ein Vorratsbehälter (21) für körniges oder pulverförmiges Hauptmaterial angeordnet. Der Vorratsbehälter (21) hat in seinem Boden (22) eine Öffnung (23) für die Aufnahme der als Rohrstutzen ausgebildeten Zuleitung (14) für das Hauptmaterial. Der Rohrstutzen (24) ragt nahe der Behälterwand (11) vertikal von oben in den Mischbehälter (10) hinein und weist an seinem unteren Ende eine Mündung (25) auf, die oberhalb des oberen Materialpegels (36) im Mischbehälter (10) angeordnet ist.

Zentral auf dem Deckel (12) des Mischbehälters (10) ist ein Motor (30) befestigt, der an seiner in den Mischbehälter (10) hineinragenden Welle (31) ein in seiner Form und Gestaltung bekanntes Rührwerk (32) trägt. Das Rührwerk (32) dreht sich in dem Mischbehälter (10) um eine senkrechte Drehachse (33) und bewegt die in den Mischbehälter (10) eingegebenen Materialien in im wesentlichen horizontalen, kreisförmigen Bahnen.

Gegenüber der Mündung (25) des Rohrstutzens (24) ist ein als Ganzes mit (40) bezeichneter Absperrschieber angeordnet, der im folgenden näher beschrieben wird. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bis 4 ist der Absperrschieber (40) in einer an der Mündung (25) des Rohrstutzens (24) mittels Schrauben (41) befestigten Aufnahmeplatte (42) exzentrisch gelagert. Die Aufnahmeplatte (42) steht über eine Bohrung (43) mit der Mündung (25) des Rohrstutzens (24) in Verbindung. Außerdem weist sie eine Ausnehmung (44) in Form eines Langloches auf. In die Aufnahmeplatte (42) ist eine Buchse (45) eingesetzt, die ein mittels handelsüblicher Sprengringe (47) befestigtes Kugellager (46) aufnimmt. Das Kugellager (46) läuft auf einem Ansatz (50) der Schwenkachse (51).

Die Schwenkachse (51) ist mit einem Ende an der Schieberplatte (52) des Absperrschiebers (40) befestigt und am anderen Ende mittels einer Mutter (53) in der Buchse (45) festgelegt. Sie ist im wesentlichen achsparallel zur Drehachse (33) des Rührwerks (32) und zwischen dieser und der Behälterwand (11) angeordnet.

Die Schieberplatte (52) trägt an der der Aufnahmeplatte (42) zugewandten Stirnseite einen Anschlagbolzen (54), der in die Ausnehmung (44) eingreift. An die Schieberplatte (52) schließt sich ein als Winkelhebel ausgebildeter zweiarmiger Hebel (55) an, der am ersten Hebelarm (56) einen ersten Mitnehmerflügel (57) mit einer Abwinklung (58) am freien Ende hat. Der erste Mitnehmerflügel (57) erstreckt sich von der Schwenkachse (51) auf die Behälterwand (11) zu sowie nach unten in den Mischbehälter (10). Am zweiten Hebelarm (59) des Hebels (55) ist ein zweiter Mitnehmerflügel (60) angeordnet, der sich auf die Drehachse (33) des Rührwerks (32) zu und ebenfalls nach unten in den Mischbehälter (10) erstreckt. Er weist außerdem eine sich in Achsrichtung nach unten erstreckende Verlängerung (61) auf. Der erste Mitnehmerflügel (57) hat eine größere radiale Länge als der zweite Mitnehmerflügel (60).

Bei der Inbetriebnahme der Mischvorrichtung gibt man zunächst körniges oder pulverförmiges Hauptmaterial aus dem Vorratsbehälter (21) über den Rohrstutzen (24) in den Mischbehälter (10) ein. Gleichzeitig mit dem Zufluß des Hauptmaterials aus dem Vorratsbehälter (21) wird das Rührwerk (32) in Betrieb gesetzt. Die Schieberplatte (52) des Absperrschiebers (40) ist nun so lange in der in Fig. 3 strichpunktiert gezeigten Offenstellung, bis der erste Mitnehmerflügel (57) in das in den Mischbehälter (10) zufließende Hauptmaterial eintaucht. Durch die von dem Rührwerk (32) verursachte Materialbewegung (Pfeil 65) in im wesentlichen horizontalen, kreisförmigen Bahnen dreht sich der Absperrschieber (40) allmählich in die Schließstellung (in Fig. 3 ausgezogen dargestellt). Bei Erreichen des oberen Materialpegels (36) hat die Schieberplatte (52) des Absperrschiebers (40) dann den Zufluß von Hauptmaterial aus dem Vorratsbehälter (21) vollständig verschlossen und den Zufluß durch die Mündung (25) und die Bohrung (43) beendet. Der Anschlagbolzen (54) begrenzt den Schwenkbereich des Absperrschiebers (40) in der Schließstellung.

Mit der Dosiervorrichtung (16) wird der Zusatzstoff in den Mischbehälter (10) eingegeben. Während im Ausführungsbeispiel nur eine Dosiervorrichtung für einen Zusatzstoff gezeigt ist, können selbstverständlich weitere derartige Vorrichtungen an den Mischbehälter angeschlossen werden. Die Dosiervorrichtungen können auch einen anderen Aufbau haben.

Nach dem Befüllen des Mischbehälters (10) läuft das Rührwerk (32) weiter, bis eine voreingestellte Mischzeit abgelaufen ist. Sinkt nun beispielsweise infolge einer Materialentnahme durch eine an den Auslaß (15) angeschlossene Verarbeitungsmaschine der Materialpegel (36) in dem Mischbehälter (10) ab und erreicht oder unterschreitet den unteren Materialpegel (37), so tritt der erste Mitnehmerflügel (57) aus dem Material aus. Der Absperrschieber (40) schwenkt dann infolge eines auf ihn ausgeübten Drehmoments aus der Schließ- in die Offenstellung und gibt den Zufluß für Hauptmaterial aus dem Vorratsbehälter (21) wieder frei.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 4 ist die Aufnahmeplatte (42) und damit der Absperrschieber (40) gegen die Richtung der horizontalen Materialbewegung (Pfeil 65) unter einem Winkel von etwa 21 geneigt an dem Rohrstutzen (24) befestigt. Der Absperrschieber (40) führt deshalb durch sein Eigengewicht eine selbsttätige Schwenkbewegung aus der Schließ in die Offenstellung aus. Unterstützt wird die Schwenkbewegung durch ein auf die Verlängerung (61) am zweiten Mitnehmerflügel (60) in Pfeilrichtung (66) ausgeübtes Drehmoment (siehe Fig. 3) infolge der Materialbewegung im Mischbehälter. Bei dieser Ausführungsform ist ein zusätzliches Stellglied zum Rückführen des Absperrschiebers (40) in die Offenstelldung nicht erforderlich, das Stellglied wird hier vielmehr durch den Absperrschieber selbst gebildet.

Das Nachfließen von Hauptmaterial hört automatisch auf, wenn der Materialpegel (36) wieder erreicht ist. Über eine entsprechende Steuerung, die z. B. in bekannter Weise von der Verarbeitungsmaschine ausgehen kann, werden anschließend auch die Zusatzstoffe in der erforderlichen Menge in den Mischbehälter eingegeben.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 zeigt einen Absperrschieber (70) mit einer Schwenkachse (71), die achsparallel zur Drehachse des Rührwerks und zwischen dieser und der Behälterwand (11) angeordnet ist. Ein an der Schwenkachse (71) befestigter abgewinkelter Bolzen (72) trägt an seinem freien Ende eine Schieberplatte (73). An dem Bolzen (72) ist außerdem ein Mitnehmerflügel (74) angebracht, der sich von der Schwenkachse (71) auf die Behälterwand (11) zu sowie nach unten in den Mischbehälter (10) erstreckt.

Die Schwenkachse (71) ist in einer am Deckel (12) des Mischbehälters (10) befestigten Hülse (75) über ein Kugellager (76) drehbar gelagert. Die Hülse (76) weist an ihrer unteren Stirnseite zwei Anschlagstifte (77) auf, die den Schwenkbereich des Absperrschiebers (70) begrenzen.

In der Hülse (75) ist eine Drehfeder (80) angeordnet, die mit ihrem unteren abgebogenen Ende (81) in eine seitliche Öffnung (78) der Hülse (75) und mit ihrem oberen abgewinkelten Ende (82) in eine Querbohrung (79) in der Schwenkachse (71) eingreift. Die Drehfeder (80) ist derart vorgespannt, daß sie den Absperrschieber (70) in der die Mündung (25) des Rohrstutzens (24) offenhaltenden Richtung (gegen Pfeil 65) belastet.

Die Funktion des Absperrschiebers (70) beim Betrieb der Mischvorrichtung entspricht im wesentlichen der des Absperrschiebers (40) aus dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 4. Im Unterschied dazu wird lediglich der Absperrschieber (70) gegen die Kraft der Drehfeder (80) aus der Offenstellung (in Fig. 6 strichpunktiert gezeigt) durch die von dem Rührwerk (32) im Mischbehälter (10) verursachte Materialbewegung (Pfeil 65) in die Schließstellung (in Fig. 6 ausgezogen gezeichnet) geschwenkt.

Die Mischvorrichtung der Fig. 7 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 6. Der Mischbehälter (90) ist durch einen Deckel (91) verschlossen. Die Behälterwand (92) hat im oberen Bereich eine Durchbrechung (93) mit einer Mündung (94) zum seitlichen Anschluß der als Rohrkrümmer (95) ausgebildeten Zuleitung für das Hauptmaterial.

Ein Absperrschieber (96) ist mit seiner Schwenkachse (97) achsparallel zur Drehachse des Rührwerks und zwischen dieser und der Behälterwand (92) angeordnet. Er weist eine an einer Stange (98) befestigte Schieberplatte (99) sowie einen Mitnehmerflügel (100) auf, der sich von der Schwenkachse (97) auf die Behälterwand (92) zu sowie nach unten in den Mischbehälter (90) erstreckt. Im weiteren Aufbau sowie in der Funktion entspricht der Absperrschieber (96) im wesentlichen dem Absperrschieber (70) der Fig. 5, so daß diese hier nicht näher beschrieben werden müssen.

Bezugszeichenliste 10 Mischbehälter
11 Behälterwand
12 Deckel
13 Zuleitung
14 Zuleitung
15 Auslaß
16 Dosiervorrichtung
17 Boden
18 Dosierrad
19 Motor
20 Zelle
21 Vorratsbehälter
22 Boden
23 Öffnung
24 Rohrstutzen
25 Mündung
30 Motor
31 Welle
32 Rührwerk
33 Drehachse
36 oberer Materialpegel
37 unterer Materialpegel
40 Absperrschieber
41 Schraube
42 Aufnahmeplatte
43 Bohrung
44 Ausnehmung
45 Buchse
46 Kugellager
47 Sprengring
50 Ansatz
51 Schwenkachse
52 Schieberplatte
53 Mutter
54 Anschlagbolzen
55 zweiarmiger Hebel
56 erster Hebelarm
57 erster Mitnehmerflügel
58 Abwinkelung
59 zweiter Hebelarm
60 zweiter Mitnehmerflügel
61 Verlängerung
65 Pfeil
66 Pfeilrichtung
70 Absperrschieber
71 Schwenkachse
72 Bolzen
73 Schieberplatte
74 Mitnehmerflügel
75 Hülse
76 Kugellager
77 Anschlagstifte
78 seitliche Öffnung
79 Querbohrung
80 Drehfeder
81 unteres Ende
82 oberes Ende
90 Mischbehälter
91 Deckel
92 Behälterwand
93 Durchbrechung
94 Mündung
95 Rohrkrümmer
96 Absperrschieber
97 Schwenkachse
98 Stange
99 Schieberplatte
100 Mitnehmerflügel

Claims

1. Vorrichtung zum Mischen eines körnigen oder pulverförmigen Hauptmaterials und mindestens eines Zusatzstoffes mit einem Mischbehälter, der ein Rührwerk mit vertikaler Drehachse zum Bewegen der in den Mischbehälter eingegebenen Materialien in im wesentlichen horizontalen, kreisförmigen Bahnen aufweist und unten einen an eine Verarbeitungsmaschine anschließbaren Auslaß hat, mit einer am oberen Bereich des Mischbehälters anschließbaren Zuleitung für das unter seinem Eigengewicht bis zum Erreichen eines vorbestimmten oberen Materialpegels in den Mischbehälter zufließende Hauptmaterial und mit mindestens einer weiteren Zuleitung für den Zusatzstoff, die in den freien Raum über dem oberen Materialpegel einmündet, gekennzeichnet durch die Merkmale

a) die Mündung (25, 94) der Zuleitung für das Hauptmaterial ist oberhalb des oberen Materialpegels (36) angeordnet,
b) gegenüber der Mündung (25, 94) ist ein achsparallel zur Drehachse (33) des Rührwerks (32) exzentrisch gelagerter, zwischen einer Offen- und einer Schließstellung schwenkbarer Absperrschieber (40, 70, 96) angeordnet, der wenigstens einen sich nach unten in den Mischbehälter (10, 90) erstreckenden Mitnehmerflügel (57, 74, 100) aufweist.
c) der Absperrschieber (40, 70, 96) ist bei Erreichen oder Unterschreiten eines durch den Mitnehmerflügel (57, 74, 100) bestimmten unteren Materialpegels (37) im Mischbehälter (10, 90) über ein von einem Stellglied auf seine Schwenkachse (51, 71, 97) ausgeübtes Drehmoment selbsttätig in die Offenstellung und über den bei steigendem Materialpegel in das Material eintauchenden Mitnehmerflügel (57, 74, 100) durch die von dem Rührwerk (32) verursachte Materialbewegung gegen die Kraft des Stellglieds in die Schließstellung schwenkbar.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (51 71, 97) des Absperrschiebers (40, 70, 96) zwischen der Drehachse (33) des Rührwerks (32) und der Behälterwand (11, 92) angeordnet ist und sich der Mitnehmerflügel (57, 74, 100) von der Schwenkachse (51, 71, 97) auf die Behälterwand (11, 92) zu erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich des Absperrschiebers (40, 70, 96) durch Anschläge (57, 77) begrenzbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, bei der die Zuleitung für das Hauptmaterial durch einen vertikal von oben in den Mischbehälter hineinragenden Rohrstutzen mit im wesentlichen horizontaler Mündung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrschieber (40) in einer an der Mündung (25) des Rohrstutzens (24) angeordneten Aufnahmeplatte (42) gelagert ist und an einem zweiarmigen Hebel (55) einen sich auf die Behälterwand (11) zu erstreckenden ersten (57) und einen sich auf die Drehachse (33) des Rührwerks (32) zu erstreckenden zweiten Mitnehmerflügel (60) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (42) gegen die Richtung der horizontalen Materialbewegung unter einem Winkel (α) derart geneigt angeordnet ist, daß der Absperrschieber (40) durch sein Eigengewicht eine selbsttätige Schwenkbewegung aus der Schließ- in die Offenstellung ausführt, und daß die Aufnahmeplatte (42) eine Ausnehmung (44) für einen an dem Absperrschieber (40) befestigten Anschlagbolzen (54) zur Begrenzung des Schwenkbereichs aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (55) als Winkelhebel ausgebildet ist, wobei der am ersten Hebelarm (56) angeordnete erste Mitnehmerflügel (57) eine größere radiale Länge hat als der am zweiten Hebelarm (59) angeordnete zweite Mitnehmerflügel (60).

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Mitnehmerflügel (60) eine sich in Achsrichtung nach unten erstreckende Verlängerung (61) aufweist, mit der er in die sich nach Unterschreiten des unteren Materialpegels (37) im Mischbehälter (10) einstellende Materialschicht hineinragt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Mitnehmerflügel (57) an seinem freien Ende eine gegen die Materialbewegung gerichtete Abwinklung (58) hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Feder (80) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung für das Hauptmaterial durch einen seitlich am Mischbehälter anschließbaren Rohrkrümmer (95) gebildet ist.