DE4131043C2 - Mechanischer Zwangsmischer für staubförmige und körnige Schüttgüter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Zwangsmischer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Zwangsmischer ist aus der DE 37 90 130 C2 bekannt. Dieser bekannte Zwangsmischer ist mit zwei gegenläufigen Mischwellen mit Mischarmen ausgerüstet, um die Mischung durchzuführen. Weiterhin ist ein zusätzlicher Vibrator vorgesehen, der mit Hilfe einer Exzentrizität mechanisch auf das Mischgut in einem Totraumbereich der Mischarme einwirkt. Hierdurch soll die Mischung durch die Mischarme an den gegenläufigen Mischwellen unterstützt werden.

Aus der DE 28 42 232 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten und Pulvern bekannt. Die verhältnismäßig kleine Menge des zu zerstäubenden Pulvers wird in einen sog. Vernebler geführt, der auf das zu zerstäubende Pulver mit einer Frequenz von 20 kHz einwirkt. Dieses Verfahren wird z. B. in Heizkesseln eingesetzt, um Kohlenstaub zu zerstäuben, d. h. zu vernebeln.

In der Baustoffindustrie kommen zunehmend neue Bindemittel, Füll- und Stabilisierungsstoffe auf den Markt. Die Zusammen­ setzungen dieser Stoffe sind vielfältig und zum Teil sehr speziell auf die jeweiligen Marktbedürfnisse abgestimmt. Es werden aus zwei oder mehr Komponenten Mischprodukte her­ gestellt, die ein hohes Maß an Homogenität aufweisen müssen.

Durch die zum Teil sehr unterschiedlichen physikalischen Schüttgutbedingungen, wie Mahlbarkeit, Fließfähigkeit, Schüttdichte, Kornform usw., hat sich eine getrennte Ver­ mahlung der Komponenten durchgesetzt. Die unterschied­ lichsten Rezepturen werden anschließend gravimetrisch dosiert zusammengestellt und in mechanischen Zwangsmischern zu qualifizierten Fertigprodukten aufbereitet.

Das in den Zwangsmischer chargenweise von oben eingebrachte Schüttgut wird durch die Mischeinrichtung, die beiden gegen­ läufig arbeitenden Mischwellen mit den Mischarmen, durch­ einandergewirbelt und zum Massenaustausch gebracht. Die Chargen betragen allgemein ca. 3 bis 10 m³. Die Mischdauer wird in Abhängigkeit der angestrebten Homogenität etwa 20 bis 100 sec. in Anspruch nehmen. Es werden allgemein gute Mischergebnisse erzielt, die aber z. T. nur durch einen zeitlichen Mehraufwand ermöglicht werden. Die beschriebene Vielfalt der Stoffzusammensetzung und -eigenschaften machen es jedoch notwendig, die Mischaktivitäten zu verbessern, um auch die in engen Toleranzen verlangte Wiederholbarkeit der Rezeptur sicherzustellen. Erschwerend für die schon ge­ forderte Mikrohomogenität wirken kleinste Komponentenanteile in den Rezepturen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den beschriebenen Anforderungen nach Mischgenauigkeit und Reproduzierbarkeit bei entsprechend gutem Wirkungsgrad nachkommt, ohne daß die Investitions- und Betriebskosten nennenswert erhöht werden.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

In vorteilhafter Weise kommt die Erfindung bei einem an sich bekannten Zwangsmischer nach Anspruch 2 zum Einsatz.

Die Schallsender, die beispielsweise mit Druckluft von ca. 5 bis 6 bar betrieben werden, laufen nach einem variablen Programm ab, d. h. entsprechende Magnetventile erzeugen Druckluftintervalle auf eine Membran, um die entsprechenden Schwingungen zur Erzielung der Schallwellen mit Frequenzen von 200 bis 400 Hz in den Schallsendern zu erzeugen, d. h. von diesen auszusenden, wobei dieser Frequenzbereich ledig­ lich beispielhaft genannt ist. In der Erprobung haben sich Schallsender mit einem Schalldruckpegel zwischen 130 und 150 dB bewährt. Die Schallwellen erreichen auch räumlich verborgene Teile und Abschnitte der Vorrichtung.

Der Einsatz der Schallsender bei mechanischen Zwangsmischern hat überraschende, positive Auswirkungen auf den Mischwirkungs­ grad ergeben. Durch die zusätzliche Beschallung des Misch­ gutes werden auch die systembedingt nicht gleichmäßig er­ faßten Chargenpartien in den aktiven Massenaustausch ein­ bezogen. Besonders wirkungsvoll ist hierbei, daß die Schall­ wellen auf eine strömende, d. h. bewegte, Masse gerichtet werden. Durch die unterschiedlichen und wechselnden Abstände zur Schallquelle ergeben sich veränderliche Schwingungs­ zahlen. Es entstehen verkürzte und verlängerte Wellen vor bzw. hinter dem Richtungsstrahl des Senders. Es wird eine quer zum Fließbett einsetzende Turbulenz erzeugt, die den Massenaustausch erheblich verbessert. Mehrere Schallsender haben sich als zweckmäßig herausgestellt.

In Abhängigkeit von den Schüttguteigenschaften, der Rezeptur und vom angestrebten Homogenitätsgrad kann über eine Programm­ steuerung der Umfang und der Verlauf der Beschallung in­ dividuell zur Anwendung kommen.

Durch die Erfindung wird mit vernachlässigbarem Energie­ aufwand ein sehr guter Mischwirkungsgrad erzeugt. Auch kleinste Komponentenanteile werden gleichmäßig innerhalb der Charge verteilt, so daß ein entsprechender Mikro- Homogenitätsgrad erreicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungs­ form eines mechanischen Zwangsmischers nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Zwangsmischers nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Schema zur Versorgung der Schallsender.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zwangsmischer besteht aus einem Mischergehäuse 1, zu dem ein Einlaufstutzen 2 führt. Im unteren Bereich des Mischergehäuses sind zwei Entleerungsklappen 3 vorgesehen.

In dem Mischergehäuse sind zwei gegenläufig angetriebene Mischwellen 4 mit Mischarmen 5 angeordnet. Der Antrieb erfolgt durch einen Motor 6 über ein Getriebe 7 mit konstanter Drehzahl, aber in gegenläufiger Drehrichtung.

Im oberen Teil des Mischergehäuses 1 sind bei dieser Ausführungsform zwei Schallsender 8 angeordnet, deren Schallwellen 9 gestrichelt angedeutet sind.

Eine Schallschutzhaube ist angedeutet und mit 11 bezeichnet.

In Fig. 3 sind drei Schallsender in dem Schaltschema dargestellt. Diese werden mit Hilfe von Magnetventilen 12 nach einer entsprechenden Programmfolge mit Druckluft versorgt. Hierzu ist ein entsprechendes Druckluftnetz mit Wartungseinheiten vorgesehen, wie sich beim Betrachten der Fig. 3 ergibt.

Im Betrieb wird das Mischgut 10 in herkömmlicher Weise durch die Mischeinrichtung, gebildet durch die Mischwelle 4 und die Mischarme 5, mechanisch gemischt. Durch die Beauf­ schlagung mit Schallwellen 9 durch die Schallsender 8 wird die Vermischung insbesondere von kleinsten Chargenanteilen unterstützt, so daß eine hohe Rezepturgenauigkeit und Re­ produzierbarkeit sichergestellt ist. Der Energieaufwand zum Betrieb der Schallsender ist gering.

Claims (5)

1. Mechanischer Zwangsmischer für staubförmige und körnige Schüttgüter mit einem Mischergehäuse (1), in dem eine angetriebene Mischeinrichtung (4, 5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Mischergehäuse (1) ein oder mehrere Schallsender angeordnet sind, deren Schallwellen auf das Mischgut gerichtet sind.

2. Zwangsmischer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mischeinrichtung in an sich bekannter Weise als Doppelwellenmischer mit gegenläufigen Mischwellen (4) und Mischarmen (5) ausgebildet ist.

3. Zwangsmischer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schallsender (8) senkrecht zur Achse der Mischwellen (4) angeordnet sind.

4. Zwangsmischer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schallsender (8) geneigt zur Achse der Mischwellen (4) angeordnet sind.

5. Zwangsmischer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schallhaube (11) vorgesehen ist.