DE4225168C2 - Durchlaufmischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufmischer mit zwei seitlich zusammenge­ fügten, im Inneren verbundenen, in Durchlaufrichtung konisch zusammenlau­ fenden Mischbehältern, mit jeweils einer konzentrisch innerhalb der beiden Mischbehälter liegenden Welle, die jeweils mit einem Antrieb verbunden ist und an den Innenquerschnitt angepaßte Mischwerkzeuge trägt.

Ein Mischer mit zwei miteinander verbundenden, in Durchlaufrichtung ko­ nisch zusammenlaufenden Mischbehältern ist aus der GB-A-20 01 858 be­ kannt. Diese Druckschrift beschreibt einen Mischer mit speziell ausgebilde­ ten Schabewerkzeugen, die einerseits in bestimmter Weise ineinandergreifen und andererseits ständig die Behälterwände abschaben.

Ein derartiger Mischer ist aus der DE-OS 34 06 648 bekannt.

Generell haben kontinuierliche Mischer gegenüber Chargenmischern eine Reihe von Vorteilen. So ist der Energiebedarf geringer, und es wird eine gleichmäßige Weitergabe des Mischgutes an nachfolgende Verarbeitungssta­ tionen ermöglicht. Da das Mischgut bei kontinuierlichen Mischern jedoch kontinuierlich auf der einen Seite zuläuft und auf der anderen Seite ausgetra­ gen wird, müssen hohe Anforderungen an die Schnelligkeit und Gleichmä­ ßigkeit des Mischvorganges gestellt werden. Dabei soll das Aufbereiten und Mischen möglichst schonend und mit möglichst geringem Energieaufwand erfolgen. Bei unterschiedlichen Mischgütern ist eine genaue Abstimmung auf das jeweilige Produkt erforderlich. Dies kann durch Veränderungen an den Werkzeugen oder durch Änderung der Drehzahl geschehen, jedoch sind die­ se Maßnahmen nicht einfach, und sie erfordern häufig eine Korrektur.

Bei Trogmischern mit über die Länge gleichem Querschnitt ist die Froude- Zahl über die gesamte Länge konstant. Das beruht darauf, daß die Umfangsge­ schwindigkeit der Mischwerkzeuge als wesentlicher Parameter in die Frou­ de-Zahl eingeht. Folglich ist die Froude-Zahl bei Mischern mit in Durchlauf­ richtung konisch zusammenlaufendem Mischbehälter am Anfang größer als am Ende. Daraus können sich wesentliche Unterschiede im Mischverhalten ergeben. Bei Froude-Zahlen bis zu 1 spricht man von Haufwerkmischen. Das Mischgut bleibt mehr oder weniger am Boden des Mischbehälters liegen. Zwischen 1 und 9 bildet sich ein mechanisch es Wirbelbett. Das Mischgut wird im gesamten Mischbehälter verwirbelt. Über 9 schließlich ergibt sich ein geschlossener, äußerer Mischgutring, da die Fliehkräfte überwiegen. Während also bei zylindrischen Mischbehältern die Froude-Zahl nur über ei­ ne Änderung der Drehzahl den Erfordernissen des Einzelfalles angepaßt wer­ den kann, gibt es in einem konischen Mischbehälter Bereiche mit unter­ schiedlicher Froude-Zahl, die für zahlreiche Mischvorgänge zweckmäßig sind.

Ist beispielsweise das Mischgut am Anfang lose und trocken, so ist eine große Froude-Zahl wünschenswert, während etwa in der mittleren Phase das Mate­ rial durch Zugabe von Feuchtigkeit einen stärkeren Zusammenhalt erreichen kann und damit eine andere Froude-Zahl erfordert. Der Leistungsbedarf wäre von dieser Position ab bei gleichbleibendem Durchmesser wesentlich höher. Geht das Material im Bereich des Auslasses in eine bröselige oder halbplasti­ sche Form über, so steigt der Kraftbedarf noch mehr. Hier wäre also bei gleichbleibend großem Behälterdurchmesser ein noch höherer Energieein­ satz erforderlich.

Mischer mit konischen Mischbehältern bieten also Bereiche mit unter­ schiedlicher Mischwirkung, die entsprechend den Anforderungen der einzel­ nen Mischgüter genutzt werden können. Weitere Variationsmöglichkeiten er­ geben sich durch die Verwendung von zwei seitlich verbundenen, konisch zu­ sammenlaufenden Mischbehältern, bei denen ein Austausch der Mischgut­ ströme in den beiden Behältern stattfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer zu schaffen, der in besonderer Weise für die unterschiedlichsten Mischvorgänge und Mischgüter geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Behälter als Einheit im Bereich der Enden geringeren Durchmessers durch ein Kugel­ gelenk abgestützt sind, das eine Schwenkung der Behälter um eine im we­ sentlichen senkrecht zu den Behälterachsen verlaufende, waagerechte Achse und eine seitliche Kippung um eine im wesentlichen parallel zu den Behäl­ terachsen verlaufende Achse gestattet, und daß die Behälter im Bereich ihres größeren Durchmessers auf Hubeinrichtungen abgestützt sind, die bei gleich­ zeitiger Betätigung die Schwenkung und bei unterschiedlicher Betätigung die Kippbewegung der Behältereinheit bewirken.

Durch die Schwenkung der Mischbehälter ändert sich die Richtung der Schwerkraft in Bezug auf die Mischerwand und auch in Bezug auf die Rota­ tionsebene der Mischwerkzeuge. So wird eine Änderung des Verhältnisses von Schwerkraft und Trägheitskraft erreicht, das den Mischvorgang beein­ flußt. Im übrigen kann auf diese Weise die Durchflußgeschwindigkeit bzw. Verweilzeit des Mischgutes variiert werden. Weiterhin läßt sich durch die seitliche Kippung der beiden verbundenden Mischbehälter der Austausch der Mischgutströme zwischen den beiden Behältern gezielt verändern. Es können also in gesamt sehr unterschiedliche Mischbedingungen eingestellt werden.

Mischer mit schwenkbaren Mischbehältern unterschiedlicher Form sind be­ kannt aus der DD-PS 19 007 und dem DE-GM 19 39 650. Dabei handelt es sich jedoch um Mischer mit nur einem zylindrischen Mischbehälter, der im übrigen auch nur um eine, zumeist quer zur Mischerachse verlaufende Achse schwenkbar ist.

Weitere Anpassungsmöglichkeiten ergeben sich selbstverständlich durch Verwendung eines drehzahlverstellbaren Motors.

Vorzugsweise sind der Mischer, dessen Antriebsmotoren, deren nachgeschal­ tete Reduktionsgetriebe und die notwendigen Lagerstützen für Motor, Getrie­ be und Welle bzw. Mischer auf einem gemeinsamen Rahmen befestigt, der seinerseits in der angegebenen Weise schwenk- und kippbar ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Mischers;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Mischers gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt zu Fig. 2.

Anhand von Fig. 1 sollen zunächst die wesentlichen Merkmale der erfin­ dungsgemäßen, verbundenen Mischbehälter anhand des einen, in der Seiten­ ansicht sichtbaren Mischbehälters erläutert werden.

Ein in Fig. 1 gezeigter Mischer weist einen konischen Behälter 10 auf, der sich in Durchlaufrichtung, d. h. von rechts nach links in Fig. 1 verjüngt. Die Verjüngung ist erheblich, und das Durchmesser-Verhältnis kann bei 2 bis 3,5 liegen. Das Verhältnis zwischen Länge und größtem Durchmesser des Behäl­ ters beträgt vorzugsweise etwa 1,7 bis 2, z. B. 1,8. Der Behälter 10 weist also eine verhältnismäßig langgestreckte, schlanke Form auf. Dadurch ergibt sich eine relativ lange Mischstrecke im Verhältnis zum Volumen, und es können sich über die Länge verteilte Zonen mit unterschiedlichem Mischverhalten aufgrund unterschiedlicher Froude-Zahl einstellten.

Auf der oberen Seite des Behälters 10 befindet sich eine große Klappe 12, durch die das Innere des Behälters und die hier nicht dargestellten Misch­ werkzeuge für Reinigungs- und Wartungsarbeiten zugänglich sind. Durch die Länge des Behälters 10 erstreckt sich in dessen Achse eine Welle 14, die die Mischwerkzeuge trägt. Am rechten Ende ist auf dem Behälter 10 ein Zulauf 16 angeordnet, während am linken Ende ein Auslaß vorgesehen ist. An der vorderen Wand des Be­ hälters 10 ist ein Antriebsmotor 20 angebracht, dessen Ausgangswelle die Behälterwand durchdringt und im Inneren des Behälters ein hochtouriges Mischwerkzeug 22 zur Feinstverteilung antreibt. Derartige Mischeinheiten, sogenannte Mischköpfe, sind an sich bekannt.

Die Welle 14 tritt in den Behälter 10 durch die rechte Stirnwand 24 ein, an der eine Stopfbuchse 26 für die Welle angebracht ist. Rechts von dem Behäl­ ter 10, bezogen auf Fig. 1, befindet sich ein Gestell 28, das einen üblichen Getriebemotor 30 trägt. Die Ausgangswelle 32 des zugehörigen Getriebes trägt eine Keilriemenscheibe 34 für eine Anzahl von Keilriemen 36, die un­ terhalb der Keilriemenscheibe 34 eine weitere, größere Keilriemenscheibe 38 umlaufen, die auf der Welle 14 zwischen zwei Lagerstützen 40, 42 sitzt. Der zuvor geschilderte Keilriementrieb ist aus Sicherheitsgründen durch ein Schutzgehäuse 44 eingekleidet.

Das Gestell 28, das den Getriebemotor 30 trägt, ist höhenverstellbar, so daß die Spannung der Keilriemen 36 eingestellt werden kann.

Die Zeichnung zeigt weiterhin einen Rahmen 46, der die Form einer versteif­ ten Platte aufweisen kann und auf dem die zuvor geschilderten Teile montiert sind. Der Behälter 10 stützt sich über Stützen 48, 50 auf dem Rahmen 46 ab. Die Lagerstützen 40, 42 sind unmittelbar auf dem Rahmen angebracht. Dies gilt auch für das Schutzgehäuse 44. Im dargestellten Beispiel befindet sich am linken Ende des Rahmens 46 an dessen Unterseite ein Lagerbock 52 mit einer Bohrung 54, die ein hier nicht gezeigtes Kugelgelenk aufnimmt. Am anderen, rechts in Fig. 1 liegenden Ende befindet sich unterhalb des Rahmens 46 eine nicht gezeigte Hubeinrichtung. Wenn der Rahmen 46 rechts in Fig. 1 angehoben wird, kann er um die in der Bohrung 54 liegen­ de Achse, die sich in waagerechter Richtung erstreckt, geschwenkt werden. Dadurch ändert sich die Richtung der Schwerkraft zum Behälter 10, wie oben erläutert wurde.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Mi­ scher, dessen Behälter 10′ aus zwei konischen Teilbehältern 60, 62 zusam­ mengesetzt ist. Die Teilbehälter sind an einer Seite miteinander verbunden und gehen im Inneren ineinander über, wie Fig. 3 zeigt. In den Teilbehäl­ tern befinden sich Wellen 64, 66, die Mischwerkzeuge 68 tragen. Die Wellen 64, 66 drehen sich normalerweise gegenläufig und auf der inneren Seite auf­ wärts. An beiden Teilbehältern 60, 62 sind Mischköpfe 70, 72 angebracht, die wiederum zur Feinstverteilung und Verwirbelung des Mischgutes dienen.

Die Teile des Antriebs sind für beide Teilbehälter gleich und entsprechen denjenigen gemäß Fig. 1, so daß die selben Bezugsziffern verwendet worden sind und eine erneute Erläuterung nicht notwendig ist.

Mehrere Zulauf-Öffnungen 74 unterschiedlicher Größe befinden sich am stromaufwärtigen, rechts in der Zeichnung liegenden Ende der Be­ hälter 60, 62. Weitere Einlässe können auf der Stirnseite vorgesehen sein. Am linken Ende befindet sich ein gemeinsamer Auslaß 76.

In Fig. 2 ist weiterhin angedeutet, daß der in Fig. 1 gezeigte Lagerbock 52 als Kugelgelenk 78 ausgebildet ist.

Am rechten Ende des Rahmens 46, der die gesamte Anordnung trägt, sind unterhalb der Teilbehälterachsen zwei Ansätze 80, 82 angebracht, die mit nicht gezeigten Hubeinrichtungen verbunden sind. Werden diese Hubeinrich­ tungen synchron betätigt, so ergibt sich eine reine Schwenkbewegung ähn­ lich derjenigen, die im Zusammenhang mit Fig. 1 geschildert wurde. Wer­ den die Hubeinrichtungen unterschiedlich betätigt, so werden die beiden Teilbehälter 60, 62 zusätzlich um eine Achse, die durch das Kugelgelenk 78 verläuft, gekippt. Die Teilbehälter 60, 62 gelangen damit in ein unterschiedli­ ches gegenseitiges Höhenverhältnis. Dadurch kann der Übergang des Misch­ gutes von einem Teilbehälter in den anderen beeinflußt werden. Die Hubein­ richtungen stützen sich auf einem in Fig. 2 angedeuteten Grundrahmen 84 ab.

Fig. 3 ist ein Querschnitt zu Fig. 2, gesehen in Richtung des Auslasses. Auf der Oberseite sind die beiden Kreise der Teilbehälter zu einer glatt durchlau­ fenden Fläche zusammengezogen. Diese Oberseite nimmt eine Klappe 86 ein, die der Klappe 12 gemäß Fig. 1 entspricht. Die Klappe ist mit Hilfe eines Scharniers 88 und einer Spanneinrichtung 90 mit dem unteren Teil des Be­ hälter-Gehäuses verbunden. Aufgrund der beiden zusammenlaufenden Kreisquerschnitte verbleibt im unteren Bereich des Querschnitts zwischen den beiden Teilbehältern eine Trennwand 92, die eine gewisse Trennung der Mischströme zur Folge hat. Inwieweit die Mischströme diese Trennwand überwinden können, hängt von der seitlichen Neigung in Bezug auf das Ku­ gelgelenk 78 (Fig. 2) und der Froude-Zahl mit den entsprechenden Parame­ tern ab.

Der Mischer bietet neben dem oben erläuterten Vorteil eines Mischbetriebs mit unterschiedlichen Froude- Zahlen in verschiedenen Bereichen der Behälterlänge weitere Möglichkeiten der relativ einfachen Beeinflussung des Mischbetriebes, so daß ein sehr wei­ ter Bereich unterschiedlicher Mischgüter und unterschiedlicher Mischaufga­ ben abgedeckt werden kann.

Claims (5)

1. Durchlaufmischer mit zwei seitlich zusammengefügten, im Inneren ver­ bundenen, in Durchlaufrichtung konisch zusammenlaufenden Mischbehältern (60, 62), mit jeweils einer konzentrisch innerhalb der beiden Mischbehälter liegenden Welle (64, 66), die jeweils mit einem Antrieb verbunden ist und an den Innenquerschnitt der Mischbehälter angepaßte Mischwerkzeuge trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Behälter als Einheit im Bereich der Enden geringeren Durchmessers durch ein Kugelgelenk (78) abgestützt sind, das eine Schwenkung der Behälter um eine im wesentlichen senkrecht zu den Behälterachsen verlaufende, waagerechte Achse und eine seitliche Kip­ pung um eine im wesentlichen parallel zu den Behälterachsen verlaufende Achse gestattet, und daß die Behälter im Bereich ihres größeren Durchmes­ sers auf Hubeinrichtungen abgestützt sind, die bei gleichzeitiger Betätigung die Schwenkung und bei unterschiedlicher Betätigung die Kippbewegung der Behältereinheit bewirken.

2. Durchlaufmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischbehälter (10, 60, 62) und die Antriebe (30, 34, 36) auf einem gemeinsa­ men Rahmen (46) befestigt sind.

3. Durchlaufmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Teile der Mischbehälter durch Klappen (12, 86) gebildet sind.

4. Durchlaufmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Durchmesserverhältnis zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser der Behälter (10, 60, 62) 2 bis 3,5 beträgt.

5. Durchlaufmischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Länge und größerem Durch­ messer der Behälter (10, 60, 62) 1,7 bis 2,0, insbesondere 1,8, beträgt.