DE4303852A1 - Mischkneter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischkneter zur mechanischen und/oder thermischen Behandlung von Produkten in flüssi­ gem, pastösem und/oder pulverförmigem Zustand mit oder ohne Zu- bzw. Abführung von Gasen und/oder Dämpfen mit einem Gehäuse und zumindest einer in dem Gehäuse um eine Drehachse drehenden Welle, an der in axialer Richtung ver­ teilt radiale Knetelemente vorgesehen sind, wobei sich in Kneträumen zwischen den Knetelementen Knetgegenelemente befinden, die mit einem Support in einer Gehäusewand sit­ zen.

Ein derartiger Mischkneter ist beispielsweise aus der DE-PS 23 49 106 und aus der EP 90118626.2 bekannt. Diese Mischkneter sind großvolumig und dienen der Verarbeitung von zähviskos pastösen Produkten und krustenden Feststof­ fen. Dies geschieht durch Mischen und Kneten, wobei in einem Mischkneter vor allem auch eine scherende Bearbei­ tung stattfindet.

Die Bewältigung dieser Aufgaben verlangt, daß der Mischkneter bzw. die Rührwelle mit einem hohen Antriebsdrehmoment ausgestattet ist. Dabei muß vor­ ausgesetzt werden, daß dieses hohe Drehmoment auf eine Vielzahl von Knetelementen verteilt wird. Bei Einwirkung des gesamten Drehmomentes auf ein einziges Knetelement führt dies zu einem Schaden, wobei es vorkommt, daß das Knetelement bzw. Knetgegenelement abbricht. Der abgebro­ chene Teil löst Folgeschäden aus, da wiederum auf ein an­ deres Knetelement bzw. Knetgegenelement ein hohes Dreh­ moment beim Auftreffen oder Verkeilen dieser abgebroche­ nen Haken zukommt. Schlußendlich kommt es zu dem äußerst unerwünschten Hakensalat innerhalb des Mischkneters.

Hohe Lastspitzen auf ein einziges Knetelement bzw. Knetge­ genelement können auch durch Einwirkung von Fremdkörpern, wie Schrauben, Steine etc. oder bei Produkten vorkommen, die sich während der Verarbeitung in der Maschine örtlich zu harten Knollen verfestigen, oder durch Rückwärtslauf des Rührers bei gefüllter Maschine.

Aus diesem Grunde werden heute zur Vermeidung solcher Schä­ den eine Vielzahl von Vorkehrungen getroffen. Zum einen wird versucht, die Knetelemente bzw. Knetgegenelemente zu verstärken. Hierdurch wird aber der Kostenaufwand erhöht, und die Räume zur Produktbehandlung werden verkleinert. Des weiteren wird am Produkteintrag eine Fremdkörperab­ scheideeinrichtung vorgesehen. Dies verteuert die Vorrich­ tung. Ferner werden neue Produkte und geänderte Ver­ fahren in einer Versuchapparatur unter Beobachtung von fachkundigem Personal vorgetestet, bevor sie in der Pro­ duktionsanlage angewendet bzw. behandelt werden. Auch dies ist ein zusätzlicher Aufwand. Weitere Überwachungsmaßnah­ men gelten der Verhinderung des Rücklaufs der Welle und der jährlichen Überwachung der Knetelemente und Knetgegen­ elemente auf Risse, insbesondere an Schweißungen und Bie­ gestellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und insbesondere unerwünschte Störungen des Betriebes des Mischkneters durch den Haken­ salat zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß dem Knetgegenelement und/oder dem Knetelement eine Einrichtung zum Überwachen auf Bruch od. dgl. Beschädigungen zugeordnet ist.

Diese Einrichtung ermöglicht es, sofort den Bruch eines Knetgegenelementes oder eines Knetelementes oder Teile davon zu erkennen und bevorzugt über eine Alarmschaltung den Mischkneter stillzusetzen. Dadurch werden Folgeschäden vermieden, die das eigentliche Kostspielige an einem der­ artigen Schadensfall sind.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel geht es vor allem um das Überwachen der feststehenden Knetgegenelemente. In gleicher Weise kann aber, falls gewünscht, mit nur we­ nigen geringfügigen technischen Änderungen auch eine Über­ wachung der Knetelemente an der Welle erfolgen. Dies gilt vor allem für Knetbarren, welche erhöhten Drehmomentkräf­ ten ausgesetzt sind.

Für eine Einrichtung zum Überwachen ist eine Mehrzahl von Möglichkeiten denkbar und soll von der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt sein. Beispielsweise könnte ein elektrischer Sensor innerhalb des Knetgegenelementes ein Abbrechen feststellen. Es würde hier genügen, wenn eine entsprechen­ de elektrische Leitung durch den Bruch unterbrochen wird. Allerdings wird im Bereich des Mischkneters wegen der Verarbeitung von explosionsgefährlichen Produkten ungerne mit derartigen elektrischen Leitungen hantiert.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Einrichtung mit Druck beaufschlagt oder evakuiert und dieser Druck/das Vakuum überwacht. Das hat den Vorteil, daß bereits geringfügigere Beschädigungen an dem Knetgegenelement bzw. dem Knetelement erkannt werden, bevor der Haken abgebrochen ist. Es genügt beispielsweise, wenn dem Knetgegenelement bzw. dem Knetelement ein Röhrchen oder eine entsprechende Bohrung zugeordnet ist, dessen bzw. deren Ende verschlossen ist. In vielen Fällen dürfte sich das zusätzliche Anbringen eines Röhrchens von der Kostenseite her als günstiger erweisen, als das Einbringen von einer Bohrung, die möglichst bis an das Ende eines Knetgegenelementes bzw . . Knetelementes führen sollte. Denkbar sind aber beide Möglichkeiten.

Wird ein zusätzliches Röhrchen auf dem Knetgegenelement bzw. Knetelement angebracht, so sollte dies im Windschat­ ten bzw. auf oder in der Rückseite des Knetgegenelementes bzw. Knetelementes angeordnet sein. Hier kann dieses Röhr­ chen durch Schweißen, Löten, Kleben od. dgl. festgelegt werden.

Besonders bevorzugt wird ein Röhrchen, welches einfach und ohne Beschädigung gebogen werden kann und damit der Ober­ fläche des Knetgegenelementes bzw. Knetelementes ange­ paßt wird. Hier werden die INOX-Röhrchen bevorzugt.

Die Röhrchen, Bohrungen od. dgl. sollen mit einer Sammel­ leitung in Verbindung stehen. An diese Sammelleitung schließt ein Druck- oder Vakuumspeicher an, wobei die Sammelleitung von einem Druckmeßgerät überwacht ist. Fällt nun an beliebiger Stelle ein Knetgegenelement oder ein Knetelement durch Bruch aus, so ist davon auszugehen, daß auch das Röhrchen beschädigt wird und der Druck im gesamten System zusammenbricht. Hierdurch wird über eine Alarmschaltung ein Signal erzeugt, welches zu einem sofortigen Stillsetzen des Mischkneters führt. Das beschädigte Element kann jetzt aus der Maschine entnommen und durch ein neues ersetzt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzug­ ter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine teilweise gebrochen dargestellte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Mischkneters;

Fig. 2 eine vergrößert und teilweise im Schnitt darge­ stellte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Knetgegen­ element;

Fig. 3 ein nur teilweise dargestelltes weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel eines Knetgegenelementes;

Fig. 4 einen Querschnitt durch verschiedenen Ausführungs­ formen von Knetgegenelementen entlang Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 ein Schaltschema für eine Kopplung und Überwachung von einer Mehrzahl von Knetgegenelementen.

Ein erfindungsgemäßer Mischkneter R weist gem. Fig. 1 ein Gehäuse 1 auf. Dieses Gehäuse 1 ist von einem Heizmantel 2 oder Heizkanälen umgeben. Zum Einfüllen eines Ausgangspro­ duktes und zum Abzug von Brüden befinden sich oben an dem Gehäuse 1 ein oder mehrere Stutzen 3. Ein Auslaß des fer­ tig behandelten Produktes erfolgt an einem unteren Aus­ laßstutzen 4. Füße 5 dienen dem Abstützen des Mischkne­ ters R.

Eine Stirnwand 6 ist mit einer Stopfbüchse 7 ausgerüstet und mit einer Laterne 8 zur Abstützung eines Lagers 9 für einen Rührwellenzapfen 10 verbunden. Gegenüber der Stirnwand verschließt eine weitere Stirnwand 11 das Gehäuse 1, wobei auch dort eine Laterne 12 eine entsprechende, nicht näher gezeigte Stopfbüchse umgibt und an diese Laterne 12 ein Lager 13 anschließt. Aus diesem Lager 13 schaut noch der gegenüberliegende Rührwellenzapfen 14 heraus.

Der Rührwellenzapfen 14 durchgreift im übrigen das Lager 9 und ist danach mit einem Aufsteckgetriebe 15 verbunden, über welches die Rührwellenzapfen 10 bzw. 14 und damit eine Welle 16 um die Achse A gedreht werden. Der Antrieb erfolgt dabei über einen nicht näher gezeigten Antriebsmotor, der ein Keilriemenrad 17 dreht.

Die Welle 16 ist normalerweise heiz- und kühlbar, wobei die Zuführung des entsprechenden Heiz- bzw. Kühlmediums durch einen Stutzen 18 und die Rückführung durch einen weiteren Stutzen 19 erfolgt.

Auf der Wellen 16 sitzen Knetelemente 20, welche im we­ sentlichen aus Scheibensegmenten 21 und aufgesetzten Knet­ barren 22 bestehen. Die Scheibensegmente 21 drehen mit der Welle 16, wobei die Knetbarren 22 in einem geringen Ab­ stand am inneren Gehäusemantel 23 vorbeistreifen. Hierbei reinigen diese Knetbarren 22 den inneren Gehäusemantel von ggfs. vorhandenen Produktankrustungen.

Benachbarte Scheibensegmente 21 bilden zwischen sich einen Knetraum 24. Ferner lassen benachbarte Knetbarren 22 zwi­ schen sich eine Lücke 25 offen, durch welche in Gebrauchs­ lage ein Support 26 eines Knetgegenelementes 27 hindurch­ gleiten kann. Dieses Knetgegenelement 27 ist im wesentli­ chen als ein Knethaken ausgebildet, wobei an den radial zur Welle 16 verlaufenden Support 26 ein achsparalleler Schenkel 28 anschließt. Dieser achsparallele Schenkel 28, der im übrigen jedoch schneckenförmig geneigt parallel zur Gehäuseinnenfläche verlaufen kann, bildet zusammen mit dem jeweiligen Teil des Knetbarrens 22 einen Knetspalt 29, durch den sich der Knetbarren 22 hindurchbewegen muß. Hierbei wird auch das zu bearbeitende Produkt zwischen dem Schenkel 28 und dem inneren Gehäusemantel 23 hindurchge­ drückt, geschert und geknetet.

An den achsparallelen Schenkel 28 schließt dann wiederum nahe dem Scheibensegment 21 ein radialer Abschnitt 30 an, welcher sich bis nahe an die Welle 16 erstreckt. Dieser radiale Abschnitt 30 hat die Aufgabe, die Scheibensegmen­ te 21 von Produktankrustungen zu befreien. Desgleichen wird selbstverständlich das Produkt auch zwischen dem radialen Abschnitt und dem Scheibensegment geschert, so daß auch hierdurch die Knetwirkung verbessert wird.

Schlußendlich ist dann dem radialen Abschnitt 30 noch ein der Welle 16 zugeordneter Arm 31 angeformt, welcher bevor­ zugt zum Teil der Mantelfläche der Welle 16 angepaßt ist und nahe an dieser Mantelfläche vorbeigleitet. Dieser Arm 31 hat vor allem die Aufgabe, die Mantelfläche der Welle 16 zu reinigen.

In Fig. 1 sind Knetgegenelemente 27 dargestellt, welche jeweils den Scheibensegmenten 21 nur einseitig nahe kom­ men. Ähnliche Knetgegenelemente können, was jedoch nicht näher dargestellt ist, gegenüberliegend im Gehäuse 1 vor­ gesehen sein, wobei diese Knetgegenelemente dann mit einem entsprechenden radialen Abschnitt die andere Fläche der Scheibensegmente 21 bei deren Vorbeigleiten abstreifen und auch die von dem Arm 31 nicht gereinigte Mantelfläche der Welle abschaben.

Erfindungsgemäß ist dem Knetgegenelement 27 eine Einrich­ tung E zum Überwachen des Knetgegenelementes 27 auf Bruch oder dergleichen Beschädigung zugeordnet. Hierzu ist mit dem Arm 31, dem radialen Abschnitt 30 und dem Schenkel 28 ein Röhrchen, bevorzugt ein INOX-Röhrchen 32 verbunden, wobei dieses Röhrchen 32 an den Knetgegenelement 27 fest­ schweißt, gelötet oder sonstwie mit dem Knetgegenelement verbunden ist. Ein Ende 33 des Röhrchens 32 ist verschlos­ sen, das andere Ende 34 mündet in ein Verbindungsstück 35 ein, über welches das Röhrchen 32 mit einer Längsbohrung 36 in dem Support 26 in Verbindung steht. Die Längsbohrung 36 besitzt eine Anschlußbohrung 37 zum Anschließen an eine später beschriebene Druckquelle.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß das Röhrchen 32a noch durch die Längsbohrung 36a des Supports 26 geführt ist und aus dieser Längsbohrung 36a mit einem Anschlußnippel 38 heraussteht, auf den eine flexible Leitung 39 aufgesteckt ist.

In Fig. 4 ist angedeutet, daß das Röhrchen 32 in jedem Fall im Windschatten des Knetgegenelementes angeordnet sein sollte. Üblicherweise weist das Knetgegenelement 27 eine vorlaufende Schabkante 40 auf, so daß sich das Röhrchen 32 gegenüber dieser Schabkante 40 an eine Rückseite 41 des Knetgegenelementes 27 befindet.

In Fig. 4a) ist angedeutet, daß sich das Röhrchen 32 in einem Eckbereich befinden kann und dort überschweißt ist.

Gem. Fig. 4b) ist das Röhrchen 32 in eine Nut 42 eingelas­ sen und dort gehaltert. Die Nut 42 könnte auch hinter­ schnitten sein, so daß ein Kleben, Schweißen oder Löten des Röhrchens vermieden wird.

Gem. Fig. 4c) ist das Röhrchen 32 der Rückseite 41 des Knetgegenelementes 27 aufgesetzt und dort verschweißt. Hier sind viele Variationen denkbar, beispielsweise kann sich das Röhrchen auch innerhalb des Knetgegenelementes befinden, oder das Knetgegenelement kann eine verschlosse­ ne Bohrung aufweisen. In jedem Fall muß gewährleistet sein, daß diese Bohrung luftdicht abgeschlossen ist.

Gem. Fig. 5 steht eine Mehrzahl von Knetgegenelementen 27 bzw. der Einrichtungen E zur Überwachung der Knetgegenele­ mente auf Bruch oder dergleichen Beschädigungen über eine Sammelleitung 43 mit einem Druckspeicher 44 in Verbindung. Der Druck in der Sammelleitung 43 wird von einem entspre­ chenden Meßgerät 45 überwacht. Ferner ist an die Sammel­ leitung 43 über ein Rückschlagventil 46 sowie ein öffen­ bares Ventil 47 eine Druckquelle 48 angeschlossen. Über diese Druckquelle 48 kann die Leitung 43 und dadurch die Einrichtung zum Überwachen der Knetgegenelemente unter Druck gesetzt werden.

Solange keines der Knetgegenelemente beschädigt ist, bleibt der Druck konstant und kann von dem Meßgerät 45 überwacht werden. Bricht beispielsweise ein Knetgegenelement 27, so entweicht Druck in den Innenraum des Mischkneters R, der Druck in der Sammelleitung 43 fällt ab, was über das Meßgerät 45 erfaßt wird. Durch eine nicht näher gezeigte Alarmschaltung wird augenblicklich der Mischkneter R stillgesetzt. Das gebrochene Knetgegenelement kann aus dem Mischkneter R entfernt und durch eine neues Knetgegenelement ersetzt werden. Hierdurch werden Folgeschäden an den anderen Knetgegenelementen und insbesondere ein Hakensalat vermieden.

Claims (8)

1. Mischkneter zur mechanischen und/oder thermischen Be­ handlung von Produkten in flüssigem, pastösen und/oder pulverförmigem Zustand mit oder ohne Zu- bzw. Abführung von Gasen und/oder Dämpfen mit einem Gehäuse (1) und zu­ mindest einer in dem Gehäuse (1) um eine Drehachse (A) drehenden Welle (16), an der in axialer Richtung verteilt radiale Knetelemente (20) vorgesehen sind, wobei sich in Kneträumen (24) zwischen den Knetelementen (20) festste­ hende Knetgegenelemente (27) befinden, die mit einem Sup­ port (26) in einer Gehäusewand sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Knetgegenelement (27) und/oder dem Knetelement (20) eine Einrichtung (E) zum Überwachen auf Bruch od. dgl. Beschädigung zugeordnet ist.

2. Mischkneter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (E) mit Druck beaufschlagt oder evakuiert und dieser Druck/das Vakuum überwacht ist.

3. Mischkneter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Röhrchen (32) aufweist, dessen eines Ende (33) verschlossen ist.

4. Mischkneter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (32) im Windschatten bzw. auf oder in der Rückseite (41) des Knetgegenelementes (27) bzw. des Knetelementes (20) angeordnet ist.

5. Mischkneter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Röhrchen (32) ein INOX-Röhrchen ist.

6. Mischkneter nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (32) in ein Verbindungs­ stück (35) einmündet, welches mit einer Längsbohrung (36) in dem Support (26) in Verbindung steht, wobei die Längs­ bohrung (36) eine Anschlußbohrung (37) für eine Sammel­ leitung (43) aufweist.

7. Mischkneter nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Röhrchen (32) durch eine Längsboh­ rung (36) in dem Support (26) geführt ist und außerhalb mit einer Leitung (39) zu einer Sammelleitung (43) in Ver­ bindung steht.

8. Mischkneter nach wenigstens einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Einrichtun­ gen (E) über eine Sammelleitung (43) mit einem Druckspei­ cher (44) in Verbindung stehen und von einem Meßgerät (45) überwacht sind.