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Verfahren und Vorrichtung zum Mischen und Durchlüften von schlammigem,
halbflüssigem und flüssigem Gut Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und
Vorrichtungen zum Mischen und Behandeln schlammiger Substanzen, namentlich bei der
Herstellung von Zement und anderem flüssigen oder halbflüssigen Gut. Es ist hierbei
bisher üblich, Rührwerke zu verwenden, die das Gut in ständiger Bewegung halten.
Auch ist bereits vorgeschlagen worden, komprimierte Luft in die Masse einzuführen,
um dadurch ein Absetzen der Masse zu unterbinden. Die komprimierte Luft wird hierbei
mit Hilfe ortsfester Rohre, die mit der Druckluftleitung verbunden sind, in das
Gefäß eingeführt, wobei die Auslaßenden oder Düsen der Rohre in einer gewissen Entfernung
über dem Boden des Gefäßes angeordnet sind. Die Steuerung des Luftzutrittes erfolgt
hierbei lediglich von Hand mit Hilfe von Ventilen. Will man also nicht ununterbrochen
die Luft durch die Masse hindurchführen, so war Bedienungspersonal notwendig, das
von Zeit zu Zeit die Luftzufuhr unterbrechen konnte. Dieses Verfahren ist mehr oder
weniger willkürlich und bei der flementfabrikation insofern mit Nachteilen verbunden,
als abgesehen von den Teilen, die unmittelbar um die Auslaßöffnungen der Druckluftrohre
liegen, sich nach und nach festes Gut auf dem Boden des Gefäßes ansammelt, das von
Zeit zu Zeit entfernt werden muß. Hierzu ist es notwendig, die Vorrichtung stillzulegen,
was mit erbeblichem Aufwand an Zeit und-Arbeit verknüpft ist.
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Es ist nun aber auch bereits vorgeschlagen worden, die mechanische
Bearbeitung des Gutes durch Rührwerk mit der Behandlung durch Druckluft zu verbinden,
indem mit den Rührflügeln Druckluftrohre verbunden waren, die während des Kreisens
der Rührflügel Luft in die zu behandelnde Masse ausströmen ließen. Hierdurch wird
zwar der Nachteil vermieden, daß sich nach und nach auf dem Boden des Gefäßes festes
Gut ansammelt; es ist aber ausgeschlossen, eine der Eigenart des Gutes angepaßte
Behandlung anzuwenden.
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Abgesehen hiervon ist der Druckluftbedarf ein ganz erheblicher.
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Vorrichtungen, die Verbesserungen der Wirtschaftlicllkeit dadurch
schaffen. daß die Druckluftverteilung bei derartigen Rührwerken durch ein feststehendes
Hahnküken erfolgt, dessen Hahngehäuse mit den Rührflügeln umläuft, erreichen den
Zweck nur unvollkommen, da die einzelnen Rohre bei einem vollständigen Umlauf der
Rührvorrichtung stets an genau derselben Stelle Luft zugeführt erhalten, während
sie beim übrigen Kreislauf ohne Luftzuführung laufen. Da somit die Luft immer nur
bestimmte Teilflächen bestreicht, sind große andere Abschnitte der Gesamtfläche
vorhanden, in denen die Luft
nicht zur Wirkung kommt. Im Gegensatz
hierzu soll gemäß der Erfindung die Luftzuführung zunächst nur während gewisser
Arbeitsperioden und dann zu den verschiedenen Rührarmen so erfolgen, daß jeder Arm
mindestens während einer vollen Umdrehung an die Luftleitung angeschlossen ist,
während die Luftzufuhr zu den anderen Armen abgeschlossen ist. Da die einzelnen
Düsen in den Rührarmen gegeneinander versetzt sind, wird auf diese Weise erreicht,
daß nach und nach die ganze Fläche bestrichen wird.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens dargestellt, und zwar zeigen: Abb. I ein Mischgefäß
mit Mischvorrichtung in senkrechtem Längsschnitt, Abb.2 in vergrößertem Maßstab
die Mischvorrichtung ohne den Mischbehälter, Abb. 3 den Schnitt gemäß III-III der
Abb. 2, Abb. 4 den Schnitt gemäß IV-IV der Abb. 2, Abb. 5 den Schnitt gemäß V-V
der Abb. 2 und Abb. (w den Schnitt gemäß VI-VI der Abb. 2, während Abb. 7 einen
Teilschnitt gemäß VII-VIT der Abb. 2 darstellt.
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Um die Erfindung genügend klar zum Ausdruck zu bringen, sind die
besonderen baulichen Einrichtungen des Rührwerkes in Verbindung mit einem Mischbehälter
zur Darstellung gebracht, wie er zur Aufnahme des schlammigen Gutes bei der Herstellung
von Zement verwendet wird, ohne daß aber die Erfindung auf die Zementfabrikation
beschränkt wäre.
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Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist der Behälter für das schlammige
Gut mit A bezeichnet. In der Praxis kann ein oder eine Reihe derartiger Behälter
vorgesehen sein, von denen aus das fertigbehandelte Gut dem nicht gezeichneten Ofen
zugeführt wird.
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Im Behälter A ist erfindungsgemäß ein Rührwerk B vorgesehen. Dieses
besteht in erster Linie aus einer hohlen Welle 1, die drehbar in den Behälters überbrückenden
Doppel-T-Trägern 2 gelagert ist, deren Enden sich auf die Seitenwandungen des Behälters
stützen. Am unteren Ende der Welle I ist beispielsweise ein zweiarmiger Rührarm
3 vorgesehen, der im Querschnitt U-förmig mit nach oben gerichteter offener Seite
gestaltet ist. Der Arm 3 sitzt an einem Metallklotz, dessen unterer Teil in die
Öffnung des Armes 3 paßt und der oben einen Zapfen 5 trägt, mit dem er in das untere
Ende der Welle I paßt, mit der er durchZapfen, Bolzen o. dgl. fest verbunden ist.
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In entsprechender Weise kann der Rührarm 3 durch Bolzen oder Schrauben
mit dem Klotz 4 verbunden sein.
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Der Rührarm 3 erstreckt sich nach beiden Seiten parallel zum Boden
des Behälters A in geringer Entfernung iiber ihm und ist versteift durch Streben
6, die an Augen 7 der Welle I angehängt sind. In der Praxis ist es üblich, den Rü'lrarm
60 bis go cm oberhalb des Behälterbodens anzuordnen, doch kann diese Entfernung
je nach dem gewünschten Zweck beliebig verändert werden.
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Die Welle I dreht sich in einem Lager des Lagerkörpers 8, der von
Doppel-T-Trcigern 9. die die Doppel-T-Träger 2 miteinander verbinden, getragen wird.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist das Lager der Welle I in der
üblichen Form eines Drucklagers ausgeführt, um das Gewicht der Welle I, des Rührarmes
3 und der daran befindlichen Teile aufzunehmen, und besteht aus einer Muffe 10,
die durch Bolzen o. dgl. fest mit dem oberen Ende der Welle I verbunden ist. Diese
- Muffe besitzt an ihrem unteren äußeren Ende Nuten II zur Aufnahme von Lagerringen
12 aus geeignetem Lagermetall, die in der oberen Bohrung des Lagerkörpers 8 sitzen
und das Gewicht der Welle I und der damit verbundenen Teile auf die Druckfläche
I4 im Boden der Öffnung I3 übertragen. Um das Lager zusammen- und auseinandernehmen
zu können, sind die Ringe 12 geteilt. Um die Welle in der richtigen a zialen Stellung
zu halten, sind außerdem noch normale Lager vorgesehen, und zwar beispielsweise
zwei, die mit I5 und 15' bezeichnet sind. Das Lager I5 ist in einem Block I6 an
der Unterseite der Doppel-T-Träger g vorgesehen, wobei der Zutritt von schlammigem
oder ähnlichem im Behälter A enthaltenen Material zum Lager I5 durch eine Schutzmuffe
I7 verhindert wird, die an der Welle I sitzt und das untere Ende des Lagers dicht
umschließt. Das untere Ende des Lagerblockes 16 und die entsprechende Fläche der
Schutzmuffe I7 bilden zusammen ein Spurlager, das ein Anheben der Welle I verhindert.
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Das Lager 15' besteht aus einem Lagerblock I8, der auf dem Boden
des Behälters A befestigt und mit einem Zapfenlager 19 versehen ist. In dieses paßt
ein Zapfen 20 des Zapfenblockes 21. der am Klotz 4 am unteren Teile der Welle 1
befestigt ist. Eine nach unten gerichtete Muffe 22 sitzt am Zapfenblock 2I und umfaßt
bei zusammengesetztem Lager den Teil des Blockes 18, in welchem das Zapfenlager
I9 vorgesehen ist. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß, wenn der Spiegel
des Schlammes oder einer ähnlichen Substanz, die sich im Behälter A befindet, über
die untere Kante des Flansches 22 steigt, die Luft in dem durch den Flansch
begrenzten
Raum abgeschlossen wird und verhindert, daß Fremdkörper zu dem Zapfenlager 19 gelangen.
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Am oberen Ende der Welle I ist ein Kegelrad 23 angebracht, das mit
einem Kegelrad 24 auf der Welle 25 kämmt und auf diese Weise den Antrieb auf die
Welle I übermittelt.
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Die Druckluft, die gemäß der Erfindung eingeführt werden soll, gelangt
durch Rohre 26, 27, 28, 29 in den Rührarm 3. Die inneren Enden dieser Rohre sind
an Luftkanäle 26', 27', 28', 29' im Klotz 4 am unteren Ende der Welle I angeschlossen.
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Die Enden der Rohre befinden sich in verschiedener Entfernung von
der Achse der Welle I und sind nach unten entgegengesetzt zum Drehsinn des Rührarmes
gerichtet. Die Enden bilden Düsen, durch die die Preßluft in den Behälter ti geführt
wird.
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Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß bei der Drehbewegung des
Rührwerkes die als Düsen ausgebildeten Rohrenden konzen- -trische Kreise um die
Achse der Welle I beschreiben, wobei zwischen den einzelnen Kreisen durch die Art
der Anordnung gleiche Zwischenräume vorhanden sind. Die Preßluft gelangt zu den
Rohren 26, 27, 28 und 29 aus einem Hauptrohr, das mit der Druckluftquelle, die nicht
dargestellt ist, in Verbindung steht. Als Zwischenglieder sind in derWelleI des
Rührwerkes Rohre 31, 32, 33 und 34 angeordnet, deren untere Enden mit den Kanälen
26', 27', 28' und 29' im Klotz 4 in Verbindung stehen, während die oberen Enden
an Luftkanäle 31', 32', 33' und 3'anschließen, die in der Nahe des Kegelrades 23,
das auf dem oberen Ende der Welle 1 sitzt, angebracht sind.
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Erfindungsgemäß wird nun die Luftzufuhr vom Rohr 30 nach den Rohren
3I, 32, 33 und 34 durch ein Verteilungsventil gesteuert, das so gebaut ist, daß
von den eben erwähnten Rohren immer nur das eine Rohr während einer vollen Umdrehung
des Rührwerkes eine gewisse Zeit lang mit Luft gespeist wird.
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Die Einrichtungen, die dies bewirken, sind die folgenden: Auf dem
Kegelrad 23 sitzt ein sich mit ihm drehendes Ventilgehäuse 35 mit einem Ventilsitz
36 und Knälen 37, 38, 39 und 40 (siehe Abb. 4), die unten mit den Luftkanälen 31',
32', 33' und 34' in der Nahe des Kegelrades 23 in Verbindung stehen und oben im
Ventilsitz 36 enden. In der Bohrung des Ventilgehäuses 35 sitzt ein Küken 4I, das
drehbar angeordnet ist und eine Ausnehmung 42 aufweist, die in der Ebene der Luftkanäle
37 bis 40 liegt und mit ihnen bei einer Drehbewegung des Kükens nacheinander in
Verbindung tritt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist am Küken 41 eine Ventilspindel
43 befestigt, deren oberes Ende drehbar in einem feststehenden Gehäuse 44 gelagert
ist. Dieses Gehäuse 44 hat einen Hohlraum 45, in den das Ende der Ventilspindel
43 hineinragt.
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Die Ventilspindel 43 ist hohl und bildet den Luftkanal 45'. der den
Hohlraum 45 mit der Ausnehmung 42 im Ventilküken 4I verbindet. An diesen Hohlraum
45 im Gehäuse 44 schließt, wie aus der Zeichnung ersichtlich, auch das Druckluftrohr
30 an. Sobald die Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt ist, wird dem Ventilküken 41
eine Drehbewegung um seine Achse erteilt, beispielsweise durch Kegelräder 46 und
47, von denen das erstere auf der Ventil spindel 43, das letztere auf der Welle
48 sitzt, die von der Welle 25 aus angetrieben wird. Zu diesem Zwecke sitzen auf
den beiden Wellen Kettenräder 50 und 51. über die eine Kette 49 läuft.
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Wenn also das Ventilküken 41 gegenüber dem Vertilgehause eine Relativbewegung
ausführt, so muß die Ausnehmung 42 nacheinander mit den Luftkanälen 37 bis 40 in
Verbindung treten. Diese Luftkanäle sind vorzugsweise gleich weit voneinander entfernt;
die Abmessung der Ausnehmung 42 ist gegenüber dem vollen Umfange des Ventilkükens
41 so groß und die Relativbewegung des Ventilkükens 41 gegenüber dem Rührwerk eine
solche, daß die Ausnehmung 42 während einer vollen Umdrehung des Rührwerkes stets
mit einem der Kanäle 37 bis 40 in Verbindung bleibt. Unter der Voraussetzung, daß,
wie gezeichnet, vier Verteilungsrohre 26 bis 29 und dementsprechend Luftkanale 31'
bis 34' und 37' bis 40' in dem Kegelrad 25 und dem Ventilgehäuse 35 in gleicher
Entfernung rings im Ventil sitz 36 vorgesehen sind, wird diese Art der Luftverteilung
erreicht, wenn die Ausnehmung 42 im Ventilküken ßI ungefähr einen Sektor von 90
ausmacht und das Verhältnis der Umdrehungszahl des Ventilkükens 41 zum Rührwerk
A ungeführ 11/4 : 1 beträgt.
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Gemäß der Erfindung soll das Rührwerk ununterbrochen laufen, um auf
diese Weise Nachteile zu beseitigen, die bei der Behandlung mit Druckluft. deren
Ventile von Hand gesteuert werden, auftreten. Für eine richtige Behandlung des Gutes
ist es meistenteils nicht notwendig, daß Preßluft ununterbrochen während der ganzen
Behandlungsdauer zugeführt wird. Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß ein Abschlußorgan
vorgesehen, das selbsttätig nach einem gewissen Zeitraum die Luftzufuhr abschließt
und später wieder öffnet. Beispielsweise ist es beim Mischen von Schlamm genügend,
wenn von zwanzig Umdrehungen des Rührwerkes nur während vier Preßluft zugeführt
wird, oder mit anderen Worten: wenn beim dargestellten
Nusführungsbeispiel
jedes der Rohre 26 bis 29 nur während einer Umdrehung des Rührwerkes von zwanzig
mit Luft gespeist wird.
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Die hierfür notwendigen Vorrichtungen sind die folgenden: Im Luftzuführungsrohr
30 sitzt ein Schieber, dessen beweglicher Teil j3 durch eine auf der Ventilspindel
55 sitzende Feder 54 in der Sperrstellung gehalten wird. Mit der Ventilspindel 55
arbeitet eine Kurvenscheibe 56, die auf der Welle 57 sitzt, zwecks Öffnung des Ventils
zusammen.
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Hierbei beträgt der wirksame Teil der Kurvenscheibe 56 ein Fünftel
des Gesamtumfanges. Die Welle 57 der Kurvenscheibe 56 wird mit Hilfe eines Schaltwerkes,
bestehend aus dem auf der Welle 57 sitzenden Schaltrad 58 und einer mit den Zähnen
des Schaltrades zusammenarbeitenden Klinke. angetrieben.
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Die Klinke 59 ist an eine Stange 60 angelenkt, die axial verschiebbar
in Lagern 61 geführt wird. Eine zwischen dem Lager GI und einem auf der Stange60
sitzenden Stellring angeordnete Feder 62 hat das Bestreben, die Stange 60 nach rechts
(s. Abb. 2 zu verschieben. An der Muffe 10 sitzt ein Nocken 6, der auf die Stange
6o wirkt und sie bei jeder Umdrehung einmal gegen den Druck der Feder 62 nach links
verschiebt, so daß das Schaltrad 58 um einen Zahn weiter gedreht wird. Wie aus der
Zeichnung ersichtlich, besitzt das Schaltrad 58 zwanzig Zähne, und die Höhe des
Nockens 65 ist so gewählt, daß sie der Teilung der Schaltradzähne entspricht.
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Die Rührwerkarme 3 sind vorzugsweise mit Zähnen 66 versehen, die
in der Drehrichtung schräg nach unten vorwärts gerichtet sind und auf das zu behandelnde
Gut hebend wirken.
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Die dargestellten Einrichtungen sollen nur als Beispiel dafür gelten,
wie der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke sich ausführen läßt, ohne aber gerade
hierauf beschränkt zu sein. Es können vielmehr unter Berücksichtigung der Verschiedenheit
des zu behandelnden Gutes die verschiedensten baulichen Abänderungen getroffen werden,
ohne dadurch von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.