DE69837365T2

DE69837365T2 - High intensity mixer

Info

Publication number: DE69837365T2
Application number: DE69837365T
Authority: DE
Inventors: Peter Gerardus Josephus Van Der Wel
Original assignee: Hosokawa Micron BV
Current assignee: Hosokawa Micron BV
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: EP0885652A1; JPH1147573A; DE69837365D1; NL1006311C2; EP0885652B1; JP4211015B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen, Kühlen, Erwärmen, Trocknen und/oder Granulieren von pulverartigen und/oder körnigen Massen, welche einen konischen Mischbehälter mit einer vertikalen Achse, welcher sich nach unten hin verengt, und in welchem sich zumindest eine vertikale Mischwelle drehen kann, wobei von der Mischwelle eine Anzahl von Elementen abragen, deren äusseres Ende sich bis in die Nähe der Seitenwand des Behälters erstrecken.The The invention relates to a device for mixing, cooling, heating, drying and / or Granulating powdery and / or granular masses, which a conical mixing bowl with a vertical axis which narrows downwards, and in which at least one vertical mixing shaft can rotate, wherein protrude from the mixing shaft, a number of elements whose outer End up in the vicinity the side wall of the container extend.

Aus der US-4,721,390 ist ein medizinischer Mischer mit sehr kleinen Ausmassen zum Herstellen von Knochenzement zum Befestigen von Prothesen in einem sie umgebenden Knochengewebe bekannt.Out US-4,721,390 is a medical mixer with very small ones Gases for making bone cement for securing prostheses in a surrounding bone tissue known.

Der Mischer umfasst ein Rührwerk, welches eine Anzahl von Klingen aufweist, wobei der Mischer mit der Zuführungsvorrichtung verknüpfbar ist, und eine Vakuumquelle, welche mit der Zuführungsvorrichtung zum Untermischen von Substanzen in der Zuführungsvorrichtung verknüpfbar ist.Of the Mixer includes a stirrer, which has a number of blades, wherein the mixer with the delivery device linkable and a vacuum source connected to the feeder for mixing of substances in the delivery device linkable is.

Das Ziel der Erfindung ist die weitere Entwicklung dieser Mischvorrichtung zu einem intensiven Mischer für den industriellen Gebrauch, mit welcher pulverartige, körnige und/oder pastöse Massen gemischt, gekühlt, erwärmt, getrocknet und/oder granuliert werden können.The The aim of the invention is the further development of this mixing device to an intense mixer for industrial use, with which powdery, granular and / or pasty Mass mixed, cooled, heated dried and / or granulated.

Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel mit einer Vorrichtung gemäss dem unabhängigen Patentanspruch 1 erreicht. Weitere Details der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.According to the invention This object is achieved with a device according to the independent claim 1 reached. Further details of the invention are defined in the dependent claims.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der untenstehenden Beschreibung einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen ergeben, welche sich auf die begleitenden Zeichungen beziehen.Other Features and advantages of the invention will become apparent from the below Describe a variety of embodiments, which refer to the accompanying drawings.

1 zeigt in teilweise linker Seitenansicht und teilweise rechtem Querschnitt eine befestigte Mischvorrichtung gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel mit Messern, welche an ihrem äusseren Ende Paddel tragen. 1 shows in partially left side view and partially right cross-section of a fixed mixing device according to a first embodiment with knives, which carry paddles at its outer end.

1A zeigt an einem vergrösserten Massstab in Seiten- und Vorderansicht Details von 1 der Befestigung der Paddel an den Stangen. 1A shows on an enlarged scale in side and front view details of 1 attaching the paddles to the poles.

2 zeigt in teilweise linker Seitenansicht ohne äussere Wand und teilweise rechter Seitenansicht eine Mischvorrichtung gemäss einem zweiten Hauptausführungsbeispiel, bei welchem der Deckel entfernt und über zumindest die Länge der Mischwelle nach oben abgehoben wurde, so dass die Mischwelle, die Mischelemente und der Bodenschaber aus dem Mischbehälter frei geworden und sichtbar sind. 2 shows in a partially left side view without outer wall and partially right side view of a mixing device according to a second main embodiment in which the cover has been removed and lifted over at least the length of the mixing shaft upwards, so that the mixing shaft, the mixing elements and the bottom scraper from the mixing container free become and visible.

2A zeigt an einem vergrösserten Massstab in Seitenansicht ein Detail aus 2 der drehbaren Verbindung der Messer mit der Mischwelle. 2A shows a detail on an enlarged scale in side view 2 the rotatable connection of the blades with the mixing shaft.

3 zeigt ein Diagramm des Flusses des Produktes in dem intensiven Mischer gemäss der Erfindung. 3 shows a diagram of the flow of the product in the intensive mixer according to the invention.

Gemäss 1 ist der Mischer mit einem konischen Mischbehälter versehen, welcher generell mit 1 bezeichnet ist und eine vertikale Achse 2 aufweist, wobei der Behälter sich nach unten hin verengt, und in welchem sich zumindest eine vertikale Mischwelle 3 drehen kann. Von dieser Mischwelle 3 ragen eine Anzahl Messer 4 stufenartig nach aussen, deren äusseres Ende 5 sich bis in die Nähe der inneren Seitenwand 6 des Behälters 1 erstreckt.According to 1 the mixer is provided with a conical mixing container, which generally with 1 is designated and a vertical axis 2 wherein the container narrows downwardly, and in which at least one vertical mixing shaft 3 can turn. From this mixed shaft 3 protrude a number of knives 4 stepped outward, the outer end 5 down to near the inner sidewall 6 of the container 1 extends.

Der Behälter 1 ist an der oberen Seite mit einem Deckel 7 geschlossen, dessen Innenseite im wesentlichen ellipsenförmig ausgebildet ist, auf der einen Seite für die Festigkeit, auf der anderen Seite für das nach Innen gerichtete Führen des Produktteiles Pu, welcher sich unter Umständen entlang der inneren Seitenwand 6 nach oben in den Deckel 7 und in die Richtung der Mitte des Deckels bewegt, aus welchem er as Pd wieder nach unten in den Mischbehälter 1 zurückfallen kann. 3 zeigt dieses Flussdiagramm.The container 1 is on the upper side with a lid 7 closed, the inside of which is formed substantially elliptical, on the one hand for the strength, on the other hand for the inwardly directed guiding of the product part Pu, which may be along the inner side wall 6 up in the lid 7 and moved in the direction of the center of the lid, from which he returns as Pd down to the mixing container 1 can fall behind. 3 shows this flowchart.

Auf der Oberseite des Deckels 7 in der Achse 2 der mittigen Mischwelle 3 ist ein Antriebsmotor 9 unter der Verwendung von Dichtungen und Lagerungen (nicht gezeigt) an dem mittigen Deckelrohrstutzen befestigt. Von diesem Antriebsmotor 9 ist die abgehende Antriebswelle 10 mit der Mischwelle 3 verbunden (nicht gezeigt). Der Mischbehälter 1 mit dem abhebbaren Deckel 7 kann mittels unterschiedlicher Arten von Schnellverschlüssen vakuumdicht verschlossen werden, wie beispielsweise der Schraubenbolzen, welcher einen Sternkopf 11 aufweist, und die Spannschraube 12, so dass während des Betriebes Vakuum an den Mischbehälter 1 angelegt werden kann. Nach dem Lösen der Schnellverschlüsse ist es möglich, den Deckel 7 zusammen mit seinen Zubehörteilen mittels Hebeeinrichtungen anzuheben, wie beispielsweise der Arm 41, der doppeltwirkende Kolben 42, der Zylinder 43 und der zweite Arm 44 in 2. Auf diese Weise können die Mischmesser 4 gesäubert, ausgetauscht oder repariert werden. Es ist ebenfalls möglich, den Behälter 1 im Inneren zu untersuchen oder der Deckel 7 kann entfernt und schnell durch einen anderen Deckel mit Zubehörteilen auszutauschen. An dem unteren Ende der Mischwelle 3 ist ein Schabmesser 13 befestigt, um einen toten Raum in dem Boden des Mischbehälters 1 zu vermeiden.On the top of the lid 7 in the axis 2 the central mixing shaft 3 is a drive motor 9 attached to the central lid tube stub using gaskets and bearings (not shown). From this drive motor 9 is the outgoing drive shaft 10 with the mixing shaft 3 connected (not shown). The mixing container 1 with the lift-off lid 7 can be vacuum-sealed by means of different types of quick-release fasteners, such as the bolt, which is a star head 11 has, and the clamping screw 12 , so that during operation vacuum to the mixing container 1 can be created. After releasing the quick-release fasteners it is possible to remove the cover 7 lift together with its accessories by means of lifting equipment, such as the arm 41 , the double-acting piston 42 , the cylinder 43 and the second arm 44 in 2 , In this way, the mixers can 4 cleaned, replaced or repaired. It is also possible to use the container 1 inside to investigate or the lid 7 can be removed and quickly replaced with another cover with accessories. At the lower end of the mixing shaft 3 is a scraper 13 attached to a dead space in the bottom of the mixing tank 1 to avoid.

Ein exzentrischer Rohrstutzen 14 ist ebenfalls an dem Deckel 7 angeordnet, wobei der Stutzen mittels eines Kontrolldeckels 15 geöffnet und geschlossen werden kann. Dies wird mit einem schwenkbaren Arm 16 durchgeführt, welcher mit einem Sternkopf 17 an einem Schraubenbolzen 18 in einen zugehörigen Seitenarm 19 des Stutzens 14 in die geschlossene Stellung geschraubt werden kann. An dem Deckel 7 gibt es ferner einen Durchlass 20 für eine Reinigungssprüheinrichtung 21, welche ausgefahren und wieder eingezogen werden kann, wobei die Sprüheinrichtung einen Sprühkopf 22 innerhalb des Behälters 1 trägt. An der unteren Seite des Mischbehälters 1 ist ein Flansch 23 befestigt, an welchem der Körper eines Kugelsegmentventils 24 angeordnet ist, welcher ein Kugelsegment 25 enthält.An eccentric pipe socket 14 is also on the lid 7 arranged, wherein the connecting piece by means of a control cover 15 can be opened and closed. This is done with a swivel arm 16 performed, which with a star head 17 on a bolt 18 in an associated side arm 19 of the neck 14 can be screwed into the closed position. On the lid 7 there is also a passage 20 for a cleaning spray device 21 which can be extended and retracted, wherein the spray device is a spray head 22 inside the container 1 wearing. At the bottom of the mixing tank 1 is a flange 23 attached to which the body of a ball segment valve 24 is arranged, which is a spherical segment 25 contains.

In der linken Hälfte von 1 ist gezeigt, dass der Mischbehälter 1 mit einem äusseren Mantel 26 zum Erwärmen und zum Kühlen der Inhalte eines Produktes P in dem Behälter 1 versehen ist. Dieser Mantel 26 trägt die Verbindungsrohrstutzen 28 und 29.In the left half of 1 is shown that the mixing container 1 with an outer coat 26 for heating and cooling the contents of a product P in the container 1 is provided. This coat 26 carries the connecting pipe socket 28 and 29 ,

Es ist ferner möglich, wie beispielsweise in der rechten Hälfte von 1 gezeigt, dass die Seitenwand 6 aus einem sogenannten "template" hergestellt wird, was eine doppelwandige Platte 30 ist, welche an unterschiedlichen Stellen durch Schweissen verbunden und anschliessend aufgeweitet wurde. Durch den erzeugten hohlen Raum kann wieder ein kühlendes oder wärmendes Medium zirkuliert werden. Der Deckel 7 umfasst einen Rohrstutzen 32 für ein Sichtglas 33.It is also possible, as in the right half of 1 shown that the sidewall 6 made from a so-called "template", which is a double-walled plate 30 is, which was connected at different points by welding and then widened. Through the generated hollow space again a cooling or warming medium can be circulated. The lid 7 includes a pipe socket 32 for a sight glass 33 ,

Gemäss der Erfindung trägt die Mischwelle 3 eine grosse Anzahl an Messern 4 und weist eine hohe bis sehr hohe Anzahl an Umdrehungen N auf. Auf diese Weise erfährt das zu behandelnde Produkt eine sehr starke Scherung sowohl an den Messern 4, als auch an der inneren Seitenwand 6, so dass innerhalb einer sehr kurzen Zeit ein sehr intensives Mischen des Produktes P bewirkt wird. Durch diesen Mischvorgang kann ein Temperaturanstieg auftreten, welchem durch Kühlen der Seitenwand 6 des Mischbehälters 1 entgegengewirkt wird.According to the invention, the mixing shaft carries 3 a large number of knives 4 and has a high to very high number of revolutions N. In this way, the product to be treated undergoes a very strong shear both on the knives 4 , as well as on the inner sidewall 6 so that a very intensive mixing of the product P is effected within a very short time. By this mixing process, a temperature rise can occur, which by cooling the side wall 6 of the mixing container 1 counteracted.

Gemäss einem Hauptausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Anzahl von Umdrehungen N des Mischbehälters 1 100 bis 1000 Umdrehungen pro Minute.According to a main embodiment of the invention, the number of revolutions N of the mixing container comprises 1 100 to 1000 revolutions per minute.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung tragen die Messer 4 jedes an seinem äusseren Ende ein oder mehrere Mischpaddel 5, von denen sich eine äussere Kante parallel zu und nahe der inneren Seitenwand 6 des Mischbehälters 1 erstreckt. Ferner sind die Messer 4 stangenartig ausgebildet und weisen eine grosse radiale Abmessung auf. Des weiteren sind die Paddel 5 plattenartig ausgebildet und weisen eine geringe radiale Abmessung auf. Gemäss 1A auf der linken Seite von 1 sind die Paddel 5 um die Längsachse der stangenförmigen Elemente herum um einen Winkel (A) begrenzt schwenkbar.In a first preferred embodiment of the invention, the blades carry 4 each at its outer end one or more mixing paddles 5 of which there is an outer edge parallel to and near the inner sidewall 6 of the mixing container 1 extends. Further, the knives are 4 formed rod-like and have a large radial dimension. Furthermore, the paddles 5 plate-like and have a small radial dimension. According to 1A on the left side of 1 are the paddles 5 around the longitudinal axis of the rod-shaped elements around an angle (A) limited pivotally.

In 2 ist eine zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der angeobenen Stellung des Deckels 7 mit Zubehörteilen gezeigt. Der Deckel 7 ist an dem nach oben und nach unten bewegbaren Arm 41 an dem Kopf eines hydraulischen Kolbens 42 eines Hubzylinders 43 aufgehängt, welcher auf der Oberseite einen feststehenden horizontalen Arm 44 trägt, an welchem der Mischbehälter 1 aufgehängt ist. Es können auch andere als hydraulische Hubwerkzeuge angewendet werden.In 2 is a second preferred embodiment of the invention in the raised position of the lid 7 shown with accessories. The lid 7 is on the up and down movable arm 41 on the head of a hydraulic piston 42 a lifting cylinder 43 hung on top of a fixed horizontal arm 44 carries on which the mixing container 1 is suspended. Other than hydraulic lifting tools may be used.

Hier umfassen die Messer 4 gemäss der Erfindung Messer, deren Winkel B mit der Vertikalen zumindest eines Teils der Messer variabel ist.Here are the knives 4 According to the invention, knives whose angle B is variable with the vertical of at least part of the knives.

Bei einer auf der rechten Seite von 2 gezeigten Variante sind die Mischwelle 3 und die Messer 4, welche mit ihr verbunden sind, hohl ausgebildet und weisen Auslassöffnungen 45 für den Durchlass und die Führung von Gasen und/oder Flüssigkeiten U auf. In 2A ist ferner ein Detail der drehbaren Verbindung der Messer 4 mit der Mischwelle 3 gezeigt. Hier ist der Schaber 13 an dem unteren Ende der Mischwelle 3 sichtbar.At one on the right side of 2 variant shown are the mixing shaft 3 and the knives 4 , which are connected to it, hollow and have outlet openings 45 for the passage and the guidance of gases and / or liquids U up. In 2A is also a detail of the rotatable connection of the knife 4 with the mixing shaft 3 shown. Here's the scraper 13 at the lower end of the mixing shaft 3 visible, noticeable.

Bei der auf der linken Seite von 2 gezeigten Variante ist der Winkel B, welcher von den Messern 4 mit der Vertikalen gebildet wird, variabel. Ferner ist die äussere Seitenwand 6 des Mischbehälters 1 mit einer halben Rohrspirale 46 zum Durchlassen einer kühlenden und/oder heizenden Flüssigkeit. Eingebunden. Der Deckel 7 ist mit einem Rohrstutzen 36 für den Einlass des Produktes Pi versehen. An dem unteren Ende des Mischbehälters 1 ist ein flacher Auslassschieber 47 mit einem Betätigungshebel 48 für das herauskommende Produkt Po angeordnet.At the left of 2 shown variant is the angle B, which of the knives 4 is formed with the vertical, variable. Furthermore, the outer side wall 6 of the mixing container 1 with half a pipe spiral 46 for passing a cooling and / or heating fluid. Involved. The lid 7 is with a pipe socket 36 provided for the inlet of the product Pi. At the bottom of the mixing tank 1 is a flat outlet valve 47 with an operating lever 48 arranged for the outgoing product Po.

Auf der oberen Seite des Mischbehälters 1 ist die Mischwelle 3 mittels eines Getriebes 49 mit dem umgedreht aufgehängten Antriebsmotor 9 gekoppelt, wobei das Getriebe mittels eines erhöhten Rohrstutzens 8 an dem Deckel 7 befestigt ist. In der Achse 2 ist ein Einlass 50 für Flüssigkeiten Li angeordnet. Der Deckel 7 ist ferner mit einer Öffnung 38 für einen Zerstäuber 39 mit geringem Druck zum Verarbeiten von Flüssigkeit und/oder Gas versehen.On the upper side of the mixing tank 1 is the mixing shaft 3 by means of a gearbox 49 with the reversed suspended drive motor 9 coupled, the transmission by means of a raised pipe socket 8th on the lid 7 is attached. In the axis 2 is an inlet 50 arranged for liquids Li. The lid 7 is also with an opening 38 for a nebulizer 39 provided with low pressure for processing liquid and / or gas.

Die Seitenwand 6 des Mischbehälters 1 ist auf der rechten Seite mit einem Einlass 34 für ein Thermometer 35 versehen.The side wall 6 of the mixing container 1 is on the right with an inlet 34 for a thermometer 35 Mistake.

Claims

Apparatus for batchwise mixing, cooling, heating, drying and / or granulation of pulverulent, granular and / or pasty masses (P), which comprise a conical mixing container ( 1 ) having a vertical axis ( 2 ), wherein the container narrows downwards, and in which at least one vertical mixing shaft ( 3 ), wherein from the mixing shaft ( 3 ) protrude a plurality of blades radially whose outer end extends into the vicinity of the side wall ( 6 ) of the container ( 1 ), characterized in that they are knives ( 4 ), which at the outer end one or more mixing paddles ( 5 ) and the mixing shaft ( 3 ) rotates at a number of revolutions (N), which are between 100 and 1000 revolutions per minute, so that the centrifugal force in combination with the rotation moves the product (P) in an upward movement along the oblique side wall, after which it moves along the vertical one Axis ( 2 ) of the container ( 1 ) falls down during which the mass to be treated both at the paddles ( 5 ) as well as on the inner wall ( 6 ) undergoes shear, one and the other such that intensive mixing of the product (P) is effected.

Device according to claim 1, characterized in that the knives ( 4 ) are rod-like and have a large radial dimension, where against the paddle ( 5 ) are plate-like and have a small radial dimension and around the longitudinal axis of the rod-shaped blade ( 4 ) are rotatably limited by an angle (A), of which paddles a radial outer wall parallel to and close to the inner side wall ( 6 ) of the container ( 1 ).

Device according to one or more of claims 1 and 2, characterized in that a scraper blade ( 13 ) at the lower end of the mixing shaft ( 3 ) to avoid dead space in the bottom of the mixing tank ( 1 ) is arranged.

Device according to one or more of claims 1 to 3, wherein the mixing container ( 1 ) by means of a lid ( 7 ) is closed on the top, characterized in that the inside of the lid ( 7 ) on the mixing container ( 1 ) is substantially elliptical in shape to guide the portion of the product (Pu) which extends along the inner sidewall (FIG. 6 ) from the side wall ( 6 ) in the direction of the center of the lid ( 7 ) is moved upwards from where it is again down into the mixing container ( 1 ) as the product part (Pd) falls.

Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the lid ( 7 ) with auxiliary the mixing container ( 1 ) can close airtight, so that vacuum at the mixing container ( 1 ) can be created.

Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the lid ( 7 ) by means of quick-release fasteners ( 11 . 12 ) on the mixing container ( 1 ), so that the lid ( 7 ) with aids after releasing the quick-release fasteners ( 11 . 12 ) from the mixing container ( 1 ) can be lifted and can be exchanged and fixed again after processing and / or replacement.

Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the mixing container ( 1 ) with an outer jacket ( 26 ) for heating and / or cooling the contents of the product (P) of the container ( 1 ), for which purpose the pipe connection pieces ( 28 . 29 ) available.

Device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that at the lower end of the mixing container ( 1 ) a ball segment valve ( 24 ) is arranged.

Device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that at the lower end of the mixing container ( 1 ) a flat outlet valve ( 47 . 48 ) is arranged.

Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the mixing shaft ( 3 ) by means of a transmission device ( 49 ) with an upside-down drive motor ( 9 ), wherein on the lid ( 7 ) an uprising pipe socket ( 8th ), which supports the suspension ( 49 ) on which the engine ( 9 ) is hung upside down.

Device according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the side wall ( 6 ) of the mixing container ( 1 ) with an opening ( 34 ) for a thermometer ( 35 ) is provided.

Device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the lid ( 7 ) with a pipe socket ( 36 ) for the inlet of the product (P).

Device according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the lid ( 7 ) with an inlet ( 40 ) for a liquid atomizer ( 39 ) is provided.

Device according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the lid ( 7 ) on the upwardly and downwardly movable horizontal arm ( 41 ) on the head of a piston rod ( 42 ) of a hydraulic lifting cylinder ( 43 ), which has a fixed ho horizontal arm ( 44 ) on the upper side, on which the mixing container ( 1 ) is suspended.

Device according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the lid ( 7 ) on the upwardly and downwardly movable arm ( 41 ) is arranged a mechanical lifting device.