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Vorrichtung zum Homogenisieren und Mischen Zusatz zum Patent 834 242
Das
Patent S34 242 beschreibt eine Vorrichtung, die Flüssigkeiten, Pasten und Feststoffe
stetig mischt, durch eine in einen Umpump geschaltete Reibanordnung miteinander
verarbeitet und das Fertigerzeugnis, erforderlichenfalls unter Druck, stetig aus
der Vorrichtung zur Weiterverarbeitung oder Abfüllung wegbefördert; dabei kann der
erreichte Verarbeitungszustand laufend von außen beobachtet und kontrolliert werden.
Die weitere Entwicklung dieser Reibmischpumpe hat neuartige Gesichtspunkte ergeben,
die zunächst an einer beispielsweise vertikal angeordneten Reibmischpumpe beschrieben
seien.
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In Abb. I ist I der Vormischraum, der nach oben, also aufgabeseitig,
offen und zugänglich frei liegt und gegebenenfalls durch Deckel2 etwa aus Sicherheitsgründen
oder gegen das Entweichen von Lösungsmitteldämpfen od. dgl. verschlossen werden
kann. Die in diesem Beispiel fliegend angeordnete Hauptantriebswelle 3 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung trägt im Mischraum I einen oder mehrere Rührflügel, Schnecken oder Leisten
4 an sich be-
kannter Ausführung, die eine Vormischung der in Pfeilrichtung
5 aufgegebenen Mischungsbestandteile herbeiführen. Der so offen liegende Mischraum
ist auch leicht zu reinigen und kann ohne Schwierigkeit im Vergleich zu den übrigen
wertvolleren Maschinenteilen sehr groß gemacht werden und gewährleistet damit ausreichende
Verweilzeiten zum Ausgleich von Schwankungen bei der Aufgabe der Komponenten. Gemäß
Hauptanspruch 1 des Patentes 834242 ist die Vorrichtung weiterhin mit einer ein-
oder mehrachsigen Kapsel-, Schnecken-oder Zahnradpumpe 6 und einer Reibkegelanordnung
7 zusammengebaut. Die Pumpe 6 nimmt durch einen seitlichen Anschluß 8 einen Teilstrom
aus der Vormischung auf und drückt dieses Gut durch den Stutzen oder Kanal 9 in
den Reibkegel 7. Die Pumpe selbst ist, gegebenenfalls drehzahlverstellbar, mit der
Hauptwelle 3 gekuppelt. Der Antrieb ist in Abb. I als Keilr.iemenübersetzung 10
angedeutet. Der Reibkegel 7 selbst ist axial praktisch entlastet und die wirksame
Spaltweite selbst verstellbar eingerichtet, etwa dadurch, daß das in diesem Beispiel
einseitig zusammengefaßte Lagergehäuse oder auch nur das Spurlager in auf der Welle
3 z.B. über eine Gewindebüchse 12 durch Drehung eines Handrads 13 verstellt werden
kann. Neue Merkmale weist insbesondere die Reibkegelanordnung7 in bezug auf ihr
Zusammenwirken mit den übrigen Teilen der Vorrichtung auf. In Abb. I ist der Reibkegel
7 auf der linken Seite im Schnitt, rechts in der Draufsicht auf den Kegelmantel
dargestellt. Er wird über den Druckstutzen g von der Pumpe 6 beaufschlagt, wobei
sich die Beschickung unter Druck durch die Ringnut 14 auf den Umfang des Kegels
7 verteilt.
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Der Reibkegel 7 läuft nun, genau eingeschliffen, in der Kegelbüchse
15, die im Schema der Abb. I als Teil des Gehäuses dargestellt ist, aber natürlich
auch auswechselbar als selbständiger Teil ins Gehäuse eingesetzt werden kann. Der
Gutsstrom verzweigt sich dann in dem konischen Ringspalt zwischen Kegel 7 und Büchse
15 in zwei Teile, von denen der eine aufwärts fließt und teilweise entsprechend
dem Pfeil I6 in den Vormischraum I zurückkehrt. Der nach abwärts strömende Teil
aber kehrt durch die ausgesparte oder durchbrochene Nabe I7 des Kegels 7 entsprechend
Pfeil I8 in den Vormischraum zurück. Auch er kann eine weitere Durchmischung durch
perforierte Rührleisten 19 erfahren, die im Beispiel der Abb. I mit dem Behälter
verbunden sind und daher stillstehen, die aber auch alle oder zum Teil an der Nabe
befestigt sein können und dann mit umlaufen.
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Das den Durchsatz und die Abnahme unter Druck regelnde Sichtventil
20 ist in seinem Zusammenwirken eine besonders wirkungsvolle neue Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes. Es schließt sich an die nach Patent 834242 ausgebildeten
Doppelnuten des Kegels an, die wieder aus nicht durchgehenden Randnuten 21 und Zwischennuten
22 bestehen. Aus letzteren entnimmt das Sichtventil 20 unter Druck über die den
Kegel ganz oder teilweise umschließende Ringnut 23 im Gehäuse einen Teilstrom des
Gutes, der also mindestens einmal dem Reibvorgang unterworfen war, und läßt ihn
durch ein Rohr 24 in die Glasglocke 25 steigen, durch die das sich ausbreitende
Gut visuell oder optisch auf seinen Zustand fortlaufend und allseitig sichtbar,
gegebenenfalls durch eineRegistriervorrichtung mit Alarmrelais, überwacht werden
kann. Durch das Ventilküken 26 tritt das Gut aus der Glocke 25 entweder durch die
Bohrung 27 zurück in den Vormischraum 1 oder regelbar durch die Leitung 28 zur Weiterverarbeitung,
beispielsweise in eine Spritzanlage oder Zerstäubungstrocknung. In Abb. I ist als
Beispiel für die vielseitigen Gestaltungsmöglichkeiten der untere Kegelmantel 29
auf dem Reibkegel nicht genutet. Er weist infolgedessen für das Gut einen größeren
Strömungswiderstand auf als der obere Kegel, so daß er zwar auch axial schubentlastend
wirkt, aber doch den Hauptteil des Gutes nach oben drängt und so den Förderdruck
am Auslaß 28 erhöht.
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Schließlich gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung noch eine
verfahrenstechnische Maßnahme in besonders vorteilhafter Form, ohne daß besondere
Einrichtungen erforderlich sind. Man kann nämlich auf eine oder mehrere Zonen des
Umfangs im Kegelspalt zwischen Kegel 7 und konischer Büchse 15 in Abb. I über einen
Anschluß 30, gegebenenfalls mit zugehöriger Nut, in Pfeilrichtung Druckgas, wie
Sauerstoff, Kohlensäure, Schwefelkohlenstoff usw., auf einen verhältnismäßig dünnen,
trotz seiner Zähigkeit stark bewegten Film auftreffen lassen und zur raschen Einmischung
undl oder Reaktion bringen. Die Vorrichtung selbst als Ganzes braucht deswegen nicht
druckfest zu sein, was einen besonderen Vorzug darstellt.
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Es ändert nichts am Erfindungsgedanken und am in Abb. I dargelegten
Gesamtaufbau, wenn die Anordnung etwa statt vertikal horizontal ausgeführt wird
oder wenn nicht alle Maßnahmen zur gleichzeitigen Anwendung kommen.
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Abb. 2 stellt im schematischen Schnitt einige weitere Abwandlungen
des Erfindungsgedankens dar. Hier läuft im Mischraum I an Stelle eines Reibkegels
eine ebene Reibscheibe 31 um, während wiederum eine Pumpe 6 Arbeitsgut aus dem Mischraum
abnimmt und durch den Druckkanal 9 und eine Ringnut 32 im Abschluß deckel 33 des
Mischgehäuses auf die Reibscheibe gleichmäßig verteilt.
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Dabei fließt ein größerer Strom zum Umfang der Reibscheibe und ein
kleinerer Teil nach ihrer Mitte.
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Letzterer tritt durch Bohrungen 34 in der Nabe der Scheibe 3I zurück
in den Mischraum 1, so daß die Wellenlagerung 35 nicht gegen Flüssigkeitsdruck abgedichtet
werden muß. Die Antriebswelle 36 der Reibscheibe ist wieder durch an sich bekannte
mechanische Mittel axial verstellbar, um die Weite des Spalts zwischen der Reibscheibe
3I und den als Gegenscheibe wirkenden Deckel 33 einstellen zu können. In das Sichtventil
37 mit einem Schauglaszylinder 38 tritt ein Teilstrom des Gutes durch die Zuleitung
39 ein und von dort in eine Doppelspindel, die aus einem hubverstellbaren Rohr 40
und einem in ihm verschiebl)aren Stift 41 hesteht. Der nadel-
ventilähnliche
Stift 41 drosselt mehr oder weniger die Bohrungen 42 in der Wand des Rohres 40,
durch die der Teilstrom tritt. der im Sichtglas 38 l>eobachtet wird, hevor er
durch den Gehäusekanal 43 in den Mischraum I zurückkehrt. Unal)hängig von der Einstellung
dieses Sichtstromes ist die Hubverstellung des Spindel rohres 40, dessen Sitz 44
den Ablauf 45 des Fertiggutes zur Weiterverarbeitung reguliert. Bei dieser Anordnung
stellt sich ein besonders hoher I)ruck eine, der von der Zentrifugalkraft der Reiloscheile
noch dadurch unterstützt werden kann, daß die Reibscheibe amUmfangkleine Schaufeln
46 trägt, die in einem entsprechend geformten Ringkanal 47 im Deckel des Mischergehäuses
rotieren und das Gut gegen den Ablauf 39 schleudern. Der Förderdruck wird außerdem
dadurch gesteigert, daß der Umfang der Reibscheiloe 31 im Gehäuse I mit einem engen
und konstanten zylindrischen Laufspiel rotiert, das im Regelfall kleiner ist als
der Spalt zwischen Scheibe 31 und Gehäusedeckel 33. Sowohl die Scheibe 31 wie der
Gehäuseteil 33 können genutet werden.
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Es ist nur eine Abwandlung des Erfindungsgedankens, wenn die Vorrichtung
etwa durch einen Flansch des Reibkegelgehäuses an einen anderen selbständigen Apparat,
wie Planetenrühroverke, Zerfaserer oder Kneter, oder auch an einen Flüssigkeitsbehälter
angeschlossen wird: solche Apparate treten dann an die Stelle des Mischbehälters
I der Beschreibung. Schließlich kann man auch die Pumpe 6, dann zweckmäßig als gewöhnliche
Zahnradpumpe ausgeführt, auf die Welle 3 selbst setzen.
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Die Pumpe 6 kann ferner in an sich bekannter Weise als Knetpumpe ausgestaltet
sein. pATENTANSPRlJCHE: I. Vorrichtung zum Homogenisieren und Zwischen nach Patent
834 242, dadurch gekennzeichnet. daß Mischapparat und Pumpe einseitig wirkend ausgehildet
sind und die heiderseitige .Äl>läufe der Reihanordnung ganz oder teilweise in
den Mischraum zurückführen.