DEP0031955MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 27. August 1942 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum

Mischen von Stoffen, z. B. von Flüssigkeiten, flüssigen und festen Stoffen, von Flüssigkeiten mit Faserstoffen sowie breiförmigen und klumpenden Stoffen.

Man hat bereits Mischvorrichtungen in, Vorschlag

gebracht, bei denen eine oder mehrere Rührwellen mit parallel zur Behälterwandung verlaufenden Achsen angeordnet sind, welche die Mischwerkzeuge in Form von, Rührarmen tragen.

Es 'sind auch bereits Mischvorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen die mit ihrer Achse parallel zur Behälterwandung oder zum Behälterboden verlaufenden Rührwellen exzentrisch angeordnet und, mit kurzhebeligen Mischwerkzeugen versehen sind. Bei den bisherigen Ausführungen waren diese kurzhebeligen Rührwerkzeuge in Form von mit Durchbrüchen versehenen leistenförmigen Schaufeln ausgebildet, die sich über die ganze Länge der Rührwerkswelle erstreckten.

Man hat auch bereits Mischvorrichtungen, vorgeschlagen, bei denen, eine zentrisch im Behälter angeordnete Rührwelle mit verhältnismäßig kurzen Armen besetzt ist, die zwischen an der Wandung des Behälters vorgesehenen längeren Armen hindurchgehen. Man, hat auch bereits vorgeschlagen, zwei derartige Wellen gegeneinanderwirkend derart anzuordnen, daß die Messerflügel der einen. Welle durch die Messerzwischenräume der anderen sich hindurcharbeiten. Dabei hat man bereits die Mischflügel und den mit der Wandung verbundenen Rechen mit engem Zwischenraum angeordnet, um

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zu erreichen, daß das Gut von den Flügeln durch den Rechen abgeschert, also nicht über den Rechen angehoben wird.

Es wurde gefunden, daß man mit exzentrisch angeordneten Rührwerkswellen und kurzhebeligen, in Form von durchbrochenen Längsleisten gestalteten Rührschaufeln, die an sich bereits erhebliche Mischwirkung solcher Vorrichtungen noch außerordentlich steigern kann, wenn man die Rührwellen der Rührwerkzeuge mit einer Umfangsgeschwindigkeit von mindestens 150 m pro Minute, zweckmäßig mit einem Mehrfachen dieser Umfangsgeschwindigkeit antreibt und dabei die Rührwerkzeuge der mit ihrer Achse exzentrisch, etwa parallel zu einer Mantellinie der Behälterwandung oder des Bodens angeordneten Wellen in Form von zahlreichen an der Achse sitzenden Vorsprüngen oder Zungen ausbildet. Dabei sind die Rührwerksachsen in so geringer Entfernung von der Behälter- wand oder dem Behälterboden angeordnet, daß die Zungen diese bei der Rotation nahezu längs einer Mantellinie berühren.

Die vorstehend angegebene minimale Umfangsgeschwindigkeit von 150 m pro Minute erscheint im Hinblick auf die unter dem Namen Kreisel-

^r"" mischer bekannten Mischer nicht besonders hoch, Bei solchen Kreiselmischern hat man bereits höhere Umfangsgeschwindigkeiten angewandt. Die Erfindung betrifft indes Mischvorrichtungen wesentlich

-30 anderer Bauart und anderer Wirkungsweise, da bei einem Kreiselmischer die Mischwirkung wesentlich durch das Vorwärtsschieben des Mischgutes unter dem Druck verhältnismäßig großer Schaufelflächen sowie auf dem Ansaugen des Mischgutes auf der Rückseite der Schaufelflächen beruht, Im Rahmen der Erfindung handelt es sich dagegen um die Ausbildung von Hochleistungsmischern, die mit einfachen Rührwerken ausgestattet sind, durch deren besondere Ausbildung die Mischwirkung potenziert werden soll. Bei solchen Mischern mit Rührwellen ist die angegebene minimale Umfangsgeschwindigkeit, insbesondere wenn man die kurzhebelige Ausbildung und die dadurch bedingte große Umdrehungszahl berücksichtigt, als hoch zu bezeichnen.

Ein Vorteil, der mit der neuen Ausbildungsform einer Vorrichtung zum Mischen von Stoffen mit Rührwellen und kurzhebeligen Mischwerkzeugen erzielt wird, ist, daß in allen Fällen neben der Mischwirkung erhebliche Zerkleinerungswirkungen erzielt werden,, so ^; daß Vorrichtungen der vor- < ■; geschlagenen Art sich insbesondere zum Mischen von stückigen_: oder .klumpigen Stoffen eignen, die während der Mischung zerkleinert werden müssen.

Diese Zerkleinerungswirkung wird bei der erfindungsgetnäßen Vorrichtung insbesondere dann erzielt, wenn mehrere Rührwerke mit im Verhältnis zur Behälterdimension kurzen, in der Achsenrichtung der Rührwerke gegeneinander versetzten zungenförmigen Vorsprängen derart angeordnet werden, daß die Zungen bei der Rotation der Rührwerkzeuge aneinander vorbeikämmen, wobei sie infolge: ihrer kurzhebeligen Ausbildung bei hoher Umfangsgeschwindigkeit erhöhte Scherwirkung ausüben. Auch die Behälterwandung kann man im Sinne der Erfindung längs einer von einem exzentrisch angeordneten Rührwerkzeug nahezu berührten Mantellinie mit in ihrer Länge den kurzhebeligen Vorsprüngen der Rührwellen entsprechenden, gegenüber den Vorsprüngen der Rührwellen versetzten Vorsprüngen versehen, zwischen denen die Rührwerksvorsprunge bei ihrer Rotation hindurchkämmen.

Man kann auch mehrere Rührwerke mit zungenförmigen Vorsprüngen zahnradartig ineinander arbeiten lassen, also derart, daß die Vorsprünge benachbarter Rührwerke einander folgen, wobei die Rührwerkswellen zwangläufig, z. B. durch Zahnräder miteinander verbunden, angetrieben werden können.

Falls Behälterboden öder Behälterwandungen in der Richtung der Rührwerksachse gekrümmt sind, kann man die Rührwerkszungen in ihrer Länge zweckmäßig der Behälterkrümmung anpassen. Zwecks Verminderung der Fliehkräfte können die Zungen des Rührwerkes wie auch die Rührwerkswellen selbst hohl ausgebildet sein. In jedem Fall können die einzelnen Rührwerkzeuge mit gleicher oder mit verschiedener Geschwindigkeit im gleichen oder entgegengesetzten Sinne angetrieben werden. Die Ausbildung der kurzhebeligen Rührwerkzeuge ist im übrigen beliebig; sie können z. B. auch in Form von Stiften, Zacken oder Zähnen gestaltet sein, die an einer walzenförmig verstärkten Rührwerkswelle angeordnet sind.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes rein schema.-tisch dargestellt.

Die Behälter sind z. B. ohne Deckel dargestellt. Es ist indes selbstverständlich, daß, wie bei jedem Mischgefäß, je nach der Füllung, des Behälters und der Durchführung des Mischvorganges ein Deckel aufgesetzt werden, kann. Ebenso sind keine Antriebsmotoren, keine Übersetzungsgetriebe, z.B. stufenlose Getriebe, sowie keine Ablaß vorrichtungen usw. dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß auch diese, bei allen Mischbehältern üblichen Teile vorgesehen werden können.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt ein erfindungsgemäß gestaltetes ,'Rührwerk im Längsschnitt;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie A-B in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit zwei Rührwerken im Querschnitt; Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie C-D in Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines Behälters mit zwei Rührwerken; .

Fig. 6 ist eine Ansicht eines Rührwerkes nach

Flg. 5; ■■..■■..: : '..·■■

Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Im einzelnen bezeichnet in den Figuren das Bezugszeichen 1 einen zur Aufnahme,-, der zu mischenden Stoffe, z. B. mehrerer Flüssigkeiten oder von Flüssigkeiten und festen Stoffen,-Flüssig-

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keiten und Faserstoffen usw., dienenden Behälter. Gemäß Fig. ι und 2 ist am Boden des Behälters und parallel zu ihm eine Rührwerkswelle 2 angeordnet. Diese trägt die zungenförmigen, kurzhebeligen Rührschaufeln 3 und 4. Am Boden, des Gefäßes 1 sind entsprechende zungenartige Vorsprünge 7 angebracht, die in die Lücken 5 und 6 zwischen den Zungen eingreifen. Auf diese Weise wird, wenn die Zungen der Rührwerks welle 2 zwischen den Vorsprüngen 7 mit einer mindestens 150 m pro Minute betragenden, zweckmäßig erheblich höheren Umfangsgeschwindigkeit hindurchgehen, . eine besonders kräftige Zerreiß wirkung, Scherwirkung oder Zerkleinerungswirkung, sowie gleichzeitig auch eine besonders kräftige Mischwirkung auf die am Boden liegenden festen Stoffteile ausgeübt.

Nach Fig. 3 und, 4 sind in dem Behälter 1, parallel zum Boden desselben verlaufend, zwei Rührwerkswellen 8 und 9 angeordnet, die mit kreuzförmig oder sternförmig angebrachten Zungen 10, 11, 12, 13, bzw. 14, 15, 16, 17 ausgestattet sind. Die Zungen des Rührwerkes 8 und die Zungen des Rührwerkes 9 sind in der Längsrichtung der Rührwerksachsen, versetzt gegeneinander angeordnet, gehen bei der Drehung der Rührwerke, wie in Fig. 4 dargestellt, also derart aneinander vorbei, daß sie gegenseitig durch die Lücken zwischen den Zungen des benachbarten Rührwerkes hindurchkämmen. Außerdem können noch am Boden des Behälters oder auch an der Seitenwandung desselben feste Gegenzungen od. dgl. Vorsprünge 18, 19, 20, 21 angeordnet sein.

Die Achsen der Rührwerke 8 und 9 sind im

35. Behälter 1 exzentrisch angeordnet. Sie -liegen in so geringem Abstand parallel zur Wandung des Rührwerkes, daß die kurzhebeligen Zungen der beiden Rührwerke die Behälterwandungen nahezu längs einer Mantellinie berühren.

Nach Fig. 5 und 6 greifen die Vorsprünge 22 und 23 der Rührwerkswellen 24 und 25 wie die Zähne von Zahnrädern ineinander, so daß sie bei der Drehung der Rührwerkswellen einander .nachfolgen.

In diesem Fall sind die Rührwerkswellen 24 und ,25 zwangläufig miteinander, z. B. durch Zahnräder 26, 27 verbunden. Dabei kann eine Rührwerkswelle, z. B. die Welle 25, in beliebiger Weise, z. B. mit Hilfe einer Riemenscheibe 28, angetrieben werden.

Der Mischbehälter 1 kann nach Fig. 7 und, 8 auch mit doppelt gekrümmtem Boden ausgestaltet sein. In diesem Fall sind die Zungen 30, 31 auf der Welle 29 in ihrer Länge der Krümmung der von den Zungen bei der Rotation des Rührwerkes nahezu berührten Mantellinie des Bodens angepaßt.

Anstatt, wie beschrieben, waagerecht angeordnet

zu sein, können in der gleichen Weise ausgestaltete Rührwerke auch mit senkrecht angeordneten Wellen in entsprechend gestalteten Mischbehältern verwendet werden. Zungen und Wellen können zwecks Verringerung der auftretenden Fliehkräfte hohl ausgestaltet werden.

Gegebenenfalls können die .Rührwerkzeuge auch in Form von Walzen ausgebildet werden, die mit kurzhebeligen Spitzen oder Zacken besetzt sind. Diese stift- oder zackenförmigen Vorsprünge können mit entsprechend am. Boden oder an der Wandung des Behälters 1 angeordneten. Vorsprüngen derart zusammenarbeiten, daß sie durch die Lücken zwischen denselben hindurchgehen. Dabei ist es nicht erforderlich,. daß die aneinander vorbeigeführten .Vorsprünge mit erheblichem Spiel aneinander vorbeigehen. In vielen Fällen ist es z.B. vorteilhaft, wenn ihr gegenseitiger Abstand bei.der Rotation so gering ist, daß ein Zerreißen, Zermahlen oder Zerreiben der behandelten Stoffe stattfindet. .

Gegebenenfalls können die an der Rührwerkswalze wie auch am Boden oder an der Wandung des Behälters angeordneten zackenartigen, Vorsprünge auch gefräst sein. Diese Fräsungen könnten z.B. so angeordnet werden, daß die. einzelnen Zacken die stehengebliebenen ,Teile . schraubenlinienartig oder schräg verlaufender Leisten bilden, zwischen denen die Lücken ausgefräst sind. ■ Die stehengebliebenen Zacken werden dann im Sinne des Erfindungsvorschlages so angeordnet, daß sie durch die Lücken zwischen den Gegenzacken, unter Ausübung einer möglichst starken Scherwirkung hindurchgehen. : ,. ..

Falls auf diese Weise erhebliche mechanische Kräfte zwischen dem Walzensystem und, der .,,-. Behälterwandung entstehen, kann man die Walze oder auch den. Behälter zweckmäßig kühlbar ausgestalten. ■

Die einzelnen Rührwerkzeuge können je nach ihrer besonderen Anordnung mit gleicher oder ver- . .... schiedener Geschwindigkeit im gleichen oder entgegengesetzten Sinne umlaufend angetrieben werden. . ..

Die beschriebene Vorrichtung eignet-sich·;nicht nur zum Mischen von stückigen' oder klumpigen Stoffen, sondern auch z. B. für Auflösevorgänge, wie zum Auflösen von harten Harzen, die in größeren Stücken oder Klumpen in das Lösungsmittel eingerührt werden. Infolge der großen Umfangsgeschwindigkeit der Rührwerkzeuge wirken in solchen Fällen die kurzhebeligen Vorsprünge der Rührwerks wellen etwa wie die Zerkleinerungswerkzeuge einer Mühle. Durch die ständigen auf die stückigen Stoffe ausgeübten Schläge wird, auch wenn jedesmal nur kleinere Teile abgelöst werden, die Oberfläche schnell vergrößert, so daß immer wieder frische Oberflächenteile mit dem Lösungsmittel in Berührung kommen und die Lösungsmittelvorgänge wesentlich beschleunigt werden.

Die angegebene minimale Umfangsgeschwindigkeit von 150 m pm Minute der kurzhebeligen Rührwerkseinrichtung wird je nach dem Mischzweck erheblich, z. B. auf etwa 750 m pro Minute und höher, gesteigert.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung zum Mischen von Stoffen, z. B. Flüssigkeiten, flüssigen und, festen Stoffen,

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   Flüssigkeiten mit Faserstoffen, breiförmigen und klumpenden Stoffen mit umlaufenden, parallel zur Behälterwand verlaufenden, kurzhebelige Mischwerkzeuge tragenden, exzentrisch angeordneten Rührwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkzeuge mit einer Umfangsgeschwindigkeit von wenigstens 150 m pro Minute, zweckmäßig mit einem Mehrfachen dieser Umfangsgeschwindigkeit, angetrieben werden, wobei eine oder mehrere exzentrisch, etwa parallel zu einer Mantellinie der Behälterwandung oder des Bodens angeordnete Rührwelle oder Rührwellen mit zahlreichen zungenförmigen, an jeder Welle sitzenden Vorsprüngen ausgerüstet und in so geringer Entfernung von der Behälterwand oder dem Behälterboden angeordnet sind, daß die Zungen diese bei der Rotation nahezu längs einer Mantellinie berühren.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rührwerke mit im Verhältnis zur Behälterdimension kurzen, in der Achsenrichtung der Rührwerke gegeneinander versetzten, zungenförmigen Vorsprängen derart angeordnet sind, daß die Zungen bei der Rotation der Rührwerkzeuge in an sich bekannter Weise aneinander vorbeikämmen und infolge ihrer Kurzhebeligkeit bei hoher Umfangsgeschwindigkeit erhöhte Scherwirkung ausüben.
3. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Behälterwandung längs einer von einem exzentrisch angeordneten Rührwerkzeug nahezu berührten Mantellinie mit den kurzhebeligen Vorsprüngen der Rührwellen entsprechenden, gegenüber den Vorsprüngen der Rührwellen versetzten Vorsprungen versehen ist, zwischen denen die Rührwerksvorsprünge bei ihrer Rotation hindurchkämmen.
4. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rührwerke mit zungenförmigen Vorsprüngen zahnradartig ineinander arbeiten, also 'derart, daß die Vorsprünge benachbarter Rührwerke einander folgen, wobei die Rührwerkswellen zwangläufig, z. B. durch Zahnräder miteinander verbunden, angetrieben werden.
5. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Richtung der Rührwerksachse gekrümmten Behälterböden oder Behälterwandungen die Rührwerkszungen in ihrer Länge der Behälterkrümmung angepaßt sind.
6. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen. 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen der Rührwerke oder die Rührwerkswellen zwecks Verminderung der Fliehkräfte,hohl ausgebildet sind.
7. 7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rührwerkzeuge mit gleicher oder verschiedener Geschwindigkeit im gleichen oder entgegengesetzten Sinn umlaufend, angetrieben werden.
8. 8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Rührwerkzeuge in Form von mit Stiften, Zacken, Zähnen od. dgl. besetzten Walzen ausgestaltet sind.
9. 9. Verwendung einer Vorrichtung nach Ansprüchen ι bis 8, als Auflösevorrichtung für klumpige oder stückige Stoffe, z. B. harte Harze, die bei der Auflösung gleichzeitig einer Zerkleinerung unterworfen werden sollen.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 690780, 470930, 329063,274854;

   österreichische Patentschrift Nr. 92 637.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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