EP0053759A2 - Mischvorrichtung und Verfahren zum Reinigen derselben - Google Patents

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EP0053759A2
EP0053759A2 EP81109898A EP81109898A EP0053759A2 EP 0053759 A2 EP0053759 A2 EP 0053759A2 EP 81109898 A EP81109898 A EP 81109898A EP 81109898 A EP81109898 A EP 81109898A EP 0053759 A2 EP0053759 A2 EP 0053759A2
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air
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/402—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes comprising supplementary stirring elements
    • B01F33/4021—Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes comprising supplementary stirring elements the gas being introduced through the shaft of the stirring element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/10—Maintenance of mixers
    • B01F35/145—Washing or cleaning mixers not provided for in other groups in this subclass; Inhibiting build-up of material on machine parts using other means
    • B01F35/1452—Washing or cleaning mixers not provided for in other groups in this subclass; Inhibiting build-up of material on machine parts using other means using fluids
    • B01F35/1453—Washing or cleaning mixers not provided for in other groups in this subclass; Inhibiting build-up of material on machine parts using other means using fluids by means of jets of fluid, e.g. air
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    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/91—Heating or cooling systems using gas or liquid injected into the material, e.g. using liquefied carbon dioxide or steam

Definitions

  • the invention relates to a mixing device for dry substances, in particular for mixing and cooling plastics, in the roughly cylindrical mixing container of which a mixer shaft with mixing blades is arranged so as to be drivable by a motor.
  • the object of the invention is such a design of a mixing device of the type mentioned that automatic cleaning is possible without removing the mixing tools or opening the lid.
  • air lines are arranged on the mixing blades, which are connected to an air duct of the agitator shaft and extend to the ends of the mixing blades, and that the air lines lead to nozzle orifices which lead to the container wall, bottom wall, the lid and the Walls of any cooling inserts are aligned.
  • the invention thus enables intensive cleaning of the walls of the container with compressed air.
  • the cleaning can be carried out essentially without interrupting the mixed operation.
  • tubes with nozzles are located on the mixing blades, which are connected to the air lines mentioned. This training ensures that air blowing on all surfaces in contact with the product is possible.
  • the invention relates to a method for cleaning a mixing device of the type mentioned.
  • This method for cleaning a mixing device is characterized according to the invention in that the cleaning of the inner walls de of the mixing container can be done by compressed air with the container closed.
  • the cleaning can therefore be carried out during the batch change times.
  • cleaning air is blown out while the mixing container is emptied while rotating the mixing blades.
  • the invention provides that cleaning air is blown out at periodic intervals during the mixing process. This ensures that the walls are always kept clean from the mix during the entire mixing process, so that there is always a perfect heat transfer to the heat exchange sections. This is particularly important for continuous mixed operation.
  • re-fluidization of the material to be cooled occurs through the air nozzles on the mixing blades.
  • these are primarily arranged on the outer wing ends, which extend as far as the inner wall of the tank.
  • the peripheral speed of the mixing blades alone creates an increased pressure in the material to be mixed, in particular on the wall of the container, which compresses the air by entraining air that has escaped to the center of the container and almost completely reverses the fluidization that has occurred in the heating mixer due to rapid circulation.
  • the flow properties of the mixed material deteriorate and thus the flow velocity in the boundary layer to the cooled container wall, which reduces the heat transfer from the mixed material to the cooling wall, in particular in the case of a product which is poor in free-flowing properties, and correspondingly reduces the cooling capacity.
  • the re-fluidization of the material to be mixed with the aid of the nozzle blades thus simultaneously ensures the required degree of fluidization and the required material pressure.
  • the known air cooling of mixed material by blowing artificial air into a mixing container, which takes place via a blower through the bottom, wall and lid, has the disadvantage that large ones Amounts of air are blown in, which is to be discharged via a correspondingly dimensioned filter, which has its known cleaning and air pollution problems .
  • the large amount of air causes moisture problems in the lower cooling temperature range close to room temperature.
  • the heat transfer to the cooling surface of the container is not improved without immediate air flushing, so that the efficiency of the jacket cooling is not favorably influenced by the cooling water.
  • the pressure blowing according to the invention takes place at a high pressure of 10 bar or significantly more. At this high pressure, you can get by with comparatively small amounts of air and still achieve a high cleaning effect.
  • a stirring container 1 comprises a mixing container 1 with a bottom wall 2, a peripheral wall 3 and a lid 4.
  • a stirrer shaft 5 is inserted through the bottom wall 2 in a conventional manner, which has a seam 6 with mixing blades 7.
  • the agitator shaft 5 is driven by a drive motor, not shown.
  • An air duct 8 runs through the agitator shaft 5 and is connected to an air pressure unit via a stuffing box or the like.
  • the air duct 8 extends into the hub 6 and is connected to air lines 9 which extend through the mixing blades 7 or on the same.
  • the air lines 9 are connected to nozzle orifices 10.
  • nozzles gene 10 Provided at the ends of the mixing blades there are nozzles gene 10 'provided.
  • Nozzle orifices 13 are also connected to the air lines 9 and are directed against the bottom wall 2 of the mixing container 1.
  • FIG. 1 shows the blowing area of the nozzle orifices 10.
  • the cleaning operation according to the invention is possible with the lid 4 closed.
  • Compressed air can be blown through the air lines 9 and the nozzle orifices 10 and 13, respectively, during the batch change times.
  • This compressed air strikes all wall areas of the mixing container, so that complete cleaning of the walls is possible.
  • the agitator shaft is rotated so that the wall areas are completely covered.
  • the compressed air blown out under high pressure has a strong cleaning effect, so that one can manage with a small amount of air.
  • Cleaning is also possible in such a way that a short pulse of compressed air is blown out during the mixed operation with periods between 1 and 10 seconds in order to continuously clean the walls.
  • the clean walls guarantee good and constant heat transfer for the necessary heat exchange.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment of a mixing device.
  • An annular wall 14 is provided within the mixing container 1, which e.g. serves as a cooling wall or as a partition. With this design, cleaning is also possible in the sense of the invention, the nozzles 12 also being directed onto the ring wall 14.
  • FIG. 3 shows the application of the invention to a mixing container 1 'with a horizontally aligned agitator shaft 5'.
  • the air lines 20 and 20 ' run inside the agitator shaft 5, in supports 15 for the mixing blades 7' or in the mixing blades 7 'themselves.
  • nozzle orifices 10 are provided which are distributed such that a complete one Cleaning the walls with compressed air is possible.
  • FIG. 4 shows a modified embodiment of the invention corresponding to FIG. 1.
  • Air lines 9 are provided within the mixing blades 7. These are connected at the mixing wing ends to pipes 11 which have nozzles 12. The tubes 11 are held by supports 16. The nozzles 12 in the outer circumferential area of the mixing blades are used in particular to re-fluidize the material to be mixed. From the air line 9 go directly nozzle orifices 10, the blow opening are directed against the wall of the harness.
  • FIG. 5 A corresponding embodiment of the invention is shown in FIG. 5.
  • Fig. 6 shows an imple mentation form of a mixing container 1 with a horizontal agitator shaft 5 '. This is designed as a raw shaft. Radial struts 17 are connected to the agitator shaft 5 ', on which blow tubes 18 with nozzles 10 are seated. An intensive torturing effect is also achieved with this warning.

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Abstract

Eine Mischvorrichtung für Trockenstoffe, insbesondere zum Mischen und Abkühlen von Kunststoffen, in deren etwa zylindrischem Mischbehälter (1) zentrisch eine Rührwerkswelle (5) mit Mischflügeln (7), von einem Motor antreibbar angeordnet ist. Das technische Problem betrifft die automatische Reinigung ohne Ausbau der Mischwerkzeuge oder Öffnen des Deckels. An den Mischflügeln (7) sind Luftleitungen (9) angeordnet, die an einen Luftkanal (8) der Rührwerkswelle (5) angeschlossen sind und zu den Mischflügelenden reichen. Die Luftleitungen (9) führen zu Düsenmündungen (10, 13), die auf die Behälterwandung, Bodenwandung, den Deckel sowie die Wände etwaiger Kühleinsätze ausgerichtet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für Trockenstoffe, insbesondere zum Mischen und Abkühlen von Kunststoffen, in deren etwa zylindrischen Mischbehalter zentrisch eine Kührwerkswelle mit Mischflügeln von einem Motor antreibbar angeordnet ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung einer Mischvorrichtung der genannten Art, daß eine automatische Reinigung ohne Ausbau der Mischwerkzeuge oder öffnen des Deckels möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an den Mischflügeln Luftleitungen angeordnet sind, die an einen Luftkanal der Rührwerkswelle angeschlossen sind und zu den Mischflügelenden reichen, und daß die Luftleitungen zu Düsenmündungen führen, die auf die Behälterwandung, Bodenwandung, den Deckel sowie die Wände etwaiger Kühleinsätze ausgerichtet sind.
  • Die Erfindung ermöglicht somit eine intensive Reinigung der Wandungen des Behälters mit Druckluft. Die Reinigung kann im wesentlichen ohne Unterbrechung des Mischbetriebs erfolgen.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf den Mischflügeln Rohre mit Düsen sitzen, die an die genannten Luftleitungen angescnlossen sind. Diese Ausbildung gewährleistet, daß die Luftbeblasung aller produktberührten Flächen möglich ist.
  • In weiterer Ausbildung betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen einer Mischvorrichtung der genannten Art.
  • Dieses Verfahren zum Reinigen einer Mischvorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung der Innenwände des Mischbehälters bei geschlossenenm Behälter durch Druckluft erfolgen kann.
  • Die Reinigung kann also während der Chargenwechselzeiten durchgeführt werden.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß Reinigungsluft bei entleertem Mischbehälter unter Drehung der Mischflügel ausgeblasen wird.
  • Ferner sieht die Erfindung vor, daß Reinigungsluft während des Mischvorgangs in periodischen Zeitabständen ausgeblasen wird. Dadurch wird erreicht, daß während des gesamten Mischvorgangs die Wände immer von Mischgut saubergehalten werden, so daß immer ein einwandfreier Wärmeübergang zu den Wärmeaustauschstrecken vorhanden ist. Dieses ist besonders für einen kontinuierlichen Mischbetrieb wichtig.
  • Es tritt gleichzeitig eine für die Abkühlung vorteilhafte Re-Fluidisierung des Mischgutes durch die Luftdüsen an den Mischflügeln ein. Diese sind dazu vornehmlich an den äußeren Flügelenden angeordnet, welche bis an die benälterinnenwandung reichen.
  • Die Umfangsgeschwindigkeit der Mischflügel allein erzeugt im Mischgut, insbesondere an der Behälterwandung, einen erhöhten Druck, wodurch eine Verdichtung desselben erfolgt, indem mitgeführte Luft zur Behältermitte entweicht und die im Heizmischer durch schnelle Umwälzung eingetretene Fluidisierung fast vollständig wieder rückgängig gemacht wird. Dadurch verschlechtert sich die Fließeigenschaft des Mischgutes und damit die Strömungsgeschwindigkeit in der Grenzschicht zur gekühlten Behälterwandung, was den Wärmeübergang vom Mischgut zur Kühlwandung, insbesondere bei materialbedingt schlecht rieselfähigem Produkt vermindert und die Kühlleistung entsprechend reduziert.
  • Die so im Kühlmischer unerwünscht eintretende Verminderung der Fließeigenschaft kann nicht durch Herabsetzung der Umfangsgeschwindigkeit der Flügel vermieden werden, weil gerade der die Verdichtung des Mischgutes bewirkende Materialdruck infolge hoher Flügelgeschwindigkeit an der Behälterwand erforderlich ist, um eine intensive Produktberührung der Kühlfläche zu gewährleisten.
  • Durch die Re-Fluidisierung des Mischgutes mit Hilfe der Düsenflügel werden somit gleichzeitig notwendiger Fluidisierungsgrad und erforderlicher Materialdruck sichergestellt.
  • Die bekannte Luftkühlung von Mischgut durch Einblasen von Künlluft in einen Mischbehälter, welche über ein Gebläse durch Boden, Wand und Deckel erfolgt, hat demgegenüber den Nachteil, daß große Mengen Luft eingeblasen werden, die über ein entsprechend dimensio- niertes Filter abzuführen ist, was seine bekannten Reinigungs- und Luftverschmutzungsprobleme hat.
  • Es erfolgt bei derartiger Lufteinblasung praktisch keine Luftspülung und Abreinigung der Kühlfläche während des Kühlvorgangs und nach der Entleerung zur Reinigung. Denn die kinetische Energie der durch ein Gebläse erzeugten Luftströmung ist gering, da ein solches Gebläse in einem Druckbereich arbeitet, der kleiner als 1 bar ist.
  • Die große Luftmenge bringt Feuchtigkeitsprobleme im unteren Abkühltemperaturbereich nahe der Raumtemperatur Der Wärmeüpergang zur Kühlfläche des Behäters wird ohne unmittelbare Luftspülung derselben nicht verbessert, so daß der ilirkungsgrad der Mantelkühlung durch das Kühlwasser hierbei nicht günstig beeinflußt wird.
  • Die Druckbeblasung nach der Erfindung erfolgt mit einem hohen Druck von 10 bar oder wesentlich mehr. Bei diesem hohen Druck kommt man mit vergleichweise kleinen Luftmengen aus und erzielt trotziem einen hohen Reinigungseffekt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen dargestellt, in denen darstellen:
    • Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Mischvorrichtung nach der Erfindung,
    • Fig. 2 eine zweite Ausführungsform,
    • Fig. 3 eine dritte Ausführungsform,
    • Fig. 4 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 1,
    • Fig. 5 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 2 und
    • Fig. 6 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 3.
  • Die Mischvorrichtung nach Fig. 1 umfaßt einen Mischbehälter 1 mit einer Bodenwandung 2, einer Umfangswandung 3 und einem Deckel 4. Durch die Bodenwandung 2 ist in üblicher Weise eine Rührwerkswelle 5 eingeführt, die eine Nahe 6 mit Mischflügeln 7 aufweist. Die Rührwerkswelle 5 wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben.
  • Durch die Rührwerkswelle 5 verläuft ein Luftkanal 8, der über eine Stopfbuchse oder dergleichen mit einem Luftdruckaggregat verbunden ist. Der Luftkanal 8 reicht bis in die Nabe 6 und ist mit Luftleitungen 9 verbunden, die sich durch die Mischflügel 7 oder an denselben erstrecken. Die Luftleitungen 9 stehen mit Düsenmündungen 10 in Verbindung. Insbesondere an den Mischflügelenden sind Düsenmündungen 10' vorgesehen. In anderer Weise kann man auch auf die Mischflügel Rohre 11 mit Düsen 12 setzen, die ebenfalls mit den Luftleitungen 9 in Verbindung stehen. An die Luftleitungen 9 sind auch Düsenmündungen 13 angeschlossen, die gegen die Bodenwandung 2 des Mischbehälters 1 gerichtet sind.
  • Fig. 1 zeigt den Blasbereich der Düsenmündungen 10. Der Reinigungsbetrieb nach der Erfindung ist bei geschlossenem Deckel 4 möglich. Jeweils während der Chargenwechselzeiten kann Druckluft durch die Luftleitungen 9 und die Düsenmündungen 10 bzw. 13 geblasen werden. Diese Druckluft trifft auf alle Wandungsbereiche des Mischbehälters auf, so daß eine vollständige Reingung der Wandungen möglich ist. Während des Reinigungsvorgangs läßt man die Rührwerkswelle rotieren, damit die Wandungsbereiche vollständig erfaßt werden. Die unter einem hohen Druck ausgeblasene Druckluft hat einen starken Reinigungseffekt, so daß man mit einer geringen Luftmenge auskommt.
  • Eine Reinigung ist auch in der Weise möglich, daß während des Mischbetriebs mit Perioden zwischen 1 und 10 sec Dauer jeweils ein kurzer Druckluftimpuls ausgeblasen wird, um die Wandungen kontinuierlich zu reinigen. Die sauberen Wandungen garantieren einen guten und gleichbleibenden Wärmeübergang für den notwendigen Warmeaustausch.
  • Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Mischvorrichtung. Innerhalb des Mischbehälters 1 ist eine Ringwandung 14 vorgesehen, die z.B. als Kühlwandung oder als Trennwandung dient. Auch bei dieser Ausbildung ist eine Reinigung im Sinne der Erfindung möglich, wobei die Düsen 12 auch auf die Ringwandung 14 gerichtet sind.
  • Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Mischbehälter 1' mit honrizontal ausgerichteter Rührwerkswelle 5'. In diesem Fall verlaufen die Luftleitungen 20 und 20' innerhalb der Rührwerkswelle 5, in Stützen 15 für die Mischflügel 7' oder in den Mischflügeln 7' selbst. Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind Düsenmündungen 10 vorgesehen, die so verteilt sind, da3 eine vollständige Reinigung der wände mit Druckluft möglich ist.
  • Fig. 4 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende abgewandelte Ausführungsform der Erfindung. Innerhalb der Mischflügel 7 sind Luftleitungen 9 vorgesehen. Diese stehen an den Mischflügelenden mit Rohren 11 in Verbindung, die Düsen 12 aufweisen. Die Rohre 11 sind durch Stützen 16 gehalten. Die Düsen 12 im äußeren Umfangsbereich der Mischflügel dienen insbesondere zur Re-Fluidisierung des Mischgutes. Von der Luftleitung 9 gehen unmittelbar Düsenmündungen 10 aus, deren Blasöffnungen gegen die Rodenwandung gerichtet sind.
  • Eine entsprechende Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Dort sind zur Reinigung der Ringwand 14 ebenfalls Rohre 11 mit Düsen 12 vorgesehen
  • Fig. 6 zeigt eine Aus führungsform eines Mischbehälters 1 mit horizontaler Rührwerkswelle 5'. Diese ist als Rohlwelle ausgebildet. An die Rührwerkswelle 5' sind radiale Streben 17 angeschlossen, an denen Blasrohre 18 mit Düsen 10 sitzen. Man erreicht auch mit dieser Anargnung eine intensive Peinigungswirkung.

Claims (5)

1. Mischvorrichtung für Trockenstoffe, insbesondere zum Mischen und Abkühlen von Kunststoffen, in deren etwa zylindrischem Mischbehälter zentrisch eine Rührwerkswelle mit Mischflügeln, von einem Motor antreibbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mischflügeln (7) Luftleitungen (9) angeordnet sind, die an einen Luftkanal (8) der Rührwerkswelle (5) angeschlossen sind und zu den Mischflügelenden reichen, und daß die Luftleitungen (9) zu Düsenmündungen (10, 13) führen, die auf die Behälterwandung, Bodenwandung, den Deckel sowie die Wände etwaiger Kühleinsätze ausgerichtet sind.
2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Mischfliigeln (7) Rohre (11) mit Düsen (12) sitzen, die an die genannten Luftleitungen angeschlossen sind.
3. Verfahren zum Reinigen einer Mischvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung der Innenwände des Mischbehälters bei geschlossenenm Behälter durch Druckluft erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Reinigunsluft bei entleertem Mischbehälter unter Drehung der Mischflügel ausgeblasen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Reinigungsluft während des Mischvorgangs in periodischen Zeitalastünden ausgeblasen wird.
EP81109898A 1980-12-10 1981-11-25 Mischvorrichtung und Verfahren zum Reinigen derselben Withdrawn EP0053759A3 (de)

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