EP0367948B1 - Mischvorrichtung - Google Patents
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- B01F27/808—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers driven from the bottom of the receptacle
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- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
- B01F35/32—Driving arrangements
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- B01F35/3213—Disposition of the drive at the lower side of the axis, e.g. driving the stirrer from the bottom of a receptacle
Definitions
- the invention relates to a mixing device according to the preamble of claim 1.
- Mixing devices of the type required in the preamble of claim 1 are known, for example, from DE-C-2 110 047 and EP-A-168 564.
- the invention is therefore based on the object of designing a mixing device according to the preamble of claim 1 in such a way that disruptive dust formation when the mixing container is opened is avoided.
- a suction device with a valve body is thus provided on the second container part, through which a suction opening provided in a wall of the second container part can be optionally blocked or released.
- An expedient embodiment of the invention provides for protective gas to be introduced into the mixing container in order to carry out the mixing process under explosion protection conditions.
- the suction device according to the invention allows the oxygen atmosphere to be drawn off when the mixing container is filled with the protective gas and, after the mixing process has ended, the protective gas to be removed.
- the mixing device shown in FIGS. 1 and 2 as the first exemplary embodiment of the invention contains a mixing container which consists of two bowl-shaped container parts 1 and 2, which with the aid of clamping devices 3 at their open ends facing one another can be firmly connected.
- the first container part 1 provided with a floor outlet 4 can be moved with the help of a driving pallet 5.
- the second container part 2 contains mixing tools 6 inside, which are driven by a drive motor 7.
- the second container part 2 is held stationary on a column-like stationary holder 8, specifically by means of a swivel shaft 8a with a horizontal swivel axis 9.
- the swivel shaft 8a is driven by a swivel drive 10 consisting of a drive motor 10a and a slip-on gear 10b.
- the second container part 2 can be pivoted about 180 ° about the horizontal pivot axis 9 by the pivot drive 10, namely between an initial position (FIG. 1) in which the second container part 2 forms the lid of the mixing container and a mixing position in which the second container part 2 forms the bottom of the mixing container.
- a suction device 11 is fastened to the second container part 2, specifically to its bottom wall 2a located in the starting position. It contains a tubular, preferably cylindrical suction housing 12, which in the region of its - in the drawing - upper end 12a has a connecting piece 13 which can be connected to a suction line 15 by a pipe coupling 14 (preferably in the manner of a quick coupling).
- This suction line 15 is part of a suction system with (not shown) filter and suction fan.
- the end of the suction line 15 that can be connected to the connecting piece 13 may also be flexible in order to enable a quick coupling connection to the connecting piece 13.
- the suction housing 12 is fastened to the bottom wall 2a, for example welded on. It projects with its lower end through an outer bottom wall part 2a 'and is connected to an inner bottom wall part 2ateil at a point at which a circular suction opening 16 is provided in the inner bottom wall part 2a' of the second container part 2.
- the suction opening 16 is surrounded by an annular sealing seat 17 which widens in the direction of the suction device 11.
- the suction device 11 contains a valve body 18 which is essentially in the form of a circular disk.
- This valve body 18 fits exactly into the sealing seat 17 of the suction opening 16.
- the valve body 18 has a sealing section 18a which tapers against the sealing seat 17.
- a groove 19 is provided on the circumference of this sealing section 18a, into which a sealing ring 20 is inserted.
- the valve body 18 can be moved axially back and forth between the closed position shown in FIG. 2 in solid lines and the open position 18 ′ shown in broken lines in the suction housing 12 (corresponding to the double arrow 21).
- the valve body 18 closes the suction opening 16 flush with the inner wall of the inner bottom wall part 2a ⁇ .
- the valve body 18 In the starting position of the mixing container, on the other hand, the valve body 18 can be brought into its open position 18 'and the suction opening 16 can thereby be opened.
- the tubular suction housing 12 has a clear cross section which is larger than the cross section of the suction opening 16 and the diameter of the valve body 18.
- the suction ring gap 22 between the circumference of the valve body 18 and the inner wall of the suction housing 12.
- a pressure-medium-actuated cylinder-piston unit in the form of a compressed air cylinder 24 is provided in the illustrated embodiment, which is axially flanged to the upper end 12a of the suction housing 12 facing away from the suction opening 16 (flange connection 25).
- the piston rod 24a of the compressed air cylinder 24 is fixedly connected to the end 26a of an actuating rod 26, the other end 26b of which supports the valve body 18.
- the establishment and release of the coupling connection between the suction line 15 and the connecting piece 13 can be reported by limit switches of a control device belonging to the mixing device, so that the actuation of the valve body 18 by the compressed air cylinder 24 is controlled as a function of the actuation of these limit switches.
- FIG 3 shows a further embodiment of the mixing device according to the invention, which makes it possible to carry out the mixing process under a protective gas atmosphere (for example under a nitrogen atmosphere) in order to meet explosion protection conditions in this way.
- a protective gas atmosphere for example under a nitrogen atmosphere
- FIG. 3 only illustrates the area which is delimited in FIG. 1 with dashed lines and identified by the reference symbol x.
- FIG 3 shows the swivel shaft 8a, via which the slip-on gear 10b of the swivel drive 10 with the second container part 2 is rotatably connected.
- This pivot shaft 8a is rotatably supported by bearings 27 in the fixed bracket 8.
- the slip-on gear 10b is fixed on the bracket 8 by means of screws 28.
- the pivot shaft 8a is designed as a hollow shaft.
- a pipe 29 is arranged, which serves for the supply of protective gas and rotates with the pivot shaft 8a.
- the outer end of the pipeline 29 is connected via a sealing head 30 to a stationary and rotationally fixed (not illustrated) protective gas supply line, a sealed rotary connection 31 being present between the sealing head 30 and the pipeline 29.
- a valve 32 is arranged, the details of which are not illustrated in FIG.
- This valve 32 opens under pressure (i.e. when protective gas under pressure is supplied via the pipeline 29). In the depressurized state, the valve closes and is preferably flush with the inner wall of the second container part 2.
- a measuring point can be provided to which a residual oxygen measuring system is connected.
- the first container part 1 filled with the product becomes moved under the second container part 2 and coupled with this via the pneumatic clamping devices 3. If the coupling connection is established (which is reported by the limit switch) and the lifting cylinders (which have raised the first container part 1 for establishing the coupling connection) are again in their lower position, protective gas (for example Nitrogen) supplied to the pipeline 29 and introduced into the mixing container via the valve 32.
- protective gas for example Nitrogen
- the feed pressure can be, for example, 1 to 2 bar.
- the valve body 18 of the suction device 11 opens, so that the mixed atmosphere (oxygen / protective gas) which is formed in the mixing container is sucked off via the suction line 15.
- the mixing container is suctioned off via the suction device 11 in the manner already explained.
- the mixing container can then be opened.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Mischvorrichtungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art sind beispielsweise durch die DE-C-2 110 047 und die EP-A-168 564 bekannt.
- Im Betrieb derartiger Mischvorrichtungen entsteht im Innern des Mischbehälters vielfach ein Überdruck, der beim Öffnen des Mischbehälters - je nach Art des Mischgutes - oft zu einer beträchtlichen Staubentwicklung führt.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß eine störende Staubentwicklung beim Öffnen des Mischbehälters vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.
- Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Erfindungsgemäß ist somit am zweiten Behälterteil eine Absaugeinrichtung mit einem Ventilkörper vorgesehen, durch den eine in einer Wand des zweiten Behälterteiles vorgesehene Absaugöffnung wahlweise absperr- oder freigebbar ist. Mittels einer derartigen Absaugeinrichtung ist es möglich, vor dem Öffnen des Mischbehälters nach Durchführung eines Mischvorganges den im Mischbehälter herrschenden Überdruck abzubauen und gebildeten Staub abzusaugen, so daß beim anschließenden Öffnen des Mischbehälters keine Staubbelästigung für die Umgebung mehr auftritt.
- Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, in den Mischbehälter Schutzgas einzuführen, um den Mischvorgang unter Explosionsschutzbedingungen durchzuführen. Die erfindungsgemäße Absaugeinrichtung gestattet hierbei beim Füllen des Mischbehälters mit dem Schutzgas den Abzug der Sauerstoffatmosphäre und nach Beendigung des Mischvorganges das Abziehen des Schutzgases.
- Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht.
- Es zeigen
- Fig.1 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung in der Ausgangsstellung,
- Fig.2 einen Vertikalschnitt durch eine mit der Absaugeinrichtung versehene Zone des zweiten Behälterteiles,
- Fig.3 einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem Schutzgas in den Mischbehälter eingeführt werden kann.
- Die in den Fig.1 und 2 als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Mischvorrichtung enthält einen Mischbehälter, der aus zwei schalenförmigen Behälterteilen 1 und 2 besteht, die mit Hilfe von Spannvorrichtungen 3 an ihren einander zugewandten offenen Enden fest miteinander verbunden werden können. Der mit einem Bodenauslauf 4 versehene erste Behälterteil 1 kann mit Hilfe einer Fahrpalette 5 verfahren werden.
- Der zweite Behälterteil 2 enthält in seinem Innern Mischwerkzeuge 6, die durch einen Antriebsmotor 7 angetrieben werden. Der zweite Behälterteil 2 ist an einer säulenartigen ortsfesten Halterung 8 stationär gehaltert, und zwar mittels einer Schwenkwelle 8a mit horizontaler Schwenkachse 9. Der Antrieb der Schwenkwelle 8a erfolgt durch einen Schwenkantrieb 10, bestehend aus einem Antriebsmotor 10a und einem Aufsteckgetriebe 10b.
- Der zweite Behälterteil 2 kann durch den Schwenkantrieb 10 um etwa 180° um die horizontale Schwenkachse 9 geschwenkt werden, und zwar zwischen einer Ausgangsstellung (Fig.1), in der der zweite Behälterteil 2 den Deckel des Mischbehälters bildet, und einer Mischstellung, in der der zweite Behälterteil 2 den Boden des Mischbehälters bildet.
- An dem zweiten Behälterteil 2, und zwar an dessen in der Ausgangsstellung oben befindlicher Bodenwand 2a, ist eine Absaugeinrichtung 11 befestigt. Sie enthält ein rohrförmiges, vorzugsweise zylindrisches Absauggehäuse 12, das im Bereich seines - in der Zeichnung - oberen Endes 12a einen Anschlußstutzen 13 aufweist, der durch eine Rohrkupplung 14 (vorzugsweise nach Art einer Schnellkupplung) mit einer Absaugleitung 15 verbunden werden kann. Diese Absaugleitung 15 ist Teil einer Absauganlage mit (nicht veranschaulichtem) Filter und Absauggebläse. Eventuell kann das mit dem Anschlußstutzen 13 verbindbare Ende der Absaugleitung 15 auch flexibel ausgebildet sein, um eine schnelle Kupplungsverbindung mit dem Anschlußstutzen 13 zu ermöglichen.
- Das Absauggehäuse 12 ist an der Bodenwand 2a befestigt, beispielsweise angeschweißt. Es ragt mit seinem unteren Ende durch einen äußeren Bodenwandteil 2a′ hindurch und ist an einem inneren Bodenwandteil 2a˝ an einer Stelle angeschlossen, an der eine kreisförmige Absaugöffnung 16 in dem inneren Bodenwandteil 2a′ des zweiten Behälterteiles 2 vorgesehen ist. Die Absaugöffnung 16 ist von einem kreisringförmigen, sich in Richtung auf die Absaugeinrichtung 11 erweiternden Dichtungssitz 17 umgeben.
- Die Absaugeinrichtung 11 enthält einen Ventilkörper 18, der im wesentlichen in Form einer kreisförmigen Scheibe ausgebildet ist. Dieser Ventilkörper 18 paßt genau in den Dichtungssitz 17 der Absaugöffnung 16. Zu diesem Zweck weist der Ventilkörper 18 einen sich gegen den Dichtungssitz 17 verjüngenden Dichtungsabschnitt 18a auf. Am Umfang dieses Dichtungsabschnittes 18a ist eine Nut 19 vorgesehen, in die ein Dichtungsring 20 eingelegt ist.
- Der Ventilkörper 18 kann zwischen der in Fig.2 in ausgezogenen Linien dargestellten Schließstellung und der in strichpunktierten Linien veranschaulichten Öffnungsstellung 18′ innerhalb des Absauggehäuses 12 axial hin- und herbewegt werden (entsprechend dem Doppelpfeil 21). In der Schließstellung, die der Ventilkörper 18 in der Mischstellung des Mischbehälters einnimmt, schließt der Ventilkörper 18 die Absaugöffnung 16 bündig mit der Innenwand des inneren Bodenwandteiles 2a˝ ab. In der Ausgangsstellung des Mischbehälters kann dagegen der Ventilkörper 18 in seine Öffnungsstellung 18′ gebracht und dadurch die Absaugöffnung 16 geöffnet werden.
- Wie Fig.2 erkennen läßt, besitzt das rohrförmige Absauggehäuse 12 einen lichten Querschnitt, der größer ist als der Querschnitt der Absaugöffnung 16 und der Durchmesser des Ventilkörpers 18. Auf diese Weise ergibt sich in der Öffnungsstellung 18′ des Ventilkörpers 18 ein Absaugringspalt 22 zwischen dem Umfang des Ventilkörpers 18 und der Innenwand des Absauggehäuses 12. Durch diesen Absaugringspalt 22 können staubhaltige Gase entsprechend den Pfeilen 23 von der Absaugöffnung 16 zum Anschlußstutzen 13 gelangen.
- Zur Betätigung des Ventilkörpers 18 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine druckmittelbetätigte Zylinder-Kolben-Einheit in Form eines Druckluftzylinders 24 vorgesehen, der an das der Absaugöffnung 16 abgewandte obere Ende 12a des Absauggehäuses 12 axial angeflanscht ist (Flanschverbindung 25). Die Kolbenstange 24a des Druckluftzylinders 24 ist mit dem Ende 26a einer Betätigungsstange 26 fest verbunden, deren anderes Ende 26b den Ventilkörper 18 trägt. Durch Betätigung des Druckluftzylinders 24 kann somit der Ventilkörper 18 in Richtung der Gehäuselängsachse 12c hin- und herbewegt werden.
- Das Herstellen und Lösen der Kupplungsverbindung zwischen der Absaugleitung 15 und dem Anschlußstutzen 13 kann durch Endschalter einer zur Mischvorrichtung gehörenden Steuereinrichtung gemeldet werden, so daß die Betätigung des Ventilkörpers 18 durch den Druckluftzylinder 24 in Abhängigkeit von der Betätigung dieser Endschalter gesteuert wird.
- Der Betrieb der beschriebenen Mischvorrichtung kann - insbesondere was die Absaugung anbelangt - wie folgt durchgeführt werden:
- In der Mischstellung des Mischbehälters wird die im zweiten Behälterteil 2 vorhandene Absaugöffnung 16 mittels des Ventilkörpers 18 vollkommen geschlossen gehalten. Die Absaugöffnung 16 wird zu diesem Zweck geschlossen, ehe der Mischbehälter aus der Ausgangsstellung in die Mischstellung geschwenkt wird.
- Wird der Mischbehälter nach dem Mischvorgang wieder in die Ausgangsstellung geschwenkt, so wird die Absaugeinrichtung 11 (über den Anschlußstutzen 13 und die Rohrkupplung 14) an die Absaugleitung 15 angekuppelt. Daraufhin wird die Absaugöffnung 16 vom Ventilkörper freigegeben.
- Der Innenraum des noch verschlossenen Mischbehälters wird nun über die Absaugeinrichtung 11 an die Absauganlage angeschlossen. Der Absaugvorgang kann in der Praxis beispielsweise 10 s dauern. Auf diese Weise wird der Überdruck im Mischbehälter abgebaut und der Staub entfernt.
- Sodann werden die beiden Behälterteile 1 und 2 voneinander gelöst, wobei keine Staubbelästigung der Umgebung eintritt. Die Absaugöffnung 16 wird dann durch den Ventilkörper 18 wieder verschlossen.
- Fig.3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung, die es ermöglicht, den Mischvorgang unter Schutzgasatmosphäre (beispielsweise unter Stickstoffatmosphäre) durchzuführen, um auf diese Weise Explosionsschutzbedingungen zu erfüllen.
- Fig.3 veranschaulicht hierbei lediglich den Bereich, der in Fig.1 mit gestrichelten Linien umgrenzt und mit dem Bezugszeichen x gekennzeichnet ist.
- Man erkennt in Fig.3 die Schwenkwelle 8a, über die das Aufsteckgetriebe 10b des Schwenkantriebes 10 mit dem zweiten Behälterteil 2 drehfest verbunden ist. Diese Schwenkwelle 8a ist mittels Lagern 27 in der ortsfesten Halterung 8 drehbar gelagert. Das Aufsteckgetriebe 10b ist mittels Schrauben 28 an der Halterung 8 fixiert.
- Die Schwenkwelle 8a ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 als Hohlwelle ausgebildet. In dieser Hohlwelle ist eine Rohrleitung 29 angeordnet, die zur Zuführung von Schutzgas dient und sich mit der Schwenkwelle 8a dreht.
- Das äußere Ende der Rohrleitung 29 steht über einen Dichtkopf 30 mit einer stationär und drehfest verlegten (nicht veranschaulichten) Schutzgas-Zuführleitung in Verbindung, wobei zwischen dem Dichtkopf 30 und der Rohrleitung 29 eine abgedichtete Drehverbindung 31 vorhanden ist.
- An der Einmündung der Rohrleitung 29 in den Innenraum des zweiten Behälterteiles 2 ist ein Ventil 32 angeordnet, dessen Einzelheiten in Fig.3 nicht veranschaulicht sind. Dieses Ventil 32 öffnet unter Druck (d.h. dann, wenn über die Rohrleitung 29 unter Druck stehendes Schutzgas zugeführt wird). Im drucklosen Zustand schließt das Ventil und ist vorzugsweise bündig mit der Innenwand des zweiten Behälterteiles 2.
- In dem anhand von Fig.1 und 2 beschriebenen Absaugsystem kann eine Meßstelle vorgesehen werden, an die ein Restsauerstoff-Meßsystem angeschlossen wird.
- Der Verfahrensablauf beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 ist - was die erfindungsgemäßen Anlagenteile anbelangt - beispielsweise wie folgt:
- Der mit dem Produkt gefüllte erste Behälterteil 1 wird unter den zweiten Behälterteil 2 gefahren und mit diesem über die pneumatischen Spannvorrichtungen 3 gekuppelt. Ist die Kupplungsverbindung hergestellt (was durch Endschalter gemeldet wird) und befinden sich die Hubzylinder (die den ersten Behälterteil 1 zur Herstellung der Kupplungsverbindung angehoben haben) wieder in ihrer unteren Position, so wird über ein (in der Zeichnung nicht veranschaulichtes) Ventil Schutzgas (beispielsweise Stickstoff) der Rohrleitung 29 zugeführt und über das Ventil 32 in den Mischbehälter eingeleitet. Der Zuführdruck kann beispielsweise 1 bis 2 bar betragen. Gleichzeitig öffnet der Ventilkörper 18 der Absaugeinrichtung 11, so daß über die Absaugleitung 15 die sich im Mischbehälter bildende Mischatmosphäre (Sauerstoff/Schutzgas) abgesaugt wird.
- Ist nach einer gewissen Zeit im Mischbehälter eine reine Schutzgasatmosphäre vorhanden (was durch das oben erwähnte Restsauerstoff-Meßsystem in der Absauganlage festgestellt werden kann), so werden die Ventile auf der Zuführseite und Absaugseite geschlossen. Der Mischvorgang kann nun unter Schutzgas ablaufen. Da der Mischbehälter nach außen hermetisch abgeschlossen ist, braucht dabei zur Aufrechterhaltung der Explosionsschutzbedingungen kein weiteres Schutzgas zugeführt zu werden.
- Nach Beendigung des Mischvorganges wird der Mischbehälter in der bereits erläuterten Weise über die Absaugeinrichtung 11 abgesaugt. Anschließend kann der Mischbehälter geöffnet werden.
Claims (8)
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
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