EP0836880A1 - Mischer zum kontinuierlichen Verarbeiten von fliessfähigen Materialien - Google Patents

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EP0836880A1
EP0836880A1 EP97117522A EP97117522A EP0836880A1 EP 0836880 A1 EP0836880 A1 EP 0836880A1 EP 97117522 A EP97117522 A EP 97117522A EP 97117522 A EP97117522 A EP 97117522A EP 0836880 A1 EP0836880 A1 EP 0836880A1
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EP
European Patent Office
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mixer
shaft
arms
mixer shaft
mixing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97117522A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Kramer
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Clariant Produkte Deutschland GmbH
Original Assignee
Clariant GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE19714209A external-priority patent/DE19714209A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/071—Fixing of the stirrer to the shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F27/0722—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis perpendicular with respect to the rotating axis
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    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/83—Mixing plants specially adapted for mixing in combination with disintegrating operations
    • B01F33/833—Devices with several tools rotating about different axis in the same receptacle
    • 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
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/836—Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments
    • B01F33/8361—Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments with disintegrating
    • B01F33/83612—Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments with disintegrating by crushing or breaking

Definitions

  • the invention relates to a mixer for the continuous processing of flowable Materials, with a mixer and at least one attached to the side of the mixer Mill as a mixer accelerator, whereby the mixer consists of an in a mixing container concentrically rotating mixer shaft on which coulter-like mixing tools protrude radially from the mixer shaft Mixing arms are arranged.
  • mixers are used in industries, for mixing and dispersing from slightly liquid to pasty suspensions, for granulating fine-grained Materials for wetting and coating powdery materials.
  • mixers are known, for example, from EP-0 645 179 A1 which consist of a Mixing drum exist in which a shaft is arranged centrally on the Mixing tools are attached.
  • This shaft with the mixing tools is about one Drive system consisting of an electric motor, V-belt drive and reduction gears driven. Due to the special shape of the mixing tools and their Arranged on the shaft, the mix is swirled intensively.
  • the mixers it is common for the mixers to run across the axis trending mixing tools to arrange mills, which the mixing components through the mixing tools.
  • a mill with grinding elements is known, which is known the mixer is arranged that the mixing tools between the container and the grinding elements can be moved.
  • the mill comprises two concentrically arranged grinding elements that are freely movable against each other. At least one these grinding elements allow product movement in the axial and radial directions and, while the further grinding element is only axially penetrable.
  • the one The grinding element is designed as a rotor and the other grinding element as a stator.
  • the knife mills are based on the principle of impact crushing, whereby the Components are divided, defibrated, dispersed and compressed.
  • pin mills include Cutting edges attached to the wing tips, which together with the Pins of the stator increase the shear effect in the grinding gap.
  • grinders for example, the frustoconical frustum-shaped surface around the friction, mixing and To enlarge the deagglomeration effect.
  • the mixer that uses known mills has in common that the product bulk density of granules is insufficient.
  • This object is achieved in that the mixer arms are distributed over the length and circumference of the mixer shaft so that the projections of the mixer arms in a plane perpendicular to the mixer shaft different angles ⁇ i in the range from 60 ° to 195 °, with i ⁇ 3, include.
  • the projections of at least two mixer arms are diametrically opposite in the plane perpendicular to the mixer shaft. It then applies that the other mixer arms are distributed over the circumference and over the length of the mixer shaft in such a way that their projections into the plane perpendicular to the mixer shaft enclose angles ⁇ i not equal to 180 ° with one another.
  • the mixing tools expediently have the geometry of plowshares, which have a cavity, but also the mixing tools Have blade geometry, corresponding to the well-known Becker blade.
  • tips of the plowshares are on a spiral track arranged and move on the mixer shaft during rotation Spiral path and the distance of the spiral path from the mixer shaft is constant.
  • the invention achieves the advantage that the Materials are passed through the mixer more slowly and thereby the bulk density achieved is higher.
  • mixer arms projecting radially from the mixer shaft 11 distributed so that they face each other in pairs.
  • the individual positions of the Mixer arms 11 are marked by the reference numbers 1 to 8.
  • a mixing tool 12 On each of the mixer arms 11, a mixing tool 12 is attached, which is is a ploughshare that has a cavity 13.
  • the mixing tool 12 can also have the shape of a shovel.
  • the mixing tools 12 move on a circumferential circle at a short distance from the inner wall of a Mixing container 9, as can be seen from FIGS. 3 to 5.
  • the rotation of the Mixer shaft 10 is clockwise, with the tips 14 of the Move mixing tools 12 along a spiral path 15.
  • FIG. 2 shows the distribution of the mixing tools 12 along the mixer shaft shown schematically.
  • the product is brought in, for example, close to the Position 1 and the product outlet near position 8 of the respective mixer arm 11.
  • the or an additional product inlet near position 4 or 5 of the respective mixer arm 11 may be arranged with the product outlet unchanged.
  • Fig. 3 the cylindrical mixing container 9 is shown in cross section.
  • the tips 14 the plowshares or the mixing tools 12 show the clockwise direction of rotation Mixer shaft 10.
  • the mixer arms 11 are inserted in terminals 16 and with them screwed or welded, the clamps radially from the mixer shaft 10 stand out.
  • the terminals 16 are over the length and circumference of the mixer shaft 10 adjustable or rotatable.
  • Both in Fig. 3 and in Figs. 4 and 5 are the Positions 1 to 8 each as projections of the mixer arms into the plane of the drawing is perpendicular to the mixer shaft, drawn or indicated. 3 are in the Positions 1 and 8 the respective mixer arms 11 and the attached Mixing tools 12 shown in section.
  • the mixer shaft 10 rotates clockwise so that positions 1 to 8 of mixer arms 11 are clockwise - Direction of view from the inlet to the outlet - are considered, the angle count over the circumferential circle in position 1 at 0 °, clockwise over the Position 2, 3 etc. until position 8 is continued.
  • the angular division of the Circumference also happens clockwise.
  • the mixer container 9 is with a product inlet 18 on the top and with a product outlet 19 on the Underside.
  • Fig. 3 are, for example, 4 mixer arms 11 over a circumferential circle Mixer shaft 10 distributed. There is therefore a division of 4. The division is complete Generally it should be noted that the division into 3, 4, 5 or 7 division in Principle relates only to the first full circumferential circle of the mixer shaft 10.
  • the mixer arms 11 are in positions 5 over the next circumferential circle 210 ° and 6 distributed at 60 °.
  • the mixer arms 11 lie on the last circumferential circle in position 7 at 300 ° and in position 8 at 180 °.
  • the mixing tools 12 are aligned in the embodiment according to FIG. that the mix is conveyed forward at the same time as it is mixed, i.e. in Is transported towards the product outlet 19.
  • the mixing container 9 shown in FIG. 4 contains a mixer shaft 10 divided into three parts first circumferential circle of the mixer shaft, which positions 8, 7 and 6 of the Mixer arms 11 includes.
  • the respective mixer arm 11 is in position 1 at 0 ° and in positions 2 to 8 at 90 °, 210 °, 315 °, 150 °, 300 °, 60 ° and 180 °.
  • the line of sight is from the outlet towards the inlet and there is one Return of the mix in the direction of the inlet, which compresses the Mixed goods causes.
  • Fig. 5 shows a cross section through a mixer container 9 with a mixer shaft 10, which has a division of 5 and the positions 8, 7, 6, 5 and 4 of the mixer arms 11 includes.
  • the line of sight is from the outlet towards the inlet.
  • the respective Mixer arm 11 is in position 1 at 0 °, in position 2 at 60 °, in the position 3 at 135 °, in position 4 at 210 ° and in position 5 at 285 °.
  • the remaining Mixer arms in positions 6, 7 and 8 are at 30 °, 90 ° and 180 °.
  • the mixing tools are set in the same way as in the embodiment according to FIG. 4, that they bring about a return of the mix during mixing, i.e. the bulk of the mix in the direction of product entrance 18 and only for smaller part is transported towards product outlet 19, i.e. it is done as with the embodiment of FIG. 4 a compression of the mix.
  • the projections of at least two mixer arms 11 are diametrically opposite in the plane of the drawing.
  • the remaining mixer arms 11 are distributed over the circumference and over the length of the mixer shaft 10 in such a way that their projections into the plane of the drawing or the plane perpendicular to the mixer shaft 10 include angles ⁇ i not equal to 180 ° with one another.
  • the mixing tools 12 are aligned parallel to the mixer shaft 10 and the tips 14 of the mixing tools 12 move during a rotation of the mixer shaft 10 on a circular path 15.
  • the distance of the circular path 15 from the mixer shaft 10 or from the inner wall of the mixer container 9 is constant .
  • angles ⁇ i between the mixer arms 11 for the individual mixing tools 12 are compiled for the embodiments of the mixer container and the mixer shaft according to FIGS. 3 to 5.
  • TAED-CMC granules for the production of detergents are produced in the mixing containers 9.
  • CMC is the raw material carboxymethyl cellulose and TAED is the activator tetraacetyl ethylene diamine. Both components are detergent raw materials.
  • CMC also serves as a binder in TAED granulation.
  • the grain sizes of TAED and CMC are mainly in the order of 75 to 150 ⁇ m, while the product specification provides grain sizes of 500 to 1700 ⁇ m, which have to be achieved by granulation. In view of the compact detergents that have recently come onto the market, bulk densities of> 500 g / dm 3 are sought for grain sizes in this range.
  • the product bulk density has only been increased with discontinuous mixers which, as mixing accelerators, contain two knife or pin mills which are attached to the side of this ploughshare mixer.
  • the mixing arms with the plowshares are arranged on the mixer shaft at equidistant intervals and at equal angles ⁇ i between the mixer arms.
  • the bulk densities remain below 500 g / dm 3 .
  • the resulting bulk density is dependent both on the amount of liquid added in the pelletizing step, the set mixer speed and the type of mixing accelerator used.
  • Reverse-promoting setting (division of 5) (Ploughshare illustration Fig. 5)
  • Product composition TAED 94% CMC 6%
  • Water addition 16%
  • a 3, 4 or 5 division on the mixer shaft can be set.
  • the angles ⁇ i are counted counterclockwise due to the direction of view from the inlet to the outlet or because of the forward conveyance of the mix, while in the division of 3 and 5 (Fig. 4 and 5) the Angle ⁇ i should be counted clockwise due to the direction of view from the outlet to the inlet or due to the back conveyance of the mix.

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Abstract

Ein diskontinuierlicher Mischer besteht aus einem kontinuierlich arbeitendem Mischer und seitlich an diesem angeordneten zwei Mühlen als Mischbeschleuniger. In dem Mischerbehälter 9 des kontinuierlichen Mischers sind auf einer konzentrischen Mischerwelle 10 auf radial abstehenden Mischerarmen 11 Mischwerkzeuge 12 in Gestalt von hohlen Pflugscharen oder Schaufeln angebracht. Die Mischerarme sind über die Länge und den Umfang der Mischerwelle so verteilt, daß die Projektionen der Mischerarme in eine Ebene senkrecht zur Mischerwelle Winkel αi im Bereich von 60° bis 195°, mit i >= 3, einschließen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer zum kontinuierlichen Verarbeiten von fließfähigen Materialien, mit einem Mischwerk und zumindest einer seitlich an dem Mischerangebrachten Mühle als Mischerbeschleuniger, wobei das Mischwerk aus einer in einem Mischbehälter konzentrisch umlaufenden Mischerwelle besteht, auf der scharenartige Mischwerkzeuge über radial von der Mischerwelle abstehenden Mischarmen angeordnet sind.
Bei der Herstellung von homogenen Mischgütern in der Chemie-, Kunststoff-, Pharmazie-, Kosmetik-, Elektrofotografie-, Nahrungsmittelindustrie und artverwandten Industriezweigen werden derartige Mischer eingesetzt, zum Mischen und Dispergieren von leicht flüssigen bis pastenförmigen Suspensionen, zum Granulieren feinkörniger Materialien, zum Benetzen und Beschichten von pulverförmigen Materialien.
Hierzu sind beispielsweise aus der EP-0 645 179 A1 Mischer bekannt, die aus einer Mischtrommel bestehen, in der zentrisch eine Welle angeordnet ist, auf der Mischwerkzeuge befestigt sind. Diese Welle mit den Mischwerkzeugen wird über ein Antriebssystem aus Elektromotor, Keilriementrieb und Untersetzungsgetrieben angetrieben. Durch die besondere Formgebung der Mischwerkzeuge und deren Anordnung auf der Welle wird das Mischgut intensiv durchwirbelt. Zur Verbesserung des Grades der Homogenisierung ist es bei den Mischern üblich quer zu den achsial verlaufenden Mischwerkzeugen Mühlen anzuordnen, denen die Mischkomponenten durch die Mischwerkzeuge zugeführt werden. Dabei werden verschiedene Arten von Mühlen eingesetzt, wie beispielsweise Reibmühlen, Rotor-Stator-Mühlen, Messermühlen oder Stiftmühlen, die einen ringförmigen Stator aufweisen, der mit parallel zueinander angeordneten zylindrischen Stiften versehen ist. Innerhalb dieses Stators ist ein Rotor in Form einer Scheibe angeordnet, an deren Umfang einige parallel zu den Stator-Stiften angeordnete, zylindrische Stiffe angebracht sind, die unter Freilassung eines kleinen Spaltes an den Stator-Stiften vorbeilaufen. Die einen Mahlspalt zu den Stiften des Stators begrenzenden Elemente des Rotors sind durch etwa radial zu seiner Achse verlaufende Flügel gebildet, deren radial äußere Enden eine Schneidkante aufweisen. Die Stifte des Stators sind mit Kanten versehen, die den radial äußeren Enden der Flügel zugeordnet sind. Der Rotor innerhalb des Stators ist im wesentlichen offen ausgebildet, wie dies in der EP-A-0 200 003 beschrieben ist.
Aus der EP-A-0 474 102 ist eine Mühle mit mahlenden Elementen bekannt, die so an dem Mischer angeordnet ist, daß die Mischwerkzeuge zwischen dem Behälter und den Mahlelementen bewegt werden können. Die Mühle umfaßt zwei konzentrisch angeordnete Mahlelemente, die gegeneinander frei beweglich sind. Mindestens eines dieser Mahlelemente erlaubt eine Produktbewegung in axialer und radialer Richtung und, während das weitere Mahlelement nur axial durchstörmbar ist. Das eine Mahlelement ist als Rotor und das andere Mahlelement als Stator ausgebildet.
Bei den bekannten Mischern wird angestrebt, durch die besondere Formgebung der Mischelemente und deren Anordnung auf der Mischwelle das Mischgut intensiver zu durchwirbeln. Rotor-Stator-Mühlen bewirken eine Zwangszerkleinerung des Mahlgutes, indem die Komponenten zerteilt, zerfasert und dispergiert werden. Dabei werden Rotor und Stator radial und axial durchströmt, jedoch liefert insbesondere die radiale Durchströmung des Stators ungenügend Mischergebnisse.
Die Messermühlen basieren auf dem Wirkprinzip der Prallzerkleinerung, wobei die Komponenten zerteilt, zerfasert, dispergiert und verdichtet werden. Bei Stiftmühlen sind u.a. Schneidkanten an den Flügelenden angebracht, die zusammen mit den Stiften des Stators die Scherwirkung im Mahlspalt erhöhen. Bei Reibmühlen wird beispielsweise die Reibfläche kegelstumpfartig ausgebildet, um den Reib-, Misch- und Desagglomiereffekt zu vergrößern.
Den Mischern, die bekannte Mühlen einsetzen, ist gemeinsam, daß die Produktschüttdichte von Granulaten unzureichend ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kontinuierlichen Mischer der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß ohne großen technischen Aufwand im Vergleich zu bekannten Mischern die Schüttdichte erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mischerarme über die Länge und den Umfang der Mischerwelle so verteilt sind, daß die Projektionen der Mischerarme in eine Ebene senkrecht zur Mischerwelle untereinander verschiedene Winkel αi im Bereich von 60° bis 195°, mit i ≥ 3, einschließen.
In Weitergestaltung der Erfindung liegen sich von zumindest zwei Mischerarmen die Projektionen in die Ebene senkrecht zur Mischerwelle diametral gegenüber. Es gilt dann, daß die übrigen Mischerarme so über den Umfang und über die Länge der Mischerwelle verteilt sind, daß ihre Projektionen in die Ebene senkrecht zur Mischerwelle Winkel αi ungleich 180° miteinander einschließen.
Zweckmäßigerweise besitzen die Mischwerkzeuge die Geometrie von Pflugscharen, die einen Hohlraum aufweisen, jedoch können ebenso die Mischwerkzeuge Schaufelgeometrie haben, entsprechend der an und für sich bekannten Becker-Schaufel.
In Ausgestaltung der Erfindung sind Spitzen der Pflugscharen auf einer Wendelbahn angeordnet und bewegen sich während der Drehung der Mischerwelle auf diese Wendelbahn und ist der Abstand der Wendelbahn von der Mischerwelle konstant.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 6 bis 12.
Gegenüber einer Ausgestaltung der Mischerwelle in der Weise, daß die Mischerarme paarweise gegenüberliegen, wird mit der Erfindung der Vorteil erzielt, daß die Materialien langsamer durch den Mischer hindurchgeführt werden und dadurch die erzielte Schüttdichte höher ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1
eine quasi-perspektivische Ansicht einer Mischerwelle mit über den Umfang verteilten Mischwerkzeugen nach dem Stand der Technik,
Fig. 2
eine schematische Ansicht der Mischerwelle mit acht Mischwerkzeugen nach Fig. 1,
Fig. 3
eine Querschnittansicht eines Mischbehälters, in dem eine Mischerwelle mit 4er Teilung der Mischerarme konzentrisch angeordnet ist und die Positionen der Projektionen der Mischerarme in die Zeichenebene,
Fig. 4
eine Querschnittansicht ähnlich derjenigen von Fig. 3 , mit einer Mischerwelle mit 3er Teilung, und
Fig. 5
eine Querschnittansicht ähnlich derjenigen von Fig. 3, mit einer Mischerwelle mit 5er Teilung.
Über den Umfang und die Länge einer in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung gezeigten Mischerwelle 10 sind radial von der Mischerwelle abstehende Mischerarme 11 so verteilt, daß sie paarweise gegenüberstehen. Die einzelnen Positionen der Mischerarme 11 sind durch die Bezugszahlen 1 bis 8 markiert.
An jedem der Mischerarme 11 ist ein Mischwerkzeug 12 befestigt, bei dem es sich um eine Pflugschar handelt, die einen Hohlraum 13 aufweist. Das Mischwerkzeug 12 kann auch die Gestalt einer Schaufel haben. Die Mischwerkzeuge 12 bewegen sich auf einem Umfangskreis im geringen Abstand von der Innenwand eines Mischbehälters 9, wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist. Die Drehung der Mischerwelle 10 erfolgt im Uhrzeigersinn, wobei sich die Spitzen 14 der Mischwerkzeuge 12 entlang einer Wendelbahn 15 bewegen.
In Fig. 2 ist die Verteilung der Mischwerkzeuge 12 entlang der Mischerwelle schematisch dargestellt. In Fig. 2 erfolgt der Produkteinlauf beispielsweise nahe der Position 1 und der Produktauslauf nahe der Position 8 des jeweiligen Mischerarmes 11. Ebenso kann der oder ein zusätzlicher Produkteinlauf nahe der Position 4 oder 5 des jeweiligen Mischerarmes 11 angeordnet sein, bei unverändertem Produktauslauf.
In Fig. 3 ist der zylindrische Mischbehälter 9 im Querschnitt gezeigt. Die Spitzen 14 der Pflugscharen bzw. der Mischwerkzeuge 12 zeigen in Uhrzeiger-Drehrichtung der Mischerwelle 10. Die Mischerarme 11 sind in Klemmen 16 eingesteckt und mit diesen verschraubt oder verschweißt, wobei die Klemmen radial von der Mischerwelle 10 abstehen. Die Klemmen 16 sind über die Länge und den Umfang der Mischerwelle 10 verstell- bzw. verdrehbar. Sowohl in Fig. 3 als auch in den Fig. 4 und 5 sind die Positionen 1 bis 8 jeweils als Projektionen der Mischerarme in die Zeichenebene, die senkrecht zur Mischerwelle liegt, eingezeichnet bzw. angedeutet. In Fig. 3 sind in den Positionen 1 und 8 die jeweiligen Mischerarme 11 und die daran befestigten Mischwerkzeuge 12 im Schnitt gezeigt. Wie erwähnt, dreht sich die Mischerwelle 10 im Uhrzeigersinn, so daß die Positionen 1 bis 8 der Mischerarme 11 im Uhrzeigersinn - Blickrichtung vom Ein- zum Auslauf - betrachtet werden, wobei die Winkelzählung über den Umfangskreis in der Position 1 bei 0° beginnt, im Uhrzeigersinn über die Position 2, 3 usw. bis zur Position 8 fortgesetzt wird. Die Winkeleinteilung des Umfangkreises geschieht ebenfalls im Uhrzeigersinn. Der Mischerbehälter 9 ist mit einem Produkteinlauf 18 auf der Oberseite und mit einem Produktauslauf 19 auf der Unterseite ausgestattet.
Beginnend mit der Position 1 bei 0° folgen danach im Uhrzeigersinn betrachtet die Positionen 2 bei 270°, die Position 3 bei 150° und die Position 4 bei 15° der Mischerarme 11, d.h. über den Umfangskreis sind vier Mischerarme 11 verteilt, die unterschiedliche Winkel αi untereinander einschließen. Unter Teilung ist die Anzahl der Mischerarme zu verstehen, die über den einzelnen Umfangskreis einer Mischerwelle verteilt sind. Bei einer 3er Teilung sind somit 3 Mischerarme über den Umfangskreis positioniert und räumlich gegeneinander über die Länge bzw. Tiefe der Mischerwelle versetzt, d.h. die Mischerarme befinden sich nicht in der gleichen Ebene.
In Fig. 3 sind beispielsweise 4 Mischerarme 11 über einen Umfangskreis der Mischerwelle 10 verteilt. Es liegt somit eine 4er Teilung vor. Zu der Teilung ist ganz allgemein anzumerken, daß sich die Einteilung in 3er, 4er, 5er oder 7er Teilung im Prinzip jeweils nur auf den ersten vollen Umfangskreis der Mischerwelle 10 bezieht.
Über den nächsten Umfangskreis sind die Mischerarme 11 in den Positionen 5 bei 210° und 6 bei 60° verteilt. Auf dem letzten Umfangskreis liegen die Mischerarme 11 in der Position 7 bei 300° und in der Position 8 bei 180°.
Die Mischwerkzeuge 12 sind bei der Ausführungsform nach Fig. 3 so ausgerichtet, daß das Mischgut zugleich mit der Durchmischung vorwärts gefördert wird, d.h. in Richtung Produktauslauf 19 transportiert wird.
Der in Fig. 4 gezeigte Mischbehälter 9 enthält eine Mischerwelle 10 in 3er Teilung des ersten Umfangskreises der Mischerwelle, der die Positionen 8, 7 und 6 der Mischerarme 11 umfaßt. Der jeweilige Mischerarm 11 befindet sich in der Position 1 bei 0° und in den Positionen 2 bis 8 bei 90°, 210°, 315°, 150°, 300°, 60° und 180°. Die Blickrichtung ist vom Auslauf in Richtung Einlauf und es erfolgt eine Rückförderung des Mischgutes in Richtung Einlauf, die eine Verdichtung des Mischgutes bewirkt.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Mischerbehälter 9 mit einer Mischerwelle 10, die eine 5er Teilung aufweist und die Positionen 8, 7, 6, 5 und 4 der Mischerarme 11 umfaßt. Die Blickrichtung ist vom Auslauf in Richtung Einlauf. Der jeweilige Mischerarm 11 liegt in der Position 1 bei 0°, in der Position 2 bei 60°, in der Position 3 bei 135°, in der Position 4 bei 210° und in der Position 5 bei 285°. Die übrigen Mischerarme in den Positionen 6, 7, und 8 liegen bei 30°, 90° und 180°. Hierbei sind die Mischwerkzeuge ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 so eingestellt, daß sie eine Rückförderung des Mischgutes bei der Durchmischung bewirken, d.h. das Mischgut zum größeren Teil in Richtung Produkteingang 18 und nur zum kleineren Teil in Richtung Produktausgang 19 transportiert wird, d.h. es erfolgt wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Verdichtung des Mischgutes.
Bei den Mischerwellen 10 gemäß der Fig. 3 bis 5 liegen sich die Projektionen von zumindest zwei Mischerarmen 11 in die Zeichenebene diametral gegenüber. Die übrigen Mischerarme 11 sind dabei über den Umfang und über die Länge der Mischerwelle 10 in einer Weise verteilt, daß ihre Projektionen in die Zeichenebene bzw. die Ebene senkrecht zur Mischerwelle 10 Winkel αi ungleich 180° miteinander einschließen. Die Mischwerkzeuge 12 sind parallel zu der Mischerwelle 10 ausgerichtet und die Spitzen 14 der Mischwerkzeuge 12, bewegen sich während der Drehung der Mischerwelle 10 auf einer Kreisbahn 15. Der Abstand der Kreisbahn 15 von der Mischerwelle 10 bzw. von der Innenwand des Mischerbehälters 9 ist konstant.
Durch die unterschiedlichen Teilungen der Umfangskreise der Mischerwelle durch die Mischerarme wird das Mischgut zum größeren Teil entweder vorwärts- oder rückgefördert, worunter zu verstehen ist, daß bei der Vorförderung das Mischgut größtenteils vom Produkteinlaß 18 in Richtung Produktauslaß 19 transportiert wird, während bei der Rückförderung das Mischgut größtenteils in Richtung Produkteinlaß 18 transportiert wird. Durch die vorfördernde Einstellung wird der Mischerinhalt vermindert, durch die rückfördernde Wirkung ergibt sich eine Erhöhung des Mischerinhalts.
In der Tabelle am Ende der Beschreibung sind für die Ausführungsformen des Mischerbehälters und der Mischerwelle gemäß den Fig. 3 bis 5 die Winkel αi zwischen den Mischerarmen 11 für die einzelnen Mischwerkzeuge 12 zusammengestellt.
In den Mischbehältern 9 werden beispielsweise TAED-CMC-Granulate für die Produktion von Waschmitteln hergestellt. Bei CMC handelt es sich um den Rohstoff Carboxymethylcellulose und bei TAED um den Aktivator Tetraacetylethylendiamin. Beide Komponenten sind Waschmittelrohstoffe. CMC dient in diesem Fall zusätzlich als Bindemittel bei der TAED-Granulierung. Die Korngrößen von TAED und CMC liegen vornehmlich in der Größenordnung von 75 bis 150 µm, während die Produktspezifikation Korngrößen von 500 bis 1700 µm vorsehen, die durch das Granulieren erreicht werden müssen. Im Hinblick auf die in jüngerer Zeit auf den Markt gekommenen Kompaktwaschmittel werden bei Korngrößen in diesem angegebenen Bereich Schüttdichten von > 500 g/dm3 angestrebt. Die Erhöhung der Produktschüttdichte gelingt bisher nur mit diskontinuierlichen Mischern, die als Mischbeschleuniger zwei Messer- oder Stiftmühlen, die seitlich an diesem Pflugscharenmischer angebracht sind, enthalten. Dabei sind bei dem Pflugscharenmischer die Mischarme mit den Pflugscharen in äquidistanten Abständen und mit gleichen Winkeln αi zwischen den Mischerarmen auf der Mischerwelle angeordnet. Jedoch bleiben dabei die Schüttdichten unter 500 g/dm3. Die sich einstellende Schüttdichte ist dabei sowohl von der im Granulierschritt zugegebenen Flüssigkeitsmenge, der eingestellten Mischerdrehzahl als auch von dem Typ des verwendeten Mischbeschleunigers abhängig.
Durch die voranstehend beschriebene Anordnung der Mischerarme auf der Mischerwelle erhöht sich der kompaktierende Einfluß des kontinuierlichen Pflugscharenmischers auf das Granulierprodukt in größerem Maße und es werden Schüttdichten des TAED-CMC-Granulats ≥ 500 g/dm3 erreicht, wie die nachstehenden zwei Beispiele zeigen.
Beispiel 1
Rückwärtsfördernde Einstellung (3er Teilung) (Pflugscharstellung Fig. 4)
Produktzusammensetzung: TAED 94 %
CMC 6 %
Wasserzugabe: 16 %
Mischerdrehzahl: 100 U/min
Mischbeschleuniger: 2 Messermühlen 3000 U/min
ermittelte Schüttdichte: 500 g/dm3
Beispiel 2
Rückwärtsfördernde Einstellung (5er Teilung) (Pflugscharstellung Fig. 5)
Produktzusammensetzung: TAED 94 %
CMC 6 %
Wasserzugabe: 16 %
Mischerdrehzahl: 100 U/min
Mischbeschleuniger: 2 Messermühlen 3000 U/min
ermittelte Schüttdichte: 515 g/dm3
Vergleichsbeispiel A
Ausgangszustand (Pflugscharstellung Fig. 1)
Produktzusammensetzung: TAED 94 %
CMC 6 %
Wasserzugabe: 16 %
Mischerdrehzahl: 100 U/min
Mischbeschleuniger: 2 Messermühlen 3000 U/min
ermittelte Schüttdichte: 470 g/dm3
Vergleichsbeispiel B
vorwärtsfördernde Einstellung (Pflugscharstellung Fig. 3)
Produktzusammensetzung: TAED 94 %
CMC 6 %
Wasserzugabe: 16 %
Mischerdrehzahl: 100 U/min
Mischbeschleuniger: 2 Messermühlen 3000 U/min
ermittelte Schüttdichte: 435 g/dm3
Teilung Positionen der Mischerarme Winkel αi zwischen zwei aufeinandenfolgenden Positionen
1   2 2   3 3   4 4   5 5   6 6    7 7   8
4er Teilung (Fig. 3) 90° 120° 135° 165° 150° 120° 120°
3er Teilung (Fig. 4) 90° 120° 105° 195° 150° 120° 120°
5er Teilung (Fig. 5) 60° 75° 75° 75° 105° 60° 90°
Je nachdem wie hoch der vor- bzw. rückfördernde Anteil der Mischung beim Granulieren sein soll, kann eine 3er, 4er oder 5er Teilung auf der Mischerwelle eingestellt werden. Bei der 4er Teilung (Fig. 3) werden die Winkel αi wegen der Blickrichtung vom Ein- zum Auslauf bzw. wegen der Vorwärtsförderung des Mischgutes, im Gegenuhrzeigersinn gezählt, während bei der 3er und 5er Teilung (Fig.en 4 und 5) die Winkel αi, wegen der Blickrichtung vom Aus- zum Einlauf bzw. wegen der Rückfröderung des Mischgutes im Uhrzeigensinn gezählt werden.

Claims (12)

  1. Mischer zum kontinuierlichen Verarbeiten von fließfähigen Materialien mit einem Mischwerk und zumindest einer seitlich an dem Mischer angebrachten Mühle als Mischbeschleuniger, wobei das Mischwerk aus einer in einem Mischbehälter konzentrisch umlaufenden Mischerwelle besteht auf der scharenartige Mischwerkzeuge über radial von der Mischerwelle abstehenden Mischerarmen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerarme (11) über die Länge und den Umfang der Mischerwelle (10) so verteilt sind, daß die Projektionen der Mischerarme in eine Ebene senkrecht zur Mischerwelle Winkel αi im Bereich von 60° bis 195° mit i ≥ 3 einschließen.
  2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von zumindest zwei Mischerarmen (11) die Projektionen in die Ebene senkrecht zur Mischerwelle (10) sich diametral gegenüberliegen.
  3. Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Mischerarme (11) so über den Umfang und über die Länge der Mischerwelle (10) verteilt sind, daß ihre Projektionen in die Ebene senkrecht zur Mischerwelle (10) Winkel αi ungleich 180° miteinander einschließen.
  4. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischwerkzeuge (12) die Geometrie von Pflugscharen besitzen, die einen Hohlraum (13) aufweisen.
  5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Spitzen (14) der Pflugscharen auf einer Kreisbahn (15) angeordnet sind und sich während der Drehung der Mischerwelle (10) auf dieser Kreisbahn bewegen und daß der Abstand der Kreisbahn (15) von der Mischerwelle (10) konstant ist.
  6. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischwerkzeuge (12) parallel zu der Mischerwelle (10) ausgerichtet sind.
  7. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerarme (11) in 3er bis 8er Teilung wendelförmig über den Umfang und die Länge der Mischerwelle (10) verteilt sind.
  8. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischerarme (11) in 3er, 4er oder 5er Teilung über den Umfang und die Länge der Mischerwelle (10) verteilt sind.
  9. Mischer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer wendelförmigen Anordnung der Mischwerkzeuge (12) auf der Mischerwelle (10) entgegen demUhrzeigersinn und bei einer Drehrichtung der Mischerwelle (10) im Uhrzeigersinn das Mischgut schneller durch den Mischer hindurchläuft.
  10. Mischer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer wendelförmigen Anordnung der Mischwerkzeuge (12) auf der Mischerwelle (10) im Uhrzeigersinn und bei einer Drehrichtung der Mischerwelle im Uhrzeigersinn das Mischgut langsamer durch den Mischer hindurchläuft.
  11. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmige Anordnung der Mischerarme (11) auf der Mischerwelle (10) durch eine Klemmvorrichtung oder durch eine feste Schweißverbindung erfolgt.
  12. Mischer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung Klemmen (16) aufweist, die radial von der Mischerwelle (10) abstehen, daß die Mischerarme (11) in die Klemmen einsteckbar und mit diesen verschraubbar oder mit den Klemmen verschweißbar sind und daß die Klemmen über die Länge und denUmfang der Mischerwelle verstellbar bzw. verdrehbar sind.
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