EP1352683B1 - Horizontalmischer mit Abstreifern - Google Patents

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EP1352683B1
EP1352683B1 EP03002886A EP03002886A EP1352683B1 EP 1352683 B1 EP1352683 B1 EP 1352683B1 EP 03002886 A EP03002886 A EP 03002886A EP 03002886 A EP03002886 A EP 03002886A EP 1352683 B1 EP1352683 B1 EP 1352683B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixer
scraper
mixing
scrapers
mixer according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03002886A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1352683A1 (de
Inventor
Eberhard Dipl.-Ing.(Fh) Lipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lipp Mischtechnik GmbH
Original Assignee
Lipp Mischtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lipp Mischtechnik GmbH filed Critical Lipp Mischtechnik GmbH
Publication of EP1352683A1 publication Critical patent/EP1352683A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1352683B1 publication Critical patent/EP1352683B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/07—Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/072—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
    • B01F27/0726—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis having stirring elements connected to the stirrer shaft each by a single radial rod, other than open frameworks
    • B01F27/07261—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis having stirring elements connected to the stirrer shaft each by a single radial rod, other than open frameworks of the anchor type, i.e. the stirring elements being connected to the rods by one end and extending parallel to the shaft axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01F27/09—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle
    • B01F27/091—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle with elements co-operating with receptacle wall or bottom, e.g. for scraping the receptacle wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01F27/60—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
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof

Definitions

  • the invention relates to a horizontal or tray mixer with a rotating A shaft having a plurality of mixing blades radially spaced from the shaft carries associated with the axial mixer sections.
  • the mixer sections are essentially subordinate to each other.
  • the rotating carries Wave a plurality of scrapers, which in the rotation of the shaft a wall of the mixer.
  • Such horizontal mixers are known and often used for processes, in which the mix must be added or removed heat, z. B. in reaction, drying or conching processes. It depends on the efficiency The mixer largely depends on that between the wall of the mixer and the mix material as good as possible heat transfer takes place.
  • Document DE-1276 986 discloses a mixer according to the preamble of Claim 1.
  • this arm Due to the load of the mix, this arm must respect its Strength be dimensioned at least as strong as an arm, the one Wearing mixing element. As the specific loads of the scraper but often are also higher than in a mixing element, the scraper carrying Arm often also be larger in size than an arm, which is a mixing element wearing.
  • the additional arm for the scraper increases the friction within of the mixed material and thus the total energy consumption of the mixing device.
  • the discussed above disadvantages of the previously known methods are bypassed.
  • the invention has the advantage that because of the assembly of the scraper directly to the mixing blades for the scraper be provided no separate arms have to. This is already achieved that due to the attachment or Support elements for the scrapers no friction occurs within the mix and that no energy requirement for the drive of the mixing element be provided with increasing components.
  • each adjacent Mixing bucket By the scraper while in the axial mixing section of each adjacent Mixing bucket will also avoid being between a mixing paddles and their trailing scraper product accumulations and product compression can form.
  • the scrapers can be aligned in the direction of rotation neutral axially parallel be. But it is also within the scope of the invention, the scrapers in the direction of rotation with the free end opposite its attachment point to align in advance or to align later.
  • the orientation of the Scraper has an additional effect on the mixing effect, because of their Alignment an additional axial promotion and thus an additional mixture of the mix is reached.
  • each mixing blade can be both at its front end as well wear a scraper at the rear end of their mixing blade.
  • the scrapers then protrude into both the axial mixer portion of the upstream in the axial direction Mixing blade into and into the axial mixer section of the in the axial direction downstream mixing blade.
  • the scrapers can over the entire length of the adjacent axial mixer section extend. It is also in the frame the invention when a scraper only about half or a little more than that Half of the adjacent axial mixer section sweeps over and a scraper, from the other direction in the same axial mixer section protrudes, the remaining section passes. In the middle region of the axial Mixer section, it may cause an overlap of the scrapers come over swept areas. Preferably, the overlap is but on the entire length of the axial mixer section, since the best possible solution of mix is achieved from the wall of the mixer, if the section ultimately except from the mixing blade also by two scrapers is swept over.
  • the scrapers are pivotable about a longitudinal axis.
  • These Pivoting can also be controlled, for example via a Pneumatic, a hydraulic or an electric motor.
  • the energy for this Adjustment drives can in particular by the trainees as a hollow shaft Shaft of the mixer are supplied.
  • the scraper is at its front in the direction of rotation Edge provided with an edge protection.
  • the movable scrapers on their the wall of the Mixers facing bottom to be provided with spacer strips. These pose a minimum distance of the scraper to the wall safely.
  • the bars run along the mixer wall, they are in particular one Material manufactured, due to its specific properties, a direct Contact with the wall of the mixer allows. On the one hand, that the material have a corresponding abrasion resistance to prevent the mix from being contaminated by abrasive material becomes. On the other hand, the friction coefficient between the Material and the mixer wall of relevance, thus not due to additional Friction inadmissible temperature increases in the mix or on the scraper arise.
  • FIG. 1 can be seen the schematic representation of a mixer. at this mixer is a horizontal or a tray mixer, the one substantially horizontally oriented rotating shaft. 1 having.
  • a mixing blade 3 is attached to this shaft via an arm 2.
  • This mixing blade moves according to a rotation of the shaft 1 the arrow 4 in a direction according to the arrow 5. Since the mixing blade there an angle of attack ⁇ in the order of 45 ° to 70 ° to the longitudinal axis of the Mischers, promotes the mixing blade in the axial direction according to the Arrow 6.
  • a mixing blade can also be mounted on the rotating shaft 1 be as shown in Figure 3 and the two in opposite Direction employed employed mixing blades.
  • This mixing blade moves during a rotation of the shaft 1 according to the arrow 4 in the direction 5, wherein the two mixing blades with respect to the longitudinal axis of the shaft 1 an angle of attack ⁇ of about 60 ° and against the wall 7 an angle ⁇ of about 75 °.
  • FIG. 4 is a sectional view the line B-B in Figure 3 is.
  • each mixing blade passes over during rotation the shaft 1 an axial section MA of the mixer.
  • One in the axial direction Accordingly adjacent mixing blade sweeps over an axially adjacent Mixer section.
  • each mixing blade 3 has one or two Scrapers 9. These scrapers extend substantially parallel to the central axis the shaft 1 and thereby paint an axial section of the mixer wall. As a result, they dissolve in this axial section forming deposits from the mixer wall and carry this settling mix again to the actual mixing process. This will also achieve that the wall of the mixer does not impede the passage of heat solid layer forms.
  • the scrapers are usually about 0.5 - 3 mm apart Wall of the mixer, so do not touch it.
  • scrapers 9 are outside the axial mixer section MA, which is swept by the mixing blade 3, and thus protrude into an adjacent axial mixer section.
  • a mixer is shown as a schematic diagram for this purpose.
  • the shaft 1 is represented only by its midline. At this midline are over 2 arms in the Example shown here six mixing blades 3 attached. These are on numbered lower edge of the sketch numbered 1 to 6.
  • the mixing blades 1 to 3 due to their employment over the shaft 1 substantially to the right, while the mixer blades 4 to 6 in the Substantially to the left. This results in a promotion within of the mixer from both ends towards the middle.
  • each subordinate axial mixer section Cover MA, MB, MC, MD, ME and MF.
  • the scrapers 9, which are identified by the reference numeral 3 in FIG Connecting mixing blades in the axial direction are shown in FIG. 7 as transverse straight lines shown. These scrapers extend in each case in the axial mixer section of the adjacent mixing blade.
  • each axial mixer section MA - MF except by a mixing blade by at least one scraper of each overlined on adjacent mixing blades.
  • this is only one scraper at a time the one to the adjacent Mixing blades 2 and 5 are attached
  • each scraper the same axial mixer section paint over, attached to the adjacent mixing blades are. (That is, at the mixing blades 1 and 3, 2 and 4, 3 and 5 or 4 and 6 for the correspondingly considered mixing blades 2 - 5).
  • FIG. 8 shows a development of a mixer in which the Move mixing paddles 1, 3 and 5 to the right if appropriate move the arrow 13 through the mix.
  • Mixing blades 2, 4 and 6 but this mixer have a conveying direction to the left. This will be a evenly changing mixing direction achieved and thus a particularly effective Mixing of mix.
  • the axial region, that of a mixing blade represented by an oblique line that coincides with a number is provided), also by at least one Scrapers swept over (the straight line at the end of a diagonal, numbered line is applied).
  • the mixing blade 3 is substantially is formed by a mixing blade 3A, through the arm 2 at a radial distance is guided to the shaft 1.
  • This mixing blade has a front end 16 and a rear end 18 on. At these ends, the scrapers 9 are attached.
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment in this regard. in which a mixing blade 3 moves along the arrow 22. there is attached to the rear mixing blade end 18 scraper 19 with its free End 20 also trailing the attachment point 21 on the mixing blade educated.
  • FIG. 12 shows a mixing blade 3 in a side view.
  • the Bottom edge 26 of the mixing blade extends substantially along that of the Blender 3 bladed mixer wall.
  • this tangent also the angle of attack ⁇ of the wiper is measured, which is between the top of the scraper 9 and said tangent is and about 10 ° to 45 ° equivalent.
  • the Abireer 9 shown in the figure 12 in each case an edge protection 32.
  • This change in angle can be controlled, for example, by the scraper 31 is adjusted by motor, as shown in Figure 15.
  • Motor 29 are electric, hydraulic or pneumatic adjusting motors possible.
  • an eccentric bearing as seen in FIG. 13 is also possible conceivable in which the area ratio "a" is greater than the area ratio "b". This constantly ensures that the inflowing mix the scraper 31 and pressed with a certain pressure against the wall of the mixer. This is done automatically due to the eccentric mounting of the scraper 31.
  • the spacer strips 30 are preferably made of a material such as modified PTFE or an ultra-high molecular weight polyolefin or polypropylene. These spacer strips 30 can be replaced after their wear, so that in the long term, a minimum distance of the adjustable scraper 31st can be ensured by the wall 7.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Horizontal- oder Trogmischer mit einer rotierenden Welle, die eine Mehrzahl von zur Welle radial beabstandeten Mischschaufeln trägt, die axialen Mischerabschnitten zugeordnet sind. Die Mischerabschnitte sind einander im Wesentlichen nachgeordnet. Außerdem trägt die rotierende Welle eine Mehrzahl von Abstreifern, die bei der Rotation der Welle eine Wand des Mischers überstreichen.
Derart horizontale Mischer sind bekannt und werden häufig für Prozesse eingesetzt, bei denen dem Mischgut Wärme zu- oder abgeführt werden muss, z. B. bei Reaktions-, Trocknungs- oder Conchierprozessen. Dabei hängt die Effizienz des Mischers weitgehend davon ab, dass zwischen der Wand des Mischers und dem Mischgut ein möglichst guter Wärmeübergang stattfindet.
Dokument DE - 1276 986 offenbart ein Mischer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Wärmeübergang wird dabei im Wesentlichen von den folgenden Eigenschaften des Mischers bestimmt:
  • 1. Die Mischgüte des Mischers
    (Je schneller der Mischer die ideale Durchmischung des Mischgutes erreicht, desto besser ist der Wärmeübergang und auch der Wärmetransport innerhalb des Mischgutes).
  • 2. Die Drehzahl des Mischwerks bzw. die Häufigkeit der Umschaufelung des Mischgutes je Zeiteinheit.
    (Der Wärmeübergang von der Wand zum Mischgut nimmt mit der Anzahl der Umschaufelungen des Mischgutes bis zu einem Grenzwert zu).
  • 3. Entstehung einer undurchmischten Grenzschicht durch Mischgutanhaftung an der Wand des Mischers.
  • 4. Wärmeeintrag durch Friktion
    (Diese tritt auf in Folge der Bewegung des Mischgutes selbst und der Mischschaufel im Mischbehälter bzw. im Mischgut).
    • Um den Wärmeübergang zwischen Mischgut und den Wänden des Mischers zu verbessern, ist es bekannt, außer Mischelementen bzw. Mischschaufeln diesen direkt nacheilende Abstreifer vorzusehen. Diese Abstreifer sollen die Wandhaftung des Mischgutes vermeiden oder aber entsprechende Anhaftungen ablösen.
    Dabei ist es beispielsweise üblich, die Abstreifer und die Mischelemente über einen gemeinsamen Arm mit der Welle zu verbinden. Diese Bauform hat aber den Nachteil, dass die Mischwirkung des Mischelementes selbst beeinträchtigt wird. Insbesondere besteht nämlich die Gefahr, dass es zwischen dem Mischelement und dem Abstreifer zu einer Ansammlung von Mischgut kommt, so dass hier Verpressungen auftreten können. Dies reduziert nicht nur die Mischwirkung sondern auch der Bedarf an Antriebsleistung steigt an. Gleichzeitig verliert der Abstreifer seine Funktion und wird auch noch starkem Verschleiß unterworfen.
    Es ist auch noch bekannt, die Abstreifer unabhängig von den Mischelementen mit einem eigenen Arm an der Mischerwelle zu befestigen.
    Aufgrund der Belastung durch das Mischgut muss dieser Arm hinsichtlich seiner Festigkeit mindestens genauso stark dimensioniert werden wie ein Arm, der ein Mischelement trägt. Da die spezifischen Belastungen des Abstreifers aber oft auch höher sind als bei einem Mischelement, muss der den Abstreifer tragende Arm häufig auch größer dimensioniert werden als ein Arm, der ein Mischelement trägt.
    Auf jeden Fall erhöht der zusätzliche Arm für den Abstreifer die Friktion innerhalb des Mischgutes und somit insgesamt den Energiebedarf der Mischvorrichtung.
    Insbesondere bei einem über die Mischerwand zu kühlenden Prozess ist die zusätzliche Reibung aufgrund des den Abstreifer tragenden Armes als erheblicher Nachteil anzusehen.
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Mischer wie oben angegeben dahingehend weiterzubilden, dass seine Mischwirkung und der Wärmeübergang an die Mischerwand verbessert werden, wobei gleichzeitig die Kosten für die Herstellung der Vorrichtung gesenkt werden sollen. Außerdem sollen die oben diskutierten Nachteile der bisher bekannten Verfahren umgangen werden.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abstreifer an den Mischschaufeln befestigt sind und sich in den axialen Mischerabschnitt der benachbarten Mischschaufel erstrecken.
    Die Erfindung hat den Vorteil, dass wegen der Montage der Abstreifer direkt an den Mischschaufeln für die Abstreifer keine separaten Arme vorgesehen sein müssen. Damit wird bereits erreicht, dass aufgrund der Befestigungs- bzw. Tragelemente für die Abstreifer keine Friktion innerhalb des Mischgutes auftritt und dass auch keine den Energiebedarf für den Antrieb des Mischelementes erhöhenden Bauelemente vorgesehen werden.
    Indem sich die Abstreifer dabei in den axialen Mischerabschnitt der jeweils benachbarten Mischschaufel erstrecken wird auch vermieden, dass sich zwischen einer Mischschaufeln und ihr nachlaufendem Abstreifer sich Produktanhäufungen und Produktverpressungen bilden können.
    Vielmehr wird bei einer Umdrehung der rotierenden Welle der axiale Mischerabschnitt einmal von einer Mischschaufel überstrichen. Derselbe axiale Abschnitt wird dann noch wenigstens einmal durch einen Abstreifer überstrichen, der von einer Mischschaufel getragen und mitgeschleppt wird, die im benachbarten axialen Mischerabschnitt angeordnet ist. Der Abstreifer löst dabei sich eventuell an der Wand des Mischers absetzendes Mischgut und führt es der ständig durchmischten Mischgut wieder zu.
    Um die Mischschaufeln durch die von ihnen getragenen Abstreifer nicht in ihrer Funktion zu verschlechtern, wird vorgeschlagen, dass bei den Mischschaufeln, die in Rotationsrichtung angestellte Mischblätter aufweisen, die Abstreifer an den Enden dieser Mischblätter befestigt sind.
    Die Abstreifer können dabei in Rotationsrichtung neutral achsparallel ausgerichtet sein. Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung, die Abstreifer in Rotationsrichtung mit dem ihrem Befestigungspunkt entgegengesetzten freien Ende voreilend auszurichten oder aber nachlaufend auszurichten. Die Ausrichtung der Abstreifer hat einen zusätzlichen Effekt auf die Mischwirkung, da durch ihre Ausrichtung eine zusätzliche axiale Förderung und somit eine zusätzliche Mischung des Mischgutes zu erreichen ist.
    Grundsätzlich kann jede Mischschaufel sowohl an ihrem vorderen Ende als auch an ihrem hinteren Ende ihres Mischblattes einen Abstreifer tragen. Die Abstreifer ragen dann sowohl in den axialen Mischerabschnitt der in Axialrichtung vorgeschalteten Mischschaufel hinein als auch in den axialen Mischerabschnitt der in Axialrichtung nachgeschalteten Mischschaufel.
    Grundsätzlich können sich dabei die Abstreifer über die gesamte Länge des benachbarten axialen Mischerabschnittes erstrecken. Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung, wenn ein Abstreifer nur etwa die Hälfte oder etwas mehr als die Hälfte des benachbarten axialen Mischerabschnittes überstreicht und ein Abstreifer, der aus der anderen Richtung in den gleichen axialen Mischerabschnitt hineinragt, den restlichen Abschnitt überstreicht. Im mittleren Bereich des axialen Mischerabschnittes kann es dabei zu einer Überlappung der durch die Abstreifer überstrichenen Bereiche kommen. Vorzugsweise ist die Überlappung dabei aber auf der gesamten Länge des axialen Mischerabschnittes, da die bestmögliche Lösung von Mischgut von der Wand des Mischers erreicht wird, wenn der Abschnitt letztlich außer von der Mischschaufel auch von zwei Abstreifern überstrichen wird.
    Messungen haben in diesem Zusammenhang ergeben, dass damit der Wärmeübergang vom Mischgut zur Mischerwand um bis zu 100 % ansteigen kann. Auch werden durch diese Art der Positionierung der Abstreifer die Anströmverhältnisse der Schaufeln durch das Mischgut nicht beeinträchtigt. Die Mischwirkung der Schaufeln wird somit nicht eingeschränkt sondern im Gegenteil noch eher verbessert.
    Um die Vorrichtung an unterschiedlichstes Mischgut anpassen zu können wird vorgeschlagen, dass die Abstreifer um eine Längsachse schwenkbar sind. Diese Verschwenkung kann dabei auch steuerbar sein, beispielsweise über einen Pneumatik-, eine Hydraulik- oder auch einen Elektromotor. Die Energie für diese Verstellantriebe kann dabei insbesondere durch die als Hohlwelle auszubildende Welle des Mischers zugeführt werden.
    Es ist aber auch möglich, den Abstreifer exzentrisch zu lagern, so dass er durch das über ihn hinwegstreichende Mischgut entsprechend verstellt und gegebenenfalls an die Wand des Mischers angedrückt wird.
    Vorzugsweise ist der Abstreifer dabei an seiner in Rotationsrichtung vorderen Kante mit einem Kantenschutz versehen.
    Weiterhin wird vorgesehen, die beweglichen Abstreifer auf ihrer der Wand des Mischers zugewandten Unterseite mit Distanzleisten zu versehen. Diese stellen einen minimalen Abstand des Abstreifers zu der Wand sicher.
    Da die Leiste entlang der Mischerwand laufen, sind sie insbesondere aus einem Werkstoff gefertigt, der aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften eine direkte Berührung mit der Wand des Mischers zulässt. Hierbei ist zum einen zu berücksichtigen, dass das Material eine entsprechende Abrasionsresistenz haben muss, um zu verhindern, dass das Mischgut durch Abrasionsmaterial verschmutzt wird. Andererseits ist aber auch der Reibungskoeffizent zwischen dem Material und der Mischerwand von Relevanz, damit nicht aufgrund von zusätzlicher Reibung unzulässige Temperaturerhöhungen im Mischgut oder am Abstreifer entstehen.
    Diese Distanzleisten sind auswechselbar am Abstreifer befestigt, so dass sie, wenn sie verschlissen sind, einfach auszuwechseln sind.
    Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt
    Figur 1
    die schematische Darstellung eines Mischers mit einer Mischschaufel mit einem Mischblatt;
    Figur 2
    die Ansicht der Mischschaufel entlang der Linie A-A gemäß Figur 1;
    Figur 3
    die schematische Darstellung eines Mischers mit einer Mischschaufel mit zwei V-förmig angeordneten Mischblättern;
    Figur 4
    der Schnitt entlang der Linie B-B durch die Mischschaufel gemäß Figur 3;
    Figur 5
    eine andere schematische Darstellung eines Mischers in der Aufsicht;
    Figur 6
    eine schematische Ansicht zur umfänglichen Verteilung der Mischschaufeln gemäß Figur 5;
    Figur 7
    eine schematische Abwicklung eines Mischers gemäß Figur 5 mit einer Förderrichtung zur Mitte;
    Figur 8
    eine schematische Abwicklung eines Mischers mit einer abwechselnde Transportvorrichtung;
    Figur 9
    die Prinzipskizze einer Mischschaufel mit Abstreifern am vorderen und am hinteren Ende des Mischblattes;
    Figur 10
    die Prinzipskizze einer Mischschaufel mit zwei nachlaufenden Abstreifern am Mischblatt;
    Figur 11
    Prinzipskizze einer Mischschaufel mit einer voreilenden und einer nachlaufendem Abstreifer;
    Figur 12
    die Prinzipskizze einer Mischschaufel in der Seitenansicht;
    Figur 13
    die Prinzipskizze einer Mischschaufel mit einem selbsttätig verstellbaren Abstreifer in der Seitenansicht
    Figur 14
    die Ansicht eines Abstreifers in der Vorderansicht gemäß dem Pfeil C in Figur 13;
    Figur 15
    die Prinzipskizze einer Mischschaufel mit einem motorisch verstellbaren Abstreifer in der Seitenansicht.
    In der Figur 1 erkennt man die schematische Darstellung eines Mischers. Bei diesem Mischer handelt es sich um einen Horizontal- oder einen Trogmischer, der eine im Wesentlichen in Horizontalrichtung ausgerichtete rotierende Welle 1 aufweist. An dieser Welle ist über einen Arm 2 eine Mischschaufel 3 befestigt. Diese Mischschaufel bewegt sich bei einer Rotation der Welle 1 entsprechend dem Pfeil 4 in eine Richtung gemäß dem Pfeil 5. Da die Mischschaufel dabei einen Anstellwinkel β in der Größenordnung von 45° bis 70° zur Längsachse des Mischers aufweist, fördert die Mischschaufel in axialer Richtung gemäß dem Pfeil 6.
    Um die Förderwirkung der Mischschaufel 3 zu optimieren, weist sie auch gegenüber der Wand 7 des Mischers einen Anstellwinkel α auf in der Größenordnung von 65° bis 88°, wie dies in der Figur 2 zu erkennen ist, die eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 1 darstellt.
    Anstelle einer Mischschaufel mit nur einem Mischblatt, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist, kann auch eine Mischschaufel auf der rotierenden Welle 1 montiert werden, wie sie in der Figur 3 dargestellt ist und die zwei in entgegengesetzter Richtung angestellte Mischblätter aufweist. Diese Mischschaufel bewegt sich bei einer Rotation der Welle 1 entsprechend dem Pfeil 4 in die Richtung 5, wobei die beiden Mischblätter gegenüber der Längsachse der Welle 1 einen Anstellwinkel β von ca. 60° haben und gegenüber der Wand 7 einen Anstellwinkel α von ca. 75°. Dies ist in der Figur 4 dargestellt, die eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 3 ist.
    Die weitere Beschreibung der Erfindung bezieht sich jetzt im Wesentlichen auf Mischschaufeln mit nur einem Mischerblatt, wie sie in Figur 1 dargestellt sind. Für Mischschaufeln, wie sie in der Figur 3 dargestellt sind, ist aber eine vergleichbare Konstellation möglich.
    Jede Mischschaufel, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, überstreicht bei der Rotation der Welle 1 einen axialen Abschnitt MA des Mischers. Eine in Axialrichtung benachbarte Mischschaufel überstreicht demgemäss einen axial benachbarten Mischerabschnitt. Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel trägt - wie dies in der Figur 9 zu erkennen ist -, jede Mischschaufel 3 einen oder zwei Abstreifer 9. Diese Abstreifer erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Welle 1 und überstreichen dabei einen axialen Abschnitt der Mischerwand. Dadurch lösen sie in diesem axialen Abschnitt sich bildende Ablagerungen von der Mischerwand und führen dieses sich absetzende Mischgut wieder dem eigentlichen Mischvorgang zu. Damit wird auch erreicht, dass sich an der Wand der Mischers keine den Wärmedurchtritt behindernde feste Schicht bildet.
    Die Abstreifer haben normalerweise einen Abstand von ca. 0,5 - 3 mm zur Wand des Mischers, berühren sie also nicht.
    Wesentlich ist hier, dass die Abstreifer 9 sich außerhalb des axialen Mischerabschnittes MA erstrecken, der durch die Mischschaufel 3 überstrichen wird, und somit in einen benachbarten axialen Mischerabschnitt ragen.
    In der Figur 5 ist hierzu ein Mischer als Prinzipskizze dargestellt. Die Welle 1 ist nur durch ihre Mittellinie dargestellt. An dieser Mittellinie sind über Arme 2 im hier dargestellten Beispiel sechs Mischschaufeln 3 angebracht. Diese sind am unteren Rand der Skizze mit den Nummern 1 bis 6 durchnummeriert. Man erkennt, dass die Mischschaufeln 1 bis 3 aufgrund ihrer Anstellung über der Welle 1 im Wesentlichen nach rechts fördern, während die Mischerschaufeln 4 bis 6 im Wesentlichen nach links fördern. Es ergibt sich somit eine Förderung innerhalb des Mischers von den beiden Enden jeweils zu Mitte hin.
    Die Position der einzelnen Mischschaufeln 1 bis 6 über den Umfang ist der Figur 6 zu entnehmen. Die Mischschaufeln werden über die Arme 2 mit radialem Abstand zu der Welle 1 entlang der Wand 7 des Mischers geführt. Man erkennt in dieser Prinzipskizze auch, dass zwei in Axialrichtung benachbarte Mischschaufeln (vgl. Fig. 5) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Im hier dargestellten Beispiel schließen zwei axial benachbarte Schaufeln einen Winkel von 120° oder 180° ein.
    In der Figur 7 ist hierzu eine entsprechende Abwicklung als Prinzipskizze dargestellt.
    Man erkennt, dass die einzelnen Mischschaufeln (als diagonale Linie und mit Nummern 1 - 6 versehen) jeweils einander nachgeordnete axiale Mischerabschnitte MA, MB, MC, MD, ME und MF überstreichen.
    Die Abstreifer 9, die sich an die in Figur 5 mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichneten Mischschaufeln in Axialrichtung anschließen, sind in der Figur 7 als quer verlaufende gerade Striche dargestellt. Diese Abstreifer erstrecken sich dabei jeweils in den axialen Mischerabschnitt der benachbarten Mischschaufel.
    Wenn sich die in der Figur 7 dargestellten Mischschaufeln in Richtung des Pfeiles 10 bewegen (das heißt bei einer Rotation der Welle 1 gemäß dem Pfeil 11 in Figur 5 bzw. Pfeil 12 in Figur 6), wird jeder axiale Mischerabschnitt MA - MF außer durch eine Mischschaufel auch durch wenigstens einen Abstreifer der jeweils benachbarten Mischschaufeln überstrichen. Bei den endständigen Mischschaufeln 1 und 6 ist dies jeweils nur ein Abstreifer (die an den benachbarten Mischschaufeln 2 bzw. 5 befestigt sind), während bei den weiter zur Mitte hin angeordneten Mischschaufeln 2 bis 5 jeweils Abstreifer denselben axialen Mischerabschnitt überstreichen, die an den benachbarten Mischschaufeln befestigt sind. (Das heißt also an den Mischschaufeln 1 und 3, 2 und 4, 3 und 5 bzw. 4 und 6 für die entsprechend betrachteten Mischschaufeln 2 - 5).
    Im hier in Figur 7 dargestellten Beispiel ist ebenfalls gut zu erkennen, dass die Mischschaufeln 1, 2 und 3 mit einer Förderrichtung nach rechts versehen sind, während die Mischschaufeln mit den Nummern 4, 5 und 6 eine Förderrichtung nach links haben. Der gesamte Mischer arbeitet somit insgesamt zu seiner Mitte hin.
    In der Figur 8 ist eine Abwicklung eines Mischers dargestellt, bei dem die Mischschaufeln 1, 3 und 5 jeweils nach rechts fördern, wenn sie sich entsprechend dem Pfeil 13 durch das Mischgut bewegen. Die Mischschaufeln 2, 4 und 6 dieses Mischer haben aber eine Förderrichtung nach links. Hierdurch wird eine gleichmäßig wechselnde Mischrichtung erzielt und damit eine besonders effektive Durchmischung von Mischgut. Auch in diesem Beispiel wird der axiale Bereich, der von einer Mischschaufel (dargestellt durch eine schräge Linie, die mit einer Nummer versehen ist) überstrichen wird, auch noch durch wenigstens einen Abstreifer überstrichen (der als gerader Strich an das Ende einer diagonalen, mit einer Nummer versehenen Linie angesetzt ist).
    In der Figur 9 ist gut zu erkennen, dass die Mischschaufel 3 im Wesentlichen durch ein Mischblatt 3A gebildet wird, das durch den Arm 2 in radialem Abstand zur Welle 1 geführt wird. Dieses Mischblatt weist ein vorderes Ende 16 und ein hinteres Ende 18 auf. An diesen Enden sind die Abstreifer 9 befestigt.
    In der Figur 9 sind die an dem vorderen Mischblattende 16 und an dem hinteren Mischblattende 18 angesetzten Abstreifer 9 im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Welle 1 ausgerichtet.
    In den Figuren 10 und 11 sind hierzu alternative Ausführungen dargestellt: So ist in der Figur 10 eine Mischerschaufel 3 dargestellt, die sich bei einer Rotation der durch ihre Mittellinie symbolisierten Welle 1 entsprechend dem Pfeil 15 bewegt.
    Der dabei an dem vorderen Mischblattende befestigte Abstreifer 17 und der am hinteren Mischblattende 18 befestigte Abstreifer 19 sind dabei so montiert, dass sie mit ihren freien Enden 20, die den Befestigungspunkten 21 der Abstreifer 17 bzw. 19 gegenüberliegen, in Rotationsrichtung nachlaufend ausgerichtet sind. Durch diese nachlaufende Ausrichtung wird auch im Bereich der Abstreifer 17, 19 eine leichte axiale Förderung des Mischgutes bewirkt.
    In der Figur 11 ist diesbezüglich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Mischschaufel 3 sich entlang des Pfeiles 22 bewegt. Dabei ist der am hinteren Mischblattende 18 befestigte Abstreifer 19 mit seinem freien Ende 20 ebenfalls gegenüber dem Befestigungspunkt 21 am Mischblatt nachlaufend ausgebildet. Dementgegen ist der Abstreifer 23, der an dem vorderen Mischblattende 16 montiert ist, mit seinem freien Ende 24 gegenüber seinem Befestigungspunkt 25 voreilend ausgerichtet. Hierdurch wird sowohl durch den voreilenden Abstreifer 23 als auch durch die Mischschaufel 3 und den nachlaufenden Abstreifer 19 eine kontinuierliche Förderung von Mischgut in einer axialen Richtung bewirkt.
    In der Figur 12 ist eine Mischschaufel 3 in der Seitenansicht dargestellt. Die Unterkante 26 der Mischschaufel verläuft im Wesentlichen entlang der von der Mischschaufel 3 überstrichenen Wand des Mischers. Dabei weisen die Abstreifer einen Freiwinkel γ auf in einer Größe zwischen ca. 3° und 30°, der gemessen wird zwischen der Unterseite des Abstreifers und der Tangente an die Berührungsstelle des Abstreifers an die Mischerwand 7. Gegenüber dieser Tangente wird auch der Anstellwinkel δ des Abstreifer gemessen, der zwischen der Oberseite des Abstreifers 9 und der genannten Tangente liegt und ca. 10° bis 45° entspricht.
    An ihrem vorderen Ende weisen die in der Figur 12 dargestellten Abstreiter 9 dabei jeweils einen Kantenschutz 32 auf.
    Wie in der Figur 13 dargestellt ist, kann der Abstreifer 31 um eine Längsachse 28 verschwenkt werden. Hierdurch können die Winkel ϑ und Γ in Abhängigkeit von Mischgut-spezifischen Anforderungen verändert werden.
    Diese Änderung der Winkel kann beispielsweise steuerbar sein, indem der Abstreifer 31 motorisch verstellt wird, wie dies in der Figur 15 gezeigt ist. Für diesen Motor 29 sind elektrische, hydraulische oder auch pneumatische Verstellmotoren möglich.
    Alternativ ist auch eine wie in der Figur 13 zu erkennende exzentrische Lagerung denkbar, bei der der Flächenanteil "a" größer ist als der Flächenanteil "b". Hierdurch wird ständig erreicht, dass das anströmende Mischgut den Abstreifer 31 verstellt und mit einem gewissen Druck gegen die Wand des Mischers drückt. Dies erfolgt aufgrund der exzentrischen Lagerung des Abstreifers 31 selbsttätig.
    Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es dann auch möglich, die Verstellung mittels einer Federkraft zu beeinflussen. Hierzu würde bei einer Mischschaufel, wie sie in Figur 15 dargestellt ist, anstelle eines Motors 29 eine Feder 29 eingesetzt, gegen die der Abstreifer 31 bei seiner selbsttätigen Verstellung anarbeiten müsste.
    Wesentlich ist jetzt noch, dass der sich selbsttätig verstellende Abstreifer wie er in der Figur 13 dargestellt ist, an seiner Unterseite Distanzleisten 30 aufweist. Durch diese Distanzleisten, die in der Figur 14 in der Ansicht von vorne entsprechend dem Pfeil C in Figur 13 dargestellt sind, wird sichergestellt, dass der verstellbare Abstreifer 31 einen Mindestabstand zur Wand 7 des Mischers hält. Die Distanzleisten 30 sind dabei vorzugsweise aus einem Material wie modifiziertem PTFE oder aus einem ultrahochmolekularen Polyolefin oder Polypropilen. Diese Distanzleisten 30 können nach ihrem Verschleiß ausgetauscht werden, so dass auf Dauer ein minimaler Abstand des verstellbaren Abstreifers 31 von der Wand 7 gewährleistet werden kann.

    Claims (15)

    1. Mischer mit einer rotierenden Welle (1), die eine Mehrzahl von Mischschaufeln (3) trägt, die jeweils einander im Wesentlichen nachgeordneten Mischerabschnitten (MA - MF) zugeordnet sind, sowie eine Mehrzahl von Abstreifern (9), die bei Rotation der Welle (1) eine Wand (7) des Mischers überstreichen,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer (9) an den Mischschaufeln (3) befestigt sind und sich in den Mischerabschnitt einer jeweils axial benachbarten Mischschaufel erstrecken.
    2. Mischer gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Axialrichtung benachbarte Mischschaufeln in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
    3. Mischer gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Mischschaufeln (3) in Rotationsrichtung angestellte Mischblätter (3A) aufweisen und dass die Abstreifer (9) an den Enden der Mischblätter (3A) befestigt sind.
    4. Mischer gemäß Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer (9) in Rotationsrichtung neutral achsparallel ausgerichtet sind.
    5. Mischer gemäß Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer (23) in Rotationsrichtung mit dem ihrem Befestigungspunkt (25) entgegengesetzten freien Ende (24) voreilend ausgerichtet sind.
    6. Mischer gemäß Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifer (17, 19) in Rotationsrichtung mit dem ihrem Befestigungspunkt (21) entgegengesetzten freien Ende (20) nachlaufend ausgerichtet sind.
    7. Mischer gemäß Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Mischschaufeln (3) an dem vorderen Ende (16) und an dem hinteren Ende (18) eines Mischblattes (3A) einen Abstreifer tragen.
    8. Mischer gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (31) um eine Längsachse (28) verschwenkbar ist.
    9. Mischer gemäß Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (31) exzentrisch gelagert ist.
    10. Mischer gemäß Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (31) mit seiner Vorderkante über die Kraft einer Feder (29) gegen die Mischerwand (7) gedrückt wird.
    11. Mischer gemäß Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) steuerbar gegen die Wand (7) des Mischers drückbar ist.
    12. Mischer gemäß Anspruch 11,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) des Mischers als Hohlwelle ausgebildet ist, durch die hindurch dem Abstreifer Verstellenergie zuführbar ist.
    13. Mischer gemäß Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9) an seiner in Rotationsrichtung vorderen Kante einen Kantenschutz (32) trägt.
    14. Mischer gemäß Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (31) auf seiner der Wand des Mischers zugewandten Unterseite wenigstens eine Distanzleiste (30) trägt.
    15. Mischer gemäß Anspruch 14,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzleiste (30) auswechselbar am Abstreifer (31) montiert ist.
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