EP3765182B1 - Mischvorrichtung mit verschlusselement - Google Patents

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EP3765182B1
EP3765182B1 EP19709922.9A EP19709922A EP3765182B1 EP 3765182 B1 EP3765182 B1 EP 3765182B1 EP 19709922 A EP19709922 A EP 19709922A EP 3765182 B1 EP3765182 B1 EP 3765182B1
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EP
European Patent Office
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mixing
closure element
emptying opening
container
closure
Prior art date
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EP19709922.9A
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EP3765182A1 (de
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Christian Ott
Timo GÜNTHER
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Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
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Publication date
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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
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/80—Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis
    • B01F29/83—Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis with rotary paddles or arms, e.g. movable out of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F29/80—Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis
    • B01F29/83—Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis with rotary paddles or arms, e.g. movable out of the receptacle
    • B01F29/835—Pan-type mixers, i.e. having stirrers moving along the bottom of a pan-shaped receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32—Driving arrangements
    • B01F35/323—Driving arrangements for vertical stirrer shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F35/40—Mounting or supporting mixing devices or receptacles; Clamping or holding arrangements therefor
    • B01F35/41—Mounting or supporting stirrer shafts or stirrer units on receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F35/45—Closures or doors specially adapted for mixing receptacles; Operating mechanisms therefor
    • B01F35/451—Closures or doors specially adapted for mixing receptacles; Operating mechanisms therefor by rotating them about an axis parallel to the plane of the opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/75455—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using a rotary discharge means, e.g. a screw beneath the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/7547—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using valves, gates, orifices or openings

Definitions

  • the present invention relates to a mixing device with a container that can be rotated about a container axis for receiving material to be mixed, in the bottom of which there is a discharge opening, a rotatable mixing tool arranged inside the container, and a closure element for closing the discharge opening, the closure element for opening and closing of the discharge opening can be pivoted about a pivot axis, the closure element having an inner surface which is arranged inside the container when the discharge opening is closed, an outer surface which is arranged outside the container when the discharge opening is closed, and an edge surface which is arranged opposite an edge surface of the Discharge opening is arranged having.
  • closure element is often designed as a closure cover. However, this is not absolutely necessary.
  • the closure element could also be an element separate from the closure lid.
  • the invention is described below with reference to closure elements designed as closure lids. It goes without saying, however, that instead of a closure cover, a closure element can also be designed according to the invention, even if the design as a closure cover is preferred.
  • Such a mixing device is, for example, from WO 2011/128435 A1 famous.
  • Such a known mixing device is in the figures 1 and 2 played back. while showing figure 1 a mixing tank in a plan view. figure 2 shows a sectional view.
  • the cylindrical mixing container 1 has an overhung mixing tool 2 arranged eccentrically in the mixing container on a central shaft 3 with laterally arranged mixing blades 4 and a stationary wall/floor scraper 5 held vertically overhung from above. At the lowest wing level of the mixing tool 2, bottom knives 6 projecting vertically downwards are fastened and work at a small distance from the surface of the bottom of the container.
  • the emptying opening 7 is located in the center of the mixing container 1 .
  • the emptying opening 7 can be closed with the closing element designed as a closing cover 8 .
  • the closure cover 8 is connected to a support arm 10 via a bearing fork and the bearing pin 9 and is thus pivotable about the tilting axis of the bearing pin 9 .
  • the support arm 10 is rotatably supported via the pivot shaft 11 .
  • a restoring element not shown, ensures that the closure cover 8 assumes a specific position relative to the support arm 10 without the effects of external forces.
  • the closure lid 8 When the discharge port 7 is closed, i. H. the closure lid 8 is positioned within the emptying opening 7, the closure lid 8 closes flush with the bottom of the container. This forms a level floor surface on which the material to be mixed is moved. This ensures efficient mixing of the entire mixed material, since there is no dead space above the sealing cover that cannot be reached by the bottom blade 6 .
  • closure lid to be flush with the container base makes it difficult to design and guide the closure lid.
  • the cap would have to be moved linearly downwards to open the discharge opening.
  • this would mean that due to the arrangement of the discharge opening in the bottom of the container, the mixture would flow over all known surfaces of the closure lid and possibly even soil the drive of the closure lid.
  • the closure cover it is not possible for the closure cover to swing out of the emptying opening to the side because of the essentially cylindrical or truncated cone-shaped contact surfaces of the closure cover and emptying opening.
  • the drive of the closure lid which is in figure 2 is shown, a pivoting movement both about the axis 11 and about the axis 9.
  • the known closure lid is complex to manufacture and not easy to clean. Due to the rotary movement of the closure cap, the closure cap must have a certain amount of play within the emptying opening in order to be able to be pivoted out of the emptying opening. Through the resulting gap, mix components can escape from the hopper even when the discharge opening is closed. In addition, the cap must be cleaned very thoroughly after each emptying process to ensure that it can be repositioned in the opening and seals reliably. Furthermore, mixed material can accumulate in the area of the pivot axis 9 located below the closure lid and impede the pivoting process.
  • the material to be mixed flowing out of the discharge opening is discharged in a parabolic path by the pivoting movement of the closure lid in conjunction with the rotary movement of the mixing container flow out of the mixing tank.
  • the transfer box 12 located below the closure cover relatively large, which makes subsequent cleaning more difficult.
  • the lower outlet cross section of the transfer box 12 must be selected to be relatively large in order to enable a sufficiently steep outlet angle.
  • the large outlet cross-section makes it difficult to collect the mixed material in downstream containers, since these in turn have to be designed with large inlet cross-sections.
  • a mixing dryer designed as a ball mixer which consists of two half-shells. An outlet valve is arranged in the lower half-shell.
  • a mixer-dryer with a segmented ball valve is known.
  • the JP 2001 157832 A and the GB 1114175A also show devices with segmented ball type valves.
  • the object of the present invention is therefore to provide a mixing device of the type mentioned at the outset, which at least reduces the disadvantages described and enables the material to be mixed to be transferred over a relatively small cross section.
  • this object is achieved in that the closure element, emptying opening and pivot axis are designed and arranged in such a way that a point on the inner surface or the edge surface of the closure element that is furthest from the pivot axis describes a circle during the pivoting movement, with the closure element inside the circle and the edge surfaces of the discharge opening are located outside of the circle, with the closure element being flush with the bottom, so that a flat bottom surface results when the closure element is positioned in the discharge opening.
  • the closure element only has to be rotated about the pivot axis in order to close the emptying opening.
  • the discharge opening is designed and arranged in such a way that the edge surface of the discharge opening cannot collide with the closure element during the pivoting process.
  • a gap can remain within the discharge opening between the edge surfaces of the closure element and the edge surfaces of the discharge opening, but the width of the gap should be smaller than the smallest grain size of the mixed material to be processed in order to prevent the mixed material from flowing out of the mixing container into to avoid the closed position of the closure element.
  • the emptying opening and the closure element have mutually corresponding edge surfaces which come into contact with one another when the closing element is positioned in the emptying opening.
  • This measure ensures that no gap remains between the discharge opening and the closure element when the closure element is in the closed position.
  • edge surfaces of the closure element are curved in such a way that they lie on an imaginary sphere and the center point of the imaginary sphere lies on the pivot axis.
  • Such a design of the edge surfaces is similar to the structure of spherical segment slides.
  • Spherical segment gate valves serve as a shut-off device within dosing and supply lines.
  • the movable valve slides are designed in the shape of a spherical segment, i. H. Not only are the contact surfaces that come into contact with a corresponding valve seat curved, but the entire valve slide has the shape of a spherical cap. Apart from the fact that such a valve slide is not to be regarded as a sealing cover, it also does not allow a planar arrangement in the container base due to the shape of the hood.
  • the configuration according to the invention has the advantage that the closure cover can be easily pivoted about the pivot axis in order to close or open the emptying opening.
  • the mixing tool has a mixer shaft arranged parallel to the axis of rotation of the container and a plurality of vanes spaced apart from one another along the mixer shaft.
  • a mixing tool is already in the figures 1 and 2 shown.
  • disc-shaped mixing tools with, for example, V-shaped or U-shaped recesses on the outer circumference and pins or rod-shaped mixing elements protruding upwards or downwards out of the plane of the mixing tool can also be used.
  • At least one, preferably at least two, generally opposite bottom knives must be arranged on the end facing the bottom of all mixing tool geometries, which are at a small distance from the bottom of the mixing container or also through direct contact with it Material buildup on the bottom of the mixing tank and the cover remove by turning.
  • the bottom knives are usually arranged in such a way that they sweep over the axis of rotation of the mixing container and also of the closure lid.
  • the wings of the mixing tool with the bottom cutters 6 attached to them extend over the closure lid. Like that one in particular figure 2 can be seen, the situation can thus arise in which a wing of the mixing tool or a bottom knife attached to the wing is arranged directly above the closure lid. Because according to the invention the closure cap is pivoted about a pivot axis to open and close the discharge opening and the center point of the curvature of the edge surfaces of the closure cap lies on this pivot axis, when the closure cap is pivoted about the pivot axis, the edge surfaces will move along the surface of the imaginary sphere, i.e. on a run in a circular path.
  • the mixing device has a positioning device for the rotary positioning of the wings of the mixing tool and in particular the bottom knife relative to the discharge opening.
  • the mixing tool can then be adjusted in such a way that the parts of the mixing tool that could collide with the closure lid, i.e. in particular the bottom knife, are not in the area in which the closure lid performs its pivoting movement when opening.
  • the mixer shaft can first be brought into a position with the aid of the positioning device in which the sealing cover can be pivoted safely. It must be ensured that during the pivoting movement the parts of the mixer shaft that could collide with the cover are not moved into the pivoting range of the cover.
  • the positioning device has a device for determining the rotational position of the mixer shaft. Depending on the drive of the mixer shaft, it may not be possible to predict the current position of the mixing tool or the protruding elements or bottom knives on the mixer shaft. A positioning device can therefore be helpful in order to determine the current rotational position of the mixer shaft, and based on this determination the positioning device can then carry out the rotational positioning of the bottom cutters of the mixing tool relative to the discharge opening in order to enable the closure lid to be pivoted safely.
  • any sensor can be used to determine the rotary position.
  • Cams are particularly preferably arranged on the mixer shaft or on drive elements attached to it, such as V-belt pulleys, which are scanned with corresponding cam followers that interact with the cams, so that a mechanical, electrical or electromechanical query takes place.
  • a cam-shaped elevation can be arranged on the mixer shaft (or on a V-belt pulley attached thereto), which is positioned in such a way that when the stationary positioned cam follower detects the increase, it is ensured that the mixer shaft is in a position in which no bottom blade of the mixer shaft is in the pivoting range of the cover.
  • the cap can be opened or closed. If the cam follower does not catch the cam, the mixer shaft must be rotated further until the cam is caught.
  • the cams on the mixer shaft in such a way that when the cam follower detects a cam, the protruding components, such as the floor cutters, are arranged in such a way that the closure lid cannot be opened or closed.
  • the positioning device is designed in such a way that it can control and stop the rotary movement of the mixer shaft and/or the rotary movement of the mixing container.
  • the positioning device is able to position the mixer shaft in such a way that the closure lid can be pivoted safely. It can also ensure that this state is maintained during the opening and closing process.
  • FIG 3 a schematic sectional view of an embodiment of the mixing device according to the invention is shown.
  • a cylindrical mixing container 1 is provided, which can be rotated about an axis of rotation.
  • a mixing tool with a mixing shaft 3 is arranged inside the mixing container 1 .
  • a disc-shaped mixing tool 19 with pins protruding axially upwards and with bottom knives 6 protruding in the direction of the bottom container bottom is fastened to the mixing shaft 3 .
  • the mixing shaft 3 is driven by a motor 21 via a V-belt.
  • a V-belt pulley 16 is attached to the mixing shaft 3 for this purpose.
  • Magnets 17 are arranged on the V-belt pulley 16 and can be detected with a corresponding sensor 18 . In the example shown, the magnets 17 are arranged in the same plane in which both the axis of rotation of the mixing shaft 3 and the base knife 6 are arranged.
  • the corresponding magnets 17 could also, as also exemplified in figure 3 shown, be arranged directly on the mixing shaft 3.
  • the sensors 18 are read by a controller 20 which in turn drives the motor 21 .
  • the bottom of the container has an emptying opening 7 .
  • a closure cover 13 is arranged in the emptying opening 7 .
  • the cap 13 and the discharge opening 7 have mutually corresponding edge surfaces that come into contact with each other when the cap as in FIG figure 3 is positioned in the discharge opening 7 as shown. It can be seen that the closure lid 13 is flush with the bottom of the container, resulting in a flat bottom surface.
  • the edge surfaces of the closure cap 13 are curved in such a way that they lie on an imaginary sphere.
  • the closure cover 13 can be pivoted about a pivot axis 14 to open and close the emptying opening 7 .
  • the center point of the imaginary sphere lies on the pivot axis 14.
  • the closure cover 13 can be pivoted about the pivot axis 14 without having to be moved out of the emptying opening 7 beforehand.
  • the edge surfaces of the closure cap 13 move on the imaginary sphere 15. In figure 3 a situation is shown in which the closure cover 13 would collide with a base knife 6 when pivoted about the pivot axis 14 .
  • the position of the mixing shaft 3 is detected via the magnets 17 and sensors 18 and the movement of the mixing shaft 3 is controlled in such a way that the bottom cutters 6 are moved out of the pivoting range of the closure lid 13 so that then the cap 13 is safely opened or closed can be.
  • the magnets 17 and the sensors 18 instead of the magnets 17 and the sensors 18, corresponding cams and cam followers or any other sensors and corresponding counterparts could also be installed, as already described above, which make it possible to detect the rotational position of the shaft.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem um eine Behälterachse drehbaren Behälter zur Aufnahme von Mischgut, in dessen Boden eine Entleeröffnung angeordnet ist, einem im Innern des Behälters angeordneten drehbaren Mischwerkzeug, und einem Verschlusselement zum Verschließen der Entleeröffnung, wobei das Verschlusselement zum Öffnen und Schließen der Entleeröffnung um eine Schwenkachse geschwenkt werden kann, wobei das Verschlusselement eine Innenfläche, die bei geschlossener Entleeröffnung innerhalb des Behälters angeordnet ist, eine Außenfläche, die bei geschlossenen Entleeröffnung außerhalb des Behälters angeordnet ist, und eine Kantenfläche, die bei geschlossenen Entleeröffnung gegenüber einer Kantenfläche der Entleeröffnung angeordnet ist, aufweist.
  • Häufig ist ein solches Verschlusselement als Verschlussdeckel ausgebildet. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Das Verschlusselement könnte auch ein vom Verschlussdeckel separates Element sein. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von als Verschlussdeckel ausgebildeten Verschlusselementen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass statt eines Verschlussdeckels auch ein Verschlusselement erfindungsgemäß ausgebildet sein kann, auch wenn die Ausbildung als Verschlussdeckel bevorzugt ist.
  • Eine solche Mischvorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2011/128435 A1 bekannt.
  • Eine derartige bekannte Mischvorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 wiedergegeben. Dabei zeigt Figur 1 einen Mischbehälter in einer Draufsicht. Figur 2 zeigt eine Schnittansicht.
  • Der zylindrische Mischbehälter 1 weist ein exzentrisch im Mischbehälter angeordnetes, fliegend gelagertes Mischwerkzeug 2 an einer zentralen Welle 3 mit seitlich angeordneten Mischflügeln 4 sowie einen stationären, vertikal von oben fliegend gehaltenen Wand-/Bodenabstreifer 5 auf. An der untersten Flügelebene des Mischwerkzeugs 2 sind vertikal nach unten ragende Bodenmesser 6 befestigt, die mit einem geringen Abstand zur Oberfläche des Behälterbodens arbeiten.
  • Im Zentrum des Mischbehälters 1 befindet sich die Entleeröffnung 7. Die Entleeröffnung 7 kann mit dem als Verschlussdeckel 8 ausgebildeten Verschlusselement verschlossen werden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Verschlussdeckel 8 über eine Lagergabel und den Lagerzapfen 9 mit einem Tragarm 10 verbunden und somit um die Kippachse des Lagerzapfens 9 schwenkbar. Der Tragarm 10 ist über die Schwenkwelle 11 drehbar gelagert. Ein nicht dargestelltes Rückstellelement sorgt dafür, dass ohne äußere Krafteinwirkungen der Verschlussdeckel 8 relativ zu dem Tragarm 10 eine bestimmte Position einnimmt.
  • Wenn die Entleeröffnung 7 geschlossen ist, d. h. der Verschlussdeckel 8 innerhalb der Entleeröffnung 7 positioniert ist, schließt der Verschlussdeckel 8 bündig mit dem Boden des Behälters ab. Dadurch wird eine ebene Bodenfläche gebildet, auf welcher das Mischgut bewegt wird. Dies stellt eine effiziente Durchmischung des gesamten Mischguts sicher, da sich oberhalb des Verschlussdeckels kein Totraum befindet, der durch die Bodenmesser 6 nicht erreicht wird.
  • Die Anforderung des bündigen Abschlusses des Verschlussdeckels mit dem Behälterboden erschwert die Gestaltung und Führung des Verschlussdeckels.
  • Im Grunde genommen müsste der Verschlussdeckel zum Öffnen der Entleeröffnung linear nach unten bewegt werden. Dies hätte jedoch zur Folge, dass aufgrund der Anordnung der Entleeröffnung im Boden des Behälters das Mischgut über alle bekannten Flächen des Verschlussdeckels strömen und gegebenenfalls sogar den Antrieb des Verschlussdeckels verschmutzen würde. Ein seitliches Herausschwenken des Verschlussdeckels aus der Entleeröffnung ist jedoch aufgrund der im Wesentlichen zylinderförmigen oder kegelstumpfförmigen Kontaktflächen von Verschlussdeckel und Entleeröffnung nicht möglich.
  • Aus diesem Grund erlaubt der Antrieb des Verschlussdeckels, der in Figur 2 gezeigt ist, eine Verschwenkbewegung sowohl um die Achse 11 als auch um die Achse 9. Der bekannte Verschlussdeckel ist aufwändig in der Herstellung und nicht gut reinigbar. Durch die Drehbewegung des Verschlussdeckels muss der Verschlussdeckel ein gewisses Spiel innerhalb der Entleeröffnung aufweisen, um aus der Entleeröffnung herausgeschwenkt werden zu können. Durch den sich dadurch bildenden Spalt können Mischgutbestandteile auch bei geschlossener Entleeröffnung aus dem Behälter entweichen. Zudem muss der Verschlussdeckel sehr gründlich nach jedem Entleervorgang gereinigt werden, um sicherzustellen, dass er wieder in der Öffnung positioniert werden kann und zuverlässig abdichtet. Des Weiteren kann Mischgut sich im Bereich der unterhalb des Verschlussdeckels befindlichen Schwenkachse 9 ansammeln und den Schwenkvorgang behindern. Durch die Schwenkbewegung des Verschlussdeckels in Verbindung mit der Drehbewegung des Mischbehälters wird das aus der Entleeröffnung ausströmende Mischgut in einer parabelförmigen Bahn aus dem Mischbehälter ausfließen. Dadurch ist es notwendig, den unterhalb von dem Verschlussdeckel befindlichen Überleitkasten 12 relativ groß zu gestalten, was die anschließende Reinigung erschwert. Zudem muss der untere Auslaufquerschnitt des Überleitkastens 12 relativ groß gewählt werden, um einen ausreichend steilen Auslaufwinkel zu ermöglichen. Der große Auslaufquerschnitt erschwert die Aufnahme des Mischgutes in nachgeschalteten Behältern, da auch diese wiederum mit großen Einlaufquerschnitten ausgeführt sein müssen.
  • Aus der DE 20 2006 003 390 U1 ist ein als Kugelmischer ausgebildeter Mischtrockner bekannt, der aus zwei Halbschalen besteht. In der unteren Halbschale ist ein Auslassventil angeordnet. Aus der DE 20 2013 100 812 U1 ist ein Mischer-Trockner mit einem Kugelsegmentventil bekannt. Die JP 2001 157832 A und die GB 1114175 A zeigen ebenfalls Vorrichtungen mit Kugelsegmentventilartigen Ventilen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die beschriebenen Nachteile zumindest verringert und eine Überleitung des Mischgutes über einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Verschlusselement, Entleeröffnung und Schwenkachse derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein am weitesten von der Schwenkachse entfernt angeordneter Punkt auf der Innenfläche oder der Kantenfläche des Verschlusselementes bei der Schwenkbewegung einen Kreis beschreibt, wobei das Verschlusselement innerhalb des Kreises und die Kantenflächen der Entleeröffnung außerhalb des Kreises angeordnet sind, wobei das Verschlusselement mit dem Boden bündig abschließt, so dass sich eine ebene Bodenfläche ergibt, wenn das Verschlusselement in der Entleeröffnung positioniert ist.
  • Durch diese Maßnahme muss das Verschlusselement nur um die Schwenkachse gedreht werden, um die Entleeröffnung zu verschließen. Die Entleeröffnung ist derart ausgebildet und angeordnet, dass die Kantenfläche der Entleeröffnung während des Schwenkvorgangs nicht mit dem Verschlusselement kollidieren können.
  • Grundsätzlich kann auch in der geschlossenen Position des Verschlusselementes innerhalb der Entleeröffnung ein Spalt zwischen den Kantenflächen des Verschlusselementes und den Kantenflächen der Entleeröffnung verbleiben, die Spaltbreite sollte jedoch kleiner sein als die kleinste Korngröße des zu bearbeitenden Mischgutes, um ein Herausfließen des Mischgutes aus dem Mischbehälters in der geschlossenen Position des Verschlusselementes zu vermeiden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Entleeröffnung und das Verschlusselement zueinander korrespondierende Kantenflächen aufweisen, die miteinander in Kontakt treten, wenn das Verschlusselement in der Entleeröffnung positioniert ist.
  • Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass in der geschlossenen Position des Verschlusselementes kein Spalt zwischen Entleeröffnung und Verschlusselement verbleibt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kantenflächen des Verschlusselementes derart gekrümmt ausgebildet sind, dass sie auf einer gedachten Kugel liegen, und der Mittelpunkt der gedachten Kugel auf der Schwenkachse liegt.
  • Eine solche Ausbildung der Kantenflächen ähnelt dem Aufbau von Kugelsegmentschiebern. Kugelsegmentschieber dienen als Absperrorgan innerhalb von Dosier- und Zuführungsleitungen. Allerdings sind bei den Kugelsegmentschiebern die beweglichen Ventilschieber kugelsegmentförmig ausgebildet, d. h. nicht nur die Kontaktflächen, die mit einem entsprechenden Ventilsitz in Kontakt treten, sind gekrümmt ausgeführt, sondern der gesamte Ventilschieber hat die Form einer Kugelhaube. Abgesehen davon, dass ein solcher Ventilschieber nicht als Verschlussdeckel anzusehen ist, erlaubt er aufgrund der Haubenform auch keine ebene Anordnung im Behälterboden.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, dass der Verschlussdeckel einfach um die Schwenkachse geschwenkt werden kann, um die Entleeröffnung zu schließen oder zu öffnen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Mischwerkzeug eine parallel zur Drehachse des Behälters angeordnete Mischerwelle und mehrere entlang der Mischerwelle voneinander beabstandete Flügel auf. Mithilfe eines solchen Mischwerkzeuges kann die Durchmischung des Mischgutes wesentlich beschleunigt werden. Ein solches Mischwerkzeug ist bereits in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Alternativ können an Stelle der Mischflügel auch scheibenförmige Mischwerkzeuge mit beispielsweise v- oder u-förmigen Ausnehmungen am äußeren Umfang und nach oben oder unten aus der Ebene des Mischwerkzeuges hervorstehenden Stiften oder stabförmigen Mischelementen verwendet werden. Um eine möglichst vollständige Durchmischung des Mischgutes zu erzielen, müssen bei allen Mischwerkzeuggeometrien an dem dem Boden zugewandten Ende mindestens ein, vorzugsweise mindestens zwei, in der Regel gegenüberliegende, Bodenmesser angeordnet sein, die mit geringem Abstand zum Mischbehälterboden oder auch durch direkten Kontakt mit diesem die Materialanhaftungen auf dem Mischbehälterboden und dem Verschlussdeckel durch die Drehbewegung entfernen. Die Bodenmesser sind üblicherweise so angeordnet, dass sie die Drehachse des Mischbehälters und auch des Verschlussdeckels überstreichen.
  • Man erkennt, dass sich die Flügel des Mischwerkzeugs mit den daran befestigten Bodenmessern 6 über den Verschlussdeckel erstrecken. Wie insbesondere der Figur 2 zu entnehmen ist, kann somit die Situation entstehen, in welcher ein Flügel des Mischwerkzeugs oder ein am Flügel befestigtes Bodenmesser unmittelbar oberhalb des Verschlussdeckels angeordnet ist. Da erfindungsgemäß der Verschlussdeckel zum Öffnen und Schließen der Entleeröffnung um eine Schwenkachse geschwenkt wird und der Mittelpunkt der Krümmung der Kantenflächen des Verschlussdeckels auf dieser Schwenkachse liegt, werden sich bei einem Schwenken des Verschlussdeckels um die Schwenkachse die Kantenflächen entlang der Oberfläche der gedachten Kugel bewegen, d. h. auf einer Kreisbahn verlaufen. Dies hat jedoch zur Folge, dass die Kantenflächen in den Behälter hinein verschwenkt werden, was jedoch zu einer Kollision des Verschlussdeckels mit dem Flügel bzw. dem am Flügel montierten Bodenmesser führen kann, wenn sich dieser gerade im Schwenkbereich des Verschlussdeckel befindet. Es ist daher notwendig, dass vor dem Öffnen oder Schließen des Verschlussdeckels die Mischerwelle derart gedreht wird, dass kein Flügel und kein Bodenmesser im Schwenkbereich des Verschlussdeckels liegt. Dies kann beispielsweise manuell d. h. von einem vor Ort anwesenden Bediener durchgeführt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mischvorrichtung eine Positionierungseinrichtung zur Drehpositionierung der Flügel des Mischwerkzeuges und insbesondere der Bodenmesser relativ zur Entleeröffnung auf.
  • Mit Hilfe der Positionierungseinrichtung kann dann das Mischwerkzeug in der Art eingestellt werden, dass die Teile des Mischwerkzeuges, die mit dem Verschlussdeckel kollidieren könnten, d.h insbesondere die Bodenmesser, nicht in dem Bereich liegen, in welchem der Verschlussdeckel beim Öffnen seine Schwenkbewegung durchführt.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher bevor der als Kugelsegmentventil ausgebildete Verschlussdeckel geöffnet oder geschlossen wird, zunächst mit Hilfe der Positionierungseinrichtung die Mischerwelle in eine Position gebracht werden, in der der Verschlussdeckel gefahrlos verschwenkt werden kann. Dabei ist sicherzustellen, dass während der Schwenkbewegung die Teile der Mischerwelle, die mit dem Verschlussdeckel kollidieren könnten, nicht in den Schwenkbereich des Verschlussdeckels bewegt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Positionierungseinrichtung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Drehposition der Mischerwelle auf. Je nach Antrieb der Mischerwelle ist es möglicherweise nicht vorhersehbar, in welcher Position sich das Mischwerkzeug bzw. die hervorstehenden Elemente oder Bodenmesser an der Mischerwelle gerade befinden. Daher kann eine Positionierungseinrichtung hilfreich sein, um die aktuelle Drehposition der Mischerwelle zu bestimmen, wobei auf Grundlage dieser Bestimmung dann die Positionierungseinrichtung die Drehpositionierung der Bodenmesser des Mischwerkzeuges relativ zur Entleeröffnung vornehmen kann, um ein gefahrloses Verschwenken des Verschlussdeckels zu ermöglichen.
  • Grundsätzlich kann zur Bestimmung der Drehposition jeder beliebige Sensor verwendet werden. Besonders bevorzugt sind auf der Mischerwelle oder auf daran befestigten Antriebselementen, wie z.B. Keilriemenscheiben, Nocken angeordnet, die mit entsprechenden Nockenfolgern, die mit den Nocken zusammenwirken, abgetastet werden, so dass eine mechanische, elektrische oder elektromechanische Abfrage erfolgt. Beispielsweise kann auf der Mischerwelle (oder auf einer daran befestigten Keilriemenscheibe) eine nockenförmige Erhöhung angeordnet sein, die derart positioniert ist, so dass dann, wenn der stationär positionierte Nockenfolger die Erhöhung detektiert, sichergestellt ist, dass die Mischerwelle in einer Position ist, in welcher kein Bodenmesser der Mischerwelle im Schwenkbereich des Verschlussdeckels liegt.
  • Solange daher der Nockenfolger den Nocken erfasst, kann der Verschlussdeckel geöffnet oder verschlossen werden. Erfasst der Nockenfolger den Nocken nicht, so muss die Mischerwelle weitergedreht werden, bis die Nocke erfasst wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Nocken derart auf der Mischerwelle anzuordnen, dass dann, wenn der Nockenfolger einen Nocken detektiert, die hervorstehenden Bauteile, wie z.B. die Bodenmesser, derart angeordnet sind, dass der Verschlussdeckel nicht geöffnet oder geschlossen werden kann.
  • Des Weiteren ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Positionierungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Drehbewegung der Mischerwelle und/oder die Drehbewegung des Mischbehälters kontrollieren und stoppen kann.
  • Wenn daher die Entleeröffnung geöffnet oder geschlossen werden soll, ist die Positionierungseinrichtung in der Lage, die Mischerwelle derart zu positionieren, dass ein gefahrloses Verschwenken des Verschlussdeckels möglich ist. Sie kann zudem sicherstellen, dass während des Öffnungs- bzw. Schließvorgangs dieser Zustand beibehalten wird.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der zugehörigen Figuren. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Mischbehälter des Standes der Technik in einer Draufsicht,
    Figur 2
    einen seitlichen Schnitt durch die Mischvorrichtung und den darin eingebauten Mischbehälter von Figur 1 und
    Figur 3
    eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Mischvorrichtung.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des Standes der Technik, der bereits oben beschrieben worden ist.
  • In Figur 3 ist eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Mischvorrichtung gezeigt.
  • Soweit möglich wurden dieselben Bezugszahlen für gleiche Elemente verwendet. Auch hier ist ein zylindrischer Mischbehälter 1 vorgesehen, welcher um eine Drehachse drehbar ist. Im Innern des Mischbehälters 1 ist ein Mischwerkzeug mit einer Mischwelle 3 angeordnet. An der Mischwelle 3 ist ein scheibenförmiges Mischwerkzeug 19 mit axial nach oben hervorstehenden Stiften und mit in Richtung des Bodenbehälterbodens vorstehenden Bodenmessern 6 befestigt.
  • Die Mischwelle 3 wird von einem Motor 21 über einen Keilriemen angetrieben. Zu diesem Zweck ist eine Keilriemenscheibe 16 an der Mischwelle 3 befestigt. Auf der Keilriemenscheibe 16 sind Magnete 17 angeordnet, die mit einem entsprechenden Sensor 18 detektiert werden können. Im gezeigten Beispiel sind die Magnete 17 in der gleichen Ebene angeordnet, in welcher sowohl die Drehachse der Mischwelle 3 als auch das Bodenmesser 6 angeordnet ist.
  • Die entsprechenden Magnete 17 könnten auch, wie beispielhaft ebenfalls in Figur 3 gezeigt, direkt an der Mischwelle 3 angeordnet sein. Die Sensoren 18 werden von einem Controller 20 ausgelesen, welcher wiederum den Motor 21 antreibt.
  • Der Behälterboden weist eine Entleeröffnung 7 auf. In der Entleeröffnung 7 ist ein Verschlussdeckel 13 angeordnet. Der Verschlussdeckel 13 und die Entleeröffnung 7 haben zueinander korrespondierende Kantenflächen, die miteinander in Kontakt treten, wenn der Verschlussdeckel wie in der Figur 3 gezeigt in der Entleeröffnung 7 positioniert ist. Man erkennt, dass der Verschlussdeckel 13 mit dem Boden des Behälters bündig abschließt, sodass sich eine ebene Bodenfläche ergibt.
  • Die Kantenflächen des Verschlussdeckels 13 sind derart gekrümmt ausgebildet, dass sie auf einer gedachten Kugel liegen. Der Verschlussdeckel 13 kann zum Öffnen und Schließen der Entleeröffnung 7 um eine Schwenkachse 14 geschwenkt werden. Der Mittelpunkt der gedachten Kugel liegt auf der Schwenkachse 14. Dies hat zur Folge, dass der Verschlussdeckel 13 um die Schwenkachse 14 geschwenkt werden kann, ohne dass er vorher aus der Entleeröffnung 7 bewegt werden muss. Dabei bewegen sich die Kantenflächen des Verschlussdeckels 13 auf der gedachten Kugel 15. In Figur 3 ist eine Situation gezeigt, in welcher der Verschlussdeckel 13 bei einem Verschwenken um die Schwenkachse 14 mit einem Bodenmesser 6 kollidieren würde.
  • Daher wird, bevor der Verschlussdeckel 13 um die Schwenkachse 14 geschwenkt wird, die Position der Mischwelle 3 über die Magnete 17 und Sensoren 18 erfasst und die Bewegung der Mischwelle 3 so gesteuert, dass die Bodenmesser 6 aus dem Schwenkbereich des Verschlussdeckels 13 bewegt werden, sodass dann der Verschlussdeckel 13 gefahrlos geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Anstelle der Magnete 17 und der Sensoren 18 könnten, wie oben bereits beschrieben, auch entsprechenden Nocken und Nockenfolger oder beliebige andere Sensoren und korrespondierende Gegenstücke verbaut werden, die es ermöglichen die Drehposition der Welle zu erfassen.

Claims (9)

  1. Mischvorrichtung mit einem um eine Behälterachse drehbaren Behälter (1) zur Aufnahme von Mischgut, in dessen Boden eine Entleeröffnung (7) angeordnet ist, einem im Innern des Behälters (1) angeordneten drehbaren Mischwerkzeug (2), und einem Verschlusselement (8) zum Verschließen der Entleeröffnung (7), wobei das Verschlusselement (8) zum Öffnen und Schließen der Entleeröffnung (7) um eine Schwenkachse (14) geschwenkt werden kann, wobei das Verschlusselement (8) eine Innenfläche, die bei geschlossener Entleeröffnung (7) innerhalb des Behälters (1) angeordnet ist, eine Außenfläche, die bei geschlossenen Entleeröffnung (7) außerhalb des Behälters (1) angeordnet ist, und eine Kantenfläche, die bei geschlossenen Entleeröffnung (7) gegenüber einer Kantenfläche der Entleeröffnung (7) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Verschlusselement (8), Entleeröffnung (7) und Schwenkachse (14) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein am weitesten von der Schwenkachse (14) entfernt angeordneter Punkt auf der Innenfläche oder der Kantenfläche des Verschlusselementes (8) bei der Schwenkbewegung einen Kreis beschreibt, wobei das Verschlusselement (8) innerhalb des Kreises und die Kantenflächen der Entleeröffnung (7) außerhalb des Kreises angeordnet sind wobei das Verschlusselement (8) mit dem Boden bündig abschließt, so dass sich eine ebene Bodenfläche ergibt, wenn das Verschlusselement (8) in der Entleeröffnung (7) positioniert ist.
  2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleeröffnung (7) und das Verschlusselement (8) zueinander korrespondierende Kantenflächen aufweisen, die miteinander in Kontakt treten, wenn das Verschlusselement (8) in der Entleeröffnung (7) positioniert ist.
  3. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenflächen des Verschlusselementes (8) derart gekrümmt ausgebildet sind, dass sie auf einer gedachten Kugel liegen, und der Mittelpunkt der gedachten Kugel auf der Schwenkachse (14) liegt.
  4. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischwerkzeug (2) eine parallel zur Drehachse des Behälters (1) angeordnete Mischerwelle und eine Positionierungseinrichtung zur Drehpositionierung der Mischerwelle relativ zur Entleeröffnung (7) aufweist.
  5. Mischvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischwerkzeug (2) zumindest ein in Richtung des Behälterbodens vorstehendes Mischelemente oder Bodenmesser aufweist.
  6. Mischvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinrichtung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Drehposition der Mischerwelle aufweist.
  7. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Bestimmung der Drehposition der Mischerwelle auf der Mischerwelle oder auf daran befestigten Antriebselementen angeordnete Nocken und mit diesen zusammenwirkende Nockenfolger aufweist.
  8. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Drehbewegung der Mischerwelle und/oder die Drehbewegung des Mischbehälters (1) stoppen kann.
  9. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (8) als Verschlussdeckel ausgebildet ist.
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