NL9002900A

NL9002900A - MIXING SCREW SUSPENSION FOR A CONICAL MIXER.

Info

Publication number: NL9002900A
Application number: NL9002900A
Authority: NL
Original assignee: Terlet Nv Maschf
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 1992-07-16
Also published as: JPH05345123A; IE914531A1; CA2058531A1; PT99951A; AU9001091A; NO915111L; FI916137A0; NO915111D0; EP0492741A1; FI916137A

Description

Mengschroefophanging voor een konisch mengvatMixing screw suspension for a conical mixing vessel

De uitvinding betreft een menginrichting voorzien van een konischmengvat alsmede van een mengschroef waarvan het bovenste eind draaibaaris opgehangen aan een zwaai-arm en waarvan het onderste eind althans inde radiale richting van de mengschroef is ondersteund in het vat doormiddel van een in de draairichting van de schroef niet daarmee verbondensteunorgaan. Een dergelijke menginrichting is algemeen bekend. Dankzijde als een ring uitgevoerde ondersteuning aan het onderste eind van demengschroef kan deze zonder meer grote dwarsbelastingen opnemen, zonderdat hij in onaanvaardbare mate doorbuigt en tegen de inwendige wand vanhet mengvat aan zou komen te liggen. Deze menginrichtingen zijn daaromin het bijzonder geschikt voor het behandelen van menggoed dat zwaaren/of moeilijk mengbaar is. In het algemeen kan gesteld worden dat deinrichting geschikt is voor hogere belastingen en grotere capaciteiten.The invention relates to a mixing device comprising a conical mixing vessel as well as a mixing screw, the top end of which is rotatably suspended from a swinging arm and the lower end of which is supported in the vessel at least in the radial direction of the mixing screw by means of a direction of rotation of the screw support member not associated therewith. Such a mixing device is generally known. Thanks to a ring-shaped support at the bottom end of the mixing screw, it can readily absorb large transverse loads without it bending unacceptably and coming into contact with the interior wall of the mixing vessel. These mixers are therefore particularly suitable for treating mixed material which is heavy and / or difficult to mix. In general it can be said that the device is suitable for higher loads and larger capacities.

In bedrijf voert de mengschoef zowel een draaibeweging uit om zijneigen hartlijn, als om de hartlijn van het mengvat. Aangezien de ringstilstaat, zal dat onderste eind in het algemeen een glijbeweging uit¬voeren ten opzichte van die ring. Een dergelijke onderlinge glijbewegingvan het onderste eind en de ring brengt slijtage mee, die alleen nogmaar toeneemt bij toenemende belasting. Bovendien kan het menggoedtussen het onderste eind en de ring dringen. Afhankelijk van de aardvan het menggoed treedt ook daardoor een zekere slijtage op.In operation, the mixing screw performs both a rotary movement around its own axis and around the axis of the mixing vessel. Since the ring is stationary, that bottom end will generally perform a sliding motion relative to that ring. Such a mutual sliding movement of the lower end and the ring entails wear, which only increases with increasing load. In addition, the mixed material can penetrate between the bottom end and the ring. Depending on the nature of the mixed material, this also causes a certain amount of wear.

Doel van de uitvinding is een menginrichting van het hiervoorbeschreven soort te verschaffen waarbij aanzienlijk minder slijtage vande onderste ondersteuning van de mengschroef optreedt. Dit doel wordtbereikt doordat het steunorgaan draaibaar rond de hartlijn van hetmengvat is opgehangen.The object of the invention is to provide a mixing device of the type described above, in which considerably less wear occurs on the bottom support of the mixing screw. This object is achieved in that the support member is rotatably suspended around the center line of the mixing vessel.

Het steunorgaan volgens de uitvinding kan meedraaien met het onder¬ste eind van de mengschroef, waardoor de onderlinge glijbeweging van dateind en het steunorgaan in belangrijke mate beperkt kan worden. Indiende wederzijdse wrijving van genoemd eind en steunorgaan voldoende grootis, kan zelfs zuiver afrollen plaatsvinden. In dat geval is de slijtagevan de ondersteuning nihil, waardoor een belangrijke toename van delevensduur is verzekerd.The support member according to the invention can rotate with the bottom end of the mixing screw, so that the mutual sliding movement of the date end and the support member can be considerably limited. If the mutual friction of the said end and support member is sufficiently great, even pure unrolling can take place. In that case, the wear of the support is nil, which ensures a significant increase in the service life.

Dankzij het feit dat er nu geen of vrijwel geen glijbeweging op¬treedt, neemt ook de warmte-ontwikkeling in de ondersteuning in aanzien¬ lijke mate af. Eén en ander maakt de menginrichting ook beter geschiktvoor kwetsbare produkten, zoals bijvoorbeeld voorkomen in de zuivel- envoedingsmiddelenindustrie of in de farmaceutische industrie. In ditopzicht is het ook een voordeel dat een dergelijke ondersteuning uit¬stekend kan functioneren bij afwezigheid van een smeermiddel. Veront-reinigingsrisico's zijn daardoor uitgesloten.Thanks to the fact that there is now little or no sliding movement, the heat development in the support also decreases considerably. All this also makes the mixing device more suitable for sensitive products, such as occur for instance in the dairy and food industry or in the pharmaceutical industry. In this regard, it is also an advantage that such support can function excellently in the absence of a lubricant. Pollution risks are therefore excluded.

De draaiing van mengschroef en steunorgaan kan op tweeërlei wijzegesynchroniseerd worden. Volgens een eerste mogelijkheid kan het steun¬orgaan vrij draaibaar zijn, zodanig dat hij door middel van wrijvingtussen steunorgaan en schroef in zijn draairichting aangedreven kanworden door de draaibewegingen van de mengschroef. Deze uitvoering is inhet bijzonder geschikt voor een menginrichting waarbij de wederzijdsewrijving tussen het onderste eind van de mengschroef en het steunorgaansteeds voldoende groot is.The rotation of mixing screw and support member can be synchronized in two ways. According to a first possibility, the support member can be freely rotatable, such that it can be driven in its direction of rotation by friction between the support member and the screw by the rotational movements of the mixing screw. This embodiment is particularly suitable for a mixing device in which the mutual friction between the bottom end of the mixing screw and the support member is always sufficiently great.

Bij bepaalde soorten menggoed kan de bovengenoemde wrijving lagerzijn. Om ook onder deze omstandigheden een adequate synchronisatie teverzekeren kan de menginrichting zo uitgevoerd zijn dat het steunorgaanis verbonden met een eigen aandrijving en met een zodanige hoeksnelheidaandrijfbaar is dat de met elkaar samenwerkende oppervlakken van hetonderste eind van de mengschroef en het steunorgaan met min of meerdezelfde snelheid beweegbaar zijn.The friction mentioned above may be lower for certain types of mixed material. In order to ensure adequate synchronization even under these conditions, the mixing device can be designed such that the support member is connected to its own drive and can be driven at an angular velocity such that the interacting surfaces of the bottom end of the mixing screw and the support member are movable at more or less the same speed to be.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm kan het steunorgaan een rondzijn hartlijn draaibare ring zijn tegen het inwendig oppervlak waarvaneen aan het onderste eind van de schroef voorziene astap rust. Daarbijkunnen ring en astap bijvoorkeur afrolbaar met elkaar samenwerken.According to a first embodiment, the support member may be a ring rotatable about its axis against the interior surface of which a journal provided at the lower end of the screw rests. In addition, the ring and journal can preferably work together in a roll-off manner.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm kan het steunorgaan een ten¬minste gedeeltelijk afgeronde bovenste kop bezitten en de schroef aanzijn onderste eind voorzien zijn van axiaal-symmetrische uitsparingwaarin zich die kop bevindt zodanig dat het inwendig oppervlak van deuitsparing rust tegen die kop. Deze uitvoering heeft het voordeel dat demengschroef niet alleen in radiale richting, doch ook in axiale richtingondersteund kan worden. Hij is in het bijzonder aantrekkelijk voor grotemengers, waarbij geen radiale ondersteuning meer kan worden toegepasttengevolge van de onvoldoende stijfheid van de zwaaiarm, het vatdekselen de brugbalk.According to a second embodiment, the support member may have an at least partially rounded top head and the screw on its bottom end is provided with axially symmetrical recess in which said head is located such that the internal surface of the recess rests against said head. This embodiment has the advantage that the mixing screw can be supported not only in the radial direction, but also in the axial direction. It is particularly attractive to large mixers, where radial support can no longer be used due to the insufficient rigidity of the swing arm, the vessel lids and the bridge beam.

Bij voorkeur is de uitsparing half bolvormig en de kop meer danhalfbolvormig is zodanig dat de mengschroef zonder speling ondersteun-baar is door de kop.Preferably, the recess is hemispherical and the head is more than hemispherical in such a way that the mixing screw is supported by the head without play.

Indien de bolstralen van steunorgaan en uitsparing aan elkaargelijk zijn, en de mengschroef en het steunorgaan aandrijfbaar zijn met dezelfde hoeksnelheid, kan elke onderlinge glijbeweging vermeden worden.Aldus treedt ook hierbij nauwelijks warmte-ontwikkeling op.If the spherical radii of the support member and the recess are equal to each other, and the mixing screw and the support member are drivable at the same angular speed, any mutual sliding movement can be avoided, so that hardly any heat development occurs here either.

Het steunorgaan kan een afdichtend door de vatbodem geleide asbezitten, die aan de buitenzijde van de vatbodem is gelagerd. Aan slij¬tage onderhevige delen zoals de afdichtpakking en de lagers zijn nu vanbuitenaf bereikbaar, hetgeen nastellen of vervangen aanzienlijk verge¬makkelijkt .The support member may have a sealing shaft guided through the vessel bottom, which is mounted on the outside of the vessel bottom. Parts subject to wear, such as the sealing gasket and bearings, are now accessible from the outside, which makes adjustment or replacement considerably easier.

Het risico van vervuiling van de legering kan verder teruggebrachtworden indien tussen afdichting en lagering een radiaal ten opzichte vande as aangebrachte slingerplaat is voorzien. Eventueel via een ondichtepakking naar buiten lekkend menggoed komt op de slingerplaat, en wordttengevolge van middelpuntvliende krachten weggeslingerd voordat dit delagering kan bereiken.The risk of contamination of the alloy can be further reduced if a pendulum plate arranged radially relative to the shaft is provided between the seal and the bearing. Mixing material which leaks out through an empty gasket may end up on the sling plate, and is thrown out due to centrifugal forces before it can reach the bearing.

Vervolgens zal aan de hand van twee in de figuren getoonde uit-voeringsvoorbeelden de uitvinding nader toegelicht worden.The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments shown in the figures.

Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van de mengschroefonder-steuning volgens de uitvinding.Figure 1 shows a first embodiment of the mixing screw support according to the invention.

Figuur 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van de mengschroefonder-steuning volgens de uitvinding.Figure 2 shows a second embodiment of the mixing screw support according to the invention.

In de in figuur 1 weergegeven eerste uitvoeringsvorm is het onder¬ste deel van een in zijn geheel met 1 aangeduid konisch mengvat getoond.Dit gedeelte van het mengvat 1 draagt aansluitflenzen 2, 3 waarop eenverder niet getoonde klep kan worden aangesloten. De wand van het meng¬vat 1 is gedeeltelijk opengesneden, zodanig dat de in zijn geheel met 4aangeduide mengschroef te zien is. Deze mengschroef omvat een centraleschacht 5. waaromheen het eigenlijke schroefgedeelte 6 verloopt. Aanzijn onderste eind is de mengschroef 4 voorzien van een astap 7 doormiddel waarvan hij ondersteund kan worden.In the first embodiment shown in figure 1, the bottom part of a conical mixing vessel indicated in its entirety by 1 is shown. This part of the mixing vessel 1 carries connecting flanges 2, 3 to which a valve (not shown) can be connected. The wall of the mixing vessel 1 has been partially cut open so that the mixing screw indicated in its entirety can be seen. This mixing screw comprises a central shaft 5. around which the actual screw part 6 extends. At its lower end, the mixing screw 4 is provided with a journal 7 by means of which it can be supported.

De bodem van het mengvat is afgesloten door in zijn geheel met 8aangeduid deksel. Dit deksel 8 omvat een aan de vatwand gelaste deksel-flens 9. waaraan een in zijn geheel met 10 aangeduide lagerstoel isopgehangen. Centraal in de dekselflens 9 Is een in zijn geheel met 11aangeduide afdichtpakking weergegeven. Door deze pakking verloopt eenondersteuningsorgaan 12 voor de mengschroef 4. Dit ondersteuningsorgaan12 omvat allereerst een as 13. die ondersteund is in twee lagers 14, 15die bevestigd zijn in de lagerstoel 10. Aan zijn bovenste einde draagtde as 13 een flens 16, waarop de eigenlijke steunring 17 is bevestigd.Deze steunring rust op de flens 16 door middel van bijvoorbeeld vierbussen 18, waardoorheen telkens een bout 19 verloopt. De bouten zijngeschroefd in een kap 20. Steunring 17 en kap 20 bezitten elk een borst, zodanig dat de steunring 17 betrouwbaar vastgehouden kan worden doormiddel van de kap 20. Het inwendig oppervlak 21 van steunring 17 is opde bekende wijze afgerond, zodanig dat de steunpen 7 aanligt op eenlichtelijk gekromd steunoppervlak.The bottom of the mixing vessel is closed by a lid with a designated 8 in its entirety. This cover 8 comprises a cover flange 9 welded to the vessel wall, from which a bearing bracket indicated in its entirety by 10 is suspended. In the center of the cover flange 9 A sealing gasket, marked 11 in its entirety, is shown. Through this gasket runs a support member 12 for the mixing screw 4. This support member 12 first comprises a shaft 13. which is supported in two bearings 14, 15 which are mounted in the bearing bracket 10. At its upper end shaft 13 carries a flange 16, on which the actual support ring 17 This support ring rests on the flange 16 by means of, for example, four bushes 18, through which a bolt 19 each runs. The bolts are screwed into a cap 20. Support ring 17 and cap 20 each have a chest, such that the support ring 17 can be reliably held by means of the cap 20. The inner surface 21 of support ring 17 is rounded in the known manner, such that the support pin 7 rests on a slightly curved support surface.

In bedrijf van de menginrichting draait de mengschroef 4 zowel omzijn eigen hartlijn alsmede om de hartlijn van het mengvat. Daarbij kande astap 7 afrollen over het gekromde oppervlak 21 van de steunring 17,gezien de rotatiemogelijkheid van deze laatste. Indien de wrijvingtussen astap 7 en steunring 17 groot genoeg is, is het voldoende indiende laatste vrij draaibaar is opgehangen. In een alternatieve uitvoeringkan echter het onder uit het lager 15 stekende deel van as 13 wordenaangedreven, zodanig dat het afrollen van de astap 7 op de steunring 17positief bewerkstelligd kan worden.In operation of the mixing device, the mixing screw 4 rotates both about its own axis and about the axis of the mixing vessel. Axle journal 7 can thereby roll over the curved surface 21 of the support ring 17, in view of the rotation possibility of the latter. If the friction between shaft journal 7 and support ring 17 is large enough, it is sufficient if the latter is suspended freely rotatably. In an alternative embodiment, however, the part of shaft 13 protruding from the bottom of the bearing 15 can be driven, such that the unwinding of the shaft journal 7 on the support ring 17 can be positively effected.

Het voordeel van deze ondersteuning volgens de uitvinding is verderdat alle draaiende delen en de pakking van buitenaf toegankelijk zijn.De lagers 14 en 15 kunnen van buitenaf verwisseld worden indien datnodig mocht blijken te zijn voor bijvoorbeeld voor service en onder¬houd. Verder kan ook de pakking 11 van buitenaf nagesteld worden. Dezepakking 11 omvat een steunhuls 22, die aan zijn naar de binnenzijde vanhet vat gerichte eind een taps toelopend inwendig oppervlak bezit. Opdat tapstoelopende inwendige oppervlak past een eerste overeenkomstiggevormde pakkingring 23, die inwendig aanligt tegen een op de as 13aangebrachte bus 24. De pakking 11 omvat verder een drukring 25, diedoormiddel van bouten 26 meer of minder ver kan worden aangedrukt.Tussen de pakkingring 23 en de drukring 25 bevindt zich pakkingkoord 27.dat aandrukbaar is door middel van de drukring 25. Wanneer na een zekerebedrijfsperiode het pakkingkoord 27 slijtageverschijnselen vertoont, kandoor het aandraaien van de bouten 26 het pakkingkoord weer onder zodanigdruk gezet worden dat een goede afdichting verzekerd is.The advantage of this support according to the invention is further that all rotating parts and the gasket are accessible from the outside. The bearings 14 and 15 can be exchanged from the outside if this proves necessary for, for example, for service and maintenance. Furthermore, the gasket 11 can also be adjusted from the outside. This gasket 11 includes a support sleeve 22, which has a tapered internal surface at its end facing the inside of the vessel. In order for a tapered internal surface to fit, a first correspondingly shaped packing ring 23, which lies internally against a sleeve 24 arranged on the shaft 13, the packing 11 further comprises a compression ring 25, which can be pressed more or less far by means of bolts 26. Between the packing ring 23 and the pressure ring 25 is provided with packing cord 27 which can be pressed by means of pressure ring 25. If after a certain operating period the packing cord 27 shows signs of wear, the packing cord can be put under pressure again by tightening the bolts 26 so that a good sealing is ensured.

Eventueel nog tussen het pakkingkoord 27 en de bus 24 doorlekkendmenggoed komt terecht op een radiaal op de as 13 gelaste slingerplaat28. Zodra dit menggoed op de slingerplaat 28 terecht komt, wordt ditzijdelings weggeslingerd zodanig dat het de lagers 14 en 15 niet kanbereiken.Any material still leaking between the packing cord 27 and the sleeve 24 ends up on a pendulum plate 28 welded radially on the shaft 13. As soon as this mixed material ends up on the sling plate 28, it is thrown sideways so that it cannot reach the bearings 14 and 15.

Deze lagers 14 en 15 tenslotte zijn opgenomen in een lagerhuis 29.dat door middel van spaken 30 en de draagring 31 bevestigd is aan debodemflens 9· Tussen de spaken door zijn de bouten 26 voor het nastellenvan de pakking goed toegankelijk.These bearings 14 and 15 are finally housed in a bearing housing 29, which is fastened to the bottom flange 9 by means of spokes 30 and the supporting ring 31. Between the spokes, the bolts 26 for adjusting the packing are readily accessible.

Het in figuur 2 weergegeven onderste gedeelte van een konischmengvat 1 komt grotendeels overeen met het onder verwijzing naar figuur 1 beschreven gedeelte. Slechts de ondersteuning van de mengschroef 4 isanders uitgevoerd. Aan het onderste eind van de mengschroef 4 is nu nieteen massieve pen voorzien, doch een half bolvormige uitsparing waarineen bolvormige kop opneembaar is. Deze uitsparing is in zijn geheelaangeduid met 32. Deze halfbolvormige uitsparing 32 wordt gevormd doorvier segmenten 33. die door middel van klemhuls 34 vastgeklemd wordenop een van schroefdraad voorzien eind 35 van de mengschroef 4. Aan hetbovenste eind van de in het mengvat 1 stekende as 13 is nu een bolvor¬mige kop 36 voorzien, die nauwsluitend past in de half-bolvormige uit¬sparing 32 aan het onderste eind van de mengschroef 4. In overeenstem¬ming met de vorige uitvoeringsvorm kan deze as 13 vrij draaibaar zijn,zodanig dat hij ten gevolge van de wrijving tussen de uitsparing 32 ende bolvormige kop 36 meedraait met de mengschroef 4. Daarbij treedt geenenkele glijbeweging, en dus ook geen warmte-onwikkeling, op tussen demet elkaar samenwerkende oppervlakken van de uitsparing 32 en de bolvor¬mige kop 36.The bottom part of a conical mixing vessel 1 shown in figure 2 largely corresponds to the part described with reference to figure 1. Only the support of the mixing screw 4 is different. At the lower end of the mixing screw 4 there is now not provided a solid pin, but a semi-spherical recess in which a spherical head can be received. This recess is denoted in its entirety by 32. This hemispherical recess 32 is formed by four segments 33, which are clamped by means of clamping sleeve 34 to a threaded end 35 of the mixing screw 4. At the upper end of the shaft 13 which projects into the mixing vessel 1 a spherical head 36 is now provided, which fits snugly into the hemispherical recess 32 at the bottom end of the mixing screw 4. In accordance with the previous embodiment, this shaft 13 can be freely rotatable, such that it as a result of the friction between the recess 32 and the spherical head 36 rotates with the mixing screw 4. No sliding movement, and thus no heat development, occurs between the surfaces of the recess 32 and the spherical head 36 which interact with each other.

Indien de wrijving tussen deze oppervlakken onvoldoende is om de as13 mee te nemen, kan deze ook apart aangedreven worden. Indien daarbijde hoeksnelheid van mengschroef 4 en pen 13 gelijk aan elkaar zijn,treedt een geringe wrijvingsbeweging op.If the friction between these surfaces is insufficient to carry the axle 13, it can also be driven separately. If the angular velocity of mixing screw 4 and pin 13 are equal to each other, a small frictional movement occurs.

Claims

1. Mixing device provided with a conical mixing vessel as well as a mixing screw, the upper end of which is rotatably suspended from a swinging arm and the lower end of which is supported in the vessel at least in the radial direction of the mixing screw by means of a direction of rotation of the screw connected support member characterized in that the support member is rotatably suspended about the axis of the mixing vessel.

2. Mixing device as claimed in claim 1, wherein the support member is rotatable, such that it can be driven in its direction of rotation by friction between the support member and the screw by the rotary movements of the mixing screw.

The mixing device according to claim 1, wherein the support member is self-propelled and angular velocity driveable such that the mating surfaces of the bottom end of the mixing screw and the support member are movable at approximately the same speed.

Mixing device according to claim 2 or 3, wherein the support member is a ring which can rotate about its axis against the internal surface of which an axle journal provided at the lower end of the screw rests.

5. Mixing device as claimed in claim 4, wherein the ring and the journal co-operate in a rollable manner.

Mixing device as claimed in claim 2 or 3 *, wherein the support member has an at least partially rounded top head and the screw on its bottom end is provided with axially symmetrical recess in which said head is located such that the internal surface of the recess rests against said head.

Mixing device according to claim 6, wherein the recess is hemispherical and the head is more than hemispherical, such that the mixing screw can also be supported in its axial direction by the head.

Mixing device according to claim 7 *, in which the spherical radii of the supporting member and the recess are equal to each other, and the mixing screw and the supporting member are drivable at the same angular speed.

Mixing device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the support member has a shaft guided sealingly through the vessel bottom, which bearing is mounted on the outside of the vessel bottom.

Mixing device as claimed in claim 9 *, in which bearings provide a pendulum plate arranged radially with respect to the shaft between seals.

Mixer according to claim 9 or 10, wherein the bearing is supported by a number of spokes attached to the barrel bottom.