WO2002016016A1 - Vorrichtung und verfahren zum mischen von komponenten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum mischen von komponenten Download PDF

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WO2002016016A1
WO2002016016A1 PCT/EP2001/009719 EP0109719W WO0216016A1 WO 2002016016 A1 WO2002016016 A1 WO 2002016016A1 EP 0109719 W EP0109719 W EP 0109719W WO 0216016 A1 WO0216016 A1 WO 0216016A1
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WO
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mixing
conveying
inlet
outlet opening
outlet
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PCT/EP2001/009719
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English (en)
French (fr)
Inventor
Franz-Josef Hinken
Frank Lutzer
Original Assignee
Hilutec Systemtechnik Gmbh & Co. Kg
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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
    • B01F27/60—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
    • B01F27/701—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms comprising two or more shafts, e.g. in consecutive mixing chambers
    • 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
    • B01F27/72—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with helices or sections of helices
    • B01F27/726—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with helices or sections of helices with two helices with opposite pitch on the same shaft; with two helices on the same axis, driven in opposite directions or at different speeds
    • 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
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/92—Heating or cooling systems for heating the outside of the receptacle, e.g. heated jackets or burners

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for mixing at least two components according to the preamble of claim 1 and the preamble of claim 12.
  • Devices of the type mentioned are used, for example, in the food and pharmaceutical sectors, but also for sewage sludge or other difficult-to-mix components from a wide variety of sectors. Become frequent
  • L so-called double-shaft trough mixers are used, in which two shafts mounted parallel to each other promote and simultaneously mix the substances introduced into a trough. Because the two shafts run in opposite directions, the components to be mixed circulate in a mixing room. Typically, the mix is passed through about 10 to 15 such cycles before it leaves the mixing space from the discharge opening. The number of runs varies considerably depending on the components to be mixed.
  • partition walls in the mixing room, as a result of which individual, smaller mixing rooms are formed and the material to be mixed does not pass into the next mixing room until a certain degree has been mixed.
  • the mix increases the risk of flaking or other defects in the mix (for example in the case of tablets).
  • the openings of the intermediate walls which are advantageously closable, are exposed to contamination and are difficult to close clean, especially if there are increased hygienic requirements, e.g. in the food or pharmaceutical sector.
  • the invention is based on the problem of enabling effective mixing of components while avoiding the disadvantages mentioned.
  • a continuous mixing space can therefore be used, in which several flows of mixed material are nevertheless caused by the varying conveying directions of the at least two mixing tools.
  • openings that can be closed with sliders or similar parts that are sensitive to contamination are unnecessary.
  • partition walls are generally unnecessary, so that damage to mixed walls, such as tablets, is avoided on partition walls.
  • the regions of the respective mixing tool conveying in the outlet and in the inlet direction are particularly advantageously arranged alternately one behind the other, which results in a regularity of the flows of the mixture.
  • a particularly favorable design of a plurality of circuits is obtained if, in the border area between the partial areas of a mixing tool which convey in the outlet and in the inlet direction, the mixture is cross-conveyed for supply to the further mixing and conveying tool, and the material mixed there is in each case partly counter to the first mixing tool is promoted.
  • mixed material conveyed from the first section in the direction of the outlet opening is then conveyed transversely towards the second mixing and conveying tool when the second section, in which mixing and conveying elements conveying in the opposite direction are active, which transports the mixed material picked up into one Reverse flow to form a first circuit and on the other hand divided into a second, forward-looking stream to form a second, counter-current circuit.
  • Such a method can be implemented with two horizontally extending shaft bodies which are arranged next to one another and covered with mixing and conveying elements pointing in opposite directions.
  • Rotating bodies rotating about vertical axes are also generally suitable for the formation of suitable mixing and conveying tools.
  • Simultaneous drying of the material introduced into the mixing room to increase the dry matter content can be achieved if the device is assigned a heating device.
  • This can have heating channels in a particularly favorable manner, in which, for example, an oil or another heating liquid circulates, which are adapted to the walls which delimit the mixing space on the underside.
  • a very high heating surface is achieved that there is an effective application of heat to the mixing room and therefore the residence time of the material to be mixed in the mixing room can be kept short.
  • a particularly advantageous embodiment results when a plurality of parallel shafts are mounted next to one another and the mixing space thus comprises a plurality of adjacent areas in which material is mixed.
  • the areas can be separated from one another or connected to one another.
  • FIG. 1 is a plan view of a mixing device according to the invention
  • FIG. 2 is a side view of the device of FIG. 1,
  • FIG. 4 shows an alternative design of mixing and conveying members in a view similar to FIG. 1,
  • Fig. 5 is a schematic view of different promotional items
  • FIG. 1 Partial areas of the mixing and conveying tools according to FIG. 1, Fig. 6 is a schematic plan view of the mixed material flows in the
  • FIG. 7 is a view similar to FIG. 1 of a device having several mixing rooms
  • FIG. 8 shows a section along the line VIII-VIII in FIG. 7 with the heating channels drawn in for the passage of a heating medium and with an end cover on the top for the pressure-tight design of the mixing space.
  • the device 1 according to FIG. 1 comprises at least one mixing space 2, which is free of inner transverse walls and is only delimited by outer walls 3, 4 or an intermediate wall 32 to form another mixing space 2.
  • the or each mixing chamber 2 has an inlet opening 5 at one end, which can also be formed, for example, by an insertion channel pointing from above into the open mixing chamber 2, spaced apart from it and, in the exemplary embodiment, there is an outlet opening 6 for discharging the mixed material.
  • the device 1 In its mixing chamber 2, the device 1 comprises two shafts 7, 8 arranged in parallel next to one another, which can be rotated via drives 9, 10. In the parallel arrangement shown in FIGS. 7 and 8 of two mixing spaces next to one another, which are separated from one another by an intermediate wall 32, two pairs of shafts 7, 8, which are parallel to the intermediate wall 32, are provided.
  • the shafts 7, 8 serve as carriers for mixing elements 11 and conveying elements 12 (only indicated in FIGS. 1 and 7).
  • mixing and conveying members are structurally formed together by a spiral conveyor 13, also only indicated in the drawing.
  • the shafts 7, 8 have a direction of rotation that is uniform over the entire extent of the mixing space 2, which is not mandatory.
  • deflection gears can also be provided within the course of a respective shaft 7, 8.
  • the continuous direction of rotation is particularly simple to implement.
  • Intermediate bearings of the shafts 7, 8 within the mixing space 2 can also be dispensed with.
  • Shafts 7 and 8 rotate in opposite directions 15, 16.
  • Each of the shafts 7, 8 has different sections 7a, 7b, 7c and 8a, 8b, 8c on their way between the area of the inlet opening 5 and the outlet opening 6.
  • sections 7a and 7c delivery is carried out in the direction of the outlet opening 6, in section 7b, on the other hand, in the direction of the inlet opening 5.
  • the shaft 8 in sections 8a and 8c delivers in the direction of the inlet opening 5, in section 8b in the direction of the outlet opening 6. This is illustrated by the arrows 39a, 39b, 39c and 40a, 40b, 40c indicating the conveying direction.
  • the conveying members 12 or 13 are arranged in sections in different orientations with respect to the shaft 7 or 8.
  • the conveyor members 12a and 13a are arranged such that they support the shaft 7 rotating in the direction of rotation 15 Effect the mix in the direction of arrow 39a.
  • the middle conveying members 12b, 13b are arranged on the shaft 7 in an opposite conveying manner, which results in a conveying direction 39b oriented in the direction of the inlet opening 5 in this section.
  • the conveying members 12, 13 can each be of the same design, or it can be provided that one or more conveying members 12, in the end region of a respective section a, b, c in the conveying direction 39a, 39b, 39c or 40a, 40b, 40c. 13 are provided with a specially designed cross conveyor in order to be able to ensure a respective mixed material cycle 20, 21, 22 (FIG.
  • a mixed material flow is divided into a portion 24 remaining in the circuit 20 and a portion 25 which is transferred to the next section b, the portion 24 being shown in the direction of arrow 40a. is promoted and remains in section a, while the portion 25 is conveyed in the direction of arrow 40b and reaches section b as part of the circuit 21.
  • this portion 25 abuts the counter-rotating conveying portion c of the shaft 8, so that it is no longer conveyed in the direction of the outlet opening 6, but rather undergoes a transverse conveyance 27 and is in turn split into the components 28 and 29, the portion 28 remains in section b and is gripped by the first shaft 7 in its returning direction 39b, while the portion 29 penetrates into the third circuit 22 and is gripped there by the shaft 7 running in the direction 39c.
  • Essentially semitubular boundary walls 31, which delimit the circulation space for the mixing and conveying members 11, 12 of the shafts 7, 8 serve as guide surfaces for the mixed material. The close contact of the mixing and conveying members 11, 12 against these walls 31 ensures that no mix remains undisturbed and unmixed in the floor area.
  • the device 1 can be arranged overall on a base frame and can be pivoted or swiveled relative to it in such a way that the material to be mixed has to start up against an incline on its way from the inlet opening 5 to the outlet opening 6 or runs with gradient support. This can be particularly useful when mixing components, at least one of which is formed by a liquid. An inclination of the mixing chamber 2 can also be beneficial for cleaning.
  • the device 1 can be assigned a heating device 33 which comprises heating channels 34.
  • the heating channels 34 run essentially over the entire surface in order to achieve a large contact area, the boundary walls 31 closing the mixing space 2 downwards. Since the heating channels 34 extend into the lateral area, good heat transfer from them to the boundary walls 31 and the goods located in the mixing room 2 are guaranteed.
  • the heated area is larger than would correspond to a flat area.
  • water, steam or various thermal oils are suitable as heating means.
  • the heating temperature is typically around 180 ° C to 200 ° C. However, this can vary.
  • Drying is required, for example, for foods from which the water is to be extracted. Drying can also take place with sewage sludge or the like. Depending on the residence time of the material in the mixing room 2, the dry matter content can be increased considerably. For example, the so-called TS content can be increased from 60% to 90% after a ten-minute residence time and from 90% to 98% after half an hour.
  • a pump device 35 can be provided in order to apply a negative pressure to the mixing chamber 2.
  • the boiling temperature of the water contained in the mix can be reduced as a result. Pressures until a fine vacuum is reached are common.
  • Rotary lobe pumps or rotary lobe pumps, for example water ring pumps, can be used for this purpose.
  • a cover 35 which also keeps the mixing space 2 pressure-tight upwards, is designed in a convex shape.
  • a lock for filling and discharging the mixed material for example a cellular wheel lock or a chamber lock.
  • the formation of several mixing rooms 2 in parallel or series connection can be more energy efficient than a large mixing room. It can also be a Good passage between the adjacent mixing rooms in area 36 (FIG. 7) may be provided so that the circuits of the different mixing rooms 2 are completely run through by the mixing material and the mixing material is not mixed in only one chamber 2 at a time.
  • a cross-conveyor screw or similar cross-conveying means can be provided, for example, in the region 36. This would then cause a transfer of material between the adjacent mixing spaces 2 parallel to the arrows 30 shown.
  • a back pressure can be set by controlling the degree of opening of the outlet opening 6, with the aid of which the progress of the mixing material in the mixing chamber 2 can be influenced. As a result, continuous operation is particularly favored.
  • the back pressure can be used to ensure, for example, how long new mix to be filled is in the first section a, when it passes into the second section b and into the third section c or into further sections.
  • the mixing behavior can be very sensitively influenced solely by controlling a valve. For example, with the outlet valve 6 closed, the remaining material can be set in such a way that it passes through the first circuit 20 twice and only then passes into the second circuit 21. With the outlet valve 6 open, however, the transition would also be possible during the first circulation in the circuit 20.
  • the shaft diameters of the shafts 7, 8 can also be reduced for better use of space, for example from a normal dimension of 225 mm to 100 mm.
  • the device 1 thus shows a mixing behavior which can be specifically adjusted and finely metered via an outlet valve 6 in continuous operation with simultaneous drying possibility.
  • Granulation of alumina is also possible, for example. This forms solid lumps that cannot be used in this way. The lumps must therefore be crushed and granulated in the mixer. This can be achieved by adding about 3 - 5% lime during mixing. As a result, the clay is disrupted, which prevents clumping. Disposal in the landfill is therefore unnecessary. The granules formed can be reused. Such a method is also possible with silt or the like.
  • Cooling is required for other materials, such as aluminum sulfate.
  • the sulfate is delivered in tank wagons at a temperature of around 55 ° C.
  • a clumping can then only be achieved by cooling, for which water is added to the mixer.
  • the heat of vaporization then leads to cooling. Evaporation can be promoted by applying negative pressure to the mix.
  • the mixed good is forced into the cycle and conveyed by the mixing and conveying elements.
  • the amount of the material to be mixed is opposed to any pressing of the material Direction of conveyance of the conveying members increased considerably. This is the only way to achieve a continuous and fast mixing.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Mischen von zumindest zwei Komponenten, wobei die Vorrichtung einen von äusseren Wandungen (3; 4) begrenzten Mischraum (2) umfasst, in dem zumindest zwei Misch- und Förderwerkzeuge (7; 8) zwischen einer Einlassöffnung (5) für das Mischgut und einer hierzu beabstandeten Auslassöffnung (6) auf das Mischgut einwirken, wird so ausgebildet, dass die Misch- und Förderwerkzeuge (7; 8) derart ausgebildet sind, dass im Mischraum (2) befindliches Mischgut von jedem Misch- und Förderwerkzeug (7; 8) bereichsweise in Richtung (9a; 9c; 10b) der Auslassöffnung (6) und bereichsweise gegenläufig (9b; 10a; 10c) förderbar ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Mischen von Komponenten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Mischen von zumindest zwei Komponenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Vorrichtungen der genannten Art finden beispielsweise Verwendung im Lebensmittel- und Pharmabereich, aber auch für Klärschlämme oder andere schwer zu mischende Komponenten verschiedenster Bereiche. Häufig werden
L sogenannte Doppelwellentrogmischer eingesetzt, bei denen zwei parallel zueinander gelagerte Wellen eine Förderung und gleichzeitige Durchmischung der in einen Trog eingebrachten Stoffe bewirken. Durch eine Gegenläufigkeit der beiden Wellen bildet sich ein Umlauf der zu mischenden Komponenten in einem Mischraum aus. Typischerweise wird das Mischgut etwa 10 bis 15 derartige Umläufe durchlaufen, bevor es aus der Austragsöffnung den Mischraum verläßt. Die Zahl der Durchläufe variiert je nach zu mischenden Komponenten erheblich.
Um die Verweilzeit des Mischguts im Mischer zu verringern und damit seine Effizienz zu verbessern, wurde vorgeschlagen, Zwischenwandungen in den Mischraum einzusetzen, wodurch sich einzelne, kleinere Mischräume bilden und das Mischgut erst nach einer Durchmischung eines bestimmten Grades in den nächsten Mischraum übertritt. Bei empfindlichem. Mischgut ist jedoch bei Anprall der zu mischenden Komponenten an die Zwischenwandungen die Gefahr von Abplatzungen oder anderen Defekten des Mischguts (beispielsweise bei Tabletten) erhöht. Zudem sind die - vorteilhaft verschließbaren - Öffnungen der Zwischenwandungen einer Verschmutzung ausgesetzt und schwierig zu reinigen, insbesondere wenn erhöhte hygienische Anforderungen, etwa im Lebensmittel- oder Pharmabereich zu erfüllen sind.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine effektive Durchmischung von Komponenten unter Vermeidung der genannten Nachteile zu ermöglichen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 11 und 13 bis 18 verwiesen.
Durch die Fähigkeit eines jeden Misch- und Förderwerkzeuges, bereichsweise der Auslaßöffnung und bereichsweise der Einlaßöffnung zuzufördem, ist eine intensive Durchmischung des Mischguts auch in einem von Innenwänden ungeteilten Mischraum gewährleistet. Es kann daher ein durchgehender Mischraum Verwendung finden, in dem dennoch mehrere Strömungen von Mischgut durch die variierenden Förderrichtungen der zumindest zwei Mischwerkzeuge bewirkt sind. Dadurch sind mit Schiebern oder dergleichen verschmutzungsempfindlichen Teilen verschließbare Öffnungen entbehrlich. Zudem sind Zwischenwände generell entbehrlich, so daß die Beschädigung bei Anprall von Mischgut, etwa Tabletten, an Zwischenwände vermieden ist.
Besonders vorteilhaft sind die in Auslaß- und in Einlaßrichtung fördernden Bereiche des jeweiligen Mischwerkzeugs alternierend hintereinander angeordnet, wodurch sich eine Regelmäßigkeit der Ströme des Mischguts ergibt. Eine besonders günstige Ausbildung von mehreren Kreisläufen ergibt sich dann, wenn im Grenzbereich zwischen den in Auslaß- und in Einlaßrichtung fördernden Teilbereichen eines Mischwerkzeugs eine Querförderung des Mischguts zur Zuführung zum weiteren Misch- und Förderwerkzeug stattfindet und das dort aufgenommene Mischgut jeweils teilweise gegenläufig zum ersten Mischwerkzeug befördert wird.
Beispielsweise von dem ersten Teilabschnitt in Richtung der Auslaßöffnung gefördertes Mischgut wird dann bei Erreichen des zweiten Teilabschnitts, in dem in Gegenrichtung fördernde Misch- und Förderglieder wirksam sind, quer in Richtung zum zweiten Misch- und Förderwerkzeug befördert, das dann das aufgenommene Mischgut einerseits in einen Rückstrom zur Ausbildung eines ersten Kreislaufs und andererseits in einen zweiten, vorwärtsgerichteten Strom zur Ausbildung eines zweiten, gegenläufigen Kreislaufs aufteilt.
Ein derartiges Verfahren ist mit zwei nebeneinander angeordneten und mit Misch- und Fördergliedern gegenläufig weisender Steigung belegten horizontal verlaufenden Wellenkörpern realisierbar. Auch um vertikale Achsen drehende Rotationskörper sind zur Ausbildung von geeigneten Misch- und Förderwerkzeugen grundsätzlich geeignet.
Eine gleichzeitige Trocknung des in den Mischraum eingebrachten Guts zur Erhöhung des Trockensubstanzgehalts (TS-Gehalt) kann erreicht werden, wenn der Vorrichtung eine Heizeinrichtung zugeordnet ist. Diese kann besonders günstig Heizkanäle aufweisen, in denen beispielsweise ein Öl oder eine andere Heizflüssigkeit zirkuliert, die an die Wandungen, die den Mischraum unterseitig begrenzen, angepaßt sind. Dadurch wird eine sehr hohe Heizfläche erreicht, so daß sich eine effektive Wärmebeaufschlagung des Mischraums ergibt und daher die Verweilzeit des zu mischenden Guts im Mischraum gering gehalten werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dann, wenn mehrere Parallelwellen nebeneinander gelagert sind und somit der Mischraum mehrere nebeneinanderliegende Bereiche, in denen Gut gemischt wird, umfaßt. Die Bereiche können voneinander separiert oder miteinander verbunden sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus einem nachfolgend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 ,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie lll-lll in Fig. 1 ,
Fig. 4 eine alternative Ausbildung von Misch- und Fördergliedern in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 1 ,
Fig. 5 eine schematische Ansicht von unterschiedlichen fördernden
Teilbereichen der Misch- und Förderwerkzeuge nach Fig. 1 , Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf die Mischgutströme in der
Mischvorrichtung,
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 auf eine mehrere Mischräume aufweisende Vorrichtung,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie Vlll-Vlll in Fig. 7 mit eingezeichneten Heizkanälen zur Durchleitung eines Heizmediums und mit einem oberseitigen Abschlußdeckel zur druck- dichten Ausbildung des Mischraums. - -
Die Vorrichtung 1 nach Fig. 1 umfaßt zumindest einen Mischraum 2, der frei von inneren Querwandungen ist und lediglich durch äußere Wandungen 3,4 bzw. eine Zwischenwandung 32 zu einem weiteren Mischraum 2 begrenzt ist.
Zur Befüllung mit Mischgut weist der oder jeder Mischraum 2 einenends eine Eingangsöffnung 5 auf, die beispielsweise auch durch einen von oben in den offenen Mischraum 2 weisenden Einführkanal gebildet sein kann, hierzu beabstandet und im Ausführungsbeispiel am gegenüberliegenden Ende befindet sich eine Auslaßöffnung 6 zum Austrag des Mischguts.
Die Vorrichtung 1 umfaßt in Ihrem Mischraum 2 zwei parallel nebeneinander angeordnete Wellen 7,8, die über Antriebe 9,10 rotationsbeweglich sind. In der nach Fig. 7 und Fig. 8 gezeigten Parallelanordnung von zwei Mischräumen nebeneinander, die durch eine Zwischenwandung 32 voneinander getrennt sind, sind jeweils zwei Wellenpaare 7,8, die parallel zur Zwischenwandung 32 liegen, vorgesehen. Die Wellen 7,8 dienen als Träger von Mischgliedern 11 und Fördergliedern 12 (in Fig. 1 , Fig. 7, nur jeweils angedeutet). In einem zweiten Ausführungsbeispiel sind Misch- und Förderglieder durch einen Spiralförderer 13, in der Zeichnung ebenfalls nur angedeutet, baulich gemeinsam ausgebildet.
In beiden Ausführungsbeispielen haben die Wellen 7,8 eine über die gesamte Erstreckung des Mischraums 2 einheitliche Umlaufrichtung, was nicht zwingend ist. Es können alternativ auch Umlenkgetriebe innerhalb des Verlaufs einer jeweiligen Welle 7,8 vorgesehen sein. Besonders einfach ist jedoch die durchgehende Umlaufrichtung zu realisieren. Auch Zwischenlagerungen der Wellen 7, 8 innerhalb des Mischraums 2 können entbehrlich sein.
Die Wellen 7 und 8 drehen mit gegenläufigen Umlaufrichtungen 15,16. Jede der Wellen 7,8 weist auf ihrem Weg zwischen dem Bereich der Einlaßöffnung 5 und der Auslaßöffnung 6 unterschiedliche Abschnitte 7a,7b,7c bzw. 8a,8b,8c auf. In den Abschnitten 7a und 7c wird in Richtung der Auslaßöffnung 6 gefördert, im Abschnitt 7b hingegen in Richtung der Einlaßöffnung 5. Umgekehrt wird von der Welle 8 in den Abschnitten 8a und 8c in Richtung der Einlaßöffnung 5 gefördert, in Abschnitt 8b in Richtung der Auslaßöffnung 6. Dieses ist durch die die Förderrichtung angebenden Pfeile 39a, 39b, 39c sowie 40a,40b,40c veranschaulicht.
Um die abschnittsweise unterschiedliche Förderrichtung einer jeweiligen Welle 7 bzw. 8 sicherzustellen, sind die Förderglieder 12 oder 13 abschnittsweise in verschiedenen Ausrichtungen gegenüber der Welle 7 bzw. 8 angeordnet. Im ersten Abschnitt 7a sind dabei die Förderglieder 12a bzw. 13a derart angeordnet, daß sie bei in Umlaufrichtung 15 drehender Welle 7 eine Förderung des Mischguts in Richtung des Pfeils 39a bewirken. Gleiches gilt für die Anordnung der Förderglieder 12c, 13c auf der Welle 7, so daß auch im letzten Abschnitt in Richtung des Pfeils 39c, und damit in Richtung der Auslaßöffnung 6, von der Welle 7 gefördert wird. Die mittleren Förderglieder 12b, 13b sind hingegen in umgekehrt fördernder Weise auf der Welle 7 angeordnet, wodurch sich in diesem Abschnitt eine in Richtung der Einlaßöffnung 5 orientierte Förderrichtung 39b ergibt.
Bei gegenläufiger Drehrichtung 16 der parallel gelagerten Welle 8 ergeben sich bei gleichorientierter Anordnung der Förderglieder 12a;13a,12b,13b und 12c, 13c jeweils in den einzelnen Abschnitten entgegengesetzte Förderrichtungen 40a,40b bzw. 40c. Die Förderglieder 12,13 können jeweils gleichartig ausgebildet sein oder es kann vorgesehen sein, daß jeweils in dem in Förderrichtung 39a,39b,39c bzw. 40a,40b,40c gelegenen Endbereich eines jeweiligen Abschnitts a,b,c ein oder mehrere Förderglieder 12,13 mit einem besonders ausgebildeten Querförderer versehen sind, um somit innerhalb eines Abschnitts a,b,c einen jeweiligen Mischgutkreislauf 20,21 ,22 (Fig. 6) sicherstellen zu können, wobei die Kreisläufe 20,21 ,22 jeweils durch die gegeneinanderfördernden Abschnitte 7a,8a bzw. 7b, 8b bzw. 7c,10c der Wellen 7,8 gebildet sind und im Übergangsbereich eine Querkomponente zwischen den Wellen 7,8 umfassen. An Stelle der drei gezeigten Abschnitte a,b,c mit den drei sich bildenden Kreisläufen ist auch eine andere Anzahl möglich - je nach Mischraumlänge und Art der zu mischenden Komponenten.
Ein Mischgutstrom teilt sich im Bereich seiner Querförderung 23 in einen in dem Kreislauf 20 verbleibenden Anteil 24 und in einen in den nächsten Abschnitt b überführenden Anteil 25 auf, wobei der Anteil 24 in Richtung des Pfeils 40a ge- fördert wird und im Abschnitt a verbleibt, während der Anteil 25 in Richtung des Pfeils 40b gefördert und als Bestandteil des Kreislaufs 21 in den Abschnitt b gelangt. Am Ende von Abschnitt b stößt dieser Anteil 25 auf den gegenlaufenden Förderabschnitt c der Welle 8, so daß er nicht weiter in Richtung zur Auslaßöffnung 6 befördert wird, sondern eine Querförderung 27 erfährt und wiederum in die Bestandteile 28 und 29 aufgespalten wird, wobei der Anteil 28 im Abschnitt b verbleibt und von der ersten Welle 7 in ihrer rücklaufenden Richtung 39b erfaßt wird, während der Anteil 29 in den dritten Kreislauf 22 eindringt und dort von der in Richtung 39c laufenden Welle 7 erfaßt wird. Am Ende des Kreislaufs 22 bildet sich wiederum eine Aufspaltung aus, ein Teil des geförderten Mischguts wird durch die Auslaßöffnung 6 aus dem Mischraum 2 befördert, ein weiterer gelangt in einer letzten Querförderung 30 zur gegenüberliegenden Welle 8 und wird dort in Richtung des Pfeils 40c wieder in die Gegenrichtung befördert und der Querförderung 27 zugeführt. Dadurch ist jeweils in jedem der Kreisläufe 20,21 ,22 ein Teil des Mischguts einer Weiterförderung in den nächsten Kreislauf 21 ,22 bzw. die Auslaßöffnung 6 ausgesetzt, während ein anderer Teil in dem jeweiligen Kreislauf 20,21 ,22 verbleibt und einer weiteren Durchmischung unterzogen wird. Durch die Aufteilung der rücklaufenden Querkomponenten 23,27 kann auch ein Teil des Mischguts in einen vorderen Kreislauf 20,21 zurückbefördert werden.
Dadurch ist eine sehr intensive Durchmischung möglich, auch für Stoffe, die eine Leim- oder Flüssigphase enthalten.
Während des Betriebes der Vorrichtung 1 wird kontinuierlich Mischgut der Auslaßöffnung 6 zugeführt, so daß auch kontinuierlich durch die Einlaßöffnung 5 Mischgut nachgeliefert werden kann. Die Vorrichtung 1 kann daher in einem kontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden. Eine derartige kontinuierliche Betriebsform war bisher nur bei Mischern mit mehreren Kammern möglich, die von Trennwänden mit den oben erwähnten Nachteilen voneinander abgeteilt waren.
Als Führungsflächen für das Mischgut dienen im wesentlichen halbrohrförmige Begrenzungswandungen 31 , die den Umlaufraum für die Misch- und Förderglieder 11 ,12 der Wellen 7,8 begrenzen. Durch die enge Anlage der Misch- und Förderglieder 11 ,12 an diese Wandungen 31 ist sichergestellt, daß im Bodenbereich kein Mischgut unbeaufschlagt und unvermischt verbleibt.
Die Vorrichtung 1 kann insgesamt auf einen Untergestell angeordnet und gegenüber diesem variabel oder fest schwenkbar sein, derart, daß das zu mischende Gut auf seinem Weg von der Einlaßöffnung 5 zur Auslaßöffnung 6 gegen eine Steigung anlaufen muß oder mit Gefälleunterstützung läuft. Dies kann insbesondere bei Mischung von Komponenten, von denen zumindest eine durch eine Flüssigkeit gebildet ist, sinnvoll sein. Auch zur Reinigung kann eine Neigung des Mischraums 2 förderlich sein.
Der Vorrichtung 1 kann eine Heizeinrichtung 33 zugeordnet sein, die Heizkanäle 34 umfaßt. Die Heizkanäle 34 unterlaufen im wesentlichen vollflächig, um damit eine große Kontaktfläche zu erreichen, die den Mischraum 2 nach unten abschließenden Begrenzungswandungen 31. Da die Heizkanäle 34 sich bis in den seitlichen Bereich erstrecken, ist somit ein guter Wärmeübergang von diesen auf die Begrenzungswandungen 31 und das im Mischraum 2 befindliche Gut gewährleistet. Die beheizte Fläche ist größer, als dies einer ebenen Fläche entsprechen würde. Als Heizmittel kommen beispielsweise Wasser, Dampf oder verschiedene Thermoöle in Frage. Die Heiztemperatur liegt typischerweise bei etwa 180° C bis 200° C. Dies kann jedoch variieren.
Eine Trocknung ist beispielsweise bei Lebensmitteln, denen das Wasser entzogen werden soll, erforderlich. Auch bei Klärschlämmen oder dergleichen kann eine Trocknung erfolgen. Je nach Verweildauer des Guts in dem Mischraum 2 kann der Gehalt der Trockensubstanz erheblich erhöht werden. Beispielsweise läßt sich der sogenannte TS-Gehalt nach zehn Minuten Verweildauer von 60% bis auf 90% steigern und nach einer halben Stunde von 90% bis auf 98%.
Zusätzlich oder alternativ kann eine Pumpeinrichtung 35 vorgesehen sein, um damit den Mischraum 2 mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. Die Siedetemperatur des in dem Mischgut enthaltenen Wassers kann dadurch herabgesetzt werden. Es sind Drücke bis zur Erreichung eines Feinvakuums üblich. Hierfür können beispielsweise Drehkolbenpumpen oder Rotationskolbenpumpen, etwa Wasserringpumpen, eingesetzt werden. Für eine verbesserte Stabilität ist ein Deckel 35, der den Mischraum 2 auch nach oben hin druckdicht hält, in einer bombierten Form ausgebildet.
Um auch ein Trocknungsverfahren im kontinuierlichen Betrieb durchführen zu können, kann eine Schleuse zum Einfüllen und Auslassen des Mischguts vorhanden sein, beispielsweise eine Zellenradschleuse oder eine Kammerschleuse.
Die Ausbildung von mehreren Mischräumen 2 in Parallel- oder Reihenschaltung kann energetisch günstiger sein als ein großer Mischraum. Es kann auch ein Gutübertritt zwischen den nebeneinanderliegenden Mischräumen im Bereich 36 (Fig. 7) vorgesehen sein, so daß die Kreisläufe der unterschiedlichen Mischräume 2 vollständig vom Mischgut durchlaufen werden und das Mischgut nicht jeweils in nur einer Kammer 2 gemischt wird. Hierfür kann beispielsweise im Bereich 36 eine Querförderschnecke oder dergleichen querförderndes Mittel vorgesehen sein. Dieses würde dann parallel zu den eingezeichneten Pfeilen 30 einen Gutübertritt zwischen den nebeneinanderliegenden Mischräumen 2 bewirken.
Dadurch, daß jeder Mischraum 2 frei von Zwischenwänden ist, kann über eine Steuerung des Öffnungsgrades der Auslaßöffnung 6 ein Gegendruck eingestellt werden, mit dessen Hilfe das Fortschreiten des Mischguts im Mischraum 2 beeinflußbar ist. Dadurch ist der kontinuierliche Betrieb besonders begünstigt. Über den Gegendruck kann etwa sichergestellt werden, wie lange sich neu einzufüllendes Mischgut im ersten Abschnitt a aufhält, wann es in den zweiten Abschnitt b und in den dritten Abschnitt c bzw. in weitere Abschnitte übertritt. Dadurch kann sehr feinfühlig allein über die Steuerung eines Ventils das Mischverhalten beeinflußt werden. Beispielsweise kann bei geschlossenem Auslaßventil 6 ein Verbleiben des Mischguts derart eingestellt werden, daß es den ersten Kreislauf 20 zweimal durchläuft und erst dann in den zweiten Kreislauf 21 übertritt. Bei geöffnetem Auslaßventil 6 wäre hingegen der Übergang auch während des ersten Umlaufs im Kreislauf 20 möglich.
Sofern mehrere Mischräume 2 nebeneinander parallel in einer Gesamtvorrichtung 1 angeordnet sind, können die Wellendurchmesser der Wellen 7,8 zur besseren Raumnutzung auch verkleinert werden, etwa von einem Normalmaß von 225 mm auf 100 mm. Die Vorrichtung 1 zeigt damit ein über ein Auslaßventil 6 gezielt einstellbares und fein dosierbares Mischverhalten im kontinuierlichen Betrieb bei gleichzeitiger Trocknungsmöglichkeit.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher insgesamt eine Möglichkeit geschaffen, Mischgut verschiedenster Zusammensetzungen kontinuierlich zu vermischen.
Auch ein Granulieren von Tonerde ist beispielsweise möglich. Diese bildet feste Klumpen aus, die so nicht verwendbar sind. Die Klumpen müssen daher im Mischer zerkleinert und granuliert werden. Dieses kann durch Zugabe von etwa 3 - 5% Kalk während des Mischens erreicht werden. Dadurch findet ein Aufschließen der Tonerde statt, was eine Verklumpung verhindert. Damit ist ein Entsorgen in der Deponie entbehrlich. Das gebildete Granulat kann weiterverwendet werden. Auch mit Schlick oder dergleichen ist ein solches Verfahren möglich.
Für andere Stoffe, etwa Aluminiumsulfat, ist eine Kühlung erforderlich. Das Sulfat wird in Kesselwagen mit einer Temperatur von etwa 55°C angeliefert. Eine Verklumpung kann dann nur durch Kühlung erreicht werden, wozu in den Mischer Wasser zugeführt wird. Die Verdampfungswärme führt dann zu Kühlung. Durch Beaufschlagung des Mischguts mit Unterdruck kann die Verdampfung gefördert werden.
In allen Versionen wird das gemischte Gut durch die Misch- und Förderglieder in die Kreislaufe gezwungen und gefördert. Dadurch ist die Menge des zu mischenden Gutes gegenüber irgendwelchen Pressungen des Guts entgegen der Förderrichtung der Förderglieder erheblich erhöht. Nur so kann eine kontinuierliche und schnelle Mischung erreicht werden.

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung (1 ) zum Mischen von zumindest zwei Komponenten, wobei die Vorrichtung einen von äußeren Wandungen (3;4) begrenzten Mischraum (2) umfaßt, in dem zumindest zwei Misch- und Förderwerkzeuge (7;8) zwischen einer Einlaßöffnung (5) für das Mischgut und einer hierzu beabstandeten Auslaßöffnung (6) auf das Mischgut einwirken, dadurch gekennzeichnet daß die Misch- und Förderwerkzeuge (7;8) derart ausgebildet sind, daß im Mischraum (2) befindliches Mischgut von jedem Misch- und Förderwerkzeug (7;8) bereichsweise in Richtung (9a;9c;10b) der Auslaßöffnung (6) und bereichsweise gegenläufig (9b; 10a; 10c) förderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet daß Bereiche der Förderung in Auslaßrichtung (9a;9c) und der Förderung in Einlaßrichtung (9b) auf einer gedachten Linie zwischen der Einlaßöffnung (5) und der Auslaßöffnung (6) alternierend aufeinanderfolgen.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Grenzbereich zwischen in Einlaßrichtung (9b) und in Auslaßrichtung (9a;9c) fördernden Teilbereichen das Mischgut quer (23;27) zur Linie zwischen der Einlaß- (5) und der Auslaßöffnung (6) förderbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß sich parallel zur Linie zwischen der Einlaß- (5) und der Auslaßöffnung (6) eine weitere Förderstrecke für das Mischgut befindet, die das Mischgut jeweils gegenläufig zur ersten Förderstrecke (10a;10b;10c) bezüglich der Linie zwischen der Einlaß- (5) und Auslaßöffnung (6) beaufschlagt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zumindest zwei sich im wesentlichen in Richtung der Linie zwischen Einlaß- (5) und Auslaßöffnung (6) oder parallel hierzu erstreckende Wellenkörper (7;8) aufweist, die als Träger von Misch- und Fördergliedern (11 ;12;13) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Horizontalwellen (7;8) in ihrer Erstreckungsrichtung jeweils alternierend mit in Richtung des Auslaßbereiches und in Richtung des Einlaßbereiches fördernden Fördergliedern (12a, 13a;12b,13b) versehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wellenkörper (7) in den Abschnitten (b), in denen ein benachbarter Wellenkörper (8) mit zur Auslaßöffnung (6) fördernden Misch- und Fördergliedern versehen ist, mit zur Einlaßöffnung (5) fördernden Mischgliedern versehen ist und umgekehrt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischraum (2) im unteren Bereich zwei im wesentlichen halbrohrförmige Begrenzungswandungen (31 ) aufweist, die als Führungsflächen für das von den Mischwerkzeugen beaufschlagte Mischgut dienen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1 ) eine Heizeinrichtung (33) zum Erwärmen des Mischraums (2) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (33) Heizkanäle (34) umfaßt, die an die im wesentlichen jeweils halbrunde Form der den Mischraum (2) unterseitig begrenzenden Wandungen (31) angepaßt ist und an diese anschließen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1 ) eine Pumpeinrichtung (35) zugeordnet ist, mittels deren der Mischraum (2) mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.
12. Verfahren zum Mischen von zumindest zwei Komponenten in einem Mischraum, der mit einem Einlaßbereich und einem hierzu beabstandeten Auslaßbereich versehen ist, dadurch gekennzeichnet daß das durch die Einlaßöffnung in den Mischraum gelangte Mischgut von einem ersten Abschnitt von Misch- und Fördergliedern erfaßt und in Richtung der Auslaßöffnung befördert wird, wobei am Ende dieses Abschnitts das Mischgut auf einen gegenläufig fördernden Abschnitt von Misch- und Förderwerkzeugen trifft und eine Querförderung erfährt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß ein erster Teil des quergeförderten Mischguts von einem zweiten, antiparallel zum ersten arbeitenden Satz von Misch- und Fördergliedern erfaßt und von der Auslaßöffnung weg befördert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Satz in seinem Endbereich eine Querförderung in das Mischgut einträgt und dieses in einem Kreislauf dem ersten Satz von Misch- und Förderwerkzeugen im Bereich der Einlaßöffnung zuführt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Teil des quergeförderten Mischguts von einem dritten, parallel zum ersten arbeitenden, jedoch gegenüber diesem quer und bezüglich der Linie zwischen Einlaß- und Auslaßöffnung versetzt angeordneten Satz von Misch- und Fördergliedern erfaßt und in Richtung zur Auslaßöffnung weitergefördert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zum ersten Satz von Misch- und Fördergliedern weitergeförderte TeJLdes Mischguts zumindest teilweise in einem zweiten, zum ersten gegenläufigen Kreislauf einem vierten Satz von Misch- und Förderwerkzeugen quer zugeleitet wird, die diesen Teil des Mischguts in Richtung der Einlaßöffnung fördern.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet daß zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung das Mischgut in mehreren, alternierend umlaufenden Kreisläufen geführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich Mischgut durch die Einlaßöffnung in den Mischraum zugegeben und kontinuierlich durch die Auslaßöffnung aus diesem herausgeführt wird.
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