Mischmaschine für Trockenstoffe
Maschinen zum Mischen von Trockenstoffen, die in pulvriger, griess- oder grobkörniger Form vorliegen, sind bereits in zahlreichen Ausführungen bekannt.
Das Ziel, das man mit derartigen Maschinen zu erreichen versucht, besteht letztlich darin, in möglichst kurzer Zeit den höchstmöglichen Grad der Durchmischung zu erzielen. Man hat hierfür viele Lösungen in konstruktiver Hinsicht vorgeschlagen. Gemeinsam ist allen bisher bekannten Ausführungsarten solcher Maschinen, dass Teile verwendet werden, welche innerhalb des Mischbehälters Drehbewegungen ausführen. In den meisten Mischmaschinen hat man als solche Teile Förderschnecken verwendet, daneben werden aber auch Mischwellen gebraucht, das heisst Wellen, auf denen Mischflügel angeordnet sind. Die überwiegende Zahl der bekanntgewordenen Maschinen besitzt ein senkrecht angeordnetes Förderorgan.
Dies hat insofern Bedeutung, als beim Mischvorgang dann noch die Wirkung der Schwerkraft das Durchmischen unterstützt, denn die Teile des Gutes, das durch das Förderorgan bestimmungsgemäss nach oben gehoben wird, fallen von selbst wieder innerhalb des Mischbehälters nach unten. Indessen bringt eine Förderschnecke, die völlig im Mischgut arbeitet, noch lange nicht den erstrebten Erfolg. Die Förderung ist ungenügend, da eine seitliche Führung fehlt. Man hat deshalb die Förderschnecke mit einem geschlossenen Rohr umgeben, um die Wirkung zu verbessern. Hierbei wurde aber nicht viel gewonnen, da praktisch nur eine reine Förderung stattfindet, und das Mischen, die eigentliche Aufgabe der Maschine, ziemlich in den Hintergrund tritt. Die Folge ist, dass man unerwünscht lange Zeit braucht, um eine einigermassen befriedigende Durchmischung des Gutes zu erzielen.
Weitere Versuche zur Verbesserung, bei denen man das die Förderschnecke umgebende Rohr mit Durchbrechungen oder Schlitzen versah, brachten auch nicht den gewünschten Erfolg. Bei Mischmaschinen mit solchen Merkmalen steht die Förderung praktisch noch zu sehr im Vordergrund, so dass man, im Bestreben, diesen Nachteil zu beseitigen, im unteren Bereich, ausserhalb des die Schnecke umgebenden Rohres besondere Mischflügel anordnete. Hierdurch sollte wenigstens in dieser Zone der Mischmaschine eine ausreichende Mischung erzielt werden. Eine wesentliche Beschleunigung des Mischvorganges wurde dadurch aber nicht erzielt.
In Anbetracht der nicht befriedigenden Arbeitsweise derjenigen Mischmaschinen, bei denen Mischbehälter und Mischorgan senkrecht angeordnet sind, hat man auch noch den Versuch unternommen, die Mischorgane waagrecht anzubringen. Nach einem bekannten Vorschlag in dieser Hinsicht laufen zwei mit Flügeln versehene Mischwellen in entgegengesetzter Richtung zueinander um. Es findet bei dieser Anordnung aber lediglich ein in horizontaler Richtung ablaufender Umwälzvorgang statt, der unverhältnismässig lang durchgeführt werden muss, um zu einem einigermassen guten Mischprodukt zu gelangen.
Man hat sich daher wieder der senkrechten Anordnung zugewandt, und nun mehr Vorteile dadurch zu erreichen versucht, dass man das Förderorgan mit einem in seiner Höhe verstellbaren und am oberen Ende mit einer Durchtrittsöffnung für den Rücklauf des Gutes versehenen Rohr umgeben hat. Wenn auch bei einer derartigen Ausführungsform Fortschritte erreicht werden konnten, so blieb der Nachteil bestehen, dass derartige Mischvorrichtungen nur für lockere und ganz gleichmässig zu sammengesetzte Trockenstoffe sich als geeignet erwiesen. Da das Förderorgan eine Schnecke ist, können solche Trockenstoffe, die mit Klumpen durch- setzt sind, nicht innig genug vermischt werden.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles hat man daher anstelle einer Förderschnecke ein Förderorgan vorgeschlagen, das aus einzelnen, übereinander angeordneten Schlagarmen besteht. Sie dienen neben dem besonderen Zweck, die im Mischgut enthaltenen Klumpen zu zerkleinern, auch noch der Aufwärtsförderung des Mischgutes.
Allen diesen Konstruktionen haftet noch der Nachteil an, dass es bei ihnen eines zu grossen Zeitaufwandes bedarf, um zu den hohen Graden der Durchmischung, wie sie von der Praxis gefordert werden, zu gelangen. Ganz ungeeignet erweisen sie sich aber in solchen Fällen, wo spezifisch sehr leichte und voluminöse Mischgüter, z. B. Russ, Zellstoff und dergleichen, miteinander vermischt werden müssen. Erst recht gelingt es nicht in befriedigender Weise Güter der vorgenannten Art mit spezifisch schweren Trockenstoffen, die in pulvriger oder körniger Form anfallen, z. B. Metalle, zu mischen. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass der Kreislauf des Mischgutes gestört wird. Ein derartiger Kreislauf ist von Wichtigkeit für den guten Ablauf des Mischvorganges.
Man hat ihn bisher technisch am besten bei solchen Mischmaschinen zu erreichen vermocht, bei denen ein senkrecht angeordnetes Förderorgan von einem in seiner Höhe verstellbaren Rohr umgeben wird. Hierdurch wird nämlich ermöglicht, dass das Mischgut aus dem unteren Teil des Mischbehälters durch das Rohr nach oben gefördert wird, wo es dann durch Austrittsöffnungen im Rohr oder auch über dessen oberen Rand wieder im freien Fall zwischen Rohr und Behälterwand nach unten fällt und somit einen Kreislauf ausführt. Es hat sich nun aber herausgestellt, dass insbesondere bei solchen Mischmaschinen der Kreislauf nicht aufrechterhalten bleibt, sofern man diese Maschinen für das Mischen spezifisch sehr leichter und voluminöser Güter verwendet. Das Mischgut bildet nämlich zwischen der Innenwandung des Mischbehälters und dem äusseren Mantel des Mischzylinders Brücken.
Dadurch wird das am oberen Teil des Rohres austretende Mischgut verhindert, bestimmungsgemäss wieder im vollen Umfang in den unteren Teil des Mischbehälters zurückzufallen.
Die Brückenbildung kann verschiedene Ursachen haben. Neben der Möglichkeit, dass elektrostatische Aufladungen eine Rolle spielen, kann auch die Natur der Stoffe selbst dafür verantwortlich sein, insbesondere wenn sie dazu neigen, sich zusammenzuballen oder zu kleben.
Die genannten Nachteile der bekannten Mischmaschinen werden durch die Erfindung beseitigt.
Es ist demnach das Ziel der Erfindung, eine Mischmaschine zu schaffen, die in wesentlich kürzerer Zeit die höchstmögliche Durchmischung von pulvrigen, gries- oder grobkörnigen Trockenstoffen, als es bei den bisher bekannten Maschinen der Fall ist, ermöglicht, und ferner auch die homogene Mischung zwischen spezifisch leichten und voluminösen Mischgütern einerseits untereinander und anderseits gemeinsam mit spezifisch schweren Stoffen gewährleistet.
Die Mischmaschine nach der Erfindung weist einen im Querschnitt runden Mischbehälter mit lotrechter Achse und axial darin angeordneter, drehbarer Welle auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die im in der unteren Hälfte konisch zulaufenden Mischbehälter angeordnete Welle mehrgängig mit Mischflügeln mit zur Drehrichtung spitzem Anstellwinkel besetzt ist und von einem um die gleiche Achse drehbaren Mischzylinder von etwa halber Mischbehälterlänge umhüllt ist, wobei die Welle und der Mischzylinder derart mit Antriebsmitteln verbunden sind, dass sie sich im Betrieb in entgegengesetzter Richtung drehen, und wobei der Mischzylinder auf der Aussenseite radial sich erstreckende, in einer Schraubenlinie angeordnete Mischflügel aufweist und oben und unten offen und derart im Mischbehälter angeordnet ist,
dass seine Enden etwa gleiche Abstände vom Mischbehälterdeckel und Mischbehälterboden haben.
Die Anstellung der Mischflügel erhöht die Förderwirkung der Mischwelle, so dass damit zwangläufig auch die Geschwindigkeit des Kreislaufes gesteigert wird, was einen zeitlich sehr günstigen Wirkungsgrad des Mischvorganges ergibt.
Zweckmässigerweise sind die Flügel der Mischwelle und diejenigen des Zylinders in gleichem Sinn angestellt. Da sich die beiden vorgenannten Teile entgegengesetzt drehen, wird die Beförderung des Mischgutes auf seinem Weg zwischen Behälterwand und Mischzylinder in den unteren Teil des Behälters beschleunigt. Dies ist besonders wichtig bei voluminösen und spezifisch leichten Stoffen. Es werden nämlich nicht nur die Brücken durch die Zylinderflügel zerstört, sondern auch die Teilchen der Stoffe schneller nach unten befördert als es der Fall wäre, wenn sie lediglich der Wirkung der Schwerkraft folgten.
Für die Funktion der Maschine ist es wesentlich, dass sich im Mischbehälter keine Strömungstoträume bilden können, weshalb für den Mischbehälter die an sich bekannte Form eines Zyklons bzw. Abscheiders gewählt ist.
Als voluminöse und spezifisch leichte Güter, für deren Mischen die erfindungsgemässe Maschine bisher nicht bekannte Vorzüge aufweist, seien beispielsweise Zellstoff und Russ genannt. Die Maschine ist aber auch besonders dafür geeignet, Stoffe der genannten Art mit Metallpulvern einwandfrei zu vermischen. Dies ist besonders im Hinblick auf die Herstellung von Elektroden von Wichtigkeit. Mit den bisherigen Mischeinrichtungen war ein so hoher Grad der Durchmischung nicht zu erzielen. Die nachteilige Folge war bei der Herstellung von Schweisselektroden, dass sich sogenannte Zellwollnester bildeten. Dadurch tritt beim Schweissen der Übelstand auf, dass der Lichtbogen plötzlich abreisst. Dies muss aber im Interesse einer gutgelegten Schweissnaht vermieden werden.
In der Zeichnung ist ein Beispiel für eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine dargestellt. Im Interesse der Klarheit dieser Darstellung ist davon Abstand genommen, die Mittel zum Antrieb des Mischzylinders in die Zeichnung aufzunehmen. Um einen besonderen Antrieb zu sparen, wird man zweckmässigerweise den Mischzylinder mit dem Antrieb der Mischwelle kuppeln, was durch ein Getriebe oder durch eine sonstige Kraftübertragung von der Mischzelle zum Mischzylinder geschehen kann. Es wird weiter zweckmässig sein, regelbare Getriebe einzubauen, um die Mischwelle und den Mischzylinder mit verschiedenen Drehzahlen laufen lassen zu können.
In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Mischmaschine, teilweise aufgebrochen, in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Draufsicht des offenen, teilweise dargestellten Mischbehälters.
Der Mischbehälter 1 von zylindrischer Gestalt verjüngt sich nach unten konisch. Durch diese Formgebung wird toter Raum vermieden. Die über den oberen Rand des drehbar angeordneten Mischzylinders 2 herabfallenden Anteile des Mischgutes werden daher sofort wieder ganz von den Flügeln 4, welche sich am untersten Teil der Mischwelle 3 befinden, erfasst und nach oben durch den Mischzylinder befördert. Wie die Fig. 1 in der zeichnerischen Darstellung erkennen lässt, sind die mehrgängig angeordneten Flügel 4 der Mischwelle 3 in einem spitzen Winkel zur Waagrechten angestellt. Auf dem Aussenmantel des Mischzylinders sind radial sich erstrekkende, in einer Schraubenlinie angeordnete Flügel 5 vorhanden, durch die bei Drehung des Zylinders die schädliche Brückenbildung verhindert wird.
Der Mischzylinder 2 hat etwa die halbe Länge des Mischbehälters 1 und er ist oben und unten offen und derart im Mischbehälter 1 angeordnet, dass seine Enden etwa gleiche Abstände vom Mischbehälterdeckel und Mischbehälterboden haben.
Getragen wird der Mischbehälter von dem Gerüst 6, auf dem oberhalb des Behälters sich ein Motor 7 befindet. Dieser treibt über ein im Gehäuse 8 befindliches, nicht dargestelltes Getriebe die Mischwelle 3 an. Ebenfalls unterblieben ist aus Gründen der Übersichtlichkeit die Darstellung von Übertragungsmitteln zum Antrieb des Mischzylinders in entgegengesetzter Richtung wie die Mischwelle 3.
Gezeigt werden lediglich Streben 9, mittels welchen der Mischzylinder mit seinen Antriebselementen verbunden ist. In der oberen Abdeckung des Behälters ist in üblicher Weise ein Deckel (nicht dargestellt) zum Einfüllen des Gutes angebracht. Am unteren Ende des Behälters befindet sich der Verschluss 10, der im Gelenk 11 drehend durch Auslösen der durch den Handgriff 12 betätigten Sperre 13 abgeklappt werden kann. Als Verschluss kann auch ein Schieber verwendet werden. Mit Hilfe des Bajonettverschlusses 14 ist der abnehmbare Mischbehälter am Gerüst befestigt.
Mixing machine for dry matter
Machines for mixing dry substances, which are present in powdery, gritty or coarse-grained form, are already known in numerous designs.
The goal that one tries to achieve with such machines is ultimately to achieve the highest possible degree of mixing in the shortest possible time. Many constructive solutions have been proposed for this. What is common to all previously known types of such machines is that parts are used which perform rotary movements within the mixing container. In most mixing machines, screw conveyors have been used as such parts, but mixing shafts are also used, i.e. shafts on which mixing blades are arranged. The majority of the machines that have become known have a vertically arranged conveyor element.
This is important insofar as the effect of gravity supports the mixing during the mixing process, because the parts of the material that is properly lifted up by the conveyor element fall down again by themselves inside the mixing container. However, a screw conveyor that works entirely in the mix does not achieve the desired success by a long way. The promotion is insufficient because there is no lateral guidance. The screw conveyor has therefore been surrounded by a closed tube in order to improve the effect. However, not much was gained here, since practically only pure conveyance takes place, and the mixing, the actual task of the machine, takes a back seat. The result is that it takes an undesirably long time to achieve a reasonably satisfactory mixing of the material.
Further attempts at improvement, in which one provided the pipe surrounding the screw conveyor with perforations or slots, did not bring the desired success either. In mixing machines with such features, conveyance is still too much in the foreground, so that, in an effort to eliminate this disadvantage, special mixing blades were arranged in the lower area outside the tube surrounding the screw. In this way, sufficient mixing should be achieved at least in this zone of the mixing machine. However, this did not significantly accelerate the mixing process.
In view of the unsatisfactory operation of those mixing machines in which the mixing container and mixing element are arranged vertically, an attempt has also been made to mount the mixing elements horizontally. According to a known proposal in this regard, two mixing shafts provided with blades rotate in opposite directions to one another. With this arrangement, however, there is only one circulating process running in the horizontal direction, which must be carried out for a disproportionately long time in order to achieve a reasonably good mixed product.
One has therefore turned back to the vertical arrangement, and now tried to achieve more advantages by surrounding the conveying element with a tube that is adjustable in height and provided at the upper end with a passage opening for the return of the goods. Even if progress could be achieved with such an embodiment, the disadvantage remained that such mixing devices only proved to be suitable for loose and very evenly composed dry matter. Since the conveying element is a screw, such dry substances that are interspersed with lumps cannot be mixed intimately enough.
To avoid this disadvantage, instead of a screw conveyor, a conveyor member has been proposed which consists of individual striking arms arranged one above the other. In addition to the special purpose of breaking up the lumps contained in the mix, they also serve to convey the mix upwards.
All of these constructions still have the disadvantage that they require too much time to achieve the high degrees of mixing required in practice. However, they prove to be completely unsuitable in cases where specifically very light and voluminous mixes, e.g. B. soot, pulp and the like must be mixed together. A fortiori it does not succeed in a satisfactory manner goods of the aforementioned type with specifically heavy dry matter which occur in powdery or granular form, eg. B. Metals to mix. The reason for this can be seen in the fact that the cycle of the mix is disrupted. Such a cycle is important for the mixing process to run smoothly.
Up to now, it has been technically best achieved in such mixing machines in which a vertically arranged conveying element is surrounded by a height-adjustable tube. This enables the mix to be conveyed upwards through the pipe from the lower part of the mixing container, where it then falls freely down between the pipe and the container wall through outlet openings in the pipe or over its upper edge, thus creating a cycle executes. However, it has now been found that the cycle is not maintained, especially in such mixing machines, if these machines are used for mixing specifically very light and voluminous goods. The mix forms bridges between the inner wall of the mixing container and the outer jacket of the mixing cylinder.
This prevents the mixed material emerging at the upper part of the pipe from falling back fully into the lower part of the mixing container as intended.
The bridging can have different causes. In addition to the possibility that electrostatic charges play a role, the nature of the fabrics themselves can also be responsible, especially if they tend to clump together or stick.
The above-mentioned disadvantages of the known mixing machines are eliminated by the invention.
It is therefore the aim of the invention to create a mixing machine that enables the highest possible mixing of powdery, gritty or coarse-grained dry matter in a significantly shorter time than is the case with the previously known machines, and also enables homogeneous mixing between specifically light and voluminous mixes on the one hand with each other and on the other hand together with specifically heavy substances guaranteed.
The mixing machine according to the invention has a mixing container which is round in cross section with a vertical axis and a rotatable shaft arranged axially therein and is characterized in that the shaft arranged in the conically tapering mixing container in the lower half is equipped with mixing blades with an acute angle to the direction of rotation and is enveloped by a mixing cylinder rotatable about the same axis of approximately half the length of the mixing container, the shaft and the mixing cylinder being connected to drive means in such a way that they rotate in the opposite direction during operation, and the mixing cylinder extending radially on the outside, in a Has mixing blades arranged helically and is open at the top and bottom and is arranged in the mixing container in such a way that
that its ends are approximately the same distance from the mixing container lid and the mixing container base.
The adjustment of the mixing paddles increases the conveying effect of the mixing shaft, so that the speed of the circuit is inevitably increased, which results in a temporally very favorable degree of efficiency of the mixing process.
The blades of the mixing shaft and those of the cylinder are expediently employed in the same sense. Since the two aforementioned parts rotate in opposite directions, the conveyance of the material to be mixed is accelerated on its way between the container wall and the mixing cylinder into the lower part of the container. This is particularly important for voluminous and specifically light fabrics. Not only are the bridges destroyed by the cylinder wings, but the particles of the substances are also transported downwards faster than would be the case if they only followed the action of gravity.
For the machine to function, it is essential that no flow dead spaces can form in the mixing container, which is why the known form of a cyclone or separator is selected for the mixing container.
As voluminous and specifically light goods for the mixing of which the machine according to the invention has previously unknown advantages, for example pulp and carbon black may be mentioned. However, the machine is also particularly suitable for perfectly mixing substances of the type mentioned with metal powders. This is particularly important with regard to the manufacture of electrodes. Such a high degree of mixing could not be achieved with the previous mixing devices. The disadvantageous consequence of the manufacture of welding electrodes was that so-called cell wool nests formed. As a result, the problem occurs during welding that the arc suddenly breaks off. However, this must be avoided in the interests of a well-placed weld seam.
The drawing shows an example of an embodiment of the machine according to the invention. In the interests of the clarity of this illustration, the means for driving the mixing cylinder are not included in the drawing. In order to save a special drive, the mixing cylinder is expediently coupled to the drive of the mixing shaft, which can be done by a gear or some other power transmission from the mixing cell to the mixing cylinder. It will also be useful to install adjustable gears so that the mixing shaft and the mixing cylinder can run at different speeds.
In the drawing show:
1 shows a side view of the mixing machine, partially broken away, in a schematic representation,
Fig. 2 is a plan view of the open, partially shown mixing container.
The mixing container 1 of cylindrical shape tapers conically downwards. This shape avoids dead space. The portions of the mixed material falling over the upper edge of the rotatably arranged mixing cylinder 2 are therefore immediately completely grasped again by the blades 4, which are located on the lowest part of the mixing shaft 3, and conveyed upward through the mixing cylinder. As FIG. 1 shows in the graphic representation, the multiple-thread blades 4 of the mixing shaft 3 are set at an acute angle to the horizontal. On the outer surface of the mixing cylinder there are radially extending vanes 5 arranged in a helical line, which prevent harmful bridging when the cylinder is rotated.
The mixing cylinder 2 is approximately half the length of the mixing container 1 and is open at the top and bottom and is arranged in the mixing container 1 in such a way that its ends are approximately the same distance from the mixing container lid and the mixing container bottom.
The mixing container is carried by the frame 6 on which a motor 7 is located above the container. This drives the mixing shaft 3 via a gear (not shown) located in the housing 8. For the sake of clarity, transmission means for driving the mixing cylinder in the opposite direction to the mixing shaft 3 have also been omitted.
Only struts 9 are shown, by means of which the mixing cylinder is connected to its drive elements. In the upper cover of the container, a lid (not shown) for filling the goods is attached in the usual manner. At the lower end of the container is the closure 10, which can be pivoted in the joint 11 by releasing the lock 13 actuated by the handle 12. A slide can also be used as a closure. With the help of the bayonet lock 14, the removable mixing container is attached to the frame.