DE1299985B - Schwerkraftmischer fuer pulverfoermiges bis koerniges Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwerkraftmischer für stand unterhalb des Auslaufs des Mischbehälters an-

pulverförmiges bis körniges Gut. Sie bezieht sich auf geordneten Sammelbehälter heraus das Mischgut im

die Anordnung und Ausgestaltung des Rückförderers. Kreislauf führt, das durch zwei von unten her in den

Das Mischen großer Mengen von Feststoffen zur Sammelbehälter ragende Kanäle, innerhalb deren

Vergleichmäßigung von Eigenschaften, die insbeson- 5 nach unten fördernde Förderorgane vorgesehen sind,

dere bei absatzweiser Herstellung auftreten können, eingeleitet wird.

ist im Verlauf vieler Herstellungsverfahren, insbeson- Endlich ist ein Schwerkraftmischer bekannt, bei

dere in der chemischen Industrie, erforderlich. Bei- dem die Umwälzung des Mischguts mit Hilfe eines

spielsweise muß Polyäthylen-Granulat vor der Weiter- druckluftbeaufschlagten, zum Mischbehälter koaxialen

Verarbeitung durch Extrudieren od. dgl. vergleich- io Tauchrohrs, das tief in dem Mischbehälterunterteil

mäßigt werden. Ebenso ist das Ausgangsmaterial für eingeführt ist, und einem das Tauchrohr unter Belas-

das Spinnen von Synthetikfäden meist zu vergleich- sung eines Ringraumes umgebenden Mantelrohres

mäßigen, um auch über längere Zeiten Fäden mit erfolgt.

gleichen Eigenschaften spinnen zu können. Die zuletzt genannten Mischer haben den Nachteil Für das Mischen großer Mengen haben sich die 15 gemein, daß entweder durch Abziehen der im Umlauf sogenannten Schwerkraftmischer, bei denen aus in geführten Mischgutteilmengen aus gleichen Höhen verschiedenen Höhen eines Mischbehälters ansetzen- oder durch das Vorhandensein von größeren Toträuden Gutführungskanälen abgezogene Teilmengen men od. dgl. die Mischleistung erheblich unter der vereinigt und im Kreislauf dem Mischbehälter oben der eingangs genannten Mischer liegt. Auch wenn die wieder zugeführt werden, bewährt. Der Vorteil dieser 20 eingangs genannten Mischer gute Mischergebnisse Mischer ist ein verhältnismäßig niedriger Energiever- erzielen lassen, ist es das ständige Bestreben, die brauch. Mischleistung dadurch zu verbessern, daß in kürzerer Bei einem bekannten Mischer der eingangs genann- Zeit mindestens die gleiche oder in gleicher Zeit ten Art werden die Gutführungskanäle und ein an wenigstens eine bessere Mischgüte erreichbar ist, als den Gutauslauf des trichterförmig nach unten zulau- 25 dies bisher der Fall war.

fenden Mischbehälters angeschlossener Kanal in einen Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist Sammelbehälter vereinigt, aus dem mit Hilfe einer es daher, eine gegenüber den bekannten emgangs Zellenrandschleuse das vereinigte Gut in einen pneu- genannten Schwerkraftmischern noch schnellere und matischen Rückförderer, der in das Oberteil des intensivere Mischung zu erzielen. Mischbehälters mündet, eingespeist wird. 30 Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist Bei einem anderen bekannten Schwerkraftmischer dadurch gelöst, daß ein eingangs genannter Schwerder eingangs genannten Art münden die in verschie- kraftmischer erfindungsgemäß mit einem Rückfördedenen Höhen an den Mischbehälter ansetzenden Gut- rer versehen ist, der in bekannter Weise koaxial inführungskanäle gruppenweise zusammengefaßt eben- nerhalb des Mischbehälters mit seinem Auslaß mittig so wie der Gutauslaß dieses Mischbehälters in Zellen- 35 in dessen oberen Innenraum mündend angeordnet ist. radschleusen, welche ihrerseits einzeln in einen pneu- Es hat sich gezeigt, daß Rückförderer, die in bekannmatischen Rückförderer münden, der zum Oberteil ter Weise als Förderschnecke oder als pneumatische des Mischbehälters führt. Förderer ausgebildet sind, vorteilhaft sind. Die Gut-Mit Hilfe des Sammelbehälters oder der Zellenrad- führungskanäle, durch die gleiche Teilmengen aus schleusen wird versucht, möglichst gleiche Teilmen- 40 dem Mischbehälter abgezogen werden, münden direkt gen durch die Gutführungskanäle abzuziehen und in in den Einzugsbereich des Rückförderers, also bei den Rückförderer einzuspeisen. Diese bekannten Verwendung einer Förderschnecke direkt in die Schwerkraftmischer haben sich als grundsätzlich vor- Schneckengänge oder bei Verwendung eines pneumateilhafter erwiesen als andere Schwerkraftmischer, bei tischen Förderers direkt in den Einzugbereich des denen Teilgutmengen aus gleichen Höhen eines 45 Förderrohrs. Durch das unmittelbare Einmünden der Mischbehälters abgezogen, vereinigt und im Kreislauf Gutführungskanäle in den zum Mischbehälter koaxiageführt werden. len Förderer entfallen störende Toträume; Puffer-So ist beispielsweise auch ein Schwerkraftförderer volumen sind nicht erforderlich. An sich war zu bebekannt, bei dem der Mischbehälter in drei Kammern fürchten, daß durch den Einbau eines koaxialen Förunterteilt ist, deren Auslaufe in einen koaxial zum 50 derers in Schwerkraftmischer der eingangs genannten Behälter angeordneten pneumatischen Rückförderer Art das bisherige gleichmäßige Abziehen der Teilüber Zellenradschleusen einmünden, der das Umlauf- mengen durch die Gutführungskanäle gestört werden gut gegen einen mit Abstand von seinem Auslauf könnte, da der Rückförderer ein nicht ganz unbeachtoben angeordneten Verteilerkegel schleudert, damit liches Volumen einnimmt, insbesondere dann, wenn es gleichzeitig auf die drei Kammern wieder aufgege- 55 er als Förderschnecke ausgebildet ist. Auch war zu ben wird. befürchten, daß durch unmittelbares Einmünden der Ein anderer bekannter Schwerkraftmischer weist Gutführungskanäle in die Rückförderer die gleiche in seinem kegelstumpfförmigen Mischbehälter eine Störung auftreten könnte. Es hat sich aber über-Reihe zueinander konzentrischer kegelstumpfförmi- raschend gezeigt, daß sich mit der erfindungsgemäßen ger Einsätze auf, deren Oberkanten in einer gemein- 60 Ausbildung eines Schwerkraftmischers eine höhere samen Ebene enden, oberhalb derer ein zentraler Mischleistung und in kürzerer Zeit eine bessere Mi-Schneckenförderer das zu mischende Gut verteilt, so schungsgüte erzielen läßt als mit den bekannten Midaß es zwischen den Einsätzen abrutscht und am schern. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erunteren Rand der Einsätze in den zentralen Schnek- wiesen, die Teilmengen an in Längsrichtung des kenförderer eingegeben wird. 65 Mischbehälters zunehmend auseinanderliegenden

Schließlich ist ein Schwerkraftmischer bekannt, bei Stellen abzuziehen.

dem ebenfalls eine Förderschnecke als zentraler Die Erfindung ist an Hand von Zeichnungen an

Rückförderer vorgesehen ist, die aus einem mit Ab- Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es stellt dar

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F i g. 1 einen Schwerkraftmischer nach der Erfin- gelassen wird, wenn dafür nicht ein gesonderter Eindung in Seitenansicht mit einer Förderschnecke als laß vorgesehen ist.

koaxialen Rückförderer und innerhalb des Misch- Während des Betriebs senkt sich das Mischgut im

"behälters angeordneten Gutführungskanälen, wesentlichen in Form einer Pfropfenströmung in

F i g. 2 einen anderen Schwerkraftmischer nach 5 einer Folge kleiner Schritte ab. Es bilden sich zwar der Erfindung mit koaxialem pneumatischem Saug- kleine Sekundärströmungen auf die Einlaßöffnungen

rückförderer und außerhalb des Mischbehälters ange- 24 der Gutführungskanäle 23 zu aus, doch sind diese

ordneten Gutführungskanälen, im Vergleich zur vertikalen Verschiebung der Ge-

F i g. 3 eine Abwandlung des Oberteils des Mi- samtmenge des Mischguts klein. Es ist jedoch vor-

schers nach Fi g. 2, io teilhaft, die Einlaßöffnungen 24 in Längsrichtung des

Fig. 4 eine Einzelheit des Einzugsbereichs eines Mischbehälters 10 so zu verteilen, daß in jedem Gutpneumatischen Druckgasrückförderers, führungskanal praktisch gleich große Teilmengen je

Fig. 5 eine graphische Darstellung der erzielbaren Zeiteinheit abgezogen werden, wodurch auch einige Mischung in Abhängigkeit von der Mischzeit für Querströmungen der Vertikalströmung überlagert einen bekannten Schneckenmischer mit vertikaler 15 sind. Deshalb ist es zweckmäßig, die Einlaßöffnungen Mischschnecke und einen Mischer nach der Er- 24 abwechselnd hoch und tief anzuordnen. Die Abfindung, deckbleche 36 haben die doppelte Funktion, nämlich

Ein aufrecht stehender zylindrischer Mischbehälter einmal die sich verengenden Zwischenräume zwischen

10 aus Zylindermantel 10« und kegelstumpfförmi- den Gutführungskanälen im Einzugbereich des Rück-

gem Boden 10 b mit Gutauslaßöffnung 11 weist als ao förderers zu verschließen, weil sich sonst in diesen

Rückförderer einen koaxial angeordneten Schnecken- Zwischenräumen Mischgutreste sammeln und nach-

fördererl5 auf. Das Mantelrohr 16 des Schnecken- folgende Mischgutchargen verunreinigen könnten

förderers 15 hat seinen Einlaßquerschnitt 16 & mit und zum andern im Bodenteil 10 & des Mischgut-

Abstand oberhalb der Auslaßöffnung 11 des Misch- behälters 10 eine gleichmäßige Mischgutströmung zu

behälters und seinen Auslaßquerschnitt 16 α im Ober- as bewirken.

teil des Mischbehälters. Der Antrieb der Förder- Die Gutführungskanäle sind derart ausgelegt, daß schnecke erfolgt von oben her von einem Getriebe 20 die Strömungsgeschwindigkeit in ihnen wenigstens über eine Schneckenwelle 20 α. In Höhe des Auslaß- 3mal so groß wie die Absenkgeschwindigkeit des querschnitts 16 α des Mantelrohrs ist auf der Schnek- Mischguts im Mischbehälter ist. Alle Gutführungskenwelle20a mittels Muffe 35 a ein Flügel 35 zur 30 kanäle münden in gleicher Höhe und mit gleichem gleichmäßigen Verteilung des Umlaufguts auf die radialem Abstand in den Einzugbereich des Rückför-Oberfläche A des Mischguts vorgesehen. An die derers, wodurch sichergestellt ist, daß aus jedem Ab-Mischbehälterauslaßöffnung 11 ist nach unten ein mit zugkanal je Zeiteinheit gleich große Teilmengen abunterem Deckel 29 verschlossenes Anschlußrohr 18 gezogen und nach Vereinigung im Abzugsbereich des angebracht, in das hinein die Förderschnecke 15 ver- 35 Schneckenförderers zum Umlaufgut in den oberen längert ist und an dessen Deckel 29 die Schnecken- Teil des Mischbehälters zurückgefördert werden. Es welle 20 a gesichert gegen seitliche Auslenkungen bedarf also keiner weiteren Strömungssteuereinrichgelagert ist. Der Abzug gleich großer Mischgutteil- tungen, wie Ventile, Drosseln od. dgl.
mengen je Zeiteinheit aus dem Mischgut in den Ein- Nach erfolgter Mischung wird das Mischgut aus zugbereich des Rückförderers erfolgt durch innerhalb 40 dem Mischbehälter 10 nach Abnahme des Verschlußdes Mischbehälters angeordnete Gutführungskanäle deckeis 29 des Anschlußrohres 18 und Reservieren 23, deren Einlauf Öffnungen 24 in verschiedenen Hö- der Förderrichtung des Schneckenförderers 15 konhen des Mischbehälters an die Umfangsrichtung aus- trollierbar ausgetragen, beispielsweise in einzelne einanderliegenden Stellen münden. Sie können grund- Gefäße.

sätzlich, wie in Fig. 2 dargestellt, auch außerhalb 45 Der in Fig. 2 dargestellte Schwerkraftmischer bedes Mischbehälters verlaufen. Die Gutführungs- steht aus einem Mischbehälter 50, an den in verschiekanäle sind vorteilhafterweise um gleiche Winkel denen Höhen und an in Umfangsrichtung zueinander gegeneinander versetzt. Dadurch wird die Herstellung versetzten Stellen außerhalb des Mischbehälters gedes Mischers erleichtert. Von dieser Regel kann führte Gutführungskanäle 64 anschließen, die jeweils jedoch unter Umständen abgewichen werden, um 50 einzeln in einem Mischgutsammler 65 einmünden, beispielsweise Platz für eine Einsteigeöffnung zum der so ausgebildet ist, daß aus allen Gutführungs-Besteigen des Mischbehälters zu schaffen. Die Aus- kanälen gleich große Teilmengen je Zeiteinheit abgelaßöffnungen 23 a der Gutführungskanäle 23 münden zogen werden. Ein solcher Sammler ist beispielsweise ebenso wie der Gutauslauf des Mischbehälters un- in der USA.-Patentschrift 3 208 737 beschrieben. Die mittelbar in den Einzugsbereich des Schneckenförde- 55 beabsichtigte Wirkung wird dadurch erreicht, daß die rers 15, und unmittelbar oberhalb der Auslaßöffnun- Gutführungskanäle oberhalb eines Ringspalts müngen23a können die Oberseiten der benachbarten den, der durch die sich nach unten konisch verengende Gutführungskanäle 23 mit einem Zwischenblech 36 Außenwand 53 des Behälters und einen sich konisch verbunden sein. Die Mischguteinspeisung erfolgt über nach oben hin verjüngenden koaxialen Kegel 65 a beeinen Schneckenförderer 44, der seitlich in das An- 60 grenzt ist. Der pneumatische Rückförderer 51 beschlußrohr 18 mündet und dessen Schnecke 46 über steht aus einem zum Mischbehälter koaxialen Rohr, einen Einlaßstutzen 45 beschickt wird. Der Misch- das von oben her in den Mischgutsammler 65 unterbehälterdeckel 10 weist noch einen Anschlußstutzen halb des Kegels 65 a mündet, so daß das durch den 47 c auf, um über diesen den Mischbehälter unter Ringspalt hindurchgetretene Umlauf gut direkt in Vakuum setzen zu können, was bei einigen Misch- 65 dessen Einzugbereich 51 & gelangt. Der Rückförderer gütern zweckmäßig ist. Über diesen kann auch ein 51 mündet oben in einen Abscheider 52, der über ein Spülgas abgesaugt werden, das beispielsweise durch Anschlußrohr 58, das den Rückförderer mit radialem den Einlaßstutzen 45 des Schneckenförderers 44 ein- Abstand unter Bildung eines Ringkanals 59 umgibt,

an den Deckel 57 des Mischbehälters 50 und damit an den Oberteil des Mischbehälters angeschlossen ist. Mit axialem Abstand vom Auslaßquerschnitt 51 a des Rückförderers 51 ist im Abscheider 52 eine Prallplatte 52 a mit Prallkegel angeordnet, mit deren Hilfe das aus dem Rückförderer 51 austretende Umlaufgut in einen Ringkanal 59 umgelenkt wird, um auf die Oberfläche .F des Mischguts im Mischgutbehälter 50 zurückzufallen. Die pneumatische Förderströmung kommt dadurch zustande, daß an den Abscheider 52 über ein Anschlußrohr 50 b ein Unterdruck angelegt wird und Fördergas in einen unteren Anschlußstutzen 67 des Sammelbehälters 65 über eine Anschlußleitung 69 und einen Einströmfilter 68 eingelassen wird. Die Mischgutzugabe in den Mischbehälter kann über die Anschlußleitung 60 mit Ventil 61 am Abscheider 52 erfolgen. Mischgut kann aus dem Sammelbehälter 65 über dessen Anschlußstutzen 67 und die Ansaugleitung 69 über das Ventil 70 abgezogen werden, an das eine Saugeinrichtung mit Abscheidern und gege- so benenfalls Filtern angeschlossen ist.

Bei einigen Mischgütern, insbesondere bei solchen, deren Dichte relativ niedrig und deren Hohlraumvolumen relativ hoch ist, besteht die Gefahr, daß ein Teil des Fördergases durch Rückströmung über die Gutführungskanäle 64 den Rückförderer 51 umgeht. Dieser Nachteil, durch den das gleichmäßige Abziehen von Teilmengen durch die Gutführungskanäle behindert ist, ist bei der Anordnung nach F i g. 3 vermieden, bei welcher der Abscheider 52 mit dem Oberteil des Mischbehälters 50 über eine Rohrleitung 58 a verbunden ist, in die eiie von einem Motor 72 angetriebene Zellenradschleuse 71 eingeschaltet ist, welche einen Gasverschluß zwischen Abscheider und Mischbehälter bildet.

Die Anordnung nach Fig. 4 erlaubt es, die pneumatische Rückförderung im Druckgasantrieb durchzuführen. Innerhalb des Einzugbereichs SIb des Rückförderers 51 mündet ein Druckgasanschlußrohr 78, dessen zum Rückförderer 51 axialer Gasauslaß 77 innerhalb des nach unten offenen Innenkegels 65 b des Sammlers 65 angeordnet ist. Für dei Druckgasbetrieb ist zwischen Auslaßstutzen 67 und Gasleitung 69 ein Ventil 76 geschaltet, das während desMischens geschlossen ist. Betrieblich arbeitet der Mischer nach den Fig. 2 bis 4 ebenso wie der nach Fig. 1. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß ein Mischgut enthaltender Staubanteil relativ leicht ausgeschieden werden kann, da das zur Rückförderung verwendete Fördergas gleichzeitig als Sichtgas verwendbar ist, aus dem das Feingut außerhalb des Abscheiders 52 entfernt wird. Die pneumatische Rückförderung anzuwenden gebietet sich in den Fällen, bei denen beispielsweise heiß aufgegebenes Mischgut während des Mischens gleichzeitig gekühlt werden soll. Ebenso kann während des Mischens getrocknet werden.

F i g. 5 zeigt einen Vergleich zwischen einem Mischer nur mit Rückförderschnecke und einem erfindungsgemäßen Mischer, wie er in F i g. 1 dargestellt ist. Die Rückförderleistung war derart gewählt, daß die Mischgutmenge in 1 Stunde 3mal umgewälzt werden konnte. Die Mischgutmenge bestand aus einem Teil schwarzem und 3,5 Teilen weißem Kunststoffgranulat. In die Mischer wurde zunächst das weiße Granulat als untere Schicht und darauf das schwarze Granulat als obere Schicht eingeführt. Die Analyse von Mischproben, die in Abständen von jeweils 1 Minute gezogen wurden, ergaben, daß zunächst der Anteil schwarzer Granulate schnell und stark schwankte, daß diese Schwankungen aber in verhältnismäßig kurzer Zeit beim erfindungsgemäßen Mischer, wie durch den gestrichelten Kurvenzug in F i g. 5 angedeutet, abnahmen, so daß eine in jeder Beziehung befriedigende Mischungsgüte (±2% Schwankung um das theoretische Mischungsverhältnis) bereits nach 45 Minuten Mischzeit, während derer das Mischgut etwa 2,5mal umgewälzt wurde, erreicht wurde. Im deutlichen Gegensatz dazu, ergab der Schneckenmischer, bei dem die Stichproben ebenfalls unten gezogen wurden, daß das Mischungsverhältnis der Proben, das in Abhängigkeit von der Zeit als ausgezogener Kurvenzug in F i g. 5 dargestellt ist, sehr starken Schwankungen unterworfen war, und daß die Schwankungen um das theoretische Mischungsverhältnis nicht kleiner als ±8,5% wurden, selbst dann nicht, wenn mit einer Mischzeit von 180 Minuten gearbeitet wurde. Der vergleichbare Mischgrad beider Mischverfahren wurde insbesondere durch die beiden einhüllenden Kurven der periodischen Schwankungen des Anteils an schwarzem Granulat deutlich. Die mit D bezeichnete Einhüllende gilt für den Mischer mit lediglich einer Mischschnecke die Umwälzung des Mischgutes und die mit E bezeichnete für den erfindungsgemäßen Mischer mit einer Mischschnecke in Verbindung mit den Gutführungskanälen.

Die speziellen Schwerkraftmischer, die hier im einzelnen beschrieben sind, eignen sich insbesondere für das absatzweise Mischen. Es läßt sich nach entsprechender Abwandlung mit ihnen jedoch auch kontinuierlich mischen, wenn gleichzeitig ein Teil des Mischguts zur weiteren Verwendung abgezogen und gleichzeitig ein entsprechender Teil aufgegeben wird, während ein größerer Teil umgewälzt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schwerkraftmischer für pulverförmiges bis körniges Gut, bestehend aus einem stehenden zylindrischen Mischbehälter, dessen Gutauslauf zusammen mit in verschiedenen Höhen des Mischbehälters an in Umfangsrichtung auseinanderliegenden Stellen ansetzenden Gutführungskanälen zum Abzug gleich großer Teilmengen je Zeiteinheit in den Einzugbereich eines in den oberen Innenraum des Mischbehälters zurückfördernden rohrförmigen Rückförderer münden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückförderer (15, 51) in bekannter Weise koaxial innerhalb des Mischbehälters (10, 50) mit seinem Auslaß mittig in dessen oberen Innenraum mündend angeordnet ist.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückförderer in bekannter Weise als Förderschnecke ausgebildet ist.

3. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückförderer in bekannter Weise als pneumatischer Förderer (51) ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen