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"Mischmaschine" Die Erfindung betrifft eine Mischmaschine mit einem
feststehenden, liegend angeordneten Mischtrog und einem RUhrwerk, gebildet aus einer-RUhrwerkswelle
mit Rührwerksarmen und an deren Außenenden sitzenden MischsehauSeln, zum kontinuierlichen
Mischen insbesondere strukturell unterschiedlicher Festkörper gegebenenfalls unter
Flüssigkeitszugabe, wobei das Mischgut dem Mischtrog an einem Ende zugegeben wird
und ihn am anderen Ende verläßt.
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Maschinen dieser Art, insb. zum Beleimen von span- und faserartigen
Stoffen, sind weit verbreitet und aus den deutschen Patenten 1 053 176 und 1 194
572 bekannt. Die Zugabe der Bindemittel kann dosiert über DUsen erfolgen, Die Misohtröge
sind horizontal oder leicht geneigt angeordnet und ihre Form kann rund, hoch,oval
oder auch oben offen sein. Im Mischtrog befindet sich vorwiegend im Zentrum seiner
unteren Rundung ein RUhrwerk. Im Auslauf des Mischtroges kann eine Auswurfwalze
vorgesehen sein und wobei sich die Austrittsöffnung oberhalb der Rtihrwerkswelle
im Mischtrog befindet.
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Der Arbeitsvorgang in diesen bekannten Misohmaschinen stellt sich
so dar, daß die kontinuierlich oder in Kurztaktform nahezu kontinuierlich zugegebenen
Produkte in diesen Mischmaschinen durch ein Rührwerk bewegt werden. Zur Erzielung
einer einwandfreien Mischung ist es erforderlich. daß im Mischtrog eine konstante
Menge
Mischgut gehalten wird. Eingang- und Austrittsmenge des Mischgutes müssen in der
Zeiteinheit und ohne Zeitverschiebung absolut konstant sein. Bei in der Struktur
unterschiedlichen Produkten ist diese Forderung bei den bekannten Maschinen nicht
erfüllbar. Das Mischgut soll inden Mischmaschinen in sehr aufgelockerter, teilweise
wurfartiger Bewegung gehalten werden.
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Bei geringfügiger Änderung der physikalischen Eigenschaften der zu
mischenden Produkte ergeben sich aber unterschiedliche Fluidisierungszustände. Verändert
sich aber die Fluidisierung, so verändert sich auch die im Mischer befindliche Mischgutmenge
Dadurch wird die Mischung nachteilig beeinflußt. Es wird aber auch, zumindest vorübergehend,
eine Differenz zwischen Zugabemenge und Austragsmenge unvermeidbar. Weitere Nachteile
dieser Erscheinungen ergeben sich durch ungleichmäßige Beschickung der Nachfolgeeina
richtungen und bei auftretenden Unterfüllungen des Mischtrogess besonders wenn Flüssigkeiten
hinzugegeben werden, was eine verstärkte Verschmutzung des Innenraumes der Mischmaschinen
hervor ruft.
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Eine weitere nachteilige Erscheinung der bekannten Mischer besteht
darin, daß durch die nicht einwandfreie Beherrschbarkeit des Fluidisierungszustandes
strukturverschiedener Mischprodukte das FUllvolumen der Mischer zusätzlich in Abhängigkeit
von der Durchsatzleistung, in weiten Grenzen schwankt. Maschinen dieser Art müssen
aber, bedingt durch die Anforderung der Gesamtanlagen, unter Umständen Durchsatzleistungen
im Verhältnis 1:3 bis 1:lo beherrschen. Theoretisch solite unabhängig von der Durchsatzleistung
das Füllvolumen zumindest derjenigen Mischer, die mit Ueberlauf arbeiten und bei
denen durch das Mischwerk kein Zwangstransportimpuls gegeben ist, immer konstant
sein. Diese Forderung könnte realisiert werden, wenn die zu mischenden Stoffe sich
wie eine echte Flüssigkeit verhalten würden. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß
der Begriff der Fluidisierung für das Mischgutverhalten in diesen Mischern nur annähernd
zutrifft.
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Für das Mischgkztverhalten ist ferner die Gastheorie zu betUcksichtigen,
wonach
die einzelnen Mischgutpartikel bestrebt sind den jeweils größtmöglichen Raum einzunehmen.
Da das Mischgut einer intensiven Bewegung auszusetzen ist entsteht eine mehr oder
weniger starke Dispergierung in Luft. Das Füllgut im Mischer bildet deshalb Iceinen
oberen Grenzspiegel, der der Höhe des überlaufes entspricht, sondern füllt auch
mehr oder weniger dicht den darüber befindlichen Mischtrograum. Selbst wenn die
Mischgutzufuhr gesperrt ist, passiert weiterhin Mischgut den Mischtrogauslaß, was
den Füllungsgrad des Mischtroges in unerwtlnschter Weise verändert. Daraus ergibt
sich bei sonst konstanten Bedingungen, daß die jeweils im Mischer befindliche Mischgutmenge
neben den strukturbedingten Schwankungen auch noch starken Schwankungen in Abhängigkeit
von der Durchsatzmenge unterworfen ist. änderungen der Durchsatzmenge sind aber
in kontinuierlichen Anlagen im Rahmen der Regelaufgaben unvermeidlich.
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Man hat sich bemüht, diese Schwankungen durch eine veränderte Einstellung
der Mischer zu kompensieren. Man hat dazu Drosseleinrichtungen an der Mischeraustrittsöffnung
sowie Schrägstellung des Mischtroges vorgeschlagen. Mit diesen Mitteln gelang es
teilweise die Füllgutschwankungen infolge grober Veränderung der Durchsatzmenge
zu kompensieren. Schwankungen, bedingt durch kleine und kurzfristige Veränderungen
der Durchsatzmenge oder durch Strukturabweichung des Mischgutes ließen sich damit
nicht kompensieren. Weder durch Drosseleinrichtungen noch durch Schrägstellen des
Mischtroges ist eine feinfühlige und schnellwirkende brauchbare Regelung erzielbar.
In der Praxis hat man deshalb nach einer erstmaligen Einstellung den Mischer nicht
mehr verändert. Man nahm den Nachteil der verschlechterten Mischung, der Thesaurierung,
der Verschmutzung u. dgl. in Kauf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Mischer zuschaffen,
dessen Füllvolumen von einer gegebenen Meßgröße aus feinfühlig und schlagartig auf
die gesamte Mischerlingfl,e beeinflußbar ist.
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Die Erfindung besteht bei einer Mischmaschine der eingangs genannten
Art darin, daß die Mischschaufeln eine an sich bekannte transportneutrale Form aufweisen
und das sie an den Rühr;erksarmen aus ihrer transportneutralen Stellung drehbar
sind.
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Im Normalbetrieb stehen diese an sioh bekannten transportneutralen
Mischschaufeln in der d&e transportneutralen Stellung.
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Ergibt eine beliebige Meßgrößeam Mischer'dassz. B. eine Unterfüllung
droht, so können erfindungsgemäß die Mischschaufeln so geschwenkt werden, daß sie
die Durchlaufgeschwindigkeit des Mischgutes auf der gesamten Mischerlänge schlagartig
verändern.
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Zeigt die Meßgröße an, daß das FUllvolumen des Mischers in unzulässiger
Weise zunimmt, so werden die Mischschaufeln vorzugsweise durch eine gemeinsame Verstelleinrichtung
in einen umgekehrten Anstellwinkel verschoben. Auch bei dieser Verstellung der Misahschaufeln
wird die Durchlaufgeschwindigkeit des Mischgutes auf der gesamten Mischtroglänge
schlagartig beeinflußt.
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Als Meßgrößen können beispielsweise die Antriebsleistung des Mischwerkes,
das Gewicht der Mischgutmenge, die Differenz zwisamen Ein- und Austrittsmenge, die
Mischguttemperatur u. dgl.
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zugrundegelegt werden. Die Verstellung der Mischschaufeln,ausgehend
vom Steuerimpuls der Meßstelle,kann automatisch erfolgen.
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Als Verstelleinrichtungen für die Mischschaufeln dienen vorzugsweise
Hebdstangen oder Zahnstangen. Die sofort wirkungsvolle Verstellung der Mischschaufeln
Uber die gesamte Mischerlänge ermöglicht nach der Erfindung eine feinfühlige Anpassung
des Mischerfüllvolumens an veränderte Bedingungen, sei es in Anpressung an das Mischgut
oder an veränderte Durchsatzmengen. Gerade durch die unmittelbare Anpassung ist
es von Vorteil, wenn die Verstellung der Mischschaufeln unmittelbar von den gegebenen
Meßwerten aus automatisch erfolgt. Dabei können Regeltoleranzen sehr eng gehalten
werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Verstellvorrichtung
für die Mischschaufeln darin, daß die Mischschaufeln Uber HUlsen drehbar auf den
RUhrwerk8armen angeordnet und die HUlsen mittels Hebdgestänge verstellbar sind.
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Nach einer abgewandelten Ausführungsform sind die Mischschaufeln
auf Mischarmen befestigt, die ihrerseits in der Rührwerkswelle drehbar angeordnet
sind und wobei die Rührwerkswelle als Hohlwelle ausgebildet ist und sich in ihr
die Verstelleinrichtungen für die drehbaren Rührwerksarme befinden.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachstehend
anhand der in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigt: Fig. 1 einen Längsschnit durch einen Mischer gemäß der Erfindung, Fig.
2 einen Querschnitt durch die Ausführungsform'nach Fig. 1, Fig. 3 im Detail eine
fläehenfdrmige Mischschaufel, und Fig. 4 einen Querschnitt durch eine abgewandelte
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischers mit verschiedenen Misobschaufelformen.
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In der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischmaschine nach Fig.
1 ist mit 1 der Mischtrog, mit 2 der Einlauftrichter und mit 3 der Auslauf bezeichnet.
Im Mischtrog läuft ein Rührwerk, bestehend aus einer Rührwerkswelle 4 und Mischarmen
5 um. Die Rührwerkswelle 4 ist in Lagern 6 und 7 gelagert und wird dber einen Kupplungsflansch
8 durch einen nicht näher dargestellten Antrieb angetrieben. Auf dem Deckel 9 des
Mischtroges befinden i sich über die Länge des Mischtroges verteilt Düsen 10, durch
welche Flüssigkeit dem Mischgut dosiert zugegeben werden kann.
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Im in Auslauf 3 befindet sich eine Auswurfwalze 11. Der Mischtrog
hat auf der Materialzugabeseite einen Ständer 12, der um die Welle 13 drehbar gelagert
ist, wobei die Welle 13 ihrerseits in einem Fußlager 14 sitzt. Auf der Auslaufiseite
ist ein Ständer 15 in einer Gegenhalterung 16 höhenverstellbar. Auf der Rührwerkswelle
4 sind neben den Mischarmen 5 Rührwerksarme 17 angeordnet, die von den Rohren 18
umschlossen werden. An die Rohre 18 sind Mischschaufeln oder als Mischschaufeln
wirkende Aktivierungsfläohen 19 sowie Hebel 20 angeschweißt. Sämtliche
Hebel
20 verbindet eine Schubstange 21, die ihrerseits mit einer Schiebemuffe 22 elastisch
verbunden ist. Die Schiebemuffe 22 ist über einen Schubring 23 in Axialrichtung
der Rührwerkswelle verschiebbar. Zapfen 24 des Schubringes 23 sind in üblicher Form
mit Verstellhebeln verbunden. Als Verstellhebel können die verschiedensten Ausführungen
Anwendung finden.
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Die Verstellhebel sind nicht gezeichnet. Die Verstellung kann von
Hand oder, wie bei dieser Ausführungsform zwe%näßig> durch einen pneumatisch
oder hydraulisch verstellbaren Zylinder oder auch durch einen Verstellmotor erfolgen.
Die Verstellrichtung und Verstellweite kann gegebenenfalls in Abhängigkeit von Meßwerten
bestim-lt werden.
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In Fig. 2 stellt 4 die RUhrwerkswexleS l den Mischtrog, 5 die freien
blischarme, 17 die Rührwerksarme, welche von den Rohren 18 umschlossen sind, dar.
An den Rohren 18 befinden sich die als Mischschaufeln 19 ausgebildeten Aktivierungsflächen
und die Hebel 20. Die Sehubstange 21 ist ist mi' den Hebeln 20 mittels der -Gelenkbolzen
25 verbunden. Damit die Rohre 18 nicht von den Rührwerksarmen 17 abrutsehen können,
ist ein Begrenzurlgsstück 26 an den Rührwerksarmen 17 befestigt.
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Fig. 3 zeigt eine Form einer Mischschaufel 19, dargestellt in Pfeilrichtung
a gemäß Fig. 2 gesehen. Die Mischschaufel 19 hat eine leichte Krümmung, um bei Winkelanstellungen
nicht die Trogwand zu berUhren. Sie ist an das Rohr 18 angeschweißt und hat im übrigen
eine Form, die vorteilhafterweise nach beiden Seiten spitz zulaufend, möglichst
wenig Energie aufnimmt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist der Mischtrog 1 eine
Hohlwelle 4t als Rührwerkswelle auf. In dieser Hohlwelle sind die Rtlhrwerksarme
in Form von Stäben 27 drehbar angeordnet. Damit die Stäbe 27 sich nicht verschieben,
sind sie durch Stahlringe 28 gehalten. An den Außenenden eines Stabes 27 sind flache
Mischschaufeln 19 festgeschweißt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel trägt der um
900 zum Rilhrwerksarm 27
versetzt an der Welle 4 angebrachte Stab
27 zwei abgewandelte Ausführungsformen von MIschschauReln 31 bzw. 32. Die Mischschaufel
31 besitzt die Form einer Fahne, die bei rechtwinkliger Stellung zur Transportachse
transportneutral wirkt. Bei Verdrehung des Stabes 27 in der vorbeschriebenen Weise,
kann die MischschauRel die FUllgutmenge beeinflussen, Bei der Mischschaufel 32 handelt
es sich um eine transportneutrale Ausfuhrungsform, wie sie im Patent 1 096 873 beschrieben
ist.
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In der Hohlwelle 4' befindet sich gemäß der Erfindung eine Zahnstange
29, die~unter einem Winkel von 90° zwei Zahnreihen aufweist-, welche mit den fest
auf den Armen 27, 27' angeordneten Zahnrädern 30 bzw. 30! kämmen. Durch eine Verschiebung
der Zahnstange 29 in Achsrichtung der Hohlwelle 4' können die im Normalbetrieb transportneutral
stehenden Miscflschaufeln auf der ganzen Mischerlänge gleichzeitig so im Winkel
verstellt werden, daß sie den Mischgutdurchlauf durch den Mischtrog beschleunigen
oder verzögern. Dadurch ist es möglich, bei gegebenen Meßwerten den Mischerfüllungsgrad
einem rur die gegebene Aufgabe gUnstigsten Zustand feinfühlig anzupassen.
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- Ansprüche -