DE2901341C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von feinkörnigen festen Produkten und flüssigen Produkten, mit wenigstens zwei konzentrischen Rohren, von denen ein erstes, äußeres Rohr ein Fördermittel für ein festes oder flüssiges Produkt enthält, in dessen Innerem wenigstens ein zweites, inneres Rohr mit kleinerem Quer­ schnitt angeordnet ist, das im Inneren des ersten Rohres an einer hinter der Einlaßöffnung für das feste oder flüssige Produkt und vor der Auslaßöffnung für die Mischung aus festen und flüssigen Produkten liegenden Stelle mündet, wobei das zweite, innere Rohr ebenfalls ein Fördermittel für ein festes oder flüssiges Produkt enthält.

Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 39 20 223 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet mit senkrecht ange­ ordneten Rohren, so daß die Schwerkraft einen wesentlichen Einfluß auf die Förderung der miteinander zu vermischenden Produkte sowie auch des Gemisches hat. Dabei werden feste Produkte dem äußeren Rohr und flüssige Produkte dem inneren Rohr zugeführt. Die im inneren Rohr enthaltenen Fördermittel arbeiten der Schwerkraft und damit der eigentlichen, durch die Wirkung der Schwerkraft bedingten Förderrichtung ent­ gegen. Ferner sind die in dem inneren und dem äußeren Rohr angeordneten Fördermittel starr miteinander und mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden.

Die bekannte Vorrichtung ist im wesentlichen dazu bestimmt, über das mittlere Rohr zugeführte Kunstharze mit Füllstoffen zu vermischen. Dabei wird die Fließgeschwindigkeit der gewöhnlich hochviskosen Kunstharze durch die der Schwerkraft entgegenwirkenden Fördermittel bestimmt. Die Menge der dem Kunstharz beizumischenden Füllstoffe ist gewöhnlich klein im Verhältnis zur Menge des Kunstharzes. Die bekannte Vor­ richtung ist im wesentlichen darauf abgestimmt, unter diesen Verhältnissen gute Mischergebnisse zu erzielen. Dagegen ist die bekannte Vorrichtung nicht dazu geeignet, beliebige Stoffe in einem weiten Bereich von Mischungsverhältnissen einwandfrei miteinander zu vermischen. Flüssigkeiten mit geringer Viskosität fallen im wesentlichen durch das zentrale Rohr hindurch, ohne daß eine nennenswerte Steuer­ ungsmöglichkeit besteht. Andererseits besteht die Gefahr, daß die bei der bekannten Vorrichtung außen zugeführten Feststoffe von der entgegen der Schwerkraft wirkenden, zentralen Wendel mitgenommen und in dem zentralen Rohr nach oben gefördert werden, wo es dann leicht zu einem Verstopfen des zentralen Rohres kommen kann. Selbst dann, wenn die Eigenschaften und Mischungsverhältnisse der Stoffe eine Verwendung der bekannten Vorrichtung zulassen, besteht immer noch die Gefahr, daß die außen zugeführten Feststoffe eine die Wand des äußeren Rohres bedeckende Schicht bilden und das zugeführte Harz im wesentlichen im Kern des äußeren Rohres bleibt, so daß auch dann eine nur äußerst unzu­ reichende Durchmischung erzielt wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine einwand­ freie Mischung von Stoffen herzustellen, die sehr unter­ schiedliche Eigenschaften haben und in beliebigen Mengenver­ hältnissen zugeführt werden können, und zwar in sehr kurzer Zeit und ohne die Bildung von Krümeln oder Klumpen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungsbildenden Art dadurch gelöst, daß die in dem ersten und dem zweiten Rohr angeordneten Förder­ mittel durch mindestens eine Antriebseinrichtung unabhängig voneinander angetrieben sind und diese Fördermittel für die Flüssigkeit und das feinkörnige Produkt von gegebenenfalls elastischen Drahtwendeln mit entgegengesetzter Steigung gebildet werden, die in jeweils einem der beiden Rohre angeordnet sind und von der mindestens einen Antriebs­ einrichtung unabhängig voneinander in entgegengesetzten Richtungen in Umdrehung versetzt werden.

Die Förderung der Produkte mittels unabhängig voneinander angetriebenen Drahtwendeln gestattet es, die Antriebsge­ schwindigkeit der Drahtwendel und damit die Fördereigen­ schaften auf die Art und auf die Menge der miteinander zu vermischenden Produkte abzustimmen, so daß eine optimale Mischung stattfindet. Dabei trägt zu einer schnellen und vollständigen Mischung die Maßnahme bei, Drahtwendeln mit entgegengesetzten Steigungen zu verwenden, weil dadurch die miteinander zu vermischenden Stoffe mit einander entgegenge­ setzten Bewegungskomponenten in Kontakt kommen, wodurch der Mischeffekt bedeutend verbessert wird. Diese einander ent­ gegengesetzten Bewegungskomponenten verhindern es auch, daß die miteinander zu vermischenden Materialien einen Kern und eine äußere Schicht bilden und daher nur eine ungenügende Mischung stattfindet, wie es bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung erlaubt es nicht nur weiterhin, die Rohre mit im wesentlichen horizon­ taler Hauptachse anzuordnen, sondern auch die Flüssigkeit in das erste, äußere Rohr und das feste Produkt durch ein schneckenartiges Fördermittel in das zweite, innere Rohr zu injizieren. Dabei kann die Flüssigkeit in das erste, äußere Rohr vorteilhaft tangential injiziert werden. Die Injektion der Flüssigkeit in das äußere Rohr hat den Vorteil, daß eine Flüssigkeit weniger die Tendenz hat, einen äußeren Mantel zu bilden, in dem eine nur schlechte Durchmischung stattfindet. Vielmehr hat die in das äußere Rohr injizierte Flüssigkeit, insbesondere wenn sie tangential injiziert wird, die Ten­ denz, unter dem Einfluß der Förderschnecke eine kreisende Bewegung auszuführen, die sich an den in entgegengesetzter Richtung umgewälzten Festteilchen bricht und daher zu einer sehr schnellen und innigen Vermischung beiträgt. Daher unterstützen diese Maßnahmen die durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Fördermittel erzielten Wirkungen. Ebenso ist es für die Durchmischung der Stoffe förderlich, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die im zweiten, inneren Rohr angeordnete Drahtwendel einen über das Ende des zweiten, inneren Rohres hinausragenden Abschnitt aufweist, der sich bis in das erste, äußere Rohr erstreckt.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von zerteilten festen und von flüssigen Produkten nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt ein äußeres Rohr 1, das an seinen beiden Enden durch Böden 2 und 3 verschlossen ist. Nahe einem seiner Enden ist es mit einer Einlaßöffnung 4 für das flüssige Produkt versehen, an die sich ein Zuführrohr 5 anschließt. Nahe dem anderen Ende des äußeren Rohres 1 ist eine Auslaßöffnung 6 für die hergestellte Mischung vor­ handen, an die sich ein Auslaßrohr 7 anschließt.

An einem Ende des äußeren Rohres 1 ist ein konzentrisches inneres Rohr 8 angeordnet, das einen kleineren Querschnitt aufweist und im Inneren des äußeren Rohres 1 an einer Stelle mündet, die sich in Förderrichtung hinter der Einlaßöffnung 4 für die Flüssigkeit und vor der Auslaßöffnung 6 für die Mischung befindet.

Das innere Rohr 8 ragt aus dem äußeren Rohr 1 heraus und ist an seinem seiner Austrittsöffnung 9 gegenüberliegenden Ende durch einen Boden 12 verschlossen sowie mit einer Einlaßöff­ nung 10 für das zerteilte feste Produkt versehen, bei dem es sich insbesondere um ein pulverförmiges oder granulat­ förmiges Produkt handelt, das über ein Einlaßrohr 11 zuge­ führt wird. Die derart aus rohrförmigen Leitungen bestehende Anordnung ist auf Tragelementen 13, 13 a oder einem Gestell befestigt.

Im Inneren des äußeren Rohres 1 ist ein schraubenförmiges Element oder ein Drahtwendel 14 drehbar gelagert, die an einem ihrer Enden an einer Scheibe 15 befestigt ist, die ihrerseits an der Achse 16 eines Antriebsmotors 17 ange­ bracht ist. Der Antriebsmotor 17 ist auf einer an dem Trag­ element 13 a angebrachten Konsole 18 befestigt.

In gleicher Weise ist ein schraubenförmiges Element oder eine Drahtwendel 19 drehbar im Inneren des inneren Rohres 8 angeordnet und an einem ihrer Enden an einer Scheibe 20 befestigt, die auf der Achse 21 eines Antriebsmotors 22 sitzt. Dieser Antriebsmotor 22 ist wiederum auf einer Konsole 23 befestigt, die mit dem Tragelement 13 verbunden ist.

Das andere Ende der Drahtwendel 19 ist frei und umfaßt einen Abschnitt 19 a, der aus der Öffnung 9 am Ende des inneren Rohres 8 herausragt und bis in das äußere Rohr 1 für die Flüssigkeit ragt.

Die Drahtwendel 14 und 19 haben entgegengesetzte Steigungen und werden von den Antriebsmotoren 17 und 22 in entgegenge­ setztem Sinne in Umdrehung versetzt. Die genannten schraubenförmigen Organe können voneinander unabhängig oder miteinander gekoppelt sein und wirken auf die Produkte im gleichen Sinne.

Obwohl die beiden Rohre 1 und 8 in der Zeichnung horizontal dargestellt sind, versteht es sich, daß sie auch vertikal angeordnet werden können.

Im Betrieb wird das flüssige Produkt durch die Einlaßöffnung 4 in das äußere Rohr 1 eingeführt und von dem vom Antriebs­ motor 17 in Umdrehung versetzten schraubenförmigen Element mitgenommen und dabei in Umdrehung versetzt und einer Zentrifugalwirkung ausgesetzt.

Wenn sich der Flüssigkeitsumlauf in dem äußeren Rohr 1 stabilisiert hat, wird das zerteilte feste Produkt durch die Einlaßöffnung 10 in das innere Rohr 8 eingeführt, indem es von dem schraubenförmigen Element 19 in Umdrehung versetzt und mitgenommen wird, bis es aus der Öffnung 9 des inneren Rohres austritt und in das äußere Rohr 1 gelangt, wo es sich mit der Flüssigkeit vermischt.

Das innere Rohr 8 gewährleistet den Transport des zerteilten festen Produktes und bildet zugleich mit dem äußeren Rohr 1 eine Leitung mit ringförmigem Querschnitt, welche es er­ möglicht, die Flüssigkeit in Rotation zu versetzen.

Da sich die Drahtwendel 14 und 19 in entgegengesetztem Sinne drehen, bewirken sie, daß das feste Produkt im Zentrum der Flüssigkeit mit einer Drehung ankommt, die zu der Drehung der Flüssigkeit entgegengesetzt ist.

Der Abschnitt 19 a der Drahtwendel 19, der aus dem inneren Rohr 8 hinausragt, bewirkt eine Verlängerung des auf das feste Produkt ausgeübten Antriebsmomentes und dadurch eine verbesserte Verteilung des zerteilten festen Produktes in der Flüssigkeit.

Anschließend wird die aus festen und flüssigen Produkten bestehende Mischung von dem schraubenförmigen Element 14 in Richtung auf die Auslaßöffnung 6 mitgenommen, von der sie durch das Auslaßrohr 7 abgeführt wird.

Bei einer speziellen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, die zur Herstellung von Crêpe-Teig aus Mehl, Milchpulver, Vitaminen, Öl, Wasser und Eiern diente, hatte das äußere Rohr 1 einen Innendurchmesser von 80 mm. Im Inneren des äußeren Rohres war ein schraubenförmiges Element aus Federdraht von 7 mm Durchmesser angeordnet, deren Außen­ durchmesser 70,5 mm betrug und die eine linke Steigung von 65 mm aufwies. Diese Wendel wurde mit 1500 U/min angetrieben und diente zur Förderung des aus Öl, Wasser und Eiern be­ stehenden flüssigen Produktes. Im Inneren des äußeren Rohres war das innere Rohr 8 angeordnet, das zum Transport der festen Produkte diente, die von dem Mehl, dem Milchpulver und den Vitaminen gebildet wurde. Das innere Rohr 8 hatte einen Innendurchmesser von 44 mm und umschloß ein schrauben­ förmiges Element, das aus einer Drahtwendel aus Federstahl von 5 mm Durchmesser bestand. Der Außendurchmesser der Drahtwendel betrug 34 mm. Sie hatte eine rechte Steigung von 30 mm und wurde mit einer Drehgeschwindigkeit von 1000 bis 1500 U/min betrieben.

Die gleiche Vorrichtung wurde auch dazu benutzt, ein schall­ dämmendes Material herzustellen, das aus einem flüssigen Bitumen oder Asphalt oder einem festen Produkt, wie bei­ spielsweise Asbest, bestand.

Bei einer solchen Vorrichtung könnte die Flüssigkeit in das äußere Rohr auch unter starkem Druck und tangential durch ein geneigtes Rohr in der Weise injiziert werden, daß der Flüssigkeit bereits eine Anfangs-Drehbewegung erteilt wird, die dann von der Drahtwendel 14 nur aufrechterhalten zu werden braucht.

Wenn die Menge der Flüssigkeit, die mit dem festen Produkt zu vermischen ist, sehr groß ist, wird eine kleine Menge der Flüssigkeit in das äußere Rohr 1 durch die Einlaßöffnung 4 eingeführt, um in Höhe der Auslaßöffnung 9 des inneren Rohres 8 eine Vormischung zu erzielen. Der restliche Teil der Flüssigkeit, der sehr viel größer ist, wird durch eine Einlaßöffnung 32 mit einem angeschlossenen Einlaßrohr 33 zugeführt, das in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Die zweite Einlaßöffnung 32 mit dem Einlaßrohr 33 ist stromab hinter der Auslaßöffnung 9 des inneren Rohres 8 und vor der Auslaßöffnung 6 für die Mischung angeordnet.

Die industriellen Anwendungsmöglichkeiten für die er­ findungsgemäße Vorrichtung sind zahlreich und sehr unter­ schiedlich. In der Nahrungsmittelindustrie gibt es bei­ spielsweise Anwendungsmöglichkeiten bei der Herstellung von Teigmassen verschiedenster Zusammensetzung und Konsistenz, von Soßen verschiedener Art und von Mischfutter sowie bei Verfahren zur Anreicherung von Milch, Umhüllung von Weizen, Einführen von Aromastoffen, Herstellung von Sirups usw. Anwendungen in der chemischen Industrie können sich u. a. bei Verfahren zur Herstellung von Acrylbeton, Papierleimen und synthetischen Leimen, zur Umhüllung von Polystyrolkugeln für Isolierwände, zur Mörtelherstellung, zur Anreicherung von Kerosen, zur Herstellung von Bitumen-Beschichtungen, Farben und Lacken, zur Zubereitung keramischer Massen usw. finden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von feinkör­ nigen festen Produkten und flüssigen Produkten, mit wenigstens zwei konzentrischen Rohren, von denen ein erstes, äußeres Rohr ein Fördermittel für ein festes oder flüssiges Produkt enthält, in dessen Innerem wenigstens ein zweites, inneres Rohr mit kleinerem Querschnitt angeordnet ist, das im Inneren des ersten Rohres an einer hinter der Einlaßöffnung für das feste oder flüssige Produkt und vor der Auslaßöffnung für die Mischung aus festen und flüssigen Produkten lie­ genden Stelle mündet, wobei das zweite, innere Rohr ebenfalls ein Fördermittel für ein festes oder flüssi­ ges Produkt enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ersten und dem zweiten Rohr angeordneten Fördermittel durch minde­ stens eine Antriebseinrichtung unabhängig voneinander angetrieben sind und diese Fördermittel für die Flüssigkeit und das feinkörnige Produkt von ggf. elastischen Drahtwendeln (14, 19) mit entgegen­ gesetzter Steigung gebildet werden, die in jeweils einem der beiden Rohre (1, 8) angeordnet sind und von der mindestens einen Antriebseinrichtung unabhängig voneinander in entgegengesetzten Richtungen in Um­ drehung versetzt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in das erste, äußere Rohr ( 1) und das feste Produkt durch ein schneckenartiges Förder­ mittel (19) in das zweite, innere Rohr (8) injiziert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in das erste, äußere Rohr (1) tangential injiziert wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im zweiten, inneren Rohr (8) angeordnete Drahtwendel (19) einen über das Ende des zweiten, inneren Rohres hinausragenden Abschnitt (19 a) aufweist, der sich bis in das erste, äußere Rohr ( 1) erstreckt.