DE3836216A1 - Verfahren und vorrichtung zum mischen von pulverfoermigen bis koernigen schuettguetern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von pulverförmigen bis körnigen Schüttgütern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 6.

Verfahren und Vorrichtungen der vorausgesetzten Art sind in verschiedenen Ausführungsformen aus der Praxis bekannt, wobei eine Basisausführung in der DE-PS 21 10 047 offenbart ist.

Mit diesen bekannten Ausführungsformen können pulver­ förmige und körnige Schüttgüter, wie z.B. Kunst­ stoffe, Farben, Pharmazeutika und Nahrungsmittel (eventuell auch mit einem entsprechendem Anteil wenig­ stens einer Flüssigkeit), vermischt werden. Hierbei wird dann der aus entsprechenden Vorratsbehältern mit den anteiligen Schüttgutkomponenten gefüllte erste Misch­ behälterteil unter einen stationären zweiten Misch­ behälterteil gefahren und mit diesem zweiten Misch­ behälterteil in einer Ausgangsstellung mit gemein­ samer vertikaler Behälterachse zu einem einzigen Misch­ behälter verspannt, der dann um eine horizontale Schwenkachse um etwa 180 Grad in seine Mischstellung geschwenkt wird, in der der zweite Mischbehälterteil den Behälterboden und der erste Mischbehälterteil eine Art Abdeckhaube bilden. In dieser Mischstellung wird dann die ganze Mischgutcharge mit Hilfe von rotierend im zweiten Mischbehälterteil angeordneten Mischwerk­ zeugen intensiv durchgemischt. Daraufhin wird der Mischbehälter in vertikalachsige Ausgangsstellung zu­ rückgeschwenkt, in der die beiten Mischbehälterteile wieder voneinander getrennt werden, sodaß der erste Mischbehälterteil mit der darin befindlichen, gemischten Schüttgutcharge zu einer entsprechenden Verbraucherstel­ le gefahren und dort entleert werden kann. Es versteht sich, daß sowohl mit einem einzigen verfahrbaren ersten Mischbehälterteil als auch mit mehreren solcher Misch­ behälterteile gearbeitet und auch mehr als nur eine Verbraucherstelle mit einer gemischten Schüttgutcharge beschickt werden kann.

Bei der praktischen Mischarbeit dieser bekannten Aus­ führungen wurde nun vielfach festgestellt, daß nach Beendigung des Mischvorganges und nach dem Zurückschwen­ ken des Mischbehälters in seine Ausgangsstellung ein oberer Anteil des Schüttgutes bzw. des Schüttgutcharge aufgrund der natürlichen, einseitigen Böschung des je­ weiligen Schüttgutes über das obere Einfüllende des ersten Mischbehälterteiles hinaus- und in den darüber­ befindlichen zweiten Mischbehälterteil hineinragte. Die Folge davon war, daß beim Lösen der beiden Behälter­ teile voneinander ein entsprechender Anteil des gemisch­ ten Gutes über den Rand des oben offenen Endes vom ersten Mischbehälterteil herausfiel. Zur Vermeidung dieses Pro­ blemes war es daher vor allem bei Schuttgütern mit re­ lativ großem Böschungswinkel erforderlich, die Einfüll­ menge des Schüttgutes für den ersten Mischbehälterteil, also die Größe der Schüttgutcharge entsprechend zu re­ duzieren, was auch eine Verringerung der Durchsatzlei­ stung einer solchen Mischvorrichtung zur Folge hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der zahlreichen Vorteile der bekannten Mischverfahren und -vorrichtungen ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art und eine zu dessen Durchführung bestimmte Vorrichtung in der Weise zu verbessern, daß mit verhältnismäßig ein­ fachen Maßnahmen der Füllungsgrad des verfahrbaren ersten Behälterteiles optimal ausgenutzt und damit gleichzeitig die Durchsatzleistung der zugehörigen Mischvorrichtung deutlich verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Im Vergleich zu den bekannten Ausführungen wird bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren der Mischbehälter nicht auf direktem Wege, d.h. um 180 Grad aus der Misch­ stellung in die vertikalachsige Ausgangsstellung zurück­ geschwenkt, sondern er wird bei seinem Zurückschwenken nach dem Mischvorgang zunächst um ein bestimmtes Winkel­ maß über die vertikalachsige Ausgangsstellung hinaus in eine Zwischenstellung geschwenkt, bevor er von dort in die genannte Ausgangsstellung zurückgeschwenkt wird. Hierbei soll das erwähnte Winkelmaß, um daß der ganze Mischbehälter mit seiner Behälterachse über die ver­ tikale Ausgangsstellung hinausgeschwenkt wird, größer als derjenige Winkel sein, den die mit Oberfläche der Schüttgutcharge bei natürlicher Böschung des jeweiligen Schüttgutes gegenüber der Vertikalen bildet. Dies be­ deutet in der Praxis, daß der Mischbehälter bei seinem Zurückschwenken soweit über die Ausgangsstellung hin­ ausgeschwenkt wird, daß das gemischte Schüttgut der Schüttgutcharge in der Zwischenstellung soweit zurück­ rutschen kann, daß die Schüttgutoberfläche innerhalb des ersten Mischbehälterteiles gegenüber dessen oben offenem Ende gewissermaßen abgeglichen wird und der Mischbehälter in diesem abgeglichenen Zustand der Schütt­ gutcharge in die vertikalachsige Ausgangsstellung zurück­ geschwenkt wird, damit dort der jetzt wieder untere erste Mischbehälterteil vom zweiten Mischbehälterteil gelöst (abgekuppelt) werden kann, um ihn zu einer ent­ sprechenden Verbraucherstelle zu fahren. Dieser Abgleich­ vorgang beim Zurückschwenken des Mischbehälters bedeutet somit, daß bei den verschiedensten Schüttgütern selbst mit extrem steilen Böschungswinkel der verfahrbare erste Behälterteil bis zu einer optimalen Höhe mit den die Schüttgutcharge bildenden Schüttgutkomponenten angefüllt werden kann, und diese optimale Ausnutzung des Füllungs­ grades vom ersten Mischbehälterteil sorgt dann auch für eine gegenüber den bekannten Ausführungen deutlich ver­ besserte Durchsatzleistung beim erfindungsgemäßen Misch­ verfahren.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Mischbehälter so lange in der genannten Zwischen­ stellung verweilt, bis die oberen Anteile der Schüttgut­ charge im oberen Abschnitt des ersten Mischbehälterteiles in eine Lage gerutscht sind, in der die Niveau-Oberfläche dieser Schüttgutcharge im wesentlichen parallel zu einer das oben offene Ende des ersten Mischbehälterteiles ent­ haltenden Ebene verläuft. Erfindungegemäß kann der Misch­ behälter etwa 2-8 Sekunden, vorzugsweise etwa 4-6 Sekun­ den, insbesondere 5 Sekunden, in der Zwischenstellung ver­ weilen, d. h. diese Verweilzeit wird sich vor allem nach dem Schüttverhalten des jeweils gemischten Schüttgutes richten, wobei diese Verweilzeit relativ kurz und doch äußerst wirkungsvoll ist.

Zweckmäßig wird das Winkelmaß, das die Mischbehälterachse in der Zwischenstellung gegenüber der Ausgangsstellung einnimmt, bei etwa 35-55 Grad, vorzugsweise etwa 45 Grad (bei entsprechender Anpassung an die jeweiligen Schütt­ güter) gewählt werden.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich ferner als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Mischbehälter beim Zurückschwenken aus der Mischstellung bis in die Zwischenstellung zunächst mit einer erhöhten ersten Kipp­ geschwindigkeit und dann aus dieser Zwischenstellung zu­ rück in die Ausgangsstellung mit einer verringerten zwei­ ten Kippgeschwindigkeit geschwenkt wird, d. h. beim Zu­ rückschwenken des Mischbehälters wird dessen Zwischenstel­ lung (d. h. 180 Grad + genanntes Winkelmaß von der Misch­ stellung aus) mit einer höheren Kippgeschwindigkeit ange­ fahren als dann - nach entsprechender Verweilzeit in der Zwischenstellung - die vertikalachsige Ausgangsstellung.

Eine besonders einfach aufgebaute Mischvorrichtung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 ausgebildet, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen Gegen­ stand der weiteren Unteransprüche sind.

Ein Ausführungsbeispiel einer Mischvorrichtung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Mischverfahrens sei nach­ folgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zum Teil weitgehend schematisch gehaltenen Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Mischvorrichtung;

Fig. 2-6 ähnliche Frontansichten der Mischvorrichtung entsprechend Pfeil II in Fig. 1, bei verschiedenen Be­ triebsstellungen insbesondere des Mischbehälters vom Be­ ginn bis zum Ende eines kompletten Mischvorganges.

Anhand der Fig. 1 und 2 sei zunächst der allgemeine Aufbau dieser erfindungsgemäßen Mischvorrichtung 1 er­ läutert.

Diese Mischvorrichtung 1 enthält einen ersten Mischbehäl­ terteil 2, der in an sich bekannter Weise einen beispiels­ weise zylindrischen oberen Behälterabschnitt 2 a und einen daran nach unten unmittelbar anschließenden, trichterför­ migen unteren Behälterabschnitt 2 b aufweist, wobei das oben offene Ende 2 a′ des oberen Behälterabschnittes 2 a zum Befüllen dieses ersten Mischbehälterteiles 2 mit Schüttgut - als Einfüllende - dient. Damit diese erste Mischbehälterteil 2 von einer Beschickungsstelle unter­ halb mehrer Vorratsbehälter bis in den Bereich der eigent­ lichen Mischvorrichtung 1 befördert werden kann, kann er in jeder geeigneten Weise verfahren werden. Im veranschau­ lichten Ausführungsbeispiel dient für diese Verfahrbar­ keit in an sich bekannter Weise eine Art Transportplatt­ form bzw. Fahrpalette 3, auf der der erste Mischbehälter­ teil 2 mit dem unteren Auslaufende 2 b′ seines unteren Behälterabschnittes 2 b abhebbar abgestellt ist.

Die Mischvorrichtung 1 enthält ferner einen stationär angeordneten zweiten Mischbehälterteil 4, der an einem Schwenkantrieb 5 gehaltert ist und damit um eine horizon­ tale Schwenkachse 6 geschwenkt werden kann, wie später noch im einzelnen erläutert wird. In dem schalenförmig ausge­ führten zweiten Mischbehälterteil 4 sind in ebenfalls an sich bekannter Weise Mischwerkzeuge 7 angeordnet, die von einer gesonderten Antriebseinheit 8 um die in der Ausgangs­ stellung der Mischvorrichtung 1 vertikale Behälterachse 9 rotierend antreibbar sind.

Für den Mischvorgang wird der mit einer Schüttgutcharge gefüllte erste Mischbehälterteil 2 so unter den in der Ausgangsstellung offenen zweiten Mischbehälterteil 4 ge­ fahren, daß die vertikalen Mittelachsen beider Mischbehäl­ terteile 2, 4 mit der Behälterachse 9 zusammenfallen, wobei der erste Mischbehälterteil 2 noch auf der Fahrpalette 3 abgestützt ist, die zwecks Ausrichtung des ersten, jetzt unteren Mischbehälterteils 2 gegenüber dem jetzt oberen zweiten Mischbehälterteil 4 in einer Art Gabel 10 eines den Schwenkantrieb 5 und den zweiten Mischbehälterteil 4 tra­ genden, säulenartigen Gestelles 11 aufgenommen ist. Mit­ tels einer geeigneten Hubeinrichtung wird der jetzt untere erste Mischbehälterteil 2 von der Fahrpalette 3 abgehoben und mit dem Rand seines oberen Einfüllendes 2 a′ gegen den äußeren Rand 4 a′ des jetzt nach unten weisenden offenen Endes 4 a vom zweiten Mischbehälterteil 4 gepreßt. In die­ sem Zustand wird der erste Mischbehälterteil 2 von geeig­ neten Spannvorrichtungen 12 ergriffen und fest mit dem zweiten Mischbehälterabschnitt 4 verspannt, so daß sich ein einziger Mischbehälter mit vertikaler Behälterachse 9 ergibt. Die Spannvorrichtungen 12 können in an sich bekannter Weise ausgeführt, betätigt (beispielsweise durch Druckmittelantriebe) und über den Umfang des zweiten Mischbehälterteiles 4 verteilt und angebracht sein.

Der Schwenkantrieb 5 dient dazu, den Mischbehälter aus den miteinander verspannten Mischbehälterteilen 2 und 4 aus der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten vertikalachsigen Ausgangsstellung um 180° um die hori­ zontale Schwenkachse 6 in die in Fig. 3 veranschau­ lichte Mischstellung zu schwenken, in der der zweite Mischbehälterteil 4 dann den Behälterboden und der erste Mischbehälterteil 2 eine Art Abdeckhaube des Mischbehälters bilden. Ferner wird mit Hilfe des Schwenkantriebes 5 der Mischbehälter (2, 4) nach dem Mischvorgang wieder in seine vertikalachsige Ausgangs­ stellung zurückgeschwenkt.

Der Schwenkantrieb 5 enthält dazu einen Antriebsmotor 13, der in Form eines Schwenkgetriebemotors ausgebil­ det sowie als Bremsmotor ausgelegt ist. Von Bedeutung ist ferner, daß dieser Antriebsmotor 13 zwischen zwei Drehzahlbereichen umschaltbar ist, die so groß gehal­ ten sind, daß der Mischbehälter (2, 4) bei seinem Zu­ rückschwenken in die stabile Ausgangsstellung (Fig. 1, 2 und 6) mit zwei unterschiedlichen, vorbestimm­ ten Kippgeschwindigkeiten arbeiten kann. Diese beiden Kippgeschwindigkeiten sind derart gewählt, daß der Mischbehälter bei seinem Zurückschwenken mit einer erhöhten ersten Kippgeschwindigkeit aus der Misch­ stellung (Fig. 3) heraus zunächst über die Ausgangs­ stellung hinaus in eine Zwischenstellung geschwenkt werden kann (Fig. 4 und 5), in der der Mischbehäl­ ter (2, 4) etwa 4-6 Sekunden, insbesondere etwa 5 Sekunden, verweilt, und erst aus dieser Zwischen­ stellung (Fig. 5) wird der Mischbehälter mit der zweiten Kippgeschwindigkeit (entgegengesetzte Dreh­ richtung als bei der ersten Kippgeschwindigkeit) ent­ gegengesetzt in die stabile Ausgangsstellung (Fig. 6) geschwenkt.

Für ein besonders zuverlässiges Zurückschwenken des Mischbehälters zunächst in die Zwischenstellung und von dort in die stabile Ausgangsstellung können neben der Ausführung des Antriebsmotors 13 als Bremsmotor ferner an sich bekannte Näherungsendschalter 17 sorgen, die an entsprechenden Stellen angeordnet sind und im Sinne einer Drehzahlumschaltung mit dem Antriebs­ motor 13 schaltungsverbunden sind (wie in Fig. 1 ange­ deutet).

Aus den vorstehenden Erläuterungen über Aufbau und Funktion der Mischvorrichtung 1 läßt sich ohne weiteres auch die Durchführung des weiter oben beschriebenen Mischverfahrens mit Hilfe dieser Mischvorrichtung 1 erkennen. Es genügt daher, lediglich die einzelnen Betriebsstellungen zwischen Beginn und Ende eines voll­ ständigen Mischvorganges entsprechend den Darstellungen in den Fig. 2-6 zu erläutern.

In Fig. 2 befindet sich der Mischbehälter (2, 4) in seiner vertikalachsigen Ausganggsstellung, in der die ganze Schüttgutcharge 14 sich noch im unteren ersten Mischbehälterteil 2 befindet.

Gemäß Fig. 3 ist der Mischbehälter (2, 4) um 180° um die horizontale Achse 6 in die Mischstellung geschwenkt, in der die Schüttgutcharge 14 auf dem nun den Behälter­ boden bildenden zweiten Mischbehälterteil 4 abgestützt ist und dabei durch die rotierenden Mischwerkzeuge 7 (Fig. 1) intensiv durchgemischt wird.

Nach diesem Mischvorgang wird der Mischbehälter (2, 4) dann aus der in Fig. 3 gezeigten Mischstellung um die horizontale Achse 6 mit Hilfe des weiter oben er­ läuterten Schwenkantriebsmotors 13 mit zwei unter­ schiedlichen Kippgeschwindigkeiten in die Ausgangs­ stellung zurückgeschwenkt, indem der Mischbehälter (2, 4) gemäß Pfeil 15 um ein vorgegebenes Winkelmaß (Winkel α in Fig. 5) über die vertikale Ausgangsstellung (Fig. 4) hinaus in die Zwischenstellung gemäß Fig. 5 und erst von dort in die vertikalachsige Ausgangsstel­ lung gemäß Fig. 6 zurückgeschwenkt (Pfeil 15 a) wird. In der Zwischenstellung gemäß Fig. 5 bildet die Behälter­ achse 9 mit der Vertikalen 16 einen Winkel α (Winkelmaß), der ausreichend größer sein soll als der Winkel β, den die Oberfläche 14 a der Schüttgutcharge 14 bei natürlicher Böschung des gemischten Schüttgutes gegen­ über der Vertikalen bildet, wie es in Fig. 4 ange­ deutet ist. Beim Verweilen in der Zwischenstellung ge­ mäß Fig. 5 rutschen dann die oberen Anteile der Schütt­ gutcharge 14 aufgrund der natürlichen Schüttung in eine Lage, in der die Oberfläche 14 a der Schüttgut­ charge 14 im wesentlichen parallel zu einer das obere Einfüllende 2 a′ des ersten Mischbehälterteiles 2 enthaltenen Ebene verläuft, wie es in den Fig. 5 und 6 - nach Abgleichen der Schüttgutschüttung - und im Vergleich mit der noch nicht abgeglichenen Schütt­ gutschüttung bzw. Oberfläche 14 a′ der Schüttgut­ charge 14 gemäß Fig. 4 ersichtlich ist.

Das Winkelmaß α für die Zwischenstellung kann im Bereich zwischen etwa 35 und 55°, vorzugsweise etwa bei 45° gewählt werden, in Anpassung an den natürlichen Böschungswinkel des jeweiligen Schüttgutes.

Claims (8)

1. Verfahren zum Mischen von pulverförmigen bis körnigen Schüttgütern, wobei

• a) eine zu mischende Schüttgutcharge in einen fahr­ baren ersten Mischbehälterteil eingefüllt und unter einen stationären zweiten Mischbehälter­ teil gefahren wird, in dem rotierend antreib­ bare Mischwerkzeuge angeordnet sind,
• b) die beiden Mischbehälterteile in einer Ausgangs­ stellung mit gemeinsamer vertikaler Behälter­ achse zu einem einzigen Mischbehälter mitein­ ander verspannt werden und dieser Mischbehäl­ ter dann um ca. 180° in seine Mischstellung ge­ schwenkt wird, in der die Schüttgutcharge mit Hilfe der Mischwerkzeuge intensiv durchgemischt wird,
• c) nach diesem Mischvorgang der Mischbehälter dann wieder in die vertikalachsige Ausgangsstellung zurückgeschwenkt wird, in der die beiden Misch­ behälterteile wieder voneinander gelöst werden, wonach der erste Mischbehälterteil mit der darin befindlichen, gemischten Schüttgutcharge zu einer Verbraucherstelle gefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• d) der Mischbehälter bei seinem Zurückschwenken nach dem Mischvorgang zunächst um ein vorge­ gebenes Winkelmaß (α) über die Ausgangs­ stellung hinaus in eine Zwischenstellung ge­ schwenkt und erst von dort in die vertikal­ achsige Ausgangsstellung zurückgeschwenkt wird, wobei dieses Winkelmaß größer ist als derjenige Winkel (β), den die Oberfläche der Schüttgutcharge bei natürlicher Böschung des jeweiligen Schüttgutes gegenüber der Vertikalen bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter so lange in der Zwischenstel­ lung verweilt, bis die oberen Anteile der Schütt­ gutcharge im oberen Abschnitt des ersten Mischbe­ hälterteiles in eine Lage gerutscht sind, in der die Oberfläche dieser Schüttgutcharge im wesent­ lichen parallel zu einer das oben offene Ende des ersten Mischbehälterteiles enthaltenden Ebene ver­ läuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter etwa 2-8 Sekunden, vor­ zugsweise etwa 4-6 Sekunden in der Zwischenstel­ lung verweilt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelmaß, das die Mischbehälterachse in der Zwischenstellung gegenüber der Ausgangsstel­ lung einnimmt, bei etwa 35-55°, vorzugsweise bei etwa 45° gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter beim Zurückschwenken aus der Mischstellung bis in die Zwischenstellung zunächst mit einer erhöhten ersten Kippgeschwindigkeit und dann aus dieser Zwischenstellung zurück in die Aus­ gangsstellung mit einer verringerten zweiten Kipp­ geschwindigkeit geschwenkt wird.

6. Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem verfahrbaren ersten Mischbehälterteil (2) mit oben offenem Einfüllende (2 a) sowie einem stationär angeordneten, um eine horizontale Achse (6) schwenkbar gehalterten zweiten Mischbehälterteil (4), der rotierend angetriebene Mischwerkzeuge (7) aufweist, und mit dem ersten Mischbehälterteil (2) in einer Ausgangsstellung bei gemeinsamer vertikaler Behälterachse (9) zu einem einzigen Mischbe­ hälter verspannbar ist, der mittels eines Schwenkantriebes (5) um die horizontale Schwenk­ achse (6) aus dieser Ausgangsstellung um ca. 180° in eine Mischstellung schwenkbar ist, in der der zweite Mischbehälterteil (4) den Behälter­ boden und der erste Mischbehälterteil (2) eine Art Abdeckhaube bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (5) für das Zurückschwenken des Mischbehälters (2, 4) in seine Ausgangsstellung mit zwei Kippgeschwindigkeiten derart ausgeführt ist, daß der Mischbehälter beim Zurückschwenken mit einer ersten Kippgeschwindigkeit zunächst über die Ausgangsstellung hinaus in eine Zwischen­ stellung und erst von dort mit der zweiten Kipp­ geschwindigkeit entgegengesetzt in die stabile Ausgangslage schwenkbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (5) einen Antriebsmotor (13) enthält, der zwischen zwei den beiden Kippgeschwin­ digkeiten angepaßten Drehzahlbereichen umschaltbar und als Bremsmotor ausgelegt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenstellung und für die Ausgangs­ stellung des Mischbehälters (2, 4) Näherungsend­ schalter (17) vorgesehen sind, die im Sinne einer Drehzahlumschaltung mit dem Antriebsmotor (13) schaltungsverbunden sind.