DE3901774C2 - Mischer mit einem Mischbehälter, insbesondere für Schüttgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer mit einem Mischbehälter, insbesondere für Schüttgut, und einem darin drehbar angetrie­ benen Mischwerkzeug und einem Auslaß im Bereich des tiefsten Punktes des Behälters, der als Öffnung in einer über 45° ge­ neigten Stirnwand des unter einem Winkel gegenüber der Hori­ zontalen geneigten Behälters ausgebildet ist und ein Ver­ schlußglied aufweist, das die Öffnung im wesentlichen in einer Flucht mit der Stirnwand verschließt.

Ein solcher Mischer ist aus der AT-PS 221 073 bekannt gewor­ den. Dieser Mischer hat einen schräggestellten Behälter mit einem exzentrisch darin laufenden Mischer, der im unteren Bereich nahe an die Behälterwandung herankommt, im oberen Bereich aber einen größeren Abstand von dieser hat. Der Aus­ laß ist fluchtend in der schräggestellten Stirnwand angeord­ net.

Die CH 655 020 A5 hat einen schräggestellten Behälter und einen Auslaß im Bereich der konischen bzw. gewölbten Stirn­ wand des Behälters. Nähere Ausführungen über das Mischwerk­ zeug sind daraus nicht zu entnehmen.

Die CH-PS 342 451 zeigt einen Mischer mit vertikaler Behäl­ terachse, dessen Mischwerkzeug stangenartig ausgebildet ist und im Bereich der Stirnwand des Behälters parallel zu dieser verläuft. Der Auslaß ist im Bereich des ausgerundeten unteren Kantenbereichs zwischen Stirnwand und Behältermantel angeord­ net.

Ein Mischer nach der DE-AS 10 90 184 hat einen konischen Mischbehälter, in dessen schräger Behälterachse auch die Mischwerkzeugachse läuft, auf der ein schraubenförmiger Mischflügel angeordnet ist, der überall an der Mischerwand entlangstreift. Ein Auslaß befindet sich am tiefsten Punkt des Mischbehälters. Es handelt sich um einen angesetzten Rohrstutzen, der die Stirnwand und die Mantelwandung gleich­ mäßig anschneidet. Entgegen den Ausführungen dieser Schrift ist dieser Stutzen nicht in dem Sinne totraumfrei, daß der Mischer chargenweise mit zwischenzeitlicher völliger Entlee­ rung wie beispielsweise bei einem Wiegemischer notwendig, betrieben werden könnte. So wird beispielsweise das Material einer zuerst in den Behälter eingelassenen Komponente den Auslaßstutzen füllen und sich nicht mehr mit einer zweiten Komponente vermischen, da der Stutzen weder von den Mischar­ men noch von einer sonstigen Materialbewegung erfaßt wird. Der Mischer hat ferner den Nachteil, daß das Mischwerkzeug einen relativ hohen Energieaufwand erfordert und damit auch das Mischgut nicht sehr schonend behandelt. Auch die Reini­ gungsmöglichkeiten sind sehr eingeschränkt.

Es sind ferner aus der DE-PS 15 56 104 und dem DE-GM 19 94 994 Mischer bekanntgeworden, die einen vertikalen, teilweise konischen Mischbehälter haben, die mit einer die untere Kegelspitze schräg anschneidenden Verschlußklappe versehen sind. Da der die Wand abstreifende Mischarm die untere Ecke des Auslaufs nicht bestreicht, ist zu befürch­ ten, daß auch hier un- oder schlecht-gemischte Bereiche entstehen. Auch hier ist das Mischen nicht sehr produktscho­ nend.

Es ist ferner aus der DE-AS 16 04 388 ein Mischer bekanntge­ worden, der einen schräggestellten zylindrischen Behälter hat, in dem ein bügelförmiger Mischer um die Mittelachse herum drehend angetrieben ist und damit Mantel und untere Stirnwand bestreicht. Die Entleerung erfolgt über einen Schieber, der eine Öffnung in der Mantelwandung öffnet. Hier kann zwar von einer totraumfreien Mischung ausgegangen wer­ den, aber ein Schieberverschluß mit gebogenem Schieber und gebogenen Dichtflächen, der hier nötig ist, ist bei einem Mischer, der aufgrund seiner Tätigkeit einem starken Ver­ schleiß ausgesetzt ist, in der Praxis sehr nachteilig. Auch dieser Mischer arbeitet nicht sehr produktschonend.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mischer zu schaffen, der eine möglichst restlose Entleerung nach dem Mischvorgang bei einfachem konstruktivem Aufbau und guter Reinigungsmöglich­ keit schafft. Er sollte möglichst auch eine effektive, aber produktschonende und energiesparende Mischung gewährleisten.

Diese Aufgabe wird jeweils durch die kennzeichnenden Merk­ male der Ansprüche 1 und 3 gelöst.

Durch die nach unten gerichtete Ausbuchtung des Behälters, die aber trotzdem vom Mischwerkzeug überstrichen wird, wird eine restlose Entleerung gewährleistet.

Ausgehend von dem gleichen Gedanken schafft der Anspruch 3 eine Mischer, in dem insbesondere auch besonders produkt­ schonend gemischt werden kann, ohne daß die Vorteile der vollständigen Entleerbarkeit und Totraumfreiheit beeinträch­ tigt werden. Es kann danach im gesamten Mischer nur ein re­ lativ kleiner Bereich vorhanden sein, in dem das Mischwerk­ zeug tatsächlich parallel zur Wandung an dieser vorbeiläuft. Dies ist der untere Bereich des Behältermantels (im weiteren Sinne) nahe dem Auslaß. Dort sind im Bereich der Stoßkanten zwischen Stirnwand und Mantel am ehesten Reste des Materials liegengeblieben. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz eines konischen Mantelstücks in einen im übrigen zylindri­ schen oder anders gestalteten Behälter geschehen, an dem der entsprechend gestaltete Mischwerkzeugteil entlangläuft. In allen übrigen Bereichen des Mischers läuft dagegen dieser Mischarm mit großem Wandabstand, weil dort normalerweise kein Abstreifen der Wand notwendig ist. Dadurch wird das Produkt ohne Beeinträchtigung des Mischeffekts geschont und der Energiebedarf verringert, weil dort alle Reibungsverluste zwischen Mischwerkzeug und Wandung unter Zwischenschaltung des Produkts entfallen. Es kann bevorzugt noch ein weiterer Mischwerkzeugteil vorhanden sein, der durch die zum übrigen Behälter exzentrisch angeordnete Mischwerkzeugachse nur im unterem Bereich sich dem Behältermantel nähert und danach ebenso mit Abstand von der Behälterwand läuft wie vorher beschrieben.

Die Form des Mischbehälters kann in Abhängigkeit von den Randbedingungen, wie beispielsweise Mischgut, Größenver­ hältnissen und Zusatzaufgaben des Mischers in weitem Maße variieren. Besonders vorteilhaft hat sich jedoch ein Mischer erwiesen, bei dem die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 in Kom­ bination angewendet werden. Dabei ist besonders einfach her­ zustellen ein topfförmig zylindrischer Mischer, der unter einem Winkel von ca. 30° angeordnet ist und dessen Misch­ werkzeug um eine nach unten gegenüber der Behälterachse ver­ setzte Achse umläuft und dabei an einem konischen, die Be­ hälterwand nach unten erweiternden Umfangsabschnitt entlang­ läuft. Dieser Mischbehälter hat einen Deckel, der die schräg nach oben gerichtete Stirnwand einnimmt, was wegen einer frei auskragenden Mischwerkzeugachse möglich ist und eine ausgezeichnete Reinigungsmöglichkeit ergibt. Bei größerem Behälterinhalt kann ein konischer Behälter mit zum Deckel sich verengendem Querschnitt zweckmäßig sein, um den Deckel noch handhabbar zu halten. Dies unterstützt zudem die gute Entleerungsmöglichkeit, weil dann auch die Umfangswandung im unteren Bereich steiler wird. Für den vom Mischwerkzeug nah­ bestrichenen Umfangsabschnitt sind ebenfalls verschiedene Formen möglich. Obwohl die konische Ausbildung am einfach­ sten herzustellen und am sinnvollsten ist, sind auch andere, z. B. tonnenförmige Ausbuchtungen nach unten möglich, in die ein Mischerflügel hineingreifen kann.

Der Mischer kann bevorzugt auch als Wiegemischer ausgebildet sein. Dabei wird der gesamte Behälter einschließlich Antrieb an einer Wiegezelle angebracht, die vorzugsweise für exzentrische Krafteinleitung vorgesehen sein kann, so daß der gesamte Behälter keine weitere Führung benötigt. Auch der unmittelbare Anschluß des Behälters an eine Saugförder­ leitung ist möglich, da infolge der Tatsache, daß das Misch­ werkzeug nicht in den oberen Behälterbereich hineinzureichen braucht, ausreichend Platz vorhanden ist, um dort eine Be­ schickungseinrichtung für Saugförderung mit einem Abscheider etc. vorzusehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen Mischer und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II in Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen einen Mischer 11, der als Wiegemi­ scher ausgebildet ist, indem sein Mischbehälter 12 über eine Befestigungspratze 13 an einer Wägezelle 14 angebracht ist, die auch bei exzentrischer Kraftaufbringung ein zuver­ lässiges Gewichtssignal abgibt.

Der Mischbehälter 12 hat die Grundform eines zylindrischen Topfes mit einem zylindrischen Mantel 15, einer Boden-Stirn­ wand 16 und einem die gesamte Behälteröffnung einnehmenden Deckel 17, der mittels eines Schnellverschlusses 18 zur Rei­ nigung abnehmbar ist.

Der Mischbehälter ist so schräg angeordnet, daß seine Behäl­ terachse 19, d.h. die Mittelachse des zylindrischen Mantels 15, einen Winkel von 20° bis 40°, vorzugsweise 30° gegenüber der Horizontalen hat. Dementsprechend ist die Stirnwand 16 steiler geneigt als die untere Mantellinie des Mantels 15. Diese Neigungswinkel sind abhängig von den Mischgütern, bei denen es sich normalerweise um Schüttgüter, wie beispiels­ weise Kunststoffgranulate, handelt und natürlich auch von der Behälterform. Bei einem konischen Behälter kann bei­ spielsweise dieser Winkel geringer gewählt werden.

Im unteren, d.h. der Stirnwand 16 näheren, tiefsten Bereich des Mantels 15 ist ein konischer Einsatz 20 vorgesehen, der so ausgebildet ist, daß er etwa das untere Drittel bis Vier­ tel der Mantellänge und weniger als die Hälfte, vorzugsweise etwa ein Drittel des Mantelumfanges einnimmt. Der Einsatz ist also ein Teil eines konischen Mantels, der um eine Achse 21 rotationssymmetrisch ist, die mit einigem Abstand von beispielsweise einem Viertel des Behälterradius vertikal unterhalb der Behälterachse 19 parallel zu dieser verläuft. Der dadurch gebildete Umfangsabschnitt 22 ist also gekrümmt und sichelförmig und hat eine größere Steilheit als der Man­ tel 15. Er schließt sich stufenlos an die Mantelfläche an und nimmt einen Umfangsbereich von ca. 120° ein. Die Tiefe, d.h. die maximale Vergrößerung des Behälterradius an der tiefsten Stelle, kann je nach den Gegebenheiten vorteilhaft zwischen einem Viertel und einem Sechzehntel des Radius lie­ gen und beträgt beim Ausführungsbeispiel ein Achtel des Ra­ dius.

In der Achse 21 ist ein Mischwerkzeug 23 drehbar gelagert und wird von einem Getriebemotor 24 angetrieben. Die Misch­ werkzeugwelle 25 ragt abgedichtet durch die Stirnwand 16 hindurch und weist zwei Mischwerkzeugteile oder Mischflügel 26, 27 auf. Beide Mischflügel sind an jeweils zwei Trägern 28 angeordnet, die sich radial von der Mischwerkzeugwelle 25 hinweg erstrecken und leisten- oder plattenförmig sind, wo­ bei ihre größere Erstreckung in einer radialen Ebene liegt, so daß sie möglichst wenig Widerstand erzeugen.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen, sind die beiden Träger jedes der sich einander gegenüberliegenden Mischflügel winkelmäßig so versetzt, daß die auf ihnen angeordneten Mischleisten 29 eine Schrägstellung gegenüber der Achse 21 haben, die dem von ihnen durchlaufenen Mischgut eine axiale Bewegungskompo­ nente im Mischbehälter erteilt. Der der Stirnwand nähere Mischflügel 26 erteilt dem Gut eine von der Stirnwand weg­ gerichtete Bewegungskomponente und der andere Mischflügel eine in entgegengesetzte Richtung, so daß praktisch beide in Richtung auf die Behältermitte zu fördern.

Der der Stirnwand 16 nähere Mischflügel 26 ist in seiner Ausrichtung dem exzentrisch-konischen Umfangsabschnitt 22 angepaßt, so daß er in diesem sichelförmigen Abschnitt 22 in einem relativ gleichmäßigen geringen Abstand zur Wandung verläuft. Danach vergrößert sich sein Abstand zur Wandung schnell und beträgt im oberen Bereich des Behälters fast ein Drittel des Behälterradius.

Der Mischflügel 26 ist in Richtung der Behälterachse etwas länger als der Umfangsabschnitt 22. In dem überstehenden Bereich hat er einen zunehmend größeren Abstand von der Man­ telfläche 15.

Diese wird aber in dem unteren Bereich ihrer Mantellinie von dem Mischflügel 27 überstrichen, der sich dem Mantel dort bis auf einen geringen Abstand nähert, jedoch aufgrund des Achsversatzes diesen Abstand auf beiden Seiten schnell ver­ größert, so daß er im oberen Behälterbereich mehr als einen halben Behälterradiusabstand von der Wandung hat.

Es entsteht somit im oberen Behälterbereich ein Raum, der von den Mischwerkzeugen nicht berührt wird. Dies ist auch nicht nötig, da ein Mischer nie bis zu einem so hohen Niveau gefüllt wird, insbesondere, wenn es sich um einen Wiegemi­ scher handelt. In diesem Bereich ist daher beim vorteilhaf­ ten Ausführungsbeispiel eine Beschickungseinrichtung 30 für die Saugförderung des Materials zum Mischer angeordnet. In dem Behältermantel ist dort ein Dom 31 in Form eines nach oben weisenden zylindrischen Stutzens eingesetzt, in dem im wesentlichen tangential eine Förderleitung 32 mündet (s. auch Fig. 2).

In dem abnehmbaren Deckel 33 des Doms ist eine mittlere Saugleitung 34 vorgesehen. An der Unterseite weist er einen Drahtkorb 35 auf, der als Widerlager für ein beutelartiges Filterelement 36 dient, das die Abluft aus dem Behälter fil­ tert, wenn ein an die Leitung 34 angeschlossenes Sauggebläse Schüttgut zusammen mit Transportluft über die Leitung 32 in den Dom einströmen läßt, das sich, teilweise unter Zen­ trifugalabscheidung, von der Luft trennt und in den Behälter fällt, während die Transportluft über das Filterelement 36 in die Saugleitung 34 austritt.

Angrenzend an den tiefsten Punkt 39 des Behälters ist in der Stirnwand 16 ein Auslaß 40 angeordnet. Er enthält einen von außen zum Behälterinneren sich verjüngenden Ventilsitz 41, auf den ein entsprechend konischer Ventilkörper 42 mittels eines pneumatischen Zylinders 43 unter Zwischenschaltung eines elastischen, eine selbsttätige Sitzeinstellung zu­ lassenden Elementes 44 gedrückt werden kann. Strichliert ist die geöffnete Stellung des Ventils gezeigt, während die aus­ gezogen gezeichnete Stellung zeigt, daß der tellerförmige Ventilkörper 42 mit seiner dem Behälter zugewandten Fläche praktisch eine durchgehende Ebene mit der Stirnwand 16 bil­ det. Es kann also keinerlei Totraum entstehen, der von der Mischwirkung unbeeinflußt bliebe.

Der Mischflügel 26 läuft mit geringem Abstand vor diesem Auslaß vorbei, der zu einem großen Teil seiner Fläche in der von dem konischen Einsatz 20 gebildeten steilen Tasche liegt. Dadurch ergeben sich ideale Bedingungen für das Ent­ leeren, vor allem, da in diesem Bereich der Mischflügel 26 flächenbestreichend vorbeiläuft und auch die kritische In­ nenkante zwischen Stirnwand und Behältermantel bestreicht. Das Ventil ist von einem Auslaßgehäuse 45 mit einem unteren Auslaßstutzen 46 umgeben.

Es ist zu erkennen, daß der dargestellte und beschriebene Wiegemischer die in der Praxis wesentlichen Forderungen er­ füllt, die bei bisherigen Mischern nicht oder nur unvollkom­ men erfüllt werden konnten, weil sie sich teilweise selbst auszuschließen scheinen: Es wird ein produktschonendes, energiesparendes und effektives Mischen erreicht, eine rest­ lose Entleerung nach dem Mischvorgang, der gesamte Mischer und speziell der Auslaufverschluß ist totraumfrei und ermög­ licht so chargenweises Mischen aus sehr unterschiedlichen Komponenten ohne die Gefahr von undurchmischten Stellen. Trotzdem ist eine sehr gute Reinigungsmöglichkeit bei ein­ fachem konstruktivem Aufwand gegeben.

Claims (17)

1. Mischer mit einem Mischbehälter (12), insbesondere für Schüttgut, und einem darin drehbar angetriebenen Misch­ werkzeug (23) und einem Auslaß (40) im Bereich des tiefsten Punktes (39) des Behälters (12), der als Öff­ nung in einer über 45° geneigten Stirnwand (16) des unter einem Winkel gegenüber der Horizontalen geneigten Behälters (12) ausgebildet ist und ein Verschlußglied (42) aufweist, das die Öffnung im wesentlichen in einer Flucht mit der Stirnwand (16) verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (40) in einer nach unten gerichteten Ausbuchtung des Behälters (12) liegt, die von einem nach unten verlängerten, die Auslaßöffnung enthaltenden Abschnitt der Stirnwand (16) und einem vom Mischwerkzeug überstrichenen, gegenüber der übrigen Behälterwandung ausladenden, von einem Rotationskörper­ mantel gebildeten Umfangsabschnitt (22) begrenzt ist.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (16) zur Behälterachse (19) radial verläuft und vorzugsweise eine steilere Neigung hat als Teile des Behältermantels (15).

3. Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (40) angrenzend an einen unteren Entleerungsbereich des Mischbehälters (12) angeordnet ist, in dem zumindest ein Teil (26) des Mischwerkzeugs (23) über einen erheblichen Umfangsab­ schnitt (22) der Behälterwandung mit geringem Abstand entlangläuft, während es in einem außerhalb des Entlee­ rungsbereiches liegenden Mischbereich der Umfangswandung des Mischbehälters (12) nur über einen geringen Umfangs­ teil benachbart verläuft, im übrigen aber einen erhebli­ chen Abstand zur Behälterwandung hat.

4. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug (23) um eine gegenüber der Horizontalen geneigte Achse (21) drehbar ist.

5. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsabschnitt (22) auf einen Bereich nahe dem Auslaß (40) beschränkt ist.

6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Achse des Rotationskörpers, von dessen Mantelfläche der Umfangsabschnitt (22) gebildet ist, die Mischwerkzeugachse (21) ist.

7. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (12) im wesentlichen die Form eines Rotationskörpers, vorzugs­ weise eines Zylinders oder Konus, um eine Behälterachse (19) hat, die in einem Abstand über der Mischwerkzeug­ achse (21), jedoch vorzugsweise parallel zu dieser ver­ läuft.

8. Mischer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Umfangsabschnitt (22) Teil eines Kegelmantels ist, der sich zum Auslaß (40) hin erwei­ tert.

9. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Mischwerkzeugteil (26) dicht vor dem Auslaß (40) vorbeiverläuft.

10. Mischer nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich des Umfangsabschnittes (22) ein Mischwerkzeugteil (26) verläuft, das eine von dem Auslaß (40) hinweggerichtete Bewegungskomponente erzeugt, und daß ein weiteres, vom Auslaß (40) entfernt laufender Mischwerkzeugteil (27) eine auf den Auslaß (40) zu gerichtete Bewegungskomponente erzeugt.

11. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Mischwerkzeugteil (27) so ausgebildet und angeordnet ist, daß es sich im unteren Abschnitt seiner Umlaufbahn der Behälterwandung (15) annähert und auf seiner übrigen Umlaufbahn davon ent­ fernt verläuft.

12. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mischwerkzeug (23) an einer Mischwerkzeugwelle (25) zwei Mischwerkzeugteile (26, 27) enthält, die aus gegenüber der Mischwerkzeug­ achse (21) schräggestellten, in der Richtung der ihnen zugeordneten Behälterwandabschnitte (22, 15) sich erstreckenden Mischleisten (29) bestehen, die an Trä­ gern (28) angebracht sind, die als im wesentlichen in einer Radialebene zur Mischwerkzeugachse (21) verlau­ fende Leisten ausgebildet sind.

13. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß er als Wiegemischer ausgebil­ det ist und insbesondere an einer für exzentrische Krafteinleitung ausgebildeten Wägezelle (14) angebracht ist.

14. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (12) eine Neigung von 20 bis 40°, vorzugsweise 30°, gegenüber der Horizontalen hat.

15. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (42) ein vom Behälteräußeren auf einen unmittelbar angrenzend an die Stirnwand angeordneten Ventilsitz (41) drückbarer Ventilteller ist.

16. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (22) auf der der Stirnwand (16) gegenüberliegenden Seite einen über den gesamten Behälterquerschnitt in diesen Bereich reichenden, abnehmbaren Deckel (17) aufweist.

17. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß am oberen Teil des Mischbe­ hälters (12) eine Beschickungseinrichtung (30) für Saugförderung angeordnet ist, die vorzugsweise einen in dem Mischbehälter (12) eingebauten Abscheider enthält, insbesondere einen Abscheider mit einem an den Behälter ansetzbaren runden Don (31) mit tangentialem Förderlei­ tungseinlaß (32) und einem mittleren, mit einem Filter versehenen Sauganschluß (34).