DE3924368A1 - Mischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer, insbesondere Kegelschneckenmischer, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bin aus der DE-OS 24 52 005 bekannter Mischer der vorbezeichneten Art ist mit einer an ihrem unteren Ende durch ein kugelförmiges Lagergehäuse hindurchgeführten Mischschneckenwelle versehen. Die Halbkugelschalen des Lagergehäuses sind in am Behälterboden angeordneten Aufnahmeteilen nach Art von Kugelgelenkpfannen mit darin untergebrachten Stopfbüchspackungen gehalten. Da diese Lageranordnung das untere Ende des Mischbehälters bildet, besteht die Gefahr, daß sowohl der Lagerabrieb der Schneckenwelle als auch der des Lagergehäuses und der Gelenkpfannen in das im Mischbehälter befindliche Produkt eindringen und dieses verunreinigen kann.

Bei einem aus der DE-PS 26 27 259 bekannten Mischer einer ähnlichen Gattung enthält ein gegenüber dem Anschlußgehäuse abgedichtetes drehbares Lagergehäuse einen oberen erweiterten Abschnitt, bis in den sich die Flügel der Mischschnecke nach unten hineinerstrecken, während ein Produktauslaßrohr von einem erweiterten Abschnitt dieses Lagergehäuses sich nach unten erstreckt, das zur Achse der Mischschnecke winklig angeordnet ist. Diese bekannte Bauweise ist in sofern nachteilig, als eine erhebliche Bauhöhe von bis zu 2 m unterhalb des unteren Behälterflansches erforderlich ist, innerhalb welcher nicht nur der weit nach unten ausladende Drehantrieb der Schneckenwelle, sondern auch das unter dem Produktauslaß angeordnete Kugelhahn­ ventil einschließlich einer Drehrohrverbindung unterge­ bracht sind. Diese Drehrohrverbindung ist notwendig, da sich die Schnecke entlang der geneigten Behälter­ wandung auch mit der Produktaustragszeit bewegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend zu verbessern und weiterzubilden, daß die für seinen Betrieb und für seine Unterbringung erforderliche Bauhöhe reduziert und insgesamt ein verringerter baulicher Aufwand erreicht wird. Des weiteren soll gewährleistet sein, daß am unteren Ende des Mischbehälters die Bildung von Kondensat mit Sicherheit vermieden werden kann. Erfindungsgemäß werden zur Lösung dieser Aufgabe die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 beschriebenen Maßnahmen vorgeschlagen.

Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Reduzierung der Bauhöhe besteht darin, daß das untere spitz zulaufende Ende des Mischbehälters, das relativ wenig Volumen enthält, dadurch aufgegeben wird, daß man die Lagerung und Abdichtung der Schneckenwelle in das nun freiwerdende untere Behälter­ ende hineinverlegt. Dadurch gelangt man beim Ausführungs­ beispiel von einem bisherigen Durchmesser des unteren Behälteraußenflansches von 280 mm auf einen Wert von nunmehr 500 mm, wobei dieser beträchtlichen Höheneinsparung lediglich ein minimaler Volumenverlust von ca. 15% gegenübersteht.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der neuen Bauform besteht darin, daß der die Schneckenwelle lagernde und zum Mischerbehälter hin abdichtende Drehkopf auf der Oberseite des im Anschlußgehäuse gelagerten Tragkranzes befestigt ist, wobei der Drehkopf eine zylindrische Außenwand aufweist, die keinerlei Lagerkräfte aufzunehmen braucht, sondern die allein zur Abdichtung mit der gegenüber­ liegenden ebenfalls zylindrisch ausgeführten Behälterwand unter Zwischenschaltung von Gleitringdichtungen zur Verfügung steht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Drehkopf eine nach oben in den Mischerbehälter weisende und den Boden des Mischerbehälters bildende konvexe kugel­ förmige Oberfläche aufweisen, die zur Vermeidung von Mischtoträumen besonders geeignet ist.

Indem der Drehkopf mit seiner vorzugsweise kugelförmigen Oberfläche verhältnismäßig weit nach oben in den Mischer­ behälter hineinverlegt wird, erhält diese Oberfläche eine relativ große Ausdehnung, die beispielsweise bestimmt wird durch etwa den doppelten Durchmesser der Mischerschnecke. Auf Grund der Großflächigkeit dieser dem Mischbehälter zugewandten Oberfläche kann diese durch eine Doppelmantel-Ausführung oder durch dort verlegte, angeschweißte Heizkanäle geregelt beheizt werden. Diese Beheizungsmöglichkeit ist wichtig, weil dadurch mit Sicherheit eine Bildung von Kondensat oder das Entstehen von Anbackungen in Verbindung mit vorangehenden Feuchtigkeitsansammlungen vermieden werden. Auf Grund der besonderen Art der Lagerung und des Antriebs außerhalb des Mischbehälters ist eine einwandfreie Abdichtung des Mischbehälters und die Gewährleistung der sterilen Behandlung von Mischprodukten im Dauerbetrieb möglich. Durch Vermeidung von Lagerstellen innerhalb des mit dem Produkt in Verbindung stehenden Mischraumes bleibt das empfindliche Endprodukt ohne Verunreinigungen.

Von Bedeutung für die Stabilität der Lagerung der Mischschnecke und auch für den platzsparenden gedrängten Aufbau der Lagerung und Abdichtung innerhalb des Drehkopfes ist die Tatsache, daß der Drehkopf auf dem Tragkranz befestigt ist und der Tragkranz seinerseits besonders günstige Lager und Abstützeigenschaften im Anschlußgehäuse findet. Der Tragkranz mit seiner Lagerung ist ohne weiteres in der Lage, die beträchtlichen Lager und Abstützkräfte der durch das Produkt hindurchbewegten Mischschnecke aufzunehmen.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mischers in Verbindung mit den Zeich­ nungen, welche erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen. Die einzelnen Merkmale der Ansprüche können je einzeln für sich oder zu mehreren, in beliebiger Kombination bei anderen Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigen, jeweils weitgehend schematisch,

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den unteren Be­ reich eines Mischerbehälters mit Mischschnecke, Antrieb und Produktauslaß und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Drehkopfes aus Fig. 1.

Der untere Bereich des konischen Mischbehälters 10 ist mit einem unteren Flansch 12 an einen Oberflansch 16 ei­ nes gesonderten Behälterunterteils 14 befestigt. Der Be­ hälterunterteil umfaßt einen oberen konischen Abschnitt 15 und einen unteren zylindrischen Abschnitt 18. Letz­ terer ist mit dem darunter befindlichen Anschlußgehäuse 22 mittels Schrauben fest verbunden. Im Anschlußgehäuse ist ein Tragkranz 24 allseitig abgestützt und drehbar gelagert, dessen verzahnte Außenfläche als Schneckenrad mit einer Antriebsschnecke 25 in Eingriff steht. Auf der Oberseite des Tragkranzes 24 ist ein Drehkopf 26 be­ festigt. Der Drehkopf 26 enthält eine durchgehende ge­ neigte Aufnahmebohrung 27 für Lager 38 und Abdichtungen 40 der Schneckenwelle 32. Auf der innerhalb des Behälters 10 befindlichen Länge der Schneckenwelle 32 ist oberhalb des Drehkopfes 26 eine Schneckenwendel 34 befestigt.

Die Oberseite 28 des Drehkopfes 26 bildet die untere Be­ grenzung des Mischbehälters 10 und ist konkav kugelförmig ausgeführt. Ein äußerer Randabschnitt 30 überdeckt die Gleitringdichtung 44 zwischen einem zylindrischen Wandab­ schnitt 42 des Drehkopfes 26 und der bearbeiteten Innen­ seite des zylindrischen Wandabschnitts 18 des Behälter­ unterteils 14.

Man erkennt, daß die den Boden des Behälters bildende Oberseite 28 des Drehkopfes eine verhältnismäßig große Fläche bildet, auf der Mischtoträume an sich und auch durch die Form der Unterseite der Schneckenflügel ver­ mieden sind. Als vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Großflächigkeit der Oberseite des Drehkopfes ist in Fig. 2 durch an der Unterseite angeformte Kanäle 46 eine Beheizungsmöglichkeit dieser Bodenfläche gewährleistet. Anstelle der angeformten Heizkanäle 46 kann zur Beheizung der Oberseite des Drehkopfes auch ein einfacher Doppel­ mantel oder eine Ausführung mit angelöteten oder ange­ schweißten Heizschlangen vorgesehen sein.

An der Unterseite des die Durchführung für die Welle 32 enthaltenden Durchführungsgehäuses 27 des Drehkopfes 26 ist eine Mantelhülse 48 befestigt, die den unteren Ab­ schnitt der Schneckenwelle 32 und ein dort angeordnetes Lager 39 kapselt, welches mit Abstand von dem im Durch­ führungsgehäuse 27 abgestüzten Lager 38 angeordnet ist. Auf das untere Ende der Schneckenwelle 32 ist als An­ schluß für den Drehantrieb ein Kegelzahnrad 66 aufge­ keilt. Die gezeigte Bauform für die Abstützung des unte­ ren Endes der Schneckenwelle und für den Anschluß des Drehantriebes ist nicht zwingend; auch andere Antriebs­ formen und -anordnungen sind denkbar, um die Gesamt­ bauhöhe des Schneckenmischers bei Erhalt seines Fas­ sungsvermögens soweit wie möglich zu reduzieren.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist an der Unterseite des Anschlußgehäuses 22 ein vorzugsweise kreisförmiges Gehäuse 70 befestigt, das u. a. die Aufgabe hat, das untere Lagerende der Schneckenwelle und den Zahnradantrieb zu kapseln. Anstelle eines geschlossenen Gehäuses kann unter Umständen auch eine korbförmige Abstützung für die Bodenplatte 68 vorgesehen sein, an der ein Untersetzungsgetriebe 60 und ein Antriebsmotor 36 für den Schneckenantrieb lösbar befestigt sind. Vom Unter­ setzungsgetriebe 60 geht eine Hauptabtriebswelle 62 aus, die zentrisch, d. h. in der Verlängerung der Mittelachse des Mischbehälters 10 angeordnet ist. Die Hauptabtriebs­ welle 62 erstreckt sich abgedichtet durch die Bodenplatte 68 bis in das Gehäuse 70 und trägt dort ein Kegelzahnrad 64, das mit dem Kegelzahnrad 66 in Eingriff steht.

Bei der über den Tragkranz 24 und den darauf befestigten Drehkopf 26 eingeleiteten Kreisbewegung der Mischschnecke wird diese in der Nähe d. h. mit engem Abstand entlang der Innenwand des Mischbehälters herumgeführt, wobei diese Kreisbewegung entweder reversierend oder aber auch kontinuierlich nur in einer Drehrichtung erfolgen kann. Bevor die beschriebene Kreisbewegung einsetzt, ist durch eine geeignete Schaltung dafür gesorgt, daß zuvor der Antriebsmotor 36 für den Drehantrieb der Schnecke einge­ schaltet ist, die das Mischgut im Mischbehälter stets von unten nach oben fördert.

Eine bevorzugte Drehrichtung der vom Tragkranz 24 und vom Drehkopf 26 aus eingeleiteten Kreisbewegung erfolgt der­ art, daß durch die vom Mischgut ausgeübte Reaktionskraft der obere Bereich der einseitig gelagerten Mischschnecke in jedem Fall von der Wandung des Mischbehälters 10 aus einwärts, d. h. weggedrückt wird. Auf diese Weise läßt sich ein relativ geringer Abstand der Schneckenwendel von der Behälterwandung und damit eine intensive vollständige Durchmischung (Homogenität) erreichen und gleichzeitig die Gefahr vermeiden, daß das Mischgut durch Abrieb der Schneckenwendel an der Behälterwandung verunreinigt wird. Das Gehäuse 70 oder auch eine korbartige Halterung für die Bodenplatte 68 dient als Sicherheits- oder Schutzabdeckung für das untere angetriebene Ende der Mischschnecke, so daß personengefährdenden bewegliche Teile ständig gekapselt bleiben.

Zweckmäßigerweise ist die Gesamthöhe des abnehmbaren Behälterunterteils 14 dahingehend ausgelegt, daß bei einer Schwenkung des Unterteils 14 um einen Anschlußpunkt seines Oberflansches 16 am Unterflansch 12 des Misch­ behälters 10 ein relativ großer Schwenkwinkel erreichbar ist. Nimmt man bzgl. Fig. 1 an, daß sich der durch Lösen der Verbindungsschrauben freigelegte, nicht gezeigte Anschlußpunkt rechts in Fig. 1 befindet, so kann der Behälterunterteil mit der darin gelagerten Mischschnecke entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Neigungsstellung von ungefähr 45° schwenken, so daß es möglich ist, die Schnecke ungeteilt zu belassen und so von der normalen Arbeitsbühne nach unten aus dem Behälter herauszuziehen bzw. bei der Montage von unten in den Behälter hineinzu­ führen.

Entsprechend Fig. 1 befindet sich im konischen Abschnitt 15 des Behälterunterteils 14 eine seitliche Produktaus­ laßöffnung, die durch einen an seinem Umfang abgedich­ teten Deckel 50 normalerweise verschlossen ist. Der Deckel ist mit Hilfe eines Druckmittelzylinders 52 in einer Längsführung 54 zum Öffnen und Schließen des Produktauslasses beweglich. An die Längsführung 54 ist ein nach unten abgewinkelter Auslaßkanal 56 unmittelbar angeschlossen. Am Umfang des konischen Abschnittes 50 sind außerdem ein oder mehrere Inspektionsöffnungen 58 mit Einrichtungen zur Probeentnahme oder für Messungen von Temperatur, Feuchtigkeit usw. vorgesehen.

Aus der Höherlegung des Drehkopfes 26 bzw. des Lager­ gehäuses für die Mischschnecke in dem Bereich größerer Durchmesser des Mischbehälters ergibt sich die Möglich­ keit, auch die Mischschnecke mit größerem Durchmesser auszuführen. Ein größerer Schneckendurchmesser gewähr­ leistet seinerseits eine erhöhte Mengenumwälzung des Bunkerinhaltes pro Zeiteinheit. Diese Erhöhung der Mischintensität war bei den bisherigen Konstruktionen nicht möglich, weil die Schnecke durch das Lagergehäuse hindurchgeführt werden mußte. Außerdem führt die Höher­ legung des Drehkopfes zu einer vergrößerten Bodenfläche des Mischbehälters (Bunkers) und folglich zu einer ver­ größerten Oberseite 28 des Drehkopfes. Aufgrund dieser Vergrößerung ist es nunmehr, selbst bei kleinen Mischer­ typen möglich, den Behälterboden zu beheizen und in jedem Fall unerwünschte Kondensatbildung zu verhindern.

Claims (14)

1. Kegelschneckenmischer mit einem nach oben konisch erweiterten Mischbehälter, einer im unteren Bereich des Mischbehälters angeordneten Produktauslaßöffnung, einem mit dem unteren Ende des Mischbehälters ver­ bundenen Anschlußgehäuse, einem gegenüber dem An­ schlußgehäuse abgedichteten, drehbaren Drehkopf, einer im Drehkopf gelagerten, in den Mischbehälter hinein­ ragenden und Mischflügel aufweisenden Mischschnecke, die am unteren Ende um ihre Achse drehbar angetrieben ist, und mit einem Tragteil, das im Anschlußgehäuse gelagert und um die senkrechte Achse des Mischbe­ hälters drehbar angetrieben ist, so daß die Misch­ schnecke in einer Kreisbewegung entlang der Behälter­ wandung umläuft, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Tragteil aus einem außenverzahnten waage­ rechten Tragkranz (24) besteht, der im Anschlußgehäuse (22) geführt und gelagert ist,
• - daß der Drehkopf (26) auf dem Tragkranz (24) be­ festigt und abgestützt ist,
• - daß die Welle (32) der Mischschnecke in einem unte­ ren Bereich des Drehkopfes gelagert und in einem oberen, dem Mischbehälter (10) zugewandten Bereich abgedichtet ist,
• - und daß der über den Tragkranz (24) gelagerte Dreh­ kopf (26) mit einer zylindrischen Außenwand durch eine Gleitringdichtung (44) gegenüber einer zylindrischen Innenfläche (18) eines unteren Mischbehälterabschnittes (34) abgedichtet ist.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkopf (26) eine nach oben in den Mischbehälter weisende und den Boden des Mischbehälters bildende, gewölbte, insbesondere kugelförmige Oberfläche (28) aufweist, in der aufgrund der Form des unteren Endes des oder der Schneckenflügel (34) Mischtoträume vermieden sind.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehkopf (26) an seiner kugelför­ migen Oberfläche (28) durch eine Doppelmantel-Aus­ führung oder dort angebrachte Heizkanäle (46) be­ heizbar ist.

4. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkopf (26) innerhalb seiner axialen Erstreckungsrichtung ein geneigtes Durchführungsgehäuse (27) für die Schnecken­ welle (32) enthält, eine in sich versteifte Konstruk­ tion aufweist und mit der Oberseite des Tragkranzes (24) lösbar verbunden ist, über den der Drehkopf gelagert ist.

5. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Anschlußgehäuse (22) in dem Tragkranz (24) geführt und gelagert ist, an einem an den Mischbehälter (10) angeflanschten Behälter­ unterteil (14) befestigt ist, der einen insbesondere mit einer Paßbohrung ausgeführten, unteren zylindri­ schen Abschnitt (18) aufweist, welcher der zylindri­ schen Außenwand (42) des auf dem Tragkranz (24) befestigten Drehkopfes (26) gegenüberliegt, um dazwischen Gleitringdichtungen (44) aufzunehmen.

6. Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterunterteil (14) einen oberen konischen Abschnitt (15) aufweist, der als Fortsetzung an den Unterflansch (12) des Mischbehälters (10) angeschlos­ sen ist und einen seitlichen Produktauslaß (50) ent­ hält.

7. Mischer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Anschlußgehäuse (22) einen oberen zylindrischen Abschnitt (60) aufweist, der einen Höhenbereich der zylindrischen Außenwand (42) des Drehkopfes (26) umgibt.

8. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geneigte Durchfüh­ rungsgehäuse (27) des Drehkopfes (26) als Aufnahme für Radial- und Axiallager (38) sowie für die Dichtungen (40) Schneckenwelle (32) ausgebildet ist und sich etwa über die gleiche Höhe wie die zylindrische Außenwand (42) des Drehkopfes erstreckt.

9. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (62) für die Mischschnecke (32, 34) feststehend in der Ver­ längerung der Mittelachse des Mischbehälters (10) angeordnet ist und über einen Kegelradsatz (64, 66) mit der Mischschnecke in Verbindung steht.

10. Mischer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (36) und das Gehäuse des Unter­ setzungsgetriebes (60) des Mischschneckenantriebes an der Unterseite einer Bodenplatte (68) angeordnet sind, die mit dem Anschlußgehäuse (22) in fester Verbindung steht.

11. Mischer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmotor (36) und das Unter­ setzungsgetriebe (60) für die Mischschnecke an der Bodenplatte (68) eines zylindrischen Behälters (70) befestigt sind, der abgedichtet an dem Anschluß­ gehäuse (22) lösbar befetigt ist, so daß der Misch­ schneckenantrieb gekapselt ist.

12. Mischer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (70) z. B. als korbartige Sicherheits- oder Schutzabdeckung für das angetriebene Ende der umlaufenden Mischschnecke (32, 34) dient, indem er personengefährdende bewegliche Teile kapselt.

13. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über den waagerechten Tragkranz (24) und den Drehkopf (26) eingeleitete, insbesondere reversierbare Kreisbewegung der Misch­ schnecke entlang der Wandung des Mischbehälters (10) bevorzugt in einer Drehrichtung erfolgt, in der die Mischschnecke (32, 34) aufgrund ihrer aufwärts ge­ richteten Förderbewegung und aufgrund ihrer Schneckensteigung durch die Reaktionskraft des Mischgutes von der Wandung des Mischbehälters weg­ gedrückt wird.

14. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamthöhe des abnehmbaren Behälterunterteils (14) dahingehend ausgelegt ist, daß bei Schwenkung dieses Unterteils um einen Anschlußpunkt seines Ober­ flansches (16) am Unterflansch (12) des Mischbe­ hälters ein ausreichend großer Schwenkwinkel erreich­ bar ist, der die Schneckenmontage oder -demontage der insbesondere ungeteilten Mischschnecke (32, 34) von der Arbeitsbühne aus ermöglicht.