EP0403951A1 - Mischer - Google Patents

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EP0403951A1
EP0403951A1 EP90111187A EP90111187A EP0403951A1 EP 0403951 A1 EP0403951 A1 EP 0403951A1 EP 90111187 A EP90111187 A EP 90111187A EP 90111187 A EP90111187 A EP 90111187A EP 0403951 A1 EP0403951 A1 EP 0403951A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixing
rotary head
mixing container
container
housing
Prior art date
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Granted
Application number
EP90111187A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0403951B1 (de
Inventor
Hans-Joachim Dipl.-Ing. Titus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Original Assignee
Krauss Maffei AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krauss Maffei AG filed Critical Krauss Maffei AG
Priority to AT90111187T priority Critical patent/ATE89190T1/de
Publication of EP0403951A1 publication Critical patent/EP0403951A1/de
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Publication of EP0403951B1 publication Critical patent/EP0403951B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/95Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
    • B01F27/953Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis using only helical stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/40Mounting or supporting mixing devices or receptacles; Clamping or holding arrangements therefor
    • B01F35/41Mounting or supporting stirrer shafts or stirrer units on receptacles
    • B01F35/412Mounting or supporting stirrer shafts or stirrer units on receptacles by supporting both extremities of the shaft
    • B01F35/4121Mounting or supporting stirrer shafts or stirrer units on receptacles by supporting both extremities of the shaft at the top and at the bottom of the receptacle, e.g. for performing a conical orbital movement about a vertical axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F2035/35Use of other general mechanical engineering elements in mixing devices
    • B01F2035/352Bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/61Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis about an inclined axis

Definitions

  • the invention relates to a cone screw mixer, preferably working simultaneously as a dryer, with a mixing container which is flared upwards, a product outlet opening arranged in the lower region of the mixing container, a connection unit connected to the lower end of the mixing container, a rotating head mounted and supported in the connection unit, in which the shaft a mixing screw projecting into the mixing container and carrying mixing blades is mounted and rotatably driven at the lower end, and with a guide member mounted in the connection unit and rotatably driven about the vertical axis of the mixing container for a circulating movement of the mixing screw along the container wall.
  • a mixer of the aforementioned type known from DE-OS 24 52 005 is provided with a mixing screw shaft which is guided at its lower end through a spherical bearing housing.
  • the spherical shells of the bearing housing are held in a connection unit on the bottom of the container with the aid of receptacles in the manner of ball joint sockets with gland packings accommodated therein. Since this bearing arrangement forms the lower end of the mixing container, there is a risk that both the bearing abrasion of the worm shaft and that of the bearing housing and the joint sockets penetrate into the product located in the mixing container and contaminate it.
  • a rotatable bearing housing sealed with respect to the connection housing contains an upper extended section into which the blades of the mixing screw extend, while a product outlet pipe extends downward from an extended section of this bearing housing extends, which is arranged at an angle to the axis of the mixing screw.
  • This known construction is disadvantageous insofar as a considerable construction height of up to 2 m below the lower container flange is required, within which not only the rotary drive of the worm shaft, which extends far downwards, but also a ball valve arranged under the product outlet, including a rotary tube connection, are accommodated. This rotary tube connection is necessary because the screw moves along the inclined container wall even during the product discharge time.
  • the invention has for its object to improve and develop a mixer or mixer dryer of the type mentioned in such a way that the height required for its operation and for its accommodation is reduced and overall a reduced construction effort is achieved. Furthermore, it should be ensured that the formation of condensate can be avoided with certainty at the lower end of the mixing container.
  • the outflow unit is in the form of a central housing with an upper conical section continuing the wall of the mixing container and containing the product outlet opening and other process technology fittings, and executed with a lower cylindrical section;
  • the guide member consists of an externally toothed horizontal support ring, which is guided and mounted in a gear housing fixed to the underside of the cylindrical section, and through which the worm shaft extends with the bearing housing surrounding it;
  • the rotary head is fastened to the support ring and sealed with a cylindrical outer wall by a mechanical seal against the cylindrical section of the central housing.
  • the advantage is achieved that this unit can be prefabricated separately from the large mixing container and pre-assembled together with the screw and the gear unit.
  • the body of the central housing can consist of a welded or cast construction and, due to its limited dimensions, can be easily machined, z.
  • the cylindrical Inner wall on a lathe receives a fit that is provided for the mechanical seal on the circumference of the rotary head.
  • all other openings and flanges for fittings of all types can be attached to the upper conical section of the central housing, which were previously in the jacket of the mixing container and subsequently required costly straightening work due to the deformations occurring during processing.
  • the rotating shaft which is mounted on the worm shaft and sealed towards the mixing container, is attached to the top of the supporting ring, which is supported and supported in the connection housing, so that the cylindrical outer wall of the rotating head does not have to absorb any bearing forces, but only for Sealing with the opposite cylindrical section of the central housing with the interposition of mechanical seals is available.
  • the rotary head can have a convex, relatively flat curved surface which points upward into the mixing container and forms the base of the mixing container and which is particularly suitable for avoiding mixing dead spaces.
  • this surface contains a relatively large extent, which is determined, for example, by approximately twice the diameter of the mixing screw. Due to the large area of this surface facing the mixing container, this can be at a welded heating channels are heated evenly regulated. This heating option is important because it reliably prevents the formation of condensate and the formation of caking in connection with previous moisture accumulations. Due to the special nature of the storage and the drive, which are located away from the mixing container, it is possible to seal the mixing container properly and to guarantee the sterile treatment of mixed products in continuous operation. By avoiding storage locations within the mixing room connected to the product, even sensitive end products remain free of contamination.
  • the lower region of the conical mixing container 10 is fastened with a lower flange 12 to an upper flange 16 of a separate central housing 14.
  • Central housing 14 includes an upper conical section 15 and a lower cylindrical section 18 with flange 20.
  • the conical section 15 serves to receive all fittings including the product outlet opening 50, the cylindrical section for receiving and sealing the rotary head 42. Since the central housing 14 can be machined, the container or bunker cone has no wall openings, particularly in the case of a double jacket or A half-pipe coil version of a dryer variant would be expensive and would always result in a dent in the container wall for welding reasons. Despite extensive straightening work, the screw distance from the container wall would have to be kept large to avoid contact. Such an increased distance would favor the formation of crusts on the container wall during drying and would significantly reduce the drying performance.
  • the flange 20 of the central housing 14 is firmly connected to the gear housing by means of screws.
  • gear housing 22 is designed as a worm wheel 24 supported on all sides and rotatable stored, the toothed outer surface of which engages with a drive worm 25.
  • a rotary head 26 is fastened, for example screwed, on the top of the support ring 24.
  • the rotary head 26 contains a lead-through housing 27 which is inclined by approximately 20 ° with respect to the longitudinal axis of the mixing container 10 and in which the worm shaft 32 is accommodated with bearings 38 and seals 40 surrounding it.
  • a screw spiral 34 is fastened above the rotary head.
  • the mixing screw forms, together with the rotating head 26 and the support ring 24, a rigid unit in itself, which is supported as a whole by the support ring 24 in the gear housing and rotates about the vertical central axis of both the mixing container 10 and the support ring 24, in which the mixing screw is generally guided in parallel along the conical wall of the mixing container 10.
  • the top 28 of the rotary head 26 forms the lower boundary of the mixing container 10 and is concavely curved in an approximately spherical manner.
  • An outer edge section 30 of the rotary head covers the mechanical seal 44 between the cylindrical outer wall 42 of the rotary head 26 and the machined inner side of the cylindrical wall section 18 of the central housing 14 and transferred into the gear housing 22 supporting it.
  • the absorption of these forces is favored by the fact that the worm shaft 32, together with the bearing sleeve 48 supporting it at the lower end, move through the Support ring 24 extends so that the bearing forces of the worm shaft are introduced almost uniformly from above and below into the support ring.
  • the top 28 of the rotary head which forms the bottom of the container, has a relatively large area, but on the other hand, mixed dead spaces as such are avoided by the conforming shape of the underside of the screw blades.
  • the channels 46 formed on the underside according to FIG. 2 which ensure that the turret can be heated.
  • a simple double jacket or an embodiment with soldered or welded heating coils can also be provided for heating the top of the rotary head.
  • the casing sleeve 48 is fastened, which encapsulates the lower section of the worm shaft 32 and a bearing which is arranged at a distance from the bearing 38 supported in the bushing housing 27.
  • a bevel gear 66 is wedged onto the lower end of the worm shaft 32 as a connection for the rotary drive according to FIG. 1.
  • the design shown for supporting the lower end of the worm shaft and for connecting the rotary drive is not mandatory; other drive arrangements are also conceivable in order to keep the overall height of the mixer small while maintaining its capacity.
  • a preferably circular housing 70 is attached to the gear housing 22, which u. a.
  • the task is to encapsulate the lower bearing end of the worm shaft and the gear drive.
  • a basket-shaped support can also be provided for the base plate 68 carrying the worm drive, so that the gear transmission 64, 66 is covered as a danger point.
  • An output shaft 62 extends from the reduction gear 60, which is arranged in the extension of the central axis X of the mixing container 10 and, sealed with a bevel gear 64, extends through the base plate 68 into the housing 70.
  • the mixing screw In the circular movement of the mixing screw introduced via the support ring 24 and the rotary head 26 fastened thereon, the mixing screw is moved in the vicinity of d. H. guided at a close distance along the inner wall of the mixing container, this circular movement being reversible or continuous only in one direction of rotation.
  • a suitable circuit ensures that the drive motor 36 for the rotary drive of the screw, which always conveys the mix in the mixing container from bottom to top, is switched on beforehand.
  • a preferred direction of rotation of the circular movement initiated from the support ring 24 and from the rotary head 26 is such that the reaction force exerted by the material to be mixed on the one-sided mixing screw in each case pushes it inwards from the wall of the mixing container 10, that is, pushes it away.
  • a relative achieve a small distance between the screw spiral and the container wall and thus achieve intensive thorough mixing or homogeneity of the mixture and at the same time avoid the risk that the mixture is contaminated by abrasion of the screw spiral on the container wall.
  • the housing 70 or also a basket-like holder for the base plate 68 serves as a safety or protective cover for the lower driven end of the mixing screw, so that moving parts which are dangerous to persons remain constantly encapsulated.
  • the total height of the removable central housing 14 is designed such that when the lower part 14 is pivoted about a connection point of its upper flange 16 on the lower flange 12 of the mixing container 10, a relatively large pivoting angle can be achieved together with the mixing screw. 1 assuming that the connection point, not shown, which is uncovered by loosening the connecting screws, is not shown on the right in FIG. 1, the central housing with the mixing screw mounted therein can pivot counterclockwise into an inclined position of approximately 45 °, so that it is possible to leave the auger undivided and to pull it down from the normal work platform out of the container or to insert it into the container from below during assembly.
  • a product outlet opening on the side which is normally closed by a cover 50 which is sealed on its circumference.
  • the cover is 52 in with the aid of a pressure medium cylinder a longitudinal guide 54 movable for opening and closing the product outlet.
  • a downwardly angled outlet duct 56 is directly connected to the longitudinal guide 54.
  • one or more inspection openings 58 with devices for sampling or for measuring temperature, humidity, etc. are provided on the circumference of the conical section 15.
  • FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 1 in that instead of an encapsulated lower end of the worm shaft 32, its rotary drive unit 36, 60 is fastened directly to a lower flange 72 of the bearing sleeve 48. Due to this design, the drive unit 36, 60 flanged to the bearing sleeve 48 moves together with the support ring 24 and the worm shaft 32 about the vertical container axis X during mixer operation.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

Ein Mischer besteht aus einen nach oben konisch erweiterten Mischbehälter (10), der einen von einem Drehkopf (26) gebildeten Kugelflächenboden (28) aufweist. Im Drehkopf ist die Mischerschneckenwelle (32) gelagert und abgedichtet, die von unten in den Mischbehälter (10) hineinragt. Der Drehkopf ist auf einem Tragkranz (24) befestigt, der zentrisch in einem Getriebegehäuse (22) am Behälterunterteil gelagert ist. Letzterer besteht aus einem am Behälter angeflanschten Zentralgehäuse (14) mit einem die Behälter-Wandung fortsetzenden oberen konischen Abschnitt (15) und mit einem unteren zylindrischen Abschnitt (18), der in einer zylindrischen Paßbohrung die zylindrische Außenseite (42) des Drehkopfes durch Gleitringdichtungen (44) abdichtet. Am unteren Flansch des Getriebegehäuses (22) schließt sich die Antriebsverlagerung (70, 68) an, welche alle beweglichen Teile des Antriebes nach außen hin vollständig kapselt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen vorzugsweise gleichzeitig als Trockner arbeitenden Kegelschneckenmischer mit einem nach oben konisch erweiterten Mischbehälter, einer im unteren Bereich des Mischbehälters angeordneten Produkt­auslaßöffnung, einer mit dem unteren Ende des Mischbe­hälters verbundenen Anschlußeinheit, einem in der An­schlußeinheit gelagerten und abgestützten Drehkopf, in dem die Welle einer in den Mischbehälter hineinragenden und Mischflügel tragenden Mischschnecke gelagert und am unteren Ende drehbar angetrieben ist, und mit einem in der Anschlußeinheit gelagerten und um die senkrechte Ach­se des Mischbehälters drehbar angetriebenen Führungsglied für eine Umlaufbewegung der Mischschnecke entlang der Behälterwandung.
  • Ein 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 Kugelschalen des Lager­gehäuses sind in einer Anschlußeinheit am Behälterboden mit Hilfe von 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.
  • 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 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 insofern 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 ein unter dem Produktauslaß angeordnetes Kugelhahnventil einschließlich einer Dreh­rohrverbindung untergebracht sind. Diese Drehrohrver­bindung ist notwendig, da sich die Schnecke entlang der geneigten Behälterwandung auch während der Produktaus­tragszeit bewegt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer bzw. Mischtrockner der eingangs bezeichneten Gattung da­hingehend zu verbessern und weiterzubilden, daß die für seinen Betrieb und für seine Unterbringung erforderliche Bauhöhe reduziert und insgesmt 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 folgenden Maßnahmen vorgeschlagen:
    Die Ausflußeinheit ist als ein Zentralgehäuse mit einem die Wandung des Mischbehälters fortsetzenden oberen ko­nischen Abschnitt, der die Produktauslaßöffnung und an­dere Armaturenanschlüsse der Prozeßtechnik enthält, und mit einem unteren zylindrischen Abschnitt ausgeführt;
    das Führungsglied besteht aus einem außenverzahnten waa­gerechten Tragkranz, der in einem an der Unterseite des zylindrischen Abschnittes befestigten Getriebegehäuse geführt und gelagert ist, und durch den sich die Schneckenwelle mit dem sie umgebenden Lagergehäuse hin­durch erstreckt;
    der Drehkopf ist auf dem Tragkranz befestigt und mit einer zylindrischen Außenwand durch eine Gleitring­dichtung gegenüber dem zylindrischen Abschnitt des Zentralgehäuses abgedichtet.
  • 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 diesen nun freiwerdenden unteren Behälterraum hineinverlegt. Dadurch und durch die konstruktive Konzeption eines an das untere Behälterende angeschlossenen Zentralgehäuses gelangt man bei einem Ausführungsbeispiel 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.
  • Mit dem zwischen dem nach unten verkürzten Mischbehälter und dem unteren Getriebegehäuse eingebauten Zentral­gehäuse wird der Vorteil erreicht, daß diese Baueinheit getrennt von dem großen Mischbehälter vorgefertigt und zusammen mit der Schnecke und dem Getriebe vormontiert werden kann. Der Körper des Zentralgehäuses kann aus einer Schweiß- oder Gußkonstruktion bestehen und läßt sich aufgrund seiner begrenzten Abmessungen ohne weiteres maschinell bearbeiten, wobei z. B. die zylindrische Innenwand auf einer Drehmaschine eine Passung erhält, die für die Gleitringdichtung am Umfang des Drehkopfes vorgesehen ist. Darüberhinaus ist vorteilhaft, daß am oberen konischen Abschnitt des Zentralgehäuses außer dem Produktauslaß auch alle weiteren Öffnungen und Flansche für Armaturen aller Art angebracht werden können, die sich bisher im Mantel des Mischbehälter befanden und dort aufgrund der bei der Bearbeitung entstehenden Verfor­mungen nachträglich kostspielige Richtarbeiten erfor­derten.
  • Ein weiterer wichtiger Aspekt der neuen Bauform besteht darin, daß der die Schneckenwelle lagernde und zum Misch­behälter hin abgedichtete Drehkopf auf der Oberseite des im Anschlußgehäuse gelagerten und abgestützten Tragkran­zes befestigt ist, so daß die zylindrische Außenwand des Drehkopfes keinerlei Lagerkräfte aufzunehmen braucht, sondern die allein zur Abdichtung mit dem gegenüberlie­genden zylindrischen Abschnitt des Zentralgehäuses unter Zwischenschaltung von Gleitringdichtungen zur Verfügung steht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Drehkopf einen nach oben in den Mischbehälter weisende und den Boden des Mischbehälters bildende konvexe relativ flach gekrümmte Oberfläche aufweisen, die zur Vermeidung von Mischtoträumen besonders geeignet ist.
  • Indem der Drehkopf mit seiner vorzugsweise kugelförmigen Oberfläche verhältnismäßig weit nach oben in den Misch­behälter hineinverlegt wird, enthält diese Oberfläche eine relativ große Ausdehnung, die beispielsweise be­stimmt ist durch etwa den doppelten Durchmesser der Mischschnecke. Aufgrund der Großflächigkeit dieser dem Mischbehälter zugewandten Oberfläche kann diese bei einer angeschweißte Heizkanäle gleichmäßig geregelt beheizt werden. Diese Beheizungsmöglichkeit ist wichtig, weil dadurch mit Sicheheit eine Bildung von kondensat und das Entstehen von Anbackungen in Verbindung mit vorangehenden Feuchtigkeitsansammlungen vermieden werden. Aufgrund der besonderen Art der vom Mischbehälter entfernt angeord­neten Lagerung und des Antriebs 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 bleiben auch empfindliche Endprodukte 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 fest auf dem Tragkranz angeordnet ist und der im Durchmesser relativ große Trag­kranz günstige Lager- und Abstützeigenschaften im Ge­triebegehäuse findet. Der das untere Ende der Schnecken­welle umgebende Tragkranz mit seiner Lagerung ist ohne weiteres in der Lage, die beträchtlichen Lager- und Ab­stützkräfte der durch das Produkt bearbeitenden Misch­schnecke aufzunehmen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nach­folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des enfindungsgemäßen Mischers in Verbindung mit den Zeich­nungen, welche erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen. Die einzelnen Merkmale aus Ansprüchen und Beschreibung 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 Bereich eines Mischbehälters mit Mischschnecke, Antrieb und Produktauslaß,
    • Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Drehkopfes aus Fig. 1 und
    • Fig. 3 eine Variante der Ausführungsform aus Fig. 1.
  • Der untere Bereich des konischen Mischbehälters 10 ist mit einem unteren Flansch 12 an einem Oberflansch 16 eines gesonderten Zentralgehäuses 14 befestigt. Das Zentralgehäuse 14 umfaßt einen oberen konischen Abschnitt 15 und einen unteren zylindrischen Abschnitt 18 mit Flansch 20.
  • Der konische Abschnitt 15 dient zur Aufnahme aller Ar­maturen einschließlich der Produktauslaßöffnung 50, der zylindrische Abschnitt zur Aufnahme und Abdichtung des Drehkopfes 42. Da das Zentralgehäuse 14 maschinell bearbeitbar ist, hat der Behälter- bzw. Bunkerkonus keine Wanddurchbrüche, die insbesondere bei einer Doppelmantel- oder Halbrohrschlangen-Ausführung einer Trocknervariante aufwendig wären und die aus schweißtechnischen Gründen stets ein Einbeulen der Behälterwand zur Folge hätten. Trotz aufwendiger Richtarbeiten müßte dann der Schnecken­abstand von der Behälterwand groß gehalten werden, um Be­rührungen zu vermeiden. Ein solch vergrößerter Abstand würde die Krustenbildung an der Behälterwand beim Trock­nen begünstigen und würde die Trocknungsleistung erheb­lich reduzieren. Der Flansch 20 des Zentralgehäuses 14 ist mit dem Getriebegehäuse mittels Schrauben fest ver­bunden. Im Getriebegehäuse 22 ist als Schneckenrad ausge­führter Tragkranz 24 allseitig abgestützt und drehbar gelagert, dessen verzahnte Außenfläche mit einer An­triebsschnecke 25 in Eingriff steht. Auf der Oberseite des Tragkranzes 24 ist ein Drehkopf 26 befestigt, bei­spielsweise aufgeschraubt. Der Drehkopf 26 enthält ein zur Längsachse des Mischbehälters 10 um ungefähr 20° geneigtes Durchführungsgehäuse 27, in dem die Schnecken­welle 32 mit sie umgebenden Lagern 38 und Abdichtungen 40 aufgenommen ist. Auf der in den Mischbehälter 10 hinein­ragenden Länge der Schneckenwelle 32 ist oberhalb des Drehkopfes eine Schneckenwendel 34 befestigt. Die Misch­schnecke bildet zusammen mit dem sie lagernden Drehkopf 26 und dem Tragkranz 24 eine in sich starre Baueinheit, die als Ganzes durch den Tragkranz 24 im Getriebegehäuse abgestützt ist und um die senkrechte Mittelachse sowohl des Mischbehälters 10 als auch des Tragkranzes 24 Drehbe­wegungen ausführt, bei denen die Mischschnecke im allge­meinen parallel entlang der konischen Wand des Mischbe­hälters 10 geführt ist.
  • Die Oberseite 28 des Drehkopfes 26 bildet die untere Be­grenzung des Mischbehälters 10 und ist konkav annähernd kugelförmig gewölbt ausgeführt. Ein äußerer Randabschnitt 30 des Drehkopfes überdeckt die Gleitringdichtung 44 zwi­schen der zylindrischen Außenwand 42 des Drehkopfes 26 und der bearbeiteten Innenseite des zylindrischen Wandab­schnittes 18 des Zentralgehäuses 14. Vom Drehkopf 26 aus werden die von der Mischschnecke stammenden Reaktions- und Lagerkräfte praktisch vollständig in den Tragkranz 24 und in das ihn stützende Getriebegehäuse 22 übertragen. Die Aufnahme dieser Kräfte wird dadurch begünstigt, daß die Schneckenwelle 32 sich zusammen mit der sie am un­teren Ende abstützenden Lagerhülse 48 sich durch den Tragkranz 24 erstreckt, so daß die Lagerkräfte der Schneckenwelle nahezu gleichmäßig von oben und unten in den Tragkranz eingeleitet werden.
  • Man erkennt, daß die den Boden des Behälters bildende Oberseite 28 des Drehkopfes zwar eine verhältnismäßig große Fläche aufweist, daß andererseits jedoch Mischtot­räume an sich durch die sich angschmiegende Form der Un­terseite der Schneckenflügel vermieden sind. Aus der Großflächigkeit der Drehkopfoberseite ergeben sich als vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten die die gemäß Fig. 2 an der Unterseite angeformten Kanäle 46, die eine Beheizungsmöglichkeit des Drehkopfes gewährleisten. An­stelle der angeformten Heizkanäle 46 kann zur Beheizung der Oberseite des Drehkopfes auch ein einfacher Doppel­mantel oder eine Ausführung mit angelöteten oder einge­schweißten Heizschlangen vorgesehen sein.
  • An der Unterseite des die Welle 32 aufnehmenden Durchfüh­rungsgehäuses 27 des Drehkopfes 26 ist die Mantelhülse 48 befestigt, die den unteren Abschnitt der Schneckenwelle 32 und ein Lager kapselt, welches mit Abstand von dem im Durchführungsgehäuse 27 abgestützten Lager 38 angeordnet ist. Auf das untere Ende der Schneckenwelle 32 ist gemäß Fig. 1 als Anschluß für den Drehantrieb ein Kegelzahnrad 66 aufgekeilt. Die gezeigte Bauform für die Abstützung des unteren Endes der Schneckenwelle und für den Anschluß des Drehantriebes ist nicht zwingend; auch andere An­triebsanordnungen sind denkbar, um die Gesamtbauhöhe des Mischers bei Erhalt seines Fassungsvermögens kleinzu­halten.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist am Ge­triebegehäuse 22 ein vorzugsweise kreisförmiges Gehäuse 70 befestigt, das u. a. die Aufgabe hat, das untere La­gerende der Schneckenwelle und das Zahnradgetriebe zu kapseln. Anstelle eines geschlossenen Gehäuses kann auch eine korbförmige Abstützung für die den Schneckenantrieb tragende Bodenplatte 68 vorgesehen sein, damit das Zahn­radgetriebe 64, 66 als Gefahrenstelle abgedeckt wird. Vom Untersetzungsgetriebe 60 geht eine Abtriebswelle 62 aus, die in der Verlängerung der Mittelachse X des Misch­behälters 10 angeordnet ist und sich mit einem Kegelzahn­rad 64 abgedichtet durch die Bodenplatte 68 bis in das Gehäuse 70 erstreckt.
  • 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 einge­schaltet 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 der­art, daß durch die vom Mischgut ausgeübte Reaktionskraft 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 bzw. eine Homogenität des Mischguts 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 personengefährdende beweg­liche Teile ständig gekapselt bleiben.
  • Die Gesamthöhe des abnehmbaren Zentralgehäuses 14 ist dahingehend ausgelegt, daß bei einer Schwenkung des Un­terteils 14 um einen Anschlußpunkt seines Oberflansches 16 am Unterflansch 12 des Mischbehälters 10 zusammen mit der Mischschnecke 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 das Zentralgehäuse 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 hinein­zuführen.
  • Entsprechend Fig. 1 befindet sich im konischen Abschnitt 15 des Zentralgehäuses 14 seitlich eine Produktaus­laßöffnung, die durch einen an seinem Umfang abgedich­teten 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 15 sind außerdem eine oder mehrere Inspektionsöffnungen 58 mit Einrichtungen zur Probeentnahme oder zur Messung von Tem­peratur, Feuchtigkeit usw. vorgesehen.
  • Durch das Hochlegen des Drehkopfes 26 als Lagergehäuse für die Mischschnecke in den Bereich größerer Durchmesser des Mischbehälters ergibt sich die Möglichkeit, auch die Mischschnecke mit größerem Durchmesser auszuführen. Ein größerer Schneckendurchmesser gewährleistet eine erhöhte Mischgutumwälzung pro Zeiteinheit. Diese erhöhte Misch­intensität war bei den bisherigen Konstruktionen nicht möglich, weil die Schnecke durch das Lagergehäuse hin­durchgeführt werden mußte. Außerdem führt die Höherlegung des Drehkopfes zu einer vergrößerten Bodenfläche des Mischbehälters und folglich zu einer vergrößerten Ober­seite 28 des Drehkopfes. Diese Oberflächenvergrößerung ermglicht nunmehr, selbst bei kleinen Mischertypen, den Behälterboden zu beheizen und dadurch unerwünschte Kon­densatbildung zu verhindern.
  • Die in Fig. 3 gezeigte Variante unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, daß anstelle eines gekapselten unteren Endes der Schneckenwelle 32 deren Drehantriebseinheit 36, 60 direkt an einem unteren Flansch 72 der Lagerhülse 48 befestigt ist. Aufgrund dieser Bauart bewegt sich die an die Lagerhülse 48 angeflanschte Antriebseinheit 36, 60 zusammen mit dem Tragkranz 24, und der Schneckenwelle 32 während des Mischerbetriebes um die senkrechte Behälterachse X.

Claims (13)

1. Kegelschneckenmischer mit einem nach oben konisch erweiterten Mischbehälter, einer im unteren Bereich des Mischbehälters angeordneten Produktauslaßöffnung, einer mit dem unteren Ende Mischbehälters verbundenen Anschluß­einheit, einem in der Anschlußeinheit gelagerten und ab­gestützten Drehkopf, in dem die Welle einer in den Misch­behälter hineinragenden und Mischflügel tragenden Misch­schnecke gelagert und am unteren Ende drehbar angetrieben ist, und mit einem in der Anschlußeinheit gelagerten und um die senkrechte Achse des Mischbehälters drehbar ange­triebenen Führungsglied für eine Umlaufbewegung der Mischschnecke entlang der Behälterwandung,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale,
die Anschlußeinheit ist als ein Zentralgehäuse (14) mit einem die Wandung des Mischbehälters (10) fortsetzenden oberen konischen Abschnitt (15), der die Produktauslaß­öffnung (56) und andere Armaturanschlüsse der Prozeß­technik enthält, und mit einem unteren zylindrischen Ab­schnitt (18) ausgeführt;,
das Führungsglied besteht aus einem außenverzahnten waa­gerechten Tragkranz (24), der in einem an der Unterseite des zylindrischen Abschnittes (18) befestigten Getriebe­gehäuse (22) geführt und gelagert ist, und durch den sich die Schneckenwelle (32) mit dem sie umgebenden Lagerge­häuse (48) hindurch erstreckt;
der Drehkopf (26) ist auf dem Tragkranz (24) befestigt und mit einer zylindrischen Außenwand (42) durch eine Gleitringdichtung (44) gegenüber dem zylindrischen Abschnitt (18) des Zentralgehäuses (14) abgedichtet.
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 angepaßten Form des un­teren Endes des oder der Schneckenflügel (34) Misch­toträume vermieden sind.
3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß der Drehkopf (26) an seiner kugelförmigen Oberfläche (28) durch eine Doppelmantel-Ausführung oder dort angebrachte Heizkanäle (46) beheizbar ist.
4. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß der Drehkopf (26) ein be­züglich seiner axialen Erstreckungsrichtung geneigtes Durchführungsgehäuse (27) für die Schneckenwelle (32) enthält, eine in sich versteifte Konstruktion aufweist und mit der Oberseite des Tragkranzes (24) lösbar ver­bunden ist, über den der Drehkopf gelagert ist.
5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle (32) in einem unteren Bereich des geneigten Durchführungsgehäuses (27) des Drehkopfes gelagert und in einem oberen, dem Mischbehälter (10) zugewandten Bereich abgedichtet ist.
6. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß ein oberer Abschnitt des Ge­triebegehäuses (22) und der an den Mischbehälter (10) angeflanschte zylindrische Abschnitt (18) des Zentral­gehäuses (14) mit einer Paßbohrung ausgeführt sind, die der zylindrischen Außenwand (42) des auf dem Trag­kranz (24) befestigten Drehkopfes (26) gegenüberlie­gen, um dazwischen Gleitringdichtungen (44) aufzu­nehmen.
7. Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere konische Abschnitt (15) des Zentralgehäuses (14) mit einem oberen Flansch (16) als Fortsetzung an den Unterflansch (12) des Mischbehälters (10) ange­schlossen ist und außer dem seitlichen Produktauslaß (50) sämtliche Flansche für Armaturen, Schaugläser, Inspektionsöffnungen und dgl. enthält.
8. Mischer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die geneigte Durchführung (27) im Drehkopf (26) als Aufnahme für Radial- und Axiallager (38) sowie für die Dichtungen (40) der Schneckenwelle (32) ausgebildet ist und sich etwa über die gleiche Höhe wie die zylindrische Außenwand (42) des Dreh­kopfes erstreckt.
9. Mischer nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (36) und das Unter­setzungsgetriebe (60) des über einen Kegelradsatz (64, 66) mit der Schneckenwelle (32) gekuppelten Schnecken­antriebes an der Unterseite einer Bodenplatte (68) angeordnet sind, die mit dem Getriebegehäuse (22) in fester Verbindung steht.
10. Mischer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (36) und das Untersetzungsgetriebe (60) für die Mischschnecke an der Bodenplatte (68) einer z. B. zylindrischen Abdeckung (70) angeordnet sind, die zur Kapselung des offenen Schneckenantriebes abge­dichtet am Getriebegehäuse (22) lösbar befestigt ist.
11. Mischer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (70) als Schutz- und Sicherheitskorb für das angetriebene Ende der Mischschnecke (32) aus­gebildet ist und personengefährdende bewegliche Teile kapselt.
12. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß die über den Tragkranz (24) und den Drehkopf (26) eingeleitete, insbesondere re­versierbare Kreisbewegung der Mischschnecke entlang der Wandung des Mischbehälters (10) bevorzugt in ei­ner Drehrichtung erfolgt, in der die Mischschnecke (32, 34) aufgrund ihrer aufwärts gerichteten Förder­bewegung und aufgrund ihrer Schneckensteigung durch die Reaktionskraft des Mischgutes von der Wandung des Mischbehälters (19) weggedrückt wird.
13. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß die Gesamthöhe des abnehm­baren Zentralgehäuses (14) dahingehend ausgelegt ist, daß bei einer Schwenkung um einen Anschlußpunkt sei­nes Oberflansches (16) aufgrund des dort vorhandenen Durchmessers der unteren Behälteröffnung ein aus­reichend großer Schwenkwinkel erreichbar ist, der eine Schneckenmontage oder -demontage der insbeson­dere ungeteilten Mischschnecke (32, 34) von der Ar­beitsbühne aus ermöglicht.
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