EP1541223A1 - Mischer zum Mischen und Homogenisieren von viskosem Material - Google Patents
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- B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
Definitions
- the invention is based on the object, a mixer of the general To create a species in which a pollution of the upper, above of the material to be mixed mixing room with material during the mixing process is at least largely excluded.
- the mixing process can be intensified by the measures according to claim 2 and be optimized because the material oscillates very evenly from that up and down movable mixing tool can be acted upon.
- the claims 3 to 7 give a particularly advantageous embodiment of Drives for the cover plate and the mixing tool again.
- the type of drive according to claim 8 is particularly useful when the mixing shaft can be moved up and down.
- the embodiment according to claims 9 and 10 serves to wetting To avoid the cover plate with material when filling the mixer.
- Claim 12 contains a further advantageous for the mixing process embodiment.
- the mixer shown in the drawing has an approximately C-shaped machine frame 1 on, consisting of a vertical stand 2 and one of this projecting lower, serving as the base plate 3 leg and an upper 4 also projecting from the stand 2 arm.
- the Machine frame 1 is supported by the base plate 3 on a machine foundation 5 off.
- a closing device 6 is arranged on the a cylindrical mixing container 7 can be arranged.
- the mixing tank 7 is associated with a likewise cylindrically shaped cover hood 8, which is attached to the underside of the arm 4.
- the hood 8 and the container 7 have flanges 9 on the mutually facing edges, 10, by means of which they are centered and airtight with each other can be connected.
- an airtight sealable Filling nozzle 11 attached in the hood 8 .
- Near the bottom 12 of the container 7 is provided on this a discharge nozzle 13, by means of a closure plug 14 can be completed completely, so he is dead space free.
- a rotationally driven Mixed shaft 21 stored at the lower end of a mixing tool 22 is attached, as a flat plate with a propeller-like shape is formed, as shown in FIG. 4 can be removed.
- the motors 38, 45 and 48 and the control valves 42, 43, 50, that is, the hydraulic motor 23, the oscillating drive 28, the stroke drive 32 and the closing device 6 are controlled by a central control unit 51.
- the mode of action is as follows:
- the empty mixing container 7 is on the down driven closing device 6 set and then by appropriate hydraulic Actuation of the closing device 6 up against the hood. 8 pressed, wherein the mixing container 7 and the cover hood 8 airtight be connected to each other.
- the cover plate 33 is located here above the junction of the filler neck 11, ie in its upper end position as shown in FIG. 1.
- the mixing tool 22 is basically in any vertical position, but expediently also in the upper area of FIG. 1.
- the ventilation valve 18 is open. The filling of the material to be mixed and homogenized over the filling nozzle 11 is performed. Then this is by means of a lid 52 hermetically sealed.
- the cover plate 33 is lowered by appropriate action on the stroke drive 32 until it reaches the position of the flanges 9 and 10, so that in the space above the cover plate 33 can not get any material. This will be done supports that the cover plate 33 is indeed axially displaceable, but as close as possible to the inner wall 53 of the container 7.
- the actual mixing and homogenizing process starts with drive of the hydraulic motor 23 in the direction of rotation 54.
- the oscillating drive 28 alternately up and down according to the direction double arrow 55 driven in Fig. 2, so that the mixing tool 22 during its rotational movement the entire below the cover plate 33rd completely overflowing material.
- the speed of the mixing tool 22 can during the mixing and homogenizing process be changed continuously.
- the valve 18 is closed and the vacuum pump 16 in operation set, so that the interior 17 evacuated to a predetermined extent and thereby the air dispersed in the material and optionally existing other gases are removed.
- the emptying the container 7 is usually carried out by removing the closure plug 14 from the drainage nozzle 13, so that the material through this nozzle 13 can drain.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
Ein Mischer zum Mischen und Homogenisieren von viskosem Material weist ein Maschinen-Gestell (1) mit einer fest an diesem angeordneten Abdeck-Haube (8) und einem in das Maschinen-Gestell (1) unterhalb der Abdeck-Haube (8) einsetzbaren mit der Abdeck-Haube (8) verbindbaren Misch-Behälter (7) auf. Es ist ein von oben in den Misch-Behälter (7) eintauchbares und drehantreibbares Misch-Werkzeug (21) und eine oberhalb des Misch-Werkzeugs (22) angeordnete, in den Misch-Behälter (7) einschiebbare, den Querschnitt des Misch-Behälters (7) zumindest im Wesentlichen verschließende Abdeck-Platte (33) vorgesehen. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft einen Mischer zum Mischen und Homogenisieren
von viskosem Material.
Es ist bekannt, sowohl flüssige, also niedrig- bis mittelviskose Materialien
als auch hochviskose Materialien in Mischern mit vertikaler oder horizontaler
Achse zu mischen und zu homogenisieren. Zum Mischen und Homogenisieren
von niedrigviskosen, also flüssigen Materialien, werden Rührer,
Disperser und Dissolver mit vertikaler Achse eingesetzt. Zum Behandeln
von höher viskosen und hochviskosen Materialien werden in der Regel
Planetenmischer beziehungsweise Kombinationen aus einem Planetenmischer
mit einem Disperser, also Mehrwellenmischer, eingesetzt. Diese weisen
in der Regel entnehmbare Misch-Behälter auf. Hierbei muss das
Misch-Werkzeug mit einem Teil des Maschinen-Gestells, nämlich einem
Oberteil beziehungsweise einer Traverse, aus den Behältern nach oben herausgefahren
werden, um den Misch-Behälter mit dem Material aus dem
Maschinen-Gestell entnehmen zu können. Dies erfordert sehr aufwändige
Konstruktionen, und zwar speziell bei großen Mischern. Weiterhin kommt
es beim Mischen bedingt durch die Bewegung des Materials und den Einfluss
des Misch-Werkzeugs zum Spritzen des Materials in den oberen Bereich
des Mischraums hinein. Dort werden Antriebselemente und Behälterelemente
mit dem Material benetzt. Diese Material-Ablagerungen werden
nicht in den eigentlichen Misch- und Homogenisier-Prozess eingebunden;
sie fallen nach einiger Zeit herunter und führen zur Selbstkontamination
des gemischten Materials mit ungemischtem Material. Um diese Selbstkontamination
zu verhindern, wird der Mischvorgang unterbrochen und die
Maschine teilweise geöffnet und eine Haube beziehungsweise der Deckel
manuell gereinigt und dann der Prozess fortgesetzt. Die Misch-Werkzeuge
sind teilweise als sehr komplexe dreidimensionale Gebilde ausgeführt,
welche aufwändig manuell gereinigt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer der allgemeinen
Gattung zu schaffen, bei dem eine Verschmutzung des oberen, oberhalb
des zu mischenden Materials befindlichen Mischraums mit Material während
des Mischvorgangs zumindest weitestgehend ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dadurch,
dass auf die Material-Füllung des Misch-Behälters eine den eigentlichen
Misch-Raum abdeckende Abdeck-Platte aufsetzbar ist, wird dieser
Raum abgeschlossen, so dass ein Spritzen des Materials während des
Mischvorganges nach oben zumindest weitestgehend ausgeschlossen wird.
Der Mischprozess kann durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 intensiviert
und optimiert werden, da das Material sehr gleichmäßig von dem oszillierend
auf und ab bewegbaren Misch-Werkzeug beaufschlagbar ist.
Die Ansprüche 3 bis 7 geben eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der
Antriebe für die Abdeck-Platte und das Misch-Werkzeug wieder.
Die Art des Antriebes nach Anspruch 8 ist besonders zweckmäßig, wenn
die Misch-Welle auf- und ab verschiebbar ist.
Die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 9 und 10 dient dazu, eine Benetzung
der Abdeck-Platte mit Material beim Befüllen des Mischers zu vermeiden.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 ist ein besonders einfaches
Einsetzen und Entnehmen des Misch-Behälters in den Mischer möglich.
Anspruch 12 enthält eine weitere für den Mischprozess vorteilhafte Ausgestaltung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand
der Zeichnung. Es zeigt
- Fig. 1
- eine Frontansicht eines Mischers mit hochgefahrenem Misch-Werkzeug und Abdeck-Platte in teilweise aufgebrochener schematischer Darstellung,
- Fig. 2
- eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit Misch-Werkzeug und Abdeck-Platte in ihrer Betriebsstellung,
- Fig. 3
- einen vertikalen Längsschnitt durch den oberen Teil des Mischers und
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch den Mischer entsprechend der Schnittlinie IV-IV in Fi. 2.
Der in der Zeichnung dargestellte Mischer weist ein etwa C-förmiges Maschinen-Gestell
1 auf, das aus einem vertikalen Ständer 2 und einem von
diesem vorspringenden unteren, als Grundplatte 3 dienenden Schenkel und
einem oberen ebenfalls vom Ständer 2 vorspringenden Arm 4 besteht. Das
Maschinen-Gestell 1 stützt sich über die Grundplatte 3 auf einem Maschinen-Fundament
5 ab.
Auf der Grundplatte 3 ist eine Schließ-Vorrichtung 6 angeordnet, auf der
ein zylindrischer Misch-Behälter 7 angeordnet werden kann. Dem Misch-Behälter
7 ist eine ebenfalls zylindrisch ausgebildete Abdeck-Haube 8 zugeordnet,
die an der Unterseite des Arms 4 angebracht ist. Die Haube 8 und
der Behälter 7 weisen an den einander zugewandten Rändern Flansche 9,
10 auf, mittels derer sie miteinander zentriert und luftdicht miteinander
verbunden werden können. In der Haube 8 ist ein luftdicht verschließbarer
Füll-Stutzen 11 angebracht. In der Nähe des Bodens 12 des Behälters 7 ist
an diesem ein Entleerungs-Stutzen 13 vorgesehen, der mittels eines Verschluss-Stopfens
14 vollständig ausgefüllt werden kann, so dass er
totraumfrei ist.
In die Haube 8 mündet weiterhin eine Be- und Entlüftungs-Leitung 15 ein,
in der eine Vakuum-Pumpe 16 angeordnet ist, mittels derer der teilweise
als Mischraum dienende Innenraum 17 des Behälters 7 der Haube 8 mit
Teil-Vakuum beaufschlagt werden kann. In der Leitung 15 ist zwischen der
Haube 8 und der Pumpe 16 ein Be- und Entlüftungs-Ventil 18 angeordnet,
mittels dessen der Innenraum 17 auf Atmosphärendruck gebracht werden
kann. Eine Druckkontrolle ist mittels eines an die Leitung 15 angeschlossenen
Druckanzeigers 19 möglich.
Konzentrisch zur gemeinsamen vertikalen Mittel-Achse 20 der Schließ-Vorrichtung
6, des Behälters 7 und der Haube 8 ist im Arm 4 eine drehantreibbare
Misch-Welle 21 gelagert, an deren unterem Ende ein Misch-Werkzeug
22 angebracht ist, das als ebene Platte mit propellerartiger Form
ausgebildet ist, wie Fig. 4 entnehmbar ist.
Der Dreh-Antrieb der Misch-Welle 21 erfolgt mittels eines an ihrem oberen
Ende angebrachten Hydraulik-Motors 23, dessen Gehäuse 24 gegenüber
dem Arm 4 des Gestells 1 mittels einer Vertikal-Führung 25 drehfest,
aber vertikal verschiebbar, ausgebildet ist.
Die Welle 21 ist frei drehbar und mittels Dichtungen 26 abgedichtet in einer
hohlen, also rohrartig ausgebildeten Kolbenstange 27 eines hydraulischen
Oszillier-Antriebs 28 angeordnet, wobei das Gehäuse 24 an der Kolbenstange
27 angebracht ist. Die Kolbenstange 27 trägt einen ringartigen
Kolben 29 und ist in einem Zylinder 30 angeordnet, wobei der Zylinder 28
so lang ausgebildet ist, dass der Hub a der Kolbenstange 27 und damit der
Hub des Misch-Werkzeugs 22 so groß ist, dass das Misch-Werkzeug 22
mindestens zwischen dem Boden 12 und den Flanschen 9, 10 auf und ab
bewegt werden kann. Wie Fig. 3 erkennen lässt, ist die Kolbenstange 27
beidendig mittels Dichtungen 31 abgedichtet aus dem Zylinder 30 herausgeführt.
Der Zylinder 30 bildet gleichzeitig wiederum die Kolbenstange eines Hub-Antriebs
32 für eine Abdeck-Platte 33, die im Innenraum 17 der Haube 8
beziehungsweise des Behälters 7 angeordnet und an deren Querschnitt angepasst
ist. Die Abdeck-Platte 33 ist am unteren Ende des Zylinders 30
angebracht. Dieser ist wiederum in einem Hydraulik-Zylinder 34 angeordnet,
der mit der Haube 8 und hierdurch mit dem Arm 4 verbunden ist. Der
Zylinder 30 weist ebenfalls einen ringförmigen Kolben 35 auf, der in dem
Zylinder 34 angeordnet ist. Der Zylinder 34 ist so lang ausgebildet, dass
der Hub b des Zylinders 30 mit der Abdeck-Platte 33 und damit der Hub
der Abdeck-Platte 33 von oberhalb der Einmündung des Füll-Stutzens 11
und der Einmündung der Be- und Entlüftungs-Leitung 15 in die Haube 8
bis zu dem Flansch 10 der Haube 8 und dem Flansch 9 des Misch-Behälters
7 reicht. Der Zylinder 30 ist mittels Dichtungen 36 abgedichtet
beidendig aus dem Zylinder 34 herausgeführt.
Die Druck-Flüssigkeits-Versorgung des Oszillier-Antriebs 28 und des Hub-Antriebs
32 erfolgt über eine Hydraulik-Pumpe 37 mit Motor 38 und eine
Druck-Flüssigkeits-Vorlauf-Leitung 39 und eine entsprechende RücklaufLeitung
40 von und zu einem Flüssigkeits-Tank 41. Die jeweilige Ansteuerung
des Oszillier-Antriebs 28 und des Hub-Antriebs 32 erfolgt über als
Magnetventile ausgebildete Steuer-Ventile 42, 43. Die Druckflüssigkeits-Versorgung
des Hydraulik-Motors 23 erfolgt über eine weitere Hydraulik-Pumpe
44 mit Motor 45 und einen Flüssigkeits-Tank 46. Schließlich erfolgt
die Druckflüssigkeits-Versorgung der als hydraulisch beaufschlagbaren
Kolben-Zylinder-Antriebs ausgebildeten Schließ-Vorrichtung mittels
einer Hydraulik-Pumpe 47 mit Motor 48 und Flüssigkeits-Tank 49, wobei
die eigentliche Ansteuerung über ein Steuer-Ventil 50 erfolgt. Die Motoren
38, 45 und 48 und die Steuer-Ventile 42, 43, 50, das heißt der Hydraulik-Motor
23, der Oszillier-Antrieb 28, der Hub-Antrieb 32 und die Schließ-Vorrichtung
6 werden von einer zentralen Steuer-Einheit 51 angesteuert. In
gleicher Weise wird die Vakuum-Pumpe 16 und gegebenenfalls das Belüftungs-Ventil
18 von der Steuer-Einheit 51 her angesteuert, wobei die gesamten
Steuerungen sowohl manuell als auch programmierbar erfolgen
können.
Der leere Misch-Behälter 7 wird auf die nach unten gefahrene Schließ-Vorrichtung
6 gesetzt und anschließend durch entsprechende hydraulische
Beaufschlagung der Schließ-Vorrichtung 6 nach oben gegen die Haube 8
gedrückt, wobei der Misch-Behälter 7 und die Abdeck-Haube 8 luftdicht
miteinander verbunden werden. Die Abdeck-Platte 33 befindet sich hierbei
oberhalb der Einmündung des Füll-Stutzens 11, also in ihrer oberen Endlage
gemäß Fig. 1. Das Misch-Werkzeug 22 befindet sich grundsätzlich in
einer beliebigen vertikalen Position, zweckmäßigerweise aber ebenfalls im
oberen Bereich gemäß Fig. 1. Das Be- und Entlüftungs-Ventil 18 ist geöffnet.
Das Einfüllen des zu mischenden und zu homogenisierenden Materials
über den Füll-Stutzen 11 wird durchgeführt. Anschließend wird dieser mittels
eines Deckels 52 luftdicht verschlossen. Die Abdeck-Platte 33 wird
durch entsprechende Beaufschlagung des Hub-Antriebs 32 abgesenkt, bis
sie die Position der Flansche 9 und 10 erreicht, so dass in den Raum oberhalb
der Abdeck-Platte 33 kein Material gelangen kann. Dies wird dadurch
unterstützt, dass die Abdeck-Platte 33 zwar axial verschiebbar ist, aber
möglichst dicht an der Innenwand 53 des Behälters 7 anliegt. Nunmehr
beginnt der eigentliche Misch- und Homogenisier-Vorgang durch Antrieb
des Hydraulik-Motors 23 in Drehrichtung 54. Hierbei wird der Oszillier-Antrieb
28 abwechselnd auf und ab entsprechend dem Richtungs-Doppelpfeil
55 in Fig. 2 angetrieben, so dass das Misch-Werkzeug 22 während
seiner Drehbewegung das gesamte unterhalb der Abdeck-Platte 33
befindliche Material vollständig überstreicht. Die Drehzahl des Misch-Werkzeuges
22 kann während des Misch- und Homogenisier-Vorganges
stufenlos verändert werden.
Nach Beendigung des Misch- und Homogenisier-Vorganges wird die
Drehzahl des Misch-Werkzeuges 22 stark reduziert und die Abdeck-Platte
33 durch Beaufschlagung des Hub-Antriebes 32 in die obere Stellung gemäß
Fig. 1 hochgefahren und die Oszillations-Bewegung des Misch-Werkzeuges
in Richtung 55 eingestellt. Dann wird unter langsamem Weiterlaufen
des Misch-Werkzeugs 22 ein Evakuiervorgang durchgeführt.
Hierzu wird das Ventil 18 geschlossen und die Vakuum-Pumpe 16 in Betrieb
gesetzt, so dass der Innenraum 17 in einem vorgegebenen Maße evakuiert
wird und dadurch die im Material dispergierte Luft und gegebenenfalls
vorhandene sonstige Gase entfernt werden.
Nach Erreichen des vorgegebenen Teil-End-Vakuums, das über den
Druckanzeiger 19 ablesbar ist, wird das Misch-Werkzeug 22 durch Beaufschlagung
des Hub-Antriebes 28 aus dem Material in die oberste Stellung
hochgefahren und der Hydraulik-Motor 23 stillgesetzt. Nun wird die Vakuum-Pumpe
16 abgeschaltet und der Innenraum 17 durch Öffnen des
Ventils 18 belüftet.
Alternativ zur Evakuierung kann auch nach Beendigung des Misch- und
Homogenisier-Vorganges lediglich die Abdeck-Platte 33 hochgefahren und
das Misch-Werkzeug 22 ebenfalls hochgefahren und abgeschaltet werden.
Zum Entleeren des Behälters 7 wird dieser mittels der Schließ-Vorrichtung
6 abgesenkt und aus dem Maschinen-Gestell 1 entnommen. Die Entleerung
des Behälters 7 erfolgt in der Regel durch Herausnahme des Verschluss-Stopfens
14 aus dem Entleerungs-Stutzen 13, so dass das Material durch
diesen Stutzen 13 abfließen kann.
Claims (14)
- Mischer zum Mischen und Homogenisieren von viskosem Material,mit einem Maschinen-Gestell (1),mit einer fest am Maschinen-Gestell (1) angeordneten Abdeck-Haube (8),mit einem in das Maschinen-Gestell (1) unterhalb der Abdeck-Haube (8) einsetzbaren und mit der Abdeck-Haube (8) verbindbaren Misch-Behälter (7),mit einem von oben in den Misch-Behälter (7) eintauchbaren und drehantreibbaren Misch-Werkzeug (22) undmit einer oberhalb des Misch-Werkzeugs (22) angeordneten, in den Misch-Behälter (7) einschiebbaren , den Querschnitt des Misch-Behälters (7) zumindest im Wesentlichen verschließenden Abdeck-Platte (33).
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Misch-Werkzeug (22) auf und ab oszillierend verschiebbar ist.
- Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Misch-Werkzeug (22) tragende Misch-Welle (21) mittels eines Oszillier-Antriebs (28) auf und ab verschiebbar ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeck-Platte (33) mittels eines Hub-Antriebs (32) verschiebbar ist.
- Mischer nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillier-Antrieb (28) und der Hub-Antrieb (32) als hydraulisch beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten (29, 30; 34, 35) ausgebildet sind.
- Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheiten (29, 30; 34, 35) ineinander angeordnet sind.
- Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (30) der einen Kolben-Zylinder-Einheit (34, 35) der Zylinder (30) der anderen Kolben-Zylinder-Einheit (29, 30) ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Misch-Werkzeug (22) mittels eines Hydraulik-Motors (23) drehantreibbar ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Abdeck-Haube (8) mindestens ein verschließbarer Füll-Stutzen (11) einmündet.
- Mischer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeck-Platte (33) bis über den Füll-Stutzen (11) hochfahrbar ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Misch-Behälters (7) eine Schließ-Vorrichtung (6) am Maschinen-Gestell (1) angeordnet ist, mittels derer der Misch-Behälter (7) dicht gegen die Abdeck-Haube (8) andrückbar ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Misch-Behälter (7) mit Teil-Vakuum beaufschlagbar ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Misch-Werkzeuges (22) veränderbar ist.
- Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Misch-Werkzeug (22) um eine vertikale Mittel-Achse (20) drehantreibbar ist.
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EP04024716A Withdrawn EP1541223A1 (de) | 2003-11-22 | 2004-10-16 | Mischer zum Mischen und Homogenisieren von viskosem Material |
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