DE2355671A1

DE2355671A1 - Mischmaschine

Info

Publication number: DE2355671A1
Application number: DE19732355671
Authority: DE
Inventors: Horace Fritz Beken; John Michael Beken
Original assignee: BEKEN ENG Ltd
Current assignee: BEKEN ENG Ltd
Priority date: 1972-11-08
Filing date: 1973-11-07
Publication date: 1974-05-22
Also published as: US3873070A; GB1389594A; NL7314561A; FR2205362B1; FR2205362A1; SE403051B

Description

Beken Engineering Limited
Ripple Road,

Barking Essex Gr oßtiritanni en

Unser Zeichen; B 1479

Mis chmas chine

Die Erfindung betrifft eine kontinuierliche Mischmaschine, insbesondere eine Maschine der in der GB-PS 769 106 beschriebenen Art, bei v/elcher zu mischende Materialien kontinuierlich durch eine sich an einem Ende an der Oberseite einer Mischkammer befindliche Eintragöffnung zugeführt werden, um in der Mischkammer von Mischschaufeln vermischt und durch eine an der Unterseite am anderen Ende der Kammer befindliche Austragöffnung um etwa 90 versetzt zu den Schaufelachsen abgeführt zu werden. Das Material wird durch die Mischkammer mittels schraubenförmiger Schaufeln nur in einer Richtung hindurchgefördert.

Es gibt für Materialien, die gemischt werden müssen, viele Einstellungen. Jede Einstellung erfordert ein unterschiedliches Mischverhältnis, um die erforderliche Dispersion zu erzielen. Daher muß jede Mischeinstellung für einen vorgegebenen Durch-

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satz eine bestimmte Zeit lang in der Mischkammer verbleiben, damit die Schaufeln auf die Materialien einwirken können.

Diese Verweilzeit oder Mischzeit oder Zeitperiode, in welcher das Material in der Mischmaschine verbleibt, ist von der Geschwindigkeit abhängig, mit welcher das Material durch die Maschine strömt. Bei der vorerwähnten bekannten Maschine ist die Strömungsgeschwindigkeit von dem Steigungswinkel der Mischschaufeln abhängig. Es ist deshalb erforderlich, daß zur Erzielung einer geforderten Mischzeit für ein bestimmtes Material Schaufeln mit geeigneten Steigungswinkeln ausgewählt werden. Weil sich ferner die Eigenschaften der Materialien, z.B. der Reibungskoeffizient, die Fließeigenschaften usw. beachtlich unterscheiden, ist diese Zeit aufgrund schwieriger empirischer Lösungen bestimmt worden. Wenn der bevorzugte Steigungswinkel schließlich ausgewählt ist und die Mischschaufeln in die Kammer eingesetzt sind, dann besteht keine Möglichkeit mehr, die Mischzeit geringfügig zu verlängern oder zu verkürzen, um die Dispersion endgültig genau einzustellen.

Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, die Nachteile der vorgenannten bekannten Maschine zu beseitigen und besteht aus einer kontinuierlichen Mischmaschine die durch eine Mischkammer gekennzeichnet ist, durch welche die zu vermischenden Materialien hindurchgeleitet werden, sowie durch in der Kammer angeordnete Förderschnecken zur Vorwärtsbewegung des Materials und durch einen geringen oder keinen Einfluß auf den Vorschub der Materialien ausübende Mischschaufeln zum Vermischen der Materialien.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal kann die erfindungsgemäße Maschine eine Einrichtung aufweisen, die die zu mi-

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sehenden Materialien in einer vorbestimmten und veränderlichen Menge in die Mischkammer fördert.

Durch die erfindungsgemäße Mischmaschine werden verschiedene Vorteile gegenüber der vorbekannten Maschine erreicht.

a. Die Mischzeiten für die sich in der Mischkammer befindlichen Materialien können genau gesteuert werden, so daß der erforderliche Dispersionsgrad einer ganzen Reihe von verschiedenen Materialien erreicht wird, ohne daß die Vorschubgeschwindigkeit der Mischteile geändert werden müßte.

b. Der Durchsatz des Materials kann auf einfache Weise von Null bis zur maximalen Leistungsfähigkeit der Maschine eingestellt und gesteuert werden, während die in das Material hineingesteckte bestimmte Arbeit (Energiebedarf für die Mischung) konstant bleibt. Dies wird durch eine gleichzeitige Veränderung der Drehzahl der Fördereinrichtung/Fördereinrichtungen, der Pumpe/Pumpen und der Mischmaschine in unmittelbarer gegenseitiger Abhängigkeit erreicht; und

c. es wird eine genauere Mischung erzielt, indem die Materia- ■ lien über die Länge der Mischkammer besser vermischt werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l eine Längsschnittansieht einer Mischmaschine gemäß der Erfindung;

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A nach Fig.l;

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Fig.3 eine Draufsicht auf die Wellen mit den darauf angeordneten Förder- und Mischteilen gemäß Fig.l und

Fig.4 und 5 weitere Anordnungen von Mischerteilen/ die in einer Maschine gemäß der Erfindung eingebaut sein können.

In den Fig.l bis 3 ist eine erfindungsgemäße Mischmaschine dargestellt, die ein Doppelkammergehäuse 1 mit einem Querschnitt in Form einer iacht aufweist, das mit einem am oberen Teil der Beschickungsseite angeordneten Zulauf 2 und einer am Ablaufende oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle angeordneten Auslauföffnung ausgestattet ist.

In dem Gehäuse sind zwei parallel zueinander verlaufende Wellen 4 und 4a angeordnet, wobei jeweils in jeder Kammer eine Welle gelagert ist. Auf den Wellen ist am Eintragende ein Paar von im Eingriff stehenden Förderschnecken 5 und 5a gelagert, und entlang dem· übrigen Teil der Kammern sind mehrere Paare von Mischrotoren 6 und 6a angeordnet. Die beiden Wellen sind mit ihren Förderschnecken und Mischrotoren derart angeordnet, daß sie sich mit Hilfe von Steuervorrichtungen 7 und 7a mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können. Ein geeigneter Antrieb, wie z.B. ein untersetzter Motor 8, kann entweder die sich schneller drehende Welle antreiben, wie dies in der Fig. dargestellt ist, oder die sich langsamer drehende Welle. Die Steigungswinkel der Förderschnecken 5 und 5a sind so gewählt, daß die Schnecken die meisten Materialsorten fördern können, wobei die Durchsatzmenge vom kleinsten geforderten Betrag, bei welchem die längste notwendige Mischzeit in dem Mischer erzielt wird, bis zum größten Betrag variieren

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kann, um die kürzeste geforderte Mischzeit zu erreichen.

Die miteinander in Eingriff stehenden Förderschnecken haben gegeneinander gerichtete unterschiedliche Steigungswinkel. Sie drehen sich mit von den Steuervorrichtungen 7 und 7a vorgegebenen unterschiedlichen Geschwindigkeiten und sind automatisch selbstreinigend. Die Mischrotoren 6 und 6a bestehen jeweils aus einer durchbohrten und mit einer Keilnutverzahnung versehenen Nabe, die auf die Welle aufgekeilt ist und zwei diametral zueinander angeordnete, sich radial von der Nabe erstreckende Schaufeln aufweist, wie dies in der Zeichnung zu erkennen ist. Diese Rotoren arbeiten paarweise, wobei jeweils ein Rotor auf jeder Welle angeordnet ist.

Die Schaufeln können in Längsrichtung entlang den .Naben angeordnet sein und parallel zu deren Achsen verlaufen, wie dies in der Fig.2 dargestellt ist. Bei jedem Rotorpaar können die um die Welle herum angeordneten Schaufeln gegenüber den Schaufeln anderer Rotorpaare um einen Winkel versetzt sein, damit die Verdichtungsvorgänge nacheinander erfolgen und damit die zu einem beliebigen Zeitpunkt auf den Antriebsmotor v/irkende Spitzenbelastung abgebaut wird.

Die als getrennte Einheiten ausgebildeten und in Bezug auf die angrenzenden Rotoren gestaffelten und um die Wellen herum angeordneten Rotoren sorgen dafür, daß das Material während jedes Verdichtungsvorganges axial in beide Richtungen vorwärtsgedrückt wird, so daß die Materialteile, die in beide Richtungen nach vorn und hinten bewegt werden, mit demjenigen Material vermischt werden, das von den beiden angrenzenden

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Rotorpaaren komprimiert und gemischt wurde usw., wobei dieser Vorgang über die ganze Länge der Kammer erfolgt. In der Fig.4 ist dieser Vorgang durch die Pfeile B-B angedeutet, der jedoch ebenso abläuft, wenn parallel verlaufende Schaufeln verwendet werden.

Die entlang der Kammer erfolgende Überlappung des Materials von einem Abschnitt zum anderen verhindert Unregelmäßigkeiten und sorgt für einen besseren Mischvorgang_f als er durch einen Chargenmischer erzielt werden kann, indem alle Teile der Charge miteinander vermischt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der Rotor 6 zweimal so schnell wie der Rotor 6a rotiert, so daß die Schaufeln des Rotors 6 die Schaufeln des Rotors 6a einholen und dadurch eine Kompressions- oder Knetwirkung auf das Material ausgeübt wird.

Mit Ausnahme von auf das Material wirkenden Reibungskräften üben die Mischrotoren einen geringen oder keinen Einfluß auf den durch die Maschine hindurchtretenden Materialstrom aus. Es ergibt sich daher erfindungsgemäß die Möglichkeit, daß:

a. das zu mischende Material durch irgendeine geeignete einstellbare Fördereinrichtung oder Fördereinrichtungen 9 gefördert werden kann und daß Flüssigkeiten ggf. durch eine oder mehrere geeignete einstellbare Förderpumpen über die Förderleitung 10 zu den Förderschnecken 5 und 5a des Mischers zugeführt werden, welche sie durch die Mischrotoren hindurchdrücken. Der oder die Förderer und die Pumpe oder die Pumpen können so eingestellt werden, daß der Materialstrom eine bestimmte Größe erlangt, so daß die für die korrekte Verteilung erforderliche Mischzeit erzielt wird.

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b. Der Durchsatz verändert wird, um die Mischmaschine mit anderen in einem ununterbrochenen Verfahrensablauf mitwirkenden Maschinen abzustimmen, während die vorgegebene Mischmenge dadurch aufrechterhalten wird, daß die Fördergeschwindigkeit des oder der Förderer bzw. der einzelnen oder mehrerer Pumpen verändert wird sowie die Geschwindigkeit der Mischer in unmittelbarer gegenseitiger Abhängigkeit.

c. Vorteile dadurch erzielt werden, daß die Rotorschaufeln mit ihren Schaufelflächen in einem Winkel zur Nabe angeordnet werden, wie dies in den Fig,4 und 5. dargestellt ist, wobei sich folgende Merkmale ergebeni

1. Die Schaufeln eines Mischrotors eines Paares haben entwe-• der einen rechts ansteigenden oder links ansteigenden Steigungswinkel, und die Schaufeln des gegenüberliegenden Rotors besitzen einen entsprechend entgegengesetzt ansteigenden Steigungswinkel.

2. Bei jedem Paar ist der Steigungswinkel der Schaufeln eines Rotors größer als der Steigungswinkel des gegenüberliegenden Rotors, so daß durch die Kante der Schaufel des einen Rotors auf einer größeren Schaufelfläche der gegenüberliegenden Rotorschaufel eine Reinigungswirkung erzielt wird. .

3. Die Rotoren können auf ihren entsprechenden Achsen derart angeordnet sein, daß die Steigungswinkel alle in einer Richtung verlaufen, wie dies in der Fig.4 dargestellt ist. Durch diese Anordnung wird der auf die Förderschnekken wirkende Druck abgebaut, wenn Materialien mit schlechten Fließeigenschaften gemischt werden sollen,

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.ohne· daß dadurch der Strömungsdurchsatz beeinflußt wird.

h. Materialien mit geringer mechanischer Festigkeit können für eine intensivere Mischung mittels der in der Fig. 5 dargestellten Anordnung verdichtet werden, ohne daß der Strömungsdurchsatz beeinflußt wird, wenn die Kammer erst einmal voll ist.

5. Als alternative Ausführungsform kann eine Kombination der beiden Anordnungen verwendet werden, wenn solche Materialien behandelt werden, deren Eigenschaften sich ändern, wenn eine größere Leistung aufgebracht wird, d.h. ein stärkeres Vermischen erfolgt.

Falls beim Einsatz der vorbeschriebenen Mischrotoren bestimmte Materialien noch dazu neigen, sich unter dem Einfluß der Schwerkraft zu schnell durch die Maschine hindurchzubewegeri, so kann dies dadurch verhindert werden, daß in die Maschine' eine Auswurfsteuereinrichtung in Form einer geneigten Platte 11 eingebaut wird, die entlang der Welle 4 verschiebbar ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Kontinuierliche Mischmaschine, gekennzei chnet durch eine Mischkammer (1) , durch welche die zu mischenden Materialien hindurchgeleitet werden, und durch in der Kammer angeordnete Förderschnecken (5,5a) zur Vorwärtsbewegung der Materialien sowie durch einen geringen oder keinen Einfluß auf den Vorschub der Materialien ausübenden Mischschaufeln (6,6a) zum Vermischen der Materialien.

2. Mischmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecken (5,5a) und die Mischschaufeln (6,6a) auf einer gemeinsamen Welle (4,4a) montiert sind.

3. Mischmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die auf einer gemeinsamen Welle (4,4a) angeordneten Förderschnecken am Beschickungsende der Kammer befinden und die Mischschaufeln vom innenliegenden Ende der Förderschnecken bis zum Kammer-, auslaß erstrecken.

4. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischschaufeln paarweise vorgesehen sind und sich im wesentlichen

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radial von einer gemeinsamen Nabe erstrecken.

5. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Mischschaufeln (6,6a) entlang ihrer Welle hintereinander angeordnet und um einen Winkel zueinander versetzt gestaffelt sind.

6. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzei chnet , daß die Kammer (1) von zwei, miteinander verbundenen Teilzylindern gebildet wird, so daß die Kammer einen achtförmigen Querschnitt aufweist, wobei jeder Teilzylinder eine Welle aufweist, auf welcher Förderschnecken und Mischschaufeln gelagert sind.

7. Mischmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Wellen (4,4a) über eine Steuervorrichtung (7,7a) miteinander verbunden sind, so daß sie mit unterschiedlichen vorbestimmten Drehzahlen angetrieben werden.

8. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den beiden Wellen (4,4a) gelagerten Förderschnecken (5,5a) unterschiedliche Steigungswinkel besitzen, so daß sie bei unterschiedlichen Drehzahlen, mit welchen ihre entsprechenden Tiellen angetrieben werden, zusammenwirken können.

9. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den entsprechenden Wellen (4,4a) gelagerten Mischschaufeln

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(6,6a) derart geformt und ausgerichtet sind/ daß die zu mischenden Materialien bei der Drehung der Wellen zwischen den zusammenwirkenden Schaufeln der beiden Vie Ilen zusammengepreßt werden.

10. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschaufeln derart auf ihren entsprechenden Wellen ausgerichtet sind, daß die Schaufeln auf den gegenüberliegenden Wellen unter Berücksichtigung der entsprechenden Wellendrehzählen derart zusammenarbeiten, daß eine automatische Reinigung der Schaufeln von den gemischten Materialien erfolgt.

11. Mischmaschine-nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine bewegliche Fördereinrichtung (9) vorgesehen ist, die die zu mischenden Materialien in abgemessenen Mengen in die Kammer fördert.

12. Mischmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (10) vorgesehen ist, mittels welcher der Kammer eine mit anderen Materialien zu vermischende Flüssigkeit zuführbar ist.

13. Mischmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß am Austragende (3) der Kammer eine Einrichtung (11) vorgesehen ist, mit welcher· die Austragmenge der gemischten Materialien steuerbar ist.

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