DE2527359A1 - Vorrichtung zum mischen und behandeln von pulverfoermigem und koernigem gut - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum wischen und Behandeln von pulverförmigem und körnigem Gut Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Behandeln von pulverförmigem und körnigem Gut mittels Druckgas und einer mechanisch angetriebenen Mischvorrichturg, mit einem stehenden zylindrischen Mischbehälter, der einen Einlass für das zu mischende Gut ud einen Aus last für das Mischgut sowie einen Flachboden aufweist.
• Es sind bereits verschiedene Mischvorrichtungen bekannt, die durch Einführen von Druckluft in den Mischbehälter den Mischeffekt erzeugen. Die Pressluft wird entweder durch Sinterboden oder durch geric@ te Diiaen eingeführt.
• Während bei Mischern mit Sinterböden mit Drücken etwa bis 10000 mm Wassersäule gemischt wird, sind bei Mischern mit gerichteten Luftstrählen bedeutend höhere Drücke, zwischen 5 und 50 atü, erforderlich. Hierbei entstehen an den Düsenmündungen Luftaustrittsgeschwindigkeiten bis Uber Schallgeschwindigkeit.
• Mischer mit Sinterböden haben den Nachteil, dass bei unterschiedlichen Mischgütern, wie z.B. Bleistaub und Russ, oder unterschiedlichen Körnungen, z.B. staubartige und körnige Produkte, kein einwandfreies Mischen erreicht werden kann.'Es kann sogar vorkommen, dass eine Sortierung des Gutes stattfindet, wobei die groben Teile auf dem Sinterboden bleiben und die feinen Teile nach oben entweichen. Als weiterer'Nachteil sei erwähnt, dass die eingeführte Luft über sich im Gut bildende Kanale entweicht, so dass das nicht erfasste Produkt zusammenballt und sich nicht mehr mischen lässt.
• Es ist auch bereits bekannt, zum Mischen und homogenisieren trockener pulveriger Stoffe in einen Mischbehälter Druckluft durch einen Sinterboden einzuführen und das Mischgut gleichzeitig durch mechanisch angetriebene Mischflügel in Bewegung zu halten deutsche Auelegeschrift No. 1.027.966). Eine solche Vorrichtung ist allerdings nur für ganz trockenes, feinpulveriges Gut verwendbar.
• Bei Mischern mit gerichteten Luftstrahlen, bei denen die Luft mit hoher Geschwindigkeit eingeführt wird, kann auch ein Mahleffekt am Düsenaustritt erfolgen, so dass eine Strukturveranderung des Mischgutes verursacht werden kann.
• Der Energiebedarf für die Erzeugung der Pressluft ist sehr hoch und laufende Wartungsarbeiten an den Vorrichtungen sind unumgänglich. Die Behälterwande sind starkem Verschleiss ausgesetzt. Die Filter, die zum Entweichen der Luft eingesetzt sind, werden äusserst stark-beaufschlagt.
• Ferner sind aufwendige Installationen, z.B. von Kompressoren, Kesseln in denen die Luft gespeichert wird, und Hochdruckleitungen erforderlich.
• Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Mischvorrichtungen zu beheben.
• Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Mischen und Behandeln von pulverförmigem und körnigem Gut zu schaffen, die einen möglichst geringen Energiebedarf, einen kleinen Verschleiss und minimale Anforderungen an die Wartung stellt.
• Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass direkt oberhalb des Flachbodens des Mischbehälters eine rotierende Nabe angeordnet ist, an der mindestens ein im Querschniit angenähert dachförmiger Mischflügel derart befestigt ist, dass zwischen dem Flachboden und den Wandteilen des Mischflügels ein sich von der Nabe bis zur zylindrischen Aussenwand des Mischbehälters erstreckender Hohlraum vorhanden ist, und dass Zufuhrkanäle zum Einführen von Druckgas durch die Nabe in diesen Hohlraum vorgesehen sind, wobei zwischen der Nabe und den Wandteilen des Mischflügels und den benachbarten Behälterwandteilen ein Spalt vorgesehen ist, um den Austritt von Druckgas in den Mischbehälter längs des ganzen Mischflügels von der Nabe bis zur zylindrischen Wand zu ermöglichen.
• Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass das eingefüllte Material nur an den Stellen fluidisiert wird, wo sich gerade der oder die Mischflügel befinden. Setzt man nun durch einen Antriebsmotor die Mischflügel in Betrieb, so wird der gesamte Inhalt gezielt fluidisiert. Es erfolgt somit ein schnelles und intensives Mischen. Das Mischen wird durch das Hochströmen des Gutes an der Vorderseite des Mischflügels und das Absinken in den Hohlraum, der hinter dem Flügel entsteht erzielt. Dadurch werden sowohl schwere als auch leichte, feine und grobkörnige Produkte gut gemischt, ohne dass eine Klassifizierung eintritt, wie diese bei Sinterböden entstehen kann. Das an den Mischflügeln austretende Druckgas, z.B. Luft, erzeugt unmittelbar an den Flächen der Flügel ein Luftkissen, so dass durch die Drehbewegung keinerlei Beschädigung des zu mischenden Gutes entsteht. Die Geschwindigkeit der Mischflügel kann je nach Behätergrösse festgelegt werden und von 5 bis 30 Umdrehungen pro Minute betragen.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Schematischer Darstellung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch den unteren Teil der Vorrichtung in grösserem ,tasstab, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2, und Fig. 4a und 4b eine schematische Darstellung der Luftströmungen im Mischbehälter in zwei zueinander senkrechten Stellungen der Mischflügel.
• Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung weist einen zylindrischen Mischbehälter 1 auf, der unten durch einen Flachboden 2 abgeschlossen ist. Der Flachboden 2 ist mit der Behälterwand ia längs Flanschen 3 verschraubt.
• Der Flachboden 2 weist eine zentrale Oeffnung auf, in die ein starkwandiges Rohr 5 eingesetzt ist, das mittels eines Flansches 5a an einem Verstärkungsflansch 6 des Flachbodens 2 festgeschraubt ist. Der in den Behälter 1 hineinragende Teil des Rohres 5 weist mehrere Ouerbohrungen 7 auf. Am aus dem Behälter 1 herausragenden Teil des Rohres 5 ist ein Rohrstutzen 8 angeschweisst, der mit einer durch einen Pfeil A angedeuteten Druckluftquelle verbunden ist, die einen Druck von etwa 10000 mm Wassersäule erzeugt.
• Im Rohr 5 ist eine Antriebswelle 9 in Lagern 10 drehbar gelagert. Sie wird durch einen nicht dargestellten Elektromotor in Richtung des Pfeiles 6 angetriaben. Am oberen Ende des Rohres 5 ist ein Deckel angebracht. Zwischen diesem und dem Flachboden 2 ist ein zylindrischer Ring 12 aus luftdurchlässigem Sintermetall dichtend eingeklemmt.
• Mit dem oberen Teil der Welle 9 ist mittels eines Keiles 13b die mechanische Mischvorrichtung 13 drehfest verbunden. Diese setzt sich aus einem Nabenteil und gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Mischflügeln 13d zusammen. Der IJaL=nteil weist einen Nabenflansch 13a auf, an dessen Unterseite eine zylindrische Büchse 13c befestigt ist.
• Diese trägt die Mischflügel 13d, die aus zwei in spitzem Winkel dachförmig zueinander verlaufenden Wänden 13d' bzw.
• 13d" (Fig. 3) bestehen. Zwischen den beiden Wänden und dem Flachboden ist somit ein Hohlraum 15 vorhanden. Die Büchse 13c weist zwischen den Wänden 13d' und 13d" Oeffnungen 13e auf. Zwischen den unteren Kanten der Büchse 13c, der Mischflügel 13d und den Wandteilen 2 bzw. 1a des Behälters 1 ist ein Spalt 16 vorhanden. Auf dem Nabenflansch 13a sitzt eine kegelförmige Verkleidung 13f.
• Der Behälter 1 weist an der Oberseite einen Einfüllstutzen 17 für das zu mischende Gut auf, der während des Betriebes der Vorrichtung durch eine Klappe 18 verschlossen werden kann. An der Unterseite des Behälters 1 befinden sich innerhalb eines Auslauftrichters 19 eine Klappe 14, die z.8.
• pneumatisch betätigbar ist. Der Behälter 1 ist oben durch einen Deckel 20 verschlossen, der einen Einsatz 21 mit nur angedeuteten, an sich bekannten Luftfiltern 22 aufweist.
• Im unteren Teil der Seitenwand 1a konnen um den ganzen Umfang verteilt einige Zweistoffdüsen 23 angeordnet sein. Diesen wird durch die Leitung 25 eine Flüssigkeit und durch die Leitung 24 Druckluft zugeführt.
• Oie Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Das zu mischende Gut wird durch den Stutzen 17 in den Behälter 1 eingefüllt. Nun wird Druckluft (oder ein Druckgas) mit einem Druck bis zu maximal 10000 mm Wassersäule in den Stutzen 8 eingeführt. Diese strömt durch das Rohr 5, die Oeffnungen 7, den luftdurchlässigen Ring 12 und die Oeffnungen 13e in den Hohlraum 15 der Flügel 13d. Die Druckluft entweicht längs der ganzen Länge der Flügel 13d durch die Spalten 16 und fluidisiert das eingefüllte Gut. Nun werden die Mischflügel in Bewegung gesetzt, so dass der gesamte Inhalt des Behälters gezielt fluidisiert wird, wodurch ein schnelles und intensives Mischen erzielt wird.
• Die Fig. 4a und 4b zeigen die Strömungsverhältnisse innerhalb des Mischbehälters 1 bei der Rotation der Mischflügel 13d anhand von Pfeile. An der Vorderseite der Mischflügel strömt das fluidisierte Gut hoch und fällt an der Rückseite wieder nach unten, wobei gleichzeitig eine intensive Durchwirbelung eintritt. Die in den Behälter 1 bei A eingeführte Pressluft entweicht durch den im Deckel 20 angeordneten Filter 22 und den Einsatz 21 gemäss dem Pfeil C ins Freie.
• Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der vordere Wandteil 13d' gegenüber dem Flachboden 2 weniger stark geneigt als der hintere Wandteil 13d". Die Mischflügel könnten aber auch eine andere dachförmige Ausbildung aufweisen, z.B. mit dem Flachboden 2 ein gleichschenkliges Dreieck bilden, oder die Flügelwand könnte im Querschnitt halbkreisförmig sein.
• Fur gewisse Zwecke, z.B. für die Zufuhr von Aromastoffen bei Waschmitteln, wird durch die Zweistoffdüsen 23 mittels der Druckluft Flüssigkeit in das fluidisierte Trockenprodukt eingesprUht. Es ist möglich, eine vollkommen gleichmässige Benetzung bei geringster Flüssigkeitszufuhr (0,1 %) zu erreichen.

Claims (6)

PATENTANSPRUECHE

1. Vorrichtung zum Mischen und Behandeln von pulverförmigen und körnigem Gut mittels Druckgas und einer Mechanisch angetriebenen Mischvorrichtung, mit einem stehenden zylindrischen Mischbehälter, der einen Ein last für das zu mischende Gut und einen Aus last für das Mischgut sowie einen Flachboden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass direkt oberhalb des Flachbodens (2) des Mischbehälters eine rotierende Nabe (13f) angeordnet ist, an der mindestens ein im Querschnitt angenähert dachförmiger Mischflügel (13d) derart befestigt ist, dass zwischen dem Flachboden (2) und den Wandteilen t13d', 13d'') des Mischflügels ein sich von der Nabe bis zur zylindrischen Aussenwand (1a) des Mischbehälters (1) erstreckender Hohlraum (15) vorhanden ist, und dass Zufuhrkanäle (8, 5, 7) zum Einführen von Druckgas durch die Nabe in diesen Hohlraum vorgesehen sind, wobei zwischen der Nabe und den Wandteilen (13d', 13d") des Mischflügels und den benachbarten Behälterwandteilen ein Spalt (16) vorgesehen ist, um den Austritt von Druckgas in den Mischbehälter (1) längs des ganzen Mischflügels von der Nabe bis zur zylindrischen Wand (1a) zu ermöglichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich der zylindrischen Wand (1a) des Mischbehälters (1) über den Umfang verteilt Zweistoffdüsen (23) zum Einführen einer Flüssigkeit mittels Druckluft angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Flachboden (2) koaxial zum Mischbehälter (1) ein Rohr (5) eingesetzt ist, das einerseits die Lager (10) für die Antriebswelle (9) der mechanischen Mischvorrichtung (13) enthält und anderseits ausserhalh des Mischbehälters (1) einen Zufuhrstutzen t8) für Druckluft und innerhalb des Mischbehälters Austrittsöffnungen (7) für dieselbe aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zum Rohr t5) innerhalb des Mischbehälters (1) ein zylindrischer Ring (12) aus luftdurchlässigem Sintermetall angeordnet und gegenüber der Mündung des Rohres (z) und dem Flachboden (2) abgedichtet ist.

5. Vcrrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenteil einen Nabenflansch (13a) aufweist, an dem eine zylindrische Büchse (13c) befestigt ist, welche die Mischflügel (13d) trägt und Oeffnungen (13e) für den Durchtritt von Druckluft in die Hohlräume (15) der Mischflügel (13d) enthält.

6. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, dass zum Mischen und Behandeln des im Mischbehälter befindlichen Gutes durch Zufuhr von Druckgas in die rotierende Mischvorrichtung t13) eine Fluidisierung des Gutes und durch Eindüsen von Flüssigkeit über die Zweistoffdüsen t23) ein gleichmässiges Benetzen des fluidisierten Gutes erzielt wird.

L e e r s e i t e