DE3006438C2

DE3006438C2 - Verfahren zum Beschicken eines kontinuierlich arbeitenden Mischers und kontinuierlich arbeitender Mischer

Info

Publication number: DE3006438C2
Application number: DE3006438A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4790 Paderborn Lödige
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1983-09-01
Also published as: US4349280A; CA1162918A; DE3006438A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschicken eines kontinuierlich arbeitenden Mischers zum Vermischen von Feststoffen oder von Feststoffen mit Flüssigkeiten mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 sowie einen kontinuierlich arbeitenden Mischer zum Vermischen von Feststoffen oder Feststoffen mit Flüssigkeiten mit einer horizontal angeordneten, zylindrischen Trommel gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 2.

Bei Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art und bei Mischern mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 2 werden die zu mischenden Feststoffe, wie Fasern aus ligno-zellulosehaltigen Stoffen oder Kunststoffe^ Granulate, Holzspäne usw., über eine Beschickungsvorrichtung von oben her zugegeben und unmittelbar anschließend an diese Beschickungsvorrichtung in den sich horizontal erstreckenden Mischraum umgelenkt. Die kleinen und kleinsten Feststoffteilchen müssen dabei aus einer zur Mischerachse etwa tangentialen Richtung in eine zu ihr gleiche Richtung umgelenkt und dabei auf die

erforderliche Umlaufgeschwindigkeit der im Mischer befindlichen Mischwerkzeuge beschleunigt werden. Hierzu werden bei den bekannten Verfahren und Mischern der eingangs erwähnten Art (DE-OS 27 36 812; DE-OS 25 34 649) im Beschickungsbereich besondere Werkzeuge, sogenannte Einholwerkzeuge, auf der Mischerwelle angeordnet, welche die Feststoffteilchen, die über die Beschickungsvorrichtung einfallen, erfassen und infolge ihrer besonderen Formgebung aus der tangentialen Einfallrichtung in die Längsrichtung des Mischers umlenken und gleichzeitig derart beschleunigen, daß sich ein Mischgutring ausbildet Bei diesem Vorgang kommt es im Einlauf- bzw. Umlenkungsbereich zu starken Prall- und Quetschwirkungen der Feststoffteilchen. Diese Prall- bzw. Quetschwirkung ist bei Ringmischern besonders groß, da bei diesen die Feststoffteilchen so umgelenkt werden müssen, daß sich möglichst unmittelbar hinter der Eintrittsöffnung in die zylindrische Mischtrommel ein schnell umlaufender Mischgutring an der Innenwandung der Mischertrommel bilden kann.

Die ira Bereich der Einlauf- und Rir.gbildungszone bei bekannten Mischern rotierenden Mischwerkzeuge, die mit großer Geschwindigkeit auf das einfallende Mischgut treffen, führen infolge starker äußerer und innerer Reibung der Feststoffteilchen und der Stoß- und Quetschbelastung zur Zerstörung der Struktur der Feststoffteilchen, was bei bestimmten Mischgütern, beispielsweise Kunststoffgranulaten bestimmter Teilchengröße, bei Fasern, bei Spänen usw. nachteilig ist. Die Folge solcher Veränderungen bzw. Zersiörungen der Struktur der Feststoffteilchen ist, beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten, eine unerwünschte Qualitätsminderung des Endproduktes also der fertigen Spanplatte. Wenn die zu mischenden Feststoffteilchen mit Flüssigkeit, beispielsweise Späne mit Leim, benetzt werden sollen, stellt sich außerdem infolge Vergrößerung der Oberfläche der zu mischenden Teilchen ein unerwünscht hoher Leimverbrauch ein.

Vorschläge, diese für die Qualität der Enderzeugnisse schwerwiegenden Nachteile zu beseitigen, haben sich bisher auf konstruktive Ausbildungen der im Bereich der Beschickungsvorrichtung befindlichen Werkzeuge beschränkt (vgl. OS 27 36 812).

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Ansprüche? 1 genannten Art zu schaffen, bei dem die Umlenkung und Beschleunigung der Feststoffteilchen weitestgehend ohne die Einwirkung von reibungs- und stoßverursachender Werkzeuge bewirkt wird. Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren entsprechend den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Verfahrensschritte gelöst.

Es ist ferner Aufgaabe der Erfindung, einen Mischer ' mit den Merkmale.! des Oberbegriffes des Anspruchs 2 so auszubilden, daß Stoß- und Quetschvorgänge der Feststoffteilchen, die z:ir Strukturänderung dieser Teilchen führen und durch besondere mit der Mischerwelle rotierende Einhol- und/oder Umlcnkwerkzeuge t im Bereich der Beschickungsvorrichtung entstehen, weitgehend zu vermeiden und die Umlenkung und Beschleunigung der Feststoffteilchen durch eine mittels lenkender Einbauten gezielt erzeugte Luftströmung erfolgt. h

Diese Aufgabe wird bei einem kontinuierlich arbeitenden Mischer .nit den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Anspruchs 2 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs wiedergegebenen Merkmalen gelöst.

In den Unteranspruchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäß ausgebildeten kontinuierlich arbeitenden Mischers angegeben.

Durch die Erfindung werden die über den Einlaufschacht ankommenden Feststoffe unter Vermeidung mechanisch wirkender Werkzeuge, wie beispielsweise umlaufende Einholwerkzeuge, durch Zwangsluftströmung so umgelenkt, geführt und beschleunigt, daß diese in wenigstens annähernd axialer Richtung und in wenigstens annähernd gleicher Drehrichtung wie die im Mischer selbst befindlichen Mischwerkzeuge in den Mischer eintreten, ohne daß es dabei zu unerwünschten Verwirbelungen der Feststoffteilchen führenden und auf die erforderliche Geschwindigkeit der umlaufenden Mischwerkzeuge beschleunigenden Luft kommt. Durch die Erfindung werden ferner die bisher üblichen, im Aufbau komplizierten und ständigem Verschleiß unterliegenden Werkzeuge der sogenannten Einholzone entbehrlich. Das Mischgut ist dadurch nicht mehr den sattsam bekannten Reib- und Quetschvorgängen ausgesetzt, die zur Zerstörung der Strake-;· der Feststoffteilchen und damit zu einer erheblichen Minderung des aus den Feststoffteilchen herzustellenden Enderzeugnisses führen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen ar einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Trommelmischers mit Einlaufschacht und einer am anderen Ende des Mischers befindlichen Gutaustrittsöffnung,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Mischers nach Fig. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie II1-III der Fi g. 1.

F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der F i g. 3.

Der Mischer nach Fig. 1 bzw. 2 weist eine in der Mitte geteilte Mischtrommel 7 auf, deren Deckel 1 aufklappbar ist. In der zylindrischen Mischtrommel 7 läuft eine vom Motor 16 angetriebene Mischerwelle 14 um. Auf der Mischerwelle 14 befinden sich nicht näher dargestellte Misch werkzeuge. Das zu mischende Gut fällt über einen Einlaufschacht 9 mit vorzugsweise flach recHteckigem Querschnitt in Richtung des Pfeiles Fc herab, der im unteren Teil einen trichterförmigen Endabschnitt 9' hat. Oberhalb der engsten Stelle dieses trichterförmigen Endabschnittes 9' ist erfindungsgemäß ein düsenartig ausgebildeter Lufteintrittskanal 2 vorgesehen, dessen Düse 2' auf der ganzen Breite des Einlaufschachtes 9 in diesen einmündet. Über den düsenartigen Kanal 2 tritt die in ihm strömende Druckluft mit hoher Geschwindigkeit über die Düse 2' auf der ganzen Breite des Einlaufschachtes 9 in diesen aus, vermischt sick mit dem herabfallenden Mischgut und gelangt in einen Einblaskanal 3, der im unteren Teil der Trommel 7 entlang der Wandung T der Trommel schräg in Richtung auf die eigentliche Eintrittsöffnung 15 zum Mischraum der Trommel 7 verläuft (vgl. F^; g. 4). In F i g. 3 und V i g. 4 zeigen die Pfeile Fi die Strömungsrichtung der zwangsgeführten Luft und die Pfeile Fo die Bewegungsrichtung der Gutteilchen innerhalb des ZvjngluftstroiTies an. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, bewegen sich die Gutteilchen Fc, in dem in F ig. 3 ersichtlichen Schnitt nach vom aus der Zeichenebene, was mit Punkten, die durch Kreise umgeben sind, angegeben ist. Dadurch, daß der Einblaskanal 3 erfindungsgemäß in Richtung auf die Trommeleintrittsöffnung 15 einen schraubenlinienförmigen Verlauf hat und durch ein entsprechend gebogenes Leitblech 6 nach rückwärts zu begrenzt ist.

ergibt sich, daß der Einblaskanal 3 in Drehrichtung der Mischerwelle 14 und damit in Drehrichtung des auf der Mischerwelle 14 angeordneten Werkzeuges, nämlich einer Schaufel 8, in die Trommel 7 mündet (vgl. F i g. 4).

Das im Einlaufschacht 9 herabfallende Gut wird durch den über die Düsen 2' eintretenden Luftstrom aufgelockert und durchläuft somit zusammen mit der Druckluft den annähernd schraubenlinienförmig nach vorn gerichteten Einblaskanal 3, an dessen vorderem Ende das Gut infolge der hierbei erhaltenen Richtung und Geschwindigkeit axial gerichtet in die Mischtrommel 7 mit einer Geschwindigkeit austritt, die annähernd der der Umlaufgeschwindigkeit der rotierenden Schaufel 8 ist. Hierdurch werden Quetschungen und Stöße des aus festen Teilchen bestehenden Gutes beim Zusammentreffen mit der rotierenden Schaufel 8 und den übrigen Werkzeugen, die auf der Welle 14 befestigt sind, vermieden. Der Einblaskanal 3 wird nach innen zur Welle 14 durch ein Absaugrohr 4 begrenzt, das die Welle 14 koaxial umgibt. Dieses Absaugrohr 4 umschließt einen Luftabsaugkanal 4', der innerhalb des Absaugrohres 4 koaxial zur Mischerwelle von der Eintrittsöffnung 15 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung V der Mischgutteilchen nach rückwärts entsprechend der Richtung der Pfeile Fl verläuft. In diesem Absaugkanal 4' wird die aus dem Einblaskanal 3 austretende Luft infolge der starken Saugwirkung des Gebläses oder Ventilators 11 um 180« umgelenkt, so daß eine Verwirbelung dieser Luft innerhalb der eigentlichen Trommel 7 und damit eine unerwünschte Beeinflussung der in diese Trommel eintretenden Gutteilchen vermieden ist. Die Luftströmung, die gemäß Fig.3 entsprechend den Pfeilen Fl innerhalb des schraubenlinienförmig nach vorn auf die Mischertrommel zu gerichteten Einblaskanals 3 strömt, wird somit im Bereich des vorderen Endabschnittes des Absaugrohres 4 scharf umgelenkt und an einem weiteren Einströmen in den Trommelbereich gehindert. Sie strömt entlang der Pfeile Fl koaxial zur Welle 14 in einen Ansaugraum 1 (vgl. Fig.4), von dem sie zum Gebläse 11 und von diesem über den Ansaugstutzen 12 wieder im Kreis zu dem düsenartigen Kanal 2 über die Düse 2' wieder zum Einblaskanal gelangt. In F i g. 3 ist die Strömung der Luft innerhalb des Absaugrohres 4 mit Zeichensymbolen (Kreuz mit Kreis) angedeutet. Die gekrümmten Pfeile Fl in Richtung zur Welle 14 zeigen die Luftströmung im Bereich des vorderen Stirnendes des Rohres 4 an der Umlenkstelle.

Der Luftabsaugkanal 4' mündet somit auf der der Eintrittsöffnung 15 abgewandten Seite in einen an die Ansaugseite des Gebläses 11 angeschlossenen Ansaugraum 1.

Im oberen Bereich der Eintrittsöffnung 15 zur Mischtrommel 7 hin ist zwischen Absaugrohr 4 und der Wand der Trommel 7 ein Blendenring 5 angeordnet, der den Absaugquerschnitt verkleinert und ein Eindringen von Mischgutteilchen in den vor dem Ansaugstutzen 12 liegenden Ansaugraum 1 verhindert Die Luft strömt entsprechend den in F i g. 4 eingezeichneten Pfeilen Fl zum Ventilator zurück und von dort über die Druckseite des Ventilators wieder in den düsenartigen Kanal 2, über Düsen 2*. in den Einblaskanal 3. Infolge der Anordnung der Ringblende endet die öffnung des durch Außenwandung des Absaugrohres 4, Innenwandung der Mischtrommel 7 und dem schraubenförmig nach vorn verlaufenden Leitblech 6 gebildeten Einblaskanals 3 im Bereich der Ringblende. Ferner ist in Strömungsrichtung des Mischgutes gesehen hinter der Ringblende 5 und der öffnung des liinblaskanals 3 in Richtung der Gutaustragsöffnung 13 wenigstens eine mit der Welle 14 umlaufende Schaufel 8 vorgesehen, die die ankommenden Gutteilchen erfaßt und in eine gewünschte, zum '■> Gutaustrag 13 hin gerichtete schraubenlinienförmige Unilaufbewegung entlang der Innenwandung der Trommel 7 bringt.

Vorteilhaft ist die Druckseite des Gebläses 11 zwecks Abzweigung eines Teilluftstromes in den Einlaufschacht ι» 9 mit diesem durch einen Verbindungskanal strömungsverbunden. An der Mündungsstelle dieses Verbindungskanals sind vorteilhaft Düsen 10 (vgl. Fig.3) vorgesehen, die unmittelbar oberhalb des trichterförmigen Endabschnittes 9' in den Einlaufschacht 9 in Richtung r> des in Fig. 3 eingezeichneten Pfeiles, also in Richtung nach unten, münden. Hierdurch findet bereits eine erste Auflockerung des Gutes in Richtung nach unten statt, so daß Stauungen des Gutes im Bereich des verengten Querschnittes 9' des Einlaufschachtes weitgehend -" vermieden sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Luftstrom des Gebläses 11 im Bereich der Düse 2' durch nicht näher dargestellte Luftleitbleche so gelenkt wird, daß der vom Gebläse Il kommende - > Zwangsluftstrom Fl nach Austritt aus dem Einblaskanal 3 in die Rundung der Mischtrommel 7 geleitet wird.

Wie bereits dargelegt, bilden Ansaugraum 1 mit Ansaugstutzen zum Gebläse 11, Kanal 2 mit Düse 2'. EinblasKanal 3 und Absaugkanal 4' einen in sich w geschlossenen Kreislauf, so daß die aus dem Gebläse 11 druckseitig austretende Luft ständig mit einer gewünscht hohen Geschwindigkeit über den düsenartigen Kanal 2, Düse 2' nach Mischung mit den Gutteilchen in den sich in Drehrichtung der Werkzeuge 8 schrauben-■>⁵ förmig in die Trommel 7 hineinwindenden, trichterartig verlaufenden Einblaskanal gelangt, von wo die Gutteilchen in gelenkter Richtung in die Trommel 7 eintreten und dabei infolge der Anordnung des Absaugrohres 4 in Verbindung mit der Blende 5 von der Zwangsluftströmung, die über Kanal 4' in entgegengesetzter Richtung abgesaugt wird, getrennt werden. Das ankommende Mischgut wird dann von dem Werkzeug 8 übernommen und in Richtung auf den Austrag 13 hin weitertransportiert. Durch die besondere Anordnung des Absaugrohres 4 zentral zu Welle 14 wird die Luft nur im wellennahen und — wegen der Zentrifugaleffekte der rotierenden Misch werkzeuge — mischgutfreien Bereich angesaugt.

Das Luftvolumen und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft können über eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine Drosselklappe, den jew .iligen Mischgutverhältnissen entsprechend geregelt werden. Hierdurch wird bewirkt, daß die Mischgutteile durch die Luftströmung so weit beschleunigt, daß ihre eigene Geschwindigkeit in etwa der der rotierenden, auf der Welle 14 sitzenden. Werkzeuge 8 entspricht Die . schraubenförmige Bewegung des Gemisches drückt das Mischgut mit nur minimalen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Mischgut und Werkzeugen in die Trommel 7 des Mischers, ohne daß dabei die Gutteilchen zerstörenden Quetsch- oder Stoßkräften ausgesetzt wären. Die in F i g. 2 dargestellte Vorderansicht des Mischers zeigt in schematischer Darstellung das Gebläse 11, den Ansaugstutzen 12 sowie den vom Ventilator 11 zum Kanal 2 führenden Einblasstutzen. Dabei ist dargestellt daß der Ventilator 11 vorteilhaft als Gegengewicht zum aufklappbaren Oberteil des Mischerdeckels ausgebildet sein kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschicken eines kontinuierlich arbeitenden Mischers zum Vermischen von Feststof- "> fen oder von Feststoffen mit Flüssigkeiten, bei dem die Mischwerkzeuge in einem zylindrischen, horizontal angeordneten Mischraum hochtourig umlaufen und der für den zuzugebenden Feststoff eine Beschickungsvorrichtung vor dem Mischraum auf- "> weist, in welcher der Feststoff in den Mischraum gelenkt und auf die Umfangsgeschwindigkeit der Mischwerkzeuge beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung und Beschleunigung des Feststoffes durch gerichtete i> Luftströmung erfolgt und daß der Feststoff von der zur Umlenkung und Beschleunigung erforderlichen Luft unmittelbar nach der Beschickungsvorrichtung getrennt wird.

2. Kontinuierlich arbeitender Mischer zum Vermi- ■» sehen von Feststoffen oder Feststoffen mit Flüssigkeilen mit einer horizontal angeordneten, zylindrischen Trommel, die einen Mischraum mit einer kreisförmigen Eintrittsöffnung aufweist mit einer axial im Misch.aum hochtourig umlaufenden, mit & Mischwerkzeugen versehenen Welle, mit einer Beschickungsvorrichtung für den Feststoff, die vor dem Mischraum angeordnet ist und von einem Einlaufschacht, einem Teil der Trommel und Mitteln zum Umlenken und Beschleunigen des einfallenden Feststoffes in Richtung zum Mischraum und in Drehrichtu 3 der Mischwerkzeuge gebildet ist. wobei der Einlaufschacht in die Trommel einmündet, mit einer Zugabe der Flüssigkeit in den Mischraum im Falle der Vermischung "on Feststoffen mit ^J5 Flüssigkeiten und mit einem Mischgutaustrag im Anschluß an den Mischraum, daß das Umlenken und Beschleunigen des einfallenden Feststoffes mit Hilfe einer gerichteten Luftströmung erfolgt, wobei in den unteren Bereich des Einlaufschachtes (9) ein düsenartig auslaufender Lufteintrittskanal (2) mündet, daß die dort austretende Luftströmung (Fl) im wesentlichen tangential in Umfangsrichtung der Trommel gerichtet ist, daß sich an den Einlaufschacht ein Einblaskanal (3) anschließt, der zur Eintrittsöffnung (15) des Miichraumes gerichtet ist, und daß im Bereich der Eintrittsöffnung des Mischraumes ein Luftabsaugkanal (4') beginnt, der sich im wesentlichen entgegen der Feststoffeinblasrichtung erstreckt, so daß die Luft scharf umgelenkt ^Μ wird und sich der Feststoff von der Luft trennt.

3. Mischer nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des Einlaufschachtes einen trichterförmig verjüngten Endabschnitt (9') aufweist und tangential in die Trommel einmündet.

4. Mischer nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (9') flach rechteckigen Querschnitt hat. in den der Lufteintrittskanal (2) auf ganzer Breite des Einlaufschachtes (9) mündet.

5. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einblaskanal (3) in Richtung auf die Eintrittsöffnung (15) des Mischraumes einen schraubenlinienförmigen Verlauf hat und durch ein entsprechend gebogenes Leitblech (6), durch die Trommelwand (7) und durch einen Teil der Außenwand des Luftabsaugkanals (4') begrenzt ist.

6. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet daß der Luftabsaugkanal (4') koaxial zur Mischerwelle (14) vorgesehen ist und durch ein Rohr (4) gebildet ist

7. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Lufteintrittskanal (2), der Einblaskanal (3) und der Luftabsaugkanal (4') hintereinander vom Luftstrom eines Gebläses (11) beaufschlagt sind.

8. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 7. dadurch gekennzeichnet daß das Gebläse (11) mit seiner Druckseite an den Lufteintrittskanal (2) und mit seiner Saugseite an den Luftabsaugkanal (4') angeschlossen ist

9. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 8. dadurch gekennzeichnet daß der Einblaskanal (3) durch die Innenwandung der Mischtrommel (7), durch die Außenwandung des Absaugrohres (4) und das schraubenförmig zum Mischraum hin verlaufenden Leitblech (6) gebildet ist und im Dereich des Anfanges des Mischraumes endet

10. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugrohr (4) an seinem zum Mischraum gelegenen Ende von einem Blendenring (5) umgeben ist, der bis zur Trommelwandung (7) reicht und der im unteren Teil durch den Einblaskanal (3) unterbrochen wird.

11. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 10. dadurch gekennzeichnet daß in Strömungsrichtung des Mischgutes hinter der Ringblende (5) und der Austrittsöffnung des Einblaskanals (3) in Richtung der Gutaustragsöffnung (13) der Trommel (7) wenigestens eine mit der Welle (14) umlaufende Schaufel (8) angeordnet ist.

12. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite des Ventilsators (11) zwecks Abzweigung eines Teilluftstromes in den Einlaufschacht (9) mit diesem strömungsverbunden ist.

13. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dafc. irrt Bereich oberhalb des trichterförmigen Endabschnittes (9') in den Einlaufschacht (9) Düsen (1&) zur Einführung eines Teildruckluftstromes angeordnet sind.