DE4310266A1 - Mischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Derartige Mischer, die mit einer Zerkleinerungs-Einrichtung versehen wer­ den, werden oft zum Mischen von Stoffen eingesetzt, von denen zumindest ein Teil besonders aggressiv, gesundheitsgefährdend oder auf andere Weise nicht umweltverträglich ist. Grundsätzlich besteht die Gefahr, daß an den die Behälterwand des Mischers oder Misch-Reaktors durchsetzenden Wellen der Zerkleinerungs-Einrichtungen derartige gefährliche Stoffe nach außen gelangen. Um dies zu vermeiden, sind Radialdichtringe, einfach wirkende Gleitring-Dichtungen oder doppelt wirkende Gleitring-Dichtungen eingesetzt worden, die aber den Nachteil haben, daß sie bei einem Aus­ fall einen Austritt der im Mischer befindlichen Stoffe nach außen nicht mehr verhindern. Auch wenn doppelt wirkende Gleitring-Dichtungen einge­ setzt werden, kann es beim Ausfall der atmospährenseitigen Dichtung vor­ kommen, daß die Sperrflüssigkeit austritt, die selber nicht umweltver­ träglich sein muß, was dann wiederum auch den Austritt von im Mischer behandelten Stoffen zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer der gattungsge­ mäßen Art so auszugestalten, daß ein Austritt von im Mischer behandelten Stoffen durch die Ausnehmung, die die zum Arbeitskopf führende Welle der Zerkleinerungs-Einrichtung aufnimmt, zuverlässig vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die Magnet-Kupplung in Verbin­ dung mit dem Spalttopf wird erreicht, daß die Ausnehmung in der Behäl­ terwand in einen geschlossenen Raum, nämlich den Innenraum des Spalt­ topfes mündet, der nach außen völlig abgedichtet ist.

Die Unteransprüche geben zum Teil erfinderische Ausgestaltungen an. Be­ sonders zu erwähnen ist, daß einer in der Ausnehmung befindlichen Gleit­ ring-Dichtung eine Sperrflüssigkeit zugeführt wird, die den Innenraum des Spalttopfes durchströmt und hierbei die Wärme abführt, die durch Reibung und Wirbelströme entsteht, wobei diese Sperrflüssigkeit gleichzeitig zum Schmieren des Lagers herangezogen werden kann, in dem der Läufer der Magnet-Kupplung gelagert ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung, die im Längsschnitt einen Teil eines Mischers mit einer Zerkleinerungs-Einrichtung zeigt.

In der Zeichnung links ist eine zylindrische Behälterwand 1 eines Mischers bzw. Misch-Reaktors 2 dargestellt, in dessen Innenraum 3 ein nicht dargestelltes, drehantreibbares Mischwerk angeordnet ist. An der Behälterwand 1 ist eine Zerkleinerungs-Einrichtung 4 angebracht, deren Arbeitskopf 5 im Innenraum 3 angeordnet ist, um dort Mischgut-Agglome­ rate zu zerteilen, Mischgut zu scheren, zu homogenisieren oder das Mischgut auf andere Weise einer intensiven mechanischen Behandlung zu unterziehen.

Derartige Mischer bzw. Misch-Reaktoren sind allgemein be­ kannt, beispielsweise aus der DE 38 39 671 A1 (entsprechend US-Patent 5 018 673).

Die Zerkleinerungs-Einrichtung 4 weist einen Elektro-Motor 6 auf, der über ein Traggerüst 7 auf einer Grundplatte 8 abgestützt ist, die an der Behälterwand 1 angebracht ist. Zwischen dem Motor 6 und dem Arbeitskopf 5 ist eine Magnet-Kupplung 9 vorgesehen, die innerhalb des Traggerüstes 7 angeordnet ist. Die Magnet-Kupplung 9 weist einen mit der Abtriebswelle 10 des Motors 6 drehfest verbundenen topfförmigen Treib-Kopf 11 auf, an dessen zylindrischer Innenwand 12 konzentrisch zur gemeinsamen Achse 13 von Motor 6, Kupplung 9 und Arbeitskopf 5 Permanentmagnete 14 ange­ bracht sind, und zwar über den Innenumfang der Innenwand 12.

Der Arbeitskopf 5 ist mit einer Kupplungs-Abtriebswelle 15 drehfest ver­ bunden, die die Behälterwand 1 bzw. die Grundplatte 8 durchsetzt. Sie ist auf der Außenseite des Mischers 2 in einem Lager 16 um die Achse 13 frei drehbar gelagert. Das Lager 16 weist einen mit der Grundplatte 8 verbundenen Lagerbock 17 auf, der mit einer keramischen Gleitlager­ schale 18 versehen ist. Auf der Abtriebswelle 15 ist eine Lagerhülse 19 drehfest angebracht, die in der Schale 18 drehbar angeordnet ist. Den Enden der Lagerhülse 19 sind noch Axial-Lagerringe 20 zugeordnet, die sich gegen entsprechende Lagerflächen 21 der Gleitlager-Schale 18 ab­ stützen, wodurch die Abtriebswelle 15 einerseits frei drehbar und ande­ rerseits axial unverschiebbar im ortsfesten Lagerbock 17 gelagert ist. Am außenliegenden freien Ende der Abtriebswelle 15 ist drehfest ein ebenfalls topfförmiger Läufer 22 angebracht, auf dessen zylindrischer Außenwand 22a Permanentmagnete 23 angeordnet sind, die konzentrisch zur Achse 13 und - bezogen auf die Richtung der Achse 13 - mit den Permanentmagne­ ten 14 überdeckend angeordnet sind. Auch diese Permanentmagnete 23 sind über den Umfang des Läufers 22 verteilt angeordnet. Sie sind jeweils gegenpolig zu den Permanentmagneten 14 angeordnet. Zwischen den Perma­ nentmagneten 14 und den Permanentmagneten 23 ist ein Luftspalt 24 aus­ gebildet, dessen Erstreckung radial zu Achse 13 grundsätzlich möglichst gering sein sollte, um die magnetische Kupplung zwischen den Permanent­ magneten 14 und den Permanentmagneten 23 möglichst groß zu machen.

Es ist ein Spalttopf 25 vorgesehen, dessen zylindrische Wand 26 den Luft­ spalt 24 durchsetzt und dessen einstückig mit der Wand 26 ausgebildeter Boden 27 zwischen dem Boden 28 des Treibkopfes 11 und dem Boden 29 des Läufers 22 sich befindet. An seinem der Grundplatte 8 zugewandten offe­ nen Ende ist der Spalttopf 25 mit einem Flansch 30 versehen und mittels einer Dichtung 31 abgedichtet mit der Grundplatte 8 gas- und flüssig­ keitsdicht verschraubt.

Die Kupplungs-Abtriebswelle 15 ist in einer die Grundplatte 8 und die Behälterwand 1 durchsetzenden Ausnehmung 32 mittels einer einfach wir­ kenden Gleitring-Dichtung 33 abgedichtet, die auf ihrer dem Innenraum 34 des Spalttopfes 25 zugewandten Seite an einen Sperrflüssigkeits-Zuführ­ kanal 35 angeschlossen ist. Die Sperrflüssigkeit verhindert einerseits den Austritt von Feststoffen aus dem Innenraum 3 des Mischers 2 in das Lager 16 und erst recht ins Freie. Soweit flüssige oder flüchtige Stoffe im Innenraum des Mischers 2 sind und durch die Gleitring-Dichtung 33 in den Innenraum 34 austreten, werden sie von der Sperrflüssigkeit aufge­ nommen und von dieser durch einen Sperrflüssigkeits-Abführkanal 36 ab­ geführt, der aus dem Innenraum 34 des Spalttopfes 25 ausmündet. Dieser Innenraum 34 des Spalttopfes 25 ist also vollständig mit Sperrflüssigkeit gefüllt. Um das Abströmen der Sperrflüssigkeit von der Gleitring-Dichtung 33 in den Innenraum 34 zu erleichtern, ist im Lagerbock 17 mindestens ein Übertritts-Kanal 37 vorgesehen. Die Sperrflüssigkeit kann weiterhin als Schmiermittel im Lager 16 wirken, wozu einerseits der Lagerbock 17 und andererseits die Gleitlager-Schale 18 mit Schmierkanälen 38 versehen sind, die zum Innenraum 34 hin offen sind. Die auch als Schmiermittel wirkende Sperrflüssigkeit muß nicht notwendigerweise Öl sein. Es kann die gleiche Flüssigkeit sein, die im Innenraum 3 des Mischers 2 einge­ setzt wird. Falls diese Flüssigkeit aggressiv ist, müssen die im Innen­ raum 34 befindlichen Teile einschließlich des Spalttopfes 25 aus einem Werkstoff bestehen, der hiergegen resistent ist. Der Sperrflüssigkeits- Zuflußkanal 35 und der Sperrflüssigkeits-Abführkanal 36 weisen jeweils auf ihrer Außenseite einen Anschluß 39, 40 auf, an dem eine Sperrflüs­ sigkeits-Zuführleitung 41 bzw. eine Sperrflüssigkeits-Abführleitung 42 angeschlossen sind. Die Sperrflüssigkeits-Abführleitung 42 führt zu einem geschlossenen Behälter 43, aus dem wiederum die Zuführleitung 41 aus­ mündet. In die Zuführleitung ist eine Pumpe 44 geschaltet. Das Umpumpen der Sperrflüssigkeit in diesem geschlossenen Kreislauf erfolgt also in Richtung 45. Der Druck in diesem Sperrflüssigkeits-Kreislauf kann dem Druck im Innenraum 3 des Mischers bzw. Misch-Reaktors 2 angepaßt werden.

Der Arbeitskopf 5 weist in bekannter Weise auf das im Innenraum 3 des Mischers 2 befindlichen Ende der Kupplungs-Abtriebswelle 15 aufgespannte Messer 46 auf. Diese Messer sind bekannt, beispielsweise aus der DE 38 39 671 A1 (entsprechend US-Patent 5 018 673). Anstelle solcher Messerköpfe können aber auch sogenannte Rotor-Stator-Systeme vorgesehen sein, wobei dann mit der Abtriebswelle 15 der entsprechende Rotor gekop­ pelt ist. Derartige Rotor-Stator-Systeme sind beispielsweise aus der EP 0 200 003 A2 (entsprechend US-Patent 4 848 919) bekannt.

Claims (7)

1. Mischer mit einer einen Innenraum (3) umschließenden Behälterwand (1) und mit einer Zerkleinerungs-Einrichtung (4), die einen im Innenraum (3) des Mischers (2) angeordneten Arbeitskopf (5) aufweist und die mit einem außerhalb des Innenraums (3) des Mischers (2) angeordneten Elek­ tro-Motor (6) drehantreibbar verbunden ist, wobei eine mit dem Arbeits­ kopf (5) drehfest gekoppelte Welle (Kupplungs-Abtriebswelle 15), die eine in der Behälterwand (1) ausgebildete mit einer Dichtung (33) versehene Ausnehmung (32) durchsetzt und die mit einer Abtriebswelle (10) des Motors (6) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ab­ triebswelle (10) des Motors (6) und der den Arbeitskopf (5) treibenden Welle (Kupplungs-Abtriebswelle 15) und außerhalb des Innenraums (3) des Mischers (2) eine Magnet-Kupplung (9) vorgesehen ist, die einen mit der Abtriebswelle (10) des Motors (6) gekoppelten, an einer Innenwand (12) mit Permanentmagneten (14) versehenen Treibkopf (11) und einen in dem Treibkopf (11) angeordneten Läufer (22) aufweist, der auf einer Außen­ wand (22a) mit den Permanentmagneten (14) des Treibkopfes (11) zugeord­ neten Permanentmagneten (23) versehen ist und der mit einer mit dem Ar­ beitskopf (5) gekoppelten Kupplungs-Abtriebswelle (15) drehfest verbunden ist, und daß ein einen Luftspalt (24) zwischen den Permanentmagneten (14, 23) durchsetzender, den Läufer (22) gas- und flüssigkeitsdicht um­ gebender Spalttopf (25) vorgesehen ist.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ausnehmung (32) befindliche Dichtung als Gleitring-Dichtung (33) ausge­ bildet ist, die auf ihrer dem Innenraum (3) des Mischers (2) abgewandten Seite an einen Sperrflüssigkeits-Zuführkanal (35) angeschlossen ist und daß ein Sperrflüssigkeits-Abführkanal (36) vorgesehen ist.

3. Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitring- Dichtung (33) einfach wirkend und zum Innenraum (34) des Spalttopfes (25) hin offen ist und daß der Sperrflüssigkeits-Abführkanal (36) aus dem Innenraum (34) des Spalttopfes (25) ausmündet.

4. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (22) mit der Kupplungs-Abtriebswelle (15) in einem innerhalb des Spalttopfes (25) angeordneten Lager (16) frei drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist.

5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16) als Gleitlager ausgebildet ist.

6. Mischer nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen des Gleitlagers mittels Schmier-Kanälen (38) mit dem Innenraum (34) des Spalttopfes (25) verbunden sind.

7. Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrflüssigkeits-Zuführkanal (35) und der Sperrflüssigkeits-Ab­ führkanal (36) in einen geschlossenen Sperrflüssig-Keitskreislauf einbe­ zogen sind.