[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Feststoffen mit Flüssigkeiten,
insbesondere zum Beleimen von Holzspänen nach dem Oberberbegriff des Patentanspruches
1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 5.
[0002] Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus der DE-PS 2 057 594 und der DE-AS
2 113 960 (entsprechend US-PS 3734471) bekannt. Diese Holzspanbeleimungsmischer haben
zu einer Revolutionierung der Spanbeleimung geführt, weil in ihnen auf kleinstem Raum
mit höchster Intensität eine ausserordentlich feine Verteilung des Leims auf der Oberfläche
der Späne erfolgte, wodurch eine erhebliche Leimeinsparung und auch eine Einsparung
an Anlagekosten im Vergleich zu den vorher üblichen, grossvolumigen Schub- oder Schleuder-
und Wirbel-Mischern erreicht wurde. Der Wirkungsmechanismus bei diesen sogenannten
Ringmischern ist derart, dass das Mischgut von einem weit überkritisch angetriebenen
Mischwerk derart beschleunigt wird, dass es sich in Form eines verhältnismässig dünnen
Mischgutringes schraubenlinienförmig an der Innenwand des Mischbehälters bewegt. In
diesen Mischgutring wird der Leim direkt eingebracht, und zwar bei den Ausführungsformen
nach den erwähnten Veröffentlichungen durch die hohl ausgebildete Mischwerkswelle
und radial von dieser abstehende, in den Mischgutring eintauchende Flüssigkeitszugaberohre
oder bei einer anderen Ausführungsform gemäss der DE-PS 2134305 durch Flüssigkeitszugaberohre,
die ortsfest in der Behälterwand angebracht sind und durch diese hindurch in den Innenraum
des Mischbehälters geführt sind und mit ihren Auslauföffnungen im Mischgutring enden.
[0003] Trotz der erheblichen Vorteile, die die geschilderten Beleimungsmischer konstruktiv
und apparativ und verfahrenstechnisch gebracht haben, haftete ihnen der Nachteil an,
dass die Holzspäne durch die extrem hohen Beschleunigungskräfte in beträchtlichem
Ausmass beschädigt wurden, was zu einer unerwünschten Qualitätsminderung bei den aus
den Spänen hergestellten Spannplatten führte. Dies galt insbesondere bei Einsatz minderwertigerer
Hölzer. Diese Mischer sind ganz allgemein zum Mischen von Feststoffen mit Flüssigkeiten
einsetzbar.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemässen
Art und eine Vorrichtung der gattungsgemässen Art zu schaffen, wobei eine Schädigung
der Feststoffe weitestgehend unterbleibt und eine bessere Flüssigkeitsverteilung erreicht
wird.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemässen Art durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 und bei einer Vorrichtung der gattungsgemässen Art
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst. Das Wesen der Erfindung
liegt darin, dass die Beschleunigung der Späne sich über einen im Vergleich zu den
bekannten Ringmischern verhältnismässig grossen Zeitraum erstreckt, also sehr viel
langsamer vonstatten geht. Damit werden die Beschleunigungskräfte, d.h. die zu möglichen
Spanschädigungen führenden Kräfte, erheblich reduziert. Es erfolgt also eine kontinuierliche,
zeitlich gestreckte Beschleunigung von einer Schubmischbewegung über eine Schleuder-
und Wirbelmischbewegung bis zu einer Ringmischbewegung. Die Leimzugabe erfolgt teilweise
noch in die Schubmischbewegung der Späne und dann in die Schleuder- und Wirbelmischbewegung
der Späne, d. h. auch während der Leimzugabe brauchen keine mechanischen Kräfte durch
Störstellen od.dgl. aufgebracht zu werden, um den Leim auf die Späne zu verteilen.
Anderseits erfolgt aber nach der Leimzugabe die vorteilhafte, hochintensive Leimverteilung
auf der Oberfläche der Späne in einem Mischgutring. Durch die konische Erweiterung
des Mischbehälters in der Beschleunigungszone wird kontinuierlich das notwendigerweise
vergrösserte Volumen geschaffen, in dem sich die Späne aus der bei der Schubmischbewegung
verhältnismässig dichten Packung in ein gelockertes Volumen während der Schleuder-
und Mischbewegung verteilen können. Anschliessend steht in der Mischzone wieder ein
ausreichend grosser Radius des Mischbehälters zur Verfügung, der ja notwendig ist,
damit die für die Mischgutringbildung erforderlichen Tangentialbeschleunigungen erzeugt
werden. Durch die Art der Leimzugabe in der Beschleunigungszone wird es wieder möglich,
die an sich bekannte Leimzugabe durch Druckdüsen einzusetzen, was zu dem erheblichen
Vorteil führt, dass der Leim mit einem geringeren Wasseranteil, als er bisher üblich
ist, eingesetzt werden kann. Bisher üblich ist ein Verhältnis von Leimtrockenmasse
zu Wasser von 1 : 1. Diese Reduktion des Wassergehaltes führt dazu, dass der Wassergehalt
der Holzspäne entsprechend höher sein kann; die energieaufwendige Trocknung der Holzspäne
kann also etwas früher beendet werden, als dies derzeit möglich ist. Entsprechende
Vorteile gelten ganz allgemein beim Mischen von schüttfähigen bzw. rieselfähigen Feststoffen
mit Flüssigkeiten, wobei es sich beispielsweise um Kraftfutter einerseits und Melasse
anderseits handeln kann.
[0006] Die erfindungsgemässen Massnahmen ermöglichen einen besonders guten Übergang von
der Schubbewegung über die Schleuder- und Wirbelbewegung zur Ringbewegung.
[0007] Aufgrund der weiteren Ausgestaltung nach Anspruch 2 werden durch die als Trägergas
für den Leim dienende Luft im Bereich der Leimzugabe die Holzspäne extrem stark durch
praktisch den gesamten Querschnitt des Mischbehälters an dieser Stelle gewirbelt,
so dass hier eine sehr gleichmässige Verteilung des Leims auf den Spanoberflächen
erfolgt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemässe Art
der Leimzugabe der spezifische Energieeinsatz, d.h. die zur Mischung einer vorgegebenen
Gewichtsmenge Holzspäne mit einer vorgegebenen Gewichtsmenge Leim erforderliche Energie,
deutlich reduziert wird.
[0008] Durch die Massnahmen nach den Ansprüchen 3 und 4 wird erreicht, dass eine grossflächige
Vernebelung des Leims erreicht wird, wobei die einzelnen mikroskopisch kleinen Nebentröpfchen
mit extrem hohen Geschwindigkeiten von aussen auf das wirbelnde Mischgut aufgebracht
werden und daher auch tief in dieses eindringen, da es noch nicht in dichter Lage
wie im Ring sich befindet. Da sich in der Nähe der Mischbehälterwand in höherem Masse
grobe Späne als Feinspäne oder Staub befinden, werden diese in verstärktem Masse beleimt,
was wünschenswert ist.
[0009] Die Ansprüche 5 bis 13 geben die konstruktiven Möglichkeiten zur Realisierung der
Verfahrensmassnahmen nach den Ansprüchen 1 bis 4 in besonders vorteilhafter Weise
wieder.
[0010] Zahlreiche weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand
der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1, einen Mischer gemäss der Erfindung im vertikalen Längsschnitt,
Fig. 2, einen abgewandelten Mischer gemäss der Erfindung im vertikalen Teil-Längsschnitt,
Fig. 3, einen Querschnitt durch die Mischer nach den Fig. 1 und 2 gemäss der Schnittlinie
111-111 in den Fig. 1 und 2,
Fig. 4, einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 durch einen abgewandelten Mischer,
Fig. 5, einen weiteren Mischer gemäss der Erfindung im vertikalen Längsschnitt,
Fig. 6, einen Querschnitt durch den Mischer gemäss der Schnittlinie VI-VI in Fig.
5 und
Fig. 7, einen Querschnitt durch eine Leimzugabeeinrichtung des Mischers gemäss der
Schnittlinie VII-VII in Fig. 5.
[0011] Da die in der Zeichnung dargestellten Mischer sich nur in dem in der Zeichnung rechten
Bereich unterscheiden, ist der in Fig. dargestellte Mischer in seinem insoweit mit
Fig. 1 übereinstimmenden Bereich geschlossen dargestellt. Die Mischer weisen jeweils
einen Mischbehälter 1 auf, der aus einem dessen Innenwand bildenden Innentrog 2 und
einem den Innentrog umgebenden, die Aussenwand bildenden Kühlmantel 3 besteht. Der
Mischbehälter 1 ist an seinen Enden durch Stirnwände 4, abgeschlossen. An einem -
in den Fig. 1 und 2 rechten - Ende des Mischbehälters 1 ist ein Mischgutzulauftrichter
6 vorgesehen, der tangential von oben in den vom Innentrog 2 und den Stirnwänden 4
und 5 umschlossenen Innenraum 7 des Mischbehälters 1 einmündet. An dem anderen - in
den Fig. 1 und 2 linken - Ende ist ebenfalls ein tangential ausmündender Mischgutauslauftrichter
8 vorgesehen. Der Mischbehälter 1 ist in der Horizontalebene hälftig geteilt, wobei
die obere Hälfte 9 und die untere Hälfte 10 des Mischbehälters 1 an einer Längsseite
durch Scharniergelenke 11 und auf der gegenüberliegenden Längsseite durch Kniehebelverschlüsse
12 lösbar und aufschwenkbar zusammengehalten werden.
[0012] Im Mischbehälter 1 ist eine Mischwerkswelle 13 koaxial angeordnet, die in Lagern
14, 15 gelagert ist und von einem nicht dargestellten Elektromotor über eine auf der
Mischwerkswelle 13 drehfest angebrachte Keilriemenscheibe 16 antreibbar ist. Auf der
Mischwerkswelle 13 sind weiterhin ausserhalb des Mischbehälters 1, aber in der Nähe
der Stirnwände 4, 5 Auswuchtscheiben 17, 18 angebracht. Auf der Mischwerkswelle 13
sind Gewindebuchsen 19 angebracht, in die hohl ausgebildete Mischwerkzeuge 20 eingeschraubt
sind. In der Mischwerkswelle 13 ist ein mit dieser umlaufendes Kühlwasserzuführrohr
21 angeordnet, von dem in jedes hohl ausgebildete Mischwerkzeug 20 jeweils ein Kühlwasserrohr
22 abzweigt, so dass das Kühlwasser durch das Kühlwasserzuführrohr 21 und die abzweigenden
Kühlwasserrohre 22, durch den Innenraum jedes Mischwerkzeugs 20 in den zwischen dem
Kühlwasserzuführrohr 21 und der Mischwerkswelle 13 befindlichen Ringraum 23 fliesst.
Das Kühlwasser gelangt über einen - in den Fig. 1 und 2 rechts vorgesehenen - Kühlwasseranschluss
24 in die Mischwerkswelle 13, wobei der Kühlwasserzufluss in Richtung a in das Kühlwasserzuführrohr
21 und der Kühlwasserablauf in Richtung b aus dem Ringraum 23 erfolgt. Die Lager 14,
15 sind auf Lagerböcken 25, 26 abgestützt.
[0013] Der Bereich des Mischbehälters 1, über den sich der Mischgutzulauftrichter 6 in Längsrichtung
des Mischbehälters 1 erstreckt, ist zylindrisch ausgebildet und bildet eine Einzugszone
A für das Mischgut, üblicherweise also Holzspäne. In dieser Einzugszone A sind auf
der Mischwerkswelle 13 sogenannte Einzugswerkzeuge angebracht, bei denen es sich in
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 um schaufelartig ausgebildete Einzugswerkzeuge
27 und bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 um ein schneckenartig ausgebildetes
Einzugswerkzeug 28 handelt. Die Einzugswerkzeuge 27 oder 28 dienen dazu, dass durch
den Mischgutzulauftrichter 6 in diesen zylindrischen Abschnitt 29 des Mischbehälters
1 fallendes Mischgut in einer primär axial gerichteten Schubbewegung in den nächsten
sich anschliessenden, konischen Abschnitt des Mischbehälters gefördert wird. Dieser
sich in Durchlaufrichtung 31 des Mischbehälters 1 konisch, d.h. kegelstumpfförmig
erweiternde Abschnitt 30 bildet eine Beschleunigungszone B für das Mischgut. An diesen
konischen Abschnitt 30 schliesst sich ein ebenfalls wieder zylindrischer Abschnitt
32 des Mischbehälters 1 an, der eine sich bis zum Mischgutauslauftrichter 8 erstreckende
Mischzone C und eine sich über die axiale Länge des Mischgutauslauftrichters 8 erstreckende
Auswurfzone D bildet. Der konische Abschnitt 30 erweitert sich vom Radius r
29 zum Radius r32 des zylindrischen Abschnitts 32. Das Verhältnis der Radien r
29 zu r
32 beträgt 0,6 bis 0,8, bevorzugt etwa 0,75. Der Öffnungswinkel a des konischen Abschnitts
30 beträgt etwa 8 bis 15°, bevorzugt etwa 10°. Das axiale Längenverhältnis von Beschleunigungszone
B zu Mischzone C beträgt etwa 1 : 2. Entsprechend dem konischen Verlauf der Innenwand
des Mischbehälters 1 im konischen Abschnitt 30 sind dort die Mischwerkzeuge mit erheblich
geringerer radialer Erstrekkung ausgebildet als im zylindrischen Abschnitt 32. Aus
diesem Grunde sind die in dieser Beschleunigungszone B vorhandenen Mischwerkzeuge
mit der Bezugsziffer 20' versehen, wobei die radiale Länge dieser Mischwerkzeuge 20'
vom Beginn der Beschleunigungszone B, also vom Ende der Einzugszone A an, bis zum
Ende der Beschleunigungszone B, also bis zum Beginn der Mischzone C, stetig zunimmt,
wie aus der Zeichnung hervorgeht.
[0014] In die Beschleunigungszone B münden insbesondere zur Leimzugabe zu Holzspänen bestimmte
Flüssigkeitszugaberohre 33 (Fig. 1) oder 34 (Fig. 2) ein. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 enden die Flüssigkeitszugaberohre 33 etwa bündig mit der durch den Innentrog
2 gebildeten Innenwand des konischen Abschnitts 30 des Mischbehälters 1. Ihnen kann
die Flüssigkeit drucklos zugeführt werden, wie es allgemein üblich ist und beispielsweise
in der DE-OS 2 738 971 (US-PS 4183 676) beschrieben ist. Die Flüssigkeit kann ihnen
aber auch unter Druck zugeführt werden. In diesem Fall sind an den inneren Enden der
Flüssigkeitszugaberohre 33 Zerstäubungsdüsen 35 angebracht, wie es beispielsweise
aus der DE-PS 1 213 385 (entsprechend US-PS 3 163 403) bekannt ist. Wie aus Fig. 1
ersichtlich ist, sind die Flüssigkeitszugaberohre 33 im wesentlichen in dem von der
Eingabezone A her gesehen vorderen Abschnitt der Beschleunigungszone B angeordnet.
[0015] Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ragen die Flüssigkeitszugaberohre 34 unterschiedlich
weit in den Innenraum 7 des Mischbehälters 1 hinein, wobei das von der Einzugszone
A wiederum in Durchlaufrichtung 31 gesehen erste Flüssigkeitszugaberohr 34' radial
am weitesten von der Innenwand in den Innenraum erstreckt, während die in Durchlaufrichtung
31 nachfolgenden Flüssigkeitszugaberohre 34", 34"' und 34"" sich jeweils weniger tief
von der Wand in den Innenraum 7 erstrekken, so dass das letzte Flüssigkeitszugaberohr
34"" etwa wiederum bündig mit der Innenwand abschliesst. Die Flüssigkeitszufuhr kann
hier in gleicher Weise drucklos oder unter Druck geschehen, wobei in jedem Fall der
Flüssigkeitsaustritt an dem radial innenliegenden Ende des jeweiligen Flüssigkeitszugaberohres
34 erfolgt. Bei beiden Ausführungsbeispielen liegen die Flüssigkeitszugaberohre 33
bzw. 34 in der vertikalen Achsebene des Mischbehälters 1.
[0016] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Flüssigkeits-Austrittsöffnungen
36 also auf einer Linie angeordnet, die mit der Längsachse 37 des Mischbehälters 1
einen Winkel ß bildet, der auf jeden Fall deutlich grösser als a ist. ß beträgt etwa
20 bis 25°.
[0017] Am Mischgutauslauftrichter 8 ist in üblicher Weise eine Drosselklappe 38 angeordnet,
die an ihrer oberen, achsparallelen Kante mittels Schwenkgelenken 39 am Mischbehälter
1 angelenkt ist und durch den Druck des Mischgutes aus der in Fig. 3 dargestellten
geschlossenen Stellung nach unten und zur Seite entsprechend dem Schwenkrichtungspfeil
40 verschwenkt werden kann, so dass die Mischgutauslauföffnung mehr oder weniger geöffnet
wird, so dass wiederum die in Drehrichtung 41 sich bewegenden Mischwerkzeuge 20 das
Mischgut durch die dann mehr oder weniger geöffnete Mischgutauslauföffnung in den
Mischgutauslauftrichter 8 ausschleudern. An der Aussenseite der Drosselklappe 38 ist
ein motorisch verstellbares Gegengewicht 42 angebracht, wie es im einzelnen aus der
Patentanmeldung P 2 923 502 (US-Ser. No. 154 098) bekannt ist. Dieses motorisch verstellbare
Gegengewicht dient dazu, der ohnehin vorhandenen Möglichkeit, dass sich die Drosselklappe
entsprechend dem Druck des Mischgutes im Mischbehälter 1 öffnet, die weitere Möglichkeit
zu überlagern, den in jeder Öffnungsstellung der Drosselklappe 38 vorhandenen Schliessdruck
durch Verstellung des Gegengewichtes 42 zu verändern.
[0018] Das Mischen des Mischgutes mit Flüssigkeit, also insbesondere das Mischen von Holzspänen
und Leim, geht folgendermassen vor sich:
Das durch den Mischgutzulauftrichter 6 eingegebene Mischgut wird von den Einzugswerkzeugen
27 oder 28 axial, also in Durchlaufrichtung 31 bei relativ geringer tangentialer Beschleunigung
in die Beschleunigungszone B geschoben, die es aufgrund dieses vorgegebenen axialen
Schubs weiterhin axial durchläuft. Gleichzeitig wird das Mischgut durch die Mischwerkzeuge
20' zunehmend tangential beschleunigt, so dass aus der reinen Schubmischbewegung eine
Schleudermischbewegung entsteht, bei der also das Mischgut, in der Regel also die
Holzspäne, über den vollen Querschnitt des Mischbehälters in diesem Bereich geschleudert
und gewirbelt werden. In diese Schleuder- und Wirbelbewegung des Mischgutes wird die
Flüssigkeit, in der Regel also Leim, eingegeben, und zwar entweder eingesprüht oder
drucklos zugegeben. Bei der Zugabe nach Fig. 2 wird mit dem ersten tief in den Mischbehälter
hineinragenden Flüssigkeitszugaberohr 34' der Leim noch in die am Übergang von der
Schubmischung zur Schleuder- und Wirbelmischung befindlichen Späne eingegeben, während
er zunehmend von den nachfolgenden Flüssigkeitszugaberohren 34", 34"', 34"" in die
immer stärker aufgewirbelten Späne eingegeben wird. Die Leimzugabe erfolgt also in
einem Bereich, in dem die Holzspäne über einen grösseren Zeitraum stetig, also nicht
zu abrupt und daher schonend, aus einer langsamen Schubbewegung in eine Schleuder-
und Wirbelbewegung überführt werden. Nach der Leimzugabe erfolgt eine weitere Beschleunigung
der Späne, so dass sich in der Mischzone C wieder in üblicher Weise ein sogenannter
Mischgutring 43 an der Innenwand des Mischbehälters 1 bildet, in dem eine intensive
Durchmischung der Holzspäne und des Leims erfolgt.
[0019] Die Mischwerkswelle 13 wird hochtourig angetrieben, so dass zumindest in der Mischzone
C eine weit überkritische Drehzahl herrscht. Die kritische Drehzahl ist dadurch definiert,
dass bei ihrem Erreichen an den radial aussenliegenden Enden der Mischwerkzeuge 20
eine der Erdbeschleunigung entsprechende Beschleunigung angreift. Damit entsprechende
Beschleunigungskräfte ausgeübt werden können, enden die Mischwerkzeuge 20 und 20'
in der Nähe der Innenwand des Mischbehälters 1. Dies gilt insbesondere für die in
der Mischzone C angeordneten Mischwerkzeuge 20, da hier ja der Mischgutring 43 verhältnismässig
dünn ist und die Mischwerkzeuge 20 in diesen Mischgutring 43 hineinragen müssen, um
ständig wieder Beschleunigungskräfte auf die den Mischgutring 43 bildenden Holzspäne
auszuüben.
[0020] Bei einer Druckzugabe der Flüssigkeit, also insbesondere des Leims, durch die Flüssigkeitszugaberohre
kann selbstverständlich Druckgas als zusätzliches Zerstäubungshilfsmittel eingesetzt
werden.
[0021] In die Beschleunigungszone B münden hierbei insbesondere zur Leimzugabe zu Holzspänen
bestimmte Flüssigkeitszugabedüsen 44, die bündig mit der Innenseite des Innentroges
2 des Mischbehälters 1 abschliessen, also nicht in den Innenraum 7 des Mischbehälters
1 hineinragen. Wie aus
[0022] Fig. 4 hervorgeht, münden diese Flüssigkeitszugabedüsen 44 überwiegend tangential
in den Innenraum 7 ein. Bei diesen Düsen handelt es sich um sogenannte Zweistoff-Düsen,
durch die einerseits flüssiger Leim, der durch eine Leimzuführleitung 45 zugeführt
wird, und anderseits Druckluft, die durch eine Druckluftleitung 46 zugeführt wird,
feinstverteilt in den Innenraum 7 gesprüht werden.
[0023] Die Schleuder- und Wirbelbewegung der Späne wird wesentlich unterstützt durch die
durch die Flüssigkeitszugabedüsen 44 eingesprühte Luft, die nicht nur als Trägermittel
für den Leim, also zur Leimzerteilung dient, sondern auch ganz wesentlich eine Auflockerung
der Späne bewirkt.
[0024] Die Druckluft wird den Flüssigkeitszugabedüsen 44 mit einem Druck im Bereich von
2 bis 6 bar, vorzugsweise mit einem Druck von 2,5 bis 4 bar zugeführt.
[0025] Bei einem mittleren spezifischen Gewicht der Holzspäne von 100 kg/m
3 wird den Flüssigkeitszugabedüsen 44 Druckluft im Verhältnis von 2 bis 5 Norm m
3/m
3 Späne zugeführt, und zwar bevorzugt 2,5 bis 3,5 Norm m
3 Luft pro m
3 Späne.
[0026] Da der in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Mischer in seinem Grundaufbau identisch ist
mit dem nach Fig. 2, kann von einer erneuten Beschreibung Abstand genommen werden;
vergleichbare Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen mit einem " ' " bezeichnet.
[0027] Bei diesem Ausführungsbeispiel erweitert sich der konische Abschnitt 30' vom Radius
r
29, zum Radius r
32, des zylindrischen Abschnitts 32'. Das Verhältnis der Radien r
29, zu r
32, beträgt 0,55 bis 0,7, bevorzugt etwa 0,6 bis 0,65. Der Öffnungswinkel a' des konischen
Abschnitts 30 beträgt etwa 12 bis 20°, bevorzugt etwa 18°. Das axiale Längenverhältnis
von Beschleunigungszone B zu Mischzone C beträgt etwa 1 : 2. Entsprechend dem konischen
Verlauf der Innenwand des Mischbehälters 1' im konischen Abschnitt 30' sind auch dort
die Mischwerkzeuge mit erheblich geringerer radialer Erstreckung ausgebildet als im
zylindrischen Abschnitt 32'. Aus diesem Grunde sind die in dieser Beschleunigungszone
B' vorhandenen Mischwerkzeuge mit der Bezugsziffer 20" versehen, wobei die radiale
Länge dieser Mischwerkzeuge 20" vom Beginn der Beschleunigungszone B', also vom Ende
der Einzugszone A' an, bis zum Ende der Beschleunigungszone B', also bis zum Beginn
der Mischzone C', etwa stetig zunimmt, wie aus Fig. 5 hervorgeht.
[0028] In der Auswurfzone D' sind die Mischwerkzeuge etwa schaufelartig zur Erzeugung von
Tangentialbewegungen des Mischgutes ausgebildet und werden deshalb mit der Bezugsziffer
20"' bezeichnet.
[0029] In der Beschleunigungszone B', im dargestellten Ausführungsbeispiel am Übergang vom
konischen Abschnitt 30' zum zylindrischen Abschnitt 32', ist eine Leimzugabeeinrichtung
47, die nach dem Schleuderprinzip arbeitet, vorgesehen. Sie weist zwei drehfest miteinander
verbundene Schleuderteller, und zwar einen inneren Schleuderteller 48 und einen äusseren
Schleuderteller 49, auf, die zwischen sich einen sich zur MittelLängsachse 50 der
Leimzugabeeinrichtung 47 weitgehend radialen Spalt 51 begrenzen. Der äussere, also
der der Innenwand des Mischbehälters 1 zugewandte Schleuderteller 49 geht in einen
rohrförmigen Abschnitt 52 über, in dem ein ebenfalls rohrförmiger Zentrierabschnitt
53 mittels einiger Radialstege 54 fest angeordnet ist. Der innere Schleuderteller
48 weist einen Zentrierbund 55 auf, mittels dessen er radial und axial in dem rohrförmigen
Zentrierabschnitt 53 gehalten wird. Die Breite c des weitgehend ringscheibenförmigen
Spaltes 51 kann durch entsprechende Länge des rohrförmigen Zentrierabschnittes 53
- bzw. durch Zwischenfügen von Beilagscheiben an der Trennstelle zwischen Zentrierbund
55 und Zentrierabschnitt 53 verändert werden.
[0030] Zum Antrieb der Schleuderteller 48, 49 dient ein handelsüblicher Elektromotor 56,
der an einem kurzen Stützgestell 57 angeschraubt ist, das wiederum auf einem dem Innentrog
2' und den Kühlmantel 3' des Mischbehälters 1' nach aussen durchsetzenden Rohr-Stutzen
58 angeschraubt ist, dessen Innendurchmesser etwas grösser ist als der Aussendurchmesser
des rohrförmigen Abschnitts 52. Dieses Stützgestell 57 besteht aus einigen sich parallel
zur Achse 50 erstreckenden Stegen 59 und jeweils endseitig angebrachten Ring-Flanschen
60, 61, die mit einem entsprechenden Flansch 62 des Rohr-Stutzens 58 bzw. dem Anschluss-Flansch
63 des Elektromotors 56 mittels Schrauben 64 lösbar verschraubt sind.
[0031] Die Schleuderteller 48,49 sind mittels einer den Zentrierbund 55 koaxial zur Achse
50 durchsetzenden Gewindeschraube drehfest an den Wellenzapfen 66 des Motors 56 angeschraubt,
wobei ein Füllstück 67 vorgesehen ist, das sich einerseits gegen den Wellenzapfen
66 axial abstützt, und das wiederum in den Zentrierabschnitt 53 eingreift, der sich
axial über einen Bund 68 gegen das Füllstück 67 abstützt, so dass beim Festziehen
der Gewindeschraube 65 der innere Schleuderteller 48 mit seinem Zentrierabschnitt
53 des äusseren Schleudertellers 49 und damit auch letzterer fest mit dem Wellenzapfen
66 verspannt werden. Damit sind die Schleuderteller axial fixiert unter gleichzeitiger
Festlegung der Breite c des Spaltes 51 und drehfest mit dem Wellenzapfen 66 verbunden.
[0032] An den Stegen 59 ist in der Nähe des dem Elektromotor 56 zugewandten Ring-Flansches
61 eine Ringscheibe 69 befestigt, an die ein zu ihr hin geschlossener Zylinder-Ringkanal
70 angeschraubt ist, der in den Leimraum 71 zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 52
und dem Zentrierabschnitt 53 offen einmündet. In den Ringkanal 70 mündet seitlich
ein Gewinde-Stutzen 72 ein, an den eine nicht dargestellte Leimzuführleitung angeschlossen
werden kann.
[0033] Wie aus Fig. 7 hervorgeht, verläuft der Spalt 51 nicht exakt radial, sondern in Form
eines Kegelstumpfes mit einem sehr grossen Öffnungswinkel bzw. sehr kleinen Fusswinkel
ß von etwa 5 bis 10°, was einem Öffnungswinkel von 170 bis 160° entspricht. Der Winkel
ß kann beispielsweise so gewählt werden, dass er gleich a'/2 ist, wenn die Leimzugabeeinrichtung
47 am Übergang vom konischen Abschnitt 30' zum zylindrischen Abschnitt 32' angeordnet
ist. In diesem Fall wird - bezogen auf den in Fig. 5 dargestellten Längsschnitt des
Mischers - die Leimzugabeeinrichtung 47 so angeordnet, dass ihre Längsachse 50 unter
einem Winkel von a/2 geneigt ist.
[0034] Die Leimzugabe in die Zone B' erfolgt in der Weise, dass von einer nicht dargestellten
Pumpe über eine ebenfalls nicht dargestellte Leimzuführleitung Leim dosiert in den
Ringkanal 70 eingegeben wird, von wo er nach unten in den Leimraum 71 läuft, wie durch
Strömungspfeile 73 angedeutet ist. Insbesondere auf der Oberseite des inneren Schleudertellers
48 wird der Leim stark radial beschleunigt und durch den Spalt 51 ausgetrieben und
verlässt letzteren in Form eines Nebels mit sehr hoher tangentialer Geschwindigkeit.
Die Drehzahl der Schleuderteller beträgt üblicherweise 2800 UpM, was bei einem Durchmesser
der Schleuderteller 48, 49 von 140 mm einer Umfangsgeschwindigkeit der Schleuderteller
am Austritt des Spaltes 51 von etwas mehr als 20 m/sec entspricht. Der Leim wird also
extrem fein verteilt und mit sehr hoher Geschwindigkeit von aussen in das Material,
also insbesondere die Späne, eingebracht. Insbesondere in dem konischen Abschnitt
30' schlägt sich ein Teil des Leims auf der Innenwand des Innentroges 2' nieder. Da
die Innenwand aufgrund der guten Kühlung des Mischers eine verhältnismässig niedrige
Temperatur hat, schlägt sich hier Kondensat-Wasser nieder, das zu einer Verdünnung
des niedergeschlagenen Leims führt, so dass dieser besonders leicht von vorbeistreichenden
Holzspänen aufgenommen werden kann. Da im Wandbereich sich eher grobe als feine Späne
bzw. Staub befinden, werden hierdurch diese groben Späne relativ stärker beleimt,
was wünschenswert ist.
[0035] Etwa am Anfang der Mischzone C' bildet sich ein Mischgutring 74 an der Innenwand
des Mischbehälters 1', in dem eine intensive Durchmischung der Holzspäne und des Leims
erfolgt.
[0036] Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, laufen im Bereich der Leimzugabeeinrichtung 47 die
Mischwerkzeuge 20" bzw. 20' innerhalb des inneren Schleudertellers 48 vorbei. Sollte
sich in diesem Bereich des Mischbehälters 1 ebenfalls bereits der Mischgutring 74
in seinem Anfangsstadium ausbilden, so würde er an der Innenseite des inneren Schleudertellers
48 vorbeistreichen. Aufgrund der Tatsache, dass auch der äussere Schleuderteller 49
hochtourig angetrieben wird, können keine Späne in den nur wenige Millimeter breiten
Zwischenraum zwischen der Innenwand des Innentroges 2' und dem Schleuderteller 49
gelangen. Wenn sich ein solcher Ring schon teilweise ausbildet, wird insoweit der
Leimnebel von aussen auf diesen Mischgutring aufgebracht.
[0037] Der Leimzugabeeinrichtung 47 kann der Leim drucklos zugeführt werden, wodurch in
bekannter Weise eine besonders genaue Dosierung ermöglicht wird.
[0038] Weiterhin ergibt sich aus Fig. 7, dass die Schleuderteller 48, 49 in ihrem Aussenumfang
zum Austritt des Spaltes hin verjüngt sind, so dass die Schleuderteller 48, 49 als
Gesamtheit keinen Zylinderringrand haben, an dem sich Mischgut, also Späne, stauen
könnten. Die Späne können also glatt an der Innenseite des inneren Schleudertellers
48 vorbeilaufen.
[0039] Wie aus Fig. 7 erkennbar ist, kann auf dem äusseren Schleuderteller 49 mindestens
ein stegartiger Lüfterflügel 75 angeordnet sein, der die Reinigungswirkung des rotierenden
Schleudertellers 49 zur Innenwand des Innentroges 2' hin verbessert.
1. Verfahren zum Mischen von schüttfähigen Feststoffen mit Flüssigkeiten, insbesondere
zum Beleimen von Holzspänen oder dergleichen, unter intensiver Bewegung der Feststoffe
während der Flüssigkeitszugabe und anschliessender Durchmischung von Flüssigkeit und
Feststoffen in einem Mischgutring, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffe stetig
aus einer Schubbewegung über eine Schleuder- und Wirbelbewegung beschleunigt werden,
wobei die Feststoffe während der Beschleunigung konisch auseinandergezogen werden,
und während dieser Beschleunigung die Flüssigkeitszugabe erfolgt, und dass erst im
Anschluss an die Flüssigkeitszugabe die Beschleunigung auf Mischgutringgeschwindigkeit
erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit Luft
als Trägermittel unter Druck in die Feststoffe gesprüht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit den Feststoffen
von aussen in Form eines annähernd scheibenförmig gesprühten Nebels zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einem
hochtourig rotierenden, annähernd ringscheibenförmigen Spalt beschleunigt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Mischbehälter,
in dem eine mit Mischwerkzeugen besetzte, hochtourig antreibbare Mischwerkswelle koaxial
angeordnet ist, der an einem Ende im Bereich einer Einzugszone für die Feststoffe
mit einem Mischgutzulauftrichter und am anderen Ende mit einem Mischgutauslauftrichter
versehen ist, und der in einem der Einzugszone nachgeordneten Bereich mit mindestens
einer Flüssigkeitszugabeeinrichtung versehen ist, und der in einem weiteren nachgeordneten
Bereich eine Mischzone aufweist, in der die befeuchteten Feststoffe in Form eines
Mischgutringes gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einzugszone
(A, A') und der Mischzone (C, C') eine durch einen sich in Durchlaufrichtung (31,
31') konisch erweiternden Abschnitt (30, 30') des Mischbehälters (1, 1') gebildete
Beschleunigungszone (B, B') angeordnet ist, in der die Mischwerkzeuge (20', 20", 20"')
in ihrer radialen Länge stetig zunehmen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Radius
(r2g, r29,) des die Einzugszone (A, A') bildenden zylindrischen Abschnitts (29, 29') des Mischbehälters
(1, 1') zum Radius (r32' r32') des die Mischzone (C, C') bildenden zylindrischen Abschnitts (32, 32') des Mischbehälters
0,55 bis 0,8 beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Abschnitt
(30, 30') des Mischbehälters (1,1') einen Öffnungswinkel (a,a') von 8 bis 20° hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszugabeeinrichtungen
(44) als Zweistoff-Düsen ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitszugabeeinrichtung
(47) einen durch zwei rotierend antreibbare Schleuderteller (48, 49) begrenzten, an
seinem Aussenumfang offenen, annähernd ringscheibenförmigen Spalt (51) aufweist, wobei
der äussere Schleuderteller (49) in unmittelbarem Abstand zur Innenwand des Mischbehälters
(1') angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (c) der
Schleuderteller (48, 49) einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an die Aussenseite des
Mischbehälters (1) ein Elektromotor (56) angeflanscht ist, mit dessen Wellenzapfen
(66) die Schleuderteller (48, 49) direkt verbunden sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einen an den Schleudertellern
(48, 49) ausgebildeten, in den Spalt (51) mündenden Flüssigkeitsraum (71) ein ortsfester
Ringkanal (70) zur Flüssigkeitszufuhr einmündet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Schleuderteller
(49) mindestens einen sich bis in die Nähe der Wand erstreckenden Lüfterflügel (75)
aufweist.
1. Method of mixing pourable solid materials with liquids, particularly for glueing
wood chips or the like, the solid materials being moved intensively during the addition
of liquid and the liquid and solid materials being subsequently mixed thoroughly in
a ring of mixed material, characterised in that the solid materials are continuously
accelerated out of a translatory motion via a spinning and whirling motion, the solid
materials being pulled conically apart from one another during acceleration, and the
addition of liquid taking place during this acceleration, and that acceleration to
the velocity of the ring of mixed material takes place only subsequent to the addition
of the liquid.
2. Method according to Claim 1, characterised in that the liquid is sprayed under
pressure into the solid materials with air acting as the carrier medium.
3. Method according to Claim 1, characterised in that the liquid is fed to the solid
materials from outside in the form of a mist sprayed in an approximately discoid shape.
4. Method according to Claim 3, characterised in that the liquid is accelerated in
an approximately ring-shaped gap which rotates at high speed.
5. Apparatus for carrying out the method according to Claim 1, comprising a mixing
vessel in which there is a coaxially arranged mixing shaft which is equipped with
mixing implements and which can be driven at high speed and one end of which is provided
with a mixed product feeding hopper in the region of a feed-in zone for the solid
materials and the other end of which is provided with a mixed product discharge hopper,
and which is provided with a liquid adding device in an area subordinate to the feed-in
zone, and which, in another subordinate area, has a mixing zone in which the moistened
solid materials are mixed in the form of a ring of mixed material, characterised in
that between the feed-in zone (A, A') and the mixing zone (C, C') there is arranged
an accelerating zone (B, B') which is formed by a section (30, 30') of the mixing
vessel (1, 1') tapering outwards in the throughfeed direction (31, 31') and in which
the radial length of the mixing implements (20', 20", 20′′′) increases continuously.
6. Apparatus according to Claim 5, characterised in that the ratio of the radius (rz9, r9q,) of the cylindrical section (29, 29') forming the feed-in zone (A, A') of the mixing
vessel (1, 1') to the radius (r32, r 32) of the cylindrical section (32, 32') forming
the mixing zone (C, C') of the mixing vessel is 0.55 to 0.8.
7. Apparatus according to Claim 5, characterised in that the conical section (30,
30') of the mixing vessel (1, 1') has an opening angle (a,a') of 8 to 20°.
8. Apparatus according to Claim 5, characterised in that the liquid adding devices
(44) are in the form of dual material jets.
9. Apparatus according to Claim 5, characterised in that the liquid adding device
(47) has an approximately ring-shaped gap (51) which is defined by two rotatable spinner
discs (48, 49) and which is open on its outer circumference, the outer spinner disc
(49) being arranged at an immediate distance from the inner wall of the mixing vessel
(1').
10. Apparatus according to Claim 9, characterised in that the distance (c) between
the spinner discs (48, 49) is variable.
11. Apparatus according to Claim 9, characterised in that an electric motor (56) is
flange- mounted on to the outside of the mixing vessel (1), the spinner discs (48,
49) being connected directly to the shaft extension (66) of this electric motor.
12. Apparatus according to Claim 9, characterised in that a fixed annular channel
(70) leading to the liquid supply runs into a liquid chamber (71) which is formed
on the spinner discs (48, 49) and which leads into the gap (51).
13. Apparatus according to Claim 9, characterised in that the outer spinner disc (49)
has at least one farnblade (75) extending as far as the vicinity of the wall.
1. Procédé pour le mélange de matières solides en vrac avec des liquides, en particulier
pour l'encollage de copeaux de bois ou analogue, avec un mouvement intensif des matières
solides pendant l'apport de liquide et un malaxage consécutif du liquide et des matières
solides dans un anneau de matière de mélange, caractérisé en ce que les matières solides
sont accélérées de manière constante à partir d'un mouvement de poussée, par l'intermédiaire
d'un mouvement d'accélération et de turbulence, les matières solides étant étirées
de manière conique pendant l'accélération, l'apport de liquide s'effectuant pendant
cette accélération et en ce que seulement à la suite de l'apport de liquide, l'accélération
s'effectue à une vitesse d'anneau de matière de remplissage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est pulvérisé
avec l'air comme matière support sous pression dans les matières solides.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est amené aux
matières solides de l'extérieur sous la forme d'un brouillard pulvérisé approximativement
sous la forme d'un disque.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide est accéléré
dans une fente tournant à une grande vitesse angulaire et ayant approximativement
la forme d'une rondelle annulaire.
5. Dispositif pour la réalisation du procédé selon la revendication 1, au moyen d'un
récipient de mélange dans lequel est disposé de manière coaxiale un arbre d'outil
de mélange équipé d'outils de mélange et entraîné à une grande vitesse angulaire,
qui est muni à une extrémité dans la zone d'une zone d'amenée pour les matières solides
d'une trémie d'amenée de matière de mélange et à l'autre extrémité d'une trémie d'évacuation
de matière de mélange, qui est muni dans une zone faisant suite à la zone d'amenée
d'au moins un dispositif d'apport de liquide et qui dans une autre zone disposée à
la suite présente une zone de mélange dans laquelle les matières solides humidifiées
sont mélangées sous la forme d'un anneau de matière de mélange, caractérisé en ce
que, entre la zone d'amenée (A, A') et la zone de mélange (C, C'), est disposée une
zone d'accélération (B, B') constituée par une section (30,30') du récipient de mélange
(1,1') s'étendant de manière conique dans la direction de parcours (31, 31'), les
outils de mélange (20', 20", 20"') augmentant de manière constante selon leur longueur
radiale dans ladite zone d'accélération (B, B').
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport du rayon
(rz9, rz9,) de la section cylindrique (29, 29') du récipient de mélange (1, 1') formant la
zone d'amenée (A, A') au rayon (r32, r32,) de la section cylindrique (32, 32') du récipient de mélange formant la zone de
mélange (C, C') vaut de 0,55 à 0,8.
7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la section conique (30,
30') du récipient de mélange (1,1') a un angle d'ouverture (a, a') de 8 à 20°.
8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dispositifs d'amenée
de liquide (44) sont constitués sous forme de buses binaires.
9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'amenée
de liquide (47) présente une fente (51) sensiblement en forme de disque annulaire,
limitée par deux disques d'accélération (48, 49) pouvant être entraînés en rotation
et ouverte à sa périphérie extérieure, le disque d'accélération extérieur (49) étant
disposé à proximité directe de la paroi intérieure du récipient de mélange (1').
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la distance (c) des
disques d'accélération (48, 49) est réglable.
11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que sur la face extérieure
du récipient de mélange (1) est flanqué un moteur électrique (56) dont les bouts d'arbre
(66) sont reliés directement avec les disques d'accélération (48, 49).
12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un canal annulaire fixe
(70) débouche dans une zone de liquide (71) formée sur les disques d'accélération
(48, 49) et débouchant dans la fente (51) en vue de l'amenée de liquide.
13. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le disque d'accélération
extérieur (49) présente au moins une aîlette de ventilateur (75) s'étendant jusqu'à
la proximité de la paroi.