Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von Feststoffen mit Flüssigkeiten

Beschreibung

[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 r₂₉ zum Radius r32 des zylindrischen Abschnitts 32. Das Verhältnis der Radien r₂₉ zu r₃₂ 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/m³ wird den Flüssigkeitszugabedüsen 44 Druckluft im Verhältnis von 2 bis 5 Norm m³/m³ Späne zugeführt, und zwar bevorzugt 2,5 bis 3,5 Norm m³ Luft pro m³ 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 r₂₉, zum Radius r₃₂, des zylindrischen Abschnitts 32'. Das Verhältnis der Radien r₂₉, zu r₃₂, 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.

Ansprüche

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 (r_32' r_32') 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.

Claims

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 (r_z9, r_9q,) 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.

Revendications

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 (r_z9, r_z9,) 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.

Zeichnung