Mischer für Schüttgut, insbesondere für faserige Suspensionen

Abstract

 Es sind Mischer für Schüttgut, insbesondere für faserige Suspensionen wie Zellulosederivate und ähnliches beschrieben, bei denen in einen liegend angeordneten trommel- oder muldenförmigen Behälter (1) ein antreibbares Schaufelwerk angeordnet ist. Das Schaufelwerk besteht aus einer den Behälter (1) längs durchsetzenden Welle (2), von welcher die Mischschaufeln (3) abstehen. Die Welle (2) trägt ferner schräg zur Welle (2) angeordnete Mahlkränze (5), welche mit der Welle (2) drehfest verbunden sind.
Den Mahlkränzen (5) gegenüberliegend und mit diesen Mahlspalte bildende Mahlstatoren (8) sind stationär am Behälter (1) angebracht. Sie bedecken vorzugsweise nur einen kleineren Teil des Umfangs des Behälters (1).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Mischer für Schüttgut, insbesondere für faserige Suspensionen wie Zellulosederivate,in Form eines liegend angeordneten, trommel- oder muldenförmigen Behälters mit antreibbarem Schaufelwerk, welches an einer in Längsrichtung durch den Behälter laufenden Welle radial angeordnete Mischschaufeln aufweist.

[0002] Es sind solche Vorrichtungen zum Trocknen, Reagieren und Mischen von Schüttgütern bekannt, die einen trommelförmigen Behälter mit horizontaler Längsachse aufweisen, in dem eine antreibbare Welle zentral gelagert ist, die an radial angeordneten Armen Mischwerkzeuge trägt. Solche Vorrichtungen sind nicht in der Lage, harte, zähe oder faserige Agglomerate oder Granulate, die im Ausgangsprodukt vorhanden sind oder während der Trocknung, Reaktion oder Vermischung entstehen, zu zerkleinern. Solche Agglomerate führen zu verlängerten Trocknungszeiten, Reaktionszeiten und inhomogenen Endprodukten. Außerdem ist es in der Regel notwendig, einen Mahlprozeß zur Zerkleinerung der Agglomerate nachzuschalten.

[0003] Aus diesem Grunde sind verschiedene Zusatzvorrichtungen für solche Vorrichtungen entwickelt worden, wie eingebaute Stiftmühlen oder Messerköpfe, welche hauptsächlich durch Prallwirkung die entstehenden Agglomerate zerlegen sollen. Hierbei treten folgende Nachteile auf:

Aufwendige Abdichtungen der Drehdurchführung der Zusatzvorrichtungen;

Gefahr des Abknickens der fliegend gelagerten Wellen der Zusatzvorrichtungen;

Im fortgeschrittenen Trocknungsstadium, wenn die Agglomerate oberflächig angetrocknet, im Kern aber noch plastisch sind, neigen sie bei Pralleinwirkung zur Verdichtung, dadurch wird der Diffusionswiderstand erhöht und das Produkt unter Umständen geschädigt;

Das Endprodukt hat eine sehr heterogene Kornverteilung;

Man benötigt zusätzliche Antriebseinheiten neben dem Hauptwellenantrieb;

Es muß ein Mahlprozeß nachgeschaltet werden.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine robuste Misch-Vorrichtung für die Wärmebehandlung von Schüttgütern zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet, vor allem anstelle der ZerKleinerung durch Prallwirkung eine solche durch Reinen und Schneiden ermöglicht und zusätzliche Antriebseinheiten entbehrlich macht.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0006] Die Mahlkränze ermöglichen in-Verbindung mit den Mahlstatoren das Einstellen eines Mahlspaltes und somit eine Zwangsverkleinerung, wobei durch Vorgabe des Mahlspalts eine homogene Kornverteilung erfolgt und ein dem Prozeß nachzuschaltender Mahlvorgang entfallen kann.

[0007] Die Mahlkränze können auf Speichenrädern angeordnet sein. werden die Mahlkränze jedoch auf nicht durchbrochenen Scheiben angeordnet, so fördert dies den Mischvorgang, weil die Scheiben das Schüttgut verstärkt in achsialer Richtung bewegen. Die Scheiben lassen sich mit Vorteil noch beheizen, wodurch sie Trocknungszeiten verkürzen können.

[0008] Die Mahlstatoren bestehen vorzugsweise aus im Behältergehäuse verstellbar angeordneten Zylinderflachen uder aus auf cedachten Zylinderflächen angeordneten Leisten; derart durchbrochene Mahlstatoren haben den Vorteil, für das Mischgut durchlässig zu sein, was den Mischerfolg begünstigt. Die Mahlkränze besitzen zweckmäßig am Umfang austauschbare Mahlsegmente. Da die Halterungen der Mahlstatoren nur in ihrer axialen Richtung, d.h. in radialer Richtung in bezug auf die Welle des Mischers zu bewegen sind, können sie einfach und robust ausgeführt werden und ein seitliches Abknicken ist so auszuschließen.

[0009] Die zweckmäßige Anzahl der aus je einem Mahlkranz und einem Mahlstator gebildeten Mahlwerkzeugpaare richtet sich nach der Länge des Mischers, nach der Verweilzeit und den Eigenschaften des Schüttgutes. Erfindungsgemäß wird wenigstens ein solches Paar vorgesehen, vorzugsweise jedoch mehrere, aber in der Regel nicht mehr als ein solches Paar zwischen je zwei benachbarten Mischschaufeln.

[0010] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man feuchte, faserige, breiige Schüttgüter und Suspensionen unter Unterdruck, Normaldruck oder Überdruck kontinuierlich oder diskontinuierlich trocknen, reagieren, aber auch beheizen, kühlen oder mischen.

[0011] Das zu behandelnde Gut wird mittels der Werkzeuge ständig durchmischt, aufgelockert und den Mahlwerkzeugen zugeführt, die das Gut in dem durch sie geformten Mahlspalt zerkleinern. Die Mahlkränze sind vorzugsweise beidseits abgeschrägt, wobei die Schrägflächen dem Mahlstator zugewandt sind, wodurch sie dem Schüttgut eine Bewegungskomponente in Richtung auf den Mahlstator vermitteln. Es sind Vorkehrungen vorgesehen, um die vom Gut abgegebene Feuchte abziehen und Reaktanten zuführen zu können.

[0012] Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den in der Zeichnung als bevorzugte Ausbildung dargestellten Ansichten einer Misch-Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung an Hand der nachfolgenden Beschreibung und zwar zeigen:

Figur 1 den Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 2 den Querschnitt II-II durch die Vorrichtung aus Figur 1, und

Figur 3 als Detail einen abgewandelten Mahlstator in perspektivischer Ansicht.

[0013] Wie aus der Zeichnung ersichtlich wird, besteht der dargestellte Mischer für Schüttgut, insbesondere für faserige Suspensionen_laus einem trommelförmigem Behälter 1 mit über eine durchlaufende Welle 2 antreibbaren Mischschaufeln 3 mit Haltearmen 4, welche über die Welle 2 in Abstand und Winkelstellung gleichmäßig verteilt sind. Zwischen einigen dieser Mischschaufeln 3 sind zusätzlich Mahlkränze 5 zentrisch auf der rotierenden Welle 2 schräg zu ihrer Längsachse befestigt, welche bei Drehung eine Taumelbewegung ausführen. Der optimale Füllgrad des Behälters 1 mit Mischgut 6 liegt bei etwa 70 %.

[0014] Die Mahlkränze 5 wirken an ihrer Umfangsfläche mit staionären Gegenflächen eines Mahlstators 8 zusammen, wobei vorzugsweise beide Flächen zur Ausbildung von Schneid- und Reibkanten profiliert sind. Die Gegenflächen bestehen aus am Behältergehäuse 1 verstellbar angeordneten Zylinderteilflächen, während die Umfangsfläche der Mahlkränze 5 aus austauschbaren Mahlsegmenten 7 gebildet ist. Die Gegenflächen des Mahlstators 8 sind auf von außen nachstellbaren, radial auf die Welle 2 ausgerichteten Stützen 9 so im Behälter 1 angeordnet, daß ein- oder beidseits Mischschaufeln 3 darunter durchfahren können, wie dies aus Figur 1 ersichtlich wird. Die nachstellbaren Stützen 9 für die Gegenflächen sind mittels Faltenbalg 10 abgedichtet. Die Gegenflächen des Mahlstators 8 sind im unteren Bereich des Behältergehäuses 1, vorzugsweise auf dem - in Drehrichtung D der Welle 2 gesehen - ansteigenden Teil angeordnet und machen etwa 10-50 %, vorzugsweise 25 % des von den Mischschaufeln 3 überstrichenen Umfangs des Gehäuses 1 aus.

[0015] Die Wirkbreite der Mahlkränze 5 entspricht in etwa der axialen Ausdehnung einer Mischschaufel 3. Die Gegenflächen der Mahlstatoren 8 stehen, wie aus Figur 1 und 2 ersichtlich wird, unter der Wirkung von Federn 11. Hierbei können die nachstellbaren Stützen 9 der Mahlstatoren 8 als Federkolben ausgebildet sein, wobei die Federkolben vorzugsweise durch sogenannte Konstantfederstützen gebildet sind, wie dies hier nicht besonders dargestellt ist, so daß ein konstanter Andruck erreicht wird. Die stutzen 12,13 am Gehäuse 1 dienen dem Füllen und Entleeren.

[0016] Die für das Schüttgut undurchlässigen großflächigen Mahlstatoren gemäß Figur 1 und 2 können ersetzt werden durch Mahlstatoren gemäß Figur 3, welche für das Schüttgut durchlässig sind. Sie bestehen aus einem Tragwerk, welches aus kreisbogenförmigen Rippen 14 und diese Rippen 14 verbindenden Schneidleisten 15 besteht. Die Schneidleisten 15 sind auf ihrer dem Mahlkranz 5 zugewandten Seite mit einer profilierten Oberfläche versehen und liegen untereinander parallel verlaufend auf einer am Gehäuse des Behälters 1 zu befestigenden Stütze 9.

Ansprüche

1. Mischer für Schüttgut, insbesondere für faserige Suspensionen wie Zellulosederivate, in Form eines liegend angeordneten, trommel- oder muldenförmigen Behälters mit antreibbarem Schaufelwerk, welches an einer in Längsrichtung durch den Behälter laufenaen Welle radial angeordnete Mischschaufeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Welle (2) zusätzlich sich mitdrehende Mahlkränze (5) in schräger Anordnung zur Längsachse der welle (2) trägt, welche bei Drehung eine Taumelbewegung ausführen und zur Bildung von Mahlspalten an ihrer äußeren Umfangsfläche mit stationär im Behälter (1) angeordneten Gegenstücken (Mahlstatoren 8) zusammenwirken.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkränze (5) die Peripherie von auf der Welle (2) befestigten Speichenrädern bilden.

3. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkränze (5) die Peripherie von auf der Welle (2) befestigten Scheiben bilden.

4. Mischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlstatoren (8) mit der äußeren Umfangsfläche der Mahlkränze (5) zusammenwirkende Zylinderteilflächen aufweisen.

5. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlstatoren (8) mit der äußeren Umfangsfläche der Mahlkränze (5) zusammenwirkende, parallel zur Längsachse der Welle (2) verlaufende und auf einer gedachten Zylinderfläche liegende Leisten (15) aufweisen.

6. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mahlstatoren (8) von der Welle (2) einstellbar ist.

7. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlstatoren (8) auf von außen nachstellbaren Stützen (9) so im Behälter (1) angeordnet sind, daß ein- oder beidseits Mischschaufeln (3) darunter durchfahrbar sind.

8. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlstatoren (8) am Gehäuse des Behälters (1) auf mit Faltenbalg (10) abgedichteten Stützen (9) nachstellbar angeordnet sind.

9. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlstatoren (8) im unteren Bereich des Gehäuses des Behälters (1) vorzugsweise auf dem - in Drehrichtung (D) der Welle (2) gesehen - ansteigenden Teil des Behälters (1) angeordnet sind.

10. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Mahlkranz (5) ein Mahlstator (8) oder mehrere, in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Mahlstatoren zugeordnet sind.

11. Mischer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils einem Mahlkranz (5) zugeordnete Mahlstator (8) bzw. die jeweils einem Mahlkranz (5) zugeordneten Mahlstatoren gemeinsam etwa 10-50 %, vorzugsweise etwa 25 % des von den Misbhschaufeln bestrichenen Gehäuseumfangs abdecken.

12. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlstatoren (8) unter Federwirkung, insbesondere mit konstantem Druck an die Mahlkränze (5) andrückbar sind.

13. Mischer nach Anspruch 12 in Verbindung mit Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nachstellbaren Stützen (9) der Mahlstatoren (8) als Federkolben ausgebildet sind.

14. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche der Mahlkränze (5) und die ihr zugewandte Oberfläche der Mahlstatoren (8) zur Bildung von Schneid- und Reibkanten profiliert sind.

15. Mischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkränze (5) beidseits abgeschrägt sind.

Zeichnung