Vorrichtung zum Vermischen und Ausgeben von insbesondere dickflüssigen oder pastösen Materialien

Abstract

 Die Vorrichtung dient zum Vermischen von insbesondere dickflüssigen oder pastösen Materialien in einem Mischgefäß (1) und zum Austreiben des hergestellten Mischguts aus diesem Gefäß (1). Das Gefäß (1) ist mit einem Boden- (3) und einem diesem gegenüberliegenden Deckelteil (5) verschlossen. Im Mischgefäß (1) ist ein ortsveränderlich bewegbares Mischwerkzeug (9) vorhanden. Durch den Deckelteil (5) greift eine Linearführung (7), mit der das Mischwerkzeug (9) ortsveränderlich bewegbar ist. Der Bodenteil (3) zum Austreiben der Mischung im Gefäß (1) ist gegen den Deckelteil (5) verschiebbar ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet störungsfrei, weil die Einheit zum Mischen der Materialien und die Einheit zum Austreiben des Mischguts zwar in ein- und demselben Mischgefäß angeordnet, aber eindeutig voneinander getrennt ausgebildet sind.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

[0002] In der EP 0 196 291 ist eine Misch- und Auspressvorrichtung für das Mischen dickflüssiger oder pastöser Massen beschrieben. Bei der bekannten Mischvorrichtung war in einem Mischgefäß eine rotierbar gelagerte Mischerwelle mit einem Mischwerkzeug angeordnet, welches zudem axial bewegbar war. Die Mischerwelle durchstieß zentrisch eine Pressplatte, welche auf dieser Welle zum Austreiben des Mischguts ebenfalls axial bewegbar war. Die Pressplatte war gegenüber der Mischerwelle sowie gegenüber der kreiszylindrischen Innenwand des Mischgefäßes mit Dichtungen versehen. Ein Auslass für das mit der Pressplatte auszupressende Mischgut war im Boden des Mischgefäßes angeordnet.

[0003] Die bekannte Misch- und Auspressvorrichtung war im Betrieb äusserst störanfällig und neigte generell zu Undichtigkeiten, insbesondere beim Auspressen.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Vermischen von insbesondere dickflüssigen und pastösen Materialien in einem Mischgefäß sowie zum Austreiben des hergestellten Mischguts aus diesem Gefäß zu schaffen, welche im Gegensatz zu derjenigen der EP 0 196 291störungsfrei arbeitet.

Lösung der Aufgabe

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass hier im Gegensatz zur EP 0 196 291 die Einheit zum Mischen der Materialien und die Einheit zum Austreiben des Mischguts zwar in ein- und demselben Mischgefäß angeordnet aber eindeutig voneinander getrennt ausgebildet sind. Erfindungsgemäß greift nämlich lediglich eine Linearführung mit daran angeordnetem Mischwerkzeug durch den Deckelteil. Das Austreiben des Mischguts wird unabhängig von der Mischanordnung durch einen als Kolben wirkenden Bodenteil vorgenommen. Die für die Mischung verwendeten Einheiten und die für das Austreiben verwendeten Einheiten sind, bis auf einen Auslassstutzen im Deckelteil, vollständig mechanisch voneinander getrennt.

[0006] Durch diese Anordnung kann eine äusserst stabile Lagerung der axial verschiebbaren Mischerwelle sowie auch eine verhältnismäßig konstruktiv einfache, übersichtliche und somit sauber wirkende Abdichtung gegen aussen vorgenommen werden. Auch der zum Auspressen dienende Bodenteil kann nun sehr stabil und verkippungssicher ausgestaltet werden.

[0007] Die Vorrichtung mit ihrem Mischgefäß und den dazu gehörenden Antriebselementen für das Auspressen, die axiale Verschiebung der Mischerwelle und die Bewegungen des Mischwerkzeugs können in einem linearen Aufbau zwar in beliebiger Position, stehend oder liegend angeordnet werden; vorzugsweise wird aber eine horizontale Aufstellung gewählt. Durch eine horizontale Aufstellung - die geometrische Achse des Mischgefäßes liegt annähernd horizontal; die axialen Verschiebungen erfolgen ebenfalls annähernd horizontal - ist eine Wartung der Vorrichtung bedeutend einfacher durchzuführen als bei einer vertikal stehenden Vorrichtung, welche gerüstartige Aufbauten benötigen würde. Alle Elemente und Einheiten sind somit ohne Gerüst vom Boden eventuell mit einer kleinen Staffelei erreichbar.

[0008] Da nun ein Auspressen des Mischguts durch eine Bewegung des Bodenteils in Richtung auf den Deckelteil erfolgt, ist der Deckelteil feststehend mit einer Auslassöffnung für das Mischgut versehen. Vorzugsweise wird man den feststehenden Deckelteil auch mit den Einlässen für die zu mischenden Materialien versehen; auch wird man alle weiteren Anschlüsse beispielsweise für eine Vakuum- oder Druckbeaufschlagung am Deckelteil anbringen. Man hat dann nur einen einzigen Ort, zu dem alle Leitungen zu führen sind. Für Reinigungs- und Servicezwecke wird man vorzugsweise den Deckelteil vom Mischgefäß abnehmbar, vorzugsweise wegfahrbar (aufgrund des großen Gewichtes) ausbilden.

[0009] Der Bodenteil ist zum Auspressen des Mischguts in der Art eines Kolbens im Innenraum des Mischgefäßes, welches dann die Zylinderwand für den Kolben darstellt, bewegbar. Im Randbereich hat der Bodenteil zwar eine Dichtung, auch ist die Zylinderwand ausreichend glatt ausgebildet; es kann aber immer vorkommen, dass Mischgutreste beim Bewegen des Kolbens in Richtung auf den Deckelteil kleben bleiben und durch die Dichtung hindurch rutschen. Damit die minimalen Reste nicht mit der Umgebungsluft eventuell unter einem Aushärten reagieren können, ist eine Abdeckhaube vorhanden. Diese Abdeckhaube dichtet beim Austreiben des Mischguts den durch den bewegten Bodenteil freiwerdenden Gefäßinnenraum gegen aussen ab. Es ist im Bereich der Abdeckhaube ferner ein Einlass für vorzugsweise ein Neutralgas vorhanden, um den Raum zwischen Haube und Bodenteil befluten zu können.

[0010] Die seitliche Gefäßwandung ist derart ausgestaltet, dass sie mit einer vorzugebenden Temperatur beaufschlagbar ist. Je nach Mischgut bzw. zu mischenden Materialien kann somit eine über oder unter der Umgebungstemperatur gewählte Temperatur vorgegeben werden. Die Temperaturbeaufschlagung wird man bevorzugt mit einem in der Gefäßwand zirkulierenden Wärmeübertragungsmittel vornehmen. Das Mittel kann hierbei in in der Wand verlegten Rohrleitungen fließen; auch kann man eine Doppelwand mit einem Zwischenraum vorsehen.

[0011] Es kann zwar ein beliebiger Querschnitt des Innenraums des Mischgefäßes gewählt werden; der Einfachheit halber wird man jedoch einen kreiszylindrischen wählen. Bei einem kreiszylindrischen Querschnitt ergeben sich keine Ecken, in denen nicht durchmischtes Material stehen bleiben könnte.

[0012] Vorzugsweise ist sowohl der als Kolben wirkende Bodenteil wie auch das Mischwerkzeug gegen Verdrehen und Verkippen gesichert ausgebildet. Eine derartige Sicherung ist durch wenigstens eine zur axial wirkenden Welle aussermittig angeordnete weitere Welle erreichbar. Vorzugsweise wird man nicht nur eine aussermittige zusätzliche Welle, sondern zwei einander gegenüberliegende Wellen oder drei oder mehrere in gleichem Winkelabstand anordnen.

[0013] Damit möglichst wenig, d. h. gar kein Mischgut beim Auspressen an den Innenraumwänden des Mischgefäßes und auch nicht an der axial bewegbaren Mischerwelle haften bleibt, werden dort gespülte Dichtungen verwendet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0014] Im Folgenden werden Beispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Beschreibungstext. Es zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2

eine Draufsicht auf die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung, wobei das Mischgefäß geschnitten dargestellt ist,

Fig. 3

eine zu Figur 1 analoge Darstellung, wobei sich jedoch der Deckelteil der Vorrichtung in einer Service- bzw. Reinigungsstellung, entfernt vom Mischgefäß, befindet,

Fig. 4

eine zu Figur 2 analoge Darstellung der Vorrichtung mit analog zu Figur 3 verfahrenem Deckelteil,

Fig. 5

eine Draufsicht auf den Deckelteil der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung, wobei hier die Ein- und Auslässe mit abgenommenen Verbindungselementen dargestellt sind,

Fig. 6

einen Querschnitt durch eine Dichtungspackung, wie sie zum Abdichten einer in das Mischgefäß eingeführten Welle mit einem Mischwerkzeug, verwendet wird und

Fig. 7

ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit beispielsweisen Anschlüssen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0015] Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Vermischen von insbesondere dickflüssigen oder pastösen Materialien bzw. Mischgut hat ein Mischgefäß 1, welches mit einem Boden- und einem diesem gegenüberliegenden Deckelteil 3 bzw. 5 verschlossen ist. Durch den Deckelteil 5 greift eine Welle 7 als Linearführung für ein Mischwerkzeug 9. Die Welle 7 ist in einer annähernd horizontal verlaufenden geometrischen Achse 10 des Mischgefäßes 1 angeordnet. Die Innenwandung 11 des Innenraums 12 des Mischgefäßes 1 ist kreiszylindrisch ausgebildet. Die Welle 7 wird durch eine abdichtende Dichtungspackung 13 im Deckelteil 5 geführt. Die Welle 7 und damit das Mischwerkzeug 9 sind mittels einer horizontal wirkenden Verschiebeeinrichtung 15 im Innenraum 12 axial verschiebbar, wie durch den Doppelpfeil 14 angedeutet ist.

[0016] Die Verschiebeeinrichtung 15 ist über vier Träger 17a bis 17d auf dem Fundament 19 und mittels zweier Führungswellen 20a und 20b aussen mit Flanschen 21a und 21b am Deckelteil 5 befestigt. Ferner hat die Verschiebeeinrichtung 15 einen sogenannten Hydraulikmotor 23 für die Verschiebebewegung der Welle 7. Die Führungswellen 20a und 20b geben der Führungseinrichtung 15 Stabilität gegen Verknicken und Verwinden.

[0017] Mit einer manuell betätigbaren weiteren Verschiebeeinrichtung 16 kann der Dekkelteil 5 bei gelösten Befestigungsklammern 25 vom Mischgefäß 1 für Service- und Reinigungszwecke entfernt werden. Hierbei rollt der Deckelteil 5 auf zwei mit Rädern 24a und 24b versehenen Stützen 26a und 26b. Diese Stellung ist in den Figuren 3 und 4 gezeigt.

[0018] Der Bodenteil 3 ist über eine Verschiebeeinrichtung 27 horizontal in Achsrichtung des Mischgefäßes 1 (axial) verschiebbar. Die Verschiebeeinrichtung 27 ist über seitliche Träger 29a und 29b aussen mit dem Mischgefäß 1 verbunden. Die beiden Träger 29a und 29b ruhen ebenfalls auf vier mit dem Fundament 19 verbundenen Stützen 30a bis 30d. Der zylindrische Bodenteil 3 ist ebenfalls an seinen Randseiten durch eine Dichtungspackung 31 analog zu derjenigen 13 der Wellen 7 gegen die Innenwandung 11 abgedichtet.

[0019] Die Verschiebeeinrichtung 27 hat in der geometrischen Achse 10 eine Welle 33 zum Verschieben des Bodenteils 3 für den Auspressvorgang des Mischguts. Zur Verhinderung eines Verkippens der Bodenplatte 3 beim Auspressen ist eine weitere aussermittig angeordnete Welle 35 vorhanden. Der Bodenteil 3 ist mit einer Abdeckhaube 37 überdeckt. Die Abdeckhaube 37 deckt einen beim Auspressen frei werdenden Innenraumteil 39 ab. Dieser freiwerdende Innenraum 39 kann mit einem Neutralgas als Gasbeaufschlagung über einen in Figur 7 angedeuteten Anschluss 40 gefüllt (beflutet) werden, damit kein durch Umweltbedingungen hervorrufbares Aushärten des an der Innenwandung 11 haften gebliebenen Mischguts erfolgen kann.

[0020] Im Gegensatz zur EP 0 196 291 sind hier alle Einlässe betreffend dem Einführen der Materialien für das herzustellende Mischgut sowie zum Herausführen des fertigen Mischguts am Deckelteil 5 angeordnet. Der in Figur 5 dargestellte Deckelteil 5 hat in seiner Mitte eine Durchführung 41 für die in der geometrischen Achse 10 des Mischgefäßes zu liegen kommende Welle 7. Links und rechts der Durchführung 41 sind je ein Flansch 21 a bzw. 21 b für die Führungswellen 20a bzw. 20b angeordnet. Oberhalb der Durchführung 41 ist ein Anschluss 43 für eine Druck- bzw. Vakuumbeaufschlagung des Mischraums (Innenraum 12) vorhanden. Durch die Anschlüsse 45, 47 und 49 können Materialien zur Herstellung des Mischguts eingebracht werden. An den Anschluss 51 kann beispielsweise ein Rohrförderer zum Einbringen pulverförmigen Materials angeschlossen werden. Unterhalb der zentrischen Durchführung 41 ist der Auslass 53 für das mit dem Mischwerkzeug 9 fertig gemischte Mischgut angeordnet. Links und rechts neben dem Auslass 53 ist ein Reserveanschluss 54 sowie ein Anschluss 55 zur Probenentnahme vorhanden. Die ausserhalb in Figur 5 liegenden Zylinder 43a, 45a, 47a, 49a, 51a, 53a, 54a und 55a sind zu den Ein- bzw. Auslässen 43, 45, 47, 49, 51, 53, 54 und 55 gehörende pneumatische Antriebe.

[0021] Die in der Durchführung 41 angeordnete Lagerpackung 63a - d für die Mischerwelle 7 ist in ihrer axialen Abmessung so groß gewählt worden, dass sie beim Mischen auftretende Verkippungsmomente aufnehmen kann. Die Dichtungspackung 13a und 13b hat eine Durchgangsöffnung 61 für die Welle 7. Im zum Mischraum 12 benachbarten Ende der Dichtungspackung 13a ist ein erstes Lagerband 63b angeordnet, dem in einem Abstand, der etwa der Hälfte der Packungslänge entspricht, drei weitere Lagerbänder 63a bis 63c folgen. Zwischen den Dichtungen 63a und 63b ist eine Spülnut 65 vorhanden. Diese Spülnut 65 ist mit einem Flüssigkeitseinlass und einem -auslass 67a bzw. 67b verbunden. Als Spülflüssigkeit wird ein mit dem Mischgut verträgliches Medium verwendet.

[0022] Figur 7 zeigt ein Prinzipschaltbild der gesamten Vorrichtung mit den für den Betrieb notwendigen Anschlüssen. Um die Vielzahl der Anschlüsse wenigstens einigermaßen übersichtlich darstellen zu können, ist der Deckelteil 5 - obwohl nur einmal vorhanden - zweimal dargestellt. Auf die bereits vorgängig beschriebenen Anschlüsse im Dekkelteil 5 für eine Druck- bzw. Vakuumbeaufschlagung 43, den Mischgutauslass 53, den Probeentnahmeauslass 55, den Reserveanschluss 54, den "Pulvereinlass" 51, die Materialeinlässe 45, 47 und 49 wird nicht weiter eingegangen. Die Abdeckhaube 37 über dem Bodenteil 3 weist einen Anschluss 69, hier beispielsweise für Stickstoff auf. Der Stickstoff dient dazu, wie bereits oben ausgeführt, dass in geringsten Mengen in den Raum 39 zwischen Abdeckhaube 37 und Bodenteil 3 gelangendes Mischgut z. B. nicht aushärten kann. Ein Wegführen bzw. Recycling des Stickstoffes ist hier nicht vorgesehen; er entweicht in die Umgebung. Sofern gewünscht, kann natürlich eine Wegführung über ein Rohrsystem erfolgen.

[0023] Zum Beheizen (wenn notwendig auch Kühlen) des Mischgefäßes 1 bzw. des Mischgutes befindet sich ein Zulauf 71 für ein Heizfluid an der Unterseite des Mischgefäßes 1. Durch den Anschluss 72 wird dieses Heizfluid aus dem Mantel des Mischgefäßes 1 abgeführt. Die Spülflüssigkeit für die Dichtpackung 13 wird mit der Anlage 73 bereitgestellt und über die flexiblen Leitungen 74a und 74b der Dichtpackung 13 zugeführt. Eine analoge Anlage 75 ist für die Spülfüssigkeit der Dichtpackung 31 des Bodenteils 3 vorhanden; die Zuleitung erfolgt über flexible Leitungen 77a und 77b. Das Auspressen des Mischgutes erfolgt mittels einer hydraulischen Anlage 79, welche von einem Rechner 80 einstellbar gesteuert ist. Eine analoge Anlage 81 dient für den Antrieb der Mischerwelle 7 mit dem Mischwerkzeug 9.

[0024] Die oben beschriebene Misch- und Auspressvorrichtung eignet sich insbesondere zum Herstellen (Mischen) von dickflüssigen oder pastösen Materialien (Massen); es können mit ihr aber auch dünnflüssige Materialien gemischt und dann in Gebinde ausgetrieben werden. Da die Vorrichtung für unterschiedliches Mischgut mit unterschiedlicher Viskosität und unterschiedlichem Füllvermögen für das Mischgefäß herstellbar ist, ändern sich auch die Abmessungen und Gesamtgewichtsverhältnisse der Vorrichtung. Werden beispielsweise siliconartige Dichtungsmassen hergestellt, so kann eine derartige Vorrichtung schon eine Länge von zehn Metern und eine Höhe von knapp drei Metern bei einem Gesamtgewicht von ca. zwanzig Tonnen aufweisen.

[0025] In den obigen Ausführungen wird ein Aushärten als chemischer Vorgang mit der Umgebungsluft angeführt. Dieser Ausdruck steht hier für alle möglichen chemischen Vorgänge, welche mit der Umgebungsluft, der Umgebungstemperatur oder sonstigen Ereignissen stattfinden können. Als Schutzgas im Raum 39 wird oben Stickstoff angegeben. Selbstverständlich können auch andere Schutzgase verwendet werden. Das zu verwendende Gas richtet sich nach den Eigenschaften des Mischgutes.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Vermischen von insbesondere dickflüssigen oder pastösen Materialien in einem Mischgefäß (1) sowie zum Austreiben des hergestellten Mischguts aus diesem Gefäß (1), wobei das Gefäß (1) mit einem Boden- (3) und einem diesem gegenüberliegenden Deckelteil (5) verschlossen ist und im Mischgefäß (1) ein ortsveränderlich bewegbares Mischwerkzeug (9) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Deckelteil (5) eine Linearführung (7) greift, mit der das Mischwerkzeug (9) ortsveränderlich bewegbar ist, und der Bodenteil (3) zum Austreiben der Mischung im Gefäß (1) gegen den Deckelteil (5) verschiebbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäßachse (10) annähernd horizontal angeordnet ist und der Bodenteil (3) zum Austreiben des Gemisches annähernd horizontal bewegbar ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch, vorzugsweise mit Ventilen verschließbare, Einlässe (45, 47, 49, 51) im Deckelteil (5) Materialien für die Mischprodukte einbringbar sind, sowie insbesondere ein Anschluss (43), eine Druck- bzw. Vakuumbeaufschlagung und vor allem ein Auslass (53) durch den das Mischgut aus dem Mischgefäß (1) in Gebinde austreibbar, vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Abdeckhaube (37), welche den beim Austreiben des Mischguts durch den verschobenen Bodenteil (3) frei werdenden Gefäßinnenteilraum (39) gegen aussen abdichtet, vorzugsweise gegenüber der Umgebung eine Gasbeaufschlagung ermöglicht, sowie einen Einlass (69) für ein Neutralgas in diesen frei werdenden Raum (39), damit durch Umgebungsbedingungen keine Reaktion von an der Innenwandung (11) anhaftendem Mischgut erfolgen kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Gefäßwandung (11) mit einer vorgegebenen Temperatur beaufschlagbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischgefäßinnenraum (12) als Kreiszylinder ausgebildet ist und der Bodenteil (3) vorzugsweise gegen Verdrehen und insbesondere gegen Verkippen gesichert, insbesondere durch eine axial wirkende Welle (33) verschiebbar ausgebildet ist und vor allem die Verdreh- und insbesondere die Verkippsicherung durch wenigstens eine weitere aussermittig angeordnete koaxiale Welle (35) vorgenommen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Deckelteil (5) greifende Linearführung (7) und vorzugsweise der Bodenteil (3) eine gespülte Dichteinheit (13; 31) haben.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelteil (5) für Reinigungs- und Servicearbeiten vom Mischgefäß (1) abnehmbar ausgebildet ist.

Zeichnung