Verfahren zur Durchmischung von Schüttgütern

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchmischung feinkörniger bis pulverförmiger Schüttgüter, z.B. Farbpigmente, mittels eines in einem mit druckdicht verschließbaren Eintragsöffnung und Austragsöffnung versehenen Mischbehälter, dessen Unterteil keglig, dessen Mittelteil zlindrisch und dessen Oberteil vorzugsweise kalottenförmig ist, ausgebildeten Gasstrahlmischers, wobei dem Mischbehälter ausgangsseitig ein Filter über Rohrleitungen und Ventile, insbesondere verschiedener Querschnitte zugeordnet ist, wobei der Mischbehälter ein Leervolumen von "x" und ein nutzbares Füllvolumen von "x/2" aufweist, mit vorgeordneter absperrbarer Druckgasquelle, ausgelegt auf einen maximalen Druck von "p" und wobei ein mit dem Mischbehälter verbundener, denselben maximalen Druck "p" aufnehmender Speicherkessel vorgesehen ist, der seinerseits mit dem, insbesondere das 2 bis 10-fache Leervolumen des Speicherkessels aufnehmenden Mischbehälter über Mischdüsen verbunden ist.

[0002] Ein solches Verfahren kann beispielsweise mit einer Vorrichtung zum Mischen von Pulver- oder Granulatform vorliegenden Stoffen, gemäß dem deutschen Patent 1 070 905 ausgeübt werden.

[0003] Das Kriterium dieser Vorrichtung ist, daß ein stehender, zylindrischer Behälter mit verschließbaren Füll- und Entleerungsöffnungen in dessen kegligem Kammerboden, nahe dessen Grund, ein Kranz mit Sprühdüsen anschließbar ist, die nach oben, in gleichem Drehsinn, schräg aufwärts, entlang der Kegelfläche des Behälterbodens gerichtet sind. Der Behälterdeckel führt in einzelne Filterzylinder über, wobei diese nicht für sich abschließbar sind, so daß der Austritt der Luft durch die Filterzylinder mit einer gewissen Verzögerung gegenüber dem Eintritt der Druckluft erfolgt, woraus sich während des Behandlungsvorganges ein überdruck in dem Behälter gegenüber der Außenatmosphäre einstellt.

[0004] Diese Art der Vorrichtung ist zwar dem ersten Anschein nach aufgrund ihrer Einfachheit kaum zu überbieten; sie weist jedoch gravierende Mängel auf, die insbesondere darin zu sehen sind, daß der Druckunterschied zwischen dem Mischbehälter und der freien Atmosphäre gering ist. Da jedoch die pro Zeiteinheit aufgegebene Luft praktisch in derselben Zeit wieder entfernt werden muß, erfordern diese Lösungen große Filterflächen zur Reinhaltung der Luft.

[0005] Einen ähnlichen Aufbau weist ein nach einer vorveröffentlichten Werbeschrift der Anmelderin ("Gasstrahlmischer, pneumatische Mischeinrichtung für Schüttgüter") ausgebildeter Gasstrahlmischer auf, wobei insbesondere auf die Titelseite verwiesen wird.
Nach dem hier dargestellten Schema wird der Mischbehälter, ausgehend von einem nachzuladenden Druckgasspeicherbehälter, durch Druckgas in der bereits beschriebenen Weise versorgt, wobei die Luft spiralförmig nach oben geleitet und dann in eine nach unten fallende Trombe wieder überführt wird.

[0006] Im Gegensatz zu der zuerst genannten Schrift wurde eine Filteranlage im oberen Bereich des Mischbehälters angeordnet, wobei dessen Filterschläuche von außen beaufschlagt und das entladene Abgas oberhalb des Filters abgeführt wird.
Auch hier ist ein Verschluß des Filters während der Mischzeit nicht gegeben.

[0007] Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik, ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zu nennen, das einen intensiven, praktisch gleichbleibenden Mischeffekt während einer kontinuierlichen, vorbestimmten Abgabezeit so lange sichert, bis der voreingestellte Gasdruck zwischen Speicherkessel und Mischbehälter erreicht ist, und bei dem gleichfalls eine befriedigende Absetzung des Mischgutes, bei weitgehend reduzierter Gefahr der Wiederaufwirbelung erreicht wird.

[0008] Nach der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe erfolgt die Einleitung des Mischprozesses durch öffnen eines zwischen Speicherkessel und Mischbehälter angeordneten steuerbaren Ventils bei an-stehender, voller Druckgasspannung "p" und dem gleichzeitigen Verschluß eines in gleicher Weise geschalteten, dem Speicherkessel vorgeordneten zweiten Ventils,
wobei über eine erste vorbestimmte Zeitspanne "t1" ein über den Umfang des Mischbehälters verteilter Gasstrom diesem durch Mischdüsen zugeführt wird, und nach Ablauf dieser Zeitspanne das zum Mischbehälter führende Ventil geschlossen und das zum Speicherkessel führende Ventil wieder geöffnet wird, wobei nach vollzogener Umschaltung der Ventile die Mischgutabsetzung über eine zweite vorbestimmbare Zeitspanne "t2", bei Aufrechterhaltung der Druckspannung im Mischbehälter erfolgt,
wobei nach Ablauf dieser zweiten Zitspanne "t2" der zum Filter führende freie Durchgangsquerschnitt über die Ventile derart gesteuert wird, daß die Filterbeaufschlagung durch die Abluft pro Zeiteinheit etwa gleichbleibend ist,
und wobei nach dem Absenken des Druckes auf den der freien Umgebungsatmosphäre und der Freigabe der Austragsöffnung das Mischgut entleert wird.

[0009] Zusammenfassend darf wiederholt werden, daß die Einleitung des Mischprozesses erst bei voller Druckgasspannung und bei Verschluß des dem Speicherkessel direkt vorgeordneten Ventiles erfolgt. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne wird praktisch gleichzeitig das zum Mischbehälter führende Ventil geschlossen und das zum Speicherkessel führende Ventil wieder geöffnet, wobei in dieser Schaltstellung die durch Turbulenzen ungestörte Absetzung des Mischgutes im Mischbehälter erfolgt und diese Phase über eine vorbestimmbare Zeitspanne aufrechterhalten wird.
Erst nach Ablauf dieser Zeitspanne wird der zum Filter führende Leitungsquerschnitt für die Abluft geöffnet und hierbei in seinem Durchgang so eingestellt, daß die mengenmäßige Filterbeaufschlagung durch die Abluft pro Zeiteinheit etwa gleichbleibend ist.
Nach dem Absenken des Druckes im Mischbehälter auf den atmosphärischen Druck wird das Gut über die Austragsöffnung entleert.

[0010] Die durch die Aufgabenstellung gegebene Forderung eines praktisch gleichbleibenden intensiven Mischeffektes wird erfüllt, und die Gefahr der Wiederaufwirbelung des abgesetzten Staubes wird durch das vorgeschlagene Verfahren verhindert.

[0011] Es ist weiter vorgesehen, daß die Zuführung des Gasstromes aus dem Speicherkessel in dem Mischbehälter entweder in einem Zuge während der Zeitspanne "t₁" oder aber bei Aufteilung dieser Zeitspanne in einzelne Teilzeitabschnitte, absatzweise erfolgt, wobei die Gesamtzeit "t₁" unverändert bleibt und durch die sich einstellende gleiche Druckgasspannung im Speicherkessel und im Mischbehälter bestimmt wird.

[0012] Die Nutzung der gespeicherten Energie für die Durchmischung, gleichgültig ob diese absatzweise oder durch kontinuierliche Zugabe des Druckgases erfolgt, ist für den Gesamtwirkungsgrad der Anlage praktisch bei jeder Einstellung gleichbleibend gegeben.

[0013] Zu der Phase der Mischgutabsetzung als zweitem Verfahrensschritt ist zu bemerken, daß die diese begrenzende zweite Zeitspanne "t₂" durch mit Ablauf der voreingestellten Zeit signalgebende Zeitrelais eingestellt wird, wobei das Signal Öffnungsimpuls für den bis dahin abgesperrten, vom Mischbehälter zum Filter führenden Durchgangsquerschnitt gibt.

[0014] Der Ablauf einer voreingestellten Beruhigungsphase vor öffnung des Mischbehälters zum Filter beschränkt die Schadstoffbeladung der Abluft auf ein Minimum, wobei in diesem Fall vorgesehen werden kann, daß die Regelung der Steuerung des Zeitrelais für die Beendigung der Absetzzeit "t2" durch das Maß der Durchlichtbarkeit des Mischbehälters knapp oberhalb der Mischgutfüllgrenze geregelt wird.

[0015] Die Erfindung wird durch die beigefügte schematische Darstellung einer zur Durchführung des Verfahrens zweckmäßigen Anlage beispielsweise näher erläutert.

[0016] Eine Abzweigung aus dem Druckgasbetriebsnetz oder des druckseitigen Abganges eines separaten Kompressors als Gasdruckquelle 1 wird in der Regel über eine Gastrocknungsanlage 2 geleitet und dem Speicherkessel 3 zugeführt, wobei dieser mit einem Manometer 3.1, einem Sicherheitsventil 3.2, einem Kontaktmanometer 3.3 für die gesteuerte Füllung des Speicherkessels 3 und einer Kondensatableitung 3.5 ausgerüstet ist.

[0017] Die Verbindungsleitung zwischen der Gasdruckquelle 1 und dem Speicherkessel 3 wird durch ein pneumatisch steuerbares Membranventil 4.1 beherrscht, wobei dieses so schaltbar ist, daß bei Abgabe des Druckgases aus dem Speicherkessel 3 über das geöffnete Membranventil 4 und fortsetzend über die Ringleitung 5.1 und die Düsen 5.2 dem Mischbehälter 6 so lange zugeführt wird, bis das Membranventil 4.1 die Zuführung zum Speicherkessel 3 mit Erreichung des maximalen Fülldruckes absperrt und erst dann wieder geöffnet wird, wenn das aus dem Speicherkessel 3 abgebende Membranventil 4, mit Erreichung eines Gleichdruckes zwischen den Behältern 3 und 6, geschlossen wird.

[0018] Der Speicherkessel 3 kann dann wieder mit maximalem Druck über das Membranventil 4.1 gefüllt werden.

[0019] Beide Ventile 4 und 4.1 sind dabei steuerungsmäßig so verbunden, daß immer ein Ventil geöffnet und das andere Ventil geschlossen ist.
Das Handabsperrventil 3.4 sowie das Sicherheitsventil 3.2 bilden eine unabhängig Sicherungsgruppe für den Fall des Versagens der Steuerung, insbesondere bei Ausfall des Steuerstromes bzw. des Steuergases.

[0020] Der Mischkopf 5 wird durch die Gasringleitung 5.1 und die abzweigenden, in das konische Unterteil des Mischbehälters 6 eingreifenden, radial gerichteten, gleichmäßig verteilten Mischdüsen 5.2 und einem zwischen diesen mittig angeordneten Kegelverschluß 5.3 für die Austragsöffnung 5.4, die durch eine zusätzliche Sperrklappe 5.4.1 gesichert ist, gebildet, wobei durch Anheben des Kegelverschlusses 5.3 die Austragsöffnung 5.4 öffnet, während der Eintrag des Gutes in den Mischbehälter 6 durch eine oder mehrere druckdicht verschließbare Eintragsöffnungen 5.5 - bei geschlossener Austragsöffnung 5.4 - erfolgt.
Des weiteren ist dem Behälterabschluß, d.h. der oberen Kalotte des Mischbehälters 6, ein groß dimensionierter Abgasstutzen 5.6 verbunden.

[0021] An dem Mischbehälter 6 ist eine auf einen Druck von 4 bar ausgelegte überdruckmembrane 6.1 ausgebildet.

[0022] Dem zentralen Abgasstutzen 5.6 sind zwei elektrisch gesteuerte Absperrventile 6.2 und 6.3 verbunden, wobei das Ventil 6.2 für eine geringe Nennweite und das Ventil 6.3 für eine größere Nennweite vorgesehen ist.
Die anschließenden Leitungen 6.2.2 und 6.3.3 vereinigen sich in der zum Schalldämpfer 7 führenden Sammelleitung 6.5, wobei der Schalldämpfer 7 wieder mit dem Filter 8 verbunden ist.

[0023] Der ebenfalls auf der Kalotte installierte Membrankontaktmanometer 6.4 veranlaßt, bei Überdruck, die Verhinderung der Zuführung weiterer Zuluft durch Abschluß des vorgeordneten, pneumatisch gesteuerten Membranventils 4, wobei diese zusätzliche Sicherheitsschaltung im Rahmen der Steuerung übergeordnet ist. Während der Abgasentladung zum Filter 8 wird zunächst das kleinere Absperrventil 6.2 und anschließend, d.h. nach Abbau des Spitzendruckes, das größere Absperrventil 6.3 geschaltet.

[0024] Selbstverständlich können weitere, unterschiedlich dimensionierte, nacheinander betätigbare Absperrventile vorgesehen werden, so daß ein quasi kontinvierlicher Abgasaustrag erfolgt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Durchmischung feinkörniger bis pulverförmiger Schüttgüter, z.B. Farbpigmente, mittels eines in einem mit druckdicht verschließbaren Eintragsöffnung (5.5) und Austragsöffnung (5.4) versehenen Mischbehälter (6), dessen Unterteil keglig, dessen Mittelteil zylindrisch und dessen Oberteil vorzugsweise kalottenförmig ist, aus-gebildeten Gasstrahlmischers, wobei dem Mischbehälter ausgangsseitig ein Filter (8) über Rohrleitungen und Ventile, insbesonderer verschiedener Querschnitte, zugeordnet ist, wobei der Mischbehälter ein Leervolumen von "x" und ein nutzbares Füllvolumen von "x/2" aufweist, mit vorgeordneter absperrbarer Druckgasquelle (1), ausgelegt auf einen maximalen Druck von "p" und wobei ein mit dem Mischbehälter verbundener, denselben maximalen Druck "p" aufnehmender Speicherkessel (3) vorgesehen ist, der seinerseits mit dem, insbesondere das 2 bis 10-fache Leervolumen des Speicherkessels (3) aufnehmenden Mischbehälter (6) über Mischdüsen (5.2) verbunden ist,
wobei die Einleitung des Mischprozesses durch Öffnen eines zwischen Speicherkessel (3) und Mischbehälter (6) angeordneten steuerbaren Ventils (4) bei anstehender,
voller Druckgasspannung "p" und dem gleichzeitigen Verschluß eines in gleicher Weise geschalteten, dem Speicherkessel (3) vorgeordneten zweiten Ventils (4.1) erfolgt,
wobei über eine erste vorbestimmte Zeitspanne "t1" ein über den Umfang des Mischbehälters (6) verteilter Gasstrom diesem durch Mischdüsen (5.2) zugeführt wird, und nach Ablauf dieser Zeitspanne das zum Mischbehälter (6) führende Ventil (4) geschlossen und das zum Speicherkessel (3) führende Ventil (4.1) wieder geöffnet wird,
wobei nach vollzogener Umschaltung der Ventile (4 und 4.1) die Mischgutabsetzung über eine zweite vorbestimmbare Zeitspanne "t2", bei Aufrechterhaltung der Druckspannung im Mischbehälter (6), erfolgt,
wobei nach Ablauf dieser zweiten Zeitspanne "t2" der zum Filter (8) führende freie Durchgangsquerschnitt über die Ventile derart gesteuert wird, daß die
Filterbeaufschlagung durch die Abluft pro Zeiteinheit etwa gleichbleibend ist,
und wobei nach dem Absenken des Druckes auf den der freien Umgebungsatmosphäre und der Freigabe der Austragsöffnung (5.4) das Mischgut entleert wird.

2. Verfahren zur Durchmischung von Schüttgütern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuführung des Gasstromes aus dem Speicherkessel (3) in den Mischbehälter (6) entweder in einem Zuge während der Zeitspanne "t1" oder aber bei Aufteilung dieser Zeitspanne in einzelne Teilzeitabschnitte, absatzweise erfolgt, wobei die Gesamtzeit "t1" unverändert bleibt und durch die sich einstellende gleiche Druckgasspannung im Speicherkessel (3) und im Mischbehälter (6) bestimmt wird.

3. Verfahren zur Durchmischung von Schüttgütern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die die Mischgutabsetzung begrenzende zweite Zeitspanne "t2" durch mit Ablauf der voreingestellten Zeit signalgebene Zeitrelais eingestellt wird, wobei das Signal Öffnungsimpuls für den bis dahin abgesperrten, vom Mischbehälter (6) zum Filter (8) führenden freien Durchgangsquerschnitt gibt.

4. Verfahren zur Durchmischung von Schüttgütern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Regelung der Steuerung des Zeitrelais für die Beendigung der Absetzzeit "t2" durch das Maß der Durchlichtbarkeit des Mischbehälters (6) knapp oberhalb der Mischgutfüllgrenze geregelt wird.

5. Verfahren zur Durchmischung von Schüttgütern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerung der Querschnittseinstellung zwischen dem Mischbehälter (6) und dem Filter (8) durch den momentanen statischen Druck im Mischbehälter (6) geregelt wird.

Claims

1. A method for mixing fine-grained to pulverulent bulk goods, such as paint pigments, by means of a gas jet-operated mixer formed within a mixing vessel (6) provided with a supply opening (5.5) and a discharge opening (5.4) sealable in pressure-tight manner, with the bottom portion of such mixing vessel being conical, the center portion cylindrical and the top portion preferably spherical in configuration, wherein a filter (8), through tubings and valves preferably of varying cross-sections is associated to the discharge side of the mixing vessel, with the mixing vessel exhibiting an empty capacity "x" and a useful loading capacity "x/2" and having mounted ahead thereof a lockable compressed gas source (1) designed for a maximum pressure "P", and wherein a reservoir (3) in communication with the mixing vessel and taking up the same maximum pressure "p" is provided which, in turn, through mixing nozzles (5.2) is in communication with the mixing vessel (6) taking up, in particular, 2 to 10 times the empty capacity of the reservoir (3),
with the initiation of the mixing operation being effected through opening a controllable valve (4) located between reservoir (3) and mixing vessel (6) under the full compressive gas stress "p" while simultaneously closing a second valve (41.1) switched in the same manner and mounted ahead of the reservoir (3), with a gas flow distributed circumferentially of the mixing vessel (6) over a predetermined period of time "t1" being supplied thereto through mixing nozzles (5.2) and, after lapse of that period of time, the valve (4) leading to the mixing vessel (6) is closed and the valve (4.1) leading to the reservoir (3) is opened again,
with the setting of the mixing goods being effected, after the valves (4 and 4.1) having been reswitched, over a second predetermined period of time "t2" with the compressive stress in the mixing vessel (6) maintained,
with the free passage cross-section leading to the filter (8), after lapse of the said second period of time "t2", being controlled through the valves in a manner that the application of exhaust air to the filter is approximately constant per unit of time, and with the mixing goods, after the pressure having been decreased to that of the free ambient atmosphere, and after the discharge opening (5.4) having been released, being evacuated.

2. A method for mixing of bulk goods according to claim 1, characterized in
that the supply of the gas flow from the reservoir (3) into the mixing vessel (6) is effected either in one pass during the period of time "t1" or, when subdividing the said period of time into individual partial time secitons, in steps, with the total period of time "t1" remaining unchanged and being determined by the resultant uniform compressive gas stress in the reservoir (3) and in the mixing vessel (6).

3. A method for mixing of bulk goods according to claim 2, characterized in
that the second period of time "t2" limiting the setting of the mixing goods, is adjusted by a relay generating a signal upon expiration of the preadjusted time, with the signal generating an opening pulse for the free passage cross-section hitherto locked and leading from the mixing vessel (6) to the filter (8).

4. A method for mixing of bulk goods according to claim 3, characterized in
that the control of the time relay for terminating the setting time "t2" is regulated by the degree of transmissivity of the mixing vessel (6) just above the loading limit of the mixing goods.

5. A method for mixing of bulk goods according to claims 1 and 2, characterized in
that the cross-sectional adjustment between the mixing vessel (6) and the filter (8) is regulated by the instantaneous static pressure within the mixing vessel (6).

Revendications

1. Procédé pour mélanger des matières en vrac, par exemple des pigments colorés, dont la consistance est comprise entre des grains fins et de la poudre, au moyen d'un mélangeur par jets gazeux ménagé dans un réceptacle mélangeur (6) muni d'un orifice de déversement (5.5) et d'un orifice d'évacuation (5.4) obturables avec étanchéité à la pression, dont la partie inférieure est conique, dont la partie médiane est cylindrique et dont la partie supérieure revêt de préférence la forme d'une calotte, un filtre (8) étant associé au réceptacle mélangeur côté sortie, par l'intermédiaire de conduits tubulaires et de valves possédant notamment des sections différentes, le réceptacle mélangeur présentant un volume à vide "x" et un volume utile à plein "x/2", avec une source de gaz comprimé (1) pouvant être isolée, disposée en amont et étudiée pour une pression maximale "p", et en prévoyant une cuve d'accumulation (3) qui est reliée au réceptacle mélangeur, admet la même pression maximale "p" et es t à son tour reliée, par l'intermédiaire de buses mélangeuses (5.2), audit réceptacle mélangeur (6) admettant en particulier du double au décuple du volume à vide de la cuve d'accumulation (3),
procédé dans lequel le déclenchement du processus de mélangeage a lieu par ouverture d'une valve commandable (4) interposée entre la cuve d'accumulation (3) et le réceptacle mélangeur (6) , en présence d'une tension intégrale "p" du gaz comprimé, et avec fermeture simultanée d'une seconde valve (4.1) branchée de manière similaire, et disposée en amont de la cuve d'accumulation (3),
dans lequel, durant un premier laps de temps prédéterminé "t1", un flux gazeux réparti sur le pourtour du réceptacle mélangeur (6) est délivré à celui-ci par l'entremise de buses mélangeuses (5.2) et, à l'expiration de ce laps de temps, la valve (4) menant au réceptacle mélangeur (6) est fermée, et la valve (4.1) menant à la cuve d'accumulation (3) est de nouveau ouverte,
dans lequel, à l'achèvement de l'inversion des valves (4 et 4.1), la décantation du produit mélangé s'opère durant un second laps de temps "t2" pouvant être prédéterminé, en entretenant la pression régnant dans le réceptacle mélangeur (6), dans lequel, à l'expiration de ce second laps de temps "t2", la section d'écoulement libre menant au filtre (8) est commandée, par l'intermédiaire des valves, de telle sorte que la sollicitation du filtre, par l'air de sortie, soit sensiblement constante par unité de temps,
et dans lequel le produit mélangé est déchargé après la chute de la pression jusqu'à celle de l'atmosphère libre environnante, et après le dégagement de l'orifice d'évacuation (5.4).

2. Procédé pour mélanger des matières en vrac, selon la revendication 1, caractérisé par le fait
que la délivrance, au réceptacle mélangeur (6), du flux gazeux provenant de la cuve d'accumulation (3), a lieu soit d'un trait durant le laps de temps "t1", soit par échelons lorsque ce laps de temps est subdivisé en des séquences temporelles partielles individuelles, la durée totale "t1" demeurant alors inchangée, et étant déterminée par la même tension du gaz comprimé se développant dans la cuve d' accumulation (3) et dans le réceptacle mélangeur (6).

3. Procédé pour mélanger des matières en vrac, selon la revendication 2, caractérisé par le fait
que le second laps de temps "t2", délimitant la décantation du produit mélangé, est réglé par l'intermédiaire de relais temporisateurs délivrant des signaux à l'expiration du temps préréglé, le signal engendrant une impulsion d'ouverture de la section d'écoulement libre jusque-là isolée, allant du réceptacle mélangeur (6) au filtre (8).

4. Procédé pour mélanger des matières en vrac, selon la revendication 3, caractérisé par le fait
que la régulation de la commande du relais temporisateur, pour mettre fin au temps de décantation "t2", est réglée par la valeur de la transmissibilité lumineuse du réceptacle mélangeur (6) juste au-dessus de la limite de remplissage du produit mélangé.

5. Procédé pour mélanger des matières en vrac, selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait
que la commande du réglage de section, entre le réceptacle mélangeur (6) et le filtre (8), est régulée par la pression statique régnant dans ledit réceptacle mélangeur (6) à l'instant considéré.

Zeichnung