Mischmaschine für Trockenstoffe
Maschinen zum Mischen von Trockenstoffen, die in pulvriger, griess- oder grobkörniger Form vorliegen, sind bereits in zahlreichen Ausführungen bekannt.
Das Ziel, das man mit derartigen Maschinen zu erreichen versucht, besteht letztlich darin, in möglichst kurzer Zeit den höchstmöglichen Grad der Durchmischung zu erzielen. Man hat hierfür viele Lösungen in konstruktiver Hinsicht vorgeschlagen. Gemeinsam ist allen bisher bekannten Ausführungsarten solcher Maschinen, dass Teile verwendet werden, welche innerhalb des Mischbehälters Drehbewegungen ausführen. In den meisten Mischmaschinen hat man als solche Teile Förderschnecken verwendet, daneben werden aber auch Mischwellen gebraucht, das heisst Wellen, auf denen Mischflügel angeordnet sind. Die überwiegende Zahl der bekanntgewordenen Maschinen besitzt ein senkrecht angeordnetes Förderorgan.
Dies hat insofern Bedeutung, als beim Mischvorgang dann noch die Wirkung der Schwerkraft das Durchmischen unterstützt, denn die Teile des Gutes, das durch das Förderorgan bestimmungsgemäss nach oben gehoben wird, fallen von selbst wieder innerhalb des Mischbehälters nach unten. Indessen bringt eine Förderschnecke, die völlig im Mischgut arbeitet, noch lange nicht den erstrebten Erfolg. Die Förderung ist ungenügend, da eine seitliche Führung fehlt. Man hat deshalb die Förderschnecke mit einem geschlossenen Rohr umgeben, um die Wirkung zu verbessern. Hierbei wurde aber nicht viel gewonnen, da praktisch nur eine reine Förderung stattfindet, und das Mischen, die eigentliche Aufgabe der Maschine, ziemlich in den Hintergrund tritt. Die Folge ist, dass man unerwünscht lange Zeit braucht, um eine einigermassen befriedigende Durchmischung des Gutes zu erzielen.
Weitere Versuche zur Verbesserung, bei denen man das die Förderschnecke umgebende Rohr mit Durchbrechungen oder Schlitzen versah, brachten auch nicht den gewünschten Erfolg. Bei Mischmaschinen mit solchen Merkmalen steht die Förderung praktisch noch zu sehr im Vordergrund, so dass man, im Bestreben, diesen Nachteil zu beseitigen, im unteren Bereich, ausserhalb des die Schnecke umgebenden Rohres besondere Mischflügel anordnete. Hierdurch sollte wenigstens in dieser Zone der Mischmaschine eine ausreichende Mischung erzielt werden. Eine wesentliche Beschleunigung des Mischvorganges wurde dadurch aber nicht erzielt.
In Anbetracht der nicht befriedigenden Arbeitsweise derjenigen Mischmaschinen, bei denen Mischbehälter und Mischorgan senkrecht angeordnet sind, hat man auch noch den Versuch unternommen, die Mischorgane waagrecht anzubringen. Nach einem bekannten Vorschlag in dieser Hinsicht laufen zwei mit Flügeln versehene Mischwellen in entgegengesetzter Richtung zueinander um. Es findet bei dieser Anordnung aber lediglich ein in horizontaler Richtung ablaufender Umwälzvorgang statt, der unverhältnismässig lang durchgeführt werden muss, um zu einem einigermassen guten Mischprodukt zu gelangen.
Man hat sich daher wieder der senkrechten Anordnung zugewandt, und nun mehr Vorteile dadurch zu erreichen versucht, dass man das Förderorgan mit einem in seiner Höhe verstellbaren und am oberen Ende mit einer Durchtrittsöffnung für den Rücklauf des Gutes versehenen Rohr umgeben hat. Wenn auch bei einer derartigen Ausführungsform Fortschritte erreicht werden konnten, so blieb der Nachteil bestehen, dass derartige Mischvorrichtungen nur für lockere und ganz gleichmässig zu sammengesetzte Trockenstoffe sich als geeignet erwiesen. Da das Förderorgan eine Schnecke ist, können solche Trockenstoffe, die mit Klumpen durch- setzt sind, nicht innig genug vermischt werden.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles hat man daher anstelle einer Förderschnecke ein Förderorgan vorgeschlagen, das aus einzelnen, übereinander angeordneten Schlagarmen besteht. Sie dienen neben dem besonderen Zweck, die im Mischgut enthaltenen Klumpen zu zerkleinern, auch noch der Aufwärtsförderung des Mischgutes.
Allen diesen Konstruktionen haftet noch der Nachteil an, dass es bei ihnen eines zu grossen Zeitaufwandes bedarf, um zu den hohen Graden der Durchmischung, wie sie von der Praxis gefordert werden, zu gelangen. Ganz ungeeignet erweisen sie sich aber in solchen Fällen, wo spezifisch sehr leichte und voluminöse Mischgüter, z. B. Russ, Zellstoff und dergleichen, miteinander vermischt werden müssen. Erst recht gelingt es nicht in befriedigender Weise Güter der vorgenannten Art mit spezifisch schweren Trockenstoffen, die in pulvriger oder körniger Form anfallen, z. B. Metalle, zu mischen. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass der Kreislauf des Mischgutes gestört wird. Ein derartiger Kreislauf ist von Wichtigkeit für den guten Ablauf des Mischvorganges.
Man hat ihn bisher technisch am besten bei solchen Mischmaschinen zu erreichen vermocht, bei denen ein senkrecht angeordnetes Förderorgan von einem in seiner Höhe verstellbaren Rohr umgeben wird. Hierdurch wird nämlich ermöglicht, dass das Mischgut aus dem unteren Teil des Mischbehälters durch das Rohr nach oben gefördert wird, wo es dann durch Austrittsöffnungen im Rohr oder auch über dessen oberen Rand wieder im freien Fall zwischen Rohr und Behälterwand nach unten fällt und somit einen Kreislauf ausführt. Es hat sich nun aber herausgestellt, dass insbesondere bei solchen Mischmaschinen der Kreislauf nicht aufrechterhalten bleibt, sofern man diese Maschinen für das Mischen spezifisch sehr leichter und voluminöser Güter verwendet. Das Mischgut bildet nämlich zwischen der Innenwandung des Mischbehälters und dem äusseren Mantel des Mischzylinders Brücken.
Dadurch wird das am oberen Teil des Rohres austretende Mischgut verhindert, bestimmungsgemäss wieder im vollen Umfang in den unteren Teil des Mischbehälters zurückzufallen.
Die Brückenbildung kann verschiedene Ursachen haben. Neben der Möglichkeit, dass elektrostatische Aufladungen eine Rolle spielen, kann auch die Natur der Stoffe selbst dafür verantwortlich sein, insbesondere wenn sie dazu neigen, sich zusammenzuballen oder zu kleben.
Die genannten Nachteile der bekannten Mischmaschinen werden durch die Erfindung beseitigt.
Es ist demnach das Ziel der Erfindung, eine Mischmaschine zu schaffen, die in wesentlich kürzerer Zeit die höchstmögliche Durchmischung von pulvrigen, gries- oder grobkörnigen Trockenstoffen, als es bei den bisher bekannten Maschinen der Fall ist, ermöglicht, und ferner auch die homogene Mischung zwischen spezifisch leichten und voluminösen Mischgütern einerseits untereinander und anderseits gemeinsam mit spezifisch schweren Stoffen gewährleistet.
Die Mischmaschine nach der Erfindung weist einen im Querschnitt runden Mischbehälter mit lotrechter Achse und axial darin angeordneter, drehbarer Welle auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die im in der unteren Hälfte konisch zulaufenden Mischbehälter angeordnete Welle mehrgängig mit Mischflügeln mit zur Drehrichtung spitzem Anstellwinkel besetzt ist und von einem um die gleiche Achse drehbaren Mischzylinder von etwa halber Mischbehälterlänge umhüllt ist, wobei die Welle und der Mischzylinder derart mit Antriebsmitteln verbunden sind, dass sie sich im Betrieb in entgegengesetzter Richtung drehen, und wobei der Mischzylinder auf der Aussenseite radial sich erstreckende, in einer Schraubenlinie angeordnete Mischflügel aufweist und oben und unten offen und derart im Mischbehälter angeordnet ist,
dass seine Enden etwa gleiche Abstände vom Mischbehälterdeckel und Mischbehälterboden haben.
Die Anstellung der Mischflügel erhöht die Förderwirkung der Mischwelle, so dass damit zwangläufig auch die Geschwindigkeit des Kreislaufes gesteigert wird, was einen zeitlich sehr günstigen Wirkungsgrad des Mischvorganges ergibt.
Zweckmässigerweise sind die Flügel der Mischwelle und diejenigen des Zylinders in gleichem Sinn angestellt. Da sich die beiden vorgenannten Teile entgegengesetzt drehen, wird die Beförderung des Mischgutes auf seinem Weg zwischen Behälterwand und Mischzylinder in den unteren Teil des Behälters beschleunigt. Dies ist besonders wichtig bei voluminösen und spezifisch leichten Stoffen. Es werden nämlich nicht nur die Brücken durch die Zylinderflügel zerstört, sondern auch die Teilchen der Stoffe schneller nach unten befördert als es der Fall wäre, wenn sie lediglich der Wirkung der Schwerkraft folgten.
Für die Funktion der Maschine ist es wesentlich, dass sich im Mischbehälter keine Strömungstoträume bilden können, weshalb für den Mischbehälter die an sich bekannte Form eines Zyklons bzw. Abscheiders gewählt ist.
Als voluminöse und spezifisch leichte Güter, für deren Mischen die erfindungsgemässe Maschine bisher nicht bekannte Vorzüge aufweist, seien beispielsweise Zellstoff und Russ genannt. Die Maschine ist aber auch besonders dafür geeignet, Stoffe der genannten Art mit Metallpulvern einwandfrei zu vermischen. Dies ist besonders im Hinblick auf die Herstellung von Elektroden von Wichtigkeit. Mit den bisherigen Mischeinrichtungen war ein so hoher Grad der Durchmischung nicht zu erzielen. Die nachteilige Folge war bei der Herstellung von Schweisselektroden, dass sich sogenannte Zellwollnester bildeten. Dadurch tritt beim Schweissen der Übelstand auf, dass der Lichtbogen plötzlich abreisst. Dies muss aber im Interesse einer gutgelegten Schweissnaht vermieden werden.
In der Zeichnung ist ein Beispiel für eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine dargestellt. Im Interesse der Klarheit dieser Darstellung ist davon Abstand genommen, die Mittel zum Antrieb des Mischzylinders in die Zeichnung aufzunehmen. Um einen besonderen Antrieb zu sparen, wird man zweckmässigerweise den Mischzylinder mit dem Antrieb der Mischwelle kuppeln, was durch ein Getriebe oder durch eine sonstige Kraftübertragung von der Mischzelle zum Mischzylinder geschehen kann. Es wird weiter zweckmässig sein, regelbare Getriebe einzubauen, um die Mischwelle und den Mischzylinder mit verschiedenen Drehzahlen laufen lassen zu können.
In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Mischmaschine, teilweise aufgebrochen, in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Draufsicht des offenen, teilweise dargestellten Mischbehälters.
Der Mischbehälter 1 von zylindrischer Gestalt verjüngt sich nach unten konisch. Durch diese Formgebung wird toter Raum vermieden. Die über den oberen Rand des drehbar angeordneten Mischzylinders 2 herabfallenden Anteile des Mischgutes werden daher sofort wieder ganz von den Flügeln 4, welche sich am untersten Teil der Mischwelle 3 befinden, erfasst und nach oben durch den Mischzylinder befördert. Wie die Fig. 1 in der zeichnerischen Darstellung erkennen lässt, sind die mehrgängig angeordneten Flügel 4 der Mischwelle 3 in einem spitzen Winkel zur Waagrechten angestellt. Auf dem Aussenmantel des Mischzylinders sind radial sich erstrekkende, in einer Schraubenlinie angeordnete Flügel 5 vorhanden, durch die bei Drehung des Zylinders die schädliche Brückenbildung verhindert wird.
Der Mischzylinder 2 hat etwa die halbe Länge des Mischbehälters 1 und er ist oben und unten offen und derart im Mischbehälter 1 angeordnet, dass seine Enden etwa gleiche Abstände vom Mischbehälterdeckel und Mischbehälterboden haben.
Getragen wird der Mischbehälter von dem Gerüst 6, auf dem oberhalb des Behälters sich ein Motor 7 befindet. Dieser treibt über ein im Gehäuse 8 befindliches, nicht dargestelltes Getriebe die Mischwelle 3 an. Ebenfalls unterblieben ist aus Gründen der Übersichtlichkeit die Darstellung von Übertragungsmitteln zum Antrieb des Mischzylinders in entgegengesetzter Richtung wie die Mischwelle 3.
Gezeigt werden lediglich Streben 9, mittels welchen der Mischzylinder mit seinen Antriebselementen verbunden ist. In der oberen Abdeckung des Behälters ist in üblicher Weise ein Deckel (nicht dargestellt) zum Einfüllen des Gutes angebracht. Am unteren Ende des Behälters befindet sich der Verschluss 10, der im Gelenk 11 drehend durch Auslösen der durch den Handgriff 12 betätigten Sperre 13 abgeklappt werden kann. Als Verschluss kann auch ein Schieber verwendet werden. Mit Hilfe des Bajonettverschlusses 14 ist der abnehmbare Mischbehälter am Gerüst befestigt.