Mischvorrichtung für Drehtrommeln
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für rotierende Trommeln, bei der in der Trommel auf ein oder mehreren Wellen angebrachte Mischflügel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mischflügel eine axial oszillierende Bewegung ausführen.
In umlaufenden Trommeln für die Durchführung von verfahrenstechnischen Prozessen, wie zum Beispiel Reaktionen, Trocknen, Calcinieren usw., ist sehr oft eine gute Durchmischung des verarbeiteten Pro- duktes notwendig, um ein Verkrusten oder eine Zusammenballung zu verhüten, die Wärmeübertragung oder Reaktion zu beschleunigen oder auch um die Gleichmässigkeit des Produktes zu verbessern.
Hierfür werden zum Beispiel an der Innenwand der Trommel bei pulver- oder kornförmigen Produkten Mischschaufeln angebracht oder für die Verarbeitung von pastösen Stoffen eine Mischschnecke oder auch sogenannte Rührbalken in die Trommel gelegt, die durch die Reibung an der inneren Trommelwand bewegt werden. Diese Massnahmen genügen jedoch oft nicht und zwingen dazu, entweder den Prozess in einer anderen Maschine durchzuführen oder der Drehtrommel einen Mischer vor- oder nachzuschalten.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, den Mischprozess in rotierenden Trommeln zu verbessern.
Sie ist in den anliegenden Skizzen in 2 Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Längsschnitt durch eine Drehtrommel mit einer von aussen direkt angetriebenen Mischwelle,
Fig. 2 Ausschnitt nach Linie I-II der Fig. 1,
Fig. 3 Längsschnitt durch eine Drehtrommel mit einer lose in die Trommel eingelegten Mischwelle, deren axial oszillierende Bewegung durch eine von aussen angetriebene Zwischenwelle betätigt wird,
Fig. 4 Ausschnitt nach Linie III-IV der Fig. 3.
Die rotierende Trommel ist in der Fig. 1 und 2 nur zum Teil, beispielsweise als Einlaufteil zu einem Drehofen, dargestellt. Fig 1 ist die Trommel mit einem Laufring 2, der wiederum auf den Laufrollen 3 und 4 in bekannter Weise abgestützt ist. Gegen die Stirnwand 5 der rotierenden Trommel mit Glelit- flansch 8 gepresst, um den Raum innerhalb der Trommel gegen aussen abzudichten. Anpressvorrichtung und flexible Verbindungen dieser Gleitring-Dichtung sind der Klarheit wegen nicht dargestellt. In dem feststehenden Einlaufkopf 7 ist über einem flexiblen Balg 9 die Stopfbüchse 10 angeordnet. Mit dieser Stopfbüchse ist die Mischwelle 11 mit den Mischflügeln 12 abgedichtet, die ausserhalb der Trommel in einem besonderen hier nicht gezeigten Antriebskasten gelagert und angetrieben ist.
Ausserdem ist im Einlaufkopf 7 noch die Schnecke 13 angebracht, die zum Einfördern und auch Einschleusen des zu verarbeitenden Produktes dient.
Das durch die Schnecke 13 eingeförderte Produkt fällt in die rotierende Trommel und füllt die Trommel normalerweise bis kurz unterhalb der Dichtung an der Stirnwand. Beim Rotieren der Trommel wird bereits durch das bekannte Überrollen des Produktes eine Mischwirkung erzeugt, die bei der vorliegenden Erfindung durch die Mischwelle 11 mit den Mischflügeln 12 wesentlich erhöht wird. Hierbei werden jedoch die Mischflügel nicht nur rotiert, sondern gleichzeitig auch oszilliert, wie dies in der Fig. 1 durch das Bewegungsschema 14 und auch die strichpunktierte andere Grenzstellung des äussersten Mischflügels 15 dargestellt ist.
Diese Bewegung ergibt eine sehr intensive Mischwirkung auch bei Schlämmen und niedrig viskosen Pasten.
Für hochviskose Pasten hat es sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, in der Trommel zahnartige Vorsprünge oder Mischflächen 16 anzuordnen, zwischen denen die Mischflügel 12 oszillieren und hierbei auch höher viskose Materialien durchkneten oder auch grössere Materialbrocken zerkleinern. Gleichzeitig bringen diese zahnartigen Vorsprünge 16 grosse Vorteile bei wärmetechnischen Prozessen, d. h. bei Trommeln, die in bekannter Weise beheizt oder gekühlt werden. Einerseits vergrössern sie die Wärmeaustauschfläche und verbessern anderseits auch die Wärmeübertragung durch die starke Materialbewegung und Selbstreinigung. Die Mischwelle 11 mit Mischflügeln 12 kann auch nur mit einer oszillierenden Bewegung betrieben werden, falls die rotierende Bewegung der Trommel alleine für das Umwälzen des Materials genügt. In diesem Falle genügen die Mischflügel, die in das Produktbett hineinragen.
Die Mischflügel 12 können in den verschiedensten Formen ausgeführt werden, beispielsweise als schräggestellte Flächen, um die Transport- und Mischwirkung zu erhöhen oder sogar in der Form von schweren Kollern, die auf der Innenwand der Trommel laufen, um eine erhöhte Reibwirkung, zum Beispiel beim Mischen von Giessereisand oder von Schokolade, zu erzielen. In der bisherigen Ausführung des Erfindungsprinzips ist die Betthöhe des Produkts in der rotierenden Trommel dadurch begrenzt, dass das Nievau unterhalb der Gleitringdichtung und damit auch wesentlich unterhalb der Mischwelle liegen muss. Um die Mischwelle mit den Mischflügeln nicht zu gross zu machen, sind daher für diese Ausführung auch Gleitringdichtungen grösseren Durchmessers notwendig, die bezüglich Dichtheit bei grossen Trommeln oft Schwierigkeiten machen können.
Diese Schwierigkeiten werden bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 vermieden. Die rotierende Trommel ist dort mit 21 bezeichnet und mittels Laufring 22 auf den Stützrollen 23 und 24 gelagert. Gegen die Stirnwand 25 mit Gleitring 26 wird der feststehende Einlaufkopf 27 mit Gleitflansch 28 gepresst. Auf dem Einlaufkopf ist auch der Einfüllstutzen 29 angeordnet sowie die Stopfbüchse 30 für die Durchführung der Antriebswelle 31. Diese oszillierende Antriebswelle 31 kann entweder nur ausserhalb der Trommel gelagert sein oder, wie auf Fig. 3, ein nicht gezeigtes Lager ausserhalb und ein Lager 32 innerhalb der Trommel haben, das gegen die Trommel-Innenwand mit den Rippen 33 abgestützt ist.
Auf der Antriebswelle 31 sind die 2 Mitnehmer 34 befestigt, die mit den Gabeln 35 um die eigentliche Mischwelle herum greifen. Diese Gabeln sind hierbei so zwischen den Mischflügeln 37 angeordnet oder auch zwischen separaten Mitnehmerringen, dass die Oszillation der Antriebswelle 31 auf die Mischwelle 36 übertragen wird, ohne dass die Rotation der Mischwelle beeinträchtigt ist. Die Rotation der lose in der Trommel liegenden Mischwelle 36 mit den Mischflügeln 37 erfolgt durch die Reibung an der umlaufenden Trommelinnenwand. Sie kann, wenn erforderlich, durch Mitnehmer an der Trommelinnenwand unterstützt werden.
Als solche Mitnehmer können zum Beispiel auch die schon bei der Beschreibung von Fig. 1 und 2 erwähnten zahnartigen Vorprünge 38 der inneren Trommelwand ausgebildet werden. Es sei hier noch darauf hingewiesen, dass diese Vorsprünge 38 in der Fig. 3 im Gegensatz zu Fig. 1 von Reihe zu Reihe versetzt gezeigt werden. Ausserdem wird in Fig. 4 auch noch als Variante gezeigt, dass ein Teil der Mischflügel 37 als vergrösserte Mischfläche 40 ausgebildet werden kann.
In den Fig. 14 ist die Mischwelle jeweils senkrecht unter der Achse der Trommel gezeigt. In Wirklichkeit stellt sich das Materialbett beim Rotieren der Trommel schräg ein. Es ist daher in vielen Fällen zweckmässig, auch die Mischwelle entsprechend schräg, in einem Winkel zur Vertikalen unter der Trommelachse anzuordnen. Bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 mit lose in der Trommel liegender Mischwelle ist es aus den gleichen Gründen empfehlenswert, der Antriebswelle 31 neben der oszillierenden gesteuerten Bewegung auch eine freie Winkelbewegung zu erlauben, so dass die Einstellung der Mischwelle gemäss der Stellung des Produktbettes möglich ist. Dies ist, als Bewegungsschema 41, in Fig. 3 angedeutet.
Die Ausführungsformen des Erfindungsprinzips sind mit den geschilderten Konstruktionen nicht begrenzt.
Beispielsweise kann eine Oszillation der lose eingelegten Mischwelle auch mit einer Druckscheibe oder einem Druckring an der Stirnwand der Trommel erfolgen, wobei die Druckscheibe bewegt wird von hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Bolzen, die durch die Trommelstiruwand nach aussen gehen. Es ist auch gleichgültig, ob die Mischvorrrichtung am Ein- oder Auslaufende von rotierenden Trommeln angeordnet sind oder ob statt einer Mischwelle mehrere eingebaut werden.