CS260812B1 - Zařízení pro homogenizaci vysokoviskožních nebo sypkých hmot a jejích směsí - Google Patents

Abstract

Zařízení řeqí problém dokonalého míchání -vysokoviskožních nebo sypkých hmot a jejich směsí nízkoobrátkovými míchadly. Jeho podstatou je homogenizacní zařízení, sestávající z horizontálního disku s upínaěem manipulační nádoby, otočného spodním převodovým kolem upevněným spolu s horním převodovým kolem a hnacím kolem na svislé převodové hřídeli. Hnací kolo je spojeno případně přes převodové ústrojí s pohonnou jednotkou. Převodová hřídel je otočně uložena ve stojanu, na němž je pomocí kyvného uložení zavěšeno rameno, nesoucí ložisko vertikální míchací hřídele. Míchací hřídel je na horním konci opatřena rukojetí, pod níž má navlečený stavěči kroužek se stavěcím šroubem, na spodním konci spojkou pro upevnění míchadla a ve střední části zajištovacím kolíkem a pomocí klínu je posuvně uchycena v ložiskovém pouzdru, které je pevně spojeno s unášecím kolem napojeným na horní převodové kolo převodové hřídele.

Description

Vynález se týká zařízení pro homogenizaci vysokoviskózních kapalin, past a prášků nebo jejich směsí při normální nebo zvýšené teplotě.

Homogenizace vysokoviskózních newtonských i nenewtonských kapalin, past a prášků nebo jejich směsí představuje závažnou problematiku, a to zejména tehdy, jde-li o homogenizaci materiálů pryskyřičného lepkavého charakteru nebo o homogenizaci materiálů, které není možné ohřívat na vyšší teplotu za účelem snížení jejich viskozity, poněvadž by při zvýšené teplotě probíhaly již v nádobě s materiálem nežádoucí reakce. Podmínky pro homogenizaci jsou zvlášt obtížné tehdy, má-li se homogenizace provádět přímo v transportních nádobách nebo v nádobách, z nichž se má produkt periodicky vyprazdňovat, jako je tomu např. při přípravě podlahovin, těsnících tmelů, kompozic na bázi nenasycených a polyesterů apod. Standardní zařízení pro tyto účly jsou dvojího druhu, a to vysokoobrátková a nízkoobrátková. Vysokoobrátková homogenizační zařízení, tzv. dissolvery, jsou jednak samostatná míchadla uchycená v masivních stojanech a jednak jako soustavy míchadlo-zásobníknateriálu. Vysokoobrátkový charakter míchání přináší však určité problémy:

260 812 do míchaného produktu se zašlehává vzduch, při přidávání nízkoviskózních kapalných složek dochází k jejich rozstřiku, při přidávání práškových materiálů k jejich rozprášení do okolí, osa míchadla působí jako ventilátor, který zvyšuje únik těkavých podílů do okolí. Silový moment působící na míchaný materiál, resp. na nádobu s materiálem je enormní a je třeba mimořádně pevného uchycení nádoby s míchaným materiálem, aby nedošlo k její rotaci souhlasně s obrátkami míchadla. Tyto faktory vedou k tomu, že používání vysokoobrátkových míchadel k homogenizaci materiálů v transportních nádobách menších než např. 50 1 je velmi omezené. Nízkoobrátková homogenizační zařízení běžného typu, tj. se šnekem a vodicím středovým válcem nebo s pásem vinutým do šroubovice jakožto rotačními elementy, jsou ve většině provedení se středově usazeným míchadlem, kde je často třeba doplňkově pomocí škrabáků odsunovat materiál od stěn do vlastního proudu vysokoviskózní kapaliny. Toto je vážným nedostatkem při míchání pseudoplastických, tixotropních a podobných materiálů, účinnost těchto zařízení při homogenizaci práškových materiálů není výrazná, takže v koutech nádoby zůstávají často nepromíchané partie násady. Také jejich čištění pomocí nízkoviskózních rozpouštědel je málo účinné a musí být ještě doplňováno manuálně Uastní obsluhou.

Uvedené nedostatky ve značné míře odstraňuje předlože ný vynález, jehož předmětem je zařízení pro homogenizaci vysokoviskóžních nebo sypkých hmot a jejich směsí. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že uvedené zařízení sestává z horizontálního disku s upínačem manipulační nádoby, otočného spodním převodovým kolem upevněným spolu s horním převodovým kolem a hnacím kolem na svislé převodové hřídeli. Hnací kolo je spojeno případně přes převodové ústrojí s pohonnou jednotkou. Převodová hřídel je otočně uložena

260 812 ve stojanu, na němž je pomocí kyvného uložení zavěšeno rameno, nesoucí ložisko vertikální míchací hřídele. Míchací hřídel je na horním konci opatřena rukojetí, pod níž má navlečený stavěči kroužek se stavěcím šroubem, na spodním konci spojkou pro upevnění míchadla a ve střední části zajištovacím kolíkem. Pomocí klínu je posuvně uchycena v ložiskovém pouzdru, které je pevně spojeno, s unášecím kolem napojeným na horní převodové kolo převodové hřídele. Míchadlo je v manipulační nádobě umístěno excentricky, nejlépe v tečné poloze ke stěně nádoby a jeho průměr je 0,45 až 0,8 násobkem vnitřního průměru manipulační nádoby.

Přednosti zařízení podle předloženého vynálezu spočívají především v přizpůsobivosti jeho konstrukce podmínkám míchání přímo v transportních nádobách. Velikosti nádoby se přizpůsobí jak upínací zařízení na rotačním disku, tak i průměr a výška míchacího elementu, a to velmi pohotově. Jediným hnacím agregátem je zajištována jednak rotace vlastní transportní nebo manipulační nádoby s materiálem, který má být homogenizován, a jednak rotace míchadla, které shora vstupuje do materiálu, přičemž rotací transportní nebo manipulační nádoby dochází k postupné planetární homogenizaci promíchávaného materiálu v celém jeho objemu. Homogenizace např. nátěrových hmot při velmi hutné vrstvě pigmentů na dně je velmi pracná, dochází často k vylití obsahu nízkoviskózní fáze. Zařízením podle vynálezu se docílí rychlé homogenizace a také mechanické čištění zařízení doplňkovým rozpouštědlem je i za chodu zařízení bezpečné, poněvadž otáčky míchadla jsou relativně nízké. Zásadní výhody přináší používání zařízení podle předloženého vynálezu,zejména při přípravě velmi viskózních dvousložkových kompozic na bázi syntetických pryskyřic a pigmentů či plniv, kdy dochází v krátké době, v rozmezí 5 až 30 minut k reakci výchozích složek na finální tuhý, pevný či granulovitý produkt, který se zpracovává přímo na místě spotřeby. V těchto případech

260 812 není možná velkoobjemová příprava těchto kompozic. Zařízení podle vynálezu umožňuje uspokojit širokou řadu požadavků, vyskytujících se při přípravě těchto kompozic, tj. jak současnou, tak postupnou homogenizaci složek ve velmi širokém hmotnostním či objemovém poměru, homogenizaci viskózní ch pryskyřic s práškovými aditivy, kapalnými změkčovadly atd. Umožňuje i rychlou homogenizaci samotných práškových materiálů, což se nedá realizovat na vysokoobrátkových homogenizérech dissolverového typu.

Z různých typů použitelných míchadel se zde nejlépe osvědčují míchadla pásová s průměrem pásu odpovídajícím 0,5 až 0,8 násobku vnitřního průměru manipulační nádoby. Šroubovice je uspořádána bud jednosměrně tak, aby docházelo ke zdvihání těžších komponěnt ode dna, nebo kombinovaně, kdy šroubovice má ve spodní a vrchní části míchadla protiběžné stoupání a působí při otáčení míchadla tak, že spodní část zdvihá materiál ode dna a vrchní část má naopak tlačný účinek směrem dolů. Obě části šroubovice se mohou ve střední části míchadlá částečně výškově překrývat. Pokud se použije šroubovice kombinovaná, je výhodnější, aby její vrchní, tj. tlačná část byla kratší, nebot pak výsledná síla působící na míchadlo ve vertikálním směru směřuje ke dnu manipulační nádoby a míchání je mnohem účinnější.

Zařízení podle předloženého vynálezu se uplatní přirozeně nejen v průmyslu plastických hmot a nátěrových hmot, ale i při výrobě farmaceutických peparátů, produktů potravinářské technologie, v průmyslu stavebních hmot atd.

Jedno z možných konkrétních provedení předmětu vynálezu je znázorněno na přiloženém výkresu. Toto zařízení sestává z horizontálního disku 2,, který je na vrchní straně opatřen upínačem 22 pro připevnění manipulační nádoby 23 a na spodu čepem 21 . umožňujícím otáčení disku £ kolem svislé osy. Disk 2 je otočný pomocí spodního převodového kola 14

260 812 upevněného na svislé převodové hřídeli 1 2. na níž je nasazeno ještě hnací kolo 1 3 a na horním konci horní převodové kolo 1 5. Hnací kolo u je spojeno s pohonnou jednotkou 4» případně přes převodové ústrojí 41 . Převodová hřídel 12 je otočně uložena ve stojanu 1_, který nese horizontálně výkyvné rameno li, zavěšené na stojanu 1_ pomocí kyvného uložení 1 6. Rameno 1 1 nese ložiško 36 vertikální míchací hřídele J,, která má na horním konci rukojet 33. pod níž je na míchací hřídeli 2 navlečený stavěči kroužek 39 se stavěcím šroubem 391, dále na spodním konci spojku 32 pro upevnění míchadla 31 a ve střední části zajištovací kolík 38 a pomocí klínu 35 je posouvatelně uchycena v ložiskovém pouzdru ,34. Toto pouzdro je pevně spojeno svnášecím kolem 37 napojeným na horní převodové kolo 15 převodové hřídele 1 2.

Pokud je zařízení v klidu, bývá obvykle míchací hřídel 2 vysunuta a zajištěna v horní poloze, při které otvor se zajištovacím kolíkem 38 se nalézá nad unášecím kolem 37. Před uvedením zařízení do chodu se nejprve vloží manipulační nádoba 22 se složkami určenými k homogenizaci na disk 2 upevní se upínačem 22. Potom se míchací hřídel J s míchadlem 31 uvolní vyjmutím zajištovacího kolíku 38 z otvoru v' hřídeli J a za použití rukojeti 33 se spustí do pracovní po lohy, v níž se zajistí fixací stavěcího kroužku 39 na hříde li stavěcím šroubem 391 při jeho dosednutí na unášecí kolo 37. Spuštěním pohonné jednotky £ se zařízení uvede do chodu. Prostřednictvím převodového ústrojí 41 . hnacího kola 12 převodové hřídele 12 a spodního převodového kola 1 4 se uvede do otáčivého pohybu disk 2 s upevněnou manipulační nádobou 23. Otáčení převodové hřídele 12 se převádí prostřednictvím horního převodového kola 15 převodem v souhlasném smyslu na unášecí kolo 37. které je pevně spojeno s ložiskovým pouzdrem 34. jímž se pomocí klínu 35 přenáší otáčivý pohyb na míchací hřídel 2· Jak vyplývá z popisu funkce

260 812 zařízení, otáčení disku 2 a tedy i manipulační nádoby 23 a otáčení míchací hřídele J má navzájem opačný smysl. Po ukončení homogenizace se pohonná jednotka £ zastaví, mícha cí hřídel J se za použití rukojeti. 33 vysune do horní polohy, kde se zajistí vsunutím zajištovacího kolíku 38 do otvoru hřídele nad unášecím kolem JI· Pro usnadnění manipu láce jak s manipulační nádobou 23. tak s míchadlem 31 je možné míchací hřídel J odklonit v důsledku kyvného uložení 1 6 ramene 11 na stojanu £ z pracovní polohy nad diskem 2.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   260 812

   1. Zařízení pro homogenizaci vysokoviskózních nebo sypkých hmot a jejich směsí, vyznačující se tím, že sestává z horizontálního disku (2) s upínačem (22) manipulační nádoby (23), otočného pomocí spodního převodového kola (14) upevněného spolu s horním převodovým kolem (15) a hnacím kolem (13), spojeným případně přes převodové ústrojí (41),s pohonnou jednotkou (4), na svislé převodové hřídeli (12) otočně uložené ve stojanu (1), na němž je pomocí kyvného uložení (16) zavěšeno horizontálně výkyvné rameno (11), ne soucí ložisko (36) vertikální míchací hřídele (3), která je na horním konci opatřena rukojetí (33), pod níž má navlečený stavěči kroužek (39) se stavěcím šroubem (391), na spodním konci spojkou (32) pro upevnění míchadla (31) a ve střední Části zajištovacím kolíkem (38) a je posuvně po mocí klínu (35) uchycena v ložiskovém pouzdru (34) pevně spojeném s unášecím kolem (37) napojeným na horní převodové kolo (15) převodové hřídele (12).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že míchadlo (31) je v manipulační nádobě (23) umístěno excentricky, s výhodou v tečné poloze ke stěně nádoby.
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že průměr míchadla (31) je 0,45 až 0,8 násobkem vnitřního průměru manipulační nádoby (23).