DE3104285C2

DE3104285C2 - Vorrichtung zur Aufnahme, zum Mischen und zum Transport von viskosen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE3104285C2
Application number: DE3104285A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. Dr. Vock; Horst Ing.(grad.) 4400 Münster Zdrojewski
Original assignee: BASF Lacke und Farben AG
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1981-02-07
Publication date: 1987-04-16
Also published as: DE3104285A1

Abstract

Durch die Erfindung wird sowohl ein Verfahren zum Mischen von viskosen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeiten vorgeschlagen, wie auch ein transportabler Behälter zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Die Erfindung arbeitet mit einem reversierbaren Mischpaddel, das um eine außerhalb des Paddels liegende Schwenkachse, vorzugsweise preßluftbetätigt hin- und herbewegt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme, zum Mischen und zum Transport von viskosen, insbesondere hochviskosen, Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine gattungsbildende Einrichtung wird in der DE-OS 25 09 960 beschrieben, wobei diese bekannte Einrichtung nicht zum Mischen von viskosen, insbesondere hochviskosen Flüssigkeiten bestimmt ist, sondern zur Erzeugung und Aufrechterhaltung von Suspensionen. In der gattungsbildenden Literaturstelle werden Versuche mit Wasser-Quarzsand und Wasser-Glasperlen erläutert. Solche Suspensionen können nicht mit einem Viskosimeter gemessen werden und können nicht als Viskoseflüssigkeiten bezeichnet werden. Über diesen Unterschied hinaus liegt bei der bekannten Einrichtung die Schwenkachse unmittelbar auf dem oberen Rand des Behälters und trägt eine Vielzahl von Einzelpaddeln oder schaufelartigen Körpern. Bei Betrieb dieser Mischvorrichtung ist ein Fördern des Mischgutes über dem Behälterrand hinaus möglich, d. h. wenn nur geringfügige Wellenbewegungen in dem Gut erzeugt werden, fließt das Gut über und führt zu Verschmutzungen, Umweltbelastungen und Materialverschwendungen.
Bei der bekannten Einrichtung muß die Mischwanne selbst, d. h. also der Behälter, so stabil ausgebildet sein, daß dieser Behälter in der Lage ist, die Schwenkachse, die Mischpaddel und die durch den Mischeffekt auftretenden Kräfte aufzunehmen.
Dieser bekannten Einrichtung gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Mischen und zum Transport von viskosen, insbesondere hochviskosen, Flüssigkeiten zu schaffen, bei der ein guter Mischeffekt bewirkt wird, wobei gleichzeitig die Behälteranordnung einen Transport der Mischflüssigkeit ermöglicht, dabei aber ein einfaches Rührwerk eingesetzt werden kann, wobei ein hoher optimaler Homogenisiereffekt erzielbar sein soll.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Lehre wird durch die Kombination der Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erläutert.
Aus der Druckschrift "Baumaschine und Bautechnik", 9. Jahrgang, Heft 8, August 1962, Seite 348 ist ein Betontransportgerät bekannt, das ein Transportieren und Mischen einer Betonmischung ermöglichen soll. Eine Betonmischung ist eine Suspension oder eine Aufschlämmung und keine hochviskose Flüssigkeit.
Das Mischen erfolgt mit Stachelschnecken, die zu einer Umwirbelung des Gutes, nicht aber zu einer Hin- und Herbewegung des Gutes führen, und auch hier ist es zwingend notwendig, daß der Behälter so stabil ausgebildet ist, daß er die bei der Mischbewegung auftretenden Kräfte in seiner Wandung aufnehmen kann.
Besonders kritisch sind die bekannten Mischaggregate beim Einsatz in Verbindung mit viskosen, insbesonsere hochviskosen Flüssigkeiten (Viskosität von 200 mPas bis 2500 mPas). Hierbei ist wissenschaftlich festgestellt worden, daß das Mischen dieser zähen Flüssigkeiten nur mit langsam laufenden und den gesamten Mischraum erfassenden Rührwerkzeugen möglich ist, so daß Behälterformen erforderlich werden, die der Drehbewegung solcher Rührer, wie beispielsweise Wendelrührer, Ankerrührer, Balkenrührer und Blattrührer angepaßt sind, und somit nur rund bis oval sein können. Die Antriebsaggregate für solche Rührwerke bauen außerordentlich groß und schwer.
Untersuchungen haben gezeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung außerordentlich energiegünstig arbeitet. So konnten Lackfarben bei einer Viskosität von ca. 1000 mPas mit etwa 60 Paddelschlägen homogen gemischt werden. Die Mischpaddelgeschwindigkeit betrug hierbei 1 Paddelschlag pro Sekunde, wobei festzuhalten ist, daß die Mischpaddelgeschwindigkeit im laminaren Strömungsbereich (höhere Viskosität) keinen Einfluß auf den Mischeffekt hat.
Die Energie, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erreichen der geforderten Mischgüte verbrauchte, war etwa nur ¹/₅ der Energie, die konventionelle Rührwerkzeuge verbrauchten. Dies ist deshalb verständlich, da das Mischpaddel auch bei viskosen Produkten durch die Schwenkbewegung ständig instationäre Strömungsverhältnisse schafft, die das Mischen günstig beeinflussen. Konventionelle Rührwerke dissipieren wesentlich mehr Energie, ohne diese voll in Mischeffekte umzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Behälteranordnung haben weiterhin den Vorteil, daß das Antriebssystem für das Mischpaddel beliebig gewählt werden kann. Da der Behälter mit dem Mischpaddel transportabel sein soll, ist bei Veränderung seines Standortes Energie anzuschließen bzw. abzukoppeln. Ein mit Preßluftzylinder angetriebenes Mischpaddel bringt insbesondere in explosionsgeschützten Anlagen wesentliche Vorteile gegenüber den elektrisch angetriebenen Rührwerken und weiterhin kann in einem Behälter mit preßluftgetriebenem Mischpaddel auch auf einem entsprechenden Straßentransportfahrzeug während des Transportes gemischt werden, da diese Fahrzeuge üblicherweise mit Preßluftkompressoren ausgerüstet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in
Fig. 1 schaubildlich eine Ansicht auf eine Behälterkonstruktion und in
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1.
In der Zeichnung ist mit 1 eine Rahmenkonstruktion bezeichnet, die dazu bestimmt ist, einen Behälter aufzunehmen, der der Aufnahme der zu mischenden Flüssigkeit, vorzugsweise viskoser und hochviskoser Flüssigkeit, dient. Der Behälter ist fest in der Rahmenkonstruktion angeordnet, so daß damit das Gesamtbauteil leicht transportierbar ist, gleichzeitig aber auch stationär eingesetzt werden kann.
Die Rahmenkonstruktion schafft einen besonderen Raum 3, in dem der eigentliche Antrieb 4 für das Mischgerät untergebracht werden kann, so daß dieser Antrieb zwar außerhalb des Behälters, aber geschützt innerhalb der Rahmenkonstruktion 1 angeordnet ist. Der eigentliche Antrieb 4 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer preßluftgetriebenen Kolbenzylinderanordnung 5, wobei die Verbindungsschläuche und Steuermittel aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt sind.
Der Antrieb 4 wirkt auf eine Schwenkachse 6, die in entsprechenden Lagern 7 und 8 an der Oberseite der Rahmenkonstruktion 1 gelagert ist. Die Schwenkachse 6 trägt über einen Verbindungshebel 9 das eigentliche Mischpaddel 10. Das Mischpaddel 10 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal ausgerichtet, erstreckt sich über den größten Teil der Länge des Behälters 2, endet aber, wie dies besonders deutlich die Fig. 2 zeigt, unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, so daß bei einer Bewegung des Mischpaddels 10 ein Überströmen der vom Mischpaddel 10 bewegten Flüssigkeit über das Mischpaddel hinweg erfolgen kann.
Der Boden 11 des Behälters 2 ist als Kreissegment ausgebildet, wobei der Radius dieses Kreissegmentes dem Radius des Schwenkweges angepaßt ist, den die untere Kante des Mischpaddels ausführt.
Das Mischpaddel ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt und weiterhin ist in Fig. 2 der Winkel α eingezeichnet, um den das Mischpaddel hin- und herbewegt wird.
Der Behälter kann an seiner Oberseite durch einen Behälterdeckel 12 abgeschlossen sein.
Wie die Fig. 2 zeigt, wird durch Betätigen des Antriebes 5 das Mischpaddel 10 um den Winkel α hin- und herbewegt. Das Verhältnis der Breite des Behälters 2 zur Höhe des Behälters 2 bestimmt den Maximalwert des Winkels α. Hierbei empfiehlt es sich, diese Werte so festzulegen, daß der Winkel α zwischen 40 und 80° beträgt, vorzugsweise sollte er zwischen 45 und maximal 75° liegen.
Es ist ohne weiteres erkennbar, daß die Erfindung die Möglichkeit beinhaltet, bei langen Behältern 2 mehrere Mischpaddel hintereinander an der Schwenkachse 3 anzubringen.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufnahme, zum Mischen und zum Transport von viskosen, insbesondere hochviskosen, Flüssigkeiten, mit einem Behälter, der einen kreissegmentförmig ausgebildeten Boden aufweist, mit einem innerhalb des Behälters angeordneten Mischpaddel und mit einer motorisch angetriebenen, horizontal angeordneten Schwenkachse, die in zwei Lagern im oberen Bereich des Behälters gelagert und an der das Mischpaddel befestigt ist, wobei beim Schwingen der Abstand der Unterkante des Mischpaddels von dem Behälterboden im wesentlichen konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (6) und ihre Lager (7, 8) oberhalb des Behälters (2) liegen, daß der Behälter innerhalb einer containerartigen Rahmenkonstruktion (1) angeordnet ist, die die Lager der Schwenkachse aufnimmt, daß das Mischpaddel (10) im Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche endet und daß die parallel zum Boden (11) des Behälters verlaufende Kante des Mischpaddels im Vergleich zur Länge des Behälters groß ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Schwenkachse (6) über eine beidendig beaufschlagbare Kolbenzylinderanordnung (5) erfolgt.

3. Behälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnung (5) zum Antrieb der Schwenkachse (6) preßluftgesteuert wird.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylinderanordnung (5) innerhalb der Rahmenkonstruktion (1) aber außerhalb des eigentlichen Behälters (2) angeordnet ist.