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Rührwerkzeug
Dlie Erfindung betrifft ein Rührwerkzeug mit umlaufender
Antribsvelle.
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Um das zur Drehung eines Rührwerkzeuges in einem Rührgut, das wider
Bewegung des Rührwerkzeuges einen großen Widerstand entgegensetzt, aufzuwendende
Drehmoment, insbesondere Anfahrdrehmoment, dem maximalen Drehmoment des Antriebsmotors
anzupassen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den wirksamen Radius des Rührwerkzeuges
während des Betriebes veränderbar einzurichten.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
besitzt das Rührwerkzeug in der Axialebene schwenkbare und in beliebigem Winkel
feststellbare Rührarme. Mit gegen die Achse geschwenkten Armen ist das zum Drehen
des Rührers erforderliche Moment klelin im Verhältnis zu den bei um einen Winkel
von go0 zu der Achse stehenden Rührarmen. Dadurch wird es ermöglicht, das Rührwerk
mit vollgefülltem Behälter anlaufen zu lassen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ist in jedem Rührarm ein Kniegelenk mit vorzugsweise zur Drehachse paralleler Achse
angeordnet, um die der äußere Teil des Rührarmes in einer Richtung, gegebenenfalls
entgegen der Rückholkraft einer Feder, schwenkbar angeordnet ist.
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Wenn sich der Rührer im Gegensinn der Schwenkbarkeit des äußeren
Teils des Rührarms
dreht, werden die äußeren Teile der Arme entgegen
der Wirkung der Rückholfedern bei auftretenden größeren Widerständen selbsttätig
zurückgeschwenkt. Wenn nach einer bestimmten Rührdauer der Rührwiderstand so weit
nachgelassen hat, daß eine Überbeanspruchung des Antriebes nicht mehr zu befürchten
ist, kann der Drehsinn des Rühnverkzeuges umgekehrt werden, wodurch das Arbeiten
des Rührwerkzeuges mit dem vollen wirksamen Radius sichergestellt werden kann.
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Um das Drehmoment des Rührers bei großem Widerstand des Rührgutes
selbsttätig zu verringern, können die Rührarme erfindungsgemäß auch biegsam sein.
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Eine weitere Verringerung des Rührwiderstands wird erreicht, wenn
unter Verwendung des Erfindungsgegenstandes als Rührwerkzeug in an sich bekannter
Weise durch am Boden des Troges angeordnete Luftdüsen Luft, vorzugsweise in den
äußeren Teil des Wirkungsbereichs des Rührers, in das Rührgut eingeblasen wird.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. und zwar zeigen Fig. I und 2 ein Rührwerkzeug mit in derAxialebene
schwenkbaren und feststellbaren Rührarmen und am Boden des Rührgefäß es angeordnete
Lufteinlaßdüsen im Auf- und Grundriß, Fig. 3 und 4 ein Gelenk mit Rückholfeder eines
Rührarmes, Fig. 5 und 6 einen Rührarm mit Gelenk im Auf-und Grundriß.
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Nach den Fig. I und 2 ist I ein AIischbehälter für pulveriges Material
mit einem konischen, Luftzuführungen 3 besitzenden Boden 2. Druckluft wird durch
Rohre 4, 5 und 6 den Bufteinlässen 3 zugeführt. Eine in Lagern ii und I2 ruhende
Welle 7 ist in der Mitte des Behälters angeordnet. Ein Kegelrad 8 steht im Eingriff
mit einem Ritzel g und ist am oberen Ende der Welle 7 aufgekeilt.
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Das Ritzel 9, von einem nicht gezeichneten Motor angetrieben, ist
auf einer Welle 10 montiert. Die Welle 7 ist mit Ansätzen 14 versehen, zwischen
welchen Rührarme I3 mittels Zapfen montiert sind.
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Die Rührarme I3 gehen zwischen Kreuzstiicen I6 und 17 hindurch, welche
mit Stangen 15 verbunden sind, die sich in den Behälter I von seinem oberen Teil
aus erstrecken. I)as obere Ende der Stangen I5 ist mit den Kolben I8 von Zylindern
19 verbunden, welche an der Welle 7 mittels Träger 20 gesichert sind und sich mit
der Welle drehen.
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Druckluft wird den Zylindern 19 durch Rohr 2I zugeführt. Das obere
Ende der Welle 7 ist bis zu dem Punkt hohl, wo Querrohre 22, welche mit der Bohrung
des Schafts in Verbindung stehen, Verbindungen mit den Zylindern I9 bilden. Mit
23 ist eine Xbdichtplatte bezeichnet, welche die Öffnung des Behälters -erschließt,
durch welche die Stangen 15 gehen. Das Material wird dem Behälter durch eine Rutsche
24 zugeführt und kann aus dem Behälter durch ein Entleerungsrohr oder eine Öffnung
(nicht gezeichnet) entleert werden.
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Die Arbeitsweise der Vorrlichtu,ng ist folgende: Nach Füllung des
Behälters durch Rutsche 2+ wird Druckluft durch die ZuLeitungen 3 zugeführt. während
keine Druckluft durch Rohr 2I zu dem Raum unterhalb der Kolben in zugeleitet wird.
Die Rührarme I3 werden daher die in der Zeichnung angegebene Stellung einnehmen.
Das pulverige Material wird nur während einer sehr kurzen Zeitspanne gelüftet, worauf
der Rührwerksmotor angelassen wird, so daß die Welle 7 mit den in der gezeichneten
Stellung befindlichen Rührarmen sich dreht. Da die Arme 13 sich in einer verhältnismäßig
kleinen Entfernung von Welle 7 befinden, ist das auszuübende Drehmoment beträchtlich
geringer, als wenn die Arme sich in einer zur Welle 7 rechtwinkligen Stellung befänden.
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Wenn das Material nach einer kurzen Zeit innerhalb des von ,den in
der geieichneten Stellung befindlichen Armen 13 bestrichenen Bereichs wirksam gerührt
wird, wird Druckluft durch Rohr 21 zugeführt. Diese auf die Unterseite der Kolben
IS einwirkende Druckluft wird anschließend diese zu einer Aufwärtsbewegung in den
Zylindern 19 zwingen. Dies wird die Kreuzstücke 17 der Stangen 15, welche zusammen
mit den Kolben Is nach oben bewegt werden, veranlassen, die Arme I3 anschließend
um die Zapfen der Vorsprünge 14 in eine rechtwinklige Lage zu Welle 7 zu bringen,
wie es für die oberen Rührarme durch gestrichelte Linien in Fig. I angedeutet ist.
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Durch diese anschließende Bewegung der Arme I3 wird die Rührwirkung
auf einen sich beständig vergrößernden Querschnitt des Behälters 1 ausgedehnt, ohne
daß dabei adas Anfahrdrehmoment des Rührwerks mit gesenkten Rührarmen I3 überschritten
wird.
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Die l.uftzuleitungen 3 können aus Düsen oder Ventilen bestehen, welche
mit porösem Material, wie Tuch, Filz, Filterstein od. dgl., bedeckt sind, wadurch
die eintretende Luft in feine Luftströme aufgeteilt wird. Solch poröses Material
kann gegebenenfalls auch größere oder kleinere Teile des Bodens bedecken an Stelle
der erwähnten Verwendung von Einzeldüsen 3.
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Das Luftzufuhrrohr 21 kann an die gleiche Druckluftquelle wie Rohr
6 angeschlossen sein. Im Fall des Versagens dieser Druckluftquelle wird die Druckluft
für die Zuleitungen 3 dann ebenfalls versagen, aber gleichzeitig wird der Druck
auf die Unterseite der Kolben in der Zylinder 19 nachlassen. Dies wird zur Folge
haben, daß die Rührarme 13 infolge ihres Gewichts in die mit ausgezogenen Linien
dIargestelte Lage der Fig. I sinken, so daß das Rührwerk unmittelbar nach Wiederzufuhr
von Druckluft in Gang gesetzt werden kann. Das Rohr 2I kann auch mit einem z. B.
elektrisch von dem Antriebsmotor für das Rührwerk kontrollierten Ventil versehen
sein.
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Hierdurch ist gesichert, daß der Druck auf die Unterseite der Kolben
IS entspannt wird, wenn aus irgendeinem Grunde der Antriebsmotor versagen sollte,
so daß also in diesem Fall die Rührarme I3 automatisch die mit ausgezogenen Linien
in
Fig. I gezeichnete Stellung annehmen und das Rührwerk für erneutes Anlassen bereit
ist. Das Kontrollsystem kann auch überdies in solcher Weise eingerichtet sein, daß
die Arme 13 automatisch gehoben werden, wenn der Kraftverbauch des Antriebsmotors
auf den Wert gesunken ist, welcher dem Riilirwiderstand im Fertigzustand des Materials
innerhalb des von den Armen I3 in der mit ausgezogenen Linien angegebenen Lage bestrichenen
Bereichs entspricht.
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In den Fig. 3 und 4 bedeutet 25 den einen Teil eines Rührarms und
30 einen anderen Teil. Diese zwei Teile sind mittels Zapfen miteinander verbunden.
Ein Zylinder 26 mit einer inneren Rippe 28 ist an Teil 25, wie bei 27 gezeigt, angeschweißt.
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Durch Löcher im Teil 30, im oberen Teil des Zylinders 26 und in Rippe
28 geht ein Bblzen3I, welcher den Gelenkzapfen darstellt, um welchen Teil 30 sich
frei bewegen kann. Der Zylinder 26 dient zur Führung einer Spiralfeder 29, deren
eines Ende 32 an Teil 30, während ihr anderes Ende 33 an Zylinder 26 befestigt ist.
Teil 25 kann entweder unmittelbar an Welle 7, wie in Fig. I gezeigt. befestigt oder
mittels Zapfen mit einem anderen Teil verbunden sein, welcher seinerseits an der
Welle befestigt ist.
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Bei Verwendung dieser in den Fig. 3 und 4 gezeigten Rührarme ist
die Arbeitsweise der Vorrichtung folgende: Nach Lüftung des Materials für eine kurze
Zeitspanne mittels durch die Zuleitungen zugeführter Druckluft wird das Rührwerk
in Richtung des Pfeils 35 in Fig. 3 in Gang gebracht.
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Der von dem Material auf den Teil 30 ausgeübte Druck wird diesen Teil
veranlassen. sich in die in Fig. 3 gezeigte Lage 34 zu bewegen. wobei die Feder
29 so bemessen ist, daß sie dem vom Material ausgeübten Druck nachgibt. Dies hat
eine heträchtliche Verringerung des von dem Rührwerk für das Rühren zu überwindenden
Drehmoments zur Folge. so daß zum Anfahren dieses Rührwerks ein kleinerer Motor
genügt. als wenn die zwei Teile 30 und 25 starr miteinander in gegenseitiger Fortsetzung
verbunden wären.
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Bei dem erwähnten Mischen des durch Teile 25 gerührten Materials
mit dem umgebenden noch nicht gerührten Material wird dieses letztere allmählich
dank der wirksamen durch Luftzufuhr hervorgerufenen Lüftung auch gemischt. DieFeder
29 wird dann anschließend den Teil 30 aus der mit gestrichelten Linien gezeigten
Lage in die mit ausgezogenen Linien in Fig. 3 gezeigte Lage zurückziehen. Dies wird
allmählich stattfinden, wie der von dem Material auf den Teil 30 ausgeübte Druck
um so viel geringer wird, daß er durch die Feder 29 überwunden werden kann.
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.auch in diesem Fall wird das Rühren auf einen ständig sich vergrößernden
Querschn,itt des Behälters ohne einen die Belastung bei Beginn des Rührens übersteigenden
Kraftverbraucb ausgedehnt.
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Bei den Fig. :; und 6 bedeutet 36 eine Welle. welche gleich der Welle
7 der Fig. l in einem Behälter angeordnet ist. 38 ist der Teil eines Arms. welcher
mittels einer Nahe 37 auf Welle36 aufgekeilt ist. 41 ist ein anderer Teil der Rührarme,
welcher mit Teil 38 mittels eines Bolzens 42 scharnierartig verbunden ist.
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Teil 38 ist mit Anschlägen 39 und 40 für den beweglichen Teil 41
versehen. Die Arbeitsweis von Vorrichtungen mit derartigen Rührarmen ist folgende:
Wenn das Rührwerk angelassen wird, werden Welle 36 und Teil 38 in Richtung des Pfeils
44 der Fig. 6 gedreht.
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Wie bei den Fig. 3 und 4 dargelegt, wird der von dem Material auf
Teil 41 ausgeübte Druck diesen Teil veranlassen, sich gegen den Anschlag 39 zu drehen,
bis er die mit gestrichelten Linien gezeigte Lage 43 erreicht. Wie ebenfalls bereits
dargelegt, wird dies eine beträchtliche Verringerung des gegen das Anlassen des
Rührwerks ausgeübten Widerstands zur Folge haben.
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Wenn das Material während einer kurzen Zeitspanne innerhalb ,des
von dem Teil 38 bestrichenen Felds wirksam gerührt wurde, wird die Drehrichtung
der Welle 36 umgekehrt. Dank der erwähnten Mischung des gerührten und nicht gerührten
Materials und der Luftzufuhr wird der Teil 41 anschließend aus ,der bei 43 gezeigten
Lage gegen den Anschlag 40 in eine Lage, welche eine Fortsetzung des Teils 38 bildet,
gedreht. Diese Bewegung, welche infolge des von dem Material gegen den Teil 41 ausgeübten
Drucks bewirkt wird, hat zur Folge, daß das Rühren in zwei Stufen auf den ganzen
Querschnitt des Behälters ausgedehnt wird, ohne daß der Kraftverbrauch in irgendeinem
Zeitpunkt den zur Bewirkung des Rührens innerhalh des ersten von dem in die durch
Pfeil 44 gezeigte Richtung gedrehten Teil 38 hestrichenen Bereichs erforderlichen
überschreitet.
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Die in den Fig. I bis 6 dargestellten Rührarme können von verschiedenem
Querschnitt sein, beispielsweise können sie mit einer bestimmten Steigung wie ein
Propeller versehen sein. Es ist hierdurch möglich, senkrechte Strömungen in dem
Behärter hervorzurufen. Diese Strömungen können zur Erleichterung des Mischens von
gerührtem und nicht gerührtem Material und Luft dienen, oder sie können für wünschenswert
befunden werden, ein wirksames Vermischen der waagerechten Materialschichten in
dem Behälter zu bewirken.
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PATENTANSPROCHE: I. Rührwerkzeug mit umlaufender Antriebswelle, dadurch
gekennzeichnet, daß sein wirksamer Radius während des Betriebes veränderbar ist.