DE1259300B

DE1259300B - Mixing device

Info

Publication number: DE1259300B
Application number: DEU10094A
Authority: DE
Inventors: Bo Gustaf Dehn
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1962-08-31
Filing date: 1963-08-30
Publication date: 1968-01-25
Also published as: FR1367395A; NL297301A; BE636670A; FI43306B; GB1037665A; DK115466B

Description

Mischvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für pulvriges und/oder flüssiges Material mit einem sich nach unten verjüngenden, kegelstumpfförmigen Mischgefäß, in welchem koaxial ein Rührer angeordnet ist, der aus einem konisch gewundenen Spiralblatt besteht, das mittels Stäben od. dgl. an der lotrechten Rührwelle befestigt ist, wobei der Rührer von unten nach oben fördernd angetrieben ist und die Spiralblattbreite von unten nach oben stetig zunimmt.Mixing device The present invention relates to a mixing device for powdery and / or liquid material with a downward tapering, frustoconical mixing vessel in which a stirrer is arranged coaxially, the consists of a conically wound spiral blade, which od by means of rods the vertical agitator shaft is attached, the agitator conveying from bottom to top is driven and the spiral blade width increases steadily from bottom to top.

Solche Mischvorrichtungen sind bekannt. In ihnen wandert das zu mischende Material in dem Mischgefäß entlang eines schraubenförmigen Weges an den Gefäßwänden aufwärts und in der Mitte.; des Gefäßes abwärts. Such mixing devices are known. What is to be mixed moves in them Material in the mixing vessel along a helical path on the vessel walls upwards and in the middle .; of the vessel downwards.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Durchmischung in einer solchen Mischvorrichtung zu verbessern und zu beschleunigen. The object of the present invention is to mix in one to improve and accelerate such a mixing device.

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung ißt dadurch gekennzeichnet,. daß die. Steigung des Spiralblattes mit zunehmendem Mischgefäßdurchmesser kontinuierlich zunimmt und die Breite des Spiralblattes und seine Ganghöhe so aufeinander abgestimmt sind, daß ein konstantes Verhältnis zwischen der Fläche einer Windung des Spiralblattes und der in der Durchschnittshöhe der entsprechenden Windung gemessenen Querschnittsfläche des Mischgefäßes besteht. The mixing device according to the invention eats characterized in that. that the. Continuous slope of the spiral blade with increasing mixing vessel diameter increases and the width of the spiral blade and its pitch are matched to one another are that a constant ratio between the area of one turn of the spiral blade and the cross-sectional area measured at the average height of the corresponding winding of the mixing vessel.

Überraschenderweise kann durch diese Kombination von Maßnahmen der Mischeffekt wesentlich verbessert werden. Es wird angenommen, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß das Volumen zwischen den Windungen in der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung regelmäßig nach oben hin zunimmt nicht nur wegen der zunehmenden Spiralblattbreite, sondern insbesondere wegen der kontinuierlichen Zunahme der Steigung des Spiralblattes. Bei den- bekannten Miscllvorrichtungen bleibt die Steigunghagegen gleich oder nimmt im Gegensatz dazu sogar nach oben hin ab. Durch die erfindungsgemäße kontinuierliche Zunahme. der Steigung des Spiralblattes in Kombination mit den anderen Maßnahmen wird nun eine Art Saugwirkung in die nach oben hin größer werdenden Räume zwischen den Windungen des Spiralblattes erzeugt, derart, daß von dem in der Mitte des Mischgefäßes abwärts wandernden Material ein Teil radial nach außen bewegt wird und auch von dem durch das Spiralblatt gehobenen Material innen ein Teil nach abwärts und auswärts gelangt. Surprisingly, this combination of measures allows the Mixing effect can be significantly improved. It is believed that this is due to this is that the volume between the turns in the mixing device according to the invention regularly increases upwards not only because of the increasing spiral blade width, but in particular because of the continuous increase in the pitch of the spiral blade. In the known waste disposal devices, however, the slope remains the same or increases in contrast, even upwards. By the inventive continuous Increase. the slope of the spiral blade in combination with the other measures is now a kind of suction effect in the upward increasing spaces between the turns of the spiral blade generated in such a way that from the one in the middle of the mixing vessel downward migrating material a part is moved radially outward and also by the material lifted by the spiral blade inside a part downwards and outwards got.

Dadurch wird eine verbesserte, innige, sehr regelmäßige Durchmischung erreicht.This results in an improved, intimate, very regular mixing achieved.

Das erfindungsgemäße Merkmal, daß ein konstan- tes Verhältnis zwischen der Fläche einer Windung des Spiralblattes und der in der Durchschnittshöhe der entsprechenden Windung gemessenen Querschnittsflåche des Mischgefäßes vorliegen soll, bedeutet, daß der Durchschnitt der Fläche von zwei beliebig gewählten, . horitontalen Querschnitten in dem Mischgefäß -ein konstantes Verhältnis zu der Fläche des Teiles des Spiralblattes besitzt, welches zwischen diesen zwei horizontalen Flächen gelegen ist. Im allgemeinen kann dieses Verhältnis so ge-. wählt werden, daß die Fläche des Spiralblattes irn wesentlichen die Hälfte der Fläche des Gefäßes bedeckt, d. h. daß das Verhältnis zwischen der Fläche einer Windung und der entsprechenden Querschnittsfläche des Mischgefäßes 1 : 2 beträgt. Dieses Verhältnis kann unter bestimmten Umständen erhöht werden, z. B. wenn Bestandteile mit hoher Viskosität gemischt werden sollen. Besonders beim Mischen von Feststoffen ist es von Vorteil, das Verhältnis auf über 1 : 2 zu erhöhen. The inventive feature that a constant tes relationship between the area of one turn of the spiral blade and that in the average height of the corresponding winding measured cross-sectional area of the mixing vessel shall mean that the intersection of the area of two arbitrarily chosen,. horizontal Cross-sections in the mixing vessel - a constant ratio to the area of the part of the spiral blade, which is located between these two horizontal surfaces is. In general, this relationship can be so. be chosen that the area the spiral blade covers substantially half the area of the vessel, i.e. H. that the ratio between the area of a turn and the corresponding cross-sectional area of the mixing vessel is 1: 2. This ratio can under certain circumstances be increased, e.g. B. when ingredients with high viscosity are to be mixed. Especially when mixing solids, it is advantageous to set the ratio to over Increase 1: 2.

Das Spiralblatt kann radial in zwei oder mehr Streifen aufgespalten sein, vorausgesetzt, daß die Ges samtheit ihrer Oberflächen die Hälfte oder mehr der entsprechenden Querschnittsfläche des Mischgefäßes ausmacht, wobei der Abstand zwischen den Streifen so zu wählen ist, daß der so gebildete Raum nicht verstopfen kann. Eine solche Aufspaltung kann insbesondere für die Mischung von Pulvern vorteilhaft sein. The spiral blade can be split radially into two or more strips provided that the totality of their surfaces is half or more the corresponding cross-sectional area of the mixing vessel, the distance between the strips is to be chosen so that the space thus formed does not clog can. Such a splitting can be particularly advantageous for the mixing of powders be.

Die Zahl der Windungen des Spiralblattes kann bequemerweise zwischen 2 und 5 liegen und beträgt vorzugsweise 3. The number of turns of the spiral blade can conveniently be between 2 and 5 and is preferably 3.

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung kann für Pulver und Flüssigkeiten innerhalb eines großen Viskositätsbereiches verwendet werden. The mixing device according to the invention can be used for powders and liquids can be used within a wide range of viscosity.

Konisch geformte Mischgefäße mit koaxial angeordneten Mischschnecken haben oftmals den Nachteil, daß das Material an den Seitenwänden des Mischgefäßes anhaftet, besonders wenn feuchtes, pulvriges Gut gemischt wird. Bei der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung besteht dieser Nachteil nicht, da eine ständige Selbstreinigung der Seitenwände durch das Mischgut erfolgt. Vorzugsweise soll jedoch der Abstand zwischen der Wand des Mischgefäßes und dem Spiralblatt über die ganze Höhe des Mischgefäßes gleichbleiben. Conically shaped mixing vessels with coaxially arranged mixing screws often have the disadvantage that the material on the side walls of the mixing vessel adheres, especially when wet, powdery material is mixed. In the inventive Mixing device does not have this disadvantage because it is constantly self-cleaning the side walls through the mix. Preferably, however, the distance should between the wall of the mixing vessel and the spiral blade over the entire height of the mixing vessel stay the same.

Der Kegelwinkel des kegelstumpfförmigen Mischgefäßes beträgt zweckmäßigerweise 30 bis 500. The cone angle of the frustoconical mixing vessel is expediently 30 to 500.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung zum Mischen pulvrigen Materials; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten; F i g. 3 zeigt ein Spiralblatt in axialer Draufsicht, Fig. 4 zeigt schematisch die Wirkungsweise der Mischvorrichtung. Fig. 1 shows a cross section of the device for mixing powdery Materials; F i g. Fig. 2 shows a cross section of the device for mixing liquids; F i g. 3 shows a spiral blade in an axial plan view, FIG. 4 shows schematically the How the mixing device works.

Gemäß F i g. 1 ist in einem sich nach unten verjüngenden konischen Mischgefäß 1, um dessen Wand ein Heizmantel vorgesehen sein kann, eine Rührwelle 2 koaxial angebracht, an der mittels einer Anzahl von Stäben 3 und 4 ein Spiralblatt 5 befestigt ist. According to FIG. 1 is in a downwardly tapered conical Mixing vessel 1, around the wall of which a heating jacket can be provided, a stirrer shaft 2 mounted coaxially, on the means of a number of rods 3 and 4 a spiral blade 5 is attached.

Das Spiralblatt 5 weist mehrere Windungen auf, deren Anzahl in Abhängigkeit von der Natur der zu behandelnden Stoffe und von der Aufenthaltszeit, die für entweder ansatzweise oder kontinuierliche Arbeit benötigt wird, zu wählen ist. Am Boden der Vorrichtung ist eine Abgabeöffnung 6 vorgesehen. Der Abstand zwischen den Windungen und der Wand des Gefäßes 1 ist im wesentlichen konstant über die ganze Länge des Blattes 5.The spiral blade 5 has several turns, the number of which depends on on the nature of the substances to be treated and on the residence time required for either rudimentary or continuous work is required. At the bottom of the A dispensing opening 6 is provided for the device. The distance between the turns and the wall of the vessel 1 is substantially constant over the entire length of the Sheet 5.

Die Windungen des Spiralblattes sind durch einige geneigte Stäbe 4 miteinander verbunden. Die horizonten Stäbe 3 sind mit den geneigten Stäben 4 oder direkt mit dem Spiralblatt verbunden. The turns of the spiral leaf are made by some inclined rods 4 connected to each other. The horizontal bars 3 are connected to the inclined bars 4 or connected directly to the spiral blade.

F i g. 2 unterscheidet sich von F i g. 1 darin, daß der Durchmesser der Entnahmeöffnung 6 kleiner ist. F i g. 2 differs from FIG. 1 in that the diameter the removal opening 6 is smaller.

Anstatt eines Schiebers kann hier ein Absperrhahn benutzt werden.Instead of a gate valve, a stopcock can be used here.

F i g. 3 zeigt, wie das Spiralblatt z. B. durch Ausschneiden aus einer einzigen Metallplatte hergestellt werden kann. F i g. 3 shows how the spiral blade z. B. by cutting out a single metal plate can be made.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, bewegt sich das Mischgut an der Wand des Mischgefäßes aufwärts. Während der Hauptstrom 10 des Mischgutes an der Rührwelle abwärts wandert, wird ein Teil radial nach außen bewegt. Ein bestimmtes Volumen des Hauptstroms befindet sich z. B. zwischen den beiden unteren Windungen des Spiralblattes, ein Teil davon wird durch das Spiralblatt hochgehoben, und nach einer Umdrehung des Spiralblattes wird dieser Teil einen Teil des Stromes 20 ersetzen und einen Teil des verfügbaren Raumes in dem-höheren Niveau einnehmen. As shown in FIG. 4, the mix is moving on the wall of the mixing vessel upwards. During the main flow 10 of the mix on the agitator shaft migrates downwards, a part is moved radially outwards. A certain volume the main stream is z. B. between the two lower turns of the spiral blade, part of it is lifted up by the spiral blade, and after one Rotation of the Spiral leaf, this part will replace part of stream 20 and part of the available space in the-higher level.

Die auf diese Weise ersetzte Menge bewegt sich in Richtung auf die Gefäßachse und wird mit dem Hauptstrom 10 gemischt. Als Folge davon bewegt sich Material aus dem Strom 20 abwärts und auswärts. Nach einer weiteren Umdrehung des Spiralblattes ist das Volumen zwischen den Windungen teilweise mit Material aus dem Strom 10 und dem Strom 20 gefüllt sowie auch aus Strom 30. Auf diese Weise werden Bewegungen in horizontaler und vertikaler Richtung erhalten. Infolge der konischen Form des Mischgefäßes kann im wesentlichen niemals ein Teilchen einem anderen ständig folgen.The amount replaced in this way moves towards the Vessel axis and is mixed with the main stream 10. As a result of it moves Material from stream 20 down and out. After another turn of the Spiral leaf is the volume between the windings partially made up of material the stream 10 and the stream 20 are filled as well as from stream 30. In this way Get movements in horizontal and vertical directions. As a result of the conical The shape of the mixing vessel can essentially never keep one particle from another follow.

Der Kegelwinkel des Mischgefäßes beträgt vorzugsweise zwischen 30 und 500. The cone angle of the mixing vessel is preferably between 30 and 500.

Claims

Claims: 1. Mixing device for powdery and / or liquid Material with a tapering, conical sock-shaped mixing vessel, in which a stirrer is arranged coaxially, which consists of a conically wound spiral blade consists, which is attached to the vertical agitator shaft by means of rods or the like, the stirrer is driven from bottom to top conveying and the spiral blade width steadily increasing from bottom to top, characterized in that the slope of the Spiral blade (5) increases continuously with increasing mixing vessel diameter and the width of the spiral blade and its pitch are coordinated so that that a constant ratio between the area of one turn of the spiral blade and the cross-sectional area measured at the average height of the corresponding winding of the mixing vessel (1).

2. Mixing device according to claim 1, there. characterized by that the ratio between the area of a turn and the corresponding cross-sectional area of the mixing vessel (T) is at least 1: 2.

3. Mixing device according to claim 1 or 2, characterized in that - that the spiral blade (5 'is split radially into two or more strips

4. Mixing device according to one of the preceding claims, characterized in that the number of the turns of the Spiralblattec is between 2 and 5, preferably 3.

5. Mixing device according to one of the procedures. the claims, thereby characterized in that the cone angle of the frustoconical vessel is between 30 and is 500.

References considered: U.S. Patent No. 2,851 257.