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    公开号:WO1989008495A1
    申请号:PCT/EP1989/000232
    申请日:1989-03-07
    公开日:1989-09-21
    发明作者:Wolfgang Zimmermann
    申请人:Wolfgang Zimmermann；
    IPC主号:B01F11-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zum Mischen sowie zugehörige Mischvorrichtung
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Mischvorrichtung hierfür nach dem Oberbegriff des Anspruches 6.
    [0003] Konventionelle Feststoffmischer werden in vielen Bereichen der
    [0004] Technik eingesetzt . Vor allem auch im kunststoffbe- bzw . -ver¬ arbeitenden Bereich und vor allem auch im pharmazeutischen Be¬ reich wie in der Keramik- und der Farbenindustrie kommt derar¬ tigen Feststoffmischerh große Bedeutung zu . Mit ihnen soll ver- sucht werden , unterschiedliche Teilchen , die sich beispielsweise hinsichtlich ihrer Größe , der Form und der Dichte unterschei¬ den , möglichst gleichmäßig zu mischen , was bedeutet , daß die Abweichungen in der Dichte und Zusammensetzung im gesamten Mischgut minimal werden . Dies bietet aber immer wieder größte Schwierigkeiten , da in bisher nicht gelöster Weise immer wieder auch zumindest in Teilbereichen Entmischungen auftreten können.
    [0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, ein Verfahren zum Mischen sowie eine zugehörige Mischvor¬ richtung zu schaffen, bei' der mit vergleichsweise einfachen Mitteln gegenüber dem Stand der Technik eine sehr viel schnellere und gleichmäßigere vollständige Durchmischung ohne tote Zone herbeigeführt werden kann.
    [0006] Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich der Vorrichtung entsprechend den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst.
    [0007] Durch die Erfindung wird auf verblüffende Art und Weise ein wesentlicher technischer Fortschritt erzielt. Genaue Un¬ tersuchungen haben nämlich ergeben, daß bei konventionellen Feststoffmischern durch die gleichförmig oder regelmäßig wiederkehrende Mischbewegung bei den teilweise auch sehr unterschiedlichen Teilcheneigenschaften , die durchmischt wer¬ den sollen und die sich beispielsweise im Hinblick auf ihre Größe, ihre Form oder ihre Dichte voneinander unterscheiden können, keine ideale gleichmäßige Mischung erzeugt werden kann, sondern daß vielmehr ständig eine Tendenz zur Ent¬ mischung entsteht. Durch eine derartige regelmäßige Misch¬ bewegung kann in einem Feststoffstrom beispielsweise eine Schwerkraf seigerung eintreten; bei hohen Froude-Zahlen die eine Schleuderbewegung des Mischgutes bedeuten können , kann zudem auch eine Windsichtung auftreten usw. Bei den Froude-Zahlen handelt es sich bekanntermaßen um das Verhältnis der Zentrifugalkraft (Fliehkraft) zur Schwer¬ kraft des Mischgutes.
    [0008] Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige erfin¬ dungsgemäße Mischvorrichtung zeichnen sich vor allem da¬ durch aus , daß keine gleichförmigen und sich wiederholenden Bewegungsabläufe angewandt werden . Vielmehr wird bei der Mischung darauf geachtet , daß der Winkel des Mischbehälters zur Mischerachse während der Rotation des Mischbehälters um seine Rotationsachse oder Mischerwelle unregelmäßig verändert , d.h . ständig unterschiedlich eingestellt wird, so daß eine stochastische Zufallsverteilung insoweit gegeben ist . In einer Weiterbildung kann auch die Drehzahl , d.h . die Dreh- geschwindigkeit und auch die Drehrichtung unregelmäßig und ungleichförmig ständig verstellt werden , so daß auch insoweit eine stochastische zufallsverteilte Steuerung gege¬ ben ist. Die Steuerung umfaßt also insoweit einen Zufalls¬ generator .
    [0009] Neben der ständigen stochastischen , d.h . ungleichförmigen Änderung des Neigungswinkels zwischen dem Mischbehälter und dessen Mischerachse kann in einer bevorzugten Ausführungs¬ form gleichzeitig auch noch die Drehzahl und der Drehsinn der Rotationsachse bzw . Mischerwelle des Mischbehälters sto- chastisch gesteuert und geändert werden . Durch diesen doppelten Stochasmus ändert sich die Froude-Zahl ständig und ungleichmäßig . Entmischungen werden weitgehend ver¬ hindert, so daß eine Mischgüte erreicht wird, die bisher wegen der Entmischung nicht zu erzielen war. Zweckmäßigerweise werden bei der großtechnischen Ausführung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung unmittelbar die Materialtrichter der Verarbeitungsmaschinen als Mischgefäße verwendet , so daß Entmischungen, die beim Umfüllen des Mischgutes auftreten, entfallen. Der Materialtrichter muß nach der Mischung schwingungsfrei an der Verarbeitungs¬ maschine aufgesetzt werden. ..
    [0010] In das Mischgefäß der stochastisch arbeitenden Mischvor- richtung können auch Mahlkörper gegeben werden. Es ent¬ steht dadurch eine stochastisch gesteuerte Mühle. Obgleich unterschiedliche Formgebungen möglich sind, eignen sich insbesondere kugel- oder zylinderförmige Mahlkörper. Durch die unterschiedlichen Froude-Zahlen wird der Feststoff sowohl durch die Reibung als auch durch den Prall zerkleinert. Es ^* wird z. B. bei kleiner Froude-Zahl das bei Schwing kugelmühlen zu beobachtende Wegblasen des Feinanteiles vor dem Aufprall des Mahlkörpers vermieden. Auf der anderen Seite wird bei höherer Froude-Zahl grobkörniges Mahlgut durch Prall zer- schlagen. Die stochastische Steuerung erfaßt somit bei der Zerkleinerung ein breiteres Kornspektrum.
    [0011] Die stochastisch gesteuerte Taumelbewegung des Mischbehäl¬ ters kann auch für Waschmaschinen genutzt werden. Mit an- deren Worten findet die Vorrichtung zumindest auch in den¬ jenigen Fällen Anwendung, bei denen, wie im Fall der in der Waschtrommel befindlichen Textilienteile, bei sich stän¬ dig ändernder Froude-Zahl bearbeitet werden sollen . Im Falle der Waschtrommel wird also das Mischgefäß mit ent- sprechend stochastischer Ansteuerung durch den Laugenbe¬ hälter geführt. Es entstehen ständig Relativbeschleunigungen zwischen den Textilien und der Lauge , die so intensiv und schnell den Schmutz aus dem Gewebe spülen .
    [0012] Es ist zwar bereits ein "labiles Mischwerkzeug" bekannt ge¬ worden , das nach Art eines Rührers aufgebaut ist. Dieses Rührgerät arbeitet mit einem drehbar gelagerten Rührer, an dem in üblicherweise Flügel angesetzt sind. Diese Flügel sollen während des Rotierens in ihrem Anstellwinkel verstell- bar sein , wobei die Größe des Anstellwinkels einer Zufalls¬ steuerung unterworfen wird. Diese zufallsgesteuerte stocha¬ stische Änderung des Anstellwinkels der Flügel am Rotor ähnlich einer Schiffsschraube mit in ihrem Anstellwinkel Veränderbarten Rotorblättern, dient aber im wesentlichen nur zum Rühren von Flüssigkeiten. Aber aucjj beim Rühren von pulverförmigen Substanzen ist der gesamte Rühr- und Mischvorgang demjenigen von Flüssigkeiten vergleichbar , da ein fluidisiertes Strömverhalten auch beim Rühren von Pulvern oder Feststoffartikeln umfassenden Stoffen ge- geben ist . Vor allem lassen sich mit einem derartigen Gerät keine unterschiedlichen Froude-Zahlen bewußt erzeugen oder erzielen, zumal ja die Höhe des in dem Rührbecken befind¬ lichen Mischgutes praktisch unverändert und damit auch die Gravitationskräfte gleichförmig bleiben . Ein derartiges Rührgerät arbeitet also völlig anders und ist völlig unter¬ schiedlich zur vorliegenden Erfindung konzipiert.
    [0013] Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel . Dabei zeigen im einzelnen : Fig σ,ur 1 : eine schematische Seitenansicht der Mischvor- richtung;
    [0014] Figur 2 : eine schematische Draufsicht auf das Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Figur 2 ;
    [0015] Figur 3 : eine schematische Darstellung einer Abwandlung zu Figur 1.
    [0016] In Figur 1 und 2 ist ein beispielsweise zylinderförmiger Misch¬ behälter 1 gezeigt , der über einen Teil der die Mischerwelle bzw. Rotationsachse 3 bildenden Gabelaufhängung 5 gehalten ist (aber auch eine einseitige Aufhängung zur leichteren Mon¬ tage und Demontage des Mischbehälters ist möglich) . Die Mischer- welle/Rotationsachse 3 wird über einen Antrieb 7 mit stochastisch unterschiedlich Verteiler Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl angetrieben, wobei zusätzlich stochastisch verteilt auch der Dreh sinn umkehrbar ist. " Im Betrieb wird nicht nur die Dreh¬ zahl und Drehrichtung der Mischerwelle/Rotationsachse 3 sto- chastisch, d.h. zufallsverteilt in weiten Betriebsgrenzen geän¬ dert , sondern vor allem auch der Neigungswinkel 9 beispiels¬ weise zwischen einer Längsachse 11 des Mischbehälters 1 und dessen Mischerwelle/Rotationsachse 3. In Figur 1 ist dabei die den Mischbehälter 1 unmittelbar tragende Behälterachse mit dem Bezugszeichen 6 versehen , wobei im gezeigten Ausführungsbei¬ spiel wie in Figur 2 angedeutet die Behälterachse 6 senkrecht zur Mischerwelle/Rotationsachse 3 steht und beide in einer ge¬ meinsamen Ebene liegen, so daß sich die durch die Mischerwelle/ Rotationsachse 3 und die Behälterachse 6 gebildeten Achslinien im Inneren des Mischbehälters 1 schneiden. Zur stochastisch veränderten Einstellung des Neigungswinkels 9 ist im Bereich der Gabelaufhängung 5 ein weiterer Antrieb 12 vorgesehen. Die in den Zeichnungen nicht näher dargestellten elektrischen Steuer- und Stromversorgungsleitungen werden im Inneren der Wellen verlegt und erfordern an den entsprechen¬ den Stellen , beispielsweise zwischen der Mischerwelle/Rotations¬ achse 3 und dem entsprechend feststehenden Antrieb 7 dieser Achse schleifringähnliche Kontakte.
    [0017] Wie in Figur 3 angedeutet ist, könnte auch die Mischerwelle/ Rotationsachse 3 zur Erzielung einer weiteren Rotationsbewe¬ gung im Sinne eines dritten Freiheitsgrades noch um eine wei¬ tere, zur Mischerwelle/Rotationsachse 3 winklig , schiefwinklig , insbesondere rechtwinklig stehenden primären Achse 13 drehbar gehalten sein , wobei die Anordnung ähnlich einem Käfig auch derart sein kann , daß auch die Verlängerung dieser dritten Rotationsachse die verlängerten Achs<geαra'de_ϊJ der Mischer¬ welle/Rotationsachse 3 und der Behälterachse 6 in einem gemein¬ samen Schnittpunkt schneidet , der vorzugsweise im Mittel- oder Schwerpunkt des Mischbehälters 1 liegt. Auch diese primäre
    [0018] Achse 13 kann stochastisch , d.h. mit zufallsverteilter Drehzahl und Drehrichtung angetrieben werden, und zwar über einen weiteren Antrieb 15.
    [0019] Der Mischbehälter 1 sollte weder kugelsymmetrisch noch würfel¬ förmig sein.
    [0020] Anhand von Figur 3 ist auch gezeigt , daß beispielsweise zu¬ mindest eine Begrenzungsseite des Mischbehälters in Form eines verschließbaren Trichters 17 ausgebildet sein kann . Dieser Trichter 17 kann beim Umfüllen des Mischgutes verwandt werden, so daß Entmischungen, wie sie beim Umfüllen des Mischgutes bei Verwendung eines separaten Trichters auftreten könnten , entfallen . Zweckmäßigerweise wird dazu bei großtech¬ nischen Ausführungen der vorstehend erläuterten Mischer-Vor¬ richtung unmittelbar der Materialtrichter der Verarbeitungs¬ maschinen als Mischgefäß verwandt. Der Materialtrichter muß nach der Mischung schwingungsfrei an der Verarbeitungsma¬ schine aufgesetzt werden .
    [0021] Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform kann grundsätzlich auch bei Waschmaschinen eingesetzt werden, wobei der Mischbehälter 1 dann die Waschtrommel bildet, die durch den Laugenbehälter geführt wird.
    [0022] Anhand der gezeigen Ausführungsbeispiele können vielfältige Abwandlungen vorgenommen werden, was insbesondere die Win¬ kelstellung der verschiedenen Rotationsachsen zueinander bzw. auch die Ausrichtung des Mischbehälters zu dessen Behälter- achse betrifft , die gegebenenfalls schiefwinklig gewählt werden kann.
    权利要求:
    ClaimsAnsprüche:
    1. Verfahren zum Mischen insbesondere von Feststoffen , bei dem ein mit den zu mischenden Stoffen befüllbarer Mischbehälter verwendet wird, der um eine Mischerwelle/Rotationsachse in Ro¬ tation versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Misch- behälter mit zumindest zwei Freiheitsgraden sowohl um die Mi¬ scherwelle/Rotationsachse als auch über eine weitere damit in Verbindung stehende zweite , den Mischbehälter zumindest mittel¬ bar tragende Behälterachse drehbar ist, und daß zur Erzeugung einer stetig unregelmäßigen Mischbewegung und damit zur Er- zeugung einer stetig unregelmäßigen Froude-Zahl die Mischtrom¬ mel taumelt, indem während des Rotierens des Mischbehälters um seine Mischerwelle/Rotationsachse auch die weitere Behälter¬ achse gedreht wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit und/oder der Drehsinn der Behälter¬ achse stochastisch , d. h . zufallsverteilt unregelmäßig angetrie¬ ben wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß auch die mit der Behälterachse in Verbindung stehende separat in Rotation versetzbare Mischerwelle/Rotationsachse im Hinblick auf ihre Drehgeschwindigkeit und/oder ihren Drehsinn stochastisch, d.h. zufallsverteilt unregelmäßig angetrieben wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der in eine zur Behälterachse senkrecht ver¬ laufenden Projektionsebene projizierte Neigungswinkel zwischen der jeweils in diese Projektionsebene projizierten Mischerwelle/ Rotationsachse zum einen und einer Längsachse des Mischbehäl¬ ters zum anderen im vollen 360°-Bereich um die Behälterachse umlaufend stochastisch zufalls verteilt verändert wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Taumelbewegung des Mischbehälters mit¬ tels dreier Antriebsachsen mit drei Freiheitsgraden erfolgt , wobei auch die dritte Antriebsachse vorzugsweise stochastisch , d.h. zufallsverteilt unregelmäßig angetrieben wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ferner dem Mischgut Mahlkörper vorzugs¬ weise in Form von Flintstein, Porzellan und/oder Stahl beige¬ geben wird.
    7. Mischvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , mit einem verschließbaren Misch¬ behälter (1) , der um eine Mischerwelle/Rotationsachse (3) durch eine Antriebsvorrichtung (7) in Rotation versetzbar ist, dadurch, gekennzeichnet, daß zumindest eine weitere Antriebs¬ achse (6 , 13) und eine weitere Antriebseinrichtung (12, 15) vorgesehen sind, über die die weitere Antriebsachse ( 6 , 13) zusätzlich antreibbar ist.
    8. Misch Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über den weiteren Antrieb (12, 15) die Behälterachse (6, 13) und damit der Mischbehälter (1) um seine Behälterachse (6, 13) mit stochastischer, d.h. zufallsverteilt unregelmäßiger Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung antreibbar ist.
    9. Mischvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß auch die mit der Behälterachse in Verbindung stehende Mischerwelle/Rotationsachse (3) über den ihr zuge- ordneten Antrieb (7) mit stochastischer, d.h. zufallsverteilt un¬ regelmäßiger Drehgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung antreib¬ bar ist.
    10. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da- durch gekennzeichnet, daß neben der den Mischbehälter (1) in Rotation versetzbaren Behälterachse (6) und der weiteren die Behälterachse (6) tragende Mischerwelle/Rotationsachse (3) eine dritte primäre Drehachse (13) vorgesehen ist, die über einen weiteren Antrieb (15) mit vorzugsweise stochastischer, d.h. zufallsverteilt unregelmäßiger Drehgeschwindigkeit und/oder
    Drehrichtung antreibbar ist.
    11. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß die zumindest beiden, vorzugsweise drei separaten Drehachsen (3, 6, 13) windschief oder winkelig bis rechtwinkelig zueinander angeordnet sind.
    12. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, daß eine den Antrieb der Achsen (6, 3, 13) steuernde Schalteinrichtung mittels eines echten oder quasi¬ echten Zufallsgenerators arbeitet.
    13. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, da¬ durch gekennzeichnet, daß an zumindest einer Seite des Misch¬ behälters (1) ein verschließbarer Trichter (17) ausgebildet ist.
    14. Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13 , da¬ durch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (1) als Wasch¬ trommel ausgebildet und in einem Laugenbecken drehbar ange¬ ordnet ist.
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE3807658A|DE3807658A1|1988-03-09|1988-03-09|Der sto-mischer|
    DEP3807658.6||1988-03-09||KR1019890702048A| KR900700181A|1988-03-09|1989-03-07|혼합방법 및 그 혼합장치|
    DE1989501193| DE58901193D1|1988-03-09|1989-03-07|Verfahren zum mischen sowie zugehoerige mischvorrichtung.|
    AT89902946T| AT74794T|1988-03-09|1989-03-07|Verfahren zum mischen sowie zugehoerige mischvorrichtung.|
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