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Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Feststoffen mit Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von Feststoffen
mit Flüssigkeiten, insbesondere zum Beleimen von Holzspänen oder -fasern, bestehend
aus einem horizontal angeordneten, zylindrischen, an einem Ende im Bereich einer
Eingabezone einen Mischgutzulauftrichter und am anderen Ende einen Mischgutauslauftrichter
aufweisenden Mischbehälter, in dem koaxial eine mit weit überkritischer Drehzahl
antreibbare, zumindest teilweise hohl ausgebildete, mit einer Leimzuführung durch
ihren Innenraum versehene Mischwerkswelle angeordnet ist, die zumindest in einer
Nachmischzone mit Mischwerkzeugen besetzt ist und im Bereich einer Leimzugabezone
mit davon abstehenden, in den sich aufgrund der weit überkritischen Drehzahl ausbildenden
Mischgutring eintauchenden und den Leim in den Mischgutring abgebenden Leimsehleuderelementen
versehen ist.
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Derartige, aus der DT-AS 2 o57 594 bekannte Vorrichtungen haben sich
zurBeleimung von Holzspänen, und zwar insbesondere zur Beleimung von Holzspangemischen
aus Grob-und Mittelspänen und Holzstaub in der Praxis hervorragend bewährt. Bei
diesen bekannten Vorrichtungen sind als
Leimschleuderelemente Leimschleuderrohre
vorgesehen, die mit ihren Auslauföffnungen in den Mischgutring eintauchen, wobei
gemäß der DT-AS 2 113 960 diese Leimschleuderrohre unterschiedlich lang sein können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine noch gleichmäßigere Verteilung
des Leims auf die einzelnen zu beleimenden Partikel bei gleichzeitiger Senkung der
Verstopfungsgefahr der Leimschleuderelemente und bei gleichzeitiger Verbesserung
ihrer Reinigungsfähigkeit erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leimschleuderelemente
als inden Mischgutring eintauchende Mischstäbe ausgebildet sind, die jeweils mindestens
eine in ihrer Längsrichtung verlaufende, mit dem Innenraum der Mischwerkswelle verbundene
Nut aufweisen. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich in den Nuten praktisch
keine Späne oder Fasern ab lagern, obwohl diese Nuten über ihre volle Länge zum
Innenraum des Mischers geöffnet sind. Geringfügige, trotzdem auftretende Ablagerungen
können in einfachster Weise aus den Nuten herausgekratzt werden. Weiterhin hat sich
überraschenderweise gezeigt, daß eine äußerst gleichmäßige Benetzung der einzelnen
Späne oder Fasern erreicht wird, d. h. die Leimschleuderelemente geben von innen
nach außen gesehen zunehmend mehr Leim ab, d. h. in der Nähe der Mischwerkswelle
wird nur sehr wenig Leim abgegeben,während nach außen zu zunehmend Leim abgegeben
wird, was ganz besonders gilt, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung die Tiefe der mindestens einen Nut radial nach außen
abnimmt.
Die Leimverteilung ist am günstigsten, wenn die Leimschleuderelemente eine in Drehrichtung
gesehen vornliegende Nut aufweisen. Hierbei treten die größten Leimverteilkräfte
zum einen durch den direkten Aufprall der Späne oder Fasern auf die einzelnen Leimpartikel
und zum anderen durch die Luftwirbel auf, die die einzelnen Leimtröpfchen seitlich
vom Leimschleuderelement wegreißen.
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Eine sehr gute und gleichmäßige Leimverteilung tritt aber auch auf,
wenn die Leimschleuderelemente in Drehrichtung gesehen seitlich liegende Nuten aufweisen.
Da der Leim zum Teil als feiner Film über die Leimschleuderelemente läuft, werden
diese auch gut gekühlt, wodurch Leimanbackungen verhindert werden.
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Bei einer besonders einfachen Ausführungsform sind die Leimschleuderelemente
als sich verjüngende Mischstäbe ausgebildet, d. h. sie üben zum einen eine Mischwirkung
auf die Späne oder Fasern aus und bewirken gleichzeitig die Verteilung von sich
bildenden Agglomeraten. Um alle Feststoffpartikel zu erreichen, ist es von großem
Vorteil, wenn die Leimschleuderelemente sich bis in die Nähe der Mischbehälterwand
erstrecken.
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Insbesondere zum Beleimen von Fasern ist es von Vorteil, wenn in der
Leimzugabeznne die Leimschleuderelemente auf sich über die Länge der Leimzugabezone
erstreckenden Leisten angeordnet sind. Durch diese Leisten werden starke Luftwirbel
erzeugt, die dazu führen, daß Fasern, die sehr leicht zum Verhaken neigen, nicht
in Form eines kompakten Mischgutringes, sondern in Form eines ringförmigen aufgelockerten
Wirbelbettes durch den Mischbehälter gefördert werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1
einen vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2
einen Teilquerschnitt durch Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. l im vergrößerten
Maßstab, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Leimschleuderelement gemäß der Schnittlinie
111-111 in Fig. 2, Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform
in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 und Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein
Leimschleuderelement gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 4.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist einen aus einem
Innentrog 1 und einem Kühlmantel 2 bestehenden zylindrischen Mischbehälter auf,
der an seinen Enden durch Stirnwände 3 abgeschlossen ist. An einem - in Fig. 1 rechten
- Ende ist ein tangential von oben einmündender Mischgutzulauftrichter 4 und am
anderen - in Fig. 1 linken -Ende ein ebenfalls tangential ausmündender Mischgutauslauftrichter
5 vorgesehen. Der Eschbehälter ist in seiner
horizontalen Mittellängsebene
hälftig geteilt, wobei die beiden Hälften durch nicht dargestellte Kniehebel zusammengehalten
werden. Im Mischbehälter 1, 2 ist eine Mischwerkswelle 6 koaxial angeordnet, die
in Lagern 7, 8 gelagert ist und von einem Motor 9 mittels Keilriemen lo über eine
Keilriemenscheibe 11 angetrieben wird. Um die Keilriemenscheibe 11 ist ein Gehäuse
12 als Riemenschutz angeordnet. Auf der Mischwerkswelle 6 sind Auswuchtscheiben
13, 14 angebracht. Auf der Mischwerkswelle sind Gewindebuchsen 15 angebracht, in
die Mischwerkzeuge 16 eingeschraubt sind, die nach Art von Radialturbinenschaufeln
ausgebildet sind, d. h. sie üben auf das im Mischbehälter 1, 2 befindliche Mischgut
axiale und tangentiale Impulse aus.
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In der Mischwerkswelle 6ist ein mit dieser umlauSendes Kühlwasserrohr
17 angeordnet, von dem in jedes hohl ausgebildete Mschwerkzeug 16 ein Kühlwasserrohr
18 abzweigt.
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Das Kiilnasser gelangt über einen - in Fig. 1 links -vorgesehenen
Kühlwasseranschluß 19 in das Kühlwasserrohr 17, von dort in die abstehenden Kühlwasserrohre
18, von wo aus es durch åen Innenraum der Mischwerkzeuge 16 in die Mischwerkswelle
6 und von dort zu einem Kühlwasserabfluß 20 fließt, Am anderen - in Fig. 1 rechten
- Ende der Mischwerkswelle 6 ist ein nicht mit dieser umlaufendes, in die hohle
Mischwerkswelle 6 hineinragendes Leimflottenzugaberohr 21 angebracht. Aus diesem
Zugaberohr 1.6 fließt Leim durch Durchlaßöffnungen 22 in den Innenraum der hohlen
Mischwerkswelle 6, von wo er durch weiter unten noch genauer zu beschreibende Leimschleuderelemente
23 ausgeschleudert wird.
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Die hohle Mischwerkswelle 6 ist durch eine Trennscheibe 24 in den
Leimzugabe- bzw0 Kühlbereich getrennt.
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Der Bereich des Mischbehälters 1, 2, über den sich der Mischgutzulauftrichter
in Längsrichtung erstreckt, bildet die Eingangszone A für das Mischgut, also für
Holzspäne oder Holzfasern. In diesem Bereich sind Mischwerkzeuge 16' angeordnet,
die sich von den Mischwerkzeugen 16 nur dadurch unterscheiden, daß sie nicht gekühlt
sind, was in diesem Bereich auch nicht notwendig ist. Dadurch, daß diese Mischwerkzeuge
16' den Spänen oder Fasern axiale Impulse und tangentiale Impulse hoher Geschwindigkeit
erteilen, wird ein sich schraubenlinienförmig durch den Mischbehälter 1, 2 bewegender
Mischgutring 25 aufgebaut.
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Der sich an die Eingangs zone A anschließende Längenbereich des Mischbehälters
1, 2,über den Leimschuoerelemente 23 auf der Mischwerkswelle 6 angebracht sind,
bildet die Leimzugabezone B. Der sich anschließende Bereich, in dem Mischwerkzeuge
16 vorgesehen sind, ist die Nachmischzone C.
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Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, sind die Leimschleuderelemente
23 als Mischstäbe ausgebildet, die aus einem zylindrischen Abschnitt 26 und einem
radial außenliegenden, sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 27 bestehen.
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Sie sind an ihrem zur Mischwerkswelle 6 hin gelegenen Ende mit einem
Ringbund 28 versehen, der in einer entsprechenden Ausnehmung eines an die Mischwerkswelle
6 angeschweißten Gewindestutzens 29 eingesetzt ist und von einer auf den Gewindestutzen
29 aufgeschraubten Überwurfmutter 30 gehalten wird, so d-aß die Leimschleuderelemente
23 einerseits radial fest auf der Mischwerkswelle 6 befestigbar,
andererseits
aber auch leicht auswechselbar sind. Konzentrisch zur Längsachse der Leimschleuderelemente
ist eine den Gewindestutzen 29 und die Mischwerkswelle 6 durchsetzende Bohrung 31
vorgesehen. Die Leimschleuderelemente 23 weisen an ihrer in Drehrichtung 32 der
Mischwerkswelle 6 vornliegenden Seite eine Nut 33 auf, die mit derBohrung 31 in
Verbindung steht und deren Tiefe radial nach außen linear abnimmt. In Fig. 2 ist
das linke Leimschleuderelement mit einer sich bis in das untere Drittel des sich
kegelförmig verjüngenden Abschnitts 27 erstreckende Nut 33 versehen, während die
Nut 33 sich bei dem in Fig. 2 rechten Leimschleuderelement 23 etwa bis zum Übergang
vom zylindrischen Abschnitt 26 in den kegelförmigen Abschnitt 27 erstreckt.
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Der Wirkungsmechanismus der Leimverteilung ist folgender: Der Leim
tritt aus den Durchlaßöffnungen 22 des Leimflottenzugaberohrs 21 aus und fließt
auf die Innenwand der sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Nischwerkswelle 6,
von wo er durch die Bohrungen 31 In die Nuten 26 fließt.
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Ein kleiner Teil des Leims wird bereits im zylindrischen Abschnitt
26 von den innerhalb des Mischgltringes 25 herumf liegenden Spänen oder Fasern aufgenommen,
während der größere Teil des Leims an den sich kegelförmig verjüngenden Abschnitten
27 nach außen fließt und hierbei zum einen durch Abschleudern und zum anderen durch
Aufprall von Spänen oder Fasern auf diese übergeben wird.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung ist primär zum Beleimen
von Holzspänen geeignet, während die nachfolgend beschriebene, in den Fig. 4 und
5 dargestellte Vorrichtung primär zum Beleimen von Fasern geeignet ist.
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Hierbei sind auf der Mischwerkswelle 6 sich axial praktisch über deren
volle Länge erstreckende, radial gerichtete,
als Ventilationsleisten
34, 35 dienende Leisten angeschweißt, die - wie aus Fig. 4 ersichtlich - etwa rechteckigen,
radial gestreckten Querschnitt aufweisen. An diesen Ventilationsleisten 34, 35 sind
in der Eingangs zone A die bereits beschriebenen Mischwerkzeuge 16' befestigt.
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In der Leimzugabezone B und der Nachmischzone C sind auf den Ventilationsleisten
34, 35 anstelle der Mischwerkzeuge 16 radial angeordnete Mischstäbe 36 befestigt,
die einen zylindrischen Abschnitt 37 und einen sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt
38 aufweisen, wobei diese beiden Abschnitte 37 und 38 etwa gleichlang sind. Die
Mischstäbe 36 weisen an ihrem inneren Ende einen seitlich vorstehenden Ringbund
39 auf. Der kegelförmige Abschnitt 38 endet in sehr geringem Abstand von der Wand
des Innentroges 1.
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Bei der eine Ausführung darstellenden Ventilationsleiste 34 ist seitlich
eine Trägerleiste 40 mittels Schrauben 41 angeschraubt, die jeweils in einem sich
radial erstreckenden Langloch 42 an der Ventilationsleiste 34 geführt sind. Vom
radial außenliegenden Ende der Ventilationsleiste 34 springt ein nadenförmiger Vorsprung
43 über die Trägerleiste 40, wobei zwischen diesem Vorsprung 43 und der radial außenliegenden
Seite der Trägerleiste 40 auswechselbar ein als Doppelkeil ausgebildetes Distanzstück
44 angeordnet ist, durch das die radiale Lage der Tragerleiste 40 nach außen fixiert
wird.
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Unterhalb der Trägerleiste 40 ist ein Winkelprofil 45 mittels in sich
radial erstreckenden Langlöchern 46 geführten Schrauben 47 radial verstellbar an
der Ventilationsleiste 34 angeschraubt. In der Trägerleiste 40 sind radiale Bohrungen
48 angebracht, in denen die Mischstäbe 36 praktisch spielfrei angeordnet sind, wobei
der Ringbund
39 an der Unterseite der Trägerleiste 4o anliegt.
Der freie Schenkel des Winkelprofils 45 liegt unter dem mit dem Ringbund 39 versehenen
zylindrischen Abschnitt 37 jedes Mischstabes, so daß diese nicht beim Stillstand
der Mischwerkswelle 6 radial nach innen rutschen können.
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Durch die geschilderten Maßnahmen kann die radiale Lage der Mischstäbe
36 und damit deren lichter Abstand von der Innenwand des Innentroges 1 sehr fein
eingestellt werden.
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Bei der anderen Ausführung der Ventilationsleisten 35 sind Trägerleisten
49 auf der radial außenliegenden Seite der Ventilationsleisten 35 mittels nicht
dargestellter Schrauben befestigt. In diesen Trägerleisten 49 sind ebenfalls sich
radial erstreckende Bohrungen 50 angeordnet, in denen die Mischstäbe 36 praktisch
spielfrei gehalten werden. Der Ringbund 39 jedes Mischstabes 36 liegt an der Unterseite
dep Trägerleiste 49 an. Zur radialen Verstellung der Mischstäbe 36 können zwischen
der radial außenliegenden Seite der Ventilasionsleiste 35 und der zugewandten Seite
der Trägerleiste 49 leistenförmige Distanzstücke 51 angeordnet werden. Die Ventilationsleisten
34 bzw. 35 sind in gleichen Winkelabständen voneinander auf dem Umfang der Nischwerkswelle
6 angeordnet, wobei es sich als zweckmäßig herausgestellt hat, daß etwa vier bis
sechs derartige Ventilationsleisten 34bzw. 35 vorgesehen sind.
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In der Leimzugabezone B sind zwischen den Ventilationsleisten 34 Lzw.
35 sich über die Länge der Leimzugabezone B erstreckende Leisten 52 an der Mischwerkswelle
6 angeschweißt, die mit durchgehenden, sich auch durch die Mischwerkswelle 6 erstreckenden
Bohrungen 53 versehen sind.
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Durch diese Bohrungen 53 wird der Leim aus der hohlen Mischwerkswelle
6
den Leimschleuderelementen 54 zugeführt, die grundsätzlich gleichartig ausgebildet
sind, wie die Mischstäbe 36 bzw. die Leimschleuderelemente 23, d. h.
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sie weisen einen zylindrischen Abschnitt 55 und einen sich kegelförmig
verjüngenden Abschnitt 56 und einen Ringbund 57 auf. Sie sind in Bohrungen 58 einer
Halteleiste 59 koaxial zu den Bohrungen 58 gehalten, wobei die Halteleisten 59 in
gleicher Weise auf den Leisten 52 gehalten werden, wie die Trägerleisten 49 auf
den Ventiationsleisten 35, nämlich mittels Schrauben 6o.
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In dem zylindrischen Abschnitt 55 jedes Leimschleuderelementes 54
sind zwei; nach außen in ihrer Tiefe abnehmende Nuten 61 angebracht, deren Tiefe
am Ringbund 57 so groß ist, daß die Nuten in Verbindung mit der Bohrung 55 stehen
(siehe Fig. 5). Die Nuten sind in Drehrichtung 32 gesehen seitlich an den Leimschleuderelementen
54 angebracht. Aufgrund des hohen Zentrifugaldruckes des Leims bei der vorausgesetzten,
extrem hohen Drehzahl, die das 20- bis 4o-fache der kritischen Drehzahl beträgt,
wird der Leim durch die Bohrung 53 in die Nuten 61 gedrückt und fließt durch diese
nach außen. Da der Leim lediglich in Form eines Films durch die Nuten 61 fließt,
sind die Adhäsionskräfte größer als die tangential wirkenden Trägheitskräfte der
einzelnen Leimtröpfchen. Aufgrund der durch die Ventilationsleisten 34 bzw. 35 und
die Leisten 52 bewirkten Luftströmungen wird aber ein Teil des Leims auf dem Weg
mach außen über die in Drehrichtung 32 hintenliegenden Kanten 62 der Nuten 61 abgerissen,
so daß insgesamt eine Leimverteilung erreicht wird, die der lokalen Mischgutkonzentration,
d. h. im bevorzugten Anwendungsfall der lokalen Faserkonzentration, entspricht.
Mit anderen
Worten heißt dies, daß in den nahe der Mischwerkswelle
6 liegenden Bereichen, wo verhältnismäßig wenig Mischgut vorhanden ist, relativ
wenig Leim abgegeben wird, während in den weiter außen zur Innenwand des Innentroges
1 hin gelegenen Bereichen, wo die Mischgutkonzentration erheblich größer ist, mehr
Leim abgegeben wird. Hierdurch wird eine außerordentlich gleichmäßige Verteilung
des Leims auf das Mischgut, d. h. bevorzugt auf die Fasern, erreicht. Es sei ausdrücklich
hinzugefügt, daß besonders vorteilhaft anstelle der Leimschleuderelemente 54 die
in den Fig. 2 und 3 dargestellten, oben beschriebenen Leimschleuderelemente 23 mit
in Drehrichtung vornliegender Nut verwendet werden können. Gleichermaßen können
auch bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 anstelle der dort angegebenen
Leimschleuderelemente 23 Leimschleuderelemente 54 eingesetzt werden, die dann radial
entsprechend zur Mischwerkswelle hin zu verlängern sind. In beiden Fällen ragen
auch die Leimschleuderelemente 23 bzw. 54 bis sehr nahe an die Innenwand des Innentroges
1.
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- Ansprüche -