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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE, SYSTEM, AND METHOD FOR MIXING AT LEAST ONE FIRST MATERIAL AND A SECOND MATERIAL SO AS TO FORM A BASE MATERIAL FOR FORMING A MIXTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/148758
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for mixing at least one first material and a second material so as to form a flowable base material for continuously forming a mixture, in particular for mixing a first material and a second material so as to form a urea melt in order to form a dispersant, wherein the device for mixing has the following features: the device for mixing has a first mixing container and a second mixing container; the first and the second mixing container have a respective inlet opening, a respective outlet opening, a respective introduction opening for mixing the first or second material, and a respective pressure equalizing opening; and the pressure equalizing openings of the first and the second mixing container are connected together by means of a pressure equalizing line. During the operation of the device, the pressure equalizing openings lie above fluid levels present in the mixing containers; the outlet opening of the first mixing container and the inlet opening of the second mixing container are connected together by means of a connection line; and the outlet opening of the first mixing container, the inlet opening of the second mixing container, and the connection line lie below the fluid level in the mixing containers such that fluid can reach the second mixing container from the first mixing container.

Inventors:
SANWALD STEFAN (DE)
ROTH BERNHARD (DE)
FISCHER BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/054014
Publication Date:
September 08, 2017
Filing Date:
February 22, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SANDVIK MAT TECH DEUTSCHLAND (DE)
International Classes:
B01F7/16; B01F3/12; B01F13/10; B01F15/02; B01F15/06
Foreign References:
DE102010028774A12011-11-10
DE10361307A12005-06-30
GB1310725A1973-03-21
DE3032384A11982-07-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zum Zumischen wenigstens eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem fließfähigen Grundstoff zur Bildung einer Mischung mittels eines kontinuierlichen Mischbetriebs, insbesondere zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffes zu einer Harnstoffschmelze zur Bildung einer Dispersion, wobei die Vorrichtung zum Zumischen folgende Merkmale aufweist:

a die Vorrichtung (10) zum Zumischen weist wenigstens einen ersten Mischbehälter (12) und einen zweiten Mischbehälter (14) auf,

b der erste und der zweite Mischbehälter (12, 14) weisen jeweils eine Einlassöffnung (26, 32), jeweils eine Einführöffnung (46, 48) zum Zumischen des ersten beziehungsweise zweiten Stoffs sowie jeweils eine Druckausgleichsöffnung (30, 36) auf,

dadurch gekennzeichnet, dass

c der erste Mischbehälter und der zweite Mischbehälter jeweils mit einem Rührwerk versehen sind.

d die Druckausgleichsöffnungen (30, 36) des ersten und des zweiten Mischbehälters (12, 14) mittels einer Druckausgleichsleitung (38) miteinander verbunden oder zur Umgebung hin offen sind, wobei im Betrieb der Vorrichtung die Druckausgleichsöffnungen (30, 36) oberhalb von in den Mischbehältern vorliegenden Fluidspiegeln (42, 44) liegen und

e die Auslassöffnung (28) des ersten Mischbehälters (12) und die Einlassöffnung (32) des zweiten Mischbehälters (14) mittels einer Verbindungsleitung (40) miteinander verbunden sind, wobei im Mischbetrieb der Vorrichtung (10) die Verbindungsleitung (49) offen ist und die Auslassöffnung (28) des ersten Mischbehälters (12) und die Einlassöffnung (32) des zweiten Mischbehälters (14) sowie die Verbindungsleitung (40) unterhalb der Fluidspiegel (42, 44) in den Mischbehältern (12, 14) liegen, so dass Fluid der Schwerkraft folgend aus dem ersten Mischbehälter (12) in den zweiten Mischbehälter (14) gelangen kann.

Vorrichtung zum Zumischen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mischbehälter (12) und der zweite Mischbehälter (14) jeweils eine im Wesentlichen gleiche Grundform mit im Wesentlichen gleichem Volumen aufweisen und in im Wesentlichen gleicher Höhe angeordnet sind.

3. Vorrichtung zum Zumischen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (28) des ersten Mischbehälters (12) und die Einlassöffnung (32) des zweiten Mischbehälters (14) in im Wesentlichen gleicher Höhe angeordnet sind.

4. Vorrichtung zum Zumischen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

a die Einlassöffnungen (26, 32) und/oder Auslassöffnungen (28, 34) des ersten und des zweiten Mischbehälters (12, 14) innerhalb der Mischbehälter (12, 14) jeweils in ein abgewinkeltes Rohrstück (56, 58) übergehen, vorzugsweise in ein um einen Winkel von 90° abgewinkeltes Rohrstück, und

b die Mittelebenen der abgewinkelten Rohrstücke (56, 58) jeweils im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittellängsachse (24) des ersten beziehungsweise des zweiten Mischbehälters (12, 14) ausgerichtet sind.

5. Vorrichtung zum Zumischen nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass

a Öffnungen der abgewinkelten Rohrstücke (56, 58) die die Einlassöffnung beziehungsweise die Auslassöffnung innerhalb der Mischbehälter (12, 14) bilden, parallel zu der Mittellängsachse (24) des ersten beziehungsweise des zweiten Mischbehälters (12, 14) gesehen jeweils in die gleiche tangentiale Richtung weisen.

6. Vorrichtung zum Zumischen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

a die Einlassöffnung (26) des ersten Mischbehälters (12) mit einer Grundstoffzufuhr verbunden ist, insbesondere mit einer Zufuhr für Harnstoffschmelze, und b die Auslassöffnung (34) des zweiten Mischbehälters (14) mit einer Vorrichtung zur Weiterverarbeitung der Mischung verbunden ist, insbesondere mit einer Pastilliervorrichtung (76), einer Granuliervorrichtung oder einer Vorrichtung zum Herstellen von Flakes.

7. Vorrichtung zum Zumischen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

a der erste Mischbehälter (12), der zweite Mischbehälter (14), die Druckausgleichsleitung (38) und/oder die Verbindungsleitung (40) einen doppelwandigen Aufbau aufweisen,

b mittels des doppelwandigen Aufbaus gebildete Zwischenräume zum Durchleiten von Heiz- oder Kühlmedien ausgebildet sind. Vorrichtung zum Zumischen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass

a der erste und/oder zweite Mischbehälter (12, 14) eine außenliegende Wärmeisolation aufweisen.

Vorrichtung zum Zumischen nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass

a die Zwischenräume mit einer Heizvorrichtung für das Heizmedium verbunden sind.

Anlage mit einer Vorrichtung zum Mischen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

a die Anlage eine Grundstoffzufuhr aufweist,

b die Anlage wenigstens eine erste Dosiervorrichtung für einen ersten dem Grundstoff zuzumischenden Stoff und wenigstens eine zweite Dosiervorrichtung für einen zweiten dem Grundstoff zuzumischenden Stoff aufweist,

c die Anlage eine Leitung mit in deren Verlauf angeordneter Pumpe (72) zum Überführen der fertigen Mischung aus dem zweiten Mischbehälter (14) zu einer Pastilliervorrichtung (76) zum Pastillieren der Mischung zu einer Granuliervorrichtung oder zu einer Vorrichtung zum Herstellen von Flakes, aufweist.

Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

eine Rückführleitung (82) zur Rückführung der Mischung in den zweiten Mischbehälter (14) vorgesehen ist, die in diesen zweiten Mischbehälter (14) vorzugsweise oberhalb des Fluidspiegels mündet.

Anlage nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

die Pastilliervorrichtung (76) eine rotierende und gelochte Trommel (78) sowie ein umlaufendes Kühlband (80) aufweist.

Verfahren zum Zumischen wenigstens eines ersten Stoffs und wenigstens eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur Bildung einer Mischung mittels eines kontinuierlichen Mischbetriebs, wobei das Verfahren zum Zumischen folgende Merkmale aufweist:

a einem ersten Mischbehälter (12) wird ein Grundstoff zugeführt,

b zu dem Grundstoff im ersten Mischbehälter (12) wird zur Bildung einer Mischungszwischenstufe der erste zuzumischende Stoff zugeführt, c die Mischungszwischenstufe aus dem ersten Mischbehälter (12) wird dem zweiten Mischbehälter (14) zugeführt,

d zu der Mischungszwischenstufe im zweiten Mischbehälter (14) wird zur Bildung der Mischung der zweite zuzumischende Stoff zugeführt

dadurch gekennzeichnet, dass

e die Zufuhr der Mischungszwischenstufe aus dem ersten Mischbehälter (12) in den zweiten Mischbehälter (14) unter Nutzung der Schwerkraft mittels einer im Mischbetrieb offenen und unterhalb der Fluidspiegel (42, 44) in den Mischbehältern (12, 14) liegenden Verbindungsleitung (40) zwischen den Mischbehältern (12, 14) erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren folgende Merkmale aufweist:

a der Grundstoff ist eine Schmelze, insbesondere eine Harnstoffschmelze.

Description:
Vorrichtung, Anlage und Verfahren zum Zumischen wenigstens eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur Bildung einer Mischung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zumischen wenigstens eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur kontinuierlichen Bildung einer Mischung. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur Bildung einer Mischung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfahren sind besonders zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einer Harnstoffschmelze geeignet, wobei dann aus dem ersten Stoff, dem zweiten Stoff und der Harnstoffschmelze eine Dispersion gebildet wird. Diese Dispersion kann dann in der erfindungsgemäßen Anlage zu Pastillen verarbeitet werden. Die Erfindung ist dadurch in besonderer Weise zur Herstellung eines einfach handhabbaren Düngers, insbesondere Harnstoffdünger, geeignet.

Mit der Erfindung soll das Herstellen von Mischungen aus einem ersten Stoff, einem zweiten Stoff und einem Grundstoff verbessert werden.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vorrichtung zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur Bildung einer Mischung, insbesondere zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einer Harnstoffschmelze zur Bildung einer Dispersion vorgesehen, wobei die Vorrichtung zum Zumischen folgende Merkmale aufweist: Die Vorrichtung zum Zumischen weist einen ersten Mischbehälter und einen zweiten Mischbehälter auf. Der erste und der zweite Mischbehälter weisen jeweils eine Einlassöffnung zum Einlassen eines Grundstoffs bzw. einer Mischungszwischenstufe, jeweils eine Auslassöffnung zum Auslassen der Mischungszwischenstufe bzw. der Mischung, jeweils eine Einführöffnung zum Zumischen des ersten bzw. zweiten Stoffs sowie jeweils eine Druckausgleichsöffnung auf. Die Druckausgleichsöffnungen des ersten und des zweiten Mischbehälters sind mittels einer Druckausgleichsleitung miteinander verbunden, wobei im Betrieb der Vorrichtung die Druckausgleichsöffnungen oberhalb von im Betrieb der Vorrichtung in den Mischbehältern vorliegenden Fluidspiegeln liegen, so dass also im Innenraum des ersten Mischbehälters und im Innenraum des zweiten Mischbehälters der gleiche Druck vorliegt, und die Auslassöffnung des ersten Mischbehälters und die Einlassöffnung des zweiten Mischbehälters sind mittels einer Verbindungsleitung miteinander verbunden, die im Betrieb der Vorrichtung einen Durchfluss ermöglicht, wobei im Betrieb der Vorrichtung die Auslassöffnung des ersten Mischbehälters, die Verbindungsleitung und die Einlassöffnung des zweiten Mischbehälters unterhalb der Fluidspiegel in den Mischbehältern liegen, so dass Fluid aus dem ersten Mischbehälter in den zweiten Mischbehälter gelangen kann.

Indem bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein erster und ein zweiter Mischbehälter vorgesehen sind und durch die im Betrieb offene Verbindungsleitung Fluid aus dem ersten Mischbehälter in den zweiten Mischbehälter gelangen kann, wird also in dem ersten Mischbehälter eine Mischungszwischenstufe hergestellt und diese Mischungszwischenstufe wird dann dem zweiten Mischbehälter zugeführt, wo dann ein zweiter Stoff zugemischt wird. Dadurch wird eine besonders gute und dabei zügige Vermischung des ersten Stoffs mit dem Grundstoff und dann nachfolgend des zweiten Stoffs mit der Mischungszwischenstufe erreicht. Durch das mehrstufige Zumischen wird eine Beeinflussung der zugemischten Stoffe untereinander vermieden und/oder das Zumischen des wenigstens einen weiteren Stoffes wird erleichtert. Da die Mischungszwischenstufe lediglich mittels Schwerkraft aus dem ersten Mischbehälter in den zweiten Mischbehälter gelangt, kann sichergestellt werden, dass eine Mischzeit im ersten Mischbehälter ausreichend groß ist, um eine besonders gleichmäßige Mischung zwischen erstem Stoff und Grundstoff zu erreichen. Auch im zweiten Mischbehälter kann eine ausreichend große Mischzeit zur Herstellung einer besonders gleichmäßigen Mischung erreicht werden. Durch die im Betrieb der Vorrichtung offene Verbindungsleitung, die unterhalb der Fluidspiegel liegt, liegen die Fluidspiegel in den beiden Mischbehältern immer im Wesentlichen auf gleicher Höhe. Sollte beispielsweise im zweiten Mischbehälter ein höherer Fluidspiegel vorliegen als im ersten Mischbehälter, so kann Fluid durch die Verbindungsleitung vom zweiten Mischbehälter auch in den ersten Mischbehälter gelangen. In der Regel strömt aber die im ersten Mischbehälter hergestellte Mischungszwischenstufe der Schwerkraft folgend durch die Verbindungsleitung in den zweiten Mischbehälter. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein kontinuierlicher Mischbetrieb möglich. Die Mischbehälter und/oder Rührwerke können unterschiedlich ausgebildet sein.

In Weiterbildung der Erfindung weisen der erste Mischbehälter und der zweite Mischbehälter jeweils eine im Wesentlichen gleiche Grundform mit im Wesentlichen gleichem Volumen auf und der erste Mischbehälter und der zweite Mischbehälter sind im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet.

Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Mischzeit im ersten Mischbehälter und die Mischzeit im zweiten Mischbehälter im Wesentlichen gleich sind, so dass eine sehr gleichmäßige Mischung aus dem Grundstoff und den beiden zugeführten Stoffen erreicht werden kann. In Weiterbildung der Erfindung gehen die Einlassöffnungen und/oder Auslassöffnungen des ersten und des zweiten Mischbehälters innerhalb der Mischbehälter jeweils in ein abgewinkeltes Rohrstück über, vorzugsweise in ein um einen Winkel von 90° abgewinkeltes Rohrstück, und die Mittelebenen der abgewinkelten Rohrstücke sind jeweils im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittellängsachse des ersten bzw. des zweiten Mischbehälters ausgerichtet.

Damit tritt Fluid aus den Einlassöffnungen senkrecht zur Mittellängsachse der Behälter aus und tritt auch wieder senkrecht zur Mittellängsachse der Behälter in die Auslassöffnungen ein. Dies ist gerade dann besonders vorteilhaft, wenn in den Mischbehältern eine Strömungsbewegung um die Mittellängsachse erzeugt wird, beispielsweise mittels eines Rührwerks. Die Einlassöffnungen können beispielsweise auch so ausgerichtet werden, dass sie eine Strömungsbewegung innerhalb der Mischbehälter um die Mittellängsachse unterstützen. Zur Erzeugung von Turbulenz kann es aber auch sinnvoll sein, die Einlassöffnungen gegen die durch das Rührwerk erzeugte Strömung zu richten und auch die Auslassöffnungen entgegen der in dem Behälter durch das Rührwerk erzeugten Strömung auszurichten. Vorzugsweise erfolgt der Einlass in den zweiten Mischbehälter in Strömungsrichtung. An den Auslassöffnungen können die abgewinkelten Rohrstücke auch weggelassen werden.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Öffnungen der abgewinkelten Rohrstücke, die die Einlassöffnung bzw. die Auslassöffnung innerhalb der Mischbehälter bilden, parallel zu der Mittellängsachse des ersten bzw. des zweiten Mischbehälters gesehen jeweils in die gleiche tangentiale Richtung.

Dadurch kann, je nach Anwendungsfall, entweder eine Strömung um die Mittellängsachse des jeweiligen Mischbehälters durch entsprechende Anordnung der Einlassöffnung unterstützt werden. Alternativ kann die Einlassöffnung gegen die durch ein Rührwerk in dem jeweiligen Mischbehälter erzeugte Strömung gerichtet werden und auch die Auslassöffnung kann entweder in oder entgegen einer Strömungsrichtung innerhalb des jeweiligen Mischbehälters gerichtet werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Einlassöffnung des ersten Mischbehälters mit einer Grundstoffzufuhr verbunden, insbesondere mit einer Zufuhr für Harnstoffschmelze, und die Auslassöffnung des zweiten Mischbehälters ist mit einer Vorrichtung zur Weiterverarbeitung der Mischung verbunden, insbesondere mit einer Pastilliervorrichtung.

In Weiterbildung der Erfindung sind der erste Mischbehälter und der zweite Mischbehälter jeweils mit einem Rührwerk versehen. In Weiterbildung der Erfindung weisen der erste Mischbehälter, der zweite Mischbehälter, die Durchgangsleitung und/oder die Verbindungsleitung einen doppelwandigen Aufbau auf, wobei mittels des doppelwandigen Aufbaus gebildete Zwischenräume zum Durchleiten von Heiz- oder Kühlmedien ausgebildet sind. Bei der Verarbeitung von Schmelzen, insbesondere von Harnstoffschmelzen, kann dadurch die Schmelze innerhalb der Mischbehälter sowie auch innerhalb der Druckausgleichsleitung und der Verbindungsleitung im fließfähigen Zustand gehalten oder aufgeheizt werden.

Zusätzlich kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Mischbehälter eine außenliegende Wärmeisolation aufweisen.

Zusätzlich kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Zwischenräume mit einer Heizvorrichtung für das Heizmedium verbunden sind. Solche Heizvorrichtungen werden auch als Begleitheizung bezeichnet.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Anlage eine Grundstoffzufuhr aufweist, die Anlage eine erste Dosiervorrichtung für einen ersten, dem Grundstoff zuzumischenden Stoff, und eine zweite Dosiervorrichtung für einen zweiten, dem Grundstoff zuzumischenden Stoff aufweist, wobei die Anlage eine Leitung mit in deren Verlauf angeordneter Pumpe zum Überführen der fertigen Mischung aus dem zweiten Mischbehälter zu einer Pastilliervorrichtung zum Pastillieren der Mischung aufweist, wobei eine Rückführleitung zur teilweisen Rückführung der Mischung in den zweiten Mischbehälter vorgesehen ist, die in diesen zweiten Mischbehälter unterhalb oder oberhalb des Fluidspiegels mündet und wobei die Pastilliervorrichtung eine rotierende und gelochte Trommel sowie ein umlaufendes Kühlband aufweist.

Mittels einer solchen Anlage können insbesondere Schmelzen gemischt und dann pastilliert werden. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Anlage zum Pastillieren einer Harnstoffschmelze, wobei der Harnstoffschmelze ein erster Stoff und ein zweiter Stoff zugemischt werden. Dies ist speziell bei der Herstellung von Düngern von großem Vorteil. Innerhalb der Mischbehälter kann die Schmelze in einem gut fließfähigen Zustand gehalten werden, so dass eine sehr gleichmäßige Mischung mit den beiden zugeführten Stoffen hergestellt werden kann. Im flüssigen Zustand wird die Mischung aus der Schmelze und den wenigstens zwei zugemischten Stoffen dann der Pastilliervorrichtung zugeführt. Die Rückführleitung ermöglicht es, innerhalb der Zuführleitung eine vergleichsweise große Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, so dass nicht die Gefahr besteht, dass die Schmelze in der Verbindungsleitung teilweise erstarrt. Die Schmelze wird der Pastilliervorrichtung im flüssigen Zustand aber mit einer Temperatur zugeführt, die nur geringfügig oberhalb ihrer Erstarrungstemperatur liegt. Dies ermöglicht die Herstellung qualitativ hochwertiger Pastillen, die im Wesentlichen sofort nach dem Ablegen in Form flüssiger Schmelzetropfen auf dem Kühlband erstarren und somit ihre annähernd kugelförmige Tropfenform auch auf dem Kühlband im Wesentlichen beibehalten.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur Bildung einer Mischung gelöst, wobei das Verfahren zum Zumischen folgende Merkmale aufweist: Einem ersten Mischbehälter wird ein Grundstoff, insbesondere eine Harnstoffschmelze, zugeführt, zu dem Grundstoff wird im ersten Mischbehälter zur Bildung einer Mischungszwischenstufe der erste zuzumischende Stoff zugeführt, die Mischungszwischenstufe aus dem ersten Mischbehälter wird dem zweiten Mischbehälter zugeführt, zu der Mischungszwischenstufe wird im zweiten Mischbehälter zur Bildung der Mischung der zweite zuzumischende Stoff zugeführt, wobei die Zufuhr der Mischungszwischenstufe aus dem ersten Mischbehälter in den zweiten Mischbehälter unter Nutzung der Schwerkraft mittels einer unterhalb der Fluidspiegel in den Mischbehältern liegenden Verbindungsleitung zwischen den Mischbehältern erfolgt.

Durch die Nutzung der Schwerkraft zum Weitertransportieren der Mischungszwischenstufe aus dem ersten Mischbehälter in den zweiten Mischbehälter kann eine ausreichende Mischzeit und damit das Herstellen einer sehr gleichmäßigen Mischung sowohl im ersten als auch im zweiten Mischbehälter gewährleistet werden.

Vorteilhafterweise ist der Grundstoff eine Schmelze, insbesondere eine Harnstoffschmelze.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Einzelmerkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des ersten Mischbehälters der Vorrichtung der Fig. 1 von oben,

Fig. 3 eine abschnittsweise Schnittansicht des Behälters der Fig. 2 und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zum Herstellen eines Harnstoffdüngers aus einer Harnstoffschmelze.

Eine in Fig. 1 teilweise geschnitten dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff zur Bildung einer Mischung weist einen ersten Mischbehälter 12 und einen zweiten Mischbehälter 14 auf. Die beiden Mischbehälter 12, 14 weisen die gleiche Grundform und das gleiche Volumen auf und sind auch in derselben Höhe oberhalb eines Maschinenrahmens 16 angeordnet. Die Mischbehälter 12, 14 können im Rahmen der Erfindung aber durchaus unterschiedliche Grundformen und unterschiedliche Volumina aufweisen. Beide Mischbehälter 12, 14 sind jeweils mit einem Rührwerk 18 versehen, das lediglich schematisch dargestellt ist und das jeweils mittels eines Motors 20 angetrieben werden kann. Die beiden Mischbehälter 12, 14 weisen jeweils eine zylindrische Form mit ausgebauchtem Boden auf. Das Rührwerk erstreckt sich jeweils parallel zur Mittellängsachse der Mischbehälter 12, 14 und eine Antriebswelle des Rührwerks liegt auf der Mittellängsachse 22, 24 des jeweiligen Mischbehälters 12, 14. Der Mischbehälter 12 weist eine Einlassöffnung 26 zum Einlassen eines Grundstoffs auf. Beispielsweise wird eine Harnstoffschmelze über die Einlassöffnung 26 in den ersten Mischbehälter 12 eingeführt. Der erste Mischbehälter 12 weist eine Auslassöffnung 28 auf. Die Auslassöffnung 28 liegt bei der dargestellten Ausführungsform der Einlassöffnung 26 gegenüber und ist auch auf gleicher Höhe wie die Einlassöffnung 26 angeordnet. Eine solche Anordnung der Auslassöffnung 28 relativ zur Einlassöffnung 26 ist jedoch nicht zwingend. Die Auslassöffnung 28 muss erfindungsgemäß aber unterhalb eines Fluidspiegels liegen, der im Betrieb in dem ersten Mischbehälter 12 erreicht wird.

Der erste Mischbehälter 12 weist darüber hinaus eine Druckausgleichsöffnung 30 auf, die oberhalb der Auslassöffnung 28 angeordnet ist und die im Betrieb oberhalb eines Fluidspiegels innerhalb des ersten Mischbehälters 12 liegen muss.

Der zweite Mischbehälter 14 ist identisch zum ersten Mischbehälter 12 aufgebaut und weist eine Einlassöffnung 32 zum Einlassen einer Mischungszwischenstufe aus dem ersten Mischbehälter 12 und eine Auslassöffnung 34 zum Auslassen der fertigen Mischung auf. Die Auslassöffnung 34 ist gegenüber der Einlassöffnung 32 und auf gleicher Höhe wie die Einlassöffnung 32 angeordnet, wobei dies, wie bereits anhand des ersten Mischbehälters 12 ausgeführt wurde, nicht zwingend ist.

Der zweite Mischbehälter 14 weist auch eine Druckausgleichsöffnung 36 auf, die oberhalb der Einlassöffnung 32 und der Auslassöffnung 34 angeordnet ist. Im Betrieb soll die Druckausgleichsöffnung 36 oberhalb eines Fluidspiegels im zweiten Mischbehälter 14 liegen und die Auslassöffnung 34 soll unterhalb eines Fluidspiegels im zweiten Mischbehälter 14 liegen.

Die Druckausgleichsöffnungen 30, 36 liegen auf gleicher Höhe und sind mit einer Druckausgleichsleitung 38 verbunden.

Die Auslassöffnung 28 des ersten Mischbehälters 12 und die Einlassöffnung 32 des zweiten Mischbehälters 14 liegen auf gleicher Höhe und sind mit einer Verbindungsleitung 40 verbunden. Es ist im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, dass die Auslassöffnung 28 des ersten Mischbehälters 12 und die Einlassöffnung 32 des zweiten Mischbehälters 14 auf gleicher Höhe liegen. Wesentlich ist aber, dass die Verbindungsleitung 40 über ihre gesamte Länge unterhalb eines Fluidspiegels im ersten Mischbehälter 12 und unterhalb eines Fluidspiegels im zweiten Mischbehälter 14 liegt. Infolgedessen muss auch die Einlassöffnung 32 des zweiten Mischbehälters 14 unterhalb eines Fluidspiegels im zweiten Mischbehälter 14 liegen. Ein Transport von Fluid aus dem ersten Mischbehälter 12 in den zweiten Mischbehälter 14 und gegebenenfalls aus dem zweiten Mischbehälter 14 in den ersten Mischbehälter 12 kann dadurch mittels Schwerkraft erfolgen.

Im ersten Mischbehälter 12 ist ein im Betrieb vorgesehener Fluidspiegel mit der Bezugsziffer 42 angedeutet. Im zweiten Mischbehälter 14 ist ein im Betrieb vorliegender Fluidspiegel mit der Bezugsziffer 44 angedeutet. Die beiden Fluidspiegel 42, 44 liegen praktisch auf gleicher oder zumindest ähnlicher Höhe, da ja die beiden Mischbehälter 12, 14 über die Verbindungsleitung 40 miteinander kommunizieren.

Wird im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung nun über die Einlassöffnung 26 des ersten Mischbehälters 12 ein Grundstoff zugeführt, beispielsweise eine Harnstoffschmelze, so wird der Fluidspiegel 42 im ersten Mischbehälter 12 geringfügig ansteigen. Der geringfügig erhöhten Flüssigkeitsdruck an der Auslassöffnung 28 des ersten Mischbehälters 12 verursacht, dass das im ersten Mischbehälter 12 befindliche Fluid, das eine Mischungszwischenstufe bildet, über die Verbindungsleitung 40 in den zweiten Mischbehälter 14 befördert wird, so dass sich die Fluidspiegel 42, 44 wieder angleichen.

Der erste Mischbehälter 12 weist einen Deckel auf, in dem eine Einführöffnung 46 zum Zumischen eines ersten Stoffs vorgesehen ist. Über die Einführöffnung 46 kann beispielsweise ein Additiv oder ein sonstiger Stoff in den Grundstoff, speziell die Harnstoffschmelze, im ersten Mischbehälter 14 eingebracht werden. Feststoffe sind gegebenenfalls vorzuwärmen. Der erste Stoff wird über die Einführöffnung 46 vorzugsweise kontinuierlich eingebracht. Innerhalb des ersten Mischbehälters wird dadurch eine Mischungszwischenstufe aus dem Grundstoff und dem ersten Stoff hergestellt.

Der zweite Mischbehälter 14 weist ebenfalls einen Deckel mit einer Einführöffnung 48 auf, durch die ein zweiter Stoff zugemischt werden kann. Der zweite Stoff gelangt durch die Einführöffnung 48 in den zweiten Mischbehälter und wird dort mit der Mischungszwischenstufe, die aus dem Grundstoff und dem ersten Stoff besteht und über die Verbindungsleitung 40 in den zweiten Mischbehälter 48 gelangt ist, vermischt. Nach Zumischen des zweiten Stoffs liegt innerhalb des zweiten Mischbehälters 14 die fertiggestellte Mischung vor, die dann über die Auslassöffnung 34 entnommen werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet kontinuierlich. Im Betrieb wird somit Grundstoff über die Einführöffnung 26 kontinuierlich zugeführt, der erste Stoff wird über die Einlassöffnung 46 und der zweite Stoff wird über die Einlassöffnung 48 kontinuierlich zugeführt und über die Auslassöffnung 34 kann die fertiggestellte Mischung kontinuierlich entnommen werden.

Indem ein Fluidtransport von dem ersten Mischbehälter 12 in den zweiten Mischbehälter 14 durch Schwerkrafteinfluss über die Verbindungsleitung 40 erfolgt, kann sowohl innerhalb des ersten Mischbehälters 12 als auch innerhalb des zweiten Mischbehälters 14 eine ausreichende Mischzeit sichergestellt werden. Dadurch wird eine besonders gleichmäßige Mischung aus dem ersten Stoff mit dem Grundstoff zur Herstellung einer Mischungszwischenstufe und dann aus dem zweiten Stoff und der Mischungszwischenstufe im zweiten Mischbehälter sichergestellt werden. Die in jedem Mischbehälter 12, 14 vorgesehenen Rührwerke 18 unterstützen das Herstellen einer besonders gleichmäßigen Mischung.

Jeder der Mischbehälter 12, 14 weist an seinem Boden eine weitere Auslassöffnung 50 auf. Diese weitere Auslassöffnung 50 ist beispielsweise zum vollständigen Entleeren der Mischbehälter 12, 14 im Rahmen einer Inspektion oder im Rahmen einer Stillegung der Vorrichtung vorgesehen. Die Verbindungsleitung 40 ist mit Abzweigen versehen und kann auch, wie die Druckausgleichsleitung 38, mit einem Absperrventil versehen sein. Im Betrieb der Vorrichtung sollen aber sowohl die Druckausgleichsleitung 38 als auch die Verbindungsleitung 40 offen sein, um einen Druckausgleich zwischen den Mischbehältern 12, 14 bzw. einen Fluidtransport zwischen den beiden Mischbehältern 12, 14 zu ermöglichen.

Die beiden Mischbehälter 12, 14 sind jeweils doppelwandig ausgebildet, so dass jeweils ein Zwischenraum 52 gebildet ist, in dem ein Heizmedium oder Kühlmedium transportiert werden kann. Wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Mischung aus einer Harnstoffschmelze und zwei weiteren Stoffen hergestellt, so wird der Zwischenraum 52 jeweils mit einem Heizmedium beaufschlagt, um sicherzustellen, dass die Schmelze nicht bereits teilweise innerhalb der Mischbehälter 12, 14 erstarrt. Auch die Druckausgleichsleitung 38 und die Verbindungsleitung 40 sind jeweils doppelwandig ausgebildet, so dass das Heizmedium auch die Druckausgleichsleitung 38 und die Verbindungsleitung 40 beheizen kann. Auch die Anschlussstutzen der Einlassöffnung 26, der Auslassöffnung 28, der Einlassöffnung 32 und der Auslassöffnung 34 sind jeweils doppelwandig ausgeführt, um diese beheizen zu können und um zu verhindern, dass die Schmelze in diesen Bereichen erstarrt, wodurch sich Ablagerungen bilden könnten. Feststoffe sind gegebenenfalls vorzuwärmen.

Ein Heizmedium wird in den Zwischenraum 52 beispielsweise über eine Heizleitung 54 zugeführt.

Die Darstellung der Fig. 2 zeigt den ersten Mischbehälter 12 in einer Ansicht von oben, wobei der Mischbehälter 12 teilweise nur gestrichelt angedeutet ist, um auch unterhalb des Deckels liegende Bestandteile darstellen zu können.

Lediglich schematisch angedeutet ist in Fig. 2 das Rührwerk 18. Gut zu erkennen ist der Zwischenraum 52, der den Mischbehälter 12 vollständig umgibt. Weiter sind die Einlassöffnung 26 und die Auslassöffnung 28 zu erkennen.

Die Einlassöffnung 26 ist mit einem abgewinkelten Rohrstück 56 versehen, das die durch die Einlassöffnung 26 eintretende Schmelze um 90° umlenkt und dadurch etwa tangential zur Mittellängsachse 24 in den Innenraum des ersten Mischbehälters 12 einleitet.

Das Rohrstück 56 weist , in der Darstellung der Fig. 2 in die Richtung des Uhrzeigersinns. Je nach Drehrichtung des Rührwerks 18 um die Mittellängsachse 24 unterstützt somit die über die Einlassöffnung 26 und das Rohrstück 56 einströmende Schmelze eine Strömungsbewegung der Schmelze um die Mittellängsachse 24 oder ist dieser Strömungsrichtung entgegengerichtet. Durch die Auslassöffnung 28 wird die im ersten Mischbehälter 12 hergestellte Mischungszwischenstufe entnommen. Im Sinne einer möglichst gründlichen Mischung und einer ausreichenden Mischzeit innerhalb des ersten Mischbehälters 12 ist das Rohrstück 56 mit einer im Mischbehälter 12 vorherrschenden Strömungsrichtung ausgerichtet. In der Darstellung der Fig. 2 würde das Rührwerk 18 somit im Uhrzeigersinn drehen und somit auch eine Strömungsbewegung innerhalb des Mischbehälters 12 im Uhrzeigersinn bewirken. Die Darstellung der Fig. 3 zeigt den Bereich der Einlassöffnung 26 am ersten Mischbehälter 12 detaillierter und in einer geschnittenen Ansicht. An die Einlassöffnung 26 schließt sich das um 90° abgewinkelte Rohrstück 56 an. Die Einlassöffnung 26 überbrückt den Zwischenraum 52, der, wie bereits beschrieben wurde, mittels eines Heizmediums beheizt wird. Der Zwischenraum 52 setzt sich auch bis zu einem Anschlussflansch 60 fort. Auch das Rohrstück 62 zwischen dem Anschlussflansch 60 und der Einlassöffnung 26 kann dadurch mittels des Heizmediums beheizt werden. Dadurch wird verhindert, dass die zugeführte Schmelze in diesem Bereich erstarrt.

Die Darstellung der Fig. 4 zeigt eine Anlage zum Pastillieren einer Schmelze, insbesondere einer Harnstoffschmelze, wobei die Anlage eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Zumischen eines ersten Stoffs und eines zweiten Stoffs zu einem Grundstoff aufweist. Die Anlage 70 wird zum Herstellen von Harnstoffdünger eingesetzt. Der Harnstoffdünger kann stromabwärts der Anlage in Form von verfestigten Pastillen abgenommen werden. Die Pastillen bestehen dann aus einer Mischung aus Harnstoff mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Stoff, wobei der erste und der zweite Stoff in der Vorrichtung 10 zugemischt werden.

Eine Harnstoffschmelze wird, wie bereits erläutert wurde, über die Einführöffnung 26 dem ersten Mischbehälter 12 zugeführt und dort mit einem ersten Stoff, der über die Einführöffnung 46 zugeführt wird, vermischt. Ausgehend vom ersten Mischbehälter 12 gelangt die Mischungszwischenstufe aus der Harnstoffschmelze und dem ersten Stoff in den zweiten Mischbehälter 14 und wird dort mit einem zweiten Stoff, der über die Einführöffnung 48 zugeführt wird, vermischt. An der Auslassöffnung 34 wird die fertiggestellte Mischung dem zweiten Mischbehälter 14 entnommen und mittels einer Pumpe 72 einer Mahleinheit 74 zugeführt. In der Mahleinheit 74 kann eine Partikelgröße der Mischung, die eine Dispersion aus der Harnstoffschmelze und dem ersten Stoff sowie dem zweiten Stoff bildet, verkleinert werden. Die Mahleinheit 74 kann alternativ auch entfallen.

Ausgehend von der Mahleinheit 74 wird die Mischung dann über eine weitere Verbindungsleitung einer Pastilliervornchtung 76 zugeführt. Die Pastilliervornchtung 76 weist eine rotierende gelochte Trommel 78 und eine Düsenleiste auf, die die Mischung von innen her gegen die gelochte Trommel 78 fördert. Mittels der gelochten Trommel werden Schmelzetropfen erzeugt, die dann auf einem umlaufenden Kühlband 80 abgelegt werden. Nach dem Ablegen erstarren die abgelegten Produkttropfen auf dem Kühlband 80 zu Pastillen und können dann als feste Pastillen vom Kühlband 80 abgenommen werden. Eine Rückführleitung 82 führt von einem Abzweig 84 wieder zum zweiten Mischbehälter 14 zurück. Durch diese Rückführleitung 82 kann die fertiggestellte Mischung vom Abzweig 84 nicht nur zu der Pastilliervorrichtung 76, sondern wieder zurück in den zweiten Mischbehälter 14 gelangen. Zum einen ist es dadurch möglich, eine größere Menge an der Mischung in der Verbindungsleitung und der Rückführleitung 82 zirkulieren zu lassen. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die Mischung, die ja aus einer Dispersion aus einer Schmelze und weiteren Stoffen besteht, nicht innerhalb der Verbindungsleitung wieder entmischt oder teilweise erstarrt. Darüber hinaus kann die Mischvorrichtung 10 weiter betrieben werden, auch wenn die Pastilliervorrichtung 76 beispielsweise vorübergehend angehalten wird.