DE3110437C2 - Mischer - Google Patents

Abstract

In einem Mischer mit kegelförmigem sich in Materialauslaßrichtung nach unten verjüngenden Mischbehälter ist eine um ihre Achse und im Mischbehälter umlaufend angetriebene Mischschnecke angeordnet. Die Mischschnecke besitzt einen oberen Bereich mit kleiner Steigung und im Anschluß an eine förderungsneutrale Zone einen unteren Bereich mit großer Steigung. Um einen vom Füllgrad des Mischers unabhängigen stabilen Verlauf der durch die förderungsneutrale Zone der Mischschnecke zwischen dem oberen und unteren Mischbereich gebildeten Trennebene zu erreichen, läuft die Mischschnecke (4) um eine in der Längsachse des Mischbehälters (1) in dessen oberen Bereich angeordnete zentrische Mischschnecke (16) um, die längsseits zylindrisch ausgebildet und antreibbar ist, sich bis in die förderungsneutrale Zone (14) erstreckt und mit ihrem Außendurchmesser die Mischschnecke (4) nahezu tangiert.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Mischer der im Oberbugriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art. Ein derartiger Mischer ist aus der DE-PS 22 47 518 bekannt.

Entsprechend der Wirkungsweise des bekannten Mischers werden die Mischguikomponenten in getrennten Bereichen zunächst einer Grobvermischung und anschließend einer Intensivvermischung zugeführt. Das in den Behälter des Mischers diskontinuierlich eingebrachte Mischgut gelangt dabei nicht unmittelbar in den unteren Mischbereich, des Behälters sondern erst nach einer Phase des Vormischens im oberen Mischbereich, wodurch das für eine kontinuierliche Mischgutentnahme erforderliche gute Mischergebnis erzielt wird. Die Trennung beider Mischbereiche wird durch die Ausbildung einer förderungsneutralen Zone zwischen den Förderbereichen der im Behälter gemeinsamen antreibbaren Mischschnecken erreicht. Im Umfeld dieser förderungsneutralen Zone wird das Mischgut aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der Mischschnecken sich aus- to bildende Strömungsverhältnisse komprimiert, während im benachbarten Bereich sich eine Ruhezone bildet, in der ein lockerer Übergang eines Anteiles des Mischgutes in den unteren Mischerbereich zum Zwecke der Intensivvermischung und des Ausirags erfolgt. b5

Die dem Aufschluß der diskontinuierlich zugegebenen Mischgutkomponenten dienende Verdichtung des Mischgutes im Behälter wirkt sich bei einzelnen Mischgutbestandteilen, die zur Agglomeratbüdung neigen, nachteilig aus.

Hierunter zählen insbesondere bestimmte der Einfärbung des Mischgutes dienende organische Pigmente.
In bestimmten Arbeitsphasen, so beispielsweise am Ende eines Mischprogramms, ist der Behälter nur teilgefüllt Eine solche Teilfüllung hat zur Folge, daß die Trennebene der beiden Mischbereiche zur Mischerachse schräg verläuft. Die Kompressionszone fällt im Übergangsbereich zur Ruhezone stark ab, so daß eine ausreichende Trennung der Mischbereiche nicht mehr gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde den eingangs genannten Mischer so auszubilden, daß ein vom Füllgrad des Behälters unabhängiger stabiler Verlauf der durch die förderungsneutrale Zone der Mischschnecke zwischen dem oberen und unterer. Mischbereich gebildeten Trennebene erreicht ist, um in diesen Mischbereichen eine getrennte Vermischung auch zur Agglomeratbüdung neigender Mischgutkomponenten sicherzustellen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Mischerausbildung verhindert ein vorzeitiges Absinken der Mischgutkomponenten in den unteren Mischbereich des Behälters auch bei dessen Teilfüllung. Die Anordnung der inneren Mischschnecke in der Längsachse des Mischbehälters und deren Erstreckung bis in die förderungsneutrale Zone ermöglicht eine Stabilisierung des durch diese Zone gebildeten Trennbereichs quer zur Längsachse des Mischers zwischen dessen oberem und unterem Mischbereich. Darüber hinaus erfolgt hiermit eine Verminderung der unmittelbar in dieser Zone im Bereich der äußeren antreibbaren Mischschnecken bewirkten Mischgutverdichtung, so daß auch zur Agglomeratbüdung neigende Zusatzstoffe optimal homogenisier werden können.

Entsprechend einer weiteren Ausbildung des Mischers nach Anspruch 2 ist ein optimaler Füllgrad des Behälters erzielbar.

In einer weiteren Ausbildung des Mischers nach Anspruch 3 ist eine Erhöhung der Mischwirkung im unteren Mischbereich des Behälters und damit eine Verringerung der Mischzeit erreicht. Des weiteren ist eine homogene Mischgutübergubc aus beiden Mischbercichen gewährleistet.

Gemäß einer zur Erzielung dieser Wirkung bevorzugten Ausbildung nach Anspruch 4 wird eine verstärkte Energieeinleitung in das Mischgut ermöglicht, so daß ein hoher Aufschluß auch diskontinuierlich zugegebener Zusatzstoffe erreicht ist.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen sogenannten Kegelschneckenmischer im Längsschnitt in schematischer Darstellung mit bis in die förderungsneutrale Zone reichender innerer Mischschnecke.

Fig.2 den Kegelschneckenmischer nach Fig. I zusätzlich mit einer inneren unteren Mischschnecke im Feinmischbereich,

Fig. 3 eine weitere Ausbildung dieses Kcgclschnckkenmischers.

Der Kegelschneckenmischer ist gebildet aus einem sich nach unten kegelförmig verjüngendem Behälter I mit einem Deckel 2 in dem sich eine Öffnung 3 für die diskontinuierliche Zugabe einzelner Mischgutkompo

nenten befindet. Im Behälter 1 ist eine untere äußere Mischschnecke 4a und eine obere äußere Mischschnekke 4Zj angeordnet, die gemeinsam in einem am Mischbehälterboden angeordneten Lager 5 und in einem Kegelradgetriebe 6 drehbar gelagert ist. Das Kegelradgetriebe 6 wird von einem Dreharm 7 getragen, dessen innere Welle 8 zur Drehmomentübertragung der Mischschnekkc 4a, 46, über ein Kegelradgetriebe 9 sowie das Schneckengetriebe 10 durch den Antriebsmotor 23 angetrieben wird. Außer der Drehbwegung um ihre Achse werden die Mischschnecken 4a, 4b durch den Antriebsmotor 11 sowie des Schneckengetriebes 24 über den Drehkopf des Kegelradgetriebes 9 und den Dreharm 7 in eine rings der Mischbehälterwandung umlaufende Bewegung versetzt.

Die obere äußere Mischschnecke 4b ist mit kleinerer Steigung IZ die untere äußere Mischschnecke 4a mit größerer Steigung 13 ausgebildet. Zwischen beiden Mischschnecken 4a, 4b befindet sich eine förderungsneutrale Zone 14 in der das Mischgui nicht gefördert wird. Aufgrund des unterschiedlichen Förderverhaltens der Mischschnecken 4a, 4b verdichtet sich das Mischgut in der förderungsneutralen Zone 14, die sich, wie strichpunktiert dargestellt, als Ruhezone 15 über den ganzen Gehäusequerschnitt erstreckt.

In der Behälterachse des Mischbehälters 1 ist eine innere Mischschnecke 16 angeordnet, die bis etwa zur Mitte der Ruhezone 15 reicht und deren Steigung gleich groß ist wie die Steigung 12 der gegenüberliegenden Mischschnecke 4b.

Der Drehantrieb der inneren Mischschnecke 16 erfolgt wie bei den äußeren Mischschnecken 4a, 4b über den Antriebsmotor 23 und das Schneckengetriebe 10, dessen Abtriebswelle direkt mit der inneren Mischschnecke 16 verbindbar ist.

Die innere Mischschnecke 16 verhindert ein Absinken des oberen durch die Ruhezone 15 nach unten begrenzten Vormischbereiches des Kegelschneckenmischers insbesondere bei dessen Teilfüllung. Außerdem vermindert sie durch ihre aufwärts gerichtete Förderwirkung die Verdichtung des Mischgutes in der förderungsneutralen Zone 14.

Der untere durch die Ruhezone 15 nach oben begrenzte Feinmischbereich behält ein im wesentlichen konstantes Mischvolumen unabhängig vom Füiigrad des Kegelschneckenmischers. Der Austrag des Mischgutes aus dem Mischbehälter 1 erfolgt über einen Austragsstutzen 17, der mit dem Gehäuse 18 einer Austragsschnecke 19 verbunden ist. Die Austragsschnecke 19 wird durch einen stufenlos regelbaren Motor 20 angetrieben, so daß eine Z:.'dosierung der Tertiggemischten Mischgutkomponenten in einen nicht näher dargestellten Extruder zur Weiterverarbeitung erfolgen kann.

Zur Erhöhung dor Mischwirkung im Feinmischbereich ist wie in Fig. 2 dargestellt, die innere Mischschnecke 16 mit einer inneren unteren Mischschnecke 21 kombiniert. Um die Ruhezone 15 zu erhalten, verbleibt zwischen den beiden Mischschnecken 16 und 21 ebenfalls ein förderunwirksamer Raum 22.

Die innere untere Mischschnecke 21 ist in ihrem Au-Sicndurchmesser entsprechend dem Gehäuse 1 nach unten verjüngt und tangiert unier Einhaltung des erforderlichen Bewcgungsspiels die untere äußere Mischschnekke 4a. Hierdurch wird das Mischgut einer gesteigerten Umwälzung unterzogen, so daß auch bei verringerter Mischzeit eine optimale M^:echwirkung erreicht ist.

Die Förderleistung der inneren unteren Mischschnekke 21, die sich bei gleichbleibendem nach unten verjüngtem Schneckendurchmesser dann aus den variablen Schneckensteigung und Schneckendrehzahl ergibt, entspricht der Förderleistung der inneren Mischschnecke 16, so daß bei ebenfalls aufwärts gerichteter Förderwirkung im förderunwirksamen Raum 22 keine Verdichtung des Mischgutes stattfindet. Hierbei erfolgt eine lokkcre Mischgutübergabe aus dem oberen Mischbereich in den unteren Mischbereich.

Bei Mischgutkomponenten kleinster Körnung die zur

ίο Brückenbildung neigen, kann gemäß Fig.3 die innere untere Mischschnecke 21 durch eine zylindrische Stopfschnecke ergänzt oder als solche auch bis in die Austragsöffnung 24 geführt werden, um zugleich als Stopfschnecke zu dienen. In diesem Fall ist der Austragsstutzen 17 konzentrisch zur Behäiterachse des Mischbehälters 1 vorzusehen, während die Mischschnecke 4a. 4b einseitig d. h. fliegend gelagert anzuordnen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mischer mit einem sich kegelförmig nach unten verjüngenden Behälter, mit einer unteren äußeren Mischschnecke, die eine große Steigung aufweist, mit einer oberen äußeren Mischschnecke, die eine kleine Steigung aufweist, wobei beide Mischschnekken auf einer in Wandnähe verlaufenden Mischschneckenachse angeordnet sind, um die Behälterachse und um die Mischschneckenachse gemeinsam antreibbar sind und nach aufwärts fördern, und wobei zur Bildung einer förderungsneutralen Zone beide äußeren Mischschnecken im Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Behälterachse im oberen Bereich des Behälters (1) eine innere Mischschnecke (16) angeordnet ist, die eine zylindrische äußere Hüllfläche aufweist, die nach oben fördernd um ihre eigene /ycbse antreibbar ist, die sich von oben bis in die förderungsneutrale Zone (14) erstreckt und die mit ihrem Außendurchmesser die äußere Hüllfläche der äußeren Mischschnecken tangiert

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der inneren Mischschnecke (16) der Förderleitung der oberen äußeren Mischschnecke (4tyentspricht.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mischschnecke (16) im Anschluß an einen förderunwirksamen Raum (22) eine innere untere Mischschnecke (21) aufweist, deren Förderleistung c^erjenig .n der inneren oberen Mischschnecke (16) entspricht.

4. Mischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere untere Mischschnecke (21) mit ihrem Außendurchmesser die äußere untere Mischschnecke (4a) tangiert.