DE9320263U1

DE9320263U1 - Feeding device for the material to be extruded to be extruded in several components

Info

Publication number: DE9320263U1
Application number: DE9320263U
Authority: DE
Original assignee: THEYSOHN FRIEDRICH FA; Friedrich Theysohn GmbH
Current assignee: THEYSOHN FRIEDRICH FA; Friedrich Theysohn GmbH
Priority date: 1993-01-16
Filing date: 1993-01-16
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2003-01-17

Description

• · · · St• · · · St

KN/So 5O289GKN/So5O289G

Friedrich THEYSOHN GmbHFriedrich THEYSOHN GmbH

Borweg 27Borweg 27

D - 497O Bad Oeynhausen 1D - 497O Bad Oeynhausen 1

Zuführvorrichtung für das einem Extruder in mehreren Komponenten zuzuführende, zu extrudierende MaterialFeeding device for the material to be extruded to an extruder in several components

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zuführvorrichtung für das einem Extruder in mehreren Komponenten (Hauptkomponente und mindestens eine Nebenkomponente) als Schüttgut zuzuführende, zu extrudierende Material, bestehend aus einem zentralen Schacht, in den von einer vorgeordneten Materialaufgabe mit Massendurchsatzerfassungseinrichtung die Hauptkomponente eingegeben wird, und aus einem, den Schacht unter Bildung eines Durchtrittsspaltes umgebenden, vor dem Einlauf des Extruders angeordneten Einlaufstutzen, wobei in den Einlaufstutzen oberhalb des Durchtrittsspaltes für jede Nebenkomponente eine Speisevorrichtung einmündet, deren Massendurchsatz in Abhängigkeit von dem gemessenen Massendurchsatz der Hauptkomponente eingestellt wird.The invention relates to a feeding device for the material to be extruded, which is to be fed to an extruder in several components (main component and at least one secondary component) as bulk material, consisting of a central shaft into which the main component is fed from an upstream material feeder with a mass throughput detection device, and of an inlet nozzle which surrounds the shaft to form a passage gap and is arranged in front of the inlet of the extruder, wherein a feed device opens into the inlet nozzle above the passage gap for each secondary component, the mass throughput of which is set depending on the measured mass throughput of the main component.

Solche Zuführvorrichtungen sind bekannt. Da der während des Betriebes schwankende Verbrauch des Extruders durch die Massendurchsatzerfassungseinrichtung erfaßt wird, ist es grundsätzlich möglich, der Hauptkomponente eine oder mehrere Nebenkomponenten mit der in ihrem Durchsatz einstellbaren Speisevorrichtung für jede Komponente in einem gewünschten Mischungsverhältnis beizumischen. Bei der in der PraxisSuch feeding devices are known. Since the consumption of the extruder, which fluctuates during operation, is recorded by the mass throughput recording device, it is basically possible to add one or more secondary components to the main component using the feed device, which has an adjustable throughput for each component, in a desired mixing ratio. In the case of the

eingesetzten Zuführvorrichtung, bei der der Einlaufetutzen als nur zum Extruder offener, sonst geschlossener Ringraum ausgebildet und der Schacht nach unten offen ist, zeigen sich allerdings Schwierigkeiten. Bei einer solchen Zuführvorrichtung kommt es zu einem Rückstau der Nebenkomponente in dem Ringraum um den zentralen Schacht. Deshalb ist eine dosierte Beimischung der Nebenkomponente nicht gewährleistet. Darüber hinaus wird wegen des Rückstaus die Förderschnecke der Speisevorrichtung unnötig belastet.However, difficulties arise with the feeding device used, in which the inlet nozzle is designed as an annular space that is only open to the extruder and otherwise closed, and the shaft is open at the bottom. With such a feeding device, a backflow of the secondary component occurs in the annular space around the central shaft. Therefore, a metered addition of the secondary component is not guaranteed. In addition, the backflow places unnecessary strain on the conveyor screw of the feeding device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführvorrichtung für einen Extruder zu schaffen, die eine exakte Beimischung mindestens einer Nebenkomponente zu einer Hauptkomponente gewährleistet, ohne daß ein Rückstau der Nebenkomponenten auftritt.The invention is based on the object of creating a feeding device for an extruder which ensures an exact admixture of at least one secondary component to a main component without a backlog of the secondary components occurring.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Zuführvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am Ausgang des zentralen Schachtes ein Leitelement vorgesehen ist, das den aus dem Schacht austretenden Massenstrom radial nach außen ablenkt.This object is achieved according to the invention in a feed device of the type mentioned at the outset in that a guide element is provided at the outlet of the central shaft, which deflects the mass flow emerging from the shaft radially outwards.

Praktische Versuche mit einer solchen Zuführvorrichtung haben ergeben, daß die eingespeiste Nebenkomponente oder die eingespeisten Nebenkomponenten vollständig aus dem Raum um den Schacht abgezogen werden, es also zu keinem Rückstau oberhalb des Ausgangs des Schachtes kommt. Dadurch ist eine exakte prozentuale Beimischung der Nebenkomponente(n) zur Hauptkomponente gewährleistet. Auch entfällt die Belastung der Speisevorrichtung infolge eines Rückstaus. Schließlich wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine bessere Vermischung zwischen Haupt- und Nebenkomponente erreicht, weil die Nebenkomponente nicht in einen gefüllten Raum hineingefördert wird, sondern wegen des fehlenden RückstausPractical tests with such a feed device have shown that the secondary component or secondary components fed in are completely removed from the space around the shaft, so that there is no backflow above the shaft exit. This ensures that the secondary component(s) are mixed in exactly the same percentage with the main component. There is also no strain on the feed device as a result of backflow. Finally, the device according to the invention achieves better mixing between the main and secondary components because the secondary component is not fed into a filled space, but rather into the main component due to the lack of backflow.

im freien Fall in den Austrittsspalt gelangt. Die dabei freigesetzte Fallenergie führt zu einer Verwirbelung der zu vermischenden Komponenten. Dieser Effekt kann weiter verbessert werden, wenn der Einlaufstutzen oberhalb des Ausgangs des zentralen Schachtes als Trichter ausgebildet ist, auf dessen Innenwand dann das Schüttgut der Nebenkomponenten fällt und zurückspringt.in free fall into the outlet gap. The falling energy released in the process causes the components to be mixed to swirl. This effect can be further improved if the inlet nozzle above the exit of the central shaft is designed as a funnel, onto the inner wall of which the bulk material of the secondary components then falls and bounces back.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Leitelement als Pyramide oder Kegel mit in den Schacht weisender Spitze ausgebildet sein. Der äußere Rand des Leitelements sollte innerhalb einer gedachten Verlängerung des Schachtes liegen, damit es den Einzug der Nebenkomponente nicht behindert. Vorzugsweise liegt der Ausgang des zentralen Schachtes innerhalb eines zylindrischen Abschnittes des EinlaufStutzens. Auch diese Ausgestaltung hat sich positiv auf den störungsfreien Einzug der Nebenkomponenten ausgewirkt.According to one embodiment of the invention, the guide element can be designed as a pyramid or cone with a tip pointing into the shaft. The outer edge of the guide element should lie within an imaginary extension of the shaft so that it does not hinder the intake of the secondary component. Preferably, the exit of the central shaft is located within a cylindrical section of the inlet nozzle. This design also has a positive effect on the trouble-free intake of the secondary components.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch in Seitenansicht darstellenden Zeichnung näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail with reference to a drawing showing an embodiment schematically in side view.

Eine Materialaufgabevorrichtung für eine Hauptkomponente weist einen Waagebehälter 1 auf, der unten durch einen ein Leitelement bildenden zum Waagebehälter 1 hin kegelförmigen Boden 2 bis auf einen axialen Ringspalt 3 verschlossen ist. Der Boden 2 ist vom Waagebehälter 1 getragen. Der äußere Rand des Bodens 2 fluchtet mit dem unteren Rand des Waagebehälters 1, so daß die gesamte Materialsäule im Waagebehälter 1 von dem Boden 2 abgestützt wird. Das auszufördernde Material fließt radial nach außen ab, wobei sich eine axiale Entkopplung des Massenstroms ergibt, so daß der Waagebehälter 1 nur von dem Gewicht des in ihm enthaltenen Materials belastet ist. Der untere Bereich desA material feed device for a main component has a weighing container 1, which is closed at the bottom by a conical bottom 2, which forms a guide element towards the weighing container 1, except for an axial annular gap 3. The bottom 2 is supported by the weighing container 1. The outer edge of the bottom 2 is flush with the lower edge of the weighing container 1, so that the entire column of material in the weighing container 1 is supported by the bottom 2. The material to be discharged flows radially outwards, resulting in an axial decoupling of the mass flow, so that the weighing container 1 is only loaded by the weight of the material contained in it. The lower area of the

Waagebehälters 1 ist von einem größeren Behälter 4 umgeben, an den sich über einen trichterförmigen Mittelteil 5 ein zylindrischer Schacht 6 anschließt. Am Ausgang des zylindrischen Schachtes 6 ist unter Bildung eines umlaufenden axialen Ringspaltes 7 ein Leitelement 8 in Form eines flachen Kegels mit zum Schachtinnern hin weisender Spitze angeordnet. Der äußere Rand dieses Leitelementes 8 fluchtet mit dem unteren Rand des Schachtes 6. Das Material im Schacht 6 fließt mit radialer Strömungskomponente durch den Ringspalt 7 aus.The weighing container 1 is surrounded by a larger container 4, to which a cylindrical shaft 6 is connected via a funnel-shaped middle section 5. At the outlet of the cylindrical shaft 6, a guide element 8 in the form of a flat cone with a tip pointing towards the inside of the shaft is arranged, forming a circumferential axial annular gap 7. The outer edge of this guide element 8 is aligned with the lower edge of the shaft 6. The material in the shaft 6 flows out through the annular gap 7 with a radial flow component.

Der Schacht 6 ist unter Bildung eines ringförmigen Durchtrittsspaltes 9 von einem größeren zylindrischen dreistufigen Einlaufstutzen 10 umgeben, der aus einem Oberteil 11, einem Trichter 12 im Mittelteil und einem zylinderförmigen Abschnitt 13 im Unterteil besteht, das auf dem Einlauf eines Extruders Ik aufgebaut ist. Der unterhalb des Ausgangs des Schachtes 6 liegende Ringspalt 7 liegt im Bereich des zylinderförmigen Abschnittes 13 im Unterteil.The shaft 6 is surrounded by a larger cylindrical three-stage inlet nozzle 10, forming an annular passage gap 9, which consists of an upper part 11, a funnel 12 in the middle part and a cylindrical section 13 in the lower part, which is built on the inlet of an extruder Ik . The annular gap 7 located below the outlet of the shaft 6 is in the area of the cylindrical section 13 in the lower part.

In den Oberteil 11 des zylindrischen Einlaufstutzens 10 mündet radial eine Speisevorrichtung 15 ein, die aus einem Behälter 16 mittels einer Schnecke 17 dosiert eine Nebenkomponente in den Einlaufstutzen 10 fördert.A feed device 15 opens radially into the upper part 11 of the cylindrical inlet nozzle 10, which feeds a secondary component into the inlet nozzle 10 from a container 16 by means of a screw 17.

Der Waagebehälter 1 für die Hauptkomponente ruht zu diesem Zweck auf Druckmeßdosen 18, deren Meßwert an eine Steuereinrichtung 19 geliefert wird. Da die Materialsäule im Waagebehälter 1 vom Boden 2 abgestützt wird und das aus dem Waagebehälter 1 abfließende Material seitlich abrieselt und deshalb der Massenstrom entkoppelt ist, läßt sich mittels des Waagebehälters 1 exakt der Austrag aus dem Waagebehälter 1 erfassen. Da vom Ring 3 bis zum Extruder 14 ein lückenloser Massenstrom besteht, ist der Austrag aus dem Waagebehälter 1 gleich dem Verbrauch des Extruders 14,For this purpose, the weighing container 1 for the main component rests on pressure cells 18, the measured value of which is supplied to a control device 19. Since the material column in the weighing container 1 is supported by the floor 2 and the material flowing out of the weighing container 1 trickles down to the side and the mass flow is therefore decoupled, the discharge from the weighing container 1 can be recorded precisely using the weighing container 1. Since there is a continuous mass flow from the ring 3 to the extruder 14, the discharge from the weighing container 1 is equal to the consumption of the extruder 14.

sofern auf dem Weg vom Ringspalt 3 zum Extruder 14 nicht weitere Nebenkomponenten zugeführt werden. Damit im Betrieb der Waagebehälter 1 nicht leerläuft, wird per Software über die einen am Waagebehälter 1 angebrachten Niveaustandsfühler 20 aufweisende Steuereinrichtung 19 ein Signal zur Eingabe einer neuen Materialcharge ausgelöst.provided that no additional secondary components are added on the way from the annular gap 3 to the extruder 14. To ensure that the weighing container 1 does not run dry during operation, a signal for the input of a new material batch is triggered by software via the control device 19, which has a level sensor 20 attached to the weighing container 1.

Aus dem zentralen Schacht 6 fließt das Material über den Ringspalt 7 mit einer radialen Strömungskomponente nach außen in den Einlaufstutzen 10. In dem ringförmigen Durchtrittsspalt 9 zwischen dem Ringspalt 7 des Schachtes 6 und dem Abschnitt 13 im Unterteil des Einlaufstutzens 10 wird diesem Material der Hauptkomponente Material der Nebenkomponente beigemischt, das über die Speisevorrichtung zugeführt wird. Dieses Material kreuzt mit seiner mehr oder weniger senkrecht nach unten gerichteten Strömungskomponente das Material der Hauptkomponente, so daß sich eine gute Durchmischung ohne Rückstau der Nebenkomponente ergibt. Eine weitere Durchmischung findet dadurch statt, daß das Material der Nebenkomponente auf den Trichter 12 im Mittelteil des EinlaufStutzens 10 fällt, hier abprallt und sich großräumig verteilt. Die Menge der Nebenkomponente hängt von dem Verbrauch des Extruders 14 ab. Da wegen der Massendurchsatzerfassung die Verbrauchsmenge bekannt ist, kann der Antrieb 21 der Schnecke 17 der Speisevorrichtung von der Steuereinrichtung 19 derart angesteuert werden, daß eine bestimmte prozentuale Menge des Verbrauchs als Nebenkomponente beigemischt wird. Da die Nebenkomponente ohne Rückstau in den zylindrischen Abschnitt 13 gelangt und der Hauptkomponente beigemischt wird, also die Zuführung der Nebenkomponente vorrangig erfolgt, reduziert sich automatisch die Hauptkomponente um den Anteil der Nebenkomponenten.From the central shaft 6, the material flows outwards through the annular gap 7 into the inlet nozzle 10 with a radial flow component. In the annular passage gap 9 between the annular gap 7 of the shaft 6 and the section 13 in the lower part of the inlet nozzle 10, the material of the main component is mixed with the material of the secondary component, which is fed in via the feed device. This material crosses the material of the main component with its more or less vertically downward flow component, so that good mixing occurs without the secondary component backing up. Further mixing takes place when the material of the secondary component falls onto the funnel 12 in the middle part of the inlet nozzle 10, bounces off and is distributed over a large area. The amount of secondary component depends on the consumption of the extruder 14. Since the consumption quantity is known due to the mass throughput measurement, the drive 21 of the screw 17 of the feed device can be controlled by the control device 19 in such a way that a certain percentage of the consumption is added as a secondary component. Since the secondary component reaches the cylindrical section 13 without backflow and is added to the main component, i.e. the secondary component is fed in with priority, the main component is automatically reduced by the proportion of the secondary components.

Claims

KN/So 5O289G CLAIMS

1. Feeding device for the material to be extruded to an extruder (14) in several components (main component and at least one secondary component) as bulk material, consisting of a central shaft (6) into which the main component is fed by an upstream material feed device (1-3) with a mass flow detection device (18-20), and of an inlet nozzle (10) surrounding the shaft (6) to form a passage gap (9) and arranged in front of the inlet of the extruder (14), wherein a feed device (15) opens into the inlet nozzle (10) above the passage gap (9) for each secondary component, the mass flow rate of which is set depending on the measured mass flow rate of the main components,

characterized in that a guide element (8) is provided at the outlet of the central shaft (6), which deflects the mass flow emerging from the shaft (6) radially outwards.

2. Feeding device according to claim 1, characterized in that the guide element (8) is designed as a pyramid or cone with a tip pointing into the shaft (6).

· i * ■ ·

3. Feeding device according to claim 1 or 2,

characterized in that the outer edge of the guide element (8) lies within an imaginary extension of the shaft (6).

4. Feeding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outlet of the central shaft (6) lies within a cylindrical section (13) of the inlet nozzle (10).

5· Feeding device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inlet nozzle (10) above the exit of the central shaft (6) is designed as a funnel (12).