Kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetvorrichtung mit einer Schnecke
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kontinuierlich arbeitende Misch-und Knetvorrichtung mit einer Schnecke, welche eine rotierende und axial hin und her gehende Bewegung ausführt und mit unterbrochenen Schneckenflügeln ausgerüstet ist. Diese Schneckenflügel wirken mit im Schneckengehäuse angeordneten Knetzähnen zusammen.
Bei solchen Misch- und Knetschnecken besteht der Nachteil, dass beim Mischen und Kneten Teile des zu bearbeitenden Produktes unverarbeitet oder weniger gut verarbeitet liegen bleiben, da zwischen dem Schneckengehäuse und der Schneckenwelle tote Räume vorhanden sind, welche weder von den Schneckenflügeln, noch von den Knetzähnen erreicht werden. Insbesondere war es schwierig, Kunststoffe, Lack- und Farbenprodukte mit Knetschnekken zu bearbeiten. Polyvinylchlorid z. B. zeigt die Neigung, sich zu zersetzen, wenn es an einzelnen bestimmten Stellen beim Gelifizieren längere Zeit der Gelifizierungstemperatur ausgesetzt ist. Eine einwandfreie Verarbeitung dieser Produkte konnte daher bisher praktisch nur r auf Walzen erfolgen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Anordnung zu treffen, welche ermöglicht, eine Knetvorrichtung zu bauen, die keinen toten Bearbeitungsraum aufweist.
Die kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetvorrichtung mit einer Schnecke ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Hub und die Steigung der Schnecke sowie die Form der Schneckenflügel und der Knetzähne so gewählt sind, dass der ganze Raum zwischen den Knetzähnen dem Schneckengehäuse und der Schneckenwelle von den Schneckenflügeln durchgekämmt wird.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetschnecke,
Fig. 2 einen rein schematisch gezeichneten Querschnitt durch das Schneckengehäuse in vergrösserter Darstellung,
Fig. 3 eine Abwicklung des Schneckengehäuses mit getrennt gezeichneten Bewegungsbahnen und
Fig. 4 die gleiche Abwicklung mit einer Gesamtdarstellung der Bahnen.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist die kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetschnecke ein Schneckengehäuse 1 auf, welches mit einem Eintrittsstutzen 9 und einem Austrittsstutzen 10 versehen ist. Im Gehäuse 1 ist eine Schneckenwelle 2 drehbar und in axialer Richtung hin und her verschiebbar gelagert. Der Antrieb der Welle 2 erfolgt zweckmässigerweise mit einem Spezialgetriebe, welches nicht Gegenstand der Erfindung bildet. Die Welle 2 ist mit einem unterbrochenen Schneckengang versehen, wobei durch die Unterbrüche einzelne Schneckenflügel 3 entstehen.
Ferner ist das Gehäuse 1 der Schnecke an seiner Innenwand mit Knetzähnen 4 versehen, die so angeordnet sind, dass beim Umlauf und bei der Hin- und Herbewegung der Welle 2 samt Schneckenflügeln, die Knetzähne 4 immer durch die Lücke 5 zwischen den Schnek kenflügeln hindurchtreten können.
Der Hub der hin und her gehenden und rotierenden Welle 2 ist so gewählt, und die Form der Schneckenflügel und der Knetzähne so bestimmt, dass der ganze Raum zwischen den Knetzähnen, dem Schneckengehäuse und der Schneckenwelle von den Schneckenflügeln durchgekämmt wird.
Zur Erleichterung der Darstellung und des Verständnisses werden die Vorgänge kinematisch umgekehrt. Es wird angenommen, dass die Knetzähne 4 eine rotierende und hin und her gehende Bewegung ausführen, während die Schneckenwelle 2 mit Schneckenflügeln 3 unbeweglich bleiben. Die Knetzähne 4 sind in drei Reihen I, II und III angeordnet, wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht. Jede Knetzahnreihe 4 beschreibt bei den angenommenen Vorgängen eine Sinuslinie s±, s11 und sIII. Die durch die Knetzähne bestrichenen Flächen sind entsprechend schraffiert und mit F1, F21 und F111 bezeichnet.
In der Fig. 4 sind die in der Fig. 3 getrennt gezeichneten Sinuslinien und Flächen ineinandergehend dargestellt. Es ist dabei ersichtlich, dass zwischen diesen bestrichenen Streifen unbestrichene Flächen übrig bleiben, durch welche die-Form der Schneckenflügel 3 bestimmt werden. Die Schneckerdlügel 3 sind in der Fig. 4 im Schnitt dargestellt.
In dieser Weise wurde erreicht, dass der ganze Raum zwischen den Knetzähnen, dem Schneckengehäuse und der Schneckenwelle von den Schneckenflügeln durchgekämmt wird.
Es wurde empirisch gefunden, dass besonders das Verhältnis 1 : 2 der Steigung der Schraubenlinie, auf der die Flügel liegen, zum Hub der hin und her gehenden Bewegung zur Vermeidung von toten Räumen günstig ist. Beispielsweise wurde gefunden, dass bei der Verwendung einer Schnecke von 140 mm Durchmesser und von einer Steigung von 40 mm ein Hub von 20 mm sehr günstige Verhältnisse ergibt. Bei einem Schneckendurehmesser von 200 mm ergab sich als günstig, eine Steigung von 60 mm und ein Hub von 30 mm.
In der beschriebenen Weise werden bei der kontinuierlichen Bearbeitung zwischen dem Schneckengehäuse und der Schneckenwelle tote Räume vermieden, wodurch die bearbeiteten Produkte qualitätsmässig wesentlich verbessert werden. Ferner ergibt die beschriebene Misch- und Knetschnecke die Möglichkeit, ohne Zersetzung empfindlichste Stoffe, z. B.
Polyvinylchlorid, ohne jeden Weichmacher und mit wenig Stabilisatorzusatz im Dauerbetrieb zu verarbeiten.
Continuously working mixing and kneading device with one screw
The present invention relates to a continuously operating mixing and kneading device with a screw, which performs a rotating and axially reciprocating movement and is equipped with interrupted screw blades. These worm blades cooperate with kneading teeth arranged in the worm housing.
With such mixing and kneading screws there is the disadvantage that when mixing and kneading parts of the product to be processed remain unprocessed or less well processed, because there are dead spaces between the screw housing and the screw shaft, which neither from the screw blades nor from the kneading teeth can be achieved. In particular, it was difficult to process plastics, lacquer and paint products with kneading screws. Polyvinyl chloride e.g. B. shows the tendency to decompose if it is exposed to the gelation temperature for a prolonged period during gelation at individual specific points. A perfect processing of these products could therefore practically only be done on rollers up to now.
The purpose of the present invention is to make an arrangement which enables a kneading device to be built which does not have a dead processing space.
The continuously working mixing and kneading device with a screw is characterized according to the invention in that the stroke and the pitch of the screw and the shape of the screw blades and the kneading teeth are selected so that the entire space between the kneading teeth of the screw housing and the worm shaft of the snail wings is combed through.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the accompanying drawing, namely:
1 shows a longitudinal section through a continuously operating mixing and kneading screw,
2 shows a purely schematically drawn cross section through the worm housing in an enlarged representation,
Fig. 3 shows a development of the screw housing with separately drawn trajectories and
4 shows the same development with an overall representation of the paths.
As can be seen from FIG. 1, the continuously operating mixing and kneading screw has a screw housing 1 which is provided with an inlet connector 9 and an outlet connector 10. In the housing 1, a worm shaft 2 is rotatably mounted and displaceable back and forth in the axial direction. The drive of the shaft 2 is expediently carried out with a special gear, which is not the subject of the invention. The shaft 2 is provided with an interrupted worm flight, individual worm blades 3 being created by the interruptions.
Furthermore, the housing 1 of the worm is provided on its inner wall with kneading teeth 4, which are arranged so that the kneading teeth 4 can always pass through the gap 5 between the worm wings during the rotation and the back and forth movement of the shaft 2 including the worm blades .
The stroke of the reciprocating and rotating shaft 2 is selected, and the shape of the worm blades and the kneading teeth determined so that the entire space between the kneading teeth, the worm housing and the worm shaft is combed by the worm blades.
The processes are kinematically reversed for ease of illustration and understanding. It is assumed that the kneading teeth 4 execute a rotating and reciprocating movement, while the worm shaft 2 with worm blades 3 remain immobile. The kneading teeth 4 are arranged in three rows I, II and III, as can be seen from FIG. Each row of kneading teeth 4 describes a sine line s ±, s11 and sIII in the assumed processes. The areas swept by the kneading teeth are correspondingly hatched and labeled F1, F21 and F111.
In FIG. 4, the sinusoidal lines and surfaces drawn separately in FIG. 3 are shown interconnected. It can be seen that unpainted areas remain between these coated strips, by which the shape of the screw blades 3 are determined. The snail blades 3 are shown in section in FIG.
In this way it was achieved that the entire space between the kneading teeth, the worm housing and the worm shaft is combed by the worm blades.
It has been found empirically that the ratio of 1: 2 of the pitch of the helix on which the blades lie to the stroke of the reciprocating movement is particularly favorable in order to avoid dead spaces. For example, it has been found that when using a screw with a diameter of 140 mm and a pitch of 40 mm, a stroke of 20 mm results in very favorable conditions. With a screw diameter of 200 mm, a slope of 60 mm and a stroke of 30 mm were found to be favorable.
In the manner described, dead spaces between the worm housing and the worm shaft are avoided during continuous machining, as a result of which the quality of the machined products is significantly improved. Furthermore, the mixing and kneading screw described gives the possibility of using the most sensitive substances without decomposition, e.g. B.
Polyvinyl chloride can be processed in continuous operation without any plasticizer and with little added stabilizer.