CH456924A - Kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine - Google Patents

Description

  
 



  Kontinuierlich arbeitende   Misch-und    Knetmaschine    Misch-    und Knetmaschinen erzeugen aus einem Produkt, das in Form von Pulver, Schnitzeln oder Granulat in diese eingeführt wird, und aus Farb- und anderen Zusatzstoffen eine homogene plastifizierte Mischung. Gleichgültig, ob das Produkt nach diesem Prozess zu Granulat verarbeiteit, kalandriert oder sonstwie weiterbehandelt wird, müssen dampf- und/oder gasförmige Bestandteile, die im Produkt gelöst auftreten, daraus befreit und abgeführt werden, wenn das Endprodukt hohen Qualitätsansprüchen genügen soll, z. B. bei Kunststoffen für die Schallplattenherstellung und für elektrische Isolatoren.



   Auf welche Weise diese abzutrennenden Bestandteile, im folgenden  Gase  genannt, in das Produkt hineingelangt sind, ist für das vorliegende Problem unwichtig. Die Schwierigkeiten beim Entfernen der Gase aus dem Produkt entstehen durch die Zähigkeit und Elastizität desselben. Diese Eigenschaften erschweren den Gasen den Weg an die Oberfläche, wo allein die Gasblasen platzen und das Gas freimachen können.



   Eine erste Möglichkeit, dies zu erreichen, wäre eine Temperaturerhöhung zur Erniedrigung der Viskosität des Produktes, um den Gasblasen den Weg an die Oberfläche zu erleichtern.



   Dies ist aber oftmals nicht möglich, da gewisse Produkte keine genügende Temperaturerhöhung vertragen würden.



   Eine weitere Lösung zum Freimachen der Gase besteht darin, das Produkt einem schroffen Druckabfall zu unterziehen, was mittels eines Stauringes geschieht. Das zwischen Stauring und Welle in dünner Schicht austretende Produkt hat wohl eine grosse Oberfläche und damit Aussicht auf Entgasung; wenn sich aber infolge ihrer Elastizität bzw. inneren Zähigkeit diese dünne Schicht sofort wieder zusammenzieht zu Wülsten mit kleinerer Oberfläche, so wird die Entgasung schwierig.



   Eine weitere Schwierigkeit besteht dann darin, diese Wülste wieder in die Schneckengänge einzuziehen, ohne dass sie lange in der Entgasungszone bleiben und diese verstopfen oder das Produkt Schaden z. B. infolge zu langer Temperatureinwirkung nimmt.



   Mit der vorgeschlagenen Misch- und Kneteinrichtung werden nicht nur diese Nachteile beseitigt, sondern sie ermöglicht zusätzlich eine wirkungsvollere Entgasung als dies allein durch Dekompression des Produktes möglich ist.



   Die vorgeschlagene Misch- und Knetmaschine, welche eine durchgehende, in einem Gehäuse angeordnete, rotierende und hin und her gehende Schneckenwelle aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie in eine Einfüllzone mit durchgehenden Schneckengängen, eine erste Druckaufbauzone mit unterbrochenen Schneckengängen und mit im Gehäuse angeordneten Knetzähnen, eine Entspannungszone und eine Wiedereinzugszone, beide mit durchgehenden Schneckengängen, sowie in eine zweite Druckaufbauzone mit unterbrochenen Schneckengängen und mit im Gehäuse angeordneten Knetzähnen unterteilt ist.



   Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf den beiliegenden Zeichnungen dar gestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt der Misch- und Knetmaschine,
Fig. 2 eine Obenansicht, z. T. im Schnitt der Mischund Knetmaschine,
Fig. 3 eine Ansicht, z. T. im Schnitt der Entspannungs- und Wiedereinsetzungszone ohne Welle und
Fig. 3a einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3.



   In einem Gehäuse 4 ist eine Schneckenwelle 3 gelagert und wird von einem nicht näher dargestellten Antriebsorgan in der Weise angetrieben, dass sie rotiert und gleichzeitig eine hin und her gehende axiale Bewegung ausführt.



   Das Gehäuse 4 ist mit einer Einfüllöffnung 2 und einer Fülleinrichtung 1 versehen und weist ferner einen Entgasungsschacht 5 auf. In diesem Entgasungsschacht ist ein Vakuumstutzen 6 angebracht, wobei der obere   Abschluss des Entgasungsschachtes durch ein luftdicht angeordnetes Schauglas 7 gebildet wird.



   Die Schneckenwelle 3, die sich durch das ganze Gehäuse 4 erstreckt, ist im Bereich der Einfüllzone 8 mit durchgehenden Schneckengängen 13 versehen. Im Bereich der ersten Druckaufbauzone 9 sind die Schneckengänge 14 auf der Welle 3 unterbrochen, wobei aber im Gehäuse 4 zusätzliche Knetzähne 15   (Fig.    3) angeordnet sind. Der Abschluss der ersten Druckaufbauzone 9 wird durch einen im Gehäuse 4 angeordneten Stauring 16 gebildet, der eine konische Verengung des Gehäusedurchmessers bewirkt.



   Im Bereich der Entspannungszone 10 und der Wiedereinzugszone 11 trägt die Welle 3 wieder durchgehende Schneckengänge 17, um im Bereich der zweiten Druckaufbauzone 12 wiederum mit unterbrochenen Schneckengängen 18 versehen zu sein. Auch in dieser zweiten Druckaufbauzone 12 trägt die Gehäuseinnenwand Knetzähne 19.



   An den Ausgang der zweiten Druckaufbauzone 12 ist eine Austragsschnecke 20 angeflanscht, in der gegebenenfalls im Bereich eines Entgasungsschachtes 21 und eines   Vaknumstutzens    22 eine zusätzliche Entgasung stattfinden kann.



   Im Bereich der Wiedereinzugszone 11 hat ein Ausschnitt der Gehäuseinnenwand die Form eines Segmentes eines Kreiszylinderinnenmantels, dessen zugehörige Kreiszylinderachse gegenüber der Achse der Schneckenwelle 3 in Richtung des Entgasungsschachtes 5 geneigt ist. Die dabei entstehende Kante des Segmentes ist zur Innenwand des Entgasungsschachtes 5 hin mit in Drehrichtung der Welle 3 bis auf null abnehmendem Radius abgerundet.



   Das zu verarbeitende Produkt kommt in Form von Pulver, Schnitzeln oder Granulat oder einem Gemisch davon durch die Fülleinrichtung 1 und die Einfüll öffnung 2 in die Einzugszone 8 der Misch- und Knetmaschine.



   Die durchgehenden Schneckengänge 13 der Welle 3 im Bereich dieser Einzugszone 8 bringen das Produkt kontinuierlich und ohne Zwischenhalt in die erste Druck  aufbauzone    9, wo es intensiv gemischt und geknetet und auf hohen Druck gebracht wird. Dabei reduziert sich das spezifische Volumen des Produktes. Dem kann Rechnung getragen werden, indem man die Lücken der unterbrochenen Schneckengänge 14 mit Gangschliesselementen 23 ausfüllt. Das Produkt gelangt schliesslich in den Bereich des Stauringes 16 und fliesst in dünner Schicht zwischen diesem und der Welle 3 hindurch in die Entspannungszone 10. Dadurch sinkt der Druck plötzlich ab, wodurch die im Produkt gelösten gasförmigen Bestandteile ausgeschieden werden, im Entgasungsstutzen hochsteigen und in den   Vakuumstutzen    6 abgesogen werden.

   Die Zähigkeit des Produktes erlaubt es aber nur einem Teil der Gase, aus ihm zu entweichen.



   Die durchgehenden Schneckengänge 17 im Bereich der Entspannungszone 10 bringen das Produkt ohne Verzug weiter durch die Wiedereinzugszone 11 in die zweite Druckaufbauzone 12.



   Diese Zone 12 ist gleich gestaltet wie die erste Druckaufbauzone 9, die Welle 3 trägt auch hier unterbrochene Schneckengänge 18 und die Gehäuseinnenwand Knetzähne 19.



   Die Zone 12 ist nahe bei der Einzugszone 11 noch nicht vollständig mit Produkt aufgefüllt. Hier wird dasselbe wiederholt auseinandergerissen und wieder zusammengepresst. Dadurch entsteht eine sehr grosse Produktoberfläche, welche eine entsprechend starke weitere Entgasung ermöglicht. Das ausgetretene Gas hat die Möglichkeit, durch die Lücken zwischen dem Produkt und in den Schneckengängen 18 in den Entgasungsschacht 5 entgegen der Förderrichtung zurückzuströmen.



  Die aus einer Drehbewegung und einer axialen Hinund Herbewegung zusammengesetzte Bewegung der Welle 3 erleichtert diesen Gas-Rückstrom stark und durch die beschriebene Gestaltung der Einzugszone 11 wird erreicht, dass der ganze Produktstrom übernommen wird, ohne dass es zu einem Aufstau in demEntgasungsschacht 5 kommt. Durch das Schauglas kann die korrekte Wirkungsweise der Wiedereinzugszone beobachtet werden.



   Im weiteren Durchlauf durch die zweite Druckaufbauzone 12 schliessen sich die Lücken im Produkt, es kommt wieder auf Druck und verlässt die Maschine in leicht pulsierendem Fluss. In der unmittelbar ange  flanschten,    nur drehenden Austragsschnecke 20 wird der Druck vollständig ausgeglichen. An der   Übergangs-    stelle in die Austragsschnecke 20, wo das Produkt noch einmal auseinandergerissen und frisch zusammengepresst wird, kann noch eine weitere Entgasung durch den Entgasungsstutzen 21 und den Vakuumstutzen 22 erfolgen.



   Mit der vorgeschlagenen Einrichtung konnten mit einem zähen Thermoplasten, der sich im plastischen Fliesszustand nicht wie eine Newtonsche Flüssigkeit verhält, für das Austreiben von flüchtigen Bestandteilen stufenlos über einen Bereich von 200-1000 kg pro Stunde gefahren werden, ohne dass sich Nachteile gezeigt hätten. Das Material als Pulver mit niedrigem Schüttgewicht wurde im Einfülltrichter einer einspindligen kontinuierlichen Misch- und Knetmaschine mit hin und her gehender Welle aufgegeben, dann wurde das Material durch Zufuhr von Wärme und Knetarbeit in den geschmolzenen zähplastischen Zustand überführt, unter   Dlockaufbau    gestaut, entspannt und von flüchtigem befreit, um dann durch die vorgeschlagene Einrichtung wieder in die Schnecke eingezogen zu werden bei gleichzeitig neuerlichem Druckaufbau.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine, welche eine durchgehende, in einem Gehäuse (4) angeordnete, rotierende und hin und her gehende Schneckenwelle (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie in eine Einfüllzone (8) mit durchgehenden Schneckengängen (13), eine erste Druckaufbauzone (9) mit unterbrochenen Schneckengängen (14) und mit im Gehäuse (4) angeordneten Knetzähnen (15), eine Entspannungszone (10) und eine Wiedereinzugszone (11), beide mit durchgehenden Schneckengängen (17) sowie in eine zweite Druckaufbauzone (12) mit unterbrochenen Schneckengängen (18) und mit im Gehäuse (4) angeordneten Knetzähnen (19) unterteilt ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereiche der Wiedereinzugszone (11) ein Ausschnitt der Gehäuseinnenwand die Form eines Segmentes eines Kreiszylinderinnenmantels hat, dessen zugehörige Kreiszylinderachse gegenüber der Achse der Schnecken welle (3) in Richtung des Entgasungsschachtes (5) ge neigt ist.

   2. Kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante des Segmentes zur Innenwand des Entgasungschachtes (5) hin mit in Drehrichtung der Welle (3) bis auf null abnehmendem Radius abgerundet ist.

   3. Kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterbrochenen Schneckengänge (14, 18) mit Gangschliesselementen (23) geschlossen werden können.