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PATENTANSPRÜCHE
1. Extrudermischer mit einem hohlen zylindrischen Stator (14), einem drehbar im Stator (14) angeordneten zylindrischen Rotor (10), wobei die gegenüberliegenden Oberflächen (16, 12) des Rotors (10) und des Stators (14) mehrere parallele, sich über den Umfang erstreckende Reihen mit Ausnehmungen (18, 20) besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass a) am Stator (14) die Ausnehmungen (20) benachbarter Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, b) am Rotor (10) die Ausnehmungen (18) benachbarter Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, und c) dass die Reihen mit Ausnehmungen (18, 20) am Rotor (10) und am Stator (14) axial zueinander versetzt sind.
2. Extrudermischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl am Stator (14) als auch am Rotor (10) die Versetzung der Ausnehmungen (18, 20) benachbarter Reihen im Unfangsrichtung halb so gross ist wie der Abstand der Mittelpunkte zweier benachbarter Ausnehmungen (18, 20) einer Reihe.
3. Extrudermischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Versetzung zwischen den Reihen am Rotor (10) und den Reihen am Stator (14) halb so gross ist wie der axiale Abstand benachbarter Reihen am Stator (14) bzw. Rotor (10).
4. Extrudermischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 20) am Rotor (10) und am Stator (14) kreisförmige Öffnungen besitzen.
5. Extrudermischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 20) am Rotor (10) und am
Stator (14) halbkugelig sind.
6. Verfahren zum Mischen von zwei oder mehr Komponenten in einem Extrudermischer nach Anspruch 1, wobei die Komponenten durch wiederholten Durchgang zwischen den Reihen mit Ausneh mungen (18, 20) im hohlen, zylindrischen Stator (14) und im zylin drischen Rotor (10) gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch beim Durchgang zwischen Ausnehmungen (18, 20) gegenüberliegender Oberflächen (12, 16) des Stators (14) und des Rotors (10) wiederholt geschnitten und umgewälzt wird und der Gemischstrom zwischen Paaren benachbarter Ausnehmungen der glei chen Rotor- oder Statorfläche (12, 16) mittels überlappender Aus nehmungen gegenüberliegender Oberflächen des Stators (14) oder
Rotors (10) wiederholt geteilt wird.
Die Erfindung betrifft einen Extrudermischer mit einem hohlen zylindrischen Stator, einem drehbar im Stator angeordneten zylindrischen Rotor, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen des
Rotors und des Stators mehrere parallele, sich über den Umfang erstreckende Reihen Ausnehmungen besitzen. Die Erfindung betrifft insbesondere einem Extrudermischer mit Hohlraumübergängen, der insbesondere für geschmolzene Kunststoffe und Gummi verwendbar ist.
Ein Beispiel eines bekannten Extrudermischers mit Hohlraum übergängen ist in der britischen Patentschrift Nr. 930 339 offenbart und besteht aus einem hohlen zylindrischen Stator sowie einem darin drehbar angeordneten zylindrischen Rotor. Die gegenüberliegenden zylindrischen Oberflächen des Rotors und des Stators besitzen mehrere Reihen länglicher Vertiefungen. Die Reihen der Vertiefungen erstrecken sich in Umfangsrichtung um den Stator bzw.
Rotor und sind in axialer Richtung im Abstand zueinander angeordnet. Die Reihen auf dem einen Teil des Extruders sind axial versetzt zu den Reihen auf dem anderen Teil des Extruders, wobei sich die Vertiefungen in benachbarten Reihen des Stators und Rotors in axialer Richtung überlappen. Durch die überlappende Anordnung geschlossener Hohlräume auf dem Stator und dem Rotor muss das durch den Extruder getriebene Material sich auf einem Weg bewegen, der zwischen den Hohlräumen des Stators und des Rotors hin und her wechselt. Wo ein Hohlraum des einen Teils des Extruders einer Ebene des anderen Teils gegenüberliegt, wird das Material einer einfachen Scherung unterworfen, so dass dieses etwa halbiert wird, wenn es im rechten Winkel zur ursprünglichen Richtung in den nächsten Hohlraum wechselt.
Eine weitere bekannte Vorrichtung dieser Art ist in der britischen Patentschrift Nr.l 475 260 beschrieben.
Solche Mischer arbeiten in kleiner Ausführung für den Laboratoriumsgebrauch zufriedenstellend. Werden diese für eine grössere Produktion in entsprechender Grösse hergestellt, nimmt die Wirksamkeit des Mischers stark ab. Eine Grenze wird erreicht, wenn entweder das Produkt unzureichend ist oder eine Verlängerung des Mischers aufgrund der erforderlichen Komplexität unwirtschaftlich ist.
Dies deshalb, weil die Ausstossmenge pro Schraubendrehung eines Extruders proportional zur dritten Potenz des Schraubendurchmessers wächst, während bei konstantem Verhältnis zwischen der Länge und dem Durchmesser des Mischers der verfügbare Mischbereich lediglich mit dem Quadrat des Schraubendurchmessers zunimmt.
Versucht man, die Leistung des Mischers durch eine Vertiefung der Hohlräume zu erhöhen, beispielsweise zum Mischen von geschmolzenem Kunststoff, so besteht die Gefahr, dass in den Ecken der Hohlräume ein Stillstand und Abbau von Polymeren auftritt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Extrudermischer sowie Mischverfahren zu entwickeln, die eine Produktion in grossem Massstab erlauben, während die Nachteile der bekannten Mischer vermieden werden.
Dies wird erfindungsgemäss mit einem Extrudermischer der eingangs erwähnten Art erreicht, bei dem am Stator die Ausnehmungen benachbarter Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, am Rotor die Ausnehmungen benachbarter Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, und die Reihen der Ausnehmungen am Rotor und am Stator axial zueinander versetzt sind.
Damit wird erreicht, dass mit der gleichen Oberfläche eine grössere Mischleistung erhalten wird, während eine gewünschte exponentielle Mischcharakteristik erreicht wird, bei welcher die Mischung durch einfache Scherung wiederholt durch Schnitt- und Umwälzbewegungen unterbrochen wird.
Vorzugsweise ist sowohl am Stator als auch am Rotor die Versetzung der Ausnehmungen benachbarter Reihen in Umfangsrichtung halb so gross wie der Abstand der Mittelpunkte zweier benachbarter Ausnehmungen einer Reihe.
Die axiale Versetzung zwischen den Reihen am Rotor und den Reihen am Stator ist vorzugsweise halb so gross wie der axiale Abstand benachbarter Reihen am Stator bzw. Rotor.
Insbesondere wenn die Versetzung in Umfangsrichtung halb so gross ist wie der Abstand zwischen den Zentren benachbarter Ausnehmungen einer Reihe und die axiale Versetzung so ist, dass die be nachbarten Kanten der Öffnungen in jedem Paar benachbarter Reihen am Stator oder Rotor an oder in der Nähe der Mittellinie der Ausnehmungen einer Reihe des Rotors bzw. des Stators liegen, so können die Ausnehmungen so gepackt werden, dass sie etwa 60% oder mehr der entsprechenden Stator- und Rotorflächen besetzen, so dass die Anzahl der Übergangspunkte zwischen dem Rotor und dem Stator verglichen zu den bekannten Mischern erhöht wird und folglich eine bessere Mischung erreicht wird.
Die resultierende gestaffelte Anordnung ermöglicht eine bessere Durchmischung durch Teilung des Schmelzstromes und eine bessere Förderung des Materials und folglich eine höhere Ausgabeleistung mit dem gleichen Druckunterschied.
Die Ausnehmungen am Rotor und am Stator besitzen vorzugsweise kreisförmige Öffnungen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Mischen von zwei oder mehr Komponenten in einem Extrudermischer nach Anspruch I, wobei die Komponenten durch wiederholten Durchgang zwischen den Reihen mit Ausnehmungen im hohlen, zylindrischen Stator und im zylindrischen Rotor gemischt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ergibt sich aus den Angaben
gemäss Anspruch 6.
Nach einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die Ausnehmungen des Stators und des Rotors halbkugelig und in parallelen Reihen auf dem Rotor und Stator angeordnet, so dass (i) am Stator die Ausnehmungen benachbarter Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, (ii) am Rotor die Ausnehmungen benachbarter Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, und (iii) die Reihen der Ausnehmungen am Rotor und am Stator axial zueinander versetzt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Extrudermischer,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rotor entlang der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Stator entlang der Linie III 111 der Fig. 1,
Fig. 4 eine abgewickelte Ansicht eines Teils des Rotors und des Stators, welche die axiale Versetzung der Reihen der kugeligen Vertiefungen im Rotor und Stator illustriert, und
Fig. 5 ein experimentell ermitteltes Diagramm, das die Verbesserung der Mischeigenschaften eines erfindungsgemässen Mischers im Vergleich zu einem bekannten Mischer illustriert.
Der dargestellte Mischer besitzt einen Rotor 10, der drehbar in einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung 12 eines Stators 14 angeordnet ist. Das rechte Ende des in Fig. 1 dargestellten Rotors 10 ist so ausgebildet, dass es an das Ausgangsende eines hier nicht dargestellten Schneckenförderers anschliessbar ist. Das linke Ende des in Fig. 1 dargestellten Stators 14 ist so ausgebildet, dass es an einen hier nicht dargestellten Pressstempel angeschlossen werden kann, wobei zu verarbeitendes Material, beispielsweise ein Polymer, zwischen den Stator 14 und den Rotor 10 getrieben wird und vom Schneckenförderer zum Pressstempel bewegt wird. Diese Anordnung ist an und für sich bekannt.
Wie in den Figuren dargestellt, besitzen die Oberflächen 16 und 17 des Rotors 10 und des Stators 14 mehrere halbkugelige Ausnehmungen 18 und 20. Die Ausnehmungen 18 des Rotors 10 sind in mehreren, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reihen angeordnet. Wie in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellt, sind auf dem Rotor 10 benachbarte Reihen in Umfangsrichtung versetzt, derart, dass die Mittelpunkte der Ausnehmungen einer Reihe zwischen den Mittelpunkten der beiden nächsten Ausnehmungen in jeder benachbarten Reihe liegen. Dies ist am besten in Fig. 4 ersichtlich, wo zum Beispiel die Kreise 18a, 18b und 18c Ausnehmungen einer Reihe des Rotors und die Kreise 18a', 18b', 18c' und 18a", 18b" und 18c" Ausnehmungen in den benachbarten Reihen des Rotors 10 darstellen.
Der Kreis 18b ist in Umfangsrichtung zu den benachbarten Kreisen 18a', 18b', 18a" und 18b" um einen Betrag versetzt, der halb so gross ist wie der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Ausnehmungen einer Reihe, beispielsweise zwischen den Mittelpunkten der Ausnehmungen 18a und 18b.
In ähnlicher Weise sind am Stator 14 die Ausnehmungen 20 in mehreren, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Reihen angeordnet. Benachbarte Reihen sind am Stator 14 ebenfalls in Umfangsrichtung versetzt, so dass die Ausnehmungen 20 einer gegebenen Reihe um den halben Abstand der Mittelpunkte zweier benachbarter Ausnehmungen einer Reihe versetzt sind.
Zusätzlich zur oben beschriebenen Versetzung zwischen benachbarten Reihen der Ausnehmungen am Rotor 10 und am Stator 14 sind auch die Reihen am Rotor 10 und am Stator 14 in axialer Richtung zueinander versetzt, wie sich dies am besten aus der Fig. 4 ergibt. Die mittelpunktverbindende Umfangslinie irgendeiner Reihe Ausnehmungen am Stator befindet sich in der gleichen axialen Lage wie eine Umfangslinie, die zwischen den mittelpunktverbindenden Umfangslinien zweier benachbarter Reihen des Rotors 10 liegen. So befinden sich beispielsweise in Fig. 4 auf dem Stator 14 die Ausnehmungen 20a und 20b auf einer Umfangslinie, die zwischen der mittelpunktverbindenden Umfangslinie der Ausnehmungen 18a", 18b" und 18c" des Rotors 10 und der mittelpunktverbindenden Linie der Mittelpunkte der Ausnehmungen 18a, 18b und 18c des Rotors 10 liegt.
Diese Anordnung bietet gegenüber den bekannten Anordnungen mehrere Vorteile. Die Mischleistung ist für die gleiche Oberfläche gegenüber der eingangs erwähnten Anordnung wesentlich grösser.
Die halbkugeligen Ausnehmungen können derart angeordnet werden, dass jederzeit drei Ausnehmungen sich überlappen, wodurch eine zusätzliche Mischung oder Homogenisierung durch wiederholte Teilung des Schmelzstromes erreicht wird. Die halbkugelige Form ergibt eine ausgezeichnete Strömung, so dass beispielsweise ein Festsitzen von Polymeren nicht vorkommt und wirkungsvoll gereinigt werden kann, wenn Polymere geändert werden. Die halbkugeligen Ausnehmungen können mit einem kugelförmigen Fräswerkzeug ausgefräst werden, weshalb die Maschinenbearbeitung vergleichsweise einfach ist. Auch die Oberflächenbehandlung ist einfach, so dass die gesamten Herstellungskosten reduziert werden können. Die Entfernung von Polymeren aus halbkugeligen Ausnehmungen ist vergleichsweise einfach, so dass die Reinigungszeit des Mischers und dadurch die Ausfallzeit reduziert werden kann.
In einem experimentellen Vergleich zwischen einem erfindungsgemässen Extrudermischer und einem bekannten, einleitend erwähnten Mischer wurden die Schichtdicken einer flexiblen PVC-Probe gemessen, die dem entfernten Stator des Extrudermischers entnommen wurden. Die ermittelten Daten sind in Fig. 5 dargestellt und zeigen den Logarithmus der Schichtdickenverhältnisse in Abhängigkeit vom Mischerzustand. Der erfindungsgemässe Extrudermischer ergibt einen steileren Gradienten (Kurve A) als der bekannte Mischer (Kurve B), d.h. mit dem erfindungsgemässen Extrudermischer wird das Durchmischen verbessert.
Obwohl die Ausnehmungen am Rotor 10 und am Stator 14 als rein halbkugelig dargestellt wurden, können diese auch in der Form von Zylindern oder abgerundeten Zylindern, also zylindrische Ausnehmungen mit abgerundeten, geschlossenen Enden, ausgebildet sein. Geeignet sind auch Ausnehmungen, die jeweils aus einem Zylinder und einer Halbkugel bestehen, d.h. die zylindrische Ausnehmung besitzt ein halbkugeliges geschlossenes Ende. Die zylindrische Form wird nicht bevorzugt, da hier tote Stellen auftreten können, in denen unvermischtes Material sitzenbleibt. Andere, beispielsweise rautenförmige Formen sind möglich, es werden jedoch kreisförmige Öffnungen der Ausnehmungen bevorzugt.
Der erfindungsgemässe Extrudermischer sowie das erfindungsge- mässe Verfahren können ausser für geschmolzene Kunststoffe und Gummi auch zum Mischen anderer viskoser Flüssigkeiten, beispiels- weise Seifen, Teige, Tone und Margarine verwendet werden.
Der erfindungsgemässe Extrudermischer besitzt auch nützliche Anwendungen bei Spritzgiesseinrichtungen, bei denen vor der Spritzdüse oder den Spritzdüsen die zu spritzenden Komponenten verarbeitet werden müssen.
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PATENT CLAIMS
1. Extruder mixer with a hollow cylindrical stator (14), a cylindrical rotor (10) arranged rotatably in the stator (14), the opposite surfaces (16, 12) of the rotor (10) and the stator (14) being several parallel ones have rows of recesses (18, 20) extending over the circumference, characterized in that a) on the stator (14) the recesses (20) of adjacent rows are offset in the circumferential direction, b) on the rotor (10) the recesses (18) of adjacent ones Rows are offset in the circumferential direction, and c) that the rows with recesses (18, 20) on the rotor (10) and on the stator (14) are axially offset from one another.
2. Extruder mixer according to claim 1, characterized in that both the stator (14) and the rotor (10) the displacement of the recesses (18, 20) of adjacent rows in the circumferential direction is half as large as the distance between the centers of two adjacent recesses ( 18, 20) of a row.
3. Extruder mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the axial displacement between the rows on the rotor (10) and the rows on the stator (14) is half as large as the axial distance between adjacent rows on the stator (14) or rotor (10).
4. Extruder mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses (18, 20) on the rotor (10) and on the stator (14) have circular openings.
5. Extruder mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses (18, 20) on the rotor (10) and on
Stator (14) are hemispherical.
6. A method for mixing two or more components in an extruder mixer according to claim 1, wherein the components by repeated passage between the rows with recesses (18, 20) in the hollow, cylindrical stator (14) and in the cylindrical rotor (10) are mixed, characterized in that the mixture in the passage between recesses (18, 20) opposite surfaces (12, 16) of the stator (14) and the rotor (10) is repeatedly cut and circulated and the mixture flow between pairs of adjacent recesses of the same Chen rotor or stator surface (12, 16) by means of overlapping recesses from opposite surfaces of the stator (14) or
Rotors (10) is divided repeatedly.
The invention relates to an extruder mixer with a hollow cylindrical stator, a cylindrical rotor arranged rotatably in the stator, the opposite surfaces of the
Rotor and the stator have a plurality of parallel, circumferentially extending rows of recesses. The invention relates in particular to an extruder mixer with cavity transitions, which can be used in particular for molten plastics and rubber.
An example of a known extruder mixer with cavity transitions is disclosed in British Patent No. 930 339 and consists of a hollow cylindrical stator and a cylindrical rotor rotatably arranged therein. The opposite cylindrical surfaces of the rotor and the stator have several rows of elongated depressions. The rows of depressions extend circumferentially around the stator or
Rotor and are spaced from each other in the axial direction. The rows on one part of the extruder are axially offset from the rows on the other part of the extruder, the recesses in adjacent rows of the stator and rotor overlapping in the axial direction. Due to the overlapping arrangement of closed cavities on the stator and the rotor, the material driven by the extruder has to move in a way that alternates between the cavities of the stator and the rotor. Where a cavity of one part of the extruder faces a plane of the other part, the material is subjected to a simple shear so that it is approximately halved when it changes to the next cavity at right angles to the original direction.
Another known device of this type is described in British Patent No. 1,475,260.
Such mixers work satisfactorily in a small version for laboratory use. If these are produced in a corresponding size for larger production, the effectiveness of the mixer decreases considerably. A limit is reached when either the product is insufficient or an extension of the mixer is uneconomical due to the complexity required.
This is because the output quantity per screw turn of an extruder increases proportionally to the third power of the screw diameter, while with a constant ratio between the length and the diameter of the mixer, the available mixing area only increases with the square of the screw diameter.
If you try to increase the performance of the mixer by deepening the cavities, for example to mix molten plastic, there is a risk that polymer standstill and degradation will occur in the corners of the cavities.
It is therefore an object of the invention to develop an extruder mixer and mixing processes which allow large-scale production, while avoiding the disadvantages of the known mixers.
This is achieved according to the invention with an extruder mixer of the type mentioned in the introduction, in which the recesses of adjacent rows are offset in the circumferential direction on the stator, the recesses of adjacent rows are offset in the circumferential direction on the rotor, and the rows of the recesses on the rotor and on the stator are axially offset from one another .
This ensures that a greater mixing performance is obtained with the same surface, while achieving a desired exponential mixing characteristic, in which the mixing is repeatedly interrupted by simple shearing through cutting and circulating movements.
Preferably, both on the stator and on the rotor, the offset of the recesses in adjacent rows in the circumferential direction is half the distance between the centers of two adjacent recesses in a row.
The axial offset between the rows on the rotor and the rows on the stator is preferably half as large as the axial distance between adjacent rows on the stator or rotor.
In particular, if the circumferential offset is half the distance between the centers of adjacent recesses in a row and the axial offset is such that the adjacent edges of the openings in each pair of adjacent rows on the stator or rotor at or near the center line of the recesses of a row of the rotor or the stator, the recesses can be packed so that they occupy about 60% or more of the corresponding stator and rotor surfaces, so that the number of transition points between the rotor and the stator compared to that known mixers is increased and consequently a better mixture is achieved.
The resulting staggered arrangement enables better mixing by dividing the melt flow and a better conveyance of the material and consequently a higher output with the same pressure difference.
The recesses on the rotor and on the stator preferably have circular openings.
The invention also relates to a method for mixing two or more components in an extruder mixer according to claim I, wherein the components are mixed by repeated passage between the rows with recesses in the hollow, cylindrical stator and in the cylindrical rotor.
The method according to the invention results from the information
according to claim 6.
According to a third aspect of the present invention, the recesses of the stator and the rotor are hemispherical and arranged in parallel rows on the rotor and stator, so that (i) on the stator the recesses of adjacent rows are circumferentially offset, (ii) on the rotor the recesses adjacent rows are offset in the circumferential direction, and (iii) the rows of the recesses on the rotor and on the stator are axially offset from one another.
An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a longitudinal section through an extruder mixer according to the invention,
2 shows a cross section through the rotor along the line II-II of FIG. 1,
3 shows a cross section through the stator along the line III 111 of FIG. 1,
Fig. 4 is a developed view of part of the rotor and the stator, illustrating the axial displacement of the rows of spherical recesses in the rotor and stator, and
5 shows an experimentally determined diagram which illustrates the improvement in the mixing properties of a mixer according to the invention in comparison with a known mixer.
The mixer shown has a rotor 10 which is rotatably arranged in an essentially cylindrical bore 12 of a stator 14. The right end of the rotor 10 shown in FIG. 1 is designed such that it can be connected to the output end of a screw conveyor, not shown here. The left end of the stator 14 shown in FIG. 1 is designed such that it can be connected to a press ram (not shown here), material to be processed, for example a polymer, being driven between the stator 14 and the rotor 10 and from the screw conveyor to Stamp is moved. This arrangement is known per se.
As shown in the figures, the surfaces 16 and 17 of the rotor 10 and the stator 14 have a plurality of hemispherical recesses 18 and 20. The recesses 18 of the rotor 10 are arranged in a plurality of rows extending in the circumferential direction. As shown in FIGS. 2, 3 and 4, adjacent rows are offset circumferentially on the rotor 10 such that the center points of the recesses in one row lie between the center points of the next two recesses in each adjacent row. This is best seen in Fig. 4, where for example circles 18a, 18b and 18c have recesses in one row of the rotor and circles 18a ', 18b', 18c 'and 18a ", 18b" and 18c "recesses in the adjacent rows represent the rotor 10.
The circle 18b is offset circumferentially from the adjacent circles 18a ', 18b', 18a "and 18b" by an amount that is half the distance between the centers of two adjacent recesses in a row, for example between the centers of the recesses 18a and 18b.
Similarly, the recesses 20 are arranged on the stator 14 in a plurality of rows extending in the circumferential direction. Adjacent rows are also offset in the circumferential direction on the stator 14, so that the recesses 20 in a given row are offset by half the distance between the centers of two adjacent recesses in a row.
In addition to the above-described displacement between adjacent rows of the recesses on the rotor 10 and on the stator 14, the rows on the rotor 10 and on the stator 14 are also offset in the axial direction, as can best be seen from FIG. 4. The circumferential line connecting the center point of any row of recesses on the stator is in the same axial position as a circumferential line lying between the circumferential line connecting the center point of two adjacent rows of the rotor 10. For example, in FIG. 4, the recesses 20a and 20b are located on the stator 14 on a circumferential line, which lies between the circumferential connecting line of the recesses 18a ", 18b" and 18c "of the rotor 10 and the central connecting line of the central points of the recesses 18a, 18b and 18c of the rotor 10.
This arrangement offers several advantages over the known arrangements. The mixing capacity for the same surface is significantly greater compared to the arrangement mentioned at the beginning.
The hemispherical recesses can be arranged in such a way that three recesses overlap at any time, as a result of which additional mixing or homogenization is achieved by repeated division of the melt stream. The hemispherical shape results in an excellent flow, so that, for example, sticking of polymers does not occur and can be cleaned effectively when polymers are changed. The hemispherical recesses can be milled out with a spherical milling tool, which is why machine processing is comparatively simple. The surface treatment is also simple, so that the total manufacturing costs can be reduced. The removal of polymers from hemispherical recesses is comparatively simple, so that the cleaning time of the mixer and thus the downtime can be reduced.
In an experimental comparison between an extruder mixer according to the invention and a known mixer mentioned in the introduction, the layer thicknesses of a flexible PVC sample were measured, which were taken from the removed stator of the extruder mixer. The data determined are shown in FIG. 5 and show the logarithm of the layer thickness ratios as a function of the mixer state. The extruder mixer according to the invention gives a steeper gradient (curve A) than the known mixer (curve B), i.e. mixing is improved with the extruder mixer according to the invention.
Although the recesses on the rotor 10 and on the stator 14 have been shown as purely hemispherical, they can also be in the form of cylinders or rounded cylinders, that is to say cylindrical recesses with rounded, closed ends. Recesses are also suitable, each consisting of a cylinder and a hemisphere, i.e. the cylindrical recess has a hemispherical closed end. The cylindrical shape is not preferred since dead spots can occur in which unmixed material remains. Other, for example diamond-shaped, shapes are possible, but circular openings in the recesses are preferred.
In addition to molten plastics and rubber, the extruder mixer according to the invention and the method according to the invention can also be used for mixing other viscous liquids, for example soaps, doughs, clays and margarine.
The extruder mixer according to the invention also has useful applications in injection molding devices in which the components to be sprayed have to be processed in front of the spray nozzle or the spray nozzles.