DE10000938A1 - Mixing unit for plastic melts has a rotor with alternating mixing and dividing rings, one having a groove system connecting axially with a bore system in the other - Google Patents
Mixing unit for plastic melts has a rotor with alternating mixing and dividing rings, one having a groove system connecting axially with a bore system in the otherInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen einer Kunststoffschmelze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for mixing a plastic melt according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Vorrichtung zum Mischen einer Polymerschmelze zur Homogenisierung oder/und zur Beimischung von Additiven ist aus der US 4,128,342 bekannt.Such a device for mixing a polymer melt Homogenization and / or the admixture of additives is from the US 4,128,342 known.
Bei der bekannten Vorrichtung ist ein Rotor drehbar in einem Gehäuse angeordnet. Am Umfang des Rotors sowie an der Innenwand des Gehäuses ist jeweils ein Nutensystem eingebracht, dessen Nuten sich teilweise überdecken. Dadurch gelangt die Schmelze abwechselnd von den Nuten des rotierenden Nutensystems im Rotor in die Nuten des ortsfesten Nutensystems des Gehäuses und umgekehrt. Hierdurch wird eine intensive Verteilung bzw. Durchmischung der Schmelze erreicht. Bei einer derartigen Ausbildung des Mischers ist das nicht rotierende Nutensystem im Gehäuse relativ aufwendig in der Herstellung. Die Relativbewegung zwischen den Nutensystemen bewirkt ein Scheren des Schmelzestroms und damit eine resultierende Temperaturerhöhung der Schmelze.In the known device, a rotor is rotatable in a housing arranged. On the circumference of the rotor and on the inner wall of the housing introduced a groove system, the grooves partially overlap. As a result, the melt passes alternately from the grooves of the rotating Groove system in the rotor in the grooves of the fixed groove system of the housing and vice versa. This creates an intensive distribution or mixing the melt reached. With such a design of the mixer, this is not rotating groove system in the housing is relatively complex to manufacture. The Relative movement between the groove systems causes shearing of the Melt flow and thus a resulting temperature increase in the melt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Mischer derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der erreichbaren Qualität des Mischergebnisses eine möglichst geringe Schärarbeit geleistet wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen dynamischen Mischer mit möglichst einfachem Aufbau zu schaffen. The invention is based on the object, the mixer mentioned to develop in such a way that while maintaining the achievable quality of Mixing results as little warping as possible. Another one The aim of the invention is to provide a dynamic mixer with the simplest possible Creating structure.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Mischer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a mixer with the features of claim 1 solved.
Bei dem bekannten Mischer ist das rotierende Nutensystem in einem am Umfang des Rotors angeordneten Ringpaket eingebracht. Das Ringpaket besteht aus mehreren abwechselnd hintereinander angeordneten Mischringen und Teilungsringen. In den Mischringen sind am Umfang mehrere axiale Mischnuten eingebracht, die jeweils durch die Teilungsringe unterbrochen sind. Erfindungsgemäß weisen die Teilungsringe mehrere Bohrungen auf, die ein Bohrungssystem in dem Ringpaket bilden, das gemeinsam mit dem Nutensystem ein Durchwandern der Schmelze ermöglichen. Dabei wird ein Schmelzestrom beim Übergang von den Mischnuten zu den Bohrungen ausgelenkt und geteilt. Da das Nutensystem und das Bohrungssystem erfindungsgemäß keine Relativbewegung zueinander ausführen, ist die von dem Rotor zu leistende Scherarbeit besonders niedrig. Die Mischvorrichtung ist somit besonders für die Fälle geeignet, bei welchen ein Polymer oder eine Beimengung eines Additivs bei im wesentlichen konstanter Schmelzetemperatur erfolgen muß.In the known mixer, the rotating groove system is circumferential in one of the rotor arranged ring pack introduced. The ring package consists of several mixing rings arranged alternately one behind the other and Dividing rings. In the mixing rings there are several axial mixing grooves on the circumference introduced, which are each interrupted by the dividing rings. According to the invention, the dividing rings have a plurality of bores Form the bore system in the ring package, which together with the groove system allow migration through the melt. This is a melt flow deflected and divided at the transition from the mixing grooves to the bores. There the groove system and the bore system none according to the invention Executing relative movement to each other is the one to be performed by the rotor Shear work particularly low. The mixing device is therefore particularly suitable for Suitable cases in which a polymer or an additive is added essentially constant melt temperature must take place.
Zur Stromteilung wird vorgeschlagen, daß die Mischnuten benachbarter Mischringe jeweils durch zumindest zwei Bohrungen in dem zwischen den Mischringen angeordneten Teilungsring verbunden sind. Hierbei wird eine besonders günstige Verteilung dadurch erreicht, daß der Schmelzestrom ausgehend von einer Mischnut durch die zwei Bohrungen in zwei getrennte Mischnuten eines benachbarten Mischrings geführt wird. In Fällen, in denen eine Homogenisierung der Schmelze erwünscht wird, läßt sich der Schmelzestrom auch vorteilhaft aus den zwei Bohrungen in eine gemeinsame Mischnut einleiten.For current sharing, it is proposed that the mixing grooves be adjacent Mixing rings each through at least two holes in the between the Mixing rings arranged dividing ring are connected. Here is a particularly favorable distribution achieved in that the melt flow starting from a mixed groove through the two holes in two separate Mixing grooves of an adjacent mixing ring is performed. In cases where a Homogenization of the melt is desired, the melt flow can be also advantageously lead from the two holes into a common mixing groove.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Bohrungssystem um mehrere am Umfang der Teilungsringe eingebrachte Längsnuten erweitert. Dabei ist einer Mischnut zur Schmelzestromteilung in axialer Richtung jeweils eine Längsnut und zumindest eine der Bohrungen zugeordnet. Damit kann eine noch verbesserte Umverteilung der Schmelze beim Durchwandern des Ringpakets erreicht werden.In a particularly advantageous development of the invention, this is Hole system introduced by several on the circumference of the dividing rings Longitudinal grooves expanded. There is a mixed groove for melt flow division in axial direction each have a longitudinal groove and at least one of the bores assigned. This allows an even better redistribution of the melt during Walking through the ring packet can be achieved.
Die Längsnuten werden vorteilhaft gleichmäßig am Umfang der Teilungsringe verteilt angeordnet, wobei je nach Verlauf der Längsnuten zwei axial fluchtend hintereinander liegende Mischnuten benachbarter Mischringe oder zwei schräg gegenüberliegende Mischnuten benachbarter Mischringe verbunden werden.The longitudinal grooves are advantageously uniform on the circumference of the dividing rings distributed, with two axially aligned depending on the course of the longitudinal grooves consecutive mixing grooves of adjacent mixing rings or two at an angle opposite mixing grooves of adjacent mixing rings are connected.
Um zu gewährleisten, daß eine ausreichende Aufteilung des Schmelzestroms bei jedem Übergang von einer Mischnut zunächst erfolgt, wird vorgeschlagen, den freien Strömungsquerschnitt der Längsnuten kleiner auszuführen als den freien Strömungsquerschnitt der Mischnuten.To ensure that a sufficient distribution of the melt flow at Every transition from a mixed groove is initially carried out, it is proposed free flow cross-section of the longitudinal grooves smaller than the free Flow cross section of the mixing grooves.
Um eine weitere Verbesserung der Verteilung des Schmelzestroms zu erhalten, ist die Weiterbildung besonders von Vorteil, bei welcher die Längsnuten eines Teilungsringes durch eine am Umfang des Teilungsringes umlaufende Quernut miteinander verbunden sind. Dabei ist besonders von Vorteil, wenn die Quernut schräg über die Mantellinie des Teilungsringes verläuft, so daß durch Drehung des Ringpakets eine Förderwirkung erzielbar ist.To get a further improvement in the distribution of the melt flow is the training is particularly advantageous, in which the longitudinal grooves of a Graduation ring by a circumferential groove on the circumference of the graduation ring are interconnected. It is particularly advantageous if the transverse groove runs obliquely over the surface line of the graduation ring, so that by rotating the Ring package a promotional effect can be achieved.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Bohrungen des Bohrungssystems jeweils in Umfangsrichtung versetzt zu den Mischnuten des Nutensystems angeordnet. Die Verbindung zwischen den Bohrungen und den Mischnuten werden durch zusätzliche an den Stirnflächen der Mischringe eingebrachte Schrägnuten hergestellt. Damit wird eine weitere Verbesserung der Verteilung der Schmelze erreicht.In a particularly advantageous development of the invention The holes in the drilling system are in each device Circumferential direction offset from the mixing grooves of the groove system. The Connection between the holes and the mixing grooves are through additional inclined grooves on the end faces of the mixing rings manufactured. This will further improve the distribution of the melt reached.
Um bei der Stromteilung eine möglichst große Aufspreizung der Schmelzeströme zu erhalten, sind die Schrägnuten an den gegenüberliegenden Stirnflächen eines Mischrings derart zu einer Mischnut angeordnet, daß in der Seitenprojezierung ein Winkel zwischen den Schrägnuten eingeschlossen wird.In order to spread the melt currents as much as possible when dividing the current to obtain the oblique grooves on the opposite end faces of a Mixing ring arranged to a mixing groove that in the side projection Angle between the oblique grooves is included.
Zur Vermeidung von Toträumen wird vorgeschlagen, die Nuten mit einem halbkreisförmigen Querschnitt zu versehen. Insbesondere läßt sich damit auch eine einfache Herstellbarkeit des Nutensystems erreichen.In order to avoid dead spaces, it is proposed to use a groove semicircular cross section. In particular, it can also be used achieve easy manufacture of the groove system.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Bohrungssystem aus Bohrungen in den Teilungsringen und Bohrungen in den Mischringen gebildet. Ebenso besteht das Nutensystem aus Mischnuten in den Mischringen und Mischnuten in den Teilungsringen. Dabei sind die Teilungsringe und die Mischringe abwechselnd derart zusammengestellt, daß sich abwechselnd eine Bohrung und eine Mischnut gegenüberstehen. Durch ein derartig gebildetes Ringpaket wird gewährleistet, daß bei jedem Übergang von einem Mischring zu einem Teilungsring und umgekehrt eine Schmelzeteilung sowie eine Schmelzeumlenkung erfolgt. Damit wird eine noch bessere Durchmischung der Schmelze erreicht. Die Teilungsringe und Mischringe können hierbei vorteilhaft identisch ausgeführt sein, wobei sie versetzt zueinander im Ringpaket angeordnet sind. Die Mischringe weisen hierzu am Umfang gleichmäßig verteile Mischnuten auf, in denen die an den Stirnflächen eingebrachten Schrägnuten münden. Zusätzlich ist zwischen den Enden der Schrägnuten stirnseitig jeweils eine Bohrung in den Mischringen eingebracht. Die Teilungsringe sind identisch zu den Mischringen ausgebildet. Das Ringpaket wird nun derart zusammengestellt, daß jeweils ein Schrägnutenende eines Mischrings mit einer Bohrung des benachbarten Teilungsrings korrespondiert und umgekehrt. Die am Umfang der Mischringe ausgebildeten Mischnuten können sowohl parallel als auch schräg zu den Stirnflächen verlaufen, um eine optimale Vermischung zu erhalten.In a particularly advantageous development of the invention The drilling system consists of holes in the dividing rings and Bores formed in the mixing rings. The groove system also consists of Mixing grooves in the mixing rings and mixing grooves in the dividing rings. Here the dividing rings and the mixing rings are arranged alternately in such a way that an alternating bore and a mixed groove face each other. By a ring packet formed in this way ensures that with each transition from a mixing ring to a dividing ring and vice versa a melt division as well as a melt deflection. This will make it even better Mixing of the melt reached. The dividing rings and mixing rings can advantageously be identical, being offset in relation to one another Ring packet are arranged. The mixing rings point to the circumference evenly distribute mixing grooves in which on the end faces introduced oblique grooves open. In addition, between the ends of the Oblique grooves each have a hole drilled in the mixing rings. The Dividing rings are identical to the mixing rings. The ring packet will now put together in such a way that each an oblique groove end of a mixing ring corresponds to a hole in the adjacent dividing ring and vice versa. The mixing grooves formed on the circumference of the mixing rings can both run parallel as well as diagonally to the end faces to ensure an optimal To get mixing.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.Further advantageous developments of the invention are in the subclaims Are defined.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings described in more detail using some exemplary embodiments.
Es stellen dar:They represent:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung am Ausgang eines Extruders; FIG. 1 shows a mixing device according to the invention at the outlet of an extruder;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Mischringes des Ringpakets aus Fig. 1; FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a mixing ring of the ring packet from FIG. 1;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Teilungsringes des Ringpaketes aus Fig. 1. In Fig. 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt dargestellt. Hierbei ist der Mischer 1 unmittelbar anschließend am Ausgang eines Extruders 2 angeordnet. Dabei ist der Zylinder des Extruders mit 6 und die den wendelförmigen Schneckengang 8 aufweisende Extruderschnecke mit 7 bezeichnet. Fig. 3 shows an embodiment of a partition ring of the ring stack of Fig. 1. In Fig. 1, an embodiment of the device according to the invention is shown in cross-section schematically. Here, the mixer 1 is arranged immediately afterwards at the outlet of an extruder 2 . The cylinder of the extruder is denoted by 6 and the extruder screw having the helical screw flight 8 is denoted by 7 .
Der Mischer 1 besteht aus einem Rotor 4, der an einem Ende einen Gewindeansatz 13 aufweist. Der Gewindeansatz 13 ist mit der Extruderschnecke 7 verschraubt, so daß der Rotor 4 durch die Extruderschnecke 7 direkt angetrieben wird. Der Rotor 4 ist konzentrisch durch ein Gehäuse 3 umschlossen. Das Gehäuse 3 des Mischers ist durch einen Flansch 14 mit dem Zylinder 6 des Extruders 7 verbunden. Am Umfang des Rotors 4 ist ein Ringpaket 5 angeordnet. Das Ringpaket 5 besteht aus einer Vielzahl von Mischringen 15 und Teilungsringen 16. Dabei sind die Mischringe 15 und die Teilungsringe 16 abwechselnd hintereinander zu dem Ringpaket 5 zusammengefügt. Das Ringpaket 5 ist über eine Paßfeder 11 drehfest mit dem Rotor 4 verbunden. Durch ein am freien Ende des Rotors 4 befestigten Verspannelement 10 wird das Ringpaket 5 axial gegen einen Absatz 9 am gegenüberliegenden Ende des Ringpakets 5 an dem Rotor 4 verspannt. Hierzu ist der Rotor 4 über den Gewindeansatz 12 mit dem Verspannelement 10 verbunden. The mixer 1 consists of a rotor 4 which has a threaded shoulder 13 at one end. The threaded neck 13 is screwed to the extruder screw 7 , so that the rotor 4 is driven directly by the extruder screw 7 . The rotor 4 is concentrically enclosed by a housing 3 . The housing 3 of the mixer is connected to the cylinder 6 of the extruder 7 by a flange 14 . A ring package 5 is arranged on the circumference of the rotor 4 . The ring packet 5 consists of a plurality of mixing rings 15 and dividing rings 16 . The mixing rings 15 and the dividing rings 16 are alternately joined together to form the ring packet 5 . The ring packet 5 is connected in a rotationally fixed manner to the rotor 4 via a feather key 11 . By means of a bracing element 10 fastened to the free end of the rotor 4 , the ring packet 5 is braced axially against a shoulder 9 at the opposite end of the ring packet 5 on the rotor 4 . For this purpose, the rotor 4 is connected to the bracing element 10 via the threaded shoulder 12 .
Auf der Einlaßseite wird das Ringpaket 5 durch einen Einlaßring 24 gegenüber dem Ausgang des Extruders begrenzt. Durch den Auslaßring 24 wird eine ringförmige Einlaßkammer 26 zwischen dem Gehäuse 3 und dem Ringpaket 5 gebildet. Der Einlaßring 24 weist am Umfang mehrere verteilt angeordnete Bohrungen 25 auf, die die Einlaßkammer 26 mit einem Nutensystem 17 des Ringpakets verbindet. Das Nutensystem 17 wird durch Nuten 19 und 22 in den Mischringen 15 gebildet. Der Mischring 15 ist in Fig. 2 dargestellt und wird anhand dieser Zeichnung an anderer Stelle noch näher erläutert. Die Mischnuten 19 des Nutensystems 17 im Ringpaket 5 sind durch ein Bohrungssystem 18 miteinander verbunden. Das Bohrungssystem wird durch mehrere Bohrungen 20 und mehrere Längsnuten 21 in den Teilungsringen 16 gebildet. Der Teilungsring 16 ist in Fig. 3 dargestellt und wird anhand dieser Zeichnung an anderer Stelle erläutert. Am Ende des Ringpakets ist eine Auslaßkammer 27 zwischen dem Gehäuse 3 und dem Verspannelement 10 gebildet. Die Auslaßkammer 27 ist über mehrere Auslaßnuten 28 im Verspannelement 10 mit dem Auslaß 29 des Mischers verbunden.On the inlet side, the ring packet 5 is delimited by an inlet ring 24 opposite the outlet of the extruder. An annular inlet chamber 26 is formed between the housing 3 and the ring pack 5 by the outlet ring 24 . The inlet ring 24 has a plurality of distributed holes 25 on the circumference, which connects the inlet chamber 26 with a groove system 17 of the ring pack. The groove system 17 is formed by grooves 19 and 22 in the mixing rings 15 . The mixing ring 15 is shown in FIG. 2 and is explained in more detail elsewhere on the basis of this drawing. The mixing grooves 19 of the groove system 17 in the ring assembly 5 are connected to one another by a bore system 18 . The bore system is formed by a plurality of bores 20 and a plurality of longitudinal grooves 21 in the dividing rings 16 . The dividing ring 16 is shown in FIG. 3 and is explained elsewhere on the basis of this drawing. At the end of the ring packet, an outlet chamber 27 is formed between the housing 3 and the bracing element 10 . The outlet chamber 27 is connected to the outlet 29 of the mixer via a plurality of outlet grooves 28 in the bracing element 10 .
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein durch die Extruderschnecke 7 erzeugter Schmelzestrom am Auslaß des Extruders in die Einlaßkammer 26 des Mischers gefördert. Von der Einlaßkammer 26 gelangt der Schmelzestrom über mehrere Bohrungen 25 in die Mischnuten 9 des Nutensystems 17. Beim Übergang des Schmelzestroms von den Mischnuten 9 im ersten Mischring 15 zu den Bohrungen 20 und Nuten 21 des ersten Teilungsringes 16 wird der Schmelzestrom weiter geteilt und ausgelenkt. Der Vorgang wiederholt sich in Abhängigkeit von der Anzahl der Paarungen von Mischringen 15 und Teilungsringen 16. Am Ende des Ringpakets 5 tritt der Schmelzestrom aus den Bohrungen 20 und Nuten 21 des letzten Teilungsringes 16 in die angrenzende Auslaßkammer 27 ein. Von der Auslaßkammer 27 gelangt der Schmelzestrom über mehrere Auslaßnuten 28 zum Auslaß 29 des Mischers. In the device shown in FIG. 1, a melt flow generated by the extruder screw 7 is conveyed at the outlet of the extruder into the inlet chamber 26 of the mixer. The melt flow passes from the inlet chamber 26 into the mixing grooves 9 of the groove system 17 via a plurality of bores 25 . When the melt flow passes from the mixing grooves 9 in the first mixing ring 15 to the bores 20 and grooves 21 of the first dividing ring 16 , the melt flow is further divided and deflected. The process is repeated depending on the number of pairings of mixing rings 15 and dividing rings 16 . At the end of the ring packet 5 , the melt flow from the bores 20 and grooves 21 of the last dividing ring 16 enters the adjacent outlet chamber 27 . The melt flow passes from the outlet chamber 27 via a plurality of outlet grooves 28 to the outlet 29 of the mixer.
Die Verteilung der Schmelzeströme innerhalb des Ringpaketes 5 wird durch das Nutensystem 17 und das Bohrungssystem 18 bestimmt. Das Nutensystem 17 wird durch Nuten in den Mischringen gebildet. In Fig. 2 ist die Ansicht eines Mischrings dargestellt. Der Mischring 15 ist ringförmig ausgebildet. Der Innendurchmesser des Mischrings 15 dient zur Aufnahme des Mischrings auf den Rotor 4. Zur Verdrehung und Befestigung weist der Mischring 15 am Innendurchmesser eine Paßfedernut 30 auf. Am Umfang des Mischrings 15 sind mehrere axial verlaufende Mischnuten 19 eingebracht. Die Mischnuten 19 weisen dabei einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die Mischnuten 19 sind am Umfang mit gleichem Abstand, der durch den Teilungswinkel α gekennzeichnet ist, zueinander angeordnet. An den Stirnflächen des Mischrings 15 sind jeweils zu jeder Mischnut 19 eine Schrägnut 22.1 und eine Schrägnut 22.2 eingebracht. Die Schrägnuten 22.1 und 22.2 erstrecken sich dabei über die Hälfte des Teilungswinkels α, der die Umfangsteilung der Mischnuten 19 zueinander definiert. Die Schrägnuten 22.1 und 22.2 münden jeweils in eine Mischnut 19. Die gegenüberliegenden Enden der Schrägnuten 22.1 und 22.2 befinden sich jeweils im Bereich eines Teilungsdurchmessers d, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Mischrings. Die Schrägnuten 22.1 der in Fig. 2 dargestellten vorderen Stirnfläche des Mischrings 15 sind spiegelbildlich zu den Schrägnuten 22.2 der gegenüberliegenden Stirnfläche. Somit schließen die Schrägnuten 22.1 und 22.2 einer Mischnut 19 in der Seitenprojezierung einen Winkel ein.The distribution of the melt flows within the ring packet 5 is determined by the groove system 17 and the bore system 18 . The groove system 17 is formed by grooves in the mixing rings. In FIG. 2, the view is shown of a mixing ring. The mixing ring 15 is annular. The inner diameter of the mixing ring 15 serves to receive the mixing ring on the rotor 4 . For rotation and fastening, the mixing ring 15 has a feather key groove 30 on the inside diameter. A plurality of axially extending mixing grooves 19 are introduced on the circumference of the mixing ring 15 . The mixing grooves 19 have a semicircular cross section. The mixing grooves 19 are arranged on the circumference at the same distance, which is characterized by the pitch angle α, from one another. On the end faces of the mixing ring 15 , an inclined groove 22.1 and an inclined groove 22.2 are introduced for each mixing groove 19 . The oblique grooves 22.1 and 22.2 extend over half the pitch angle α, which defines the circumferential pitch of the mixing grooves 19 with respect to one another. The oblique grooves 22.1 and 22.2 each open into a mixing groove 19 . The opposite ends of the oblique grooves 22.1 and 22.2 are each in the range of a pitch diameter d that is smaller than the outer diameter of the mixing ring. The oblique grooves 22.1 of the front end face of the mixing ring 15 shown in FIG. 2 are mirror images of the oblique grooves 22.2 of the opposite end face. Thus, the oblique grooves 22.1 and 22.2 of a mixing groove 19 enclose an angle in the side projection.
Der in Fig. 2 dargestellte Mischring 15 ist mit dem in Fig. 3 dargestellten Teilungsring zu dem in Fig. 1 dargestellten Ringpaket zusammengefügt.The mixing ring 15 shown in FIG. 2 is combined with the dividing ring shown in FIG. 3 to form the ring packet shown in FIG. 1.
In Fig. 3 ist der Teilungsring 16 in einer Ansicht dargestellt. Der Teilungsring 16 ist ebenfalls ringförmig mit einer Aufnahmebohrung für den Rotor 4 ausgeführt. Die Aufnahmebohrung des Teilungsrings 16 ist durch eine Paßfedernut 31 erweitert. Am Umfang des Teilungsrings 16 sind mehrere Längsnuten 21 in axialer Richtung verlaufend eingebracht. Die Längsnuten 21 sind mit einem gleichmäßigen Abstand zueinander am Umfang eingebracht. Der Teilungswinkel α entspricht dabei dem Teilungswinkel der Mischnuten 19 des Mischrings 15. Die Längsnuten 21 sind somit fluchtend zu den Mischnuten 19 im Ringpaket 5 angeordnet. Die Längsnuten 21 weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, der jedoch bedeutend kleiner ist als der Querschnitt der Mischnuten 19. Um einen halben Teilungswinkel versetzt zu den Längsnuten 21 sind in dem Teilungsring 16 mehrere Bohrungen 20 eingebracht. Dabei ist jeweils zwischen zwei Längsnuten 21 eine Bohrung 20 vorgesehen. Die Bohrungen 20 sind auf dem Teilkreisdurchmesser d angeordnet. Damit korrespondieren die Bohrungen 20 mit den Endbereichen der Schrägnuten 22 des Mischrings 19.In Fig. 3, the division ring 16 is shown in a view. The dividing ring 16 is also ring-shaped with a receiving bore for the rotor 4 . The receiving bore of the graduation ring 16 is expanded by a feather key 31 . On the circumference of the dividing ring 16 , a plurality of longitudinal grooves 21 are made running in the axial direction. The longitudinal grooves 21 are made at a uniform distance from one another on the circumference. The pitch angle α corresponds to the pitch angle of the mixing grooves 19 of the mixing ring 15 . The longitudinal grooves 21 are thus aligned with the mixing grooves 19 in the ring package 5 . The longitudinal grooves 21 have a semicircular cross section, which is, however, significantly smaller than the cross section of the mixing grooves 19 . A plurality of bores 20 are made in the dividing ring 16 by half a pitch angle to the longitudinal grooves 21 . A bore 20 is provided between two longitudinal grooves 21 . The bores 20 are arranged on the pitch circle diameter d. The bores 20 thus correspond to the end regions of the oblique grooves 22 of the mixing ring 19 .
Um die Funktion der Stromteilung zu verdeutlichen wurden in der Schnittdarstellung in Fig. 1 die Bohrungen 20 in die Schnittebene der Längsnut 21 verlegt.In order to clarify the function of the current division, the bores 20 were moved into the sectional plane of the longitudinal groove 21 in the sectional view in FIG. 1.
Der Mischring 19 und der Teilungsring 16 sind - wie in Fig. 1 dargestellt - abwechselnd zu dem Ringpaket 5 zusammengefügt. Die Mischringe 19 und die Teilungsringe 16 besitzen eine gleich großen Durchmesser, so daß das Ringpaket mit geringem Spiel durch den Rotor 4 in dem Gehäuse 3 geführt wird. Die Mischnuten 19 sowie die Längsnuten 21 werden daher durch die Gehäusewand des Gehäuses 3 begrenzt. Am Anfang des Ringpakets wird die Schmelze aus dem Extruder über den Einlaßring 24 jeweils auf die Mischnuten 19 des ersten Mischringes aufgeteilt. Betrachtet man nun eine Mischkammer 19, so wird ein Teil der Schmelze unmittelbar in axialer Verlängerung in die Längsnut 21 des Teilungsrings 16 strömen. Ein anderer Teil gelangt über die Schrägnut 22 in den Mischring 15 zu der Bohrung 20 des Teilungsrings 16 in der Längsnut. Der Teilstrom 21 gelangt in axialer Richtung nun unmittelbar in die fluchtend dahinterliegende Mischnut 19 des zweiten Mischrings. Der Teilstrom in der Bohrung 20 wird dagegen an der Stirnfläche des zweiten Mischringes 15 über eine Schrägnut 22 zu einer am Umfang des zweiten Mischrings benachbarten Mischnut geführt. Dadurch werden in dem in Fließrichtung hinter dem Teilungsring angeordneten Mischring in den einzelnen Mischnuten dieses Mischrings Teilströme vermengt, die aus benachbarten Mischnuten des in Fließrichtung vor dem Teilungsring angeordneten Mischringes stammen. Damit wird eine sehr intensive Verteilung bzw. Durchmischung der Schmelze erzielt.The mixing ring 19 and the dividing ring 16 are - as shown in Fig. 1 - joined together to form the ring packet 5 . The mixing rings 19 and the dividing rings 16 have an equally large diameter, so that the ring packet is guided through the rotor 4 in the housing 3 with little play. The mixing grooves 19 and the longitudinal grooves 21 are therefore limited by the housing wall of the housing 3 . At the beginning of the ring package, the melt from the extruder is divided into the mixing grooves 19 of the first mixing ring via the inlet ring 24 . If we now consider a mixing chamber 19 , part of the melt will flow axially directly into the longitudinal groove 21 of the dividing ring 16 . Another part passes through the inclined groove 22 in the mixing ring 15 to the bore 20 of the dividing ring 16 in the longitudinal groove. The partial flow 21 now reaches in the axial direction directly into the mixing groove 19 of the second mixing ring lying behind it. The partial flow in the bore 20 , on the other hand, is guided on the end face of the second mixing ring 15 via an oblique groove 22 to a mixing groove adjacent to the circumference of the second mixing ring. As a result, in the mixing ring arranged behind the dividing ring in the flow direction, partial flows are mixed in the individual mixing grooves of this mixing ring, which come from adjacent mixing grooves of the mixing ring arranged upstream of the dividing ring. A very intensive distribution or mixing of the melt is thus achieved.
Um eine zusätzliche aus der Drehbewegung des Rotors herrührende Vermengung zu erhalten, können vorteilhaft Quernuten am Umfang des Teilungsrings 16 oder des Mischrings 15 eingebracht sein. Zur Veranschaulichung ist in Fig. 1 und Fig. 3 eine Quernut 23 gestrichelt in den einzelnen Teilungsringen 16 angeordnet. Die Quernut 23 verläuft in einer zur Normalebene geneigten Mantellinie des Teilungsrings. Damit wird die dynamische Komponente beim Vermischen der Schmelze noch erhöht.In order to obtain an additional mixture resulting from the rotary movement of the rotor, transverse grooves can advantageously be introduced on the circumference of the dividing ring 16 or the mixing ring 15 . To illustrate, a transverse groove is shown in FIG. 1 and FIG. 3 in phantom 23 arranged in the individual division rings 16. The transverse groove 23 runs in a surface line of the dividing ring inclined to the normal plane. This increases the dynamic component when the melt is mixed.
Ebenso besteht die Möglichkeit, am Umfang eines oder mehrerer Teilungsringe 16 oder an einem oder mehreren Mischringen 15 am Umfang einen Schneckengang auszubilden. Dabei wird das zwischen dem Gehäuse 3 und dem jeweiligen Teilungsring bzw. Mischring gebildete Spiel um die Höhe des Schneckengangs vergrößert. Damit kann eine vorteilhafte Förderwirkung in dem Mischer erzeugt werden.It is also possible to form a worm gear on the circumference of one or more dividing rings 16 or on one or more mixing rings 15 on the circumference. The play formed between the housing 3 and the respective dividing ring or mixing ring is increased by the height of the worm gear. An advantageous conveying effect can thus be generated in the mixer.
Die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Ringe des Ringpakets 5 sind beispielhaft anzusehen. Der erfinderische Gedanke läßt sich auch durch andere Anordnungen der Nuten und Bohrungen in den Mischringen und Teilungsringen verwirklichen. So läßt sich beispielsweise die Längsnut 21 in dem in Fig. 3 dargestellten Teilungsring 16 durch eine Bohrung ersetzen, so daß die Stromteilung durch zwei Bohrungen erfolgt. Ebenso können die in Fig. 2 dargestellte Schrägnuten 22 statt in dem Mischring 15 in dem Teilungsring 20 eingebracht sein.The rings of the ring package 5 shown in Fig. 2 and Fig. 3, by way of example to look at. The inventive idea can also be realized by other arrangements of the grooves and bores in the mixing rings and dividing rings. For example, the longitudinal groove 21 in the dividing ring 16 shown in FIG. 3 can be replaced by a hole, so that the current is divided by two holes. Likewise, the inclined grooves 22 shown in FIG. 2 can be introduced in the dividing ring 20 instead of in the mixing ring 15 .
Die Erfindung zeichnet sich durch ihre hohe Flexibilität in der Anordnung der Mischelemente aus. Sie sind daher besonders geeignet, um unmittelbar am Ausgang eines Extruders den austretenden Schmelzestrom aufzunehmen und zu vermengen. Es ist jedoch auch möglich, den Mischer unabhängig von einem Extruder an einer Schmelzeführung anzuschließen. Dabei wird der Rotor durch einen eigenständigen Antrieb angetrieben. The invention is characterized by its high flexibility in the arrangement of the Mixing elements. They are therefore particularly suitable to immediately Output of an extruder to absorb and exit the emerging melt stream mix. However, it is also possible to use the mixer independently of one Connect extruder to a melt guide. The rotor is going through driven an independent drive.
11
Mischer
mixer
22nd
Extruder
Extruder
33rd
Gehäuse
casing
44th
Rotor
rotor
55
Ringpaket
Ring package
66
Zylinder
cylinder
77
Extruderschnecken
Extruder screws
88th
Schneckengang
Snail gear
99
Absatz
paragraph
1010th
Verspannelement
Bracing element
1111
Paßfeder
adjusting spring
1212th
Gewindeansatz
Thread approach
1313
Gewindeansatz
Thread approach
1414
Flansch
flange
1515
Mischring
Mixing ring
1616
Teilungsring
Graduation ring
1717th
Nutensystem
Groove system
1818th
Bohrungssystem
Drilling system
1919th
Mischnut
Mixed groove
2020th
Bohrung
drilling
2121
Längsnut
Longitudinal groove
2222
Schrägnut
Oblique groove
2323
Quernut
Cross groove
2424th
Einlaßring
Inlet ring
2525th
Bohrung
drilling
2626
Einlaßkammer
Inlet chamber
2727
Auslaßkammer
Outlet chamber
2828
Auslaßnut
Outlet groove
2929
Auslaß
Outlet
3030th
Paßfedernut
Feather keyway
3131
Paßfedernut
Feather keyway
Claims (13)
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |