DE1632455A1

DE1632455A1 - Kunststoffmischer mit Zerkleinerungseinrichtung

Info

Publication number: DE1632455A1
Application number: DE19681632455
Authority: DE
Inventors: F W Dr Herfeld
Original assignee: HERFELD KG DR
Current assignee: HERFELD KG DR
Priority date: 1968-02-27
Filing date: 1968-02-27
Publication date: 1972-02-17
Also published as: DE1632455B2

Description

Kunststoffiaischer mit Zerkleinerungseinrichtung Die Erfindung betrifft einen Kunststoffmischer mit Zerkleinerungseinrichtung und mit einer vertikal ausgerichteten Mischwelle, deren aischflügel im Bodenbereich des Mischgefäßes umlaufen.
Derartige Kunststoffmischer dienen zur AuSbereitung plastifizierender Thermoplaste. Solche Kunststoffmischer finden als Heiz- und/oder Kühlmischer Anwendung. In derartigen Kunststoffmischern muß bekanntlich die Agglomeration des plastifizierten Kunststoff-Granulats oder -Pulvers verhindert werden. Hierfür sind bereits zahlreiche Zerkleinerungseinrichtungen bekannt. Bspw. verwendet man eine um eine horizontale Achse umlaufende, mit Messern besetzte Walze. An anderer Stelle ist eine in das Mischgut eintauchende Reibrolle vorgeschlagen.
Bei diesen Zerkleinerungseinrichtungen tritt im Einzugbereich eine Staubildung auf, in der sich größere Agglomerate ansammeln. Dieselben werden von der Zerkleinerungseinrichtung garnicht erfaßt, sondern es tritt in diesem Staubereich ein Ausscheidungseffekt auf.
Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung dieses Staueffekts, damit die Wirksamkeit der Zerkleinerungseinrichtung voll ausgenutzt werden kann.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Zerkleinerungswelle geneigt oder gekreuzt zu der Mischwelle in den Lischbehält er hineinragt und daß deren mit gegenüber der Bewegung des Mischgutes hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Zerkleinerungsflügel im Eintauch bereich in das Mischgut eine im wesentlichen gleiche Bewegungsrichtung wie das Mischgut haben.
Nach der Erfindung beträgt die Umfangsgeschwindigkeit der Zerkleinerungsflügel 50m/sec. oder wensentlich mehr gegenüber einer Umlaufgeschwindigkeit des Mischgutes von einigen wenigen m/sec. Da die Zerkleinerungsflügel das Mischgut in dessen Bewegungsrichtung beaufschlagen, werden die zerschlagenen Agglomerate und sonstigen Anhäufungen in die Umlaufbewegung des Mischgutes hineingefördert.
Eine Staubildung kann hierbei nicht auftreten, da åede Beschleunigungskomponente entgegen der Umlaufrichtung des Mischgutes entfällt.
Die hohe Umlaufgeschwindigkeit zerteilt wirksam die Agglomerate und Anhäufungen, so daß dadurch der Durchmischungseffekt nicht gestört wird und alle Teile des Mischgutes gleichzeitig in den Einzugsbereich der Zerkleinerungseinrichtung kommen.
Die Zerkleinerungswelle kann im Bereich der oberen Stirnfläche des Mischbehälters eingeführt sein. Dabei kann die Exzentrizität und Neigung der Zerkleinerungswelle gegenüber der Mischwelle in verschiedener Weise eingestellt werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung reicht die Zerkleinerungswelle durch die Seitenwandung des Mischbehälters hindurch und ist gegen die Vertikalrichtung geneigt. Vorzugsweise liegt die Zerkleinerungswelle innerhalb einer axialen Ebene des Mischbehälters und hat eine neigung zwischen 400 und 753 gegenüber der Vertikalen. In dieser Ausrichtung der Zerkleinerungswelle wird es ermöglicht, daß die kreisförmige Umlauffläche der Zerkleinerungsflügel im wesentlichen bis zum Bodenkantenbereich des Mischbehälters reicht, ohne daß dadurch die Bewegung der Mischflügel behindert würde. Zur Erzielung einer voll wirksamen Zerkleinerung ist es wichtig, mit den Zerkleinerungsflügeln diesen Bodenkantenbenich zu erreichen, da dort einerseits infolge der Knetwirkung zwischen Mischflügeln und Behälterwand die Scherkräfte innerhalb des Mischgutes am größten sind und da dort andererseits beim Umlauf ein Großteil der Masse des Mischgutes durchläuft. Diese Ausrichtung der Zerkleinerungswelle ermöglicht einen vollständigen Schnitt der Umlauffläche der Zerkleinerungsflügel durch die umlaufende Trombe des Mischgutes.
Man kann die Halterung und Durchführung für die Zerkleinerungswelle verstellbar einrichten, so daß die Ausrichtung der Zerkleinerungswelle jederzeit geändert und neu eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird an Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es stellen dar: Figur 1 einen Kunststoffmischer mit Zerkleinerungseinrichtung nach der Erfindung im senkrechten Schnitt, Figur 2 einen Grundriß nach der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 einen senkrechten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Eunststoffmischers nach der Erfindung und Figur 4 einen GrundriB zu Figur 3.
Figur 1'zeigt einen Mischbehälter 1, in dessen Wandung nicht dargestellte Kühlelemente untergebracht sind. Der Mischbehälter ist durch einen teilweise aufgerissen dargestellten Deckel 2 abgeschlossen0 Von unten ragt in den Mischbehälter 1 eine Mischwelle 3 mit Unterflügeln 4 und Oberflügeln 5, durch deren Umlauf in Richtung des Pfeils 6 das Mischgut in eine Umlaufbewegung in Pfeilrichtung 6 versetzt wird. Dabei ergibt sich bekanntlich ein trombenförmiger Umlaufkörper, wie durch die strichpunktierte Linie 7 angedeutet ist.
In dem Deckel 2 ist innerhalb eines Ausschnitts 8 ein Lagerschild 9 angeordnet und bspw. auf einem angeschweißten Tragring 10 gehalten.
Der Lagerschild 9 trägt einen Antriebsmotor 11, bspw. einen Elektromotor sowie eine Zerkleinerungswelle 12, an der mehrere Zerkleinerungsflügel 13 sitzen. Die Zerkleinerungswelle 12 liegt exzentrisch und geneigt zur Achse der Mischwelle 3. Die Zerkleinerungsflügel 13 sind in beliebiger Anzahl vorhanden. Sie haben scharfe Messerkanten, die bspw. eine Verzahnung 14 aufweisen. Die Drehrichtung 15 der Zerkleinerungswelle 12 stimmt mit der Drehrichtung 6 der Mischwelle 3 überein, Figur 2.
Die Umlaufebene der Zerkleinerungsflügel 13 liegt in der unteren Hälfte des Mischbehälters. Infolge der exzentrischen Anordnung der Zerkleinerungswelle 12 tauohen die Zerkleinerungsflügel vorzugsweise im Wandungsbereich des Mischbehälters in das Mischgut ein, wo die Bewegungsrichtung der Zerkleinerungsflügel mit der Umlaufrichtung des Mischgutes übereinstimmt. Die Umlaufgeschwindigkeit des Mischgutes beträgt etwa einige wenige m/sec. Die Umlaufgeschwindigkeit der Zerkleinerungsflügel beträgt 50 bis 60m/sec oder noch mehr. Die mit so hoher Geschwindigkeit umlaufenden Zerkleinerungsflügel zerschlagen das Mischgut und beschleunigen dasselbe in Umlaufrichtung.
Dadurch wird jede Staubildung innerhalb des Mischgutumlaufs vermieden. Durch die umlauf enden Zerkleinerungsflügel wird vielmehr innerhalb des Umlaufkörpers eine Sogzone erzeugt, so daß Agglomerate mit großer Sicherheit den Zerkleinerungsmessern zuströmen und von denselben erfaßt und zerschlagen werden.
Die neigung der Zerkleinerungswelle kann innerhalb eines weiten Winkelbereiches bis zu 450 oder mehr in oder gegen die Umlaufrichtung des Mischgutes eingestellt werden. Der jeweils günstigste Wert wird durch Versuche ermittelte Doch bei jeder Ausrichtung der Zerkleinerungswelle 12 ergibt sich ein hervorragender Zerkleinerungseffekt. Die Trageinrichtung für den Lagerschild 9 kann auch verstellbar ausgebildet sein, bspw. unter Verwendung von Kugelkalotten, so daß die Zerkleinerungswelle 12 jederzeit in eine andere Richtung eingestellt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung nach den Figuren 3 und 4 umfaßt ebenfalls einen Mischbehälter 21, der doppelwandig zur Aufnahme von Heiz- und/oder Kühleinrichtungen ausgebildet ist. Eine Wiischwelle 22 trägt Mischflügel 23, die in Gegenuhrzeigerrichtung umlaufen. Durch die Seitenwandung des Mischgefäßes 21 ist eine Zerw kleinerungswelle 24 eingeführt, die innerhalb einer Axialebene des Mischgefäßes ausgerichtet ist, wie insbesondere Figur 4 erkennen läßt. Zur Halterung und Führung der Zerkleinerungswelle 24 dienen eine Tragbuchse 25 mit einem Tragflansch für einen Antriebsmotor 26 sowie eine schematisch angedeutete Dichtbuchse 27. An der Zerkleinerungswelle 24 sitzen Zerkleinerungsflügel 28, deren Vorderkante vorzugsweise eine Zahnung 29 aufweist und die in der in Figur 4 angegebenen Richtung umlaufen.
Vorzugsweise beträgt die Neigung der Zerkleinerungswelle 24 gegenüber der Vertikalrichtung zwischen 400 und 750 Diese Ausrichtung der Zerkleinerungswelle ermöglicht es, daß die kreisförmige Umlauffläche der Zerkleinerungsflügel 28 im wesentlichen bis zum Bodenkantenbereich 30 des Mischbehälters 21 reicht, vgl. Figuren 3 und 4.
Die geneigte Ausrichtung der Umlaufebene der Zerkleinerungsflügel gegenüber der Umlaufebene der Mischflügel schaltet eine gegenseitige Behinderung von Mischflügeln und Zerkleinerungsflügeln aus. Die Zerkleinerungßflügel kommen bei dieser Anordnung gerade in denjenigen Bereich der umlaufenden Trombe des Mischgutes, wo infolge der Knetwirkung zwischen Mischflügeln und Behälterwandung erhebliche Scherkräfte auftreten, wo also eine Zerkleinerung der Agglomerate und sonstigen Haufenbildungen besonders notwendig ist. Die Umlauffläche der Zerkleinerungsflügel legt im wesentlichen einen vollständigen Querschnitt durch die Trombe, so daß alle Bereiche des Mischgutes beim Umlauf mit hoher Wahrscheinlichkeit erfaßt werden. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Zerkleinerungswirkung auf das Mischgut.

Claims

P a t e n t.a n s p r ü c h e Kunststoffmischer mit Zerkleinerungseinrichtung und mit einer vertikal ausgerichteten Mischwelle, deren Mischflügel im Bodenbereich des Mischgefäßes umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zerkleinerungswelle (12,24) geneigt oder gekreuzt zu der Mischwelle (3,22) in den Mischbehälter (1,21) hineinragt und daß deren mit gegenüber der Bewegung des Mischgutes hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Zerkleinerungsflügel (14,28) im Eintauchbereich in das Mischgut eine im wesentlichen gleiche Bewegungsrichtung wie das Mischgut haben.
20 Kunststoffmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Zerkleinerungsflügel 50m/sec und mehr beträgt.
3. Kunststoffmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungswelle (12) durch die Stirnfläche des Mischbehälters (1) eingeführt ist.
4. Kunststoffmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Seitenwandung des Mischbehälters (21) reichende Zerkleinerungswelle (24) gegen die Vertikalrichtung geneigt ist.
5. Kunststoffmischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungswelle (24) mittels einer Dichtbuchse (27) durch die Seitenwandung geführt ist.
6. Kunststoffmischer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungswelle innerhalb einer Axialebene des Mischgefäßes (21) liegt.
7. Kunststoffmischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Zerkleinerungswelle (24) gegenüber der Vertikalen zwischen 40° und 75 liegt.
8. Kunststoffmischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Umlauffläche der Zerkleinerungsflügel im wesentlichen bis zum Bodenkantenbereich (30) des Mischbehälters reicht.
9. Kunststoffmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraufnahme für die Zerkleinerungswelle in ihrer Neigung verstellbar ausgebildet ist.
10. Kunststoffmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten der Zerkleinerungsflügel (13,28) eine Zahnung (14,29) aufweisen. Leerseite