DE1910801A1 - Machine for processing highly viscous or plastic material - Google Patents
Machine for processing highly viscous or plastic materialInfo
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Description
Anlage AktenzeichenAttachment file number
wr Eingabe vom ^. MärZ 1969 Sch+ Name d. Anm. PARfIEL CORPORATIONwr input from ^. March 1969 Sch + Name d. Note PARFIEL CORPORATION
Maschine zum Verarbeiten von hochviskosem oder plastischemMachine for processing highly viscous or plastic
Material,Material,
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kontinuierlichen Innenmischer von der im USA-Patent j5 15^ 808 vom ^. November 1964 beschriebenen Art, ihr Prinzip kann jedoch bei irgendeiner Maschine angewendet werden, die ein steifes Gel oder ein plastisches Material durch eine Austrittsöffnung ausstößt, wobei diese Austrittsöffnung einen Rückdruck oder Rückstau auf das Material in der Maschine erzeugt.The present invention relates to an internal continuous mixer of the type disclosed in U.S. Patent J5 15 ^ 808 of ^. November 1964 described, but its principle can be applied to any machine that uses a rigid gel or plastic material ejects through an outlet opening, this outlet opening a back pressure or back pressure on the material in generated by the machine.
Der oben erwähnte, patentierte Mixer weist im wesentlichen eine Trommel auf, die zwei nebeneinanderliegende, miteinander verbundene, im wesentlichen zylindrische und zueinander parallele Kammern bildet, welche an einem Ende eine gemeinsame Austrittsöffnung haben. In diesen Kammern sind mit Schaufeln versehene Rotoren angeordnet und es sind Mittel zur Aufnahme des zu mischenden Materials und zum Einstopfen desselben unter Druck in die Kammern an einer im Abstand von der Austrittsöffnung liegenden Stelle vorgesehen. Jeder der Rotoren weist eine Schaufel mit einem Querschnitt auf, der im wesentlichen gleich dem einer Banbury-Schaufel ist und einen Teil hat, der sich von seiner Drehrichtung wegdreht, sowie einen Teil, der sich in entgegengesetzter Richtung dreht, wobei die Länge und das Drehungs- oder Verwindungsverhältnis zwischen diesen sich entgegengesetzt drehenden oder verwundenen Teilen der Schaufel derart sind, daß, wenn das zu mischende Material in den Kammern ist, das Mittel der von den Schaufeln des Rotors auf das Material ausgeübten, axial gerichteten Kräfte nicht ausreicht, um das Material durch die öffnung zu treiben.The above-mentioned, patented mixer essentially has a drum that contains two adjacent, interconnected, substantially cylindrical and mutually parallel chambers which have a common outlet opening at one end to have. In these chambers are provided with blades rotors and there are means for receiving the to be mixed Material and provided for stuffing the same under pressure into the chambers at a distance from the outlet opening. Each of the rotors has a vane with a cross section substantially the same as that of a Banbury vane and has a part that rotates away from its direction of rotation and a part that rotates in the opposite direction, the length and the twist or twist ratio between these oppositely rotating or twisting parts of the blade are such that when the material to be mixed is in the chambers, the mean is that of the blades of the rotor Axially directed forces exerted on the material are not sufficient to drive the material through the opening.
F 43/7 909850/1267 ~1~F 43/7 909850/1267 ~ 1 ~
Daher hängt die Gesamtaxialbewegung des Materials durch die Mischerkammern von der Geschwindigkeit ab, mit der das Material von der E; ,richtung aufgenommen wird, die das Material unter Druck in diese Kammern stopft.Hence the overall axial movement of the material depends on the mixer chambers on the speed with which the material from the E; , direction that the material is under pressure in stuffs these chambers.
Die Austrittsöffnung öffnet sich quer zu den Kammern, wobei die ihr benachbarten Rotorschaufeln sie übergreifen. Die Rotoren drehen sich in entgegengesetzter Richtung, so daß diese Schaufelteile sich zur öffnung hin bewegen und das gemischte Material durch diese treiben, wobei die Austrittsöffnung mittig über den Verbindungen der Kammern angeordnet ist. Die Breite der öffnung ist vorzugsweise wesentlich größer als ihre Tiefe, so daß die wirksame Länge der aktiven Mischzone des Mischers bei irgendeiner gegebenen Gesamtlänge so groß wie möglich ist.The outlet opening opens transversely to the chambers, with the rotor blades adjacent to it overlapping it. The rotors spin move in the opposite direction, so that these blade parts move towards the opening and the mixed material through this drift, the outlet opening is arranged centrally above the connections of the chambers. The width of the opening is preferred substantially greater than its depth, so that the effective length of the active mixing zone of the mixer at any given Overall length is as large as possible.
Die öffnung ist mit Wänden versehen, deren Länge im Vergleich zur Querschnittsfläche der öffnung erheblich ist und die sieh quer zu den Rotoren erstrecken, so daß sie ein im wesentlichen rechteckiges Rohr bilden, das lang genug ist, um dem durch die öffnung austretenden Material einen wesentlich erhöhten Widerstand entgegenzusetzen. Mit anderen Worten, der Durchgang des Materials durch die öffnung wird durch Reibung gebremst, weil das Material ausgetrieben werden muß, während es sich in Berührung mit diesen Wänden befindet.The opening is provided with walls whose length compared to Cross-sectional area of the opening is considerable and the look across the rotors extend so that they form a substantially rectangular tube which is long enough to allow the exiting through the opening Material to oppose a significantly increased resistance. In other words, the passage of the material through the opening is slowed down by friction because the material is expelled while in contact with these walls.
Durch diese Reibungsbremsung oder Hemmung des austretenden Materials wird nun das von den Rotoren gemischte Material unter Druck gesetzt, wenn neues Material teontinuierlich der Einri chtung zugeführt wird, die das Material an der im Abstand von der Austrittsöffnung liegenden Stelle unter Druck in die Kammern stopft. Dieser Druck wird dadurch gesteuert, daß man eine der Wände beweglich macht, so daß ihr Abstand von der gegenüberliegenden Öffnungswand verändert werden kann, um auf diese Weise die Austrittsbremsung oder Hemmung des Materials zu verändern; d.h., die Drosselwirkung auf das austretende Material kann verändert werden.This frictional braking or inhibition of the emerging material the material mixed by the rotors is now pressurized when new material is continuously fed into the device which stuffs the material under pressure into the chambers at the point at a distance from the outlet opening. This Pressure is controlled by making one of the walls movable so that it is spaced from the opposite opening wall can be changed so as to change the exit retardation or inhibition of the material; i.e., the throttling effect on the exiting material can be changed.
Diese Bremsung, Hemmung oder Drosselung des austretenden Materials gelang- bisher nicht so gleichmäßig, wie es erwünscht ist. Sie genügt zwar, sie ist jedoch nicht vollkommen. Eine ReibungsbremsungThis braking, inhibition or throttling of the exiting material succeeded - so far not as evenly as it is desired. It is sufficient, but it is not perfect. Friction braking
909850/1267 ~2'909850/1267 ~ 2 '
oder Reibungsdrosselung ist zwar erforderlich, sie soll aber möglichst gleichmäßig sein, und der derzeit bewirkte oder erreichte Bremsungs- oder Drosselungseffekt ist etwas rauh und schwankt beispielsweise bei einer gegebenen Einstellung der beweglichen Wand etwas, wenn er konstant sein soll.or friction throttling is necessary, but it should if possible be uniform, and the braking or throttling effect currently being effected or achieved is somewhat rough and, for example, fluctuates something for a given setting of the movable wall if it is to be constant.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gleichmäßigere oder konstante Reibungsdrosselung oder Reibungsbremsung bzw. einen gleichmäßigeren oder konstanten Rückdruck auf das durch die öffnung des beschriebenen Mischers oder einer anderen Maschine austretende Material auszuüben.The object of the present invention is to provide a more uniform or constant friction throttling or friction braking or a more even or constant back pressure on that through the opening of the mixer described or another machine.
Die vorliegende Erfindung sieht daher eine Maschine zum Verarbeiten von hochviskosem oder plastischem Material vor, die eine Austrittsöffnung aufweist, die von einer Wand oder Wänden mit im Vergleich zu ihrer Querschnittsfläche wesentlicher Länge gebildet wird, wobei diese Wände während des Materialaustritts in Druckberührung mit dem Material stehen und einen Rückdruck auf das verarbeitete Material ausüben und wobei diese Wände das durch die Austrittsöffnung hindurchtretende Material durch Reibung bremsen oder hemmen; erfindungsgemäß ist diese Maschine gekennzeichnet durch eine Schicht aus nichtmetallischem Schmiermaterial, die an die Wände der Austrittsöffnung angeheftet ist, wobei dieses Schmiermaterial einaiverhältnismäßig hohen Widerstand gegen die vom austretenden Material ausgeübte Scherkraft zeigt aber ausreichendes Oberflächenfließvermögen aufweist, um einen Schmiereffekt zu liefern, durch den die Reibungsbremsung wesentlich verringert wird.The present invention therefore provides a machine for processing of highly viscous or plastic material, which has an outlet opening that of a wall or walls compared with is formed to its cross-sectional area of substantial length, these walls in pressure contact during the material discharge stand with the material and exert a back pressure on the processed material and these walls brake the material passing through the outlet opening by friction or inhibit; according to the invention this machine is characterized by a layer of non-metallic lubricating material adhered to the walls of the outlet opening, this lubricating material a relatively high resistance to the exiting Material exerted shear force shows sufficient surface fluidity to provide a lubricating effect by which the frictional braking is significantly reduced.
Bei diesem Antifriktionsmaterial soll es sich um etwas handeln, das fest an den Wänden der öffnung befestigt ist und der verhältnismäßig großen Scherkraft zu widerstehen vermag, der es durch seine Berührung mit dem austretenden Material unterworfen ist. Gleichzeitig soll das Material, das eine Antifriktionsschicht aufweist, sicher Art sein, daß seine mit dem austretenden Material in Berührung befindliche Oberfläche unter dem gewöhnlich bei erhöhten Temperaturen von dem austretenden Material ausgeübten starken Druck wenigstens geringfügig zum Fließen neigt, wie es für eine Schmierwirkung erforderlich ist. Mit diesen Eigenschaften übtThis anti-friction material should be something that is firmly attached to the walls of the opening and that is relatively able to withstand the great shear force to which it is subjected due to its contact with the emerging material. At the same time, the material, which has an anti-friction layer, should be certain to be compatible with the emerging material surface in contact below that usually at elevated Temperatures exerted by the exiting material strong pressure tends to flow at least slightly, as it is for a lubricating effect is required. Exercise with these qualities
ä09850/ 1267ä09850 / 1267
die Schraiermaterialschicht auf den Wänden der AustrL ttsöffnung auf das austretende Material den erforderlichen Reibungswiderstand aus, wobei dieser jedoch im wesentlichen frei von Ungleichmäßigkeiten oder Rauheiten ist, die man als unerwünschte "Platter- oder Schlagwirkung" beschreiben kann, die zwischen ungeschmiert aufeinandergleitenden Metallflächen auftritt und dem Fachmann der Lagertechnik vertraut ist.the layer of hissing material on the walls of the outlet opening the exiting material exerts the necessary frictional resistance, but this is essentially free of irregularities or roughness, which can be described as an undesirable "flapping or beating effect", between the unlubricated sliding one on top of the other Metal surfaces occurs and is familiar to the specialist in storage technology.
Ein Beispiel für ein Material, das für die Schmiermaterialschicht verwendet werden kann, ist FIu or-Ä'thylen-Propylen-Harz, das von der Firma E. I. DuPont De Nemours Co. unter dem bekannten Warenzeichen "Teflon" (Polytetrafluoräthylen) vertrieben wird. Dies kann auf die Wände der öffnung aufgesprüht werden oder man kann Folien dieses Materials an den Öffnungswänden mit geeigneten Klebern befestigen. Vorzugsweise sprüht man eine dünne Schicht auf die Wände auf und läßt sie erhärten, um anschließend eine zweite und nach Bedarf weitere Schichten aufzusprühen, bis die Schmiermittelschicht auf den Wänden angemessen dick ist. Die erforderliche Dicke hängt von der gewünschten Lebensdauer ab. Wenn man Folien oder Tafeln dieses Materials benutzt, die ausreichend dick sind und möglicherweise eine Glasfaserverstärkung aufweisen, kann man diese mechanisch, beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzverbindung oder dergleichen, an den Öffnungswänden anbringen. An example of a material that can be used for the lubricating material layer is fluoro-ethylene-propylene resin produced by from E. I. DuPont De Nemours Co. under the well-known trademark "Teflon" (polytetrafluoroethylene) is sold. This can be sprayed onto the walls of the opening or one can Attach foils of this material to the opening walls with suitable adhesives. A thin layer is preferably sprayed on open the walls and let them harden, and then spray on a second and, if necessary, further layers until the lubricant layer is reasonably thick on the walls. The required thickness depends on the desired service life. If you have slides or sheets of this material which are sufficiently thick and possibly have glass fiber reinforcement can be used you attach these mechanically, for example by means of a dovetail connection or the like, to the opening walls.
Eine andere Schmiermittelschicht, die man an den Öffnungswänden anbringen kann, ist beispielsweise Aluminium, das eine harte, anodisierte Oberfläche hat, mit der das austretende Mischmaterial in Berührung kommt. Eine solche Oberfläche ist nicht-metallisch, hoch widerstandsfähig gegen Scherkräfte und hat dennoch die Eigenschaft, dass wenigstens ein geringes Oberflächenfließen auftritt, wenn es den Drücken ausgesetzt wird, die auftreten, wenn der durch die Miseheröffnung austretende Materialstrom gebremst oder gedrosselt wird.Another layer of lubricant that can be applied to the walls of the opening is, for example, aluminum, which is a hard, Has an anodized surface with which the emerging mixed material comes into contact. Such a surface is non-metallic, highly resistant to shear forces and yet has the property that at least a small amount of surface flow occurs, when it is exposed to the pressures that occur when the flow of material exiting through the mixer opening is braked or throttled will.
Allgemein kann man irgendein Material vorsehen, das eine nichtmetallische Oberfläche zur Berührung mit dem austretenden Material aufweist, wobei diese Oberfläche ein geringes Fließvermögen undIn general, any material that is non-metallic can be used Has surface for contact with the exiting material, this surface having a low flowability and
F 4;5/7 9 0 9 8 5 0/1267 ~4~ F 4; 5/7 9 0 9 8 5 0/1267 ~ 4 ~
eine angemessene Widerstandsfähigkeit gegen Scherkräfte aufweist. Metallische Werkstoffe, wie etwa Chromüberzüge oder hochpolierter Stahl, haben diese Eigenschaft nicht.has adequate resistance to shear forces. Metallic materials such as chrome or highly polished coatings Steel does not have this property.
Ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den bei-.liegenden Zeichnungen dargestellt, in denen;A specific embodiment of the invention is shown in the enclosed Drawings shown in which;
Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch das Austrittsende einer Maschine zeigt, wie sie in der oben erwähnten USA-Patentschrift Nr. 3 154 8θ8 beschrieben ist; dieser Schnitt zeigt nur die hintere zylindrische Kammer der Trommel und deren Rotor; die nicht dargestellte zylindrische Kammer mit ihrem Rotor sind selbstverständlich im wesentlichen genau so ausgebildet, wie die dargestellte Kammer mit ihrem Rotor.Fig. 1 is a vertical longitudinal section through the outlet end shows an engine such as that described in the aforementioned U.S. Patent No. 3,154,8θ8; this Section shows only the rear cylindrical chamber of the drum and its rotor; the one not shown cylindrical chambers with their rotor are of course designed essentially exactly as the chamber shown with its rotor.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung von Einzelheiten der Austrittsöffnung.Fig. 2 shows a perspective view of details the outlet opening.
Die zwei Figuren genügen zur Darstellung der Trommel 1, die zwei nebenehanderliegende, miteinander verbundene , im wesentlichen zylindrische und zueinander parallele Kammern bildet, von denen nur die hintere Kammer 2 dargestellt ist. Die gemeinsame Austrittsöffnung ist bei J5 dargestellt. Sie besteht aus der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung und ist in einer öffnung 4 angeordnet, die im hinteren oder Austrittsende der Trommel 1 ausgebildet ist, wo die die Austrittsöffnung bildende Einrichtung mit einer Klemmschraube 5 festgehalten wird. Jede der Kammern enthält einen mit Flügeln versehenen Rotor, von denen nur einer in dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt dargestellt und mit 6 bezeichnet ist. Jeder Rotor weist einen Flügel 7 auf, der den zuvor beschriebenen Querschnitt und die zuvor beschriebenen Teile hat. Zur Bewegung des Materials durch die Maschine muß das Material unter Druck in das nicht dargestellte vordere oder Beschickungsende der Maschine eingestopft werden und während das Material so eingeführt wird, wird das gemischte Material wegen der zuvor beschriebenen Abraessungscharakteristika der öffnung 3 und selbstverständlich in Abhängigkeit von der Einstellung der schwenkbaren Wand 4a unterThe two figures are sufficient to illustrate the drum 1, the two adjacent, interconnected, essentially cylindrical and forms parallel chambers, of which only the rear chamber 2 is shown. The common outlet is shown at J5. It consists of that shown in FIG Device and is arranged in an opening 4 which is formed in the rear or outlet end of the drum 1, where the device forming the outlet opening is held in place with a clamping screw 5. Each of the chambers contains one with Rotor provided with vanes, only one of which is shown in the cross section shown in FIG. 1 and denoted by 6. Everyone The rotor has a wing 7, which has the previously described cross section and the parts described above. To move the Material through the machine must feed the material under pressure into the not shown front or loading end of the machine are plugged and while the material is so introduced, the mixed material becomes due to the abrasion characteristics described above the opening 3 and of course in dependence from the setting of the pivoting wall 4a below
909850/1267 "5"909850/1267 " 5 "
Druck durch die öffnung 3 getrieben. Das Material kann nur durch die Austrittsöffnung ausgetrieben werden, denn der Rücken jedes Rotors weist eine Schulter 8 auf, die verhindert, daß das Material axial durch die Enden der Trommelkammern ausgetragen wird.Pressure driven through the opening 3. The material can only get through the outlet opening, because the back of each rotor has a shoulder 8, which prevents the material is discharged axially through the ends of the drum chambers.
Die zuvor beschriebene Schmiermaterialschicht ist im Querschnitt bei 9 dargestellt; selbstverständlich weisen alle vier Wände der rechteckigen Austrittsöffnung diese Schmiermaterialschicht auf. Die Charakteristika dieser Schmiermiterialschicht wurden oben beschrieben und brauchen daher hier nicht erneut erläutert zu werden.The above-described lubricating material layer is shown in cross section at 9; of course, all four walls have the rectangular outlet opening on this layer of lubricant material. The characteristics of this lubricant layer have been described above and therefore do not need to be explained again here.
Allgemein tritt selbstverständlich der durch die Erfindung gelieferte Vorteil bei jeder Maschine auf, in der ein steifes Gel oder ein plastisches Material durch eine Drosselöffnung getrieben wird, um der Strömung dieses Materials einen Widerstand entgegenzusetzen, sofern die öffnung von einer Wand oder Wänden erheblicher Länge gebildet wird, die der Strömung des Materials einen Reibungswiderstand entgegensetzen. Die Erfindung ist natürlich besonders nützlich im Falle eines kontinuierlichen Mixers, wie er im oben erwähnten USA-Patent beschrieben ist, und so weit es diesseits bekannt ist ist die Maschine gemäß diesem USA-Patent die einzige, bei der der Innendruck des Mischers auf diese Weise gesteuert wird. Es mag jedoch andere Fälle geben, wo ein steifes Gel oder ein plastischer Strom zur Erzeugung eines Rückdruckes oder Rückstaues zu anderen Zwecken gedrosselt oder gebremst werden muß.Generally, of course, occurs that provided by the invention Advantage in every machine in which a stiff gel or a plastic material is driven through a throttle opening, in order to oppose a resistance to the flow of this material, provided the opening is formed by a wall or walls of considerable length that oppose the flow of the material with a frictional resistance. The invention is of course particularly useful in the case of a continuous mixer as described in the above-mentioned USA patent and as far as this is known The machine according to this USA patent is the only one in which the internal pressure of the mixer is controlled in this way. However, there may be other cases where a stiff gel or plastic flow is used to create a back pressure or back pressure has to be throttled or braked for other purposes.
Zusätzlich zu den Materialien, die oben als für die Schmiermaterialschicht geeignet angegeben worden sind, werden noch die folgenden Materialien als auch geeignet vorgeschlagen:In addition to the materials mentioned above as for the lubricating material layer have been specified as suitable, the following materials are also suggested as suitable:
Nylonnylon
Nylon mit Glas- oder Metallpulververstärkung "Teflon" mit Glas- oder Metallpulververstärkung KeramikNylon with glass or metal powder reinforcement "Teflon" with glass or metal powder reinforcement, ceramic
Polycarbonate (mit etwas "Teflon") Acetate (Acetials) (mit etwas "Teflon") Phenolharze ("Teflon" mit Glasfüllern)Polycarbonate (with a little "Teflon") Acetates (Acetials) (with a little "Teflon") Phenolic resins ("Teflon" with glass fillers)
Patent ansprüchePatent claims 909850/1267 ~6~909850/1267 ~ 6 ~
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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Families Citing this family (2)
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