DE2158002C3 - Mischer für hxxochviskose Flüssigkeiten - Google Patents
Mischer für hxxochviskose FlüssigkeitenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/40—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with an axially oscillating rotary stirrer
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- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Mischer für kochviskose Flüssigkeiten mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Patentanspruchs.
Homogenes Mischen hochviskoser Flüssigkeiten oder Schmelzen mit Additiven ist zur Probenherstellung
bei Fabrikationskontrolle oder bei Rezepturarbeiten ein häufiger Vorgang. Dieses Problem tritt z. B. auf bei der
Herstellung von Lacken, Dispersionen, Salben, Seifen,
Pasten, Farbmischungen, Compouds, Wachsen, Kunststoffen,
Synthesefasern und pharmazeutischen Zubereitungen. Wesentlich für eine Probenbeurteilung ist die
absolute Homogenität der jeweiligen Mischung.
Alle bekannten Kneter haben eine optimale Füllmenge.
Wird diese nicht eingehalten fällt die Mischwirkung stark ab. Die Füllmenge ist stets so bemessen, daß sich
Ober dem Mischgut ein Gasraum befindet Wird mit erhöhter Temperatur gearbeitet, bieten diese Kneter
keinen Schutz gegen die Oxydation des Mischgutes durch Luftsauerstoff, wodurch vielfach eine Verschlechterung
der Produktqualität, wie Verfärbung oder chemische Veränderung verbunden ist Es ist deshalb
notwendig, in solchen Knetern bei erhöhter Temperatur unter Schutzgas zu mischen, was den Mischvorgang
aufwendig macht Weiterhin sind alle bekannten Kneter hochdifferenzierte, mechanische Gebilde mit all ihrer
Störanfälligkeit Nachteilig sind die relativ langen Mischzeiten, da man die Knetwerkzeuge nicht beliebig
schneller laufen lassen kann als der freien Fließgeschwindigkeit des Mischgutes entspricht Nachteilig ist
ferner, daß sich bekannte Kneter nicht für kleine Mengen von zum Beispiel 5 g bis 50 g Mischgut ohne
erheblichen Aufwand zur Bewältigung der Lager- und Dichtigkeitsprobleme bauen lassen. Weiterhin ist das
Entleeren und Reinigen der bekannten Kneter kompliziert und zeitraubend. Oft müssen solche Geräte zum
Reinigen vollkommen auseinandergenommen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer für hochviskose Flüssigkeiten zu schaffen, der
einfach in seiner Bauart ist dessen Mischraum in jeder Phase des Mischvorganges vollständig vom Mischgut
erfüllt ist, und bei dem das Mischgut warm oder kalt gleichgut dem Mischer entnommen werden kann.
Vorstehende Aufgabe wird durch einen Mischer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich beim
Mischvorgang der bewegliche Kolben und der Rührer in Richtung der Rohrachse stets gegenläufig bewegen.
Durch die gegenläufige Rollenbewegung von Kolben und Rührer wird eine neuartige Wirkung erzielt Im
Knetraum kann mit großer Volumenvariationsbreite gasphasenfrei gearbeitet werden. Der Knetraum ist
immer vollständig mit dem ganzen Knctgut gefüllt Das Knetgut kann sich einer Zwangsbewegung nie entziehen,
was den Mischvorgang wesentlich beschleunigt Die Mischzeit beträgt nur etwa ein Zehntel der
bfischzeit, wie sie mit den bekannten Mischern
erforderlich ist Je höher die Viskosität des Gutes ist um so vorteilhafter wirkt sich die gegenläufige Bewegung
von Kolben und Rührer aus. Es ist kein Schutzgas erforderlich, um einen thermisch oxidativen Angriff des
Knetgutes, z. B. der Makromoleküle von Kunststoffschmelzen
und damit deren Aufbau zu verhindern. Die Kunststoffeigenschaften bleiben erhalten. Das Knetgut
ist sofort blasenfrei und kann direkt zu lunkerfreien
Mit dem neuartigen Mischer erreicht man ein mechanisch sehr schonendes und dabei sehr wirksames
Mischen, da der Mischvorgang nicht durch Friktion oder Schemng an Spalten, Schlitzen oder scharfen
Kanten bewirkt wird, sondern durch die Zwangsströmung des Gutes selbst Mechanischer Aufbau von
Makromolekülen oder Zertrümmerung von zugesetzten Verstärkungsstoffen, z. B. Glasfasern, wird durch den
erfindungsgemäßen Mischer weitgehend vermieden.
Der Mischer ist in der Figur schema tisch in beispielsweiser Ausführung dargestellt
Der Mischraum 7 ist in einem Rohr 3 zwischen einem unbeweglichen Kolben 4 und einem in Richtung der
Rohrachse beweglichen Kolben 5 angeordnet Der bewegliche Kolben 5 weist eine axiale Bohrung 8 auf,
durch die ein um seine Achse drehbarer und axial verschiebbarer Rührer 6 in den Mischraum 7 hineinragt
Das Rohr 3 steckt in einem Ofen 1, dessen Heizung mit 2 angedeutet sein soll. 9 ist der Antrieb für den Rührer 6.
Das Verhältnis von Durchmesser zu Höhe des Arbeitsraumes kann in relativ weiten Grenzen schwanken,
bei hochgefahrenem Rührer etwa von 5/1 bis 1/5; besonders günstig hinsichtlich Mischwirkung und
Wärmeübei tragung ist ein Verhältnis von 1/1 bis 1/3.
Das Verhältnis der Querschnittsflächen von Rührschaft zu Ringkolben kann etwa 1/1 bis 1/10 bevorzugt 1/4 bis
1/8 betragen.
Der Rührbalken, der kreisförmigen Querschnitt besitzt, hat eine gute Misch- aber keine Förderwirkung,
letztere kann aber, falls erwünscht durch Balkenflächen mit Anstellwinkel erreicht werden. Rührer mit Förderwirkung
sind aber von starkem Einlluß auf das Verhalten bei der Rührerbewegung in Achsenrichtung,
da sie den Hubvorgang fördern bzw. hemmen.
so Das Arbeiten mit diesem Gerät ist im Vergleich zu den bekannten Knetern wesentlich einfacher. Durch
Herausziehen des beweglichen Kolbens 5 mit dem Rührer 6 nach oben, wird der cylindrische Mischraum
zugänglich. Nach Einbringen des Mischgutes wird der Kolben mit Rührer wieder eingeführt und dadurch der
Mischraum dicht abgeschlossen. Nachdem das Mischgut die vorgesehene Temperatur erreicht hat, wird der
Rührer in Bewegung gesetzt Er bewegt sich in zwei Richtungen: einmal rotiert er um seine Schaftachse, zum
zweiten hebt und senkt er sich in Richtung der Schaftachse. Durch diese Doppelbewegung wird jede
Stelle des Mischraumes erfaßt Am Mischvorgang nimmt der bewegliche Ringkolben, in Längsrichtung
jeweils im Gegensinn sich zum Rührschaft bewegend, teil. Dadurch verändert der Mischraum beim Mischvorgang
stetig das Verhältnis seiner Höhen- zu Breitenabmessungen, was zusätzlich den Mischvorgang begünstigt
Die Bewegung in Längsrichtung von Ringkoiben
und Rührschaft erfolgt so, daß jeweils der eine TeD aktiv
und der andere passiv ist. Durch Belastung wird der betreffende Teil aktiv und durch Entlastung passiv,
wobei die aktive Bewegung nach unten und die passive nach oben gerichtet ist
Da der Mischraum total vom Mischgut erfüllt ist, können keine Kavitäten auftreten. Die Drehzahl des
Rührers kann erheblich heraufgesetzt und der Mischvorgang beschleunigt werden. Die günstigste Drehzahl
liegt meist im Bereich zwischen 50 und 300 Umdrehungen und 5 bis 12 Doppelhüben pro Minute. Diese Werte
sowie die erforderliche Antriebskraft sind stark von der
Nach Beendigung des Mischvorganges wird bei stehendem Rührer der feste Kolben 4 entfernt und
durch gemeinsames Abwärtsbewegen des beweglichen Kolbens 5 mit dem Rührer 6 das Mischgut nach unten
ausgestoßen. Es kann sofort zu dem gewünschten Formkörper z. B. durch Pressen weiter verarbeitet
weiden. Nach Entfernung des Mischgutes wird der bewegliche Kolben 5 mit Rührer 6 nach oben aus dem
Rohr 3 gezogen, der feste Kolben 4 wieder in Position gebracht und das Gerät ist für den nächsten
Mischvorgang einsatzbereit
Claims (1)
- Patentanspruch:Mischer für hochviskose Flüssigkeiten bestehend aus einem Rohr als Mischraum, dessen eines Ende durch einen unbeweglichen eine Austrittsöffnung verschließenden Kolben und dessen anderes Ende durch einen in Richtung der Rohrachse beweglichen Kolben mit axialer Bohrung, durch die ein um eine zur Rohrachse koaxiale Achse drehbarer und in Richtung seiner Drehachse verschiebbarer Rührer in den Mischraum hineinragt, verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich beim Mischvorgang der bewegliche Kolben (5) und der Rührer (6) in Richtung der Rohrachse stets gegenläufig bewegen.
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