DE2247518A1

DE2247518A1 - Vorrichtung zum dosieren und mischen mehrerer mischgutkomponenten

Info

Publication number: DE2247518A1
Application number: DE19722247518
Authority: DE
Inventors: Joachim Rudolph
Original assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2247518B2; DE2247518C3

Description

Vorrichtung zum Dosieren und Mischen mehrerer Mischgutkomponenten" komponenten Die Erfindung betrifft- eine Vorrichtung zum Dosieren und Mischen mehrerer Mlschgutkomponenten, wobei einem Mischer mehrere Wägeeinrichtungen vorgeschaltet sind.
Derartige Vorrichtungen werden primär benutzt, um mehrere Mischgutkomponenten zu mirhen und dosiert einem Extruder zur Weiterverarbeitung zuzurlihren, wobei in der Regel ein den größten Gewichtsanteil ausmachender Mischguthauptbestandteil, beispielsweise ein Kunststoffgranulat, mit verschiedenen gewichtsmäßig kleinen Mischgutbestandteilen, wie z.B. Farbzusätzen, Stabilisatoren u. dgl. zu mischen ist.
Damit derartige Extruder zufriedenstellend arbeiten können, müssen die ihnen vorgeschalteten Vorrichtungen zum Dosieren und Mischen der Mischgutkomponenten auf ihrer Austragseite kontinuierlich arbeiten.
Es ist bereits bekannt, die Zuführung der einzelnen Mischgutkomponenten kontinuierlich mittels Bandwaagen vorzunehmen. Aus der DT-OS 2 149 242 ist es auch bereits bekannt, die Mischguthauptkomponente kontinuierlich mittels einer Bandwaage und die Kleinkomponenten kontinuierlich mittels volumetrischer Dosiereinrichtungen zuzuführen. Alle kontinuierlichen Wägeeinrichtungen, insbesondere also Bandwaagen, sind außerordentlich kostenaufwendig. Dies gilt im#Grundsatz auch für kontinuierliche volumetrische Dosiereinrichtungen, wobei hier noch hinzukommt, daß derartige Einrichtungen bei Jeder Anderung der Kleinkomponenten umgestellt werden müssen, da zuzumischende Kleinkomponenten oft stark unterschiedliche spezifische Gewichte haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei gutem Mischergebnis und kontinuierlichem Austrag ein einfacherer und damit wirtschaflticherer Aufbau erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens die Wägeeinrichtungen zum Dosieren der anteilimäßig kleinen Mischgutkomponenten als Taktwaagen ausgebildet sind, die einem Mischer mit Mischorganen direkt vorgeschaltet sind, und daß dem Mischer eine kontinuierlich arbeitende Austragseinrichtung nachgeschaltet ist.
Der Erfindung liegt also der allgemeine Gedanke zugrunde, die kostenmSßig günstigen diskontinuierlich arbeitenden Taktwaagen mit einer einfachen Mischeinrichtung zu kombinieren und so zu einem kontinuierlichen Austrag zu kommen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Mischer als Mischtrichter mit Mischorganen ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist hierbei im Mischtrichter ein angetriebenes Mischwerkzeug vorhanden, wobei es sich um eine Mischschnecke handeln kann. Wenn eine solche Mischschnecke Bereiche unterschiedlicher Steigung aufweist, kann der Mischeffekt optimiert werden. Anstelle einer Mischschnecke kann vorteilhafterweise der Mischtrichter einen Verteil-erkegel und zusätzlich noch einen Vibrationsantrieb aufweisen.
Anstelle eines solchen Mischtrichters kann aber auch ein an sich bekannter großvolumiger Wurf- oder Schleudermischer mit horizontalem MisehguLdurchlauf gewählt werden.
Bei einem Nischtrichter mit Verteilerkegel bzw. einem großvolumigen Wurf- oder Schleudermischer ist zweckmäßigerweise der Austragseinrichtung noch ein ebenfalls sehr kostengünstiger kleinvolumiger kontinuierlicher Ringmischer nachgeschaltet.
Diese alternativen Ausgestaltungen ermöglichen jeweils die Zuführung der einzelnen Mischgutbestandteile in diskontinuierlicher Form und gewährleisten eine völlige Durchmischung bei gleichzeitigem kontinuierlichen Austrag und entsprechender Zuführung zu einer Weiterverarbeitungsmaschine, beispielsweise einem Extruder. Die Austragseinrichtung ist zweckmäßigerweise als an sich bekannte Dosierschnecke ausgebildet.
Um eine schnelle Reinigung des Mischtrichters zu erweichen, ist dieser vorteilhafterweise seitlich wegbewegbar, wobei es von Vorteil ist, den Mischtrichter und sein Oberteil mittels Schnellverschlüssen lösbar miteinander zu verbinden.
Zweckmäßigerweise sind die Wägeeinrichtungen oberhalb des Mischers angeordnet. In der Regel wird es von Vorteil sein, sämtliche Wägeeinrichtungen, also auch die fUr den Mischguthauptbestandteil als diskontinuierlich arbeitende Taktwaagen, beispielsweise also als Behälterwaagen auszubilden. Es kann aber auch zweckmäßig sein, lediglich die Wägeeinrichtungen für die Kleinkomponenten als Taktwaagen auszubilden und die Wägeeinrichtung für die Mischguthauptkomponente noch als Bandwaage auszubilden, wobei immer noch praktisch die gesamten Vorteile der Erfindung erhalten bleiben.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Aufriß einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung gemäß der Schnittlinie 111-111 in Fig.
1, Fig. 4 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausfllhrungsform der Erfindung und Fig. 5 eine Prinzipskizze einer weiteren Aus funrnngs form der Erfindung.
Auf einem ortsfesten Gestell 1 sind oberhalb des Oberteils 2 eines Mischtrichters 3 kranzförmig im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 acht Behälterwaagen 4 angeordnet, die mit ihren Auslässen in das Oberteil 2 des Mischtrichters 3 einmUnden. Diese acht Behälterwaagen 4 dienen zur Zudosierung sogenannter Kleinkomponenten, d.h. von Mischgutkomponenten, deren Gewichtsanteil an der Gesamtmischgutmenge relativ klein ist. Die einzelnen Behälterwaagen 4 können direkt ueber Zuführstutzen 5 von selbständig transportablen Vorratsbehältern 6 aus beschickt werden, die auf einem Zwischenboden 7 abgestützt sein können.
Etwa zentrisch über dem Mischtrichter 3 ist eine weitere Behälterwaage 8 zur taktweisen Dosierung der Mischguthauptkomponente angeordnet, die ebenfalls über ein Zuführrohr 9 mit dem Mischtrichter verbunden ist.
Mischtrichter 3 und Oberteil 2 sind mittels Schnellverschlossen 10, beispielsweise Kniehebelverschlüssen, leicht lösbar miteinander verbunden, die rundum im Bereich horizontaler Trennflansche 11 vorgesehen sind. Das Oberteil 2 ist auf einem auch das Gestell 1 tragenden Zwischenboden 12 schwingungsfähig, beispielsweise über Federn 13, abgestützt. Es kann mittels eines nicht dargestellten Vibrationsantriebes in Schwingung, und zwar in Horizontalschwingungen, versetzt werden, wodurch ein Anhaften der dosierzugegebenen Mischgutkomponenten in pulveriger oder pastenförmiger Form an der Innenwand des Mischtrichters 3 verhindert wird.
Der Mischtrichter selber ist über ein Laufwerk 14 auf Schienen 15 seitlich verfahrbar abgestützt, so daß er zu einer schnellen Reinigung nach Lösen der Schnellverschlüsse 10 seitlich Verfahren werden kann. Die Schienen 15 sind an dem Zwischenboden 12 angehängt.
Um Vibrationen des Mischtrichters 3 und seines Oberteils 2 zuzulassen, sind die entsprechenden Anschlüsse auf der Zugabe- und auf der Austragseite als elastische Schläuche 16, beispielsweise in Blasebålgform, ausgebildet.
Im Mischtrichter 3 ist ein sich nach unten erweiternder Verteilerkegel 17 angeordnet, über den die zentrisch zugeführte Mischguthauptkomponente gleichmäßig auf die Innenwand des Mischtrichters verteilt wird, wobei der freie Querschnitt zwischen dem Verteilerkegel 17 und der Innenwand des Mischtrichters 3 so bemessen ist, daß die Mischgutkomponenten, und zwar insbesondere die Mischguthauptkomponenten, nur verhältnismäßig langsam im Mischtrichter nach unten rieseln können, so daß hierbei bereits eine intensive Vormischung zwischen der Mischguthauptkomponente und den Kleinkomponenten stattfindet, die durch Vibrationsbewegungen noch verbessert wird.
Uber einen Austragstutzen 18 ist der Mischtrichter 3 mit einer von einem Motor 19 angetriebenen Austragschnecke 2O.verbunden, die als Misch- und Dosierschnecke arbeitet. Diese Austragsschnecke 20 kann in an sich bekannter Weise zur Verbesserung des Mischeffektes mit einer eingebauten Homogenisier-und Auflockerungsspirale versehen sein.
Der Austragsschnecke 20 ist ein ebenfalls bekannter, von einem Motor 21 angetriebener kontinuierlicher Mischer 22 nachgeschaltet, in dem die endgültige und abschließende Durchmischung der einzelnen Mischgutkompnnenten vorgenommen wird. Aus dem Auslauf 23 des kontinuierlichen Mischers 22 wird das fertiggemischte Mischgut kontinuierlich einem Extruder 24 zur weiteren Verarbeitung und zugeführt.
Im Auslaßstutzen 18 des Mischtrichters 3 ist ein Niveaus tandsanzeiger 25 vorgesehen, durch den ein Überfüllen des Mischtrichters 5 verhindert wird.
Die Arbeitsweise der dargestellten und beschriebenen Vorrichtung ist folgendermaf#n: Entweder örtlich oder zentral wird das Sollgewicht der Behälterwaagen 4 bzw. 8 eingestellt, d.h. es wird eingestellt, welche Gewichtsmenge eines Mischgutbestandteils bei Jedem Abruf bzw. bei jeder Entleerung aus einer Behälterwaage in den Mischtrichter 3 abgegeben werden soll. Außerdem wird zental der Gesamtdurchsatz,#d.h. die Anzahl der Mischgut-Mischtrichter, eingestellt. Da die Fördermenge der Austragsschnecke pro Zeiteinheit direkt von ihrer Drehzahl abhängig ist, wird hierbei gleichzeitig eine bestimmte Drehzahl der Austragsschnecke 20 vorgegeben.
Nach Inbetriebnahme des Extruders 24 und des kontinuierlichen Mischers 22 wird die Behälterwaage 8 zur den Mischguthauptbestandteil, z.B. Polypropylen, in den Mischtrichter 3 entleert, nachdem zuvor überprüft worden ist, ob auch alle anderen Behälterwaagen 4 mit den entsprechende#n Mischgutkomponenten gefüllt sind. Während die Mischguthauptkomponente im Mischtrichter 3 unter Vibrationen über den Verteilerkegel 17 gleichmäßig auf der Innenwandung des Mischtrichters 3 verteilt wird, werden aus den Behälterwaagen 4 die einzelnen Mischgutkomponenten, z.B. Farbzusätze und Stabilisatoren, in den Mischtrichter 3 entleert. Während diese M,ischgutko#ponenten in den Auslaßstutzen 18 wandern, findet bereits eine relativ gute Vormischung statt. Der freie Querschnitt Q sollte so bemessen sein, daß es etwa 20 bis 30 Sekunden dauert, bis die Mischgutbestandteile in dem Auslaßstutzen 18 bzw. der Austragsschnecke 20 sind.
Wenn nach einer gewissen Anzahl von Schüttungen, beispielsweise 5 bis 20 Schüttungen aller Mischgutkomponenten, der Auslaßstutzen 18 gefüllt ist, wird von demNiveaustandsanzeiger 25 die Austragsschnecke 20 eingeschaltet, wodurch dem kontinuierlichen Mischer 22 bereits vorgemischte Mischgutkomponenten zugeführt werden. Die Drehzahl und damit die Förderleistung pro ZeiXinhelt der Austragsschnecke 20 wird von dem Niveaustandsanzeiger 25 nachgeregelt, wobei zusätzlich einige Zeitrelais vorhanden sind, um allzu kurzzeitige Drehzahl schwankungen der Austragsschnecke 20 zu unterbinden, Da somit die Förderleistung der Austragsschnecke 20 nicht völlig konstant ist, kann sich der Füllstand im kontinuierlichen Mischer 22 ändern, was aber auf die Mischqualität keinen Einfluß hat, Bei einer weiteren in Fig. 4 lediglich als Prinzipskizze dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die konstruktive Ausbildung sehr ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 sein, so daß insoweit für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern benutzt worden sind.
Der Mischtrichter 3 ist hierbei als Kegeischneckenmischer ausgebildet, in dem eine Mischschnecke 30 angeorndet ist, die von einem im Bereich der unten liegenden Spitze des Mischtrichters 3 angeordneten Motor 31 angetrieben wird. Mit ihrem oberen Ende ist die Mischschnecke 30 in einem Planetenrad eines Planetengetriebes je gelagert, das von einem auf dem Deckel 33 des Mischtrichters 3 angeflanschten Motor 34 angetrieben wird, so daß die Schnecke außer der Drehung um ihre Achse noch weitere den gesamten Querschnitt des Mischtrichters 3 bestreichende Bewegungen aus führt.
Die Mischschnecke 30 weist einen oberen Bereich 35 mit kleinerer Steigung und einen unteren Bereich 36 mit großer Steigung auf. Zwischen den beiden Bereichen 35 und 36 ist ein Bereich 57, in dem die Mischschnecke überhaupt keine Förderwirkung ausübt. Durch diese Ausgestaltung der Schnecke wird erreicht, daß im unteren Bereich des Mischtrichters eine hohe Mischgeschwindigkeit und im oberen Bereich eine niedrige Mischgeschwindigkeit eingestellt wird, wobei aufgrund der förderungsneutralen Zone 37 diese beiden Mischzonen ziemlich klar voneinander getrennt sind.
Im Deckel 53 des Mischtrichters 3 ist ein Niveaustandsanzeiger 38 vorgesehen, über den die Entleerung der Behälterwaagen 4 bzw. 8 gesteuert wird, und zwar wird so oft entleert, bis der Soll-Füllstand im Mischtrichter 3 erreicht ist. Aus dem unteren Bereich des Mischtrichters mündet ein Auslaßstutzen 39 aus, der zu einer Austragsschnecke 40 führt, die von einem Motor 41 angetrieben wird. Von der Austragsschnecke 40 werden die fertiggemischten Mischgutkomponenten einem Extruder 24 zudosiert.
Bei Betriebsbeginn werden bei laufender Mischschnecke 30 die Behälterwaagen 4 bzw. 8 so oft in den Mischtrichter 3 entleert, bis der Soll-Füllstand erreicht ist. Eine vor dem Auslaßstutzen 59 liegende Klappe 42 ist hierbei geschlossen. Ist dieser Soll-Füllstand erreicht, so wird die Klappe 42 geöffnet und die Austragsschnecke 40 in Betrieb genommen. Sie hat einen regelbaren Antrieb.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 5 unterscheidet sich von den vorhergehenden Aus führungsbei spielen dadurch, daß dem Vorratsbehälter 6 für die Mischguthauptkomponente eine Bandwaage 42 nachgeschaltet ist, über die die gewichtsmä#ge Dosierung der Mischguthauptkomponente erfolgt.
Anstelle eines Mischtrichters ist bei diesem AusfUhrungsbeispiel ein großvolumiger Wurf- bzw. Schleudermischer 43 vorgesehen, in dem die einzelnen Mischgutkomponenten gemischt und gleichzeitig egalisiert werden. Dieser Mischer 43 besteht aus einem etwa zylinderförmigen Trog, in dem eine horizontale Mischwerkswelle 44 mit Mischwerkzeugen 45 angeordnet ist, die von einem Motor 46 angetrieben wird.
Durch einen Überlauf 47 werden die vorgemischten Mischgutkomponenten in kontinuierlichem Strom in einen hochtourigen kleinvolumigen Ringmischer 48 eingegeben, in dem sie bei sehr kurzer Verweilzeit einem hochwirksamen Mischprozeß unterworfen werden. Da das fertige Mischgut vollkommen gleichmäßig aus diesem Mischer 48 austritt, kann eine Austragsdosierschnecke entdrallen, so daß das Mischgut aus diesem Mischer direkt einem Extruder 24 zuge führt werden kann.
- Ansprüche -

Claims

Ansprüche 9 Vorrichtung zum Dosieren mehrerer Mischgutkomponenten, wobei einem Mischer mehrere Wägeeinrichtungen vorgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Wägeeinrichtungen zum Dosieren der anteilsmäßig kleineren Mischgutkomponenten als Taktwaagen (4) ausgebildet sind, die einem Mischer (3, 49) mit Mischorganen (17, 30, 45) direkt vorgeschaltet sind, und daß dem Mischer eine kontinuierliche Austragseinrichtung (20, 40, 47) nachgeschaltet ist.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer als Mischtrichter (3) mit Mischorganen (17, 30) ausgebildet ist.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Mischtrichter (n) ein angetriebenes Mischwerkzeug vorgesehen ist.
4.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischwerkzeug eine Mischschnecke (30) vorgesehen ist,.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschnecke (30) Bereiche unterschiedlicher Steigung (55 bis 37) aufweist.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischtrichter (3) einen Verteilerkegel (17) aufweist.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischtrichter (3) einen Vibrationsantrieb aufweist.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer als großvolumiger Wurf- oder Schleudermischer (43) mit horizontalem Mischgutdurchlauf ausgebildet ist.
9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Austragseinrichtung (20. 40, 47) ein kleinvolumiger kontinuierlicher Ringmischer (22, 48) nachgeschaltet ist.
10.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch fiekennzeichnet, daß die Austragseinrichtung in an sich bekannter Weise als Dosierschnecke (20, 35) ausgebildet ist.
11.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischtrichter (5) seitlich wegbewegbar ist.
12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mlschtrichter (5) und sein Oberteil (2 bzw. 323 mittels Schnellverschlüssen (10) lösbar miteinander verbunden sind.
13.) Vorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 12, dadurch gekennseichnet, daß die Wägeeinrichtungen (4, 8, 423 oberhalb des Mischers (3, 45) angeordnet sind.

L e e r s e i t e