DE2735388C2 - Mischwerkzeug - Google Patents

Description

Bei der Aufbereitung von Kunststoffen, beispielsweise bei der Bildung von Agglomeraten aus Kunststoffpulver, beispielsweise °VC-Pulver, wird mit Hilfe eines Mischers mit umlaufendem Mischwerkzeug durch Erzeugen von Friktion das Kunststoffpulver erwärmt, so daß die Körper klebrig werden, erweichen und agglomerieren. Dabei bewirkt das im Mischbehälter umlaufende Mischwerkzeug zugleich eine Durchmischung des Gutes und damit eine Verteilung der im Gut erzeugten Wärme.

Die Anmeldung betrifft ein Mischwerkzeug der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art. Ein derartiges ist bekannt (DE-OS 25 03 838). Zur Erzielung einer guten Mischwirkung ist das bekannte Mischwerkzeug so gestaltet, daß die im Gut parallel zur Rotationsachse erzeugte Geschwindigkeitskomponente an allen Punkten, an denen der oder die Flügel des Misch Werkzeuges mit dem Gut in Berührung tritt, gleich groß ist.

Bei dem bekannten Mischwerkzeug haben die Flügel eine gleichmäßige Höhe, d.h. das der Achsrichtung parallele Maß der Flügel ist über die ganze Flügellänge gleich. Es wurde nun gefunden, daß bei diesen Mischwerkzeugen die Festigkeitsprobleme nur schwer zu beherrschen sind. Dies rührt daher, daß der Querschnitt jedes Flügels von der Rotationsachse des Mischwerkzeugs aus nach außen stark zunimmt und große Impulse aus dem achsfernen Bereich des Mischwerkzeugs über relativ kleine Querschnitte auf die Achswelle übertragen werden.

Auch wurde gefunden, daß dieses Werkzeug speziell für sogenannte Heizmischer, d. h. solche, mit welchen gewolltermaßen die eingangs erwähnte Erwärmung des behandelten Guts hervorgerufen werden soll, nicht sonderlich geeignet ist. Die dem Gut vermittelte Wärme ist innerhalb von Anstellwinkeln von 0° bis 30° der Aufprallfläche eines Mischflügels gegen die Radialschnittebene unabhängig vom Anstellwinkel und allein durch die Projektionsfläche bestimmt, die der Flügel in Bewegungsrichtung gesehen aufweist. Da die vermittelte Wärme weiterhin von der Geschwindigkeit abhängt, mit welcher ein Flügelflächenpunkt auf ein Gutpartikel auftrifft, wird im Flügelbereich fern der Rotationsachse mehr Wärme erzeugt als im achsnahen Flügelbereich. Es ergibt sich im behandelten Gut bezogen auf die Raumeinheit eine ungleichförmige Wärmemengenverteilung, die auch durch Rühren nicht beseitigt werden kann, da hierdurch ja besagte Ungleichförmigkeit erzeugt wird.
Weiterhin ist ein Planeten-Mischer bekannt (DE-OS 24 28 153), bei welchem durch einen besonderen Antrieb bewirkt wird, daß überall, wo Gutpartikel auf das Mischwerkzeug treffen, die Aufprallgeschwindigkeiten gleich groß sind. Bei diesem Mischer ist somit für eine se!«· gleichmäßige Wärmeerzeugung Sorge getragen.

Es .iegt jedoch auf der Hand, daß Planetenmischer in der Konstruktion viel aufwendiger sind als diejenigen Mischer, bei denen das Mischwerkzeug keine planetarische Bewegung ausführt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mischwerkzeug der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich bei seinem Einsatz als friktionserzeugendes Werkzeug in einem Heizmischer im Gut bezogen auf eine mittlere Volumeneinheit eine gleichmäßige Wärmemengenverteilung erzielen läßt

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Bei dem so ausgebildeten Mischwerkzeug nimm: zwar mit dem Abstand eines Flügelpunktes zum Drehradius die Aufprallgeschwindigkeit zu, so daß die

JO Erwärmung durch Friction der Einzelpartikel mit dem Abstand zur Drehachse ebenfalls zunimmt. Dieser Effekt ist nicht vermeidbar. Jedoch nimmt die Menge der vom Flügel unmittelbar getroffenen Partikel mit zunehmendem Abstand zur Drehachse infolge der erfindungsgemäßen Gestaltung des Mischflügels ab. Die gegenüber den achsnäheren Gutpartikeln höher erwärmten Gutpartikel geben ihre Wärme an eiiie größere Menge nicht vom Flügel getroffener Gutpartikel ab. Bezogen auf eine nich: zu kifin bemessene Volumeneinheit wird im achsfernen Bereich nicht mehr Wärme erzeugt als im achsnahen Bereich des Gutes, so daß sich insgesamt gesehen eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung ergibt Die geringen, im Entstehungsstadium vorhandenen Ungleichmäßigkeiten in der

⁴^ Wärmeverteilung gleichen sich schon bei geringer

Gutbewegung rasch aus. Festigkeitsprobleme der

eingangs genannten Art ergeben sich bei dem anmeldungsgemäßen Mischwerkzeug nicht.

F i g. I zeigt einen mit zwei Wurfflächen (symme-

5" trisch) ausgerüsteten Mischflügel von hinten. Wie ersichtlich, nimmt seine senkrecht zur Bewegungsebene verla ifende Höhe vom freien Ende zur den Mischflügel tragenden Welle allmählich zu, wobei die Kanten des Mischflügels die Form von Parabeln beschreiben.

⁵"> Fi g. 2 zeigt den Mischflügel nach F i g. 1 von oben und einen Querschnitt des Mischflügels. Aufgrund der im Patentanspruch gegebenen Bedingungen ist der Mischflügel relativ schlank. Seine Anströmkante ist geradlinig ausgeführt Der Verlauf der Hinterkante ergibt sich aus den Lösungsbedingungen. An allen Stellen weist der Querschnitt des Mischflügels Dreiecksform auf, wobei die Schnitte in Bewegungsrichtung, wdclis kreisbogenförmig verläuft, liegen.
Die Vorderkante des Mischflügels braucht nicht geradlinig zu sein, sie kann auch bogenförmig verlaufen. Die anderen Kanten des Mischflügels bekommen dann eine entsprechend geänderte, nicht so einfach wie obenstehend zu erläuternde Gestalt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mischwerkzeug mit wenigstens einem von einer rotierenden Welle radial abstehenden Mischflügel, dessen Querschnitt über die gesamte radiale Länge des Mischflügels im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist, wobei die Spitze des Querschnittsdreiecks in Bewegungsrichtung zeigt und die an der Spitze endenden Schenkel des Querschnittsdreiecks mit der in der Bewegungsrichtung liegenden Ebene jeweils einen Winkel einschließen, dessen Größe als Funktion des radialen Abstandes des Querschnitts von der Rotationsachse der Welle derart gewählt ist, daß die vom Mischflügel im Mischgut erzeugten, parallel zur Rotationsachse verlaufenden Geschwindigkeitskomponenten über die gesamte radiale Länge des Mischflügels gleich groß sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bewegungsrichtung gemessene Höhe eines Querschnittsdreiecks des Mischflügeis im wesentlichen umgekehrt proportional zum Quadrat des radialen Abstandes des Querschnittsdreiecks von der Rotationsachse der Welle ist