DE3240771A1 - Misch- und entgasungsvorrichtung - Google Patents

Misch- und entgasungsvorrichtung

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Description

MICAFIL AG, Zürich ".-KV-V/Mi 315/82
Misch- und Entgasungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Misch- und Entgasungsvorrichtung für zähflüssige Stoffe,, insbesondere für Mehrkomponenten-Kunstharz-Isoliermittel für elektrische Isolierungen, im wesentlichen bestehend aus einem mit einem Rührwerk versehenen Behälter mit Temperaturregelung, Messelementen und Steuerungen, sowie einem Zuführungsrohr und einem Auslass-Stutzen.
Bei Imprägnieranlagen ist es üblich, einen mit einem normalen Rührwerk, beispielsweise einen Plattenrührer, ausgerüsteten Misch- und Entgasungsbehälter zu verwenden, wobei während des Betriebes der Mischvorrichtung das Imprägniermittel im Behälter vermischt und entgast wird. Fü.r zähflüssige Stoffe, beispielsweise für Kunstharze, ist jedoch diese Anordnung weniger geeignet, um eine schnelle Entgasung des Imprägniermittels zu erreichen.
Bei Vergiessanlagen, wo üblicherweise gegenüber dem Imprägnieren zähflüssigere Stoffe verwendet werden, sind schon verschieden Vorschläge für eine beschleunigtenEntgasung während des Mischprozesses gemacht worden, wie beispielsweise gemäss der DE-AS 24 17 137, wo durch eine im Behälter zentrisch angeordnete Förderschnecke, die im geringen Abstand von einem Führungsrohr umgeben ist, das oben eine Ablauffläche aufweist,
wobei durch zusätzliche Massnahmen die Strömungsverhältnisse im Bereich zwischen dem unteren Rohrende, dem Rührflügel und dem Behälterboden verbessert wurden.Die durch das Führungsrohr mehrfach nach oben geförderte Masse breitet sich jeweils in einer dünnen Schicht über die Ablauffläche und läuft von dort nach unten. Diese Massnahmen bewirken eine Verbesserung des Mischvorganges, demgegenüber ist jedoch eine vollständige Entgasung bei zähflüssigen Stoffen unter Berücksichtigung der kurzen Reaktionszeit dieser Stoffe oft unbefriedigend.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Misch- und Entgasungsvorrichtung zu schaffen, mit welcher eine besser kontrollierte Verteilung von zähflüssigen Stoffen, wie Harzen» Lacken u.dgl. gewährleistet wird, die zusammen mit einer optimalen Temperaturregelung eine rasche Abkühlung/Aufheizung und damit eine schnelle Entgasung des gesamten zugeführten Stoffes in kürzester Zeit kontinuierlich ermöglichen.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausbildungen und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 hervor.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass sowohl die in der Misch- und Entgasungsvorrichtung bereits vorhandenen Heiz-/Kühl-Rohrschlangen als auch die Innenoberfläche der Behälterwand für eine besonders für zähflüssige Stoffe wirkungsvolle Dünnschicht-Entgasung ausgenützt werden, wobei bei der Verwendung eines einteiligen bzw. stufenartigef» Verteiltellers über dessen Oberfläche eine zusätzliche Entgasung in dünnen Schichten erfolgt.
In der Zeichnung sind erfindungsgemässe Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt.
Es zeigt
Fig.l einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer Misch- und Entgasungsvorrichtung, auf der linken Zeichnungshälfte eine einteilige Ausführung und auf der rechten Seite der Zeichnung eine stufenartige Ausbildung eines Verteiltellerss
Fig.2 einen Grundriss eines einteiligen Verteilteilers der linken Seite der Fig.l,
Fig.3 einen Querschnitt eines stufenartigen Verteiltellers gemäss der rechten Seite der Fig.l und
Fig.4 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Misch- und Entgasungsvorrichtung,
Gemäss Fig.l ist eine erfindungsgemässe Misch- und Entgasungsvorrichtung mit 1 bezeichnet. Sie besteht aus einem Behälterboden 25 einer Behälterdecke 3, einem beheizbaren und kühlbaren Behältermantel 4 mit Eintritts- 4E und Austrittsöffnungen 4A für ein Heiz- oder Kühlmittel» Ein über einen Antrieb 15 angetriebenes Rührwerk 6-11 besteht aus einer Rührwelle mit einem Plattenrührer 7 und Wellenbrechern 8-11. Eine weitere Heiz- und Kühleinrichtung wird beispielsweise durch senkrecht im Abstand zur Innenoberfläche 5 des Behältermantels 4 übereinander kreisförmig angeordnete Rohrschlangen 14 gebildet, wobei der Heiz- oder Kühlmittel-Eintritt bzw. -Austritt mit 14E bzw» 14A bezeichnet sind. Sowohl der einteilig ausgebildete Verteilteller 16,-der in der Fig.2 im Detail dargestellt ist, als auch der stufenartig ausgebildete Verteilteller 17 (gemäss Fig.3) bilden im Querschnitt annähernd einen Kegelstumpf, wobei die Telleroberflächen glatt, gerippt, gewölbt und/oder gewellt ausgebildet sein können. Der Verteilteller 16 oder 17 ist mit der Rührwelle 6 drehfest verbunden.
Oberhalb des Verteiltellers 16, 17 ist ein Zuführungsrohr 12, das schwenkbar ausgebildet sein kann, für die Zuführung des Isoliermittels, vorzugsweise eines Mehrkomponenten-Kunstharz-Imprägniermittels oder einer -Vergussmasse vorgesehen. Im Behälterboden 2 ist ein Ablass-Stutzen 13 für die Weiterleitung
-G-
des Isoliermittels zu einem Imprägnier- bzw. Giesskessel (nicht dargestellt) vorgesehen.
Fig.2 zeigt einen einteiligen Verteilteller 16, dessen Aussenumfang Ausnehmungen 18 und dadurch verschiedene Radien aufweist, wobei der eine Aussenumfang 19 mit dem grösseren Radius sich bis nahe der Innenöberfläche 5 der Behälterwand erstreckt und der zweite Aussenumfang 20 mit dem kleineren Radius oberhalb der Rohrschlangen 14 endet. Durch entsprechende Dimensionierung der Ausnehmungen 18 können die Isoliermittel-Mengen, die an der Innenoberfläche 5 der Behälterwand bzw. über die Rohrschlangen 14 abfliessen durch austauschbare Verteilteller 16 mit verschieden grossen Ausnehmungen 18 geregelt werden.
Fig.3 zeigt einen stufenartigen, beispielsweise einen zwei Stufen aufweisenden Verteilteller 17, dessen beide Stufen aus sich überlappenden Tellerteilen 21,22 gebildet werden, wobei zwischen den Stufen 21/22 jeweils senkrecht zur Telleroberfläche radial angeordnete Teilwände 23 vorgesehen sind. Im Abstand zur ersten Stufe 21/22 ist ein sich über den gesamten Umfang erstreckender Kragen 24 so angeordnet, dass zwischen dem ersten Tellerteil 21 und dem darauffolgenden Tellerteil 22 Durchflussöffnungen 25 beidseitig der Teilwände 23 entstehen. Derartige Ausbildungen werden durch Ansehweissen des Kragens 24 an die Stirnkanten der Teilwände 23, sowohl im Abstand zum Aussenumfang des ersten Tellerteiles 21, als auch im Abstand zur Oberfläche des zweiten ι Tellerteiles 22 gebildet.
Die Misch- und Entgasungsvorrichtung 1 gemäss Fig.4 ist ähnlich wie in Fig.l ausgebildet, wobei anstatt des einteiligen bzw. stufenartigen Verteiltellers 16 bzw.17 ebenfalls drehfest mit der Rührwelle 6 verbunden ein Verteilgefäss 26 mit mindestens zwei verschieden langen aus dem Verteilgefäss herausführenden Verteilrohren 27,28 angeordnet ist. Das längere Verteilrohr 28 erstreckt sich bis nahe der Innenoberfläche 5 der Behälterwand, das kürzere Verteilrohr 27
endet oberhalb der Heiz-/Kühl-Rohrschlangen 14. Das Ende des Zuführungsrohres 12 befindet sich oberhalb des Verteilgefässes 26 , in welches das zugeführte Isoliermittei hineinfliesst.
Die erfindungsgemäss Vorrichtung wird wie folgt betrieben:
Der Arbeitsablauf in der Vorrichtung erfolgt intermittierend, wobei das vorher aufbereitete Imprägniermittel oder die Vergussmasse aus der Misch- und Entgasungsvorrichtung 1 chargenweise dem Imprägnier- oder Giesskessel (nicht dargestellt) zugeführt wird. Derartige Isolierstoffe werden unter Berücksichtigung der Lebensdauer/Topfzeit in der Misch- und Entgasungsvorrichtung unter tieferer Temperatur etwa bei -5 0C bis +10 °C gelagert.
Vor der eigentlichen beispielsweise Imprägnierung, wird das Imprägniermittel in der Misch- und Entgasungsvorrichtung 1 auf die je nach Harztype erforderliche Temperatur zwischen 20 C und 70 C gebracht. Nachdem der Vakuum/Druck-Imprägnierkessel (nicht dargestellt) mit dem eingebrachten Gut evakuiert wurde, wird das in der Hisch- und Entgasungsvorrichtung 1 zubereitete Imprägniermittel durch den Ablass-Stutzen 13 in den Imprägnierkessel geleitet, wo das zu isolierende Guts beispielsweise eine Wicklung eines elektrischen Bauteiles, überflutet und unter Vakuum getränkt wird. Nachfolgend wird das Vakuum in bekannter Weise, beispielsweise mit einem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, gebrochen und der Imprägniermittelspiegel des Bauelementes mit Ueberdruek belastet. Durch den Ueberdruek wird das überschüssige Imprägniermittel über einen Filter (nicht dargestellt) über eine Leitung durch das Zuführungsrohr 12 in den Behälter der Misch- und Entgasungsvorrichtung 1 zurückgeführt und fliesst in der Nähe der Rührwelle 6 auf den beispielsweise einteilig ausgebildeten Verteilteller 16» Der rotierende Verteilteller 16 ermöglicht eine schnelle, gleichmässige Verteilung des Imprägniermittels in dünnen Schichten über die gesamte Telleroberfläche, wodurch eine intensive Dünnschicht-Oberflächenentgasung gewährleistet wird. Beim Verteilteller 16 gemäss Fig.2 fliesst das
ZZ- - · " ν "»« Imprägniermittel üb&f die Qb*e"rfl*ache" de'sselben, und zwar einmal über den Aussenumfang 19 mit dem grösseren Radius an die Innenoberfläche 5 der Behälterwand und zum anderen über den Aussenumfang 20 mit dem kleineren Radius auf die vertikal übereinander angeordneten Heiz-ZKühl-Rohrschlangen 14 in dünnen Schichten nach unten, wodurch eine weitere wirkungsvolle Dünnschicht-Entgasung stattfindet. Der Verteil teller könnte für bestimmte Anwendungszwecke auch ohne Ausnehmungen ausgebildet sein, wobei er sich mit seinem Aussenumfang entweder bis zur Innenoberfläche 5 der Behälterwand erstrecken oder oberhalb der heiz-/kühlbaren Rohrschlangen 14 enden würde.
Damit das Imprägniermittel in den Zwischenraum zwischen den Rohrschlangen 14 und der Innenoberfläche 5 der Behälterwand nicht herunterfHessen kann, sind die Tellerabschnitte zwischen dem kleineren und grösseren Aussenumfang jeweils leicht nach oben abgebogen.
Bei einem stufenartig ausgebildeten Verteilteller 17 (gemäss Fig.3) erfolgt zusätzlich mindestens in einer Stufe 21/22 eine Ueberlagerung der dünnen Schichten des Imprägniermittels, indem das Imprägniermittel über den ersten Tellerteil 21 und über die Kanten der jeweils senkrecht zur Telleroberfläche radial angeordneten Teilwände 23 bis zum im Abstand zum ersten Tellerteil 21 an den Stirnkanten befestigten Kragen 24, der sich über den ganzen Umfang erstreckt, fliesst und an dessen Innenwand auf den nächsten zum ersten Tellerteil 21 überlappenden Tellerteil 22 herunterfliesst, wobei gleichzeitig in den Durchflussöffnungen 25 eine Schichtüberlagerung des Imprägniermittels erfolgt, wodurch eine weitere intensive, für sehr zähflüssige Stoffe besonders wirkungsvolle Entgasung sichergestellt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform der Misch- und Entgasungsvorrichtung gemäss Fig.4 erfolgt die Verteilung des Imprägniermittels aus dem mit der Rührwelle 6 drehfest verbundenen Verteilgefäss 26, über mindestens zwei verschieden lang ausgebildete Verteilrohre 27,28 und zwar ohne einen dazwischen geschalteten Verteilteller 16,17 direkt an die Innenoberfläche 5 der Behälterwand bzw. auf die Heiz-/Kühl-Rohrschlangen 14, wobei das Imprägniermittels jeweils in dünnen Schichten bei gleichzeitiger wirkungsvoller Entgasung herunterfliesst.
BAD ORIGINAL
Aufstellung der verwendeten Bezuqszeichen
1 Misch- und Entgasungsvorrichtung
2 Behälterboden
3 Behälterdeckel
4 Behältermantel, beheiz»/kühlbar
4E Eintrittsöffnung für das Heiz-/Kühlmittel
4Ä Austrittsöffnung " " " "
5 Innenoberfläche der Behälterwand
6-12 Rührwerk '"*
6 Rührwelle
7 Plattenrührer 8(.,.ll) Wellenbrecher
12 Zuführungsrohr
13 Ablass-Stutzen
14 Rohrschlangen
14E Eintrittsöffnung für das Heiz-/Kühlmittel
14A Austrittsöffnung " «■ «
15 Antrieb 16,17 Verteilteiler
16 Verteilteller, einteilig ausgebildet
17 Verteilteller, stufenartig ausgebildet
18 Ausnehmungen
19 Aüssenumfang mit dem grösseren Radius 2Q Aüssenumfang mit dem kleineren Radius
21 erster Tellerteil
22 zweiter Tellerteil 21/22 erste Stufe
23 Teilwände
24 Kragen
25 Durchflussöffnungen
26 Verteilgefäss
27 Verteilrohr, kürzeres
28 Verteilrohrs längeres

Claims (1)

  1. -β - \ ■■■
    MICAFIL AG, Zürich KV-V/Hi 315/82
    Patentansprüche
    [lyMisch- und Entgasungsvorrichtung für zähflüssige Stoffe, insbesondere für Mehrkomponenten-Kunstharz-Isoliermittel für elektrische Isolierungen, im wesentlichen bestehend aus einem mit einem Rührwerk versehenen Sehälter mit Temperaturregelung, Messelementen und Steuerungen, sowie einem Zuführungsrohr und einem Auslass-Stutzens dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der die Heiz-/Kühlelemente bildenden Rohrschlangen (14) eine mit einer Rührwelle (6) drehfest verbundene Verteileinrlehtung (16,19,20;17-25; 26-28) so angeordnet ist, dass sich diese zum Teil bis nahe der Innenoberfläche (5) der Behälterwand erstreckt und zum Teil oberhalb der Rohrschlangen (14) endet.
    2, Vorrichtung nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verteileinrichtung (16,19,20517-25) aus einem nach unten kegelstumpfförmig ausgebildeten Verteilteller (16517) besteht, dessen Aussenumfang Ausnehmungen (18) und dadurch verschiedene Radien aufweist, wobei der eine Aussenumfang (19) mit dem grosseren Radius sich bis nahe der Innenoberfläche
    (5) der Behälterwand erstreckt und der zweite Aussenumfang (20) mit dem kleineren Radius oberhalb der Rohrschlangen (14) endet.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilteller (16) einteilig ausgebildet ist»
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilteller (17) stufenartig ausgebildet ist und mindestens eine Stufe (21/22, ...) aufweist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilteller (17) mindestens zwei stufenartig sich überlappende Tellerteile (21,22) aufweist, und das zwischen den Stufen (21/22, ·..) jeweils senkrecht zur Telleroberfläche radial angeordnete Teilwände (23) vorgesehen sind, und dass ferner im Abstand zur ersten Stufe (21/22) an den Teilwänden (23) ein sich über den gesamten Umfang erstreckender Kragen (24) so angeordnet ist, dass zwischen dem ersten Tellerteil (21) und dem darauffolgenden Tellerteil (22) Durchflussöffnungen (25) beidseitig der Teilwände (23) entstehen.
    6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Telleroberfläche glatt,gerippt, gewölbt und/oder gewellt ausgebildet ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (26-28) aus einem von der Rührwelle (6) durchdrungenen und mit dieser drehfest verbundenen Verteilgefäss (26) besteht, aus welchem mindestens zwei Verteilrohre (27,28) unterschiedlicher Länge herausführen, wobei das eine, längere Verteilrohr (28), sich bis nahe der Innenoberfläche (5) der Behälterwand erstreckt und das andere, kürzere Verteilrohr (27), oberhalb der Rohrschlangen (14) endet.
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