DE4119033A1

DE4119033A1 - COOLING MIXER FOR POWDER OR GRANULAR PLASTIC PLASTICS AND METHOD FOR OPERATING THE SAME

Info

Publication number: DE4119033A1
Application number: DE4119033A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Bornemann
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2011-06-11
Also published as: EP0526701A1; JP2504664B2; EP0526701B1; ES2066516T3; JPH06155454A; DE59201081D1; DE4119033C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlmischer für pulver- und granulatförmige Kunststoffe und anderes rieselfähiges Gut nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a cooling mixer for powder and granular Plastics and other free-flowing goods according to the preamble of claim 1.

Derartige Mischer werden insbesondere zur Abkühlung von in Heizmischern auf bereiteten Kunststoffen verwendet, um eine bei hohen Temperaturen mögliche und unerwünschte Änderung der über die Aufbereitung erzeugten Eigenschaften zu vermeiden.Such mixers are used in particular for cooling in heating mixers prepared plastics used to make a possible at high temperatures and undesirable change in the properties generated by the preparation to avoid.

Bekannte Kühlmischer mit um eine vertikale Drehachse umlaufenden Misch werkzeugen weisen doppelwandig ausgebildete, bei Betrieb des Mischers von einem Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, durchflossene Behälter auf, deren Minimalhöhe etwa ihrem Durchmesser entspricht.Known cooling mixers with mixing rotating around a vertical axis of rotation tools have double-walled, when operating the mixer from a cooling medium, preferably water, through which containers flow Minimum height corresponds approximately to their diameter.

Um die Gesamtmantelfläche des Kühlmischers auch nur annähernd für die Kühlung des Mischgutes zu nutzen, wird das Mischwerkzeug mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit betrieben, womit der Mischkammer durch innerhalb des Mischgutes und zwischen Mischgut und Mischer auftretender Reibung zusätzlich Wärme zugeführt wird und der innere Bereich des Behälterbodens infolge der auf das Mischgut wirkenden Zentrifugalkraft nur ungenügend zur Kühlung des Mischgutes beiträgt.To the total surface area of the cooling mixer even for the To use cooling of the mix, the mixing tool with a high Peripheral speed operated, whereby the mixing chamber through inside of the mix and friction between mix and mixer additional heat is supplied and the inner area of the tank bottom insufficient due to the centrifugal force acting on the mix Cooling of the mix contributes.

Auch ist bekannt, zur Vergrößerung der Kühlfläche kühlbare Einbauten im Behälterinneren vorzusehen.It is also known to increase the cooling surface of internals that can be cooled To be provided inside the container.

Derartige Einbauten behindern den durch die Mischwerkzeuge verursachten Zwangsumlauf des Mischgutes, was zu einem verlangsamten Positionswechsel der Partikel des Mischgutes und damit zu einer ungenügenden Ausnutzung der Kühlflächen, insbesondere des Behältermantels, führt. Durch die Reibung des Mischgutes an den Einbauten wird in der Mischkammer zusätzlich Wärme erzeugt. Such internals hinder that caused by the mixing tools Forced circulation of the mix, resulting in a slower change of position the particles of the mix and therefore insufficient use the cooling surfaces, in particular the container jacket, leads. Because of the friction of the mix on the internals is additional heat in the mixing chamber generated.

Der nach der DE-PS 19 56 241 in seiner Form und seiner Anordnung im Behälter dem Zwangsumlauf des Mischgutes angepaßte doppelwandige Einbauring ermöglicht zwar einen gleichmäßigen Kontakt des Mischgutes zu dieser zusätzlichen Kühlfläche, trägt aber zur Verminderung der Reibung an derselben und zur effektiveren Aus nutzung der übrigen Kühlflächen nur unwesentlich bei.According to DE-PS 19 56 241 in its shape and its arrangement in the container double-walled mounting ring adapted to the forced circulation of the mix even contact of the mix with this additional cooling surface, but contributes to reducing the friction on the same and to more effective Aus use of the remaining cooling surfaces is insignificant.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Kühlmischer der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine bessere Ausnutzung der gekühlten Flächen durch einen schnelleren Positionswechsel der zu mischenden Partikel erfolgt, ohne dabei der Mischkammer einen erheblichen Anteil an Reibungswärme zuzuführen.The invention is therefore based on the object of the cooling mixer at the outset mentioned type in such a way that better utilization of the cooled Surfaces through a faster change of position of the particles to be mixed takes place without giving the mixing chamber a significant amount of frictional heat feed.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kühlmischer durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is in a generic cooling mixer by the kenn Drawing features of claim 1 solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in einer intensiven, nicht von Einbauten behinderten, Umwälzung des Mischgutes, das durch die Mischflügel zu einem vorrangig vertikalen Umlauf gezwungen und somit neben der Kühlung am Behälterboden und am Behältermantel auch am Behälterdeckel gekühlt wird. Da kühlbare Einbauten entfallen, ist eine Reinigung des Mischers und der Aus tausch eines verschlissenen Mischwerkzeuges leicht möglich.The advantages achieved with the invention are not intense obstructed by built-in components, circulation of the mixed material through the mixing blades forced to a primarily vertical circulation and thus in addition to cooling is cooled on the container bottom and on the container jacket also on the container lid. Since there is no need for coolable internals, the mixer and the plug have to be cleaned exchange of a worn mixing tool is easily possible.

Zur Verbesserung der Kühlleistung durch einen intensiveren Positionswechsel der Partikel des Mischgutes in radialer Richtung ist eine Ausgestaltung der Erfindung nach den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 vorgesehen.To improve the cooling performance through a more intensive change of position Particles of the material to be mixed in the radial direction is an embodiment of the invention provided according to the features of claims 2 and 3.

Zur Verringerung der der Mischkammer zugeführten Reibungswärme ist eine Aus gestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 vorgesehen, da sich gezeigt hat, daß entgegen der für einen guten Mischgutumlauf als notwendig erachteten Umfangs geschwindigkeit von 5,5 bis 6,5 m/sec. eine wesentlich geringere von etwa 1 bis 3 m/sec. die von den Kühlflächen auf das Mischgut übertragene Kühlleistung nicht vermindert.To reduce the frictional heat supplied to the mixing chamber is an off design of the invention provided according to claim 4, since it has been shown that contrary to the scope deemed necessary for a good mix circulation speed from 5.5 to 6.5 m / sec. a much lower of about 1 to 3 m / sec. the cooling capacity transferred from the cooling surfaces to the mix not diminished.

Da die hierbei den Partikeln des Mischgutes beim Mischen erteilten Beschleuni gungen gering sind, erfolgt der Kühlvorgang äußerst materialschonend. Es kommt weder zu einem Verkleben der Partikel untereinander, noch zu einem Anhaften dieser an Teilen des Mischers. Since the accelerations given to the particles of the material to be mixed during mixing conditions are low, the cooling process is extremely gentle on the material. It is coming neither to stick the particles to each other, nor to stick this on parts of the mixer.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will described in more detail below.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Kühlmischers, Fig. 1 is a vertical section of a cooling mixer,

Fig. 2 eine Draufsicht des Mischers bei geöffnetem Deckel, Fig. 2 is a plan view of the mixer with the lid open,

Fig. 3 einen Schnitt der nach außen fördernden Mischflügel an der Linie A-A′, Fig. 3 shows a section of the outwardly-promoting mixing vanes along the line AA ',

Fig. 4 einen Schnitt der nach innen fördernden Mischflügel an der Linie B-B′. Fig. 4 shows a section of the inwardly promoting mixing blades on the line BB '.

Das zylindrische Gehäuse 1 des in Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellten Kühl mischers ist auf einem Grundrahmen 2 befestigt und mit einem doppelwandig ausgebildeten, mit Kühlmittelanschlüssen versehenen Deckel 3 verschlossen. Es ist doppelwandig ausgeführt, mit Kühlmittelanschlüssen versehen und nimmt das zentrisch angeordnete, um eine vertikale Drehachse umlaufende Misch werkzeug 4 auf. Mit der Habe 5 des Mischwerkzeuges 4 sind die Mischflügel 6; 7 starr verbunden, deren Anordnung zueinander aus Fig. 2 deutlich wird. Die Mischflügel 6 weisen über ihre gesamte Länge eine etwa konstante, vom bewegten Gut aus gesehen konvexe Krümmung auf. Sie sind gegenüber der Nabenachse um einen Winkel von ca. 45° in Drehrichtung des Mischwerkzeuges 4 gekippt angebracht (Fig. 3), so daß die Mischflügel 6 das Mischgut zum Aufsteigen zwingen und es zu einer gleichmäßigen Deckelberührung führen. Auch die als ebene Bleche ausgebildeten Abschnitte 7a der Mischflügel 7 sind analog den Mischflügeln 6 gekippt an der Habe 5 angeordnet (Fig. 4). Die mit den Abschnitten 7a verbundenen vertikal angeordneten Abstreifer 7b erstrecken sich bis in unmittel bare Nähe des Bodens, der Wand und des Deckels des Behälters und bilden in der Draufsicht mit den Abschnitten 7a einen Winkel von ca. 45° Für einen gleichmäßigen Kontakt des Mischgutes mit den gekühlten Flächen ist es bei einem Mischervolumen von etwa 1150 l vorteilhaft, ein Verhältnis des Behälterdurchmessers zu dessen Höhe von ca. 7 : 1 einzuhalten.The cylindrical housing 1 of the cooling mixer shown in Fig. 1 in vertical section is attached to a base frame 2 and closed with a double-walled, provided with coolant connections cover 3 . It is double-walled, provided with coolant connections and takes up the centrally arranged, rotating around a vertical axis of rotation mixing tool 4 . With the property 5 of the mixing tool 4 , the mixing blades 6 ; 7 rigidly connected, the arrangement of which is clear from FIG. 2. The mixing blades 6 have an approximately constant curvature as seen from the moving material over their entire length. They are tilted relative to the hub axis by an angle of approx. 45 ° in the direction of rotation of the mixing tool 4 ( FIG. 3), so that the mixing blades 6 force the mix to rise and lead to an even contact with the lid. The sections 7 a of the mixing blades 7 , which are designed as flat sheets, are also tilted on the handle 5 in a manner analogous to the mixing blades 6 ( FIG. 4). The connected to sections 7 a vertically arranged wipers 7 b extend up to immediate proximity to the bottom, the wall and the lid of the container and form an angle of approximately 45 ° in plan view with sections 7 a for uniform contact of the mixed material with the cooled surfaces, with a mixer volume of approximately 1150 l, it is advantageous to maintain a ratio of the container diameter to its height of approximately 7: 1.

Zur Kühlung des Mischgutes wird der Kühlmischer über die in der Mitte des Deckels 3 befindliche Beschickungsöffnung mit Mischgut zu 50 bis 98% des nutzbaren Volumens der Mischkammer gefüllt.To cool the material to be mixed, the cooling mixer is filled with material to be mixed to 50 to 98% of the usable volume of the mixing chamber via the loading opening located in the middle of the cover 3 .

Das Gehäuse 1 und der Deckel 3 sind von Kühlwasser durchflossen. Zur Umwälzung des Mischgutes wird das Mischwerkzeug 4 mit einer Umfangs geschwindigkeit von ca. 1 m/sec. betrieben. Bei dieser gegenüber bekannten Umfangsgeschwindigkeiten niedrigen Umfangsgeschwindigkeit erfolgt die Umwälzung des Mischgutes infolge der entsprechenden Mischflügelgestaltung von innen nach außen und umgekehrt und in vertikaler Richtung. Nach Abschluß des Kühlprozesses wird das Mischgut an der im Behälterboden im Bereich der Abstreifer 7b befindlichen Entleerungsöffnung 8 dem Mischer entnommen.The housing 1 and the cover 3 are flowed through by cooling water. To circulate the material to be mixed, the mixing tool 4 is at a circumferential speed of approximately 1 m / sec. operated. At this peripheral speed, which is low compared to known peripheral speeds, the mixing material is circulated from the inside to the outside and vice versa as a result of the corresponding mixing wing design and in the vertical direction. After completion of the cooling process the mixed material is taken from the container bottom in the region of the scraper 7 b located discharge opening 8 to the mixer.

Unterschreitet der Füllungsgrad 50% des nutzbaren Volumens der Mischkammer, ist es für eine gute Durchmischung des Mischgutes zweckmäßig, eine größere Anzahl Mischflügelpaare vorzusehen.If the fill level falls below 50% of the usable volume of the mixing chamber, it is advisable for thorough mixing of the mix, a larger one Provide number of mixing blade pairs.

Claims

1. Cooling mixer for powdered or granular plastics and other free-flowing material, consisting of a cylindrical, double-walled container with at least one discharge opening, a rotating mixing tool arranged centrally in the container, which is formed from a hub and mixing blades rigidly attached to the latter, and the like vertical axis of rotation coincides with the container axis, a cooling circuit connected to the container via coolant connections, the cooling medium of which flows through the double-walled regions of the container when the cooling mixer is in operation and a cover which closes the container in the operating state and has at least one loading opening, characterized in that the cylindrical container , based on its diameter, has only a small height, the mixing blades ( 6 , 7 ) of the mixing tool ( 4 ) for the vertical deflection of the material to be cooled with those in the direction of rotation of the mixing tool ( 4 ) in front of the mixing blades ( 6 , 7 ) areas of the tank bottom form an obtuse angle and the lid ( 3 ) is double-walled, provided with coolant connections and a cooling medium flows through during operation of the cooling mixer.

2. Cooling mixer according to claim 1, characterized in that one or more mixing blades ( 7 ), based on a plan view of the mixer with the cover ( 3 ) open, at least in its outer regions from an approximately radial one, in a direction of rotation of the mixing tool ( 4 ) go from the radial direction significantly different course and one or more additional mixing blades ( 6 ) with the same consideration, significantly differ from a radial profile opposite the direction of rotation of the mixing tool ( 4 ), with adjacent mixing blades ( 6 , 7 ) each different from the Radial direction have a different course.

3. Cooling mixer according to claim 2, characterized in that the in the direction of rotation of the mixing tool ( 4 ) deviating from the radial course mixing blades ( 7 ) at their outer ends as in the immediate vicinity of the container shell and the outer region of the lid ( 3 ) reaching scraper ( 7 b) are designed for the refrigerated goods.

4. A method of operating a cooling mixer according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the mixing tool ( 4 ) rotates with a low, a negligibly low centrifugal force generating in the refrigerated, peripheral speed.