DE7530544U - Mischbehaelter zum kontinuierlichen dosieren, mischen und trocknen von polymerverarbeitungsstoffen - Google Patents

Description

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Mischbehälter zum kontinuierlichen Dosieren, Mischen und Trocknen von Polymerverarbeitungsstoffen

Die Erfindung betrifft einen Mischbehälter zum kontinuierlichen Mischen von Polymerverarbeitungsstoffen derart, dass Materialien, wie ein Hauptpolymer, andere Polymere, Pigmente und Zusatzstoffe durch Dosiereinrichtungen über Einlasse in den Mischbehälter eingegeben und quantitativ zusammengesetzt werden und das Gemisch nach dem Mischen im Mischbehälter über einen Auslass zu einer Polymerverarbeitungsmasehine geleitet wird, mit einem sich im wesentlichen vertikal erstreckenden, ein natürliches Absinken der Materialien ermöglichender Mischraum, der zwischen den Einlassen und dem Auslass im Mischbehälter ausgebildet ist und mit wenigstens einem im Mischbehälter angeordneten Rührwerk, dae so ausgelegt ist, dass die Materialien nur

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in einer im wesentlichen horizontalen Richtung gerührt

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werden, vgl. Patentanmeldung β 2j$ 41 I65.

Bekanntlich v;erden bei der Kunststoffverarbeitung dem Hauptpolymer zumeist gewisse Zusatzstoffe,wie Pigmente, andere Polymere und sonstige Additive zugesetzt, die entweder dem Hauptpolymer eine bestimmte Färbung verleihen oder dessen physikalische bzw. verarbeitungstechnologische Eigenschaften modifizieren. Beim Vermischen dieser Zusatzstoffe mit dem Hauptpolymer liegt die häufigste technische Schwierigkeit darin., die Konzentrationsverhältnisse in möglichst engen Grenzen zu halten, wobei zu berücksichtigen ?.st, dass beispielsweise die Pigmentmenge extrem klein gegenüber der Hauptmenge ist und die bekannten Dosiereinrichtungen nur eine begrenzte Genauigkeit aufweisen. Man hat daher zur Erzielung von homogenen Mischungen mit einer engen zulässigen Toleranzabweichung vom vorgegebenen Konzentrationsverhältnis das chargenweise Mischen vorgesehen. Mittels des Verfahrens und der Vorrichtung, die in der genannten deutschen

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fr 23 41 I65 beschrieben werden, ist nuncehr Jedoch auch ein Verfahren und ein Mischbehälter vorgeschlagen worden, mit dem sich gegebenenfalls unmittelbar an jeder einzelnen Polymerverarbeitungsmasehine das Zudosieren der Materialien und deren Vermischung automatisch mit hoher Genauigkeit und Homogenität vornehmen lassen. Bezüglich Details

des in der deutschen Jae f 23 41 I65 beschriebenen Mischbehälters wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen, die damit ebenfalls zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht sind.

Bekanntlich weisen die zu vermischenden Materialien aufgrund ihrer Lagerung und bedingt durch ihre Natur u.U. einen ihre Verarbeitbarkeit beeinträchtigenden Feuchtigkeitsgehalt auf, so dass es zweckmässig ist, die Mischung vor Einführung in die Polymerverarbeitungsmaschine zu trocknen, In der genannten Patentanmeldung wird hierzu vorgeschic^en, dass man vom unteren Bereich des Mischbehälters in diesen Heissluft einführt, die bei ihrem Durchgang durch das im Mischbehälter befindliche Material diesem die Feuchtigkeit entzieht und die am oberen Bereich des Mischbehälters nach aussen abgeführt wird. Diese Art der Trocknung reicht für manche Anwendungsfälle aus, doch besteht die Gefahr, dass durch die eingeblasene Warmluft dem Material eine rührende Vertikalkomponente aufgezwungen wird, die den Mischvorgang negativ beeinflussen würde. Bei dem in Rede stehenden Mischbehälter erfolgt das Vermischen der Materialien nämlich dadurch, dass man die nur in horizontaler Richtung sich auswirkende Rührarbeit des Rührwerkes mit dem schwerkraftbedingten natürlichen Absinken der Materialien im Mischbehälter derart kombiniert, dass eine sehr homogene Vermischung erreicht wird. Diese Wechselwirkung könnte durch die eingeblasene Heissluft gegebenenfalls gestört werden.

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Des weiteren kann erfahrungsgemäss mit Heissluft kaum eine gezielte Temperaturregelung vorgenommen werden. Auch eignet sich Heissluft nicht für pulverformige Materialien, die dem Luftdurchgang einen zu grossen Widerstand entgegensetzen.

Ziel der Erfindung ist es daher, den Mischbehälter der eingangs erwähnten Gattung dergestalt zu verbessern, dass gleichzeitig mit dem automatischen Vermischen der Materialien diese getrocknet werden, ohne dass damit die mit dem Durchblasen von Heissluft verbundenen Begleitumstände auftreten.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Mischbehälter eine, einen Zwischenraum bildende Doppelwand zur Aufnahme eines Heizmediums aufweist.

Zweckmässigerweise ist dabei die äussere Wand der Doppelwand an einer Stelle des ümfangs des Mischtrichters kastenförmig, erweitert und enthält ein Heizelement.

Damit lassen sich nunmehr ohne Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse der Materialien im Mischbehälter diese gezielt und ohne die Gefahr des Auftretens von lokalen überhitzungen trocknen, da, im Gegensatz zu Beissluft, das die Behälterwand temperierende Heizmedium, bei dem es sich vor-

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zugsweise um ein flüssiges Medium handelt, mit hoher Genauigkeit temperaturgeregelt werden kann. Da die Trucknungswärme von der Innenoberfläche der Wand, aus in die Materialien eingeleitet wird, findet längs der gesamten Behälterwand ein Im wesentlichen gleichmässiger Feuchtigkeitsentzug statt, während bei Durchführung von Hoissluft durch die Materialien

der Feuchtigkeitsentzug am unteren Ende naturgemäss höher

als am oberen Ende ist. Ausserdem lassen sich mit der er-

] findungsgemässen Massnahme auch pulverförmige Materialien

leicht trocknen.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Dosier- und Mischanlage nach der deutschen

P 23 41 I65,
Fig. 2 einen verbesserten Mischbehälter für die Anlage

nach Fig. 1.

ÖS ' _£ Wie ausführlich in der P S3 41 165 erläutert,

kann das Beschicken des in Fig. 1 gezeigten Mi sch behalte rs mit dem Hauptpolymer als auch beispielsweise mit einem Pigment kontinuierlich oder diskontinuierlich zu bestimmten Zeitpunkten erfolgen. Vorzugsweise wird der Zeitpunkt, bei dem das Pigment eingegeben wird, so ausgewählt, dass er mit dem Zeitpunkt der Zugabe an Hauptpolymer zusammenfällt und Beginn und Ende der Zudosierung der beiden Komponenten gleichzeitig erfolgt. Dabei ist es wichtig, dass die erforderliche Beschikkungsmenge an Materialien nicht als Augenblickswert,

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z.B. als Funktion der Umdrehung, sondern integral erfasst wird. Vorzugsweise wird daher die Anzahl der durch ein automatisches Dosier- und 7.uführgerät zugeführten Dosiereinheiten digital abgezählt, wobei eine Steuerschaltung so aufgebaut ist, dass sich das Gerät abschaltet, sobald sich die Dosiereinheiten zu einer bestimmten Gesamtmenge addiert haben.

Dm zu vermeiden, dass die Materialien ohne vollständige Vermischung den unteren Auslass des Mischtrichters erreichen, ist der Mischbehälter 1 im wesentlichen vertikal ausgebildet, wobei er von den oberen Einlassen 7» 1«: her beschickt und am unteren Abschnitt entleert werden kann. Um weiter das Auftreten von Rückströmungen zu verhindern, wird ein sich drehendes Rührwerk 2 vorgesehen, dessen Rührwirkung hauptsächlich in der horizontalen Ebene erfolgt. Zu diesem Zweck sind die Rührflügel _f insbesondere diejenigen, die unmittelbar unter den Einlassöffnungen liegen, als horizontale flache Platten ausgebildet, so dass sie einen vertikalen Eintritts winkel haben, der das Auftreten einer vertikalen Strömungskomponente auf ein Minimum reduziert. Auch sind quadratische Stäbe, Rundstäbe oder elliptische Stäbe möglich. Im übrigen wird bezüglich weiterer Details auf die genannte deutsche

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P 25 41 165 verwiesen.

In Fig. 1 ist der Aufbau einer nach dem erwähnten Prinzip arbeitenden Misch- und Dosieranlage gezeigt. Der Mischbehälter 1 enthält ein rotierendes Rührwerk 2, das von einem Motor j5 angetrieben wird. Die Höhe der Materialien im

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Mischbehälter 1 wird durch einen Niveauschalter 4 bestimmt. Ein Vorratstrichter 5 enthält das Hauptpolymer, wobei am unteren Ende des Trichters 5 eine volumetrische Dosierscheibe 6 für das Hauptpolymer angeordnet ist. Das Hauptpolymer wird in den Mischtrichter über einen Einlass 7 in einer von einem Digitalgenerator 8 für die Dosierscheibe bestimmten Menge eingegeben. Die Dosierscheibe wird von einem Motor 9 betätigt. Für das Pigment ist ein Pigmentvorratstrichter 10, eine volumetrische Dosierscheibe II, ein Digitalgenerator Ij5 und ein weiterer Einlass 12 in den Mischtrichter vorgesehen. Das untere Ende des Mischtrichters weist eine Auslassöffnung auf, die z.B. direkt mit der Einlassöffnung l6 einer Polymerverarbeitsmaschine verbunden sein kann.

Der Mischtrichter kann fortlaufend das in Granulat- oder Pulverform vom Vorratstrichter 5 durch den Einlass 7 zugeführte Hauptpolymer mit dem vom Vorratstrichter 10 durch den Einlass 12 zugeführten pulverförmigen Pigment vermischen, wobei die im oberen Teil des Mischbehälters gestrichelt angedeutete Linie die Füllstandshöhe angibt. . Der Niveauschalter 4 zur Bestimmung der Füllstandshöhe weist einen herkömmlichen Aufbau auf und erzeugt innerhalb eines relativ engen Bereiches von Niveauänderungen Ein- und Aussignale. Das Polymer und das Pigment werde.ι über die durch die Mot ren 9 und angetriebenen Dosierscheiben 6 bzw. 11 zugeführt, die entsprechend dem durch den Niveauschalter 4 erzeugten Niedrig-

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ηiveausignal in Betrieb gesetzt werden. Die Dosierscheibe 6 für das Polymer ist eine bekannte, horizontale, kreisförmige Scheibe mit mehreren längs ihres Umfanges angeordneten Ausnehmungen. Die Ausnehmungen werden von dem Vorratstrichter 5 durch das auf sie drückende Hauptpolymer gefüllt und entleert, sobald bei Drehung der Scheibe die Ausnehmungen über den Einlass 7 zu liegen kommen. Da ein unmittelbarer Durchgang des Polymers vom Vorratstrichter durch die Ausnehmungen in den Einlass verhindert wird, tritt nur eine dem Volumen der Ausnehmungen entsprechende Menge an Polymer in den Mischtrichter ein. In ähnlicher Weise arbeitet die Dosierscheibe 11 am Pigmentvorratstrichter 10. Das Aufnahmevermögen einer Ausnehmung in der Dosierscheibe 6 kann beispieiswv ise 80 cnP und einer Ausnehmung in der Dosierscheibe 11 40 οπκ betragen. Die Digitalgeneratoren für die Dosierscheiben 8 und IJ geben jedesmal ein elektrisches Signal ab, wenn die Dosierscheiben 6 und 11 eine VJinkeldrehung entsprechend dem Abstand von einer Ausnehmung zur anderen durchführen.

Wie erwähnt weist der Mischbehälter 1 einen im wesentlichen vertikalen Aufbau auf, so dass das Material im Mischbehälter durch Schwerkraft absinken kann. Der Mischbehälter kann kreiszylinderformig, elliptisch, quadratisch oder konisch ausgebildet sein oder eine Kombination dieser Formen aufweisen. Sein Auslass kann weiter direkt mit der Materialeintrittsöffnung 16 der Polymerverarbeitsmaschine verbunden werden, sofern die Eintrittsöffnung 16 ein dem Materialvolumen entsprechendes Aufnahmevolumen aufweist.

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Bei der Polymerverarbeitsmaschine kann es sich um eine Spritzgiess-, Extrusions- oder Blasmaschine handeln. Der Mischer ist auch für eine Materialeintrittsöffnung ohne das entsprechende Volumen, z.B. für die Einlassöffnung eines Bunbury-Mischers, verwenbar, indem zwischen der Auslassöffnung am Mischtrichter und der Materialeintrittsöffnung am Bunbnry-Mischer eine Steuervorrichtung, wie beispielsweise ein von der Materialverbrauchsgesch' Indigkeit gesteuertes Drehventil, angeordnet wird.

Der zuvor beschriebene Mischtrichtcr wird erfindungsgemäss nun dadurch verbessert, dass eine Einrichtung vorgesehen wird, welche es ermöglicht, beim Mischen auch eine Materialtrocknun^ vorzunehmen. Gemäss Pig. 2 weist der Mischtrichter 1 zu diesem Zweck zwei in Abstand konzentrisch zueinander angeordnete Wände 17, 18 auf, so dass zwischen ihnen ein Zwischenraum 19 verbleibt, wobei vorzugsweise im wesentlichen die gesamte Aussenwandung des Mischtrichters derart doppelwandig gestaltet ist.

Die den ansonsten relativ schmalen Zwischenraum 19 bildende Aussenwand 17 weist, jedoch an einer Stelle a.u Umfang des Mischtrichters eine kastenförmige Erweiterung 20 auf, in die ein Heizelement 21 bekannter Bauart angeordnet werden kann» um ein im Zwischenraum 19 einschliesslich der kastenförmigen Erweiterung zirkulierendesHeizmedium, bei dem es sich z.B.. um Wasser, Ol oder -dgl. handeln kann, zu erwärmen.

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Zur Einhaltung einer gewünschten Tempexatur für das
Heizmedium steht das Heizelement 21 mit einer Temperaturregeleinrichtung 22 in Verbindung. Des weiteren sind
an der kastenförmigen Erweiterung versehliessbare öffnungen 23, 24 zum Eingeben und Auslassen des Heizniediums
sowie im Bereich des schmalen Zwischenraumes 19 ebenfalls versehliessbare, nicht gezeigte Entlüftungsöffnungen an
geeigneten Stellen vorgesehen.

Anstelle der gezeigten Ausführungsform könnte auch im Bereich des unteren Endes eines durchgehend schmalen Zwischen raumes sowie dessen oberen Endes eine Zufuhr- b:w. Abfuhröffnung vorgesehen werden, wobei die beiden öffnungen über Anschlussleitungen mit einer gesonderten Temperaturregel- und Heizeinrichtung verbunden sind. Das im Zwischenraum
19 und der kastenförmigen Erweiterung 20 bzw. durch die
Leitungen und durch die gesonderte Heizeinrichtung zirkulierende Heizmedium erwärmt die dem Material im Mischbehälter zugewandte Oberfläche der Innenwand 18 derart, dass das Material bei seiner Bewegung längs der besagten Oberfläche getrocknet wird. Je nach den gewünschten Umständen kann dabei die Zirkulation des Heizmediums entweder natürlich erfolgen oder durch eine, in geeigneter Weise angeordnete Einrichtung bekannter Bauweise aufgezwungen werden.

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Claims (2)

Schutzansprttche

1. Mischbehälter zum kontinuierlichen Mischen von Polymerverarbeitungsstoffen derart, dass Materialien, wie ein Hauptpolymer, andere Polymere, Pigmente und Zusatzstoffe durch Dosiereinrichtungen über Einlasse in den Mischbehälter eingegeben und quantitativ zusammengesetzt werden und das Gemisch nach dem Mischen im Mischbehälter über einen Auslass zu einer Polymerverarbeitungsmaschine geleitet wird, ir it einem sich im wesentlichen vertikal erstreckenden, ein natürliches Absinken der Materialien ermöglichender Mischraum, der zwischen den Einlassen und dem Auslass im Mischbehälter ausgebildet ist und mit wenigstens einem im Mischbehälter angeordneten Rührwerk, das so ausgelegt ist, dass die Materialien nur in einer im wesentlichen horizontalen Richtung gerührt werden, dadurch gekennzeichnet , dass dieser eine, einen Zwischenraum (19) bildende Doppelwand (17, 18) zur Aufnahme eines Heizmediums aufweist.

2. Mischbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die äussere Wand (17) der Doppelwand an einer Stelle (20) des Umfanges des Mischtrichters kastenförmig erweitert ist und ein Heizelement (21) enthält.

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