DE8706926U1

DE8706926U1 - Static mixing and shearing element for plastics and rubber

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Publication number: DE8706926U1
Application number: DE8706926U
Authority: DE
Original assignee: Gneuss Kunststofftechnik 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Current assignee: Gneuss Kunststofftechnik 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1987-07-23

Description

Gneuss, Kunststofftechnik GmbH," Auf' dem 'Koppen 10, 4970 Bad Oeynhausen

Statisches Misch- und Scherelement für Kunststoffe und Kautschuk.Static mixing and shearing element for plastics and rubber.

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf statische Misch- und Scherelemente für Kunststoffe und Kautschuk, die unter Nutzung der Strömungsenergie eine optimale Schmelzequalität und gute Verteilung der Zuschlagstoffe bewirken.This innovation relates to static mixing and shearing elements for plastics and rubber, which use the flow energy to achieve optimal melt quality and good distribution of the additives.

Statische Mischer mit feststehenden Mischelementen sind bekannt und werden vorzugsweise Schneckenmischern nachgeschaltet, um eine weitere Homo-Static mixers with fixed mixing elements are known and are preferably installed downstream of screw mixers to achieve further homogenization.

&iacgr; genisierung der Schmelze zu erreichen.to achieve genization of the melt.

Es ist auch bekannt, Mischer dieser Art vor oder in die Düse von SpritzIt is also known to install mixers of this type in front of or in the nozzle of spray

gießm aschinen einzubauen.to install casting machines.

; Die Mischelemente sind bei diesen statischen Mischern jeweils versetzt hin-; The mixing elements in these static mixers are offset from each other

&iacgr; tereinander in ein Rohrleitungssystem oder einen Kanal eingebaut und richteti&iacgr; installed one after the other in a pipe system or a channel and aligned

sich in ihren Ausführungsformen nach dem Produktstrom und dem jeweiligen . Anwendungsfall und können, um eine sinnvolle Produktführung zu erreichen, ausTheir design depends on the product flow and the respective application and can, in order to achieve a sensible product management, be made of

z. B. abwechselnd links- und rechtsgängigen Wendeln, verdrillten Leitblechen, aufeinandergeschichteten Lamellen oder gegeneinander geneigter Stege bestehen.e.g. alternating left and right spirals, twisted guide plates, stacked slats or webs inclined against each other.

Sirul und Zweck der Mischelemente ist es, den Schmelzestrom fortlaufend umzuschichten und so zu vermischen, daß eine ausreichende Homogenität erreicht wird.The purpose of the mixing elements is to continuously re-layer the melt flow and mix it so that sufficient homogeneity is achieved.

Um bei der Entwicklung neuer Kunststoffe die Produktqualität zu verbessern,In order to improve product quality when developing new plastics,

ⁿi werden z. B. hohe Festigkeit und Maßhaltigkeit sowie hohe Temperaturbeständigkeit verlangt« ⁿ i For example, high strength and dimensional stability as well as high temperature resistance are required«

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Um die gestellten Aufgaben erfüllen zu können» ist eine absolute Homogenität der Schmelze erforderlich.In order to be able to fulfil the tasks set, absolute homogeneity of the melt is required.

Wegen der Vielzahl der zu beachtenden Randbedingungen, zählt die Filtration ifl der Kunststoffverarbeitung zu einem der schwierigsten Theffien.Due to the large number of boundary conditions that must be taken into account, filtration is one of the most difficult topics in plastics processing.

Mit den bekannten statischen Mischern gelingt es nicht, die angestrebte Resthomogenität beizubringen. Es ist auch schon Versucht worden, mit Filtern aus Drahtgewebe die Schmelzequalität zu verbessern. Es hat sich aber gezeigt, daß mit den handelsüblichen Gewebearten keine nennenswerten Effekte erzielt werden konnten.The known static mixers do not succeed in achieving the desired residual homogeneity. Attempts have also been made to improve the melt quality using wire mesh filters. However, it has been shown that no significant effects could be achieved with the commercially available types of mesh.

Für diesen Vorgang sind schon dynamische Mischer in Form von Scnderextrudern eingesetzt worden, die jedoch gegenüber statischen Mischerri sehr aufwendig sind.Dynamic mixers in the form of rotary extruders have already been used for this process, but they are much more complex than static mixers.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, für statische Mischer eine Gewebeformation zu finden, die in Anström richtung der Schmelze spanend wirkt und schräge Prallflächen aufweist, die eine intensive Produktberührung gestatten, ohne daß beim Durchpressen der Schmelze zuviel Energie verloren geht.The aim of this innovation is to find a fabric formation for static mixers that has a cutting effect in the direction of flow of the melt and has inclined impact surfaces that allow intensive product contact without too much energy being lost when the melt is pressed through.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird neuerungsgemäß ein Gewebe vorgeschlagen, bei dem die Kstt- und Schußdrähte aus Profildraht bestehen und eine Filterfeinheit < 800 Mikrometer vorgesehen ist. Als besonders geeignet haben sich Gewebe erwiesen, bei denen drei- und/oder viereckige Drähte verwendet wurden.To solve the problem, a new fabric is proposed in which the plastic and weft wires are made of profile wire and a filter fineness of < 800 micrometers is provided. Fabrics in which triangular and/or square wires are used have proven to be particularly suitable.

Mehrere Gewebelagen, z. B. zwei oder vier, können zu einem Misch- und Scherelement zusammengefaßt werden. Dabei wirkt sich für den Misch- und Schervorgang vorteilhaft aus, wennie einzelnen Gewebelagen um z.B. 90°Several fabric layers, e.g. two or four, can be combined to form a mixing and shearing element. The mixing and shearing process is advantageous if the individual fabric layers are angled by e.g. 90°.

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verdreht übereinander geschichtet werden, je nach Bedarfsfall kann eine Misch- und Schereinheit aus mehreren dieser Elemente zusammengesetzt werdenstwisted and layered on top of each other, depending on requirements, a mixing and shearing unit can be assembled from several of these elements s

Bei diesen Statischen Mischern mit Gewebeeinlagen aus Pföfildrähten wirkt sich weiter vorteilhaft aus, daß auf verhältnismäßig kleinem Raum die benetze Oberfläche vergrößert sowie Scherelemente und Abrißkariten geschaffen werden.In these static mixers with fabric inserts made of Pföfil wires, it is further advantageous that the wetted surface is increased in a relatively small space and shearing elements and tear-off karites are created.

Der Schervorgang kann durch Zusammensetzen mehrerer Elemente, die Anzahl hängt von dem Strömungsmedium ab, so optimiert werden, daß eine Feinverteilung von z.B. Farbpigmenten, Ruß- oder Molekular-Inhomogenität durch Aufreiben der einzelnen Schichten erreicht wird.The shearing process can be optimized by combining several elements, the number of which depends on the flow medium, so that a fine distribution of, for example, color pigments, soot or molecular inhomogeneity is achieved by rubbing the individual layers together.

Anhand der beiliegenden Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Neuerungnäher beschrieben.The innovation is described in more detail using the attached drawing, which schematically shows an embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 - die schematische Darstellung eines Drahtgewebes mit dreieckigen Schuß- und KettdrähtenFig. 1 - schematic representation of a wire mesh with triangular weft and warp wires

Fig. 2 - die Anordnung der Kettdrähte im Schnitt dargestelltFig. 2 - the arrangement of the warp wires shown in section

Fig. 3 - die Ausstoßzone eines Einschneckenmischers mit statischem Misch- und ScherteilFig. 3 - the discharge zone of a single-screw mixer with static mixing and shearing section

Das in der Fig. 1 als ein Ausführungsbeispiel aufgezeigte Drahtgewebe läßt die Kettdrähte 1 und Schußdrähte 2 erkennen. Die Schußdrähte sind so aneinander geschlagen, daß immer ein Draht über, und ein Draht unter demThe wire mesh shown in Fig. 1 as an example shows the warp wires 1 and weft wires 2. The weft wires are connected to each other in such a way that there is always one wire above and one wire below the

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Kettdraht liegt* Der Zeichnung ist zu entnehmen, daß durch Profildrähte, im vorliegenden Beispiel wurden Drähte mit dreieckigem Querschnitt 3 gewählt, die aktive Oberfläche Vergrößert Und damit der Arbeitsprozeß optimiert werden konnte. Warp wire is located* From the drawing it can be seen that by using profile wires, in this example wires with a triangular cross-section 3 were chosen, the active surface was enlarged and thus the work process could be optimized.

Bei laminar fließenden Schmelzen, wie sie in der Kunststoff- und Kautschukverarbeitung bei normalen Fließgeschwindigkeiten angetroffen werden, entn /4it r/tW C I In laminar flowing melts, as encountered in plastics and rubber processing at normal flow rates, ent n /4it r/tW CI

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anderen Medien, zur intensiven Quervermischung beitragen können.other media, can contribute to intensive cross-mixing.

Die Anordnung der Kettdrähte 1 ist in der Fig. 2 im Schnitt dargestellt. Erst durch die neuerüngsgemäße Gestaltung der Gewebe mit Profildrähten und einer Filterfeinheit von kleiner 800 Mikrometer tritt eine verstärkte Scherwirkung ein. In einfacher Weise wird durch die sich ergebenden schrägen Prallflächen 4 sichergestellt, daß der Produktstrorn, z.B. durch trennen, Umlagern, Aufweiten und Zusammenführen eine intensive Vermischung erfährt.The arrangement of the warp wires 1 is shown in section in Fig. 2. It is only through the innovative design of the fabric with profile wires and a filter fineness of less than 800 micrometers that an increased shearing effect occurs. In a simple way, the resulting slanted impact surfaces 4 ensure that the product flow is intensively mixed, e.g. by separating, rearranging, expanding and merging.

In der Fig. 3 ist das Auslaufende eines einfachen Schneckenmischers 5 dargestellt. Schneckenmischer sind bekannt und dienen der Aufbereitung des Endproduktes, wobei Zuschlagstoffe, wie z.B. Farbstoffe, Füllstoffe oder Weichmacher, eingemischt werden. Vor dem Werkzeug des Extruders 6 ist zur Verbesserung der Schmelze-Homogenität ein statisches Misch- und Scherelement 7 gemäß vorliegender Neuerung eingebaut. Das Misch- und Scherelement kann nachträglich vorgesehen werden und macht infolge des intensiven Mischeffektes den Einsatz älterer Mischer wieder interessant.Fig. 3 shows the outlet end of a simple screw mixer 5. Screw mixers are well known and are used to prepare the end product, whereby additives such as dyes, fillers or plasticizers are mixed in. In front of the tool of the extruder 6, a static mixing and shearing element 7 is installed in accordance with the present innovation to improve the homogeneity of the melt. The mixing and shearing element can be added later and, due to the intensive mixing effect, makes the use of older mixers interesting again.

Claims

13 ■ > · · I · I · B Gneuss -l- Protection claims

1) Static mixing and shearing element for plastics and rubber for homogenizing melts, characterized in that a wire mesh is used in which the warp and weft wires (1, 2) consist of profile wire and a filter fineness of less than 800 micrometers is provided.

2)· Static mixing and shearing element according to claim 1, characterized in that the warp and weft wires consist of triangular wire.

3) Static mixing and shearing element according to claim 1, characterized in that the warp and weft wires consist of square wire.

4) Static mixing and shearing element according to one or more of the preceding claims, characterized in that two or four fabric layers are combined to form one element.

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