EP0274668A1 - Knetmischer - Google Patents
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- EP0274668A1 EP0274668A1 EP87118173A EP87118173A EP0274668A1 EP 0274668 A1 EP0274668 A1 EP 0274668A1 EP 87118173 A EP87118173 A EP 87118173A EP 87118173 A EP87118173 A EP 87118173A EP 0274668 A1 EP0274668 A1 EP 0274668A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- kneading
- elements
- shaft
- housing
- mixer according
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
- B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
- B01F27/707—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms the paddles co-operating, e.g. intermeshing, with elements on the receptacle wall
Definitions
- the invention relates to a kneading mixer for carrying out mechanical, thermal and / or chemical processes according to the preamble of patent claim 1.
- Kneading mixers or mixer kneaders of this type are e.g. B. known from AT-PS 294020 or CH-PS 410789.
- a kneading shaft with vertically placed disc elements cleans radially in the housing kneading counter elements, the kneading shaft with the discs axially back and forth for good cleaning moving movement makes.
- the time required for this back and forth movement leads to poor cleaning of the heat-transferring surfaces, that is to say an inadequate heat exchange and a lack of kneading action with a large expenditure of energy.
- the heat-transferring disks are also fastened to the shaft and are cleaned by hooks in only one circumferential movement, a cooperation between mixing bars on the disks and the hooks fastened in the housing achieving a good kneading effect becomes.
- the disadvantage of this arrangement for certain products lies in the formation of toroidal structures of the product between the panes, which strongly inhibit the movement of goods between the panes.
- FIGS. 1 and 2 The basic principle of the invention is shown in FIGS. 1 and 2.
- the shaft 20 rotates with the kneading arms 32 in a mostly horizontally arranged housing 1 with the disk elements 25, end walls 10 and 15.
- the housing 1 is provided with a heating jacket or heating channels 2.
- One or more nozzles 3 are arranged at the top for filling the starting product and for removing vapors.
- the finished product is filled at the lower nozzle 4.
- the feet 5 are for supporting the apparatus.
- An end wall 15 is equipped with the stuffing box 18 and connected to the lantern 16 for supporting the bearing 17 for the agitator shaft journal 22.
- the end wall 10 with the gland 13, lantern 11 and bearing 12 on the axially opposite side are similar.
- the central shaft 20 is supported with the shaft journals 21 and 22 and is driven by a drive motor, not shown here, via the V-belt wheel 23 and the slip-on gear 24.
- the kneading arms 32 are arranged on the shaft 20, on which kneading, stirring and transport elements 35, 36, 37 are attached.
- the shaft 20 is normally heatable and coolable, the heating and cooling medium being supplied through connection piece 29 and the return through connection piece 30.
- the disk elements 25 have counter-kneading elements 26 which are designed such that there is a gap 31 between their ends. In the area of this gap, the adjacent cylindrical shaft part is not covered by the counter-kneading elements 26. This makes it possible to mount powerful kneading arms 32 on the shaft there.
- the counter-kneading elements 26 arranged on the disk elements 25 are arranged axially so that they strip and clean the shaft 20 and the kneading arms 32.
- the product is rubbed against the disk elements 25 by means of the kneading arms 32 and is pressed through the gap between the kneading shaft and the axial part of the kneading arm 32 by means of the counter-kneading elements 26 to increase the kneading effect.
- the kneading elements 26 also clean the heatable and coolable surfaces of the kneading shaft with the kneading arms 32 arranged thereon.
- Fig. 3 shows z. B. an arrangement of the radial counter-kneading elements 26 on the disks 25, which serve to transport the product from the shaft against the actual kneading gap between the housing 1 and the kneading, stirring and transport elements 37, 39 of the kneading arm 32.
- a row of counter-kneading elements 26 in the housing two or more rows can also be arranged on different rotation radii.
- these counter-kneading elements 26, which are seen one behind the other in the direction of rotation of the shaft 20 on the disk elements 25, can be designed in different ways.
- the one counter-kneading element can only protrude to the left when viewed from the holder, while the second counter-kneading element unloads accordingly to the right.
- the shape of the counter-kneading elements can be large-area, knife-like or frame-shaped, as shown in the attached sketches.
- the kneading effect can also be improved by the appropriate shape of the kneading, stirring and transport elements in connection with the shape of the counter kneading element, e.g. B. by wedge-shaped reduction of the passage cross-section in the kneading gap of the two tools.
- an embodiment is important in which, according to FIG. B. pipe clamps, spacers, clamps or the like. Are arranged. This enables simple disassembly and subsequent simple replacement and adjustment of the kneading arms to the respective product quality.
- FIG. 5 a cross section through a disk zone of the kneading mixer is shown in FIG. 5 with two rows of kneading arms of different lengths and the corresponding trained kneading counter elements on the discs and two upright disc elements per disc level, between which there is a large passage opening for both axial product and axial gas transport.
- This version has the advantage that the housing can be easily removed.
- Fig. 6 shows the design of a kneading mixer, where the kneading elements 37, 39 and the counter kneading elements 26 are arranged so that kneading gaps 43 and 44 arise with respect to the shaft 20 and the counter kneading elements 26 and between the kneading elements 37 and the housing 1.
- Fig. 7 shows an embodiment in which the disc elements 25 are arranged so that their entire surface is heated only by heat conduction, which leads to a cheaper production and better installation options. If the heat exchange surface of the housing is sufficient, the disk elements 25 are reduced so that they only form support arms for the counter-kneading elements 26.
- the arrangement according to FIG. 9 is better than this arrangement, in which the kneading arms 32 no longer sit on an exactly axial line, but on a line which corresponds to the transport angle 40 of the kneading, stirring and transport elements 37.
- This has the advantage that product transport is made easier.
- the counter-kneading elements 26 are also at an angle to the axial housing axis and in fact opposite to the transport angle 40 of the kneading, stirring and transport elements. This scissor-like intervention can increase the kneading effect of the system.
- the system according to FIG. 10 shows an example of how the product accumulations and the resulting densifications and high power consumption can be significantly reduced.
- the arrangement of the kneading arms and disk elements or of the kneading, stirring and transport elements and counter-kneading elements was chosen so that a plurality of elements are never in engagement with one another. This is also the purpose of displacing the disk elements on the right with respect to the disk elements on the left by a certain circumferential angle.
- the actual working space in the housing 101 which is surrounded by a heating jacket or heating channels 102, is made in three parts.
- the individual housing parts are connected to one another with flange connections 103.
- An outlet housing 104, a bearing lantern 105 and a drive lantern 106 are screwed onto the working housing with similar detachable flange connections.
- a filling nozzle 107, an outlet nozzle 108, a vapor nozzle 109 and a cleaning and observation nozzle 110 are arranged on the housing 101 and the outlet housing 104.
- the sockets 111, 112 and 113 serve as emptying sockets.
- the end walls 114 and 115 are clamped into the flange connection at the two ends of the product space, while 116 and 117 are sheet metal rings to which disk elements 119 and 120 are attached as kneading counter elements.
- a level plate 121 is attached to the flange connection between the kneading housing and the outlet housing, which regulates the product height in the kneading mixer.
- the sheet metal rings 116 and 117 are either held by the flange connections 103 or welded or screwed directly into the housing 101 as disk elements 119 and 120.
- Each disk element is provided along the kneading shaft with the axially protruding counter kneading elements or shaft scrapers 123 and 124, between each of which a gap 125 is arranged in order to allow the passage of the kneading arms 131 fastened on the kneading shaft 130.
- the disc elements can also be designed as a ring which projects into the interior of the housing from the inner wall.
- the kneading mixer consists of the kneading shaft 130, on which kneading elements 132 and transport elements 133 are fastened by means of the kneading arms 131.
- each kneading element 132 is provided with a scraping edge 142, an axial scraping edge 144 and a kneading gap surface 143 (see FIG. 13).
- the product fed into the nozzle 107 is gripped by the kneading elements 132 and alternately subjected to a strong kneading action between the opposite disc surfaces.
- the product level As soon as the product level has reached the kneading shaft, it is gripped by the shaft scrapers 123 and 124. In the present case (but not shown here), these doctor blades are inclined. This inclination means that the material is transported axially through the individual knee spaces between the disc surfaces of the machine.
- the product falls over the upper edge of the level plate 121 into the outlet housing 104 and is fed there to the outlet nozzle 108 through a frame-shaped stirring bar 145.
- transport elements 133 are the transport elements which ensure that the product pushed back and forth by the kneading elements 132 between the opposing disc surfaces is again distributed evenly over the two disc surfaces as kneading counter elements.
- the transport elements 133 shown here can also be designed as surfaces inclined in one direction, which then act as additional axially acting transport elements for the product through the machine. It is also possible to recycle the material in the machine using such transport elements.
- FIG. 14 shows yet another arrangement of the shaft scrapers 123 and 124, the kneading action 123, with which the product is pressed into the space between two scraping surfaces, resulting in an increased kneading effect.
- This kneading effect can be further increased by the fact that individual areas of the disk elements 119 and 120 prevent the product from escaping inwards by means of axially protruding catch plates 128 (see also FIG. 15). This results in a narrowing of the cross section when the kneading elements pass through and an increased kneading effect.
- the shaft scrapers 123 and 124 are arranged obliquely in order to ensure the axial transport of the product through the machine.
- the kneading elements 150 are designed as multi-surface kneading elements, the material first cleaning the inner wall of the housing 1 through the scraping edge 151 and scraping off the outer part of the disk elements adjoining the inner wall with scraping edges 152.
- the discharge surfaces for the product belonging to these scraping edges guide the scraped product directly into the kneading gap 153 against the opposite disc element surface.
- the inner part of the disc elements is cleaned from the edge 154.
- the product is directed more inwards against the kneading shaft by the associated disc surface and is gripped there by the corresponding shaft scrapers as a kneading counter element.
- the wave scraper is often shaped so that it serves as a kneading counter element for the scraper 154.
- the principle of the multi-surface scraper can also be implemented in another form. The principle is characterized by dividing the product into different product streams, which are mixed again by the subsequent kneading elements.
- the cross section according to FIG. 18 and the partial longitudinal section according to FIG. 19 show an embodiment with a fork-shaped kneading element and a correspondingly shaped kneading counter element, which is characterized in particular by the radial parts 160 placed on the shaft scrapers.
- the kneading elements are connected to the kneading shaft 130 via supports designed as disk elements 165 and consist of the partially disk-shaped radial kneading arms 162 with the axial arms 163 along the inner wall of the housing 101, to which the radial kneading bars 164 are in turn fastened along the fixed disk elements.
- the kneading arms 162 in the area of the kneading shaft 130 are also designed as heat-transferring, disk-shaped ring segments which are continuously cleaned by the fixed radial kneading counter elements 160.
- kneading elements can also be designed on one side, in which case one kneading element between the disc surfaces cleans the one fixed disc surface, while a second kneading element takes over this work for the opposite disc surface.
- the supports 165 can completely enclose the kneading shaft 130 in an annular design.
- kneading elements can be arranged in one machine.
- the kneading elements can, insofar as the mutual interaction of the kneading element and the kneading counter element permits, be carried out in bent and twisted forms.
- the transport elements are selected so that the product circulates in the machine in two circles, first being transported axially from the center outwards and then back again in a known manner.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Knetmischer für die Durchführung mechanischer, thermischer und/oder chemischer Verfahren entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
- Knetmischer oder Mischkneter dieser Art sind z. B. bekannt durch die AT-PS 294020 oder die CH-PS 410789. Bei diesen bekannten Knetmischern reinigt sich eine Knetwelle mit senkrecht aufgesetzten Scheibenelementen an radial im Gehäuse befestigten Knetgegenelementen, wobei für eine gute Abreinigung die Knetwelle mit den Scheiben eine axial hin- und hergehende Bewegung macht. Der Zeitaufwand für diese Hin- und Herbewegung führt zu einer schlechten Abreinigung der wärmeübertragenden Flächen, d. h. einem ungenügenden Wärmeaustausch und einer mangelnden Knetwirkung bei trotzdem großem Energieaufwand. Bei einem anderen Knetmischer nach der DE-PS 23 49 106 sind die wärmeübertragenden Scheiben ebenfalls auf der Welle befestigt und werden bei einer nur umlaufenden Bewegung durch Haken abgereinigt, wobei ein Zusammenwirken zwischen Mischbarren auf den Scheiben und der im Gehäuse befestigten Haken eine gute Knetwirkung erzielt wird. Der Nachteil dieser Anordnung liegt für bestimmte Produkte in der Ausbildung von torusartigen Aufbauten des Produktes zwischen den Scheiben, die die Gutsbewegung zwischen den Scheiben stark hemmen.
- Es wurde gefunden, daß durch die hier dargestellte Erfindung gemäß Anspruch 1 die Knetwirkung intensiviert, die Energie reduziert und die Torusbildung beseitigt wird. Ebenso wird der Wärmeaustausch durch eine bessere Abreinigung aller wärmeübertragenden Flächen wesentlich verbessert. Daneben ergeben sich auch fertigungstechnisch durch Vereinfachung des Gehäuses und der Welle Vorteile.
- Bei der Anordnung gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 wird eine gute Mischwirkung, insbesondere mit rieselfähigen Produkten erzielt, bei denen die Schwerkraft das Produkt immer wieder in den äußeren Mischraum zurückführt. Für viskos-pastöse Produkte fehlten bisher dort die für eine gute Wirkung notwendigen Knet- und Knetgegenelemente.
- Die Apparateausführung gemäß den Ansprüchen 12 ff. beseitigt diese Nachteile durch spezielle Ausbildung der Knetelemente und Knetgegenelemente.
- Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; diese zeigt in
- Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gehäuse eines Knetmischers nach Linie III-IV der Fig. 2;
- Fig. 2 einen Querschnitt durch den Knetmischer nach Linie I-II der Fig. 1;
- Fig. 3 einen halben Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Knetmischers;
- Fig. 4 einen halben Querschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Knetmischers;
- Fig. 5 bis 7 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen von Knetmischern;
- Fig. 8 eine Abwicklung eines Teils eines Knetmischers zur Darstellung einer Anordnung der Knet-, Rühr- und Transportelemente entsprechend Fig. 2;
- Fig. 9 eine Darstellung entsprechend Fig. 8 einer anderen Ausführungsform der Anordnung;
- Fig. 10 eine Darstellung entsprechend Fig. 8 oder 9 einer weiteren Ausführungsform der Anordnung entsprechend Fig. 3;
- Fig. 11 eine Gesamtansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Knetmischers mit teilweisem Längsschnitt nach Schnittlinien XI-XI der Fig. 2;
- Fig. 12 einen Querschnitt des Knetmischers nach Schnittlinien XII-XII der Fig. 11;
- Fig. 13 eine Abwicklung des Knetmischers nach Fig. 11 und Fig. 12;
- Fig. 14 einen Querschnitt durch einen Knetmischer mit anderer Anordnung der Wellenschaber und inneren Fangblechen für die Einengung des Knetraumes;
- Fig. 15 eine Abwicklung eines Knetmischers mit Mehrflächen-Knetelementen und schräggestellten Wellenschabern für den axialen Transport;
- Fig. 16 einen Querschnitt durch einen Knetmischer mit Mehrflächen-Knetelementen;
- Fig. 17 eine perspektivische Darstellung eines Mehrflächen-Knetelementes;
- Fig. 18 einen Querschnitt durch einen Knetmischer mit gabelförmigen Knetelementen und entsprechenden feststehenden Knetelementen auf den Wellenschabern sowie Ausbildung der Supporte für rotierende Knetelemente als Scheibenelemente;
- Fig. 19 einen Teillängsschnitt der Ausführung gemäß Querschnitt nach Schnittlinien IXX-IXX der Fig. 18 ;
- Das Grundprinzip der Erfindung ist in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. In einem meist horizontal angeordneten Gehäuse 1 mit den Scheibenelementen 25, Stirnwänden 10 und 15 rotiert die Welle 20 mit den Knetarmen 32.
- Das Gehäuse 1 ist mit einem Heizmantel oder Heizkanälen 2 versehen. Zum Einfüllen des Ausgangsproduktes und zum Abzug von Brüden sind oben ein oder mehrere Stutzen 3 angeordnet. Das Abfüllen des fertig behandelten Produktes erfolgt am unteren Stutzen 4. Die Füße 5 sind zum Abstützen des Apparates. Eine Stirnwand 15 ist mit der Stopfbüchse 18 ausgerüstet und mit der Laterne 16 zur Abstützung des Lagers 17 für den Rührwellenzapfen 22 verbunden. Die Stirnwand 10 mit der Stopfbüchse 13, Laterne 11 und Lager 12 auf der axial gegenüberliegenden Seite, sind ähnlich ausgeführt. In den Lagern 12 und 17 ist die zentrale Welle 20 mit den Wellenzapfen 21 und 22 abgestützt und wird von einem hier nicht gezeigten Antriebsmotor über das Keilriemenrad 23 und das Aufsteckgetriebe 24 angetrieben.
- Auf der Welle 20 sind die Knetarme 32 angeordnet, an denen Knet-, Rühr- und Transportelemente 35, 36, 37 angesetzt sind. Die Welle 20 ist normalerweise heiz- und kühlbar, wobei die Zuführung des Heiz- und Kühlmediums durch Stutzen 29 und die Rückführung durch Stutzen 30 erfolgt.
- Die Scheibenelemente 25 besitzen Gegenknetelemente 26, die so ausgeführt sind, daß zwischen ihren Enden jeweils eine Lücke 31 vorhanden ist. Im Bereich dieser Lücke wird der benachbarte zylindrische Wellenteil nicht von den Gegenknetelementen 26 bestrichen. Dies macht es möglich, dort kräftige Knetarme 32 auf der Welle anzubringen.
- Die auf den Scheibenelementen 25 angeordneten Gegenknetelemente 26 sind axial so angeordnet, daß sie die Welle 20 und die Knetarme 32 abstreifen und reinigen. Durch das Rotieren der Welle 20 wird das Produkt mittels der Knetarme 32 gegen die Scheibenelemente 25 gerieben und zur Erhöhung der Knetwirkung durch den Spalt zwischen der Knetwelle und dem axialen Teil des Knetarmes 32 mittels der Gegenknetelemente 26 hindurchgepreßt.
- Zusätzlich zur Verbesserung der Knetwirkung reinigen die Knetelemente 26 auch die heiz- und kühlbaren Flächen der Knetwelle mit den darauf angeordneten Knetarmen 32.
- Fig. 3 zeigt z. B. eine Anordnung der radialen Gegenknetelemente 26 an den Scheiben 25, die dazu dienen, das Produkt von der Welle gegen den eigentlichen Knetspalt zwischen Gehäuse 1 und den Knet-, Rühr- und Transportelementen 37, 39 des Knetarms 32 zu transportieren. Statt nur einer Reihe von Gegenknetelementen 26 im Gehäuse 1 können auch zwei oder mehrere Reihen auf verschiedene Rotationsradien angeordnet werden.
- Hierbei können diese Gegenknetelemente 26, die in der Rotationsrichtung der Welle 20 gesehen hintereinander an den Scheibenelementen 25 befestigt sind, verschiedenartig ausgebildet sein. Z. B. kann das eine Gegenknetelement von der Halterung aus gesehen nur nach links ausragen, während das zweite Gegenknetelement entsprechend nach rechts auslädt. Auch für die Form der Gegenknetelemente gibt es verschiedene Varianten. Sie können großflächig ausgebildet sein, messerartig oder rahmenförmig, wie in den anliegenden Skizzen gezeigt ist.
- Oft kann auch durch die zweckmäßige Form der Knet-, Rühr- und Transportelemente im Zusammenhang mit der Formgebung des Gegenknetelementes die Knetwirkung verbessert werden, z. B. durch keilförmige Verringerung des Durchgang-Querschnitts im Knetspalt der beiden Werkzeuge.
- Auch für die Scheibenelemente sind viele Varianten möglich. Neben der gewählten Anzahl der Knetarm bzw. deren Knet-, Rühr- und Transportelemente, den Dimensionen und der Form hat eine Ausführung Wichtigkeit, bei der gemäß Fig. 4 die Knetarme 32 auf speziellen Trägern 38 wie z. B. Rohrschellen, Distanzhülsen, Klemmstücken od. dgl. angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Demontage sowie ein nachträgliches einfaches Auswechseln und Anpassen der Knetarme an die jeweilige Produktqualität.
- Um eine weitere Anordnung der Scheibenelemente 25 und der Knetarme 32 bzw. der Knet-, Rühr- und Transportelemente 37, 39 darstellen zu können, wird in Fig. 5 ein Querschnitt durch eine Scheibenzone des Knetmischers gezeigt mit zwei Reihen unterschiedlich langer Knetarme und den entsprechend ausgebildeten Knetgegenelementen auf den Scheiben sowie pro Scheibenebene zwei aufrecht stehenden Scheibenelemente, zwischen denen sowohl für den axialen Produkt- als auch axialen Gas-Transport eine große Durchlaß-Öffnung besteht. Diese Ausführung hat noch den Vorteil, daß sich das Gehäuse einfach abziehen läßt.
- Fig. 6 zeigt die Ausführung eines Knetmischers, wo die Knetelemente 37, 39 und die Gegenknetelemente 26 so angeordnet sind, daß Knetspalten 43 und 44 gegenüber der Welle 20 und den Gegenknetelementen 26 sowie zwischen den Knetelementen 37 und dem Gehäuse 1 entstehen.
- Fig. 7 zeigt eine Ausführung, in der die Scheibenelemente 25 so angeordnet sind, daß ihre ganze Oberfläche nur durch Wärmeleitung beheizt wird, was eine Verbilligung der Herstellung und bessere Montagemöglichkeit mit sich bringt. Reicht die Wärmeaustauschfläche des Gehäuses aus, werden die Scheibenelemente 25 so verkleinert, daß sie nur noch Tragarme für die Gegenknetelemente 26 bilden.
- Fig. 8, 9 und 10 zeigen einige der vielen möglichen Anordnungen von Knetarmen 32 und Gegenknetelementen 26 in einer Abwicklung. In dieser Abwicklung ist das zylindrische Gehäuse 1 oben aufgeschnitten und in einer Ebene heruntergeklappt. Entsprechend sind die Scheibenelemente 25 auf ihrem äußeren Umfang auf dieser Ebene projiziert.
- Fig. 8 zeigt eine Hälfte der Maschine, bei der alle Scheibenelemente senkrecht zur axialen Längslinie der Welle liegen, wobei die Gegenknetelemente 26 und die Knet-, Rühr- und Transportelemente 35, 36, 37 genau axial angebracht sind.
- Besser als diese Anordnung ist in den meisten Fällen die Anordnung nach Fig. 9, bei der die Knetarme 32 nicht mehr auf einer genau axialen Linie sitzen, sondern auf einer Linie, die dem Transportwinkel 40 der Knet-, Rühr- und Transportelemente 37 entspricht. Dies hat den Vorteil, daß der Produkttransport erleichtert wird.
- In dieser Fig. 9 stehen auch die Gegenknetelemente 26 in einem Winkel zur axialen Gehäuseachse und zwar entgegengesetzt zum Transportwinkel 40 der Knet-, Rühr- und Transportelemente. Dieser scherenartige Eingriff kann die Knetwirkung des Systems erhöhen.
- Das System nach Fig. 10 zeigt ein Beispiel, wie die Produktansammlungen und daraus resultierende Verdichtungen und hohe Leistungsaufnahmen erheblich verringert werden können. Die Anordnung der Knetarme und Scheibenelemente bzw. der Knet-, Rühr- und Transportelemente und Gegenknetelemente wurde so gewählt, daß nie eine Mehrzahl von Elementen gleichzeitig miteinander in Eingriff sind. Diesem Zweck dient auch die Versetzung der Scheibenelemente rechts gegenüber den Scheibenelementen links um einen bestimmten Umfangswinkel.
- Bei einem Knetmischer in einer Anordnung für kontinuierlichen Betrieb gemäß Fig. 11 ist der eigentliche Arbeitsraum im Gehäuse 101, das mit einem Heizmantel bzw. Heizkanälen 102 umgeben ist, dreiteilig ausgeführt. Die einzelnen Gehäuseteile sind mit Flanschverbindungen 103 miteinander verbunden. Mit ähnlichen lösbaren Flanschverbindungen sind an das Arbeitsgehäuse ein Auslaufgehäuse 104, eine Lagerlaterne 105 und eine Antriebslaterne 106 angeschraubt.
- An dem Gehäuse 101 bzw. dem Auslaufgehäuse 104 sind ein Füllstutzen 107, ein Auslaufstutzen 108, ein Brüdenstutzen 109 und ein Reinigungs- und Beobachtungsstutzen 110 angeordnet. Die Stutzen 111, 112 und 113 dienen als Entleerungsstutzen. An den beiden Enden des Produktraumes sind in der gezeichneten Ausführung die Stirnwände 114 und 115 in die Flanschverbindung eingeklemmt, während 116 und 117 Blechringe sind, an denen Scheibenelemente 119 und 120 als Knetgegenelemente befestigt sind.
- An der Flanschverbindung zwischen Knetgehäuse und Auslaufgehäuse ist eine Niveauplatte 121 befestigt, welche die Produkthöhe in dem Knetmischer reguliert. Die Blechringe 116 und 117 sind entweder durch die Flanschverbindungen 103 gehalten oder als Scheibenelemente 119 und 120 direkt in das Gehäuse 101 eingeschweißt oder angeschraubt. Jedes Scheibenelement ist entlang der Knetwelle mit den axial ausladenden Gegenknetelementen bzw. Wellenschabern 123 und 124 versehen, zwischen denen jeweils eine Lücke 125 angeordnet ist, um den Durchgang der auf der Knetwelle 130 befestigten Knetarme 131 zu ermöglichen. Die Scheibenelemente können auch als Ring ausgebildet sein, welcher in das Gehäuseinnere von der Innenwand her einkragt.
- Der Knetmischer besteht aus der Knetwelle 130, auf der mittels der Knetarme 131 Knetelemente 132 und Transportelemente 133 befestigt sind.
- An den Enden der Knetwelle 130 sind die Antriebs- und Lagerwellenzapfen 134 und 135 eingesetzt. Die Stopfbüchsen 136 und 137 dichten den Wellendurchgang gegen den Produktionsraum ab. Die gesamte Knetwelle 130 ist in Lagern 138 und 139 abgestützt und mittels eines Getriebes 140 von einem Elektromotor angetrieben. Der Vor- und Rücklauf des Heizmittels für die Beheizung der Knetwelle erfolgt über einen Gleitringdichtungskopf 141. Im vorliegenden Fall ist jedes Knetelement 132 mit einer Schabkante 142, einer axialen Schabkante 144 und einer Knetspaltfläche 143 versehen (siehe Fig. 13). Bei dem Vorbeigehen der Knetelemente 132 gegen die Scheibenelemente 119 und 120 als Knetgegenelemente wird das abgeschabte Produkt in bekannter Weise einer starken Knetwirkung unterworfen.
- Das in dem Stutzen 107 aufgegebene Produkt wird von den Knetelementen 132 erfaßt und wechselweise zwischen den gegenüberliegenden Scheibenflächen einer starken Knetwirkung unterworfen. Sobald das Produktniveau die Knetwelle erreicht hat, wird es von den Wellenschabern 123 und 124 erfaßt. Diese Schabermesser sind im vorliegenden Fall (hier jedoch nicht gezeigt) schräg gestellt. Durch diese Schrägstellung erfolgt der axiale Transport des Materials durch die einzelnen Kneträume zwischen den Scheibenflächen der Maschine. Sobald das Produktniveau in der ganzen Maschine erreicht ist, fällt das Produkt über die obere Kante der Niveauplatte 121 in das Auslaufgehäuse 104 und wird dort durch einen rahmenförmigen Rührbalken 145 dem Auslaufstutzen 108 zugeführt. 133 sind die Transportelemente, die dafür Sorge tragen, daß das von den Knetelementen 132 zwischen den gegenüberliegenden Scheibenflächen hin- und hergedrückte Produkt sich wieder gleichmäßig auf die beiden Scheibenflächen als Knetgegenelemente verteilt. Die hier gezeigten Transportelemente 133 können auch als in eine Richtung schräggestellte Flächen ausgeführt sein, die dann als zusätzliche axial wirkende Transportelemente für das Produkt durch die Maschine wirken. Es ist auch eine Rückführung des Materials durch solche Transportelemente in der Maschine möglich.
- Der in Fig. 14 gezeigte Querschnitt läßt noch eine andere Anordnung der Wellenschaber 123 und 124 erkennen, wobei durch die Stellung des Schabmessers 123, mit der das Produkt in den Raum zwischen zwei Schabflächen gepreßt wird, sich eine erhöhte Knetwirkung ergibt.
- Diese Knetwirkung kann noch dadurch erhöht werden, daß einzelne Bereiche der Scheibenelemente 119 und 120 durch axial ausladende Fangbleche 128 das Ausweichen des Produktes nach innen verhindern (siehe auch Fig. 15). Dies ergibt eine Einengung des Querschnitts beim Durchgang der Knetelemente und eine erhöhte Knetwirkung.
- In der Abwicklung nach Fig. 15, dem dazugehörigen Querschnitt nach Fig. 16 und der perspektivischen Darstellung in Fig. 17 sind die Wellenschaber 123 und 124 schräg angeordnet, um den axialen Transport des Produktes durch die Maschine zu gewährleisten. Die Knetelemente 150 sind bei dieser Ausführung als Mehrflächen-Knetelemente ausgeführt, wobei das Material zunächst durch die Schabkante 151 die Innenwand des Gehäuses 1 abreinigt und mit Schabkanten 152 den äußeren an die Innenwand anschließenden Teil der Scheibenelemente abschabt.
- Die zu diesen Schabkanten gehörenden Ableitflächen für das Produkt leiten das abgeschabte Produkt direkt in den Knetspalt 153 gegen die gegenüberliegende Scheibenelementfläche. Der innere Teil der Scheibenelemente wird von der Kante 154 gereinigt.
- Das Produkt wird durch die dazugehörige Scheibenfläche mehr nach innen gegen die Knetwelle gelenkt und dort von den entsprechenden Wellenschabern als Knetgegenelement erfaßt. Hierbei werden die Wellenschaber oft so geformt, daß sie als Knetgegenelement für die Schaber 154 dienen. Das Prinzip des Mehrflächenschabers kann auch in anderer Form verwirklicht werden. Das Prinzip ist gekennzeichnet durch das Teilen des Produktes in verschiedene Produktströme, die von den nachfolgenden Knetelementen wieder gemischt werden.
- Der Querschnitt nach Fig. 18 und der Teillängsschnitt nach Fig. 19 zeigen eine Ausführung mit einem gabelförmigen Knetelement und einem entsprechend geformten Knetgegenelement, das insbesondere durch die auf den Wellenschabern aufgesetzten radialen Teile 160 gekennzeichnet ist. Die Knetelemente sind über als Scheibenelemente 165 ausgebildete Supporte mit der Knetwelle 130 verbunden und bestehen aus den zum Teil scheibenförmigen radialen Knetarmen 162 mit den axialen Armen 163 entlang der Innenwand des Gehäuses 101, an denen wiederum entlang der feststehenden Scheibenelemente die radialen Knetbarren 164 befestigt sind. Bei dem Durchgang der Knetelemente, die gabelförmig in die Knetgegenelemente (Scheiben 119, 120 und Arme 160) eingreifen, ergeben sich gute Misch- und Kneteffekte und eine gute Abreinigung der Knetgegenelemente. Für die Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche sind im vorliegenden Fall die Knetarme 162 im Bereich der Knetwelle 130 ebenfalls als wärmeübertragende, scheibenförmige Ringsegmente ausgebildet, die laufend durch die feststehenden radialen Knetgegenelemente 160 abgereinigt werden. Diese Knetelemente können auch einseitig ausgeführt sein, wobei dann zwischen den Scheibenflächen das eine Knetelement die eine feststehende Scheibenfläche abreinigt, während ein zweites Knetelement diese Arbeit für die gegenüberliegende Scheibenfläche übernimmt. Die Supporte 165 können in einer ringförmigen Ausführung die Knetwelle 130 komplett umschließen.
- Die hier gezeigten Verwirklichungen des Erfindungsgegenstandes können in mannigfaltiger Weise miteinander variiert werden. Z. B. können in einer Maschine mehrere Arten von Knetelementen angeordnet sein. Die Knetelemente können, soweit das gegenseitige Ineinanderarbeiten von Knetelement und Knetgegenelement dies erlaubt, in abgebogenen und verwundenen Formen ausgeführt werden.
- Für den Chargenbetrieb eines Knetmischers werden die gleichen Prinzipien angewendet. Die Transportelemente werden in diesem Fall jedoch so ausgewählt, daß in der Maschine das Produkt in zwei Kreisen zirkuliert, wobei zuerst ein Transport axial von der Mitte nach außen und dann wieder zurück in bekannter Weise stattfindet.
Claims (19)
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Gehäuse befestigten Scheiben- oder Schreibenringelemente (25,119,120) in dem Raum zwischen der rotierenden Knetwelle (20,130) und dem inneren Bewegungskreis der rotierenden Knetarme (32,131,150,162) mit axial ausladenden zusätzlichen Knetgegenelementen (26,123,124) versehen sind, wobei diese Elemente als Wellenschabflügel entlang der Welle (20,130) für deren Reinigung und den radialen und axialen Produkttransport in den Knetmischer ausgebildet sind, und daß die radialen seitlichen Kanten dieser Wellenschabflügel (26,123,124) zu beiden Seiten einer Lücke (31,125), durch die die rotierenden Knetarme (32,131,150,162) der Knetwelle (20,130) mit den Knetelementen (35,36,37,39,132) hindurchgehen, so ausgebildet sind, daß sie die seitlichen Flächen dieser Knetarme reinigen.
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