EP1121309A1 - Vorrichtung zum dosieren und/oder mischen von hochviskosen und nicht fliessfähigen materialien - Google Patents

Vorrichtung zum dosieren und/oder mischen von hochviskosen und nicht fliessfähigen materialien

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EP1121309A1
EP1121309A1 EP99947169A EP99947169A EP1121309A1 EP 1121309 A1 EP1121309 A1 EP 1121309A1 EP 99947169 A EP99947169 A EP 99947169A EP 99947169 A EP99947169 A EP 99947169A EP 1121309 A1 EP1121309 A1 EP 1121309A1
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EP
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funnel
twin screw
screw
highly viscous
flowable materials
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Achim Sturm
Bernhard Stalder
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Publication date
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/80—Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis
    • B01F29/85—Mixers with rotating receptacles rotating about a substantially vertical axis with helices, e.g. rotating about an inclined axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/7544—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/75455—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using a rotary discharge means, e.g. a screw beneath the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a device for metering and / or mixing highly viscous and non-flowable materials, in particular pigment pastes.
  • the device is used in continuously operating and closed systems, in particular for dosing the highly viscous and non-flowable materials in an extruder.
  • the material addition in a continuously working and closed system can e.g. by means of a Buhler pump SRB-83076, whereby the paste-like mass must be pressed into the pump from a funnel, since it is only poorly sucked in by the pump itself. This can be done by a slide or an auger. It has been shown that sticky, non-flowing pastes stick the funnel and feed elements (feed screws, slider). The glued paste can only be detached from the elements by stripping. According to the principle of the invention, all parts in contact with the product should strip each other and at the same time press the material into the pump. In the case of pastes that only get a pumpable consistency through shear, such as pigment press cakes, the material should be sheared by the stripping elements.
  • German Patent Application No. 1 180 321 discloses a silo with a discharge device which has a rotatable bottom surface with driver strips, so that a considerable part of the fuel supply in the silo is rotated.
  • a screw which is arranged directly above the support surface and which conveys the material radially from the center of the base to a conveying line system arranged outside the silo, is used as the discharge device.
  • German patent application DE 3304026 A1 discloses a silo with a discharge device which has a screw which moves in such a way that the silo material is moved towards a feeder. When used as a distribution device, the screw is driven in the opposite direction.
  • a further screw conveyor is arranged at the upper end of a conveyor shaft, which can be pivoted vertically relative to the conveyor shaft and rotated therein.
  • the object of the present invention is to provide a constant dosage of highly viscous and non-flowable materials, such as.
  • pigment concentrates pigment press cakes, offset pastes, offset concentrates, flush pastes
  • aerosil pastes steel engraving colors
  • all types of putty gel pastes, gelled binders, etc.
  • the disadvantages listed above are to be avoided.
  • the object of the invention is achieved with the features of claim 1.
  • the invention is based on the above-mentioned funnel, which is used as a metering device, as the closest prior art.
  • the task is solved in that a double screw is arranged within the funnel and the funnel rotates about its own vertical axis.
  • the worm replaces the slides or scrapers currently used, which are usually located on the inner wall of the funnel.
  • the snails brush each other and the funnel wall constantly.
  • the product is repeatedly stripped from the entire funnel wall by the rotating movement of the funnel.
  • the distance between the inner wall of the funnel and the twin screw is in the range 0-3 cm.
  • twin screw it is expedient for the twin screw to extend along the hopper wall into a product outlet opening at the lower end of the hopper.
  • the screws of the twin screw are driven in the same direction or in opposite directions.
  • twin screw is driven in the same or opposite direction with respect to the hopper.
  • the delivery capacity of the twin screws is higher than the delivery capacity of the pump.
  • the rotational frequencies of the screw are in the range of 20-100 rpm and the funnel in the range of 1-5 / min.
  • Fig. 1 schematically in side view of a funnel with the twin screw
  • Fig. 2 is a plan view of the funnel with the directions of rotation of both moving parts.
  • the materials enter a hopper 2, for example from containers or by means of suitable transport devices, neither of which can be seen.
  • the product is conveyed downwards in the direction of the product outlet opening 4 on the one hand to a relatively small extent by the rotating funnel 2 itself and on the other hand by the Double screw 1.
  • the screw has two functions, namely stripping and conveying the product.
  • the stripping of the pasty mass glued to the inner wall 6 of the funnel is brought about by the mutual rotations of the funnel 2 and the screws 1 a, 1 b. These rotations can be coordinated with one another and regulated if necessary. It has been found that the material is sheared strongly in the same direction in FIG. 2 and within a few minutes the entire material contained in the hopper 2 is mixed.
  • the full-leaf and concave screws are particularly suitable for the present device.
  • the Bühler pump SRB-83076 is also used.

Description

Vorrichtung zum Dosieren und/oder Mischen von hochviskosen und nicht fliess- fähigen Materialien
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren und/oder zum Mischen von hochviskosen und nicht fliessfähigen Materialien, insbesondere von Pigmentpasten.
Die Vorrichtung wird verwendet in kontinuieriich arbeitenden und geschlossenen Systemen, insbesondere zum Dosieren der hochviskosen und nicht fliessfähigen Materialien in einem Extruder.
Die Materialzugabe in einem kontinuieriich arbeitenden und geschlossenen System kann z.B. mittels einer Bühler Pumpe SRB-83076 erfolgen, wobei die pastöse Masse aus einem Trichter in die Pumpe gedrückt werden muss, da sie nur schlecht von der Pumpe selbst angesaugt wird. Dies kann durch einen Schieber oder eine Einzugsschnecke bewerkstelligt werden. Es hat sich gezeigt, dass klebrige, nichtfliessende Pa- sten den Trichter sowie Einzugselemente (Einzugsschnecken, Schieber) verkleben. Die verklebte Paste kann nur durch Abstreifen von den Elementen gelöst werden. Entsprechend dem Erfindungsprinzip sollen sich alle Produkt berührenden Teile gegenseitig abstreifen und gleichzeitig das Material in die Pumpe drücken. Bei Pasten, die erst durch Scherung eine pumpbare Konsistenz erhalten, wie beispielsweise Pigmentpress- kuchen, soll das Material durch die abstreifenden Elemente geschert werden.
Aus dem Stand der Technik sind einige Vorrichtungen zum Dosieren, ggf. Befüllen oder Austragen des Gutes bekannt.
Die deutsche Auslegeschrift Nr. 1 180 321 offenbart einen Silo mit einer Austragsvor- richtung, die eine drehbare Bodenfläche mit Mitnehmerleisten aufweist, so dass ein beträchtlicher Teil des sich im Silo befindenden Brennstoffvorrates gedreht wird. Ais Aus- tragsvorrichtung wird eine Schnecke, die unmittelbar über die Auflagefläche liegend angeordnet ist, und vom Zentrum des Bodens radial zu einem ausserhalb des Silos angeordneten Förderieitungssystem das Material fördert, verwendet.
BESIÄΠGUNGSKDWE In der österreichischen Patentschrift Nr. 217959 ist eine Vorrichtung zum Austragen von Massen aus Silos und dgl. beschrieben. In einem zylindrischen Behälter mit einem zur Mitte geneigten Boden ist eine Entleerungsöffnung vorgesehen. Eine radial angeord- nete Schnecke kreist um das Behältermittel und bestreicht dabei den gesamten Behälterboden. Neben der kreisenden Bewegung führt die Schneckenspirale noch eine Drehbewegung um ihre eigene Längsachse aus.
Die deutsche Offenlegung DE 3304026 A1 offenbart einen Silo mit einer Austragsvor- richtung, die eine Schnecke aufweist, welche sich so bewegt, dass das Silogut gegen einen Zubringer hin bewegt wird. Bei Verwendung als Verteileinrichtung wird die Schnecke im umgekehrten Sinn angetrieben. Demgegenüber ist am oberen Ende eines Förderschachts eine weitere Förderschnecke angeordnet, die gegenüber dem Förderschacht vertikal verschwenkbar und in diesem drehbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine konstante Dosierung von hochviskosen und nicht fliessfähigen Materialien, wie z..B. Pigmentkonzentraten aller Art (Pigmentpresskuchen, Offsetpasten, Offsetkonzentraten, Flushpasten), Aerosilpa- sten, Stahlstichfarben, alle Arten von Kitt, Gelpasten, gelierten Bindemitteln usw. zu gewährleisten. Mit der entwickelten Vorrichtung, sollen die oben aufgezählten Nachteile (Brockenverklebung, ggf. Brückenbildung) vermieden werden.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Erfindung geht von dem oben erwähnten Trichter, der als Dosiervorrichtung verwendet wird, als nächstliegendem Stand der Technik aus. Die Aufgabe wird damit gelöst, dass innerhalb des Trichters eine Doppelschnecke angeordnet ist, und sich der Trichter um die eigenen vertikale Achse dreht. Die Schnecke ersetzt die derzeit verwendeten Schieber, ggf. Abstreifer, die meistens an der inneren Wand der Trichter angeordnet sind. Die Schnecken streifen sich gegenseitig und die Trichterwand ständig ab. Durch die Drehbewegung des Trichters wird das Produkt von der ganzen Trichterwand immer wieder abgestreift. Die weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen geschützt und ergeben sich aus diesen Ansprüchen selbst oder deren Kombinationen.
Vorteilhaft ist, dass der Abstand zwischen der inneren Wand des Trichters und der Doppelschnecke im Bereich 0-3 cm liegt.
Zweckmässig ist, dass die Doppelschnecke sich längs der Trichterwand bis in eine Produktaustrittsöffnung am unteren Ende des Trichters erstreckt.
Vorteilhaft ist, dass die Schnecken der Doppelschnecke gleichläufig oder gegenläfig angetrieben werden.
Vorteilhaft ist, dass die Doppelschnecke gleichläufig oder gegenläufig gegenüber dem Trichter angetrieben wird.
Zweckmässig ist, dass die Förderkapazität der Doppelschnecken höher als die Förderkapazität der Pumpe ist.
Vorteilhaft ist, dass die Schnecken unterhalb des Trichters durch ein Gehäuse bis zur Pumpe geführt werden.
Zweckmässig ist, dass die Drehfrequenzen der Schnecke im Bereich 20-100UpM und des Trichters im Bereich 1-5/min liegen.
Die Erfindung wird folgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch in Seitenansicht einen Trichter mit der Doppelschnecke, Fig. 2 eine Draufsicht des Trichters mit den Drehrichtungen beider beweglichen Teile.
Die Materialien gelangen z.B. aus Gebinden oder durch geeignete Transportvorrichtungen, beide nicht ersichtlich, in einen Trichter 2 herein. Die Förderung des Produktes nach unten in Richtung der Produktaustrittsöffnung 4 erfolgt einerseits im verhältnismä- ssig geringen Umfang, durch den rotierenden Trichter 2 selbst, andererseits durch die Doppelschnecke 1. Der Schnecke kommen zwei Funktionen zu, nämlich das Abstreifen und Fördern des Produktes. Das Abstreifen des an der inneren Wand 6 des Trichters verklebten pastösen Masse wird durch die gegenseitige Drehungen des Trichters 2 und der Schnecken 1 a, 1b bewirkt. Diese Drehungen können miteinander abgestimmt, ggf. geregelt werden. Es hat sich erwiesen, dass das Material beim gleichsinnig drehenden Betrieb in Fig. 2 stark geschert wird und innerhalb von wenigen Minuten das gesamte im Trichter 2 enthaltenen Materialien vermischt wird.
Die Fig. 2 zeigt die Einzelschnecken 1 a, 1 b, die gleichsinnig oder gegensinnig angetrie- ben werden. Durch diese Drehungen wird das Produkt nach unten in Richtung der Pro- duktaustrittsöffnung 4 in Fig. 1 gefördert und gleichzeitig geschert. Diese Anordnung bewirkt, dass alle Teile der Vorrichtung, einschliesslich der Trichterwand, sich gegenseitig abstreifen, ggf. selbst reinigen. Für den Betrieb mit der Pumpe 5 ist es wichtig, dass die Förderkapazität der Doppelschnecke 1 höher ist als die Förderkapazität der Pumpe. Das Produkt staut sich dann bis in den Trichter 2 zurück.
Für die vorliegende Vorrichtung eignen sich insbesondere die Vollblatt- und Konkav- schπecken. Femer wird die Bühler Pumpe SRB-83076 verwendet.
Verzeichnis der Merkmale
Doppelschnecke
Schnecken
Trichter
Gehäuse
Produktaustrittsöffnung
Pumpe
Innere Trichterwand

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Dosieren und/oder Mischen von hochviskosen und nicht fliessfähigen Materialien, insbesondere von Pigmentpasten, mit einem Trichter, der sich um die eigene Achse drehen kann, dadurch gekennzeichnet, dass im Trichter (2) mi ndestens eine Doppelschnecke (1 ) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der inneren Wand (6) des Trichters (2) und der Doppelschnecke (1 ) im Bereich 0-3 cm liegt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelschnecke (1 ) sich längs der inneren Trichterwand (6) bis in eine Produktaustrittsöffnung (4) am unteren Ende des Trichters (2) erstreckt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenπ- zeichnet, dass die Schnecken (1 a, 1 b) der Doppelschnecke (1 ) gleichläufig angetrieben werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken (1 a, 1 b) der Doppelschnecke (1 ) gegenläufig angetrieben werden.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelschnecke (1 ) gleichläufig oder gegenläufig gegenüber dem Trichter (2) angetrieben wird.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, cadurch gekennzeichnet, dass die Förderkapazität der Doppelschnecke (1 ) höher ist als die Förderkapazität der Pumpe (5).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelschnecke (1 ) durch unterhalb des Trichters (2) durch ein Gehäuse (3) bis zur Pumpe (5) geführt ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfrequenzen der Schnecke im Bereich 20-100UpM und des Trichters im Bereich 1 -5/min liegen.
10. Extruder mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Ein kontiniueriich arbeitendes und geschlossenes System mit einer Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 10.
EP99947169A 1998-10-14 1999-10-14 Vorrichtung zum dosieren und/oder mischen von hochviskosen und nicht fliessfähigen materialien Expired - Lifetime EP1121309B1 (de)

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