RU2778433C2

RU2778433C2 - Mixing-kneading machine

Info

Publication number: RU2778433C2
Application number: RU2020134547A
Authority: RU
Inventors: Вольфганг ВАЛЬТЕР; Мартин ШЁТЦАУ
Original assignee: Бусс Аг
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2022-08-18

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to a mixing and kneading machine for continuous production processes, in particular for the production of granules, extruded profiles or molded products, in particular polymer granules, polymer extruded profiles or polymer molded parts. The mixing and kneading machine contains a feeding and mixing device and an exhaust device (14), while the feeding and mixing device contains a housing, a screw shaft (34) and a connecting element (24), while the connecting element is located in the front side of the housing and is also connected to the exhaust device, while in the housing and in the connecting element, the hollow inner part is formed, and the screw shaft passes at least in cross-section, axially through the inner part of the housing and at least in cross-section, in the axial direction through the inner part of the connecting element, and at the same time the housing contains a plurality of kneading elements (40) extending from the inner circumferential surface of the housing into the specified inner part, and at the same time the kneading elements (40) are also located on the inner circumferential surface of the connecting element and pass into the inner part of the connecting element, and the exhaust device contains a device (26) for removing gases.

EFFECT: ensuring optimal mixing and homogenization of the components of the mixture with a minimum length of the feeding and mixing device, simplifying the self-cleaning of the feeding and mixing device when replacing the starting materials used in the mixing-kneading machine.

15 cl, 7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к смешивающе-месильной машине для процессов непрерывного производства, содержащей подающе-смешивающее устройство, которое содержит корпус, определяющий полую внутреннюю часть, в которой расположен вращающийся винтовой вал, перемещающийся предпочтительно одновременно поступательно, а также содержащей выпускное устройство, такое как выпускный экструдер.The present invention relates to a mixing and kneading machine for continuous production processes, comprising a feeder-mixing device, which includes a housing defining a hollow inner part, in which is located a rotating screw shaft, preferably simultaneously moving forward, and also containing an outlet device, such as an outlet extruder .

Такие смешивающе-месильные машины, в частности, используют для изготовления пластичных и/или вязких масс. Например, их используют для обработки вязких масс, гомогенизации и пластификации пластмасс, внедрения наполнителей и армирующих материалов, а также для изготовления исходных материалов для пищевой промышленности. Таким образом, винтовой вал образует рабочий элемент, транспортирующий или перемещающий материал, подлежащий обработке, вперед в осевом направлении и, таким образом, смешивающий компоненты материала друг с другом.Such mixing and kneading machines are used in particular for the production of plastic and/or viscous masses. For example, they are used for the processing of viscous masses, the homogenization and plasticization of plastics, the introduction of fillers and reinforcing materials, and also for the manufacture of starting materials for the food industry. The screw shaft thus forms an operating element conveying or moving the material to be processed forward in the axial direction and thus mixing the material components with each other.

Такие смешивающе-месильные машины, в частности, подходят для производства полимерного гранулята, полимерных экструдируемых профилей, полимерных формованных деталей и подобного при использовании подходящего выпускного устройства, такого как выпускный экструдер, и если оно соединено с гранулирующим устройством или подобным устройством, таким как устройство прерывистого резания, стренговая головка, профилирующий инструмент, листовая головка или подобное. Посредством подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины изготавливают однородный полимерный расплав или смесь (например, из ПВХ, каучука, пищевых продуктов, корма для животных, порошкового покрытия, ингибиторов горения, не содержащих галогена, фармацевтических веществ и т.д.), которую затем перемещают в выпускное устройство и, посредством него, - в гранулирующее устройство, например. Например, отдельные компоненты смеси смешивают друг с другом и гомогенизируют перед передней частью подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины, а из однородной смеси, изготовленной таким образом, производят расплав (при условии, что по меньшей мере один компонент смеси может быть расплавлен), при этом то же самое происходит в средней и задней части подающе-смешивающего устройства. Расплав, изготовленный таким образом, затем перемещают через выпускное устройство, например, к устройству для подводного гранулирования, в котором расплав сжимают под давлением 2 миллиона паскалей, например, посредством головок плиты матрицы, разрезают непосредственно на гранулят посредством вращающихся резцов после выхода из, и отверждают в гранулированные частицы посредством перетока технологической воды через переднюю часть плиты матрицы. Альтернативно, расплав или вязкая смесь (если расплав не произведен) могут также быть пропущены через экструдер или формующий инструмент под давлением для образования полимерного формованного изделия.Such mixer-kneaders are particularly suitable for the production of polymer granules, polymer extruded profiles, polymer molded parts and the like when using a suitable outlet device, such as an outlet extruder, and if it is connected to a granulation device or a similar device, such as an intermittent device. cutting, strand head, profiling tool, sheet head or the like. By means of the feeder-mixer of the mixer-kneader, a homogeneous polymer melt or mixture (e.g. PVC, rubber, food, animal feed, powder coating, halogen-free flame retardants, pharmaceuticals, etc.) is produced, which then transferred to the outlet device and, through it, to the granulating device, for example. For example, the individual components of the mixture are mixed with each other and homogenized in front of the front part of the feed-mixing device of the mixer-kneader, and from the homogeneous mixture thus made, a melt is produced (provided that at least one component of the mixture can be melted), while the same happens in the middle and rear of the feeder-mixer. The melt thus produced is then conveyed through an outlet, for example, to an underwater granulator, in which the melt is compressed at a pressure of 2 million pascals, for example, by means of die platen heads, cut directly into the granulate by means of rotating cutters after exiting, and solidified. into granular particles by flowing process water through the front of the die plate. Alternatively, the melt or viscous mixture (if no melt is produced) may also be passed through an extruder or pressure molding tool to form a polymer molded article.

Подающие и смешивающие устройства таких смешивающе-месильных машин известны, например, из CH 278575 A и CH 464656.The feeding and mixing devices of such mixing and kneading machines are known, for example, from CH 278575 A and CH 464656.

Касательно этих смешивающе-месильных машин, винтовой вал подающе-смешивающего устройства предпочтительно не только выполняет вращательное перемещение, но также одновременно поступательно перемещается вперед и назад в осевом направлении, т.е. в направлении винтового вала. Таким образом, последовательность движения предпочтительно отличается тем, что винтовой вал выполняет качательное движение, наложенное на вращение, при рассмотрении в осевом направлении. Эта последовательность движения обеспечивает возможность внедрения внутренних устройств, а именно, месильных элементов, таких как месильные штифты или месильные гребни, в корпус подающе-смешивающего устройства. Благодаря наличию месильных штифтов или месильных гребней, винт расположен на основном валу, так называемом стержне вала, не проходит непрерывно (как показано на виде в разрезе стержня вала), а далее разделен на множество отдельных лопастных элементов, которые проходят вдоль определенного углового сектора окружности поперечного сечения стержня вала. Смежные лопастные элементы отстоят друг от друга в осевом направлении и в наружном окружном направлении стержня вала, т.е. в каждом случае образован зазор между смежными лопастными элементами в осевом направлении и в наружном окружном направлении стержня вала. Например, если весь стержень вала винтового вала или осевой участок стержня вала винтового вала, относительно окружности поперечного сечения, содержит три лопастных элемента, каждый из которых проходит по угловому сектору, например 100°, окружности поперечного сечения стержня вала, речь идет о трехлопастном винтовом валу или об участке трехлопастного винтового вала. Вращением и поступательным перемещением винтового вала в осевом направлении управляют таким образом, чтобы лопастные элементы приближались к соответствующим месильным элементам своими кромками для сжатия материала, подлежащего смешиванию и замешиванию, и для приложения к нему усилия сдвига, чтобы таким образом способствовать процессу смешивания и/или замешивания без столкновения месильных элементов и лопастных элементов. Кроме этого, месильные элементы настолько близко приближаются к лопастным элементам, что месильные элементы предотвращают образование отложений компонентов смеси на кромках лопастных элементов, чтобы при этом месильные элементы в конечном итоге обеспечивали очистку лопастных элементов. Разумеется, количество и геометрия лопастных элементов могут быть приспособлены к количеству месильных элементов. Традиционно, отдельные месильные элементы расположены на внутренней окружной поверхности корпуса подающе-смешивающего устройства (в осевом направлении) несколькими рядами, соответствующими геометрии и количеству лопастных элементов и проходящими по меньшей мере по одному участку внутренней окружной поверхности корпуса. Например, если на внутренней окружной поверхности корпуса расположены четыре ряда месильных элементов, винтовой вал на своей наружной окружной поверхности (при рассмотрении в поперечном разрезе) может содержать четыре лопастных элемента, между которыми, в каждом случае, обеспечено достаточно широкое пространство, чтобы обеспечивать возможность прохождения месильных элементов через эти пространства.With respect to these mixing and kneading machines, the screw shaft of the feeder-mixing device preferably not only performs rotational movement, but also simultaneously translates back and forth in the axial direction, i.e. towards the screw shaft. Thus, the motion sequence is preferably characterized in that the screw shaft performs a rocking motion superimposed on the rotation when viewed in the axial direction. This sequence of movement enables the insertion of internal devices, namely kneading elements such as kneading pins or kneading combs, into the body of the feeder-mixer. Due to the presence of kneading pins or kneading combs, the screw is located on the main shaft, the so-called shaft shaft, does not run continuously (as shown in the sectional view of the shaft shaft), but is further divided into many individual bladed elements that run along a certain angular sector of the circumference of the transverse section of the shaft rod. Adjacent paddle elements are spaced from each other in the axial direction and in the outer circumferential direction of the shaft shaft, i. e. in each case, a gap is formed between adjacent paddle elements in the axial direction and in the outer circumferential direction of the shaft shaft. For example, if the entire shaft shaft shaft of a screw shaft or the axial section of the shaft shaft shaft of a screw shaft, relative to the circumference of the cross section, contains three bladed elements, each of which passes through an angular sector, for example 100 °, of the circle of the cross section of the shaft shaft, we are talking about a three-blade screw shaft or about a section of a three-bladed screw shaft. The rotation and translation of the screw shaft in the axial direction is controlled so that the paddle elements approach the respective kneading elements with their edges in order to compress the material to be mixed and kneaded and to apply a shear force to it, so as to facilitate the mixing and/or kneading process without collision of kneading elements and paddle elements. In addition, the kneading elements come so close to the paddle elements that the kneading elements prevent the formation of deposits of the mixture components on the edges of the paddle elements, so that the kneading elements ultimately provide cleaning of the paddle elements. Of course, the number and geometry of the paddle elements can be adapted to the number of kneading elements. Traditionally, individual kneading elements are located on the inner circumferential surface of the feeder-mixer housing (in the axial direction) in several rows corresponding to the geometry and number of blade elements and extending along at least one section of the inner circumferential surface of the housing. For example, if there are four rows of kneading elements on the inner circumferential surface of the housing, the helical shaft on its outer circumferential surface (when viewed in cross section) may contain four bladed elements, between which, in each case, a sufficiently wide space is provided to allow passage kneading elements through these spaces.

Как описано, на конце, расположенном далее по потоку (при рассмотрении в направлении передачи), подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машин расположено выпускное устройство для передачи однородной смеси, образованной в подающе-смешивающем устройстве, для дальнейшей обработки из подающе-смешивающего устройства, например, в дополнительное устройство обработки, такое как гранулирующее устройство. Для соединения корпуса подающе-смешивающего устройства с выпускным устройством соединительный элемент обычно расположен на дальнем по потоку переднем конце корпуса подающе-смешивающего устройства, при рассмотрении в направлении передачи. В целом соединительный элемент представляет собой кромку. Задача соединительного элемента заключается в соединении расположенного далее по потоку конца корпуса и впускной стороны выпускного устройства так, чтобы обеспечивать возможность передачи смеси из подающе-смешивающего устройства в выпускное устройство таким образом, чтобы обеспечивать возможность передачи указанной смеси далее в этом направлении без повреждения указанной смеси механическим или термическим воздействиями при передаче. Таким образом, винтовой вал, расположенный в корпусе подающе-смешивающего устройства, полностью проходит через соединительный элемент для передачи смеси через соединительный элемент непосредственно на выпускное устройство.As described, at the downstream end (when viewed in the transfer direction) of the feed-mixer of the mixer-kneader, there is an outlet for conveying the homogeneous mixture formed in the feed-mixer for further processing from the feed-mixer, for example, to an additional processing device such as a granulating device. To connect the feeder/mixer housing to the outlet, the connector is typically located at the downstream forward end of the feeder/mixer housing, when viewed in the transfer direction. In general, the connecting element is an edge. The purpose of the connecting element is to connect the downstream end of the housing and the inlet side of the outlet device so as to allow the transfer of the mixture from the feed-mixing device to the outlet device in such a way as to allow the transfer of said mixture further in this direction without damaging said mixture mechanically. or thermal effects during transmission. In this way, the screw shaft located in the housing of the feed-mixing device passes completely through the connecting element to transfer the mixture through the connecting element directly to the outlet device.

В известных смешивающе-месильных машинах из смеси или расплава, образованного в подающе-смешивающем устройстве, удаляют газ до передачи в выпускное устройство для удаления содержащихся газов и других летучих компонентов, таких как остаточная влага и мономеры, из смеси или расплава. В одном варианте известных смешивающе-месильных машин для этой цели обеспечено устройство для удаления газов на расположенном далее по потоку конце (при рассмотрении в направлении передачи) корпуса подающе-смешивающего устройства, причем указанное устройство для удаления газов прикладывает отрицательное давление к расплаву или смеси (если расплав не образован) для отвода летучих компонентов из расплава или смеси таким образом (если расплав не образован). Однако в этом есть несколько недостатков, в частности, относящихся к термически малоустойчивым расплавам или смесям. С другой стороны, в этом случае месильные элементы больше не могут использоваться далее по потоку от устройства для удаления газов, т.е. в самой последней части корпуса и в соединительном элементе, так как в противном случае, в уже не содержащий газов расплав или смесь (если расплав не образован) будет введено слишком много энергии, что приведет к повышению температуры расплава и, вследствие этого, к термическому повреждению расплава, не содержащего газов. Поэтому известные смешивающе-месильные машины этого варианта больше не оснащают месильными элементами в секции корпуса, расположенной далее по потоку от устройства для удаления газов, и, в частности, в соединительном элементе, в результате чего область подающе-смешивающего устройства, находящаяся далее по потоку, в которой больше не размещают месильные элементы, является по меньшей мере в значительной степени неиспользованной с точки зрения смешивания компонентов смеси и гомогенизации смеси. Вместо этого, таким образом, она только содержит секцию передачи. Другой недостаток этого варианта заключается в том, что смесь, подлежащая удалению газов, должна представлять собой расплав или смесь (если расплав не образован) еще до проникновения в выпускное устройство, а именно, непосредственно ранее по потоку от соединительного элемента в секции корпуса, в которой находится устройство для удаления газов, так как, в противном случае, эффективное удаление газов невозможно. Это также приводит к тому, что часть подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины, находящаяся далее по потоку от устройства для удаления газов и через которую проходит винтовой вал, может быть использована только как секция передачи. Также на расплав в соединительном элементе, находящемся далее по потоку, несмотря на отсутствие месильных элементов, дополнительно воздействует усилие сдвига, что может приводить к повышению температуры расплава или даже к термическому повреждению расплава, например, в случае термически малоустойчивых материалов, в частности, таких как поливинилхлорид (ПВХ). Кроме этого, в этом варианте невозможна полная очистка всех кромок лопастных элементов винтового вала вследствие отсутствия месильных элементов в соединительном элементе. Это приводит к образованию отложений на кромках лопастных элементов и на переходе лопастных элементов в стержень вала. В результате этого, в свою очередь, промывка смешивающе-месильной машины отнимает много времени, а количество отходов при замене исходных материалов становится значительным в связи с отсутствием «эффекта самоочищения», достигаемого месильными штифтами. Часто требуется открытие и очистка всего подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины для предотвращения отложения отходов, если нет возможности успешного применения промывки, или даже для обеспечения возможности замены исходных материалов.In prior art mixer-kneaders, the mixture or melt formed in the feed-mixer is degassed prior to passing to an outlet to remove contained gases and other volatile components such as residual moisture and monomers from the mixture or melt. In one embodiment of known mixer-kneaders, a degassing device is provided for this purpose at the downstream end (when viewed in the transfer direction) of the body of the feed-mixer, said degassing device applying a negative pressure to the melt or mixture (if the melt is not formed) to remove volatile components from the melt or mixture in this way (if the melt is not formed). However, there are several drawbacks to this, in particular with regard to thermally unstable melts or mixtures. On the other hand, in this case the kneading elements can no longer be used downstream of the degassing device, i. e. in the very last part of the body and in the connecting element, since otherwise too much energy would be introduced into the already gasless melt or mixture (if no melt was formed), which would lead to an increase in the temperature of the melt and, consequently, to thermal damage melt containing no gases. Therefore, the known mixing-kneading machines of this embodiment are no longer equipped with kneading elements in the housing section downstream of the degassing device, and in particular in the connecting element, as a result of which the area of the feed-mixing device, located downstream, in which the kneading elements are no longer placed is at least largely unused in terms of mixing the components of the mixture and homogenizing the mixture. Instead, therefore, it only contains a transmission section. Another disadvantage of this variant is that the mixture to be vented must be a melt or a mixture (if no melt is formed) even before penetration into the outlet device, namely, immediately upstream of the connecting element in the body section in which a degassing device is located, otherwise effective degassing is not possible. This also leads to the fact that the part of the feed-mixing device of the mixing-kneading machine, located downstream of the device for degassing and through which the screw shaft passes, can only be used as a transfer section. Also, the melt in the downstream connecting element, despite the absence of kneading elements, is additionally affected by a shear force, which can lead to an increase in the temperature of the melt or even to thermal damage to the melt, for example, in the case of thermally unstable materials, in particular, such as polyvinyl chloride (PVC). In addition, in this embodiment, it is impossible to completely clean all the edges of the blade elements of the screw shaft due to the absence of kneading elements in the connecting element. This leads to the formation of deposits on the edges of the vane elements and at the transition of the vane elements to the shaft shaft. As a result of this, in turn, the washing of the mixer-kneader is time-consuming, and the amount of waste when changing raw materials becomes significant due to the absence of the "self-cleaning effect" achieved by the kneading pins. It is often necessary to open and clean the entire feed-mixer of a mixer-kneader to prevent the build-up of waste if a wash cannot be successfully applied, or even to allow the replacement of raw materials.

В другом варианте известных смешивающе-месильных машин между соединительным элементом подающе-смешивающего устройства и выпускным устройством образован купол для удаления газов, из-за которого после выхода из подающе-смешивающего устройства смесь вводят сверху в цилиндрический накопитель, внутри которого она спадает вниз на винт выпускного устройства. Однако этот вариант плохо подходит или совсем не подходит для обработки расплава. Кроме этого, винт выпускного устройства должен иметь большие размеры для передачи всего материала, выпадающего из него в купол для удаления газов. Это приводит к высоким первоначальным затратам для этого варианта.In another version of the well-known mixing and kneading machines, between the connecting element of the feeder-mixer and the outlet, a dome is formed to remove gases, due to which, after leaving the feeder-mixer, the mixture is introduced from above into a cylindrical accumulator, inside which it falls down onto the outlet screw. devices. However, this option is poorly suited or not at all suitable for melt processing. In addition, the bleeder screw must be large enough to transfer all the material falling out of it into the dome for degassing. This results in high initial costs for this option.

Следовательно, в отличие от этого, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении подходящей смешивающе-месильной машины для процессов непрерывного производства, например, в частности, для производства гранулята, экструдируемых профилей или формованных деталей, например, полимерного гранулята, полимерных экструдируемых профилей или полимерных формованных деталей, причем указанная машина обеспечивает оптимальное смешивание и гомогенизацию компонентов смеси при минимальной длине подающе-смешивающего устройства, в результате чего смешивающе-месильная машина отличается оптимальной эффективностью относительно длины подающе-смешивающего устройства, и которая также упрощает самоочищение подающе-смешивающего устройства при замене исходных материалов, используемых в смешивающе-месильной машине.Therefore, in contrast to this, the object of the present invention is to provide a suitable mixing and kneading machine for continuous production processes, for example, in particular for the production of granules, extruded profiles or molded parts, for example, polymer granulate, polymer extruded profiles or polymer molded parts. , moreover, said machine provides optimal mixing and homogenization of the mixture components with a minimum length of the feeder-mixer, as a result of which the mixer-kneader is characterized by optimal efficiency in relation to the length of the feeder-mixer, and which also simplifies the self-cleaning of the feeder-mixer when replacing raw materials, used in the mixing machine.

В соответствии с изобретением эта задача достигается смешивающе-месильной машиной для процессов непрерывного производства, например, в частности, для производства гранулята, экструдируемых профилей или формованных деталей, например, полимерного гранулята, полимерных экструдируемых профилей или полимерных формованных деталей, содержащей подающе-смешивающее устройство и содержащей выпускное устройство, при этом подающе-смешивающее устройство содержит корпус, винтовой вал и соединительный элемент, при этом соединительный элемент расположен на передней части корпуса и также соединен с выпускным устройством, при этом в каждом случае полая внутренняя часть выполнена в корпусе и в соединительном элементе, а винтовой вал проходит по меньшей мере в поперечном сечении в осевом направлении через внутреннюю часть корпуса, а также по меньшей мере в поперечном сечении в осевом направлении через внутреннюю часть соединительного элемента, при этом корпус содержит множество месильных элементов, проходящих от внутренней окружной поверхности корпуса во внутреннюю часть, и при этом смешивающе-месильная машина отличается тем, что на внутренней окружной поверхности соединительно элемента также расположены месильные элементы, проходящие во внутреннюю часть соединительного элемента, и выпускное устройство содержит устройство для удаления газов.According to the invention, this task is achieved by a mixing and kneading machine for continuous production processes, for example, in particular for the production of granulate, extruded profiles or molded parts, for example, polymer granulate, polymer extruded profiles or polymer molded parts, comprising a feeding-mixing device and containing an outlet device, while the supply-mixing device comprises a housing, a screw shaft and a connecting element, while the connecting element is located on the front of the housing and is also connected to the outlet device, while in each case the hollow inner part is made in the housing and in the connecting element , and the screw shaft passes at least in the cross section in the axial direction through the inner part of the housing, and also at least in the cross section in the axial direction through the inner part of the connecting element, while the housing contains a plurality of kneading elements, passing kneading elements from the inner circumferential surface of the body to the inner part, and at the same time, the mixing-kneading machine is characterized in that kneading elements are also located on the inner circumferential surface of the connecting element, passing into the inner part of the connecting element, and the outlet device contains a device for removing gases.

Это решение основано на знании, что при изначальном расположении устройства для удаления газов на выпускном устройстве, а не на расположенном далее по потоку, при рассмотрении в направлении передачи, конце корпуса подающе-смешивающего устройства, расплав или смесь (если расплав не образован) должен быть сначала образован далее по потоку, чтобы месильные элементы могли быть также расположены на внутренней окружной поверхности соединительного элемента, даже без термического повреждения термически малоустойчивых материалов, таких как ПВХ, обрабатываемой в нем смеси. В смешивающе-месильной машине в соответствии с изобретением удаление газов происходит не в области быстро вращающегося и качающегося винтового вала в подающе-смешивающем устройстве, а в выпускном устройстве, т.е. далее по потоку от быстро вращающегося и качающегося винтового вала в подающе-смешивающем устройстве. Благодаря тому, что месильные элементы также присоединены к внутренней окружной поверхности соединительного элемента, эта область подающе-смешивающего устройства также доступна для осуществления смешивания компонентов смеси и для гомогенизации смеси, причем длина подающе-смешивающего устройства может быть соответственно уменьшена с обеспечением такого же уровня смешивания и гомогенизации, как и в случае с соответственно более длинным подающе-смешивающим устройством, в котором соединительный элемент не содержит месильных элементов. Таким образом, не только обеспечивается существенное снижение первоначальных затрат на смешивающе-месильную машину, но и эксплуатационных расходов, в частности, так как подающе-смешивающее устройство подвергается меньшему износу и требует меньше пространства вследствие меньшей общей длины. Как указано, в смешивающе-месильной машине в соответствии с изобретением, когда требуется обработка расплава или смеси (если расплав не образован), также достаточно изначально образовывать расплав или смесь (если расплав не образован) далее по потоку, при рассмотрении в направлении передачи, от соединительного элемента. Это также способствует тому, что при одинаковом уровне смешивания и гомогенизации, общая длина подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины может быть существенно уменьшена. Кроме этого, смешивающе-месильная машина в соответствии с изобретением обеспечивает полную очистку всех кромок лопастных элементов винтового вала вплоть до их расположенного далее по потоку конца благодаря тому, что соединительный элемент также содержит месильные элементы. Таким образом также обеспечивается надежное предотвращение образования отложений в соединительном элементе на кромках лопастных элементов и на переходе лопастных элементов в стержень вала винтового вала. Это также приводит к значительному сокращению времени промывки для смешивающе-месильной машины при замене исходных материалов. В целом, настоящее изобретение обеспечивает подходящую смешивающе-месильную машину для процессов непрерывного производства, например, в частности, для производства гранулята, экструдируемых профилей или формованных деталей, например, полимерного гранулята, полимерных экструдируемых профилей или полимерных формованных деталей, которая обеспечивает возможность оптимального смешивания и гомогенизации исходных материалов смеси при минимальной длине подающе-смешивающего устройства так, что смешивающе-месильная машина отличается оптимальной эффективностью относительно длины подающе-смешивающего устройства, и которая также облегчает очистку подающе-смешивающего устройства при замене компонентов, используемых в смешивающе-месильной машине.This decision is based on the knowledge that, with the venting device initially located on the outlet device, and not on the downstream end of the feed-mixer body, when viewed in the transfer direction, the melt or mixture (if no melt is formed) should be first formed downstream so that the kneading elements can also be located on the inner circumferential surface of the connecting element, even without thermal damage to thermally unstable materials such as PVC, the mixture processed therein. In the mixing-kneading machine according to the invention, the removal of gases takes place not in the region of the rapidly rotating and oscillating screw shaft in the feed-mixing device, but in the outlet device, i.e. downstream of the rapidly rotating and oscillating screw shaft in the feed-mixer. Due to the fact that the kneading elements are also attached to the inner circumferential surface of the connecting element, this area of the mixing device is also available for mixing the components of the mixture and for homogenizing the mixture, and the length of the mixing device can be correspondingly reduced to ensure the same level of mixing and homogenization, as is the case with a correspondingly longer feed-mixing device, in which the connecting element does not contain kneading elements. In this way, not only is there a significant reduction in the initial cost of the mixer-kneader, but also in operating costs, in particular, since the feeder-mixer is subject to less wear and requires less space due to the shorter overall length. As stated, in the mixer-kneader according to the invention, when a melt or mixture needs to be processed (if no melt is formed), it is also sufficient to initially form a melt or mixture (if no melt is formed) downstream, when considered in the transfer direction, from connecting element. It also helps that, with the same level of mixing and homogenization, the total length of the feeder-mixer of the mixer-kneader can be significantly reduced. In addition, the mixing and kneading machine according to the invention ensures complete cleaning of all edges of the blade elements of the helical shaft up to their downstream end due to the fact that the connecting element also contains kneading elements. In this way, a reliable prevention of the formation of deposits in the connecting element at the edges of the blade elements and at the transition of the blade elements into the shaft shaft of the screw shaft is also ensured. This also results in a significant reduction in flushing time for the mixer-kneader when changing raw materials. In general, the present invention provides a suitable mixing and kneading machine for continuous production processes, for example, in particular for the production of granulate, extruded profiles or molded parts, for example polymer granulate, polymer extruded profiles or polymer molded parts, which allows optimal mixing and homogenizing the raw materials of the mixture with a minimum length of the feeder-mixer so that the mixer-kneader has an optimal efficiency in relation to the length of the feeder-mixer, and which also facilitates the cleaning of the feeder-mixer when replacing components used in the mixer-kneader.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения выпускное устройство предпочтительно представляет собой двухвинтовой экструдер противоположного вращения. В случае двухвинтового экструдера, камеры образованы между винтами при вращении обоих винтов, причем обеспечивается передача смеси в выпускном устройстве вперед через указанные камеры. Это происходит благодаря тому, что нарезка винта и стержни валов двухвинтовых экструдеров выполнены ответными друг другу и расположены в перекрывающемся порядке так, чтобы при вращении двух винтов образовывать камеры, которые перемещаются в направлении передачи между нарезкой винта и гребенчатыми стержнями двух валов. Это приводит к принудительной передаче, которая позволяет двум винтам медленно вращаться и все же надежно перемещать смесь через выпускное устройство лишь с минимальным обратным потоком части смеси, противоположным направлению передачи. Вследствие медленного вращения двух винтов, смесь в выпускном устройством, т.е. в области удаления газов, имеет относительно большое время удержания и большую поверхность удаления газов, чтобы обеспечивать эффективное удаление газов без внедрения высоких усилий сдвига в смесь. Таким образом, надежно предотвращается термическое повреждение смеси. Следовательно, устройство для удаления газов, перемещенное в выпускное устройство, синергически функционирует с предпочтительной конструкцией выпускного устройства в качестве двухвинтового экструдера противоположного вращения. Другое преимущество двухвинтового экструдера заключается в существенном снижении образования отложений компонентов смеси по сравнению с экструдером с одним валом, так как нарезки винта на двухвинтовом экструдере перекрываются.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the outlet is preferably a counter-rotating twin screw extruder. In the case of a twin screw extruder, the chambers are formed between the screws by the rotation of both screws, and the mixture in the outlet device is transferred forward through said chambers. This is due to the fact that the screw thread and shaft rods of twin-screw extruders are made in response to each other and arranged in an overlapping order so that when the two screws rotate, they form chambers that move in the transmission direction between the screw thread and the comb rods of the two shafts. This results in a forced transfer that allows the two screws to rotate slowly and still reliably move the mixture through the outlet with only a minimal reverse flow of a portion of the mixture opposite to the direction of transfer. Due to the slow rotation of the two screws, the mixture in the outlet device, i.e. in the degassing region, has a relatively long retention time and a large degassing surface to ensure efficient degassing without introducing high shear forces into the mixture. In this way, thermal damage to the mixture is reliably prevented. Therefore, the degassing device moved to the outlet functions synergistically with the preferred outlet design as a contra-rotating twin screw extruder. Another advantage of the twin screw extruder is the significant reduction in compound build-up compared to a single shaft extruder because the screw threads overlap on a twin screw extruder.

В этой связи, особенно хорошие результаты достигаются, если выпускное устройство представляет собой двухвинтовой экструдер противоположного вращения. Они имеют преимущество возможности наращивания высокого давления от 250 до 300 бар при длине винта от 2 до 3 D (т.е. при длине, превышающей диаметр винтового вала в два или три раза), в то же время демонстрируя минимальное повышение температуры расплава или смеси (если расплав не образован). В свою очередь, однонаправленные двухвинтовые экструдеры имеют высокую скорость вращения и вследствие этого прикладывают бóльшие усилия сдвига и наращивают значительно меньшее давление, чем двухвинтовые экструдеры противоположного вращения.In this regard, particularly good results are achieved if the outlet is a counter-rotating twin screw extruder. They have the advantage of being able to build up high pressures from 250 to 300 bar with a screw length of 2 to 3 D (i.e. two or three times the diameter of the screw shaft), while showing minimal temperature rise of the melt or mixture. (if the melt is not formed). In turn, unidirectional twin screw extruders have a high rotational speed and therefore apply more shear forces and build up significantly less pressure than counter-rotating twin screw extruders.

Винты двухвинтовых экструдеров противоположного вращения могут быть расположены параллельно друг другу.The screws of contra-rotating twin screw extruders can be arranged parallel to each other.

В качестве развития идеи изобретения предложено, чтобы два винта двухвинтового экструдера были расположены, при рассмотрении в осевом направлении, наклоненными по направлению друг к другу под углом от 0,1 до 10°, предпочтительно от 0,5 до 7,5°, более предпочтительно от 2 до 5° и наиболее предпочтительно от 2 до 3°, при этом, предпочтительно, два винта сходятся в направлении передачи. В этом варианте реализации глубина резьбы может быть выполнена уменьшающейся или однородной по всей длине винта в направлении передачи. В такой конструкции винтов двухвинтового экструдера, камеры, образованные между двумя винтами, постепенно уменьшаются при работе выпускного устройства в направлении передачи, или уменьшается объем этих камер. Обеспечивается сжатие смеси, передаваемой в камерах, в возрастающей степени в направлении передачи так, чтобы обеспечивать прижатие летучих компонентов, таких как, в частности, газ, остаточная влага и мономеры, остающихся в смеси, в направлении, противоположном направлению передачи выпускного устройства по направлению к устройству для удаления газов таким образом. Это в значительной мере способствует удалению газов, еще больше усиливая синергическое взаимодействие устройства для удаления газов, перемещенного в выпускное устройство, благодаря выполнению выпускного устройства в форме двухвинтового экструдера.As a development of the idea of the invention, it is proposed that the two screws of a twin-screw extruder be located, when viewed in the axial direction, inclined towards each other at an angle of from 0.1 to 10°, preferably from 0.5 to 7.5°, more preferably 2 to 5° and most preferably 2 to 3°, with the two screws preferably converging in the transmission direction. In this embodiment, the thread depth can be made decreasing or uniform over the entire length of the screw in the transmission direction. In such a screw structure of the twin screw extruder, the chambers formed between the two screws are gradually reduced when the discharge device is operated in the conveying direction, or the volume of the chambers is reduced. The mixture conveyed in the chambers is compressed to an increasing degree in the direction of transmission so as to pressurize volatile components, such as in particular gas, residual moisture and monomers remaining in the mixture, in a direction opposite to the direction of transmission of the outlet towards device for removing gases in this way. This greatly contributes to the removal of gases, further enhancing the synergistic interaction of the device for removing gases moved to the outlet, due to the implementation of the outlet in the form of a twin screw extruder.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения обеспечено коническое прохождение винтов выпускного устройства, при этом винты сужаются в направлении передачи. Это способствует эффекту вышеуказанного варианта реализации, в котором два винта двухвинтового экструдера расположены не параллельно, а под углом относительно друг друга при рассмотрении в осевом направлении.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, the screws of the exhaust device are tapered, with the screws tapering in the transmission direction. This contributes to the effect of the above embodiment in which the two screws of the twin screw extruder are not arranged in parallel but at an angle relative to each other when viewed in the axial direction.

Для обеспечения экономии пространства и существенного уменьшения длины смешивающе-месильной машины, с точки зрения длины всей машины, в качестве развития идеи изобретения предложен изгиб двух винтов (относительно их осевого продольного направления) выпускного устройства в горизонтальной плоскости относительно винтового вала подающе-смешивающего устройства на 45°-135°, предпочтительно на 60°-120°, более предпочтительно на 80°-100°, еще более предпочтительно на 85°-95° и наиболее предпочтительно на 90°, чтобы передний конец винтового вала, проходящий в соединительный элемент, был ориентирован по направлению к наружным окружным поверхностям винтов выпускного устройства. Таким образом, выпускное устройство расположено под прямыми углами к подающе-смешивающему устройству. Кроме обеспечиваемой таким образом экономии пространства, этот вариант реализации имеет преимущество в том, что смесь, образованная в подающе-смешивающем устройстве, может передаваться винтовым валом от конца соединительного элемента, противоположного корпусу подающе-смешивающего устройства, непосредственно между двумя винтами выпускного устройства. Таким образом, обеспечивается эффективная передача смеси от подающе-смешивающего устройства в выпускное устройство, в результате чего исключается отложение или припекание компонентов смеси на других компонентах. Благодаря возможности расположения устройства для удаления газов на противоположной стороне выпускного устройства, удаление газов может также происходить непосредственно после проникновения смеси в выпускное устройство.In order to save space and significantly reduce the length of the mixing-kneading machine, in terms of the length of the entire machine, as a development of the idea of the invention, it is proposed to bend two screws (relative to their axial longitudinal direction) of the outlet device in a horizontal plane relative to the screw shaft of the feed-mixing device by 45 °-135°, preferably 60°-120°, more preferably 80°-100°, even more preferably 85°-95° and most preferably 90°, so that the front end of the screw shaft extending into the connecting element is oriented towards the outer circumferential surfaces of the screws of the exhaust device. Thus, the outlet device is located at right angles to the feeding-mixing device. In addition to the space savings thus achieved, this embodiment has the advantage that the mixture formed in the feeder/mixer can be conveyed by a screw shaft from the end of the connecting element opposite the feeder/mixer body directly between two discharge screws. In this way, an efficient transfer of the mixture from the feeder-mixer to the outlet is ensured, as a result of which deposits or scorching of the mixture components on other components are eliminated. Due to the possibility of arranging the degassing device on the opposite side of the outlet device, degassing can also take place directly after the mixture has entered the outlet device.

Как описано, месильные элементы также расположены на внутренней окружной поверхности соединительного элемента подающе-смешивающего устройства, которые проходят во внутреннюю часть соединительного элемента, и с лопастными элементами, расположенными на стержне вала, не только обеспечивают оптимальное смешивание и гомогенизацию смеси, передаваемой винтовым валом, но также, в частности, предотвращают отложение или припекание компонентов смеси на кромках лопастных элементов и, в частности, на переходе кромок лопастных элементов в наружную окружную поверхность стержня вала. Предпочтительно, месильные элементы проходят, при рассмотрении в осевом направлении соединительного элемента, глубоко в соединительный элемент для наилучшего использования длины соединительного элемента таким образом с целью смешивания и гомогенизации смеси. Дополнительно, предпочтительно, месильные элементы расположены на внутренней окружной поверхности соединительного элемента по меньшей мере в двух рядах, проходящих в осевом направлении по меньшей мере по одной секции внутренней окружной поверхности соединительного элемента, чтобы таким образом обеспечивать возможность использования секции многолопастного винтового вала в соединительном элементе. Предпочтительно, зазор от первого до последнего месильного элемента покрывает по меньшей мере один ряд в соединительном элементе по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 70%, более предпочтительно по меньшей мере на 80%, еще более предпочтительно по меньшей мере на 90% и наиболее предпочтительно по всей осевой длине внутренней окружной поверхности соединительного элемента. Предпочтительно, расстояния от первого до последнего месильного элемента покрывают все ряды в соединительном элементе по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 70%, более предпочтительно по меньшей мере на 80%, еще более предпочтительно по меньшей мере на 90% и наиболее предпочтительно по всей осевой длине внутренней окружной поверхности соединительного элемента.As described, the kneading elements are also located on the inner circumferential surface of the feeder-mixer connecting element, which extend into the inside of the connecting element, and with paddle elements located on the shaft shaft, not only ensure optimal mixing and homogenization of the mixture conveyed by the screw shaft, but also, in particular, they prevent the deposition or sticking of mixture components on the edges of the blade elements and, in particular, on the transition of the edges of the blade elements into the outer circumferential surface of the shaft shaft. Preferably, the kneading elements extend, when viewed in the axial direction of the connecting element, deep into the connecting element to make the best use of the length of the connecting element, thus for the purpose of mixing and homogenizing the mixture. Additionally, preferably, the kneading elements are located on the inner circumferential surface of the connecting element in at least two rows extending axially along at least one section of the inner circumferential surface of the connecting element, in order to thus enable the use of a section of a multi-bladed screw shaft in the connecting element. Preferably, the gap from the first to the last kneading element covers at least one row in the connecting element by at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90 % and most preferably along the entire axial length of the inner circumferential surface of the connecting element. Preferably, the distances from the first to the last kneading element cover all rows in the connecting element by at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90% and most preferably over the entire axial length of the inner circumferential surface of the connecting element.

В пределах значения изобретения, ряд, проходящий в осевом направлении соединительного элемента или корпуса подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины по меньшей мере по одной секции внутренней окружной поверхности соединительного элемента или корпуса, подразумевает, что соединительная линия, проходящая через месильные элементы, расположенные на расстоянии друг от друга в осевом направлении, по существу представляет собой по меньшей мере прямую линию, при этом максимальное отклонение соединительной линии от прямой линии составляет менее 10°, предпочтительно менее 5° и более предпочтительно менее 2° относительно окружности поперечного сечения внутренней окружной поверхности соединительного элемента или корпуса подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины.Within the meaning of the invention, a row extending in the axial direction of the connecting element or the body of the mixing device of the mixing and kneading machine along at least one section of the inner circumferential surface of the connecting element or the body implies that the connecting line passing through the kneading elements located on distance from each other in the axial direction, essentially represents at least a straight line, while the maximum deviation of the connecting line from a straight line is less than 10°, preferably less than 5° and more preferably less than 2° relative to the circumference of the cross section of the inner circumferential surface of the connecting element or housing of the feeding-mixing device of the mixing-kneading machine.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения обеспечено расположение месильных элементов на внутренней окружной поверхности корпуса по меньшей мере в двух рядах, проходящих в осевом направлении по меньшей мере по одной секции внутренней окружной поверхности корпуса. Ряды месильных элементов на внутренней окружной поверхности по меньшей мере расположенного далее по потоку конца корпуса могут быть таким образом выровнены с рядами месильных элементов на внутренней окружной поверхности соединительного элемента, если в обеих секциях используются одинаковые геометрии лопасти винтового вала. Однако это не требуется, так как, например, в расположенном далее по потоку конце корпуса в соединении может быть использована секция трехлопастного винтового вала и секция четырехлопастного винтового вала и наоборот.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, kneading elements are arranged on the inner circumferential surface of the housing in at least two rows extending axially along at least one section of the inner circumferential surface of the housing. The rows of kneading elements on the inner circumferential surface of at least the downstream end of the body can thus be aligned with the rows of kneading elements on the inner circumferential surface of the connecting element if the same screw shaft blade geometries are used in both sections. However, this is not required because, for example, a three-blade screw shaft section and a four-blade screw shaft section can be used in the connection at the downstream end of the housing, and vice versa.

Обычно, подающие и смешивающие устройства смешивающе-месильной машины, описанные в настоящем документе, разделены на различные технологические участки, при этом в каждом технологическом участке винтовой вал занят в соответствии с задачами, присвоенными технологическому участку во время его работы, лопастными элементами соответствующего количества и геометрии, а внутренняя окружная поверхность стенки корпуса занята определенным количеством месильных элементов, приспособленных для этой задачи. Например, известной практикой является проектировать винтовой вал секционно с тремя лопастями и секционно с четырьмя лопастями, и, соответственно, оснащать соответствующие секции внутренней стенки корпуса смешивающе-месильной машины тремя или четырьмя рядами месильных элементов. В зависимости от того, проходит ли технологический участок по расположенному далее по потоку концу корпуса и расположенной ранее по потоку области соединительного элемента подающе-смешивающего устройства или технологический участок завершается на расположенном далее по потоку конце корпуса и следующий технологический участок начинается на расположенной ранее по потоку области соединительного элемента, ряды месильных элементов на внутренней окружной поверхности по меньшей мере расположенного далее по потоку конца корпуса выравнены с рядами месильных элементов на внутренней окружной поверхности соединительного элемента или нет.Usually, the feeding and mixing devices of the mixing and kneading machine described in this document are divided into different technological sections, while in each technological section the screw shaft is occupied in accordance with the tasks assigned to the technological section during its operation, with paddle elements of the appropriate number and geometry , and the inner circumferential surface of the housing wall is occupied by a certain number of kneading elements adapted for this task. For example, it is a known practice to design a helical shaft in sections with three blades and in sections with four blades, and accordingly equip the respective sections of the inner wall of the mixer-kneader body with three or four rows of kneading elements. Depending on whether the process run passes through the downstream end of the body and the upstream area of the feeder-mixer connector, or whether the process run ends at the downstream end of the body and the next process run starts at the upstream area connecting element, the rows of kneading elements on the inner circumferential surface of at least the downstream end of the body are aligned with the rows of kneading elements on the inner circumferential surface of the connecting element or not.

Предпочтительно, от 2 до 8, более предпочтительно от 2 до 6 и наиболее предпочтительно 2, 3, 4 или 6 рядов месильных элементов, проходящих в направлении внутренней окружной поверхности соединительного элемента, расположены на внутренней окружной поверхности соединительного элемента. Кроме того, предпочтительным является расположение от 2 до 8, более предпочтительно от 2 до 6 и наиболее предпочтительно 2, 3, 4 или 6 рядов месильных элементов, проходящих в осевом направлении внутренней окружной поверхности соединительного элемента, на внутренней окружной поверхности корпуса. Следовательно, не все секции корпуса должны содержать одинаковое количество рядов, при рассмотрении в осевом направлении в длину корпуса. Вместо этого, отдельные секции корпуса могут иметь разное количество месильных элементов, но при этом, предпочтительно, все секции содержат от 2 до 8, более предпочтительно от 2 до 6 и наиболее предпочтительно 2, 3, 4 или 6 месильных элементов.Preferably, 2 to 8, more preferably 2 to 6, and most preferably 2, 3, 4 or 6 rows of kneading elements extending towards the inner circumferential surface of the connector are located on the inner circumferential surface of the connector. In addition, it is preferable to arrange from 2 to 8, more preferably from 2 to 6 and most preferably 2, 3, 4 or 6 rows of kneading elements, extending in the axial direction of the inner circumferential surface of the connecting element, on the inner circumferential surface of the housing. Therefore, not all body sections need to contain the same number of rows, when considered axially along the length of the body. Instead, the individual sections of the housing may have a different number of kneading elements, but preferably all sections contain from 2 to 8, more preferably from 2 to 6, and most preferably 2, 3, 4 or 6 kneading elements.

Также для эффективного смешивания и гомогенизации смеси в области соединительного элемента и для обеспечения эффективной передачи смеси от подающе-смешивающего устройства в выпускное устройство, в качестве развития идеи изобретения предложено, чтобы винтовой вал проходил от передней стороны корпуса, на которой на корпусе расположен соединительный элемент при рассмотрении в осевом направлении, по меньшей мере по 50%, предпочтительно по меньшей мере по 70%, более предпочтительно по меньшей мере по 80%, еще более предпочтительно по меньшей мере по 90% и наиболее предпочтительно по все осевой длине соединительного элемента.Also, in order to effectively mix and homogenize the mixture in the area of the connecting element and to ensure efficient transfer of the mixture from the feed-mixing device to the outlet device, as a development of the idea of the invention, it is proposed that the screw shaft extends from the front side of the housing, on which the connecting element is located on the housing when viewed in the axial direction, at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, and most preferably along the entire axial length of the connecting element.

Как описано, в соответствии с изобретением обеспечено, что удаление газов не происходит в расположенном далее по потоку конце корпуса подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины, а сначала в выпускном устройстве. Следовательно, в соответствии с изобретением обеспечено, что соединительный элемент и по меньшей мере область корпуса, которая граничит по меньшей мере с соединительным элементом и которая проходит по меньшей мере по 20%, предпочтительно по меньшей мере по 40%, более предпочтительно по меньшей мере по 60% и наиболее предпочтительно по всей осевой длине соединительного элемента, не содержит никакого устройства для удаления газов. Это обеспечивает возможность, в зависимости от конкретного применения, наличия дополнительного устройства для удаления газов в находящейся ранее по потоку области корпуса, что, все же, не является предпочтительным.As described, in accordance with the invention, it is ensured that the removal of gases does not take place in the downstream end of the feed-mixer housing of the mixer-kneader, but first in the outlet. Therefore, according to the invention, it is provided that the connecting element and at least the region of the housing which borders at least the connecting element and which extends at least 20%, preferably at least 40%, more preferably at least 60%, and most preferably over the entire axial length of the connector, does not contain any venting device. This makes it possible, depending on the particular application, to have an additional venting device in the upstream region of the housing, which is not preferred, however.

Соответственно, особенно предпочтительно, чтобы все подающе-смешивающее устройство не содержало устройства для удаления газов.Accordingly, it is particularly preferred that the entire supply-mixing device does not contain a device for removing gases.

Как описано, смешивающе-месильная машина в соответствии с изобретением, в частности, приспособлена для производства гранулята, полимерных экструдируемых профилей или полимерных формованных деталей. Следовательно, предпочтительно, чтобы смешивающе-месильная машина на выпускном конце выпускного устройства, т.е. на расположенном далее по потоку конце выпускного устройства при рассмотрении в направлении передачи, содержала устройство, выбранное из группы, состоящей из гранулирующих устройств, фильтров, режущих устройств, стренговых головок, профилирующих инструментов, листовых головок и их сочетаний. Это обеспечивает возможность превращения однородной смеси, такой как однородный полимерный расплав, в частности, образованный в подающе-смешивающем устройстве и выведенный выпускным устройством, в полимерный гранулят, полимерные экструдируемые профили или полимерные формованные детали.As described, the mixing and kneading machine according to the invention is particularly adapted for the production of granulate, polymeric extruded profiles or polymeric molded parts. Therefore, it is preferable that the mixer-kneader is at the outlet end of the outlet, i. e. at the downstream end of the outlet device, when viewed in the transfer direction, contained a device selected from the group consisting of granulating devices, filters, cutting devices, strand heads, profiling tools, sheet heads, and combinations thereof. This makes it possible to convert a homogeneous mixture, such as a homogeneous polymer melt, in particular formed in the feed-mixer and withdrawn by the outlet, into polymer granulate, polymer extrudable profiles or polymer moldings.

Предпочтительно, устройство для подводного гранулирования или стренговое гранулирующее устройство расположено на выпускном конце выпускного устройства. Воздушное/водное гранулирующее устройство может состоять, например, из корпуса экструдера, содержащего нагреваемую гранулирующую плиту матрицы, гранулирующий режущий инструмент и привод режущего инструмента, а также корпус накопления гранулята, содержащий соединение на впуске воздуха, воздушно/тонкораспыленной среды или воды. Такое гранулирующее устройство приспособлено, в частности, для ПВХ, эластомеров и других расплавов высокой вязкости или высоконаполненных полимерных соединений. Альтернативно, на выпускном конце выпускного устройства в качестве гранулирующего устройства расположено устройство для подводного гранулирования, содержащее плиту матрицы и примыкающую к ней водяную ванну. Устройство для подводного гранулирования, в частности, приспособлено для липких и/или низковязких расплавов. Альтернативно, на выпускном конце выпускного устройства в качестве гранулирующего устройства расположено стренговое гранулирующее устройство, содержащее, например, стренговую головку, водяную ванну и стренговый гранулятор, содержащий приемные ролики и ролики режущего инструмента. Стренговое гранулирующее устройство, в частности, приспособлено для низковязких расплавов.Preferably, an underwater granulator or strand granulator is located at the outlet end of the outlet. The air/water granulation device may consist, for example, of an extruder housing containing a heated granulating die plate, a granulating cutting tool and a cutting tool drive, and a granulate accumulation housing containing an air, air/mist or water inlet connection. Such a granulating device is adapted in particular to PVC, elastomers and other high viscosity melts or highly filled polymeric compounds. Alternatively, at the outlet end of the outlet device as a granulation device, an underwater granulation device is located, containing a matrix plate and an adjacent water bath. The underwater granulation apparatus is particularly adapted to sticky and/or low viscosity melts. Alternatively, at the outlet end of the outlet device, as a granulating device, a strand granulating device is located, containing, for example, a strand head, a water bath and a strand granulator containing take-up rollers and cutting tool rollers. The strand granulating device is particularly suited for low viscosity melts.

Альтернативно, на выпускном конце выпускного устройства может быть также расположено промежуточное режущее устройство, стренговая головка, листовая головка, профилирующий инструмент или подобное устройство.Alternatively, an intermediate cutter, strand head, sheet head, shaping tool, or the like may also be located at the outlet end of the outlet.

Настоящее изобретение не ограничено конструкцией устройства для удаления газов. Соответственно, могут быть использованы все устройства для удаления газов, которые могут быть присоединены к выпускному устройству смешивающе-месильной машины. Предпочтительно, устройство для удаления газов содержит устройство для генерации отрицательного давления. Альтернативно, устройство для удаления газов может также быть присоединено к устройству для генерации положительного давления.The present invention is not limited to the design of the gas removal device. Accordingly, all venting devices that can be connected to the outlet of the mixing and kneading machine can be used. Preferably, the degassing device comprises a device for generating negative pressure. Alternatively, a degassing device may also be connected to a device for generating positive pressure.

Например, было доказано, что наличие отверстия в выпускном корпусе устройства для удаления газов выпускного устройства, купола для удаления газов, вакуумного узла, соединенного с куполом для удаления газов, сепаратора, соединенного с куполом для удаления газов, необязательно клапана утечки воздуха, необязательно одного или более смотровых стекол и необязательно индикатора отрицательного давления является подходящим. Как сепаратор, так и вакуумный узел могут содержаться в количестве два или более. Вакуумный насос предпочтительно используют как вакуумный узел. Например, сухие насосы (такие как шестеренчатые компрессоры, компрессоры с боковым каналом, кулачково-зубчатые насосы и т.д.) или водоструйные насосы являются подходящими в качестве вакуумных насосов. Если требуется откачивание больших количеств газа и/или жидкости, и/или если требуется установка относительно низкого конечного давления менее 50 мбар, предпочтительно, используют два или более вакуумных насосов, соединенных последовательно.For example, it has been proven that the presence of an opening in the exhaust body of the exhaust device degassing device, the degassing dome, the vacuum assembly connected to the degassing dome, the separator connected to the degassing dome, optionally an air leakage valve, optionally one or more sight glasses and optional negative pressure indicator is suitable. Both the separator and the vacuum unit may be contained in an amount of two or more. A vacuum pump is preferably used as a vacuum unit. For example, dry pumps (such as gear compressors, side channel compressors, cam gear pumps, etc.) or water jet pumps are suitable as vacuum pumps. If large quantities of gas and/or liquid are to be pumped out and/or if a relatively low final pressure of less than 50 mbar is required, two or more vacuum pumps connected in series are preferably used.

Следовательно, устройство для удаления газов может быть сконфигурировано как прямоточная система или как циркуляционная система. Прямоточная система может содержать, например, купол для удаления газов, содержащий соединительный шланг, сепаратор, вакуумный насос и источник пресной воды, при этом источник пресной воды может состоять из соединения на впуске воды, расходомера, 2/2 магнитного клапана и дроссельного клапана для регулирования количества воды. Циркуляционная система как система с открытой циркуляцией может содержать, например, купол для удаления газов, содержащий соединительный шланг, сепаратор, вакуумный насос и емкость, содержащую теплообменник. Вакуумный насос откачивает воду из емкости и передает воду и любые компоненты, извлеченные из смеси, обратно в емкость. Воду в емкости охлаждают посредством теплообменника. Осуществляют наблюдение за уровнем воды в емкости, и добавляют воду при необходимости. Для исключения переполнения емкости обеспечено безнапорное переливное устройство.Therefore, the degassing device can be configured as a once-through system or as a circulating system. A once-through system may include, for example, a gas removal dome containing a connecting hose, a separator, a vacuum pump and a fresh water source, while the fresh water source may consist of a water inlet connection, a flow meter, a 2/2 solenoid valve and a throttle valve for control amount of water. The circulation system as an open circulation system may include, for example, a degassing dome containing a connecting hose, a separator, a vacuum pump and a vessel containing a heat exchanger. The vacuum pump draws water out of the tank and transfers the water and any components extracted from the mixture back into the tank. The water in the tank is cooled by means of a heat exchanger. Monitor the water level in the tank and add water if necessary. A non-pressure overflow device is provided to prevent overfilling of the tank.

В качестве развития идеи изобретения предложено такое выполнение устройства для удаления газов, при котором обеспечивается возможность регулирования и поддержания абсолютного давления в выпускном устройстве, составляющего менее 800 мбар, более предпочтительно менее 600 мбар, еще более предпочтительно от 50 до 500 мбар и наиболее предпочтительно от 200 до 400 мбар.As a development of the idea of the invention, an embodiment of the device for removing gases is proposed, which makes it possible to regulate and maintain an absolute pressure in the outlet device of less than 800 mbar, more preferably less than 600 mbar, even more preferably from 50 to 500 mbar and most preferably from 200 mbar. up to 400 mbar.

Дополнительный объект настоящего изобретения представляет собой способ производства гранулята, экструдируемых профилей или формованных деталей, например, полимерного гранулята, полимерных экструдируемых профилей или полимерных формованных деталей, который осуществляют в вышеописанной смешивающе-месильной машине.A further object of the present invention is a process for the production of granulate, extruded profiles or molded parts, for example, polymer granulate, polymer extruded profiles or polymer molded parts, which is carried out in the mixer-kneader described above.

Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылками на чертежи, на которых:The present invention is described in more detail below with reference to the drawings, in which:

На фиг. 1 показан схематический вид сверху смешивающе-месильной машины в соответствии с настоящим изобретением,In FIG. 1 shows a schematic plan view of a mixing and kneading machine in accordance with the present invention,

На фиг. 2 показан перспективный вид корпуса с используемым винтовым валом подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины, показанной на фиг. 1,In FIG. 2 shows a perspective view of the housing with the feed-mixer helical shaft in use of the mixer-kneader shown in FIG. one,

На фиг. 3 показан схематический вид в разрезе секции расположенной далее по потоку части подающе-смешивающего устройства, а также выпускного устройства смешивающе-месильной машины, показанной на фиг. 1,In FIG. 3 is a schematic sectional view of a section of the downstream portion of the feeder-mixer as well as the outlet of the mixer-kneader shown in FIG. one,

На фиг. 4 показан перспективный вид в частичном разрезе расположенной далее по потоку части подающе-смешивающего устройства смешивающе-месильной машины, показанной на фиг. 1,In FIG. 4 is a partial sectional perspective view of the downstream portion of the feeder-mixer of the mixer-kneader shown in FIG. one,

На фиг. 5 показан схематический вид секции устройства для удаления газов, выполненного в форме прямоточной системы, содержащей вакуумный насос и сепаратор,In FIG. 5 is a schematic view of a section of a degassing device in the form of a once-through system containing a vacuum pump and a separator,

На фиг. 6 показан схематический вид секции устройства для удаления газов, выполненного в форме циркуляционной системы, содержащей вакуумный насос и сепаратор,In FIG. 6 shows a schematic view of a section of a degassing device in the form of a circulation system containing a vacuum pump and a separator,

На фиг. 7 показан схематический вид в разрезе секции расположенной далее по потоку части подающе-смешивающего устройства, а также выпускного устройства смешивающе-месильной машины в соответствии с известным уровнем техники.In FIG. 7 is a schematic sectional view of a section of a downstream portion of a feeder-mixer as well as an outlet of a mixer-kneader according to the prior art.

Смешивающе-месильная машина 10 в соответствии с настоящим изобретением, показанная на схематическом виде сверху по фиг. 1, содержит подающе-смешивающее устройство 12, выпускное устройство 14, а также устройство 16 для подводного гранулирования. Подающе-смешивающее устройство 12 содержит корпус 18, на верхней стороне которого расположены верхнее загрузочное устройство 20, а также загрузочная воронка 20’ для подачи исходных материалов, подлежащих смешиванию и замешиванию. Подающе-смешивающее устройство 12 подробно показано на перспективном виде в разложенном состоянии на фиг. 2, а расположенный далее по потоку конец, при рассмотрении в направлении передачи, подающе-смешивающего устройства 12 показан в разрезе на фиг. 3 и 4. На расположенном ранее по потоку конце корпуса 18 расположен приводной блок 22, содержащий двигатель, а также редуктор. Дополнительно, корпус 18 содержит соединительный элемент 24, примыкающий сбоку к передней стороне расположенного далее по потоку конца корпуса. В соответствии с изобретением на выпускном устройстве 14 расположено устройство 26 для удаления газов, в частности, на стороне выпускного устройства 14, противоположной соединительному элементу 24. Кроме того, выпускное устройство 14 также содержит приводной блок 22’.The mixing and kneading machine 10 according to the present invention, shown in the schematic top view of FIG. 1 includes a feeder/mixer 12, an outlet 14, and an underwater granulation device 16. The feeding-mixing device 12 includes a housing 18, on the upper side of which there is an upper loading device 20, as well as a hopper 20' for supplying raw materials to be mixed and kneaded. The feeder-mixer 12 is shown in detail in an unfolded perspective view in FIG. 2, and the downstream end, viewed in the transfer direction, of the feed-mixer 12 is shown in section in FIG. 3 and 4. At the upstream end of housing 18 is a drive unit 22 containing a motor as well as a gearbox. Additionally, the housing 18 includes a connecting element 24 adjacent to the side of the front side of the downstream end of the housing. According to the invention, a degassing device 26 is located on the outlet 14, in particular on the side of the outlet 14 opposite the connecting element 24. In addition, the outlet 14 also includes a drive unit 22'.

Как подробно показано на фиг. 2 - 4, корпус 18 содержит две половины 28, 28’ корпуса, которые на внутренней стороне покрыты так называемой оболочкой 30 корпуса, состоящей из нескольких частей 32, 32’, 32’’ оболочки корпуса, расположенных смежно в осевом направлении. Следовательно, в настоящей патентной заявке оболочка 30 корпуса считается частью корпуса 18. При смыкании двух половин 28, 28’ корпуса внутренняя окружная поверхность корпуса 18 граничит с цилиндрической полой внутренней частью, в которой расположен винтовой вал 34. Винтовой вал 34 содержит стержень 36 вала, на окружной поверхности которого расположены лопастные элементы 38. Месильные элементы 40, выполненные как месильные штифты 40, образованы на внутренней окружной поверхности двух половин 28, 28’ корпуса. Каждый из этих месильных элементов выполнен с возможностью установки в отверстие, образованное в каждом случае в стенке корпуса 18, причем указанное отверстие проходит от внутренней окружной поверхности оболочки 30 корпуса через стенку корпуса 18. Нижний радиальный внутренний конец каждого углубления 42 может быть выполнен с квадратным поперечным сечением, при этом каждый месильный штифт 40 содержит конец, точно помещающийся в квадратный радиальный внутренний конец приемников 42 и, таким образом, в рабочем состоянии фиксируется в приемнике 42 без возможности вращения. На своем конце, расположенном в приемнике 42, месильный штифт 40 соединен с крепежным элементом, используемым в перекрывающем конце приемника 42 посредством ввинчивания. Как, в частности, показано на фиг. 2, месильные штифты 40, каждый из которых расположен на равном расстоянии друг от друга, проходят в каждую из двух половин 28, 28’ корпуса при рассмотрении в осевом направлении, в форме трех рядов 44, 44’, 44’’. Регулирование температуры корпуса 18 предпочтительно осуществляется посредством одного или более термических устройств или он выполнен с возможностью нагревания с использованием электрических нагревательных сменных элементов или нагревательных пластин, прикрепленных снаружи корпуса, и выполнен с возможностью охлаждения водой или воздухом, при необходимости также с охлаждением другой текучей средой, такой как масло, другая жидкость или специальный газ.As shown in detail in FIG. 2 to 4, the body 18 comprises two body halves 28, 28', which are covered on the inside by the so-called body shell 30, which consists of several body shell parts 32, 32', 32'' located adjacent in the axial direction. Therefore, in this patent application, the shell 30 of the housing is considered part of the housing 18. When the two halves 28, 28' of the housing are closed, the inner circumferential surface of the housing 18 borders on a cylindrical hollow interior in which the screw shaft 34 is located. on the circumferential surface of which are bladed elements 38. The kneading elements 40, made as kneading pins 40, are formed on the inner circumferential surface of the two halves 28, 28' of the housing. Each of these kneading elements is adapted to fit into a hole formed in each case in the wall of the housing 18, said hole extending from the inner circumferential surface of the shell 30 of the housing through the wall of the housing 18. The lower radial inner end of each recess 42 may be formed with a square transverse section, with each kneading pin 40 having an end that fits exactly into the square radial inner end of the receptacles 42 and is thus operatively fixed in the receptacle 42 without the possibility of rotation. At its end located in the receiver 42, the kneading pin 40 is connected to a fastener used in the overlapping end of the receiver 42 by screwing. As shown in particular in FIG. 2, the kneading pins 40, each equally spaced, extend into each of the two housing halves 28, 28' when viewed in the axial direction, in the form of three rows 44, 44', 44''. The housing 18 is preferably temperature controlled by one or more thermal devices, or it is configured to be heated using electrical heating plugs or heating plates attached to the outside of the housing, and configured to be cooled with water or air, optionally also cooled with another fluid. such as oil, other liquid or special gas.

Как показано на фиг. 2, смешивающе-месильная машина разделена в осевом направлении на несколько ступеней 46, 46’, 46’’ технологического процесса, при этом каждая ступень 46, 46’, 46’’ технологического процесса приспособлена для выполнения функции отдельных ступеней 46, 46’, 46’’ технологического процесса с точки зрения количества месильных штифтов 40, а также количества и размеров лопастных элементов 38 на стержне 34 вала. Как показано на фиг. 2, в левой секции 46 и в правой секции 46’’ верхней половины 28 корпуса два ряда из трех рядов 44, 44’, 44’’ приемников 42 для месильных штифтов 40, более конкретно, верхний ряд 44 и нижний ряд 44’’, оснащены месильными штифтами 40, а средний ряд 44’ не оснащен месильными штифтами 40. В свою очередь, в средней секции 46’ верхней половины 28 корпуса, один ряд из трех рядов 44, 44’, 44’’ приемников 42 для месильных штифтов 40, более конкретно, средний ряд 44’, оснащен месильными штифтами 40, в то время как верхний ряд 44 и нижний ряд 44’’ не оснащены месильными штифтами 40.As shown in FIG. 2, the mixer-kneader is axially divided into several process steps 46, 46', 46'', with each process step 46, 46', 46'' adapted to function as separate process steps 46, 46', 46 '' technological process in terms of the number of kneading pins 40, as well as the number and size of the paddle elements 38 on the rod 34 of the shaft. As shown in FIG. 2, in the left section 46 and in the right section 46'' of the upper body half 28, two rows of three rows 44, 44', 44'' of receivers 42 for kneading pins 40, more specifically, the upper row 44 and the lower row 44'', are equipped with kneading pins 40, and the middle row 44' is not equipped with kneading pins 40. In turn, in the middle section 46' of the upper half 28 of the body, one row of three rows 44, 44', 44'' of receivers 42 for kneading pins 40, more specifically, the middle row 44' is equipped with kneading pins 40, while the top row 44 and bottom row 44'' are not equipped with kneading pins 40.

Как показано на фиг. 7, на которой изображена смешивающе-месильная машина в соответствии с известным уровнем техники, устройство 26 для удаления газов выполнено в смешивающе-месильных машинах этого типа в соответствии с известным уровнем техники на расположенном далее по потоку конце корпуса 18 с целью удаления газов в смеси или расплаве, образованном в подающем и смешивающее устройстве 12 перед перемещением в выпускное устройство 14 для удаления газов, содержащихся в смеси или расплаве, а также других летучих компонентов, таких как остаточная влага и мономеры. Вследствие такого расположения устройства 26 для удаления газов, месильные элементы 40 больше не расположены в соединительном элементе 24 этой смешивающе-месильной машины, так как в противном случае в уже не содержащий газов расплав будет введено слишком много энергии, что привело бы к повышению температуры расплава и, следовательно, к термическому повреждению. В результате этого, расположенная далее по потоку область подающе-смешивающего устройства 12, в которой больше не расположены месильные элементы 40, в значительной степени потеряна с точки зрения смешивания компонентов смеси и гомогенизации смеси. Еще один недостаток этого варианта заключается в том, что смесь для удаления газов уже должна представлять собой расплав до проникновения в выпускное устройство, в частности, уже ранее по потоку от соединительного элемента 24 в секции корпуса 18, в которой находится устройство 26 для удаления газов, так как в противном случае эффективное удаление газов невозможно. Это также приводит к тому, что в этом случае участок подающе-смешивающего устройства 12, в который проникает винтовой вал 34 и который расположен далее по потоку от устройства 26 для удаления газов, может быть использован только как передающая секция. Дополнительно, полная очистка всех кромок лопастных элементов 38 винтового вала 34 невозможна вследствие отсутствия месильных элементов 40 в соединительном элементе 24. Это приводит к образованию отложений на кромках лопастных элементов 38 и на переходе лопастных элементов 38 в стержень 36 вала. Это, в свою очередь, приводит к большему времени промывки для смешивающе-месильной машины и большему количеству отходов при замене исходных материалов.As shown in FIG. 7, which shows a prior art mixer kneader, a degassing device 26 is provided in prior art mixer kneaders of this type at the downstream end of the housing 18 to remove gases in the mixture or melt formed in the feed and mixing device 12 before being transferred to the outlet 14 to remove gases contained in the mixture or melt, as well as other volatile components such as residual moisture and monomers. Due to this arrangement of the degassing device 26, the kneading elements 40 are no longer located in the connecting element 24 of this mixing and kneading machine, since otherwise too much energy would be introduced into the already gasless melt, which would lead to an increase in the temperature of the melt and and hence thermal damage. As a result, the downstream region of the feeder-mixer 12, in which the kneading elements 40 are no longer located, is largely lost in terms of mixing the components of the mixture and homogenizing the mixture. Another disadvantage of this variant is that the venting mixture must already be a melt prior to penetrating into the outlet device, in particular already upstream of the connecting element 24 in the section of the housing 18 in which the venting device 26 is located, as otherwise effective removal of gases is impossible. This also means that in this case the section of the feed-mixer 12, which is penetrated by the helical shaft 34 and which is located downstream of the device 26 for degassing, can only be used as a transmission section. Additionally, complete cleaning of all edges of the paddle elements 38 of the screw shaft 34 is impossible due to the absence of kneading elements 40 in the connecting element 24. This leads to the formation of deposits on the edges of the paddle elements 38 and at the transition of the paddle elements 38 to the shaft shaft 36. This in turn results in longer flush times for the mixer and more waste when changing raw materials.

Для преодоления этих недостатков, в соответствии с изобретением, как показано на фиг. 1, 3 и 4, обеспечено устройство 26 для удаления газов на выпускном устройстве 14, и месильные элементы 40, которые проходят во внутреннюю часть соединительного элемента 24, также расположены на внутренней окружной поверхности соединительного элемента 24. Таким образом, в смешивающе-месильной машине в соответствии с изобретением удаление газов происходит не в области быстро вращающегося и качающегося винтового вала 34 в подающе-смешивающем устройстве 12, а в выпускном устройстве 14, т.е. далее по потоку от быстро вращающегося и качающегося винтового вала 34 в подающе-смешивающем устройстве 12. Благодаря изначальному расположению устройства 26 для удаления газов на выпускном устройстве 14 вместо его расположения на расположенном далее по потоку конце корпуса 18 подающе-смешивающего устройства 12, сначала требуется образование расплава далее по потоку, чтобы месильные элементы 40 также могли быть расположены на внутренней окружной поверхности соединительного элемента 24 даже без термического повреждения термически малоустойчивых материалов, таких как ПВХ, обрабатываемой в нем смеси. Таким образом, длина подающе-смешивающего устройства 12 может быть соответственно уменьшена, благодаря чему существенно снижаются первоначальные затраты, а также эксплуатационные расходы на смешивающе-месильную машину 10. Дополнительно, кроме других преимуществ, также обеспечивается надежное предотвращение образования отложений на кромках лопастных элементов 38 и на переходе лопастных элементов 38 в стержень 36 вала винтового вала 34, а также в соединительном элементе 24.To overcome these shortcomings, according to the invention, as shown in FIG. 1, 3 and 4, a degassing device 26 is provided on the outlet 14, and the kneading elements 40 which extend into the inside of the connecting element 24 are also located on the inner circumferential surface of the connecting element 24. Thus, in the mixing and kneading machine in According to the invention, the removal of gases does not take place in the area of the rapidly rotating and oscillating screw shaft 34 in the feed-mixing device 12, but in the outlet device 14, i.e. downstream of the rapidly rotating and oscillating helical shaft 34 in the feeder-mixer 12. By initially locating the venting device 26 on the outlet 14, instead of being located at the downstream end of the housing 18 of the feeder-mixer 12, it first requires the formation melt further downstream, so that the kneading elements 40 can also be located on the inner circumferential surface of the connecting element 24, even without thermal damage to thermally unstable materials, such as PVC, the mixture processed therein. In this way, the length of the feeder-mixer 12 can be correspondingly shortened, thereby significantly reducing the initial costs as well as the operating costs of the mixer-kneader 10. Additionally, among other advantages, it also provides a reliable prevention of deposits on the edges of the blade elements 38 and at the transition of the bladed elements 38 to the shaft shaft 36 of the screw shaft 34, as well as in the connecting element 24.

Как показано на фиг. 3 и 4, выпускное устройство 14 представляет собой такой двухвинтовой экструдер противоположного вращения, который содержит два винта 48, 48’, проходящих и перекрывающихся в продольном направлении, выполненных с возможностью вращения противоположно друг другу при работе выпускного устройства 14. Винты 48, 48’ имеют нарезки 50, 50’ винта и стержни 52, 52’ вала, при этом винты 48, 48’ выполнены так, чтобы соответствовать друг другу и расположены перекрывающимся образом, чтобы при вращении двух винтов обеспечивать образование камер между нарезками 50, 50’ винта и стержнями 52, 52’ вала двух валов 48, 48’ и их перемещение в направлении передачи. Это приводит к принудительной передаче, которая позволяет двум винтам 48, 48’ медленно вращаться и все же надежно перемещать смесь через выпускное устройство с минимальным обратным потоком части смеси, противоположным направлению передачи. Вследствие медленного вращения двух винтов, смесь в выпускном устройстве 14, т.е. в области удаления газов, имеет относительно большое время удержания и большую поверхность удаления газов, чтобы обеспечивать эффективное удаление газов без внедрения высоких усилий сдвига в смесь. Таким образом, надежно предотвращается термическое повреждение смеси.As shown in FIG. 3 and 4, the exit device 14 is such a counter-rotating twin-screw extruder that comprises two screws 48, 48' extending and overlapping in the longitudinal direction, configured to rotate opposite to each other when the exit device 14 is operated. The screws 48, 48' have the screw threads 50, 50' and the shaft shafts 52, 52', the screws 48, 48' being designed to match each other and arranged in an overlapping manner so as to rotate the two screws to form chambers between the screw threads 50, 50' and the shafts 52, 52' shaft of two shafts 48, 48' and their movement in the transmission direction. This results in a forced transfer which allows the two screws 48, 48' to rotate slowly and still move the mix reliably through the outlet with minimal backflow of some of the mix opposite to the transfer direction. Due to the slow rotation of the two screws, the mixture in the outlet 14, i.e. in the degassing region, has a relatively long retention time and a large degassing surface to ensure efficient degassing without introducing high shear forces into the mixture. In this way, thermal damage to the mixture is reliably prevented.

Как показано на фиг. 4, два винта 48, 48’ двухвинтового экструдера, при рассмотрении в осевом направлении, не являются параллельными, но расположены так, чтобы быть наклоненными по направлению друг к другу под углом 0,1-20°, предпочтительно 0,5-10° и более предпочтительно 2-5°, при этом два винта 48, 48’ сходятся в направлении передачи.As shown in FIG. 4, the two screws 48, 48' of the twin screw extruder, when viewed in the axial direction, are not parallel, but arranged so as to be inclined towards each other at an angle of 0.1-20°, preferably 0.5-10° and more preferably 2-5°, with the two screws 48, 48' converging in the transmission direction.

Как также показано на фиг. 3 и 4, устройство 26 для удаления газов выпускного устройства 14 содержит купол 54 для удаления газов, соединенный посредством отверстия (не показано) с корпусом 56 выпускного устройства 14. Устройство 60, содержащее вакуумный насос и сепаратор, расположено на куполе 54 для удаления газов посредством шланга 58. Дополнительно, купол 54 для удаления газов содержит смотровое стекло 62, индикатор 64 отрицательного давления, а также клапан 66 утечки воздуха. Отрицательное давление, требуемое в куполе 54 для удаления газов, регулируют вакуумным насосом, которым оснащено устройство 60, при этом остаточный газ и/или остаточную жидкость извлекают и выделяют из купола 54 для удаления газов посредством сепаратора, обеспеченного в устройстве 60. Таким образом, устройство 60 может быть выполнено как прямоточная система, как показано на фиг. 5, или как циркуляционная система, как показано на фиг. 6.As also shown in FIG. 3 and 4, the degassing device 26 of the exhaust device 14 includes a degassing dome 54 connected through an opening (not shown) to the housing 56 of the exhaust device 14. A device 60 containing a vacuum pump and a separator is located on the degassing dome 54 through hose 58. Additionally, the degassing dome 54 includes a sight glass 62, a negative pressure indicator 64, and an air leak valve 66. The negative pressure required in the degassing dome 54 is controlled by the vacuum pump equipped with the device 60, wherein the residual gas and/or residual liquid is extracted and separated from the degassing dome 54 by means of a separator provided in the device 60. Thus, the device 60 can be implemented as a once-through system as shown in FIG. 5, or as a circulation system as shown in FIG. 6.

В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения устройство 60, показанное на фиг. 5 и выполненное как прямоточная система, содержит водоструйный насос в качестве вакуумного насоса 68, а также сепаратор 70, соединенные друг с другом посредством гибкой линии 72. Дополнительно, с целью подачи пресной воды устройство 60 этой конструкции содержит соединение 74 на впуске воды, расходомер 76, 2/2 магнитный клапан 78 и дроссельный клапан 80 для регулирования количества воды.In accordance with an embodiment of the present invention, the device 60 shown in FIG. 5 and designed as a once-through system, contains a water jet pump as a vacuum pump 68, as well as a separator 70, connected to each other by means of a flexible line 72. Additionally, for the purpose of supplying fresh water, the device 60 of this design includes a connection 74 at the water inlet, a flow meter 76 , 2/2 solenoid valve 78 and butterfly valve 80 to control the amount of water.

В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения устройство 60, показанное на фиг. 6 и выполненное как циркуляционная система, содержит водоструйный насос в качестве вакуумного насоса 68, а также сепаратор 70. Дополнительно, устройство 60 согласно этому варианту реализации содержит емкость, содержащую теплообменник 81, соединение 74 на впуске воды для подачи пресной воды, сетчатый фильтр 82, регулирующий клапан 84, 2/2 отсечной клапан 86, спускной клапан 88, переливное устройство 90, обратный клапан 92, а также устройство 94 для регулирования температуры. Вакуумный насос 68 откачивает воду из емкости 81 и передает воду и любые компоненты, извлеченные из смеси, обратно в емкость 81. Воду в емкости 81 охлаждают посредством теплообменника. Осуществляют наблюдение за уровнем воды в емкости 81, и снова добавляют воду при необходимости. Для исключения переполнения емкости 81 обеспечено безнапорное переливное устройство 90.In accordance with another embodiment of the present invention, the device 60 shown in FIG. 6 and designed as a circulation system, includes a water jet pump as a vacuum pump 68, as well as a separator 70. Additionally, the device 60 according to this embodiment includes a container containing a heat exchanger 81, a water inlet connection 74 for supplying fresh water, a strainer 82, control valve 84, 2/2 shut-off valve 86, drain valve 88, overflow device 90, check valve 92, and temperature control device 94. Vacuum pump 68 pumps water out of tank 81 and transfers the water and any components removed from the mixture back to tank 81. The water in tank 81 is cooled by means of a heat exchanger. The water level in the tank 81 is monitored and water is added again if necessary. To prevent overflow of the container 81, a non-pressure overflow device 90 is provided.

Список условных обозначенийList of conventions

10 - Смешивающе-месильная машина10 - Mixing and kneading machine

12 - Подающе-смешивающее устройство12 - Feeding and mixing device

14 - Выпускное устройство14 - Exhaust device

16 - Устройство для (подводного) гранулирования16 - Device for (underwater) granulation

18 - Корпус18 - Housing

20 - Верхнее загрузочное устройство 20 - Top loading device

20‘ - Загрузочная воронка20‘ - Feed funnel

22, 22‘ - Приводной блок22, 22‘ - Drive unit

24 - Соединительный элемент24 - Connecting element

26 - Устройство для удаления газов26 - Device for removing gases

28, 28‘ - Половины корпуса28, 28‘ - Body halves

30 - Оболочка корпуса30 - Hull shell

32, 32‘, 32‘‘ - Часть оболочки корпуса32, 32‘, 32‘‘ - Part of the body shell

34 - Винтовой вал34 - Screw shaft

36 - Стержень вала36 - Shaft rod

38 - Лопастные элементы38 - Blade elements

40 - Месильные элементы / месильные штифты40 - Kneading elements / kneading pins

42 - Приемник для месильного элемента42 - Receiver for kneading element

44, 44‘, 44‘‘ -Ряд месильных элементов44, 44‘, 44‘‘ - Row of kneading elements

46, 46‘, 46‘‘ - Технологические участки46, 46‘, 46‘‘ - Technological sections

48, 48‘ - Винты выпускного устройства48, 48‘ - Exhaust screws

50, 50‘ - Нарезка винта выпускного устройства50, 50‘ - Threading the outlet screw

52, 52‘ - Стержень вала винта выпускного устройства52, 52‘ - Exhaust screw shaft rod

54 - Купол для удаления газов 54 - Degassing dome

56 - Корпус выпускного устройства56 - Exhaust housing

58 - Шланг58 - Hose

60 - Устройство, содержащее вакуумный насос и сепаратор60 - Device containing a vacuum pump and a separator

62 - Смотровое стекло62 - Sight glass

64 - Индикатор отрицательного давления64 - Negative pressure indicator

66 - Клапан утечки воздуха66 - Air leakage valve

68 - Вакуумный насос68 - Vacuum pump

70 - Сепаратор70 - Separator

72 - Гибкая линия72 - Flexible line

74 - Соединение на впуске (пресной) воды74 - Connection at the inlet (fresh) water

76 - Расходомер76 - Flow meter

78 - 2/2 магнитный клапан78 - 2/2 solenoid valve

80 - Дроссельный клапан80 - Throttle valve

81 - Емкость с теплообменником81 - Tank with heat exchanger

82 - Сетчатый фильтр 82 - Strainer

84 - Регулирующий клапан84 - Control valve

86 - 2/2 отсечной клапан86 - 2/2 shut-off valve

88 - Спускной клапан88 - Drain valve

90 - Переливное устройство90 - Overflow device

92 - Обратный клапан92 - Check valve

94 - Устройство для регулирования температуры.94 - Temperature control device.

Claims

1. Mixing and kneading machine (10) for continuous production processes, in particular for the production of granulate, extruded profiles or molded parts, in particular polymer granulate, polymer extruded profiles or polymer molded parts, containing a feeding-mixing device (12) and an outlet device (14), while the feeding-mixing device (12) contains a housing (18), a screw shaft (34) and a connecting element (24), while the connecting element (24) is located on the front side of the housing (18) and is also connected to outlet device (14), while in the body (18) and in the connecting element (24) a hollow inner part is formed, and the screw shaft (34) passes at least in cross section in the axial direction through the inner part of the body (18), and also at least in the cross section in the axial direction through the inner part of the connecting element (24), and at the same time in the housing (18) there is a plurality of kneading elements (40) passing from the inner circumferential surface of the body (18) to the specified inner part,

characterized in that

on the inner circumferential surface of the connecting element (24) kneading elements (40) are located, passing into the inner part of the connecting element (24), and the outlet device (14) contains a device (26) for removing gases.

2. Mixing and kneading machine (10) according to claim 1, in which the outlet (14) is a twin screw extruder.

3. Mixing and kneading machine (10) according to claim 2, wherein the outlet (14) is a counter-rotating twin screw extruder.

4. Mixing and kneading machine (10) according to claim 2 or 3, in which the two screws of the twin-screw extruder, when viewed in the axial direction, are not parallel, but are inclined to each other at an angle of 0.1-20°, preferably 0, 5-10° and most preferably 2-5°, with the two screws preferably converging in the transmission direction.

5. Mixing-kneading machine (10) according to one of paragraphs. 2-4, in which the screws of the outlet (14) run conically, with the screws tapering in the transmission direction.

6. Mixing-kneading machine (10) according to one of paragraphs. 2-5, in which the screws of the outlet (14) are bent in a horizontal plane relative to the screw shaft of the feed-mixer by 45°-135°, preferably 60°-120°, more preferably 80°-100°, even more preferably 85°-95° and most preferably 90°, so that the front end of the screw shaft (34) passing into the connecting element (24) is oriented towards the outer circumferential surfaces of the screws of the exhaust device (14).

7. Mixing and kneading machine (10) according to one of the previous paragraphs, in which the kneading elements (40) are located on the inner circumferential surface of the connecting element (24) in at least two rows (44, 44', 44'') passing in the axial direction along at least one section of the inner circumferential surface of the connecting element (24), while the distance from the first to the last kneading element (40) of at least one row covers at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably 90% and most preferably the entire axial length of the inner circumferential surface of the connecting element (24).

8. Mixing and kneading machine (10) according to claim 7, in which the kneading elements (40) on the inner circumferential surface of the body (18) are also located in at least two rows (44, 44', 44'') extending in axially along at least one section of the inner circumferential surface of the body (18), with preferably rows (44, 44', 44'') of kneading elements (40) on the inner circumferential surface of at least the downstream end of the body (18 ) are aligned with the rows (44, 44', 44'') of kneading elements (40) on the inner circumferential surface of the connecting element (24), with 2-8, preferably 2-6 and more preferably 2, 3, 4 or 6 rows (44, 44', 44'') kneading elements (40) extending in the axial direction of the inner circumferential surface of the connecting element (24), are preferably located on the inner circumferential surface of the connecting element (24).

9. Mixing and kneading machine (10) according to one of the previous claims, in which the screw shaft (34), when viewed in the axial direction from the front side of the housing (18), on which the connecting element (24) is installed on the housing (18), extends at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably 90% and most preferably over the entire axial length of the connecting element (24).

10. Mixing and kneading machine (10) according to one of the previous paragraphs, in which the connecting element (24) and at least the area of the housing (18) adjacent to the connecting element (24), passing at least 20%, preferably along at least 40%, more preferably at least 60% and most preferably over the entire axial length of the housing (18), does not contain a device for removing gases.

11. Mixing-kneading machine (10) according to claim 10, in which the entire feeding-mixing device (12) does not contain a device for removing gases.

12. Mixing and kneading machine (10) according to one of the previous paragraphs, in which at the outlet end of the outlet device (14) there is a device selected from the group, which consists of granulating devices, filters, cutting devices, strand heads, profiling tools, sheet heads and combinations thereof, preferably the granulating device (16) is an air/water granulating device, an underwater granulating device or a strand granulating device.

13. Mixing and kneading machine (10) according to one of the previous claims, in which the degassing device (26) comprises a negative pressure device or is connected to a negative pressure device.

14. Mixing and kneading machine (10) according to one of the previous claims, in which the device (26) for removing gases is made so as to enable the regulation and maintenance of an absolute pressure in the outlet device (14) of less than 800 mbar, preferably less than 600 mbar, more preferably 50 to 500 mbar and most preferably 200 to 400 mbar.

15. A process for the production of granulate, extruded profiles or molded parts, in particular polymer granulate, polymer extruded profiles or polymer molded parts, which is carried out in a mixing and kneading machine in accordance with the previous paragraphs.