CZ293137B6 - Vícešnekový kontinuálně pracující míchací stroj pro míchání plastifikovatelných hmot - Google Patents

Abstract

Vynález se týká vícešnekového kontinuálně pracujícího míchacího stroje pro míchání plastifikovatelných hmot, opatřeného dvěma šnekovými hřídeli (1, 15) se stejným směrem otáčení, uloženými ve skříni (2) a procházejícími vždy příslušnou válcovou částí skříně (2), obklopující příslušný šnekový hřídel (1, 15) a obsahujícího vstupní úsek a výstupní úsek a mezi nimi nejméně jeden tavicí úsek a nejméně jeden míchací úsek. Vstupní úsek a výstupní úsek jsou tvořeny navzájem do sebe zasahujícími dopravními šnekovými prvky (7, 17; 14, 24) a v tavicích a míchacích úsecích jsou umístěny proti sobě ležící míchací prvky (8, 18), za kterými následují protitlakové prvky (9, 19) tvořené krátkými šnekovými prvky se zpět dopravujícím závitem se stoupáním orientovaným vždy v opačném smyslu k stoupání závitů dopravních šnekových prvků (7, 17; 14, 24). Zpět dopravující závit tvoří hřbet (25, 26), probíhající podél jednoho chodu závitu radiálně zkráceně tak, že vzhledem k dopravnímu směru míchacího stroje je poloměr hřbetu (25, 26) na vstupní straně menší než na výstupní straně a mezi nimi se zvětšuje plynule směrem k výstupní straně.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vícešnekového kontinuálně pracujícího míchacího stroje pro míchání plastifikovatelných hmot, opatřeného dvěma šnekovými hřídeli se stejným směrem otáčení, uloženými ve skříni a procházejícími vždy příslušnou válcovou částí skříně, obklopující příslušný šnekový hřídel a obsahující vstupní úsek a výstupní úsek a mezi nimi nejméně jeden taviči úsek a nejméně jeden míchací úsek, přičemž vstupní úsek a výstupní úsek jsou tvořeny navzájem do sebe zasahujícími dopravními šnekovými prvky a v tavících a míchacích úsecích jsou umístěny proti sobě ležící míchací prvky, za kterými následují protitlakové prvky tvořené krátkými šnekovými prvky se zpět dopravujícím závitem se stoupáním orientovaným vždy v opačném smyslu k stoupání závitů dopravních šnekových prvků.

Dosavadní stav techniky

Míchací stroj tohoto druhuje popsán v DE-PS 43 38 795 (=US-PS 5 499 870). V tomto případě protitlakové prvky, následující za míchacími prvky, zajišťují konstantní naplnění komory vytvořené nad míchacími prvky, přičemž se předpokládá, že je zajištěna trvalá a konstantní dodávka vhodného množství materiálu určeného k promíchávání. U tohoto známého provedení míchacího stroje jsou protitlakové prvky tvořeny krátkými šnekovými prvky s přerušeným závitem, zajišťujícím zpětnou dopravu materiálu. Přerušení vyhloubená v oblasti hřbetu závitů s opačným stoupáním pro zajištění vratné dopravy materiálu tvoří protlačovací kanálky, které díky své velikosti umožňují průchod plastifikovaného materiálu.

Díky přerušením ve zpětně dopravujícím závitu jsou vytvořeny konstantní průtokové otvory, ve kterých je průtok materiálu nezávislý na rychlosti chodu míchacího stroje, což vede ke stálým hodnotám tlaku, který je trvale udržován v komoře nacházející se nad míchacími prvky a který je v podstatě nezávislý na rychlosti.

Úkolem vynálezu je vyřešit takové míchací zařízení, které by bylo schopno zajistit vytváření a udržování volitelně měnitelného tlaku v komoře.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen vícešnekovým kontinuálně pracujícím míchacím strojem pro míchání plastifikovatelných hmot, opatřeným dvěma šnekovými hřídeli se stejným směrem otáčení, uloženými ve skříni a procházejícími vždy příslušnou válcovou částí skříně, obklopující příslušný šnekový hřídel a obsahujícím vstupní úsek a výstupní úsek a mezi nimi nejméně jeden taviči úsek a nejméně jeden míchací úsek, přičemž vstupní úsek a výstupní úsek jsou tvořeny navzájem do sebe zasahujícími dopravními šnekovými prvky a v tavících a míchacích úsecích jsou umístěny proti sobě ležící míchací prvky, za kterými následují protitlakové prvky tvořené krátkými šnekovými prvky se zpět dopravujícím závitem se stoupáním orientovaným vždy v opačném smyslu k stoupání závitů dopravních šnekových prvků, jehož podstata podle vynálezu spočívá v tom, že zpět dopravující závit tvoří hřbet, probíhající podél jednoho chodu závitu radiálně zkráceně tak, že vzhledem k dopravnímu směru míchacího stroje je poloměr hřbetu na vstupní straně menší než na výstupní straně a mezi nimi se zvětšuje plynule směrem k výstupní straně.

Toto uspořádání hřbetu závitu majícího opačné stoupání vede k překvapujícímu účinku projevujícímu se tím, že tlak v komoře roste se zvyšující se rychlostí. Obsluha stroje tak může nastavit tlak v komoře na optimální hodnotu změnou rychlosti otáčení dvou šnekových hřídelů míchacího

-1 CZ 293137 B6 (» l stroje, což může být využíváno pro vyvozování zvláštního působení na materiál, který má být plastifikován. Výsledkem tohoto působení je to, že množství energie dodávané do materiálu určeného k plastifíkování se zvětšuje zvyšováním tlaku v komoře, což se v závislosti na viskozitě zpracovávaného materiálu projeví ve formě odpovídající teploty v komoře. Kromě toho se 5 u tohoto stroje projevuje účinek spočívající v tom, že se přísady dodávané do materiálu určeného k plastifikaci vmíchávají více nebo méně intenzivně do promíchávaného materiálu.

Na základě tohoto jednoduchého opatření, spočívajícího v optimálním nastavení rychlosti chodu stroje, je dosaženo možnosti zpracovávání širokého spektra různých materiálů na tomto míchalo cím stroji bez nutnosti jakýchkoliv změn uspořádání prvků stroje, zejména protitlakových prvků, které by vyžadovaly demontáž a opětnou montáž stroje. Pro nastavení vhodných podmínek ke zpracovávání různých materiálů je u řešení podle vynálezu pouze nutno změnit rychlost otáčení stejných šneků, což je velmi snadno dosažitelné odpovídající regulací chodu obvykle používaného hnacího elektromotoru. Míchací stroj podle vynálezu je vhodný pro téměř univerzální využití.

Účinek zvýšení tlaku v komoře s růstem rychlosti otáčení je možno vysvětlit tím, že na rozdíl od výše zmíněných přerušení ve vratně dopravujícím závitu protitlakových prvků podle stavu techniky, vyvolává podle vynálezu kontinuálně ve směru prosazení se zvětšující rádius hřbetu šnekového závitu speciální hnací účinek, který se zřejmě stává výraznějším se zvětšující se rychlostí 20 otáčení stroje, takže se při extrémně vysoké rychlosti otáčení stroje dosahuje ve značné míře uzavření komory účinkem protitlakových prvků, které na koncích svých chodů závitů na výstupní straně komory zapadají vzájemně do sebe a tím tam vytvářejí úplné uzavření. Oblast závitu s poměrně malým poloměrem umožňuje průtok materiálu, ale tento průtok je při vyšší rychlosti otáčení výrazně omezen, protože při vyšší rychlosti otáčení je materiál dopravován ve zpětném 25 dopravním směru tím rychleji, čím je vyšší rychlost otáčení zpětných závitů, což je důsledkem zvětšování poloměru hřbetu závitu v dopravním směru.

Z praktických důvodů je poloměr hřbetu závitu navrhován tak, aby se hřbety proti sobě ležících protitlakových prvků pohybovaly na vstupní straně nejprve vedle sebe a potom se do sebe 30 plynule vnořovaly v takové míře, že hřbety na výstupní straně do sebe plně zasahují.

Ukázalo se, že při takovém uspořádání hřbetů je vliv rychlosti otáčení stroje zvláště zvýrazněn.

U řešení podle vynálezu je možné opatřit protitlakové prvky s proměnným poloměrem hřbetu 35 také s přerušeními vytvořenými ve formě radiálně probíhajících prohlubní, jestliže je třeba zajistit zvláště velké prosazení v oblasti protitlakových prvků.

Z praktických důvodů je výhodné kombinovat protitlakové prvky podle vynálezu s předřazenými míchacími prvky, které jsou rovněž vytvořeny podle druhu, avšak s takovou orientací stoupání 40 závitu, že jeden z míchacích prvků uvnitř komoiy zajišťuje zpětnou dopravu materiálu uvnitř komory.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení, zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 pohled shora na část míchacího stroje a obr. 2 pohled shora na modifikované příkladné provedení stroje z obr. 1, obsahující přerušení ve hřbetech zpět dopravujících závitů.

-2CZ 293137 B6

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje část míchacího stroje, jehož základní znaky jsou v podstatě vytvořeny stejně jako v uvedeném DE-PS 43 38 795. Na výkresech jsou zobrazeny jen ty části míchacího stroje, které mají vztah řešení podle vynálezu.

Výkresy zobrazují pohled shora na dvoušnekový míchací stroj a podélný řez skříní 2, takže jsou viditelné oba šnekové hřídele 1, 15. Oba šnekové hřídele 1, 15 jsou poháněny společně ve stejném směru otáčení pomocí neznázoměné hnací jednotky, jak je to zobrazeno v již uvedené DE-PS 43 38 795. Šnekové hřídele 1, 15 mají na své vstupní straně, na které se do stroje dopravuje materiál určený k míchání ve směru zobrazené šipky, dopravní šneky 7, 17. Tyto dopravní šneky 7, 17 do sebe plně zasahují a otáčejí se ve stejném smyslu otáčení a stejnou rychlostí otáčení. Jedná se přitom tedy o dopravními šneky, které jsou do sebe vzájemně vnořeny a jsou známými prostředky poháněny ve stejném smyslu otáčení, což zajišťuje v souladu s jejich základní funkcí dopravu přiváděného materiálu v zobrazeném příkladném provedení zprava doleva.

Na dopravní šneky 7,17 potom navazují míchací prvky 8, 18. Oblast, ve které se rozkládají tyto míchací prvky 8, 18, tvoří komoru 29, ve které se promíchává materiál dopravovaný dopravními šneky 7, 17, přičemž materiál se dopravuje kupředu podél prvního šneku 1 a vrací se zpět podél druhého šneku 15. Vracející se materiál se potkává s novým materiálem dodávaným dopravními šneky 7,17, takže se odklání na první míchací prvek 8 a dopravuje se jím zase kupředu. To vede k vytvoření míchacího okruhu, ve kterém se materiál vrací tím více, čím menší je množství materiálu dodávaného dopravními šneky 7, 17. Zdržná doba materiálu v oblasti míchacích prvků 8,18 je proto určena množstvím materiálu, přiváděného dopravními šneky 7, 17.

Na míchací prvky 8, 18 potom navazují protitlakové prvky 9, 19, vytvořené jako poměrně krátké šneky, které díky stoupání závitů, které probíhá v opačném směru než stoupání závitů dopravních šneků 7, 17, vytvářejí protitlak na přiváděný materiál. Tento protitlak je zde zvláštním způsobem modifikován hřbety 25, 26 jejich závitů. V tomto příkladném provedení jsou totiž hřbety 25, 26 zploštěny do plošek podobných válcové ploše, přičemž poloměr hřbetů na straně přivrácené k míchacím prvkům 8, 18 (na vstupní straně) je menší než na výstupní straně, která je tvořena následujícími dopravními šneky 14, 24.

Zvětšování poloměru hřbetů 25, 26, probíhající plynule od vstupní strany k výstupní straně, je v příkladném provedení na obr. 1 znázorněno jako přechod z poměrně širokého hřbetu do poměrně úzkého hřbetu, což znamená, že poloměr hřbetu se plynule zvětšuje směrem k výstupní straně. Výsledkem tohoto konstrukčního řešení je vytvoření prostupů pro materiál dopravovaný míchacími prvky 8, 18, a sice zejména v oblasti menších poloměrů hřbetů 25 a 26, přičemž jak bylo v předchozí části naznačeno, účinek je dán tím, že prosazení materiálu přiváděného k omezovacím prvkům 9,19 je brzděn tím více, čím je větší rychlost obou šnekových hřídelů 1,15.

Materiál prosazený přes protitlakové prvky 9,19 pak proudí do oblasti dalších dopravních šneků 14,24 a jejími dále dopravován podobně jako u řešení podle DE-PS 43 38 795.

Obr. 2 znázorňuje modifikaci části míchacího stroje zobrazeného na obr. 1, podle které mají protitlakové prvky 9, 19 odlišně tvarované hřbety 25, 26 svých závitů. Tyto hřbety 25, 26 závitů mají totiž navíc ke změnám svých poloměrů také prohlubně 27, 28, které probíhají radiálně směrem dovnitř. Tyto prohlubně 27, 28 mohou podle požadovaného prosazení narušovat více nebo méně plynulý obvodový průběh příslušných hřbetů 25, 26. a sice co do délky i hloubky. Tím je možno podstatně ovlivňovat prosazení materiálu. Kvůli těmto prohlubním 26. 27 bude míchací stroj podstatně propustnější. Jinak zůstává konstrukce hřbetů 25, 26 stejná, jsou podobně

-3 CZ 293137 B6 jako u provedení podle obr. 1 vytvořeny tak, že nehledě na prohlubně se jejich poloměr zvětšuje ve směru prosazení materiálu míchacím strojem.

Velikostní vztahy hřbetů 25, 26 jsou v příkladech podle obr. 1 a 2 voleny tak, že hřbety 25 a 26 na vstupní straně, to znamená na straně přivrácené k míchacím prvkům 8, 18, probíhají vedle sebe, a potom hřbety stoupají natolik, že hřbety 25 a 26 na výstupní straně jsou v sobě plně vnořeny.

Je třeba ještě poukázat na to, že sled dopravních šneků, míchacích prvků a protitlakových prvků se může opakovat vícekrát za sebou.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Vícešnekový kontinuálně pracující míchací stroj pro míchání plastifikovatelných hmot, opatřený dvěma šnekovými hřídeli (1, 15) se stejným směrem otáčení, uloženými ve skříni (2) a procházejícími vždy příslušnou válcovou částí skříně (2), obklopující příslušný šnekový hřídel (1, 15) a obsahující vstupní úsek a výstupní úsek a mezi nimi nejméně jeden tavící úsek a nejméně jeden míchací úsek, přičemž vstupní úsek a výstupní úsek jsou tvořeny navzájem do sebe zasahujícími dopravními šnekovými prvky (7, 17; 14, 24) a v tavících a míchacích úsecích jsou umístěny proti sobě ležící míchací prvky (8, 18), za kterými následují protitlakové prvky (9, 19) tvořené krátkými šnekovými prvky se zpět dopravujícím závitem se stoupáním orientovaným vždy v opačném smyslu k stoupání závitů dopravních šnekových prvků (7, 17; 14, 24), vyznačující se tím, že zpět dopravující závit tvoří hřbet (25, 26), probíhající podél jednoho chodu závitu radiálně zkráceně tak, že vzhledem k dopravnímu směru míchacího stroje je poloměr hřbetu (25, 26) na vstupní straně menší než na výstupní straně a mezi nimi se zvětšuje plynule směrem k výstupní straně.

2. Stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že poloměr hřbetu (25, 26) se mění v takovém rozsahu, že hřbety (25, 26) proti sobě ležících protitlakových prvků (9, 19), probíhají na vstupní straně vedle sebe a potom stoupají v takové míře, že hřbety (25, 26) na výstupní straně do sebe plně zasahují.

3. Stroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že hřbety (25, 26) protitlakových prvků (9, 19) jsou opatřeny přerušeními tvořenými radiálními prohlubněmi (27, 28).

4. Stroj podle nároků laž3, vyznačující se tím, že před protitlakovými prvky (9, 19) jsou umístěny míchací prvky (8, 18) tvořené šnekovými prvky stejné délky s takovou orientací stoupání svého závitu, že uvnitř komory (29), rozprostírající se nad míchacími prvky (8,18), zajišťuje jeden míchací prvek (18) zpětnou dopravu proti dopravnímu směru míchacího stroje.