DE1782125A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von pulverfoermigen und fluessigen Komponenten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von pulverfoermigen und fluessigen Komponenten

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DE1782125A1 DE19681782125 DE1782125A DE1782125A1 DE 1782125 A1 DE1782125 A1 DE 1782125A1 DE 19681782125 DE19681782125 DE 19681782125 DE 1782125 A DE1782125 A DE 1782125A DE 1782125 A1 DE1782125 A1 DE 1782125A1
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Description

PATENTANWÄLTE
PATENTANWALT DIPL-ING. R. MDUER-BDRNER PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H. WEY
BERLIN-DAHLEM 33 . PO D BI E LS KIALLEE 68 8 MÖNCHEN 22 ■ Wl D E N M AYE R STR AS S E
TEL 0311 - 762907 ■ TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0184057 TEL. 0811 . 225585 . TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0524244
P 17 82 125.9 21 384
Vallance ■& Co. (Morley) Ltd. Morley/Leeds, Yorkshire (Grossbritannien)
Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von pulver for mi gen und flüssigen Komponenten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen von aufeinander abgestimmten Mengen von pulverförmigen und flüssigen Komponenten, insbesondere zum Mischen von Pulvern und Ölen, z.B. bei der Herstellung von Füllmassen und Farben.
Bei den bekannten Mischverfahren zum Herstellen von Füllmassen, z.B. Kitt oder Spachtel, werden vor be stimmte Mengen von pul-verförmigem Material und Öl in einen Knetmaschinen-
813/H 1-4
kanal mit kreisförmigem Querschnitt eingefüllt und das Öl dem Pulver in steigender Menge durch einen starken, rotierenden Kantenläufer beigemischt. Der Mischvorgang dauert bis zu einer halben Stunde, worauf die gemischte Masse von Hand entfernt und durch nachfolgendes Material ersetzt wird. Dieses intermittierend durchgeführte Verfahren nimmt eine erhebliche Zeit in Anspruch.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Mischungen aus pul'verförmigen und flüssigen Komponenten kontinuierlich herzustellen und damit die für den Mischvorgang aufgewandte Zeit zu verkürzen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe sieht ein erfindungsgemasses Verfahren vor, wobei die Komponenten im vorgesehenen Mischungsverhältnis kontinuierlich unter Erzeugung einer Vormischung der Mischvorrichtung zugeführt und von dieser als fertige Mischung durch Extrusion kontinuierlich abgegeben werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens bewiesen, wobei die Mischung vor ihrer Extrusion quer zur Abgaberichtung zerquetscht wird.
Eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine für jede Mi schungs komponente vorgesehene Mess- und Zuführvorrichtung, einen diesen nachgeordneten Vormisch-
2 0 9 8 i 3 / U H
zylinder mit darin angeordneten kontinuierlich angetriebenen Mischorganen, einen Hauptmischzylinder, der mit dem Vormischzylinder durch einen Zwischenkanal verbunden, als mehrstufiger Extruder mit darin angeordneten Förder- und Mischelementen ausgebildet und mit Extrusions öffnungen versehen ist. '
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass der Vor- λ
mischzylinder einen gewölbten Boden aufweist, dem Mischorgane an einer Antriebswelle so zugeordnet sind, dass diese eine Schneckenpresse mit einer unterbrochenen Schnecke bilden. Durch diese Unterbrechungen in der Förderschnecke wird eine gute Durchmischung der einzelnen Komponenten miteinander erreicht, wobei gleichzeitig ein ausreichender Förderdruck für die Extrusion erzeugt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist auch verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten für die Ausnutzung räumlicher Gegebenheiten auf. Bei einem Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Bestandteile der Mischvorrichtung ist vorgesehen, dass der Hauptmischzylinder unterhalb des Vormischzylinders angeordnet ist. Hierdurch wird, ausser der günstigen räumlichen Anordnung, erreicht, dass der Mischungsstrom ohne zusätzliche Antriebs- oder Fördermittel im Zwischenkanal durch diesen nach unten in den unterhalb des Vormischzylinders angeordneten Hauptmischzylinder strömen kann.
2 0 9 8 1 3 / U H
In ähnlicher Weise wie die Mischorgane im Zwischenkanal werden zweckmässigerweise auch die Förder- und Mischelemente im Hauptmischkanal auf einer Antriebswelle so angeordnet, dass sie eine unterbrochene Förderschnecke bilden und den Extrusionsdruck erzeugen.
Um den Mischeffekt weiter zu erhöhen^ ist in weiterer Ausfe gestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung vorgesehen,
dass der Hauptmischzylinder an seiner Innenwand Nuten oder Rippen aufweist. Diese Nuten oder Rippen können sich in beliebiger Form, d.h. gestreckt oder spiralförmig gewunden, negativ oder positiv zur Wand ausgebildet, durch den Hauptmischzylinder erstrecken, so dass ander Innenwand des Hauptmisch zylinder s eine den Mischvorgang fördernde Quetschwirkung zustande kommt.
Eine weitere Steigerung des Mischeffekts wird dadurch erreicht, dass im Hauptmischzylinder mindestens eine Extrusions- ^" platte mit Extrusions öffnungen vorgesehen ist, die den Hauptmischzylinder in Querrichtung unterteilen und an jeder Extrusionsplatte mindestens eines der Förder- und Mischelemente so dicht an derselben umläuft, dass eine Quetschwirkung auf die der Extrusionsplatte zugeführten Mischung ausgeübt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform für die Extrusionsplatten sind im Hauptmischzylinder wenigstens zwei Extrusionsplatten vorgesehen, wobei die Extrusionsöffnungen der in Extrusionsrichtung nachfolgenden Extrusionsplatte grosser als die der vorgeordneten sind.
2098 13/ UU
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch dargestellt, welches sich besonders gut für die Produktion von Kitt eignet. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 einen Teil-Längs schnitt zwecks Darstellung der ™
förderschneckenartigen Misch- und Förderorgane der Konstruktion gemäss Fig. 1 für das Mischen der Bestandteile und für das Ausstossen der Mischung,
Fig. 3, 5 und 7 Teil-Längs schnitte durch den Hauptmischzylinder und die darin angeordneten modifizierten Misch- und Förderorgane zum Ausstossen der Mischung und
Fig. 4, 6 und 8 Schnitte längs der Linien IV-IV, VI-VI und |
VIII-VIII in den Figuren 3, 5 und 7.
Der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist durch eine rotierende Dosier- und Zuführvorrichtung 2 pulverisierte Schlemmkreide aus einem Trichter 1 in ein Ende eines horizontal angeordneten Vormischkanals 3 zugeführt worden. Dieser Vormischkanal 3 hat einen gewölbten Boden und zwecks Überprüfung und Reinigung der Vorrichtung einen abnehmbaren Deckel 4. Durch den Vormischkanal 3 erstreckt sich eine Mischwelle 5, an welcher förderschneckenartig eine Serie von Mischorganen 6 so angebracht ist, dass diese mit dem gewölbten Boden als Schneckenförderer zusammenarbeiten.
20981 3/H1 4'
Aus einem Tank 7 wird Leimöl in vorbestimmter Menge durch die Leitungen 8 und 9 mittels einer Kolbenpumpe 10 zum Zuführende des Vormischkanals 3 gefördert. Falls gewünscht, können Pigmente durch eine Rohrleitung 35 mittels Schwerkraft in den Vormischkanal 3 eingeführt werden.
Mischorgane 6 rühren die Schlemmkreide und das Öl zu einer fe Vormischung zusammen, wobei die Unterbrechungen der förder-
schraubenartigen Form der Mischorgane 6 ein Blockieren der Mischung im Vormischkanal 3 zu verhindern helfen. Zur gleichen Zeit fördern diese Mischorgane 6 die Mischung zum Ausstossende des Vormischkanals 3, wo sie durch einen Bodenauslass 11 und einen Zwischenschacht 12 in das Zuführende eines horizontal angeordneten Extrusionszylinders 13 abgegeben werden, welcher sich unterhalb und parallel zum Kanal 3 erstreckt. Durch den Extrusions zylinder verläuft eine Extrusions welle 14, an welcher eine ebenfalls unterbrochene Förderschnecke aus einer Serie von angewinkelten t . Misch- und Förderorganen 15A, 15B, 15C befestigt sind, die
bis dicht an die Wand des Extrusions Zylinders reichen. For der wider stand und damit Druck schaffen zwei in axialem Abstand im Zylinder angeordnete Extrusionsplatten 16 und 17, die eine Anzahl von kleinen Bohrungen, z.B. mit 5 mm Durchmesser, in der Extrusionsplatte 16 und 8 mm Durchmesser in der Extrusionsplatte 17 aufweisen. Die Welle 14 erstreckt sich durch diese Extrusionsplatten hindurch und ist in Lagern 18 gelagert, welche von mit Durchbrechungen versehenen Platten gehalten werden. Das aus serhalb des Lagers liegende
209S13/UH
Ende der Welle 14 trägt eine archimedische Förderschraube 20, welche in einer Verlängerung 13X des Zylinders 13 umläuft, die einen reduzierten Durchmesser und eine Austrittsöffnung Zl aufweist. "■
Die Förderorgane 15A sind in Form einer unterbrochenen Förderschnecke angeordnet, so dass unter weiterer Rührwirkung ein gleichzeitiger DYu'ck auf die Mischung ausgeübt ύ wird, welche durch die Öffnungen in der E xtr us ions platte 16, jedoch ohne dass sich die Förderschnecke festsetzen kann, hindurchgedrückt wird. Das letzte Mischorgan 15A kann so dicht an der Plätte 16 umlaufen, dass dieses eine Abquetschwirkung auf die' Mischung ausübt und das Mischen dadurch fördert. Das Mischorgan 15B kann ähnlich arbeiten.
In Fig. 2 ist eine Druckkonus 31 auf der Welle 14 befestigt. Dieser wirkt auf die Mischung ein, wenn sich diese den Öffnungen in dem Lagerhalter 19 nähert und schützt gleichzeitig
das Lager 18 vor dem in Längsrichtung auftretenden Extru- , g
sionsdruck.
Der Extrusions zylinder 13 kann, wenn es gewünscht wird, anstatt mit einer glatten zylindrischen Innenwand, mit Nuten, Kanälen oder Rippen versehen sein, die sich achsparallel, spiralförmig oder andersartig innerhalb des Extru s ions zylinder s 13 erstrecken und mit wenigstens einigen der Mischorgane zusammenarbeiten, um die Bewegung der Mischung durch den Extrusions zylinder hindurch zu fördern, die Mischung vom Haften an der Welle 14 abzuhalten und nur zu rotieren, ohne die Längs for de rung zu unterstützen. Ausfüh-
2098 13/ Uli
rungsbeispiele solcher Anordnungen sind in den Figuren 3 bis 8 dargestellt. Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Anzahl von Nuten 32, welche sich spiralförmig im gegenläufigen Sinne der Förderorgan-Anwinklung erstrecken; die Figuren 5 und 6 zeigen spiralförmig ausgestaltete Rippen 33 und die Figuren 7 und 8 zeigen Nuten 34, welche sich parallel zur Zylinderachse erstrecken.
Die beiden Wellen 5 und 14 werden mit gleicher Geschwindigkeit mittels eines geeigneten Antriebsmechanismus angetrieben. In Fig. 1 ist ein Motor 22 angedeutet, welcher diese beiden Wellen über ein in einem Gehäuse 24 angeordnetes Getriebe antreibt. Eine Zusatztransmission in einem weiteren Gehäuse 24 überträgt das Antriebsmoment über eine Welle 25 und eine Kupplung 26 auf die umlaufende Dosier- und Zuführvorrichtung 2, sowie über eine Kette und Kettenradverbindung 27 auf die Welle 28 einer Kurbelscheibe 29, deren Kurbelzapfen 30 eine Pumpe 10 antreibt.
Gemäss der Konstruktion der oben beschriebenen Vorrichtung werden die Komponenten durch Rühren und Mischen im V.ormischkanal 3 vorgemischt und diese Mischung wird in dem Hauptmisch zylinder 13 abgegeben, wo diese Mischung weiter gerührt und gemischt und durch die Bohrungen in den Platten und den auf sie einwirkenden Druck aus der Abgabeöffnung 21 als kontinuierlicher Strang von Kitt austritt, wobei der Weg der Mischung in den Zeichnungen mittels Pfeilen dargestellt ist. Diese kontinuierliche Herstellung kann so lange fortgesetzt werden, wie die Zuführung von Schlemmkreide und
209813/UU
Leimöl beibehalten wird, wobei die tatsächlich für die Mischung und für das Aus sto ssen derselben aufzuwendende Zeit gegenüber dem Stand der Technik eine weitgehende Verkürzung erfährt.
Wie Vormischkanal und Extrusionszylinder gemäss der Beschreibung untereinander angeordnet sind, um auchKnsichtlich von räumlicher Anordnung innerhalb eines Betriebs Vorteile λ
zu erreichen, ist es selbstverständlich, dass diese beiden Teile auch hintereinander oder in irgendeiner anderen Anordnung zueinander vorgesehen werden können, die ein Ausüben des Verfahrens zum kontinuierlichen Herstellen der Mischung gemäss der Erfindung gewährleistet.
Die Vormischung kann auch in einem vertikalen oder geneigten Vormischkanal durchgeführt werden, wobei die Komponenten durch Schwerkraft gefördert werden.
Die Erfindung kann auch für das Mischen von synthetischem g
Plastikmaterial, Weichmachern und anderen Materialien oder Mischungen verwendet werden.
209 8 1

Claims (3)

  1. Patentansprüche
    I.,. Verfahren zum Mischen von aufeinander abgestimmten Mengen von pul ve rf or mi gen und flüssigen Komponenten, insbesondere zum. Mischen von Pulvern und Ölen, z.B.
    jk . bei der Herstellung von Füllmassen und Farben, dadurch
    gekennzeichnet, dass die Komponenten im vorgesehenen Mischungsverhältnis kontinuierlich unter Erzeugung einer Vormischung der Mischvorrichtung zugeführt und von dieser als fertige Mischung durch Extrusion kontinuierlich abgegeben werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung vor ihrer Extrusion quer zur Ab gäbe richtung zerquetscht wird.
    k
  3. 3. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach den An
    sprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine für jede Mischungskomponente vorgesehene Dosier- und Zuführvorrichtung (2, 10), einen diesen nachgeordneten Vormischkanal (3) mit darin angeordneten kontinuierlich betriebenen Mischorganen (5, 6), einen Hauptmisch zylinder (13), der mit dem Vormischkanal (3) durch einen Zwischenkanal (23) verbunden, als mehrstufiger Extruder mit darin angeordneten Förder- und Mischelementen (14, 15A, 15B, 15C) ausge. bildet und mit Extrusions öffnungen versehen ist.
    2 0 9 8 1 3 / U U
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vormischkanal einen gewölbten Boden aufweist, welchem Mischorgane (6) an einer Antriebswelle (S) so zugeordnet sind, dass diese eine Schneckenpresse mit einer unterbrochenen Schnecke bilden.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptmischzylinder (13) unterhalb des Vormischkanals (3) angeordnet ist.
    6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Hauptmischzylinder (13) angeordneten Förder- und Mischelemente (15A, 15B, 15C) auf einer Antriebswelle (14) so angeordnet sind, dass sie eine unter brochene Förderschnecke bilden und den Extrusionsdruck erzeugen.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptmischzylinder (13) an seiner Innenwand Nuten oder Rippen aufweist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im, Hauptmischzylinder (13) mindestens eine Extrusionsplatte (16, 17, 19) mit Extrusions öffnungen vorgesehen ist, die den Hauptmischzylinder in Querrichtung unterteilt und an jeder Extrusions platte mindestens eines der Förder- und Mischelemente (15A, 15B, 15C) So dicht an derselben umläuft, dass eine Quetschwirkung auf die Mischung ausgeübt wird.
    20981 3/1
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Extrusionsplatten (16, 17) vorgesehen sind, wobei die Extrusions öffnungen der in Extrusions richtung nachfolgenden Extrusionsplatte (17) grosser als die der vorgeordneten sind.
    20 9 8 13/ U U
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