DE3026493A1 - DEVICE FOR MIXING AND DEGASSING COMPONENTS OF SYNTHETIC RESINS, ESPECIALLY DUROPLASTIC RESINS - Google Patents
DEVICE FOR MIXING AND DEGASSING COMPONENTS OF SYNTHETIC RESINS, ESPECIALLY DUROPLASTIC RESINSInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen und Entgasen von Komponenten von Kunstharzen, insbesondere von duroplastischen Kunstharzen, mit einem evakuierbaren zylindrischen, sich nach unten verjüngenden Behälter, in dem zentrisch eine drehbare Förderschnecke angeordnet ist, die mit geringem Abstand von einem Führungsrohr umgeben ist, das oben eine Ablauffläche aufweist, wobei zwischen dem unteren Ende des Führungsrohres und dem Behälter sich mit radialer Komponente erstreckende, vorzugsweise anThe invention relates to an apparatus for mixing and degassing components of synthetic resins, in particular of thermosetting synthetic resins, with an evacuable cylindrical, downwardly tapering container, in a rotatable screw conveyor is arranged centrally, which is surrounded by a guide tube at a small distance is, which has a drainage surface at the top, between the lower end of the guide tube and the container extending with a radial component, preferably on
1(J der Schnecke befestigte Rührflügel angeordnet sind.1 (J the screw attached agitator blades are arranged.
Bei der Verarbeitung von Kunstharzen muß häufig eine intensive Mischung und Entgasung stattfinden, bevor das Harz vergossen werden kann. Dies gilt insbesondere für duroplastische Gießharze und deren Komponenten. Die Mischung dient häufig dem Zweck, Füllstoffe gleichmäßig im Kunstharz zu verteilen. Diese Verteilung ist dann problematisch, wenn die Füllstoffe in Form von Pulver eingegeben werden, da der pulvrige Füllstoff auf der flüssigen Kunstharzmasse schwimmt und sich nur schwer in die Masse einrühren läßt.When processing synthetic resins, intensive mixing and degassing must often take place before the resin can be shed. This applies in particular to thermoset casting resins and their components. The mixture often serves the purpose of distributing fillers evenly in the synthetic resin. This distribution is then problematic when the fillers are entered in the form of powder, because the powdery filler is on the liquid synthetic resin compound floats and is difficult to stir into the mass.
Bei einem Mischer der eingangs genannten Art muß die Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke so groß sein, daß der Behälterinhalt längs der Schnecke nach oben gefördert wird.In a mixer of the type mentioned, the rotational speed must the screw conveyor must be so large that the contents of the container are conveyed upwards along the screw conveyor.
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Bei relativ dickflüssigen Massen genügen relativ niedrige Drehzahlen der Schnecke. Je dünnflüssiger der Behälterinhalt ist, desto höher muß die Drehgeschwindigkeit der Schnecke sein, um die nötige Förderhöhe zu erhalten. Wenn die Rührflügel fest mit der Schnecke verbunden sind, stimmt ihre Drehzahl mit der Schneckendrehzahl überein. Die Rührarme nehmen den Behälterinhalt in ihrer Drehrichtung mit, so daß der Behälterinhalt in Rotation versetzt wird.In the case of relatively viscous masses, relatively low screw speeds are sufficient. The thinner the contents of the container is, the higher the speed of rotation of the screw must be in order to obtain the necessary delivery head. If the agitator blades are firmly connected to the screw, their speed corresponds to the screw speed. The agitator arms take the contents of the container with them in their direction of rotation, so that the contents of the container are set in rotation.
Die Rotation des Behälterinhaltes hat zur Folge, daß sich '•0 eine Oberfläche ausbildet, die als Trombe bezeichnet wird. Die Oberflächenform weicht von der Form eines Rotationsparaboloides mehr oder weniger ab infolge der Reibung an den Behälterwänden und infolge der Förderung von Flüssigkeit durch die Schnecke. Je dünnflüssiger der Behälterinhalt ist, desto ausgeprägter ist die Trombenbildung, vor allem wegen der damit verbundenen hohen Drehgeschwindigkeiten der Rührflügel, aber auch wegen der relativ geringen Reibung innerhalb der Flüssigkeit.The rotation of the contents of the container has the consequence that a surface is formed which is referred to as a vortex. The surface shape deviates more or less from the shape of a paraboloid of revolution due to the friction the container walls and as a result of the conveyance of liquid through the screw. The thinner the container content is, the more pronounced the formation of a vortex, especially because of the associated high rotational speeds of the agitator blades, but also because of the relatively low friction within the liquid.
Die durch Fliehkräfte bewirkte Trombenbildung kann bei geringer Füllmenge dazu führen, daß die Schnecke keine Flüssigkeit mehr nach oben fördert, da ihr unteres Ende nicht mehr genügend überflutet ist, um die Flüssigkeit zu fördern. Dies kann dazu führen, daß bei kleinen Füllmengen die Masse nicht mehr über die Ablauffläche umgewälzt wird. zur Abhilfe hat man Mischer konstruiert, die eine Entkupplung zwischen Schnecke und Rührflügel ermöglichen. Nach Entkupplung stehen die Rührflügel still, so daß eine Trombenbildung nicht mehr stattfindet. Dadurch gelingt es, die Masse über die Ablauffläche umzuwälzen, allerdings 3u unter Inkaufnahme eines erhöhten konstruktiven Aufwandes, einer Komplizierung der Bedienung des Gerätes mit der Gefahr von Bedienungsfehlern und einer eventuellen Verschlechterung der Durchmischung nach Abkupplung der Rührflügel. The vortex formation caused by centrifugal forces can, if the filling quantity is low, lead to the screw not being able to More liquid promotes upwards, because its lower end is no longer flooded enough to the liquid support financially. This can lead to the fact that the mass is no longer circulated over the drainage area with small filling quantities. To remedy this, mixers have been constructed that allow a decoupling between the screw and the agitator blade. After decoupling, the agitator blades stand still, so that a vortex formation no longer takes place. This succeeds it, to circulate the mass over the drainage surface, but 3u with acceptance of an increased construction effort, a complication of the operation of the device with the risk of operating errors and possible deterioration mixing after disconnecting the agitator blades.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen konstruktiven Mitteln die Trombenbildung vermindert wird. Durch die Erfindung soll auch das Einrühren von Füllstoffen in den übrigen Mischerinhalt verbessert werden.The invention is based on the object of designing a device of the type mentioned in such a way that with simple constructive means, the formation of a vortex is reduced. The invention also aims at stirring in of fillers in the rest of the mixer contents can be improved.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß von dem Führungsrohr Schikanen abragen, die mindestens teilweise unterhalb des Füllspiegels liegen.This object is achieved according to the invention in that baffles protrude from the guide tube, which at least are partially below the filling level.
Erfindungsgemäß wird das Führungsrohr der Förderschnecke für die Anordnung von Schikanen ausgenutzt, wodurch es möglich geworden ist, auch bei Mischern, die in Bodennähe angeordnete Rührarme aufweisen, beliebig geformte Schikanen vorzusehen. Dadurch können feststehende Schikanen derart angeordnet werden, daß sie den gesamten Behälterinhalt durchgreifen. Die Schikanen setzen einer Bewegung des Behälterxnhaltes einen großen Widerstand entgegen, so daß eine schnelle Rotation der zu mischenden Masse nicht entstehen kann. Dadurch wird die Trombenbildung sehr stark vermindert, so daß auch bei geringen Füllmengen das untere Ende der Schnecke noch genügend überflutet wird, um die Masse nach oben zur Ablauffläche fördern zu können. Durch die von unten nach oben ragenden Schikanen wird auch das Einrühren von problematischen Füllstoffen, insbesondere leichten pulvrigen Füllstoffen, erleichtert, insbesondere dann, wenn die Schikanen die im Anspruch 5 angegebene Länge haben. Aus dem Oberflächenspiegel der Masse herausragende Schikanen nämlich bilden in der flüssigen Masse Wirbel, in die auch pulvriges Füllgut rasch eingezogen wird. Aber auch bei geringerer Höhe der Schikanen entsteht eine so starke Verwirbelung der Masse, daß Füllstoffe schneller eingerührt werden.According to the invention, the guide tube of the screw conveyor exploited for the arrangement of baffles, which has made it possible, even with mixers that are close to the floor have arranged agitator arms to provide any shaped baffles. This can create permanent harassment be arranged so that they reach through the entire contents of the container. Set the harassment a movement of the container contents against a great resistance, so that a rapid rotation of the mass to be mixed cannot arise. As a result, the formation of a vortex is very much reduced, so that too with small filling quantities the lower end of the screw is still sufficiently flooded to keep the mass after to be able to promote up to the drainage area. Stirring in is also facilitated by the baffles protruding from the bottom up of problematic fillers, especially light powdery fillers, especially then, if the baffles have the length specified in claim 5. Outstanding from the surface mirror of the mass In fact, baffles form eddies in the liquid mass, into which even powdery contents are quickly absorbed. But even at a lower height of the baffles, there is such a strong turbulence in the mass that fillers be stirred in faster.
Die Erfindung ist baulich sehr einfach, da die Träger und Schikanen feststehend sind, also keine DrehlagerungThe invention is structurally very simple, since the carriers and baffles are fixed, so no rotary bearings
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und Auswuchtung nötig ist. Auf entkuppelbare Rührarme kann verzichtet werden, womit auch die oben genannten Nachteile, die mit einer Abkupplung der Rührarme verbunden sind, vermieden werden.and balancing is necessary. There is no need for decoupling agitator arms, which also reduces the disadvantages mentioned above, which are associated with a decoupling of the agitator arms can be avoided.
Die Schikanen können je für sich am Führungsrohr befestigt sein, vorzugsweise unterhalb des Füllspiegels. Die Schikanen können auch oberhalb des Füllspiegels am Führungsrohr befestigt und so geformt sein, daß sie in die Masse hineinragen. Die spezielle Ausbildung nach Anspruch 2 hat den Vorteil, daß mit nur einer oder wenigen Befestigungsstellen am Führungsrohr der Behälterinnenraum so mit Schikanen besetzt werden kann, daß die gesamte rotierende Masse mit Schikanen in Berührung kommt.The baffles can each be attached to the guide tube, preferably below the filling level. The harassment can also be attached to the guide tube above the filling level and shaped so that they fit into the mass protrude. The special design according to claim 2 has the advantage that with only one or a few fastening points on the guide tube, the interior of the container is so baffled can be occupied that the entire rotating mass comes into contact with baffles.
Die Erfindung kann mit einem einzigen Träger verwirklicht werden. Vorzuziehen ist jedoch eine symmetrische Anordnung, z.B. eine Anordnung, wie sie im Anspruch 3 angegeben ist. Insbesondere bei größeren Durchmessern des Behälters können auch mehr als zwei Träger zweckmäßig sein. Man wird die Anzahl der Träger und der Schikanenelemente nach dem vorgesehenen Einsatz des Mischers richten.The invention can be practiced with a single carrier. However, a symmetrical arrangement is preferable, for example an arrangement as set out in claim 3. Especially with larger diameters of the Container can also be useful more than two carriers. One becomes the number of carriers and the baffles according to the intended use of the mixer.
Die Ausführungsform nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß man mit den Schikanen den gesamten Querschnitt des Behälters erfassen kann, d.h. die Schikanen reichen von einem Bereich, der sehr nahe am Behälterboden liegt, bis in den äußeren Bereich des Behälterhohlraumes.The embodiment according to claim 4 has the advantage that one can cover the entire cross-section of the container with the baffles, i.e. the baffles extend from an area which is very close to the container bottom, up to the outer area of the container cavity.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispxel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an exemplary embodiment of the invention is shown. Show it:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Mischvorrichtung undFig. 1 is a vertical section through a mixing device and
Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach Linie II-IIFig. 2 is a horizontal section along line II-II
in Fig. 1.in Fig. 1.
Der Mischer hat einen insgesamt mit 1 bezeichneten Behälter, der einen-zylindrischen Teil 1a, einen kegel-The mixer has a container designated as a whole with 1, which has a cylindrical part 1a, a conical
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stumpförmigen Teil 1b, der sich nach unten verjüngt und einen horizontalen Boden 1c aufweist. Im Zentrum des Bodens befindet sich eine öffnung 2,die mit einem Ventil 3 verschließbar ist. Unterhalb des Ventils 3 befindet sich eine Leitung 4 für den Transport von aus dem Behälter 1 abgezogener Masse.frusto-shaped part 1b, which tapers downwards and has a horizontal floor 1c. In the center of the base there is an opening 2 which can be closed with a valve 3 is. Below the valve 3 is a line 4 for the transport of withdrawn from the container 1 Dimensions.
Der Behälter ist oben durch einen Deckel 5 vakuumdicht abgeschlossen. In den Deckel 5 befinden sich Füllstutzen 6 und 7 für die Zuführung von zu mischenden Komponenten. Auf dem Deckel 5 ist auch eine Antriebsvorrichtung 8 für eine Förderschnecke 9 angeordnet. Ferner ist am Deckel mittels Stäben 10 ein kegelstumpfförmiges Ablaufblech 11 befestigt. Der obere Rand 11a des Ablaufbleches ist fest mit einem Schnecken-Führungsrohr 12 verbunden.The top of the container is closed in a vacuum-tight manner by a cover 5. In the cover 5 there are filler necks 6 and 7 for the supply of components to be mixed. On the cover 5 there is also a drive device 8 for a screw conveyor 9 is arranged. Furthermore, a frustoconical drainage plate is on the cover by means of rods 10 11 attached. The upper edge 11a of the drainage plate is firmly connected to a screw guide tube 12.
Die Drehachse der Schnecke 9 stimmt mit der Achse des Behälters 1 überein. Die Schnecke ragt mit ihrem unteren Ende in einen rohrförmigen Ansatz 13 des Behälterbodens 1c hinein. Das Führungsrohr 12 umgibt die Schnecke derart, daß der äußere Rand der Schneckenwendel 9a einen nur kleinen Abstand von der Innenwand des Führungsrohres 12 hat.The axis of rotation of the screw 9 coincides with the axis of the container 1. The snail sticks out with its lower End into a tubular extension 13 of the container bottom 1c into it. The guide tube 12 surrounds the worm in such a way that the outer edge of the worm helix 9a is only one has a small distance from the inner wall of the guide tube 12.
Am unteren Ende der Schnecke 9 sind insgesamt mit 14 bezeichnete Rührarme befestigt. Jeder Rührarm 14 hat einen horizontalen Abschnitt 14a, der mit geringem Abstand vom Behälterboden 1c verläuft, einen schräg nach oben gerichteten Abschnitt 14b, der mit geringem Abstand von dem kegelstumpf förmigen Teil 1b des Behälters verläuft und einen vertikalen Abschnitt 14c, der mit geringem Abstand vom zylindrischen Teil 1a des Behälters 1 verläuft. Das obere Ende 14d jedes Rührarmes liegt auf einem Niveau, das etwa übereinstimmt mit dem Niveau, in dem der untere Rand 11b des Ablaufbleches 11 liegt.At the lower end of the screw 9 a total of 14 designated agitator arms are attached. Each paddle 14 has one horizontal section 14a, which extends at a small distance from the container bottom 1c, an obliquely upwardly directed Section 14b, which extends at a small distance from the frustoconical part 1b of the container and one vertical section 14c which runs at a small distance from the cylindrical part 1a of the container 1. The top The end 14d of each agitator arm is at a level which roughly coincides with the level in which the lower edge 11b of the drainage plate 11 is located.
Am unteren Ende des Führungsrohres 12 sind einander diametral gegenüberliegend Träger 15 befestigt. Diese Träger haben einen unteren horizontalen Abschnitt 15a, derAt the lower end of the guide tube 12, carriers 15 are fastened diametrically opposite one another. These carriers have a lower horizontal portion 15a, the
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mit geringem Abstand von dem horizontalen Abschnitt 14a der Rührarme verläuft und einen schräg nach oben gerichteten Abschnitt 15b, der mit geringem Abstand vom Abschnitt 14b der Rührarme verläuft. An jedem Träger sind drei senkrechte Stäbe 16, 17 und 18 befestigt. Der äußere Stab 18 verläuft mit geringem Abstand von dem senkrechten Abschnitt 14c der Rührarme. Die Stäbe 16 und 17 sind so angeordnet, daß etwa gleiche Zwischenräume zwischen dem Führungsrohr 12 und dem Stab 16, zwischen den Stäben 16 und 17 und zwischen den Stäben 17 und 18 bestehen. Die oberen Enden 16a, 17a und 18a der Stäbe befinden sich auf gleicher Höhe wie die oberen Enden 14<ä der Rührarme.at a small distance from the horizontal section 14a the agitator arm extends and an obliquely upwardly directed section 15b, which is at a small distance from the section 14b of the agitator arms extends. Three vertical rods 16, 17 and 18 are attached to each beam. The outer rod 18 runs at a small distance from the vertical section 14c of the agitator arms. The bars 16 and 17 are arranged so that that approximately equal spaces between the guide tube 12 and the rod 16, between the rods 16 and 17 and exist between the rods 17 and 18. The upper ends 16a, 17a and 18a of the bars are at the same level like the upper ends 14 <ä of the agitator arms.
Der Mischer arbeitet wie folgt. Während der Aufbereitung einer Masse 19 ist der Behälter über einen Absaugstutzen 20 an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Gießharzkomponenten und eventuelle Füllstoffe wurden über die Stutzen 6, 7 eingegeben. Bei stillstehender Schnecke 9 stellt sich ein horizontaler Füllspiegel 19a ein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Länge der Rührarme 14 und der als Schikanen wirkenden Stäbe 16, 17, 18 so bemessen, daß bei der größten vorkommenden Füllmenge die Rührarme und die Stäbe noch etwas über den Füllspiegel 19a vorragen.The mixer works as follows. During the preparation of a mass 19, the container is via a suction nozzle 20 connected to a vacuum pump. Cast resin components and any fillers were entered via the nozzles 6, 7. When the screw 9 is at a standstill, a horizontal filling level 19a is established. In the embodiment shown the length of the agitator arms 14 and the rods 16, 17, 18 acting as baffles are so dimensioned that with the largest filling quantity occurring, the agitator arms and the rods still protrude slightly above the filling level 19a.
Wenn die Schnecke 9 rotiert (die Drehrichtung ist in Fig. 1 durch den Pfeil 21 angegeben), rotieren auch die Rührarme mit gleicher Drehzahl. Die Rührarme versuchen die Behälterfüllung 19 mitzunehmen, wodurch eine rotierende Bewegung der Füllmasse 19 entsteht. Die Schikanen 16, 17, 18 bewirken eine starke Abbremsung dieser Rotationsbewegung und,eine starke zusätzliche Verwirbelung der Flüssigkeit, wodurch die Mischung intensiviert wird. Die Rotation hat auch eine sogenannte Trombenbildung zur Folge, d.h. die Fliehkräfte versuchen, die Masse 19 an die Behälterwand zu treiben. Diese Erscheinung wird jedoch durch die starke Bremswirkung der Stäbe 16, 17/ 18 in Grenzen gehalten.When the screw 9 rotates (the direction of rotation is indicated in FIG. 1 by the arrow 21), they also rotate Mixing arms with the same speed. The stirring arms try to take the container filling 19 with them, causing a rotating Movement of the filling compound 19 arises. The harassment 16, 17, 18 cause a strong deceleration of this rotational movement and, a strong additional swirling of the liquid, whereby the mixture is intensified. The rotation also results in a so-called vortex formation, i.e. the centrifugal forces try to drive the mass 19 against the container wall. However, this phenomenon is caused by the strong braking effect of the rods 16, 17/18 kept within limits.
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Die aus dem Füllspiegel 19a herausragenden Stäbe 16, 17,18 und auch die herausragenden Rührarme 14 reißen die Oberfläche 19 (die während des Betriebes des Mischers allerdings nicht horizontal verläuft) auf, so daß auch pulvrige Füllstoffe schnell in die Masse 19 eingerührt werden.The rods 16, 17, 18 protruding from the filling level 19a and also the protruding agitator arms 14 tear the surface 19 (which does not run horizontally while the mixer is in operation), so that powdery Fillers are quickly stirred into the mass 19.
Auch bei kleiner Füllmenge wird diese von den Schikanen beeinflußt, da die Träger, die ja ihrerseits als Schikanen wirken, so geformt sind, daß die Schikanen möglichst nahe an die Behälterwand und den Behälterboden heranreichen. Durch die Schikanen wird, wie gesagt, die Trombenbildung vermindert, so daß auch bei kleinen Füllmengen und relativ hohen Drehzahlen der Schnecke und damit der Rührarme, das untere Ende der Schnecke noch genügend überflutet wird.Even if the filling quantity is small, this is influenced by the baffles, since the porters, for their part, act as baffles act, are shaped so that the baffles come as close as possible to the container wall and the container bottom. As I said, the baffles reduce the formation of turbulences, so that even with small fill quantities and relatively high speeds of the screw and thus the agitator arms, the lower end of the screw is still sufficiently flooded will.
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