DE3838593C1 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
- B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
- B29B7/405—Mixing heads
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Mischkopf zum Vermischen
mindestens zweier fließfähiger Komponenten mit einem eine
hohlzylindrische Mischkammer aufweisenden Gehäuse, mit
mindestens zwei Einlaßöffnungen in dem Gehäuse für den
Zutritt der Komponenten an dem einen Ende der Mischkammer,
mit mindestens einer Auslaßöffnung für das Gemisch an dem
anderen Ende der Mischkammer und mit einer in der Mischkammer
angeordneten, drehbar gelagerten Mischeinrichtung, die
aus einem ersten und einem sich daran anschließenden zweiten
Abschnitt besteht, wobei der erste Abschnitt der
Mischeinrichtung mindestens eine spiralige Einkerbung und
der zweite Abschnitt Rührarme aufweist.
Mischköpfe der eingangs genannten Art sind bekannt und
z.B. in der US-PS 47 78 659 beschrieben. Sie dienen zum
Vermischen von zwei oder mehreren Komponenten, die jedoch
flüssig sein müssen. Sollen mit den Mischköpfen pastöse
oder hochviskose Medien vermischt werden, dann besteht
die Gefahr, daß das Mischgut nicht ausreichend vermischt
wird, da es mit der Drehgeschwindigkeit der Mischeinrichtung
in der Mischkammer umläuft.
Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mischkopf zu schaffen,
bei dem das Vermischen von pastösen oder viskosen Komponenten
binnen sehr kurzer Zeit erfolgen kann.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsmäß dadurch gelöst,
daß zwischen den beiden Abschnitten ein Leitelement mit
einer Stirnwand angeordnet ist, über die die gemischten
Komponenten in den Bereich der Wand der Mischkammer
übergeführt werden.
Man erkennt, daß
der Mischkopf eine aus zwei Teilen oder Abschnitten
bestehende Mischeinrichtung besitzt, von denen jedes Teil
oder jeder Abschnitt in einer eigenen Mischkammer angeordnet
ist und Drehbewegungen ausübt. Der erste Abschnitt der
Mischeinrichtung (Abtrags- und Beförderungsabschnitt) dient
im wesentlichen dazu, die von Behältern, Kartuschen, Flaschen
oder dgl. zugeführten Komponenten in den Mischkopf
aufzunehmen und diese in Richtung Auslaßöffnung zu befördern.
Schon während dieser Zusammenarbeit zwischen den Medien
und dem Abtrags- und Beförderungsabschnitt kommt es zu
einem Vermischen der Komponenten, und zwar vor allem dann,
wenn es sich um Flüssigkeiten handelt. Handelt es sich
hingegen um Komponenten, die aus zähflüssigen oder
gummiähnlichen Werkstoffen bestehen, z.B. Silikon, dann
ist eine gute Vermischung der Komponenten noch nicht
anzunehmen, vielmehr werden diese dem Rührabschnitt in
kleinen Portionen, wo das eigentliche Vermischen erfolgt,
zugeführt. Um zu gewährleisten, daß die einen bestimmten
Drall aufweisenden Komponenten durch den Rührabschnitt
vermischt werden, ist ein Leitelement bzw. Steuerungsorgan
vorgesehen, das die etwa in Achsrichtung sich bewegenden
Komponenten zur Innenwand der Mischkammer umlenkt, in der
sie dann in Richtung Auslaßöffnung weiterbefördert werden.
Die Komponenten werden dort vom Rührabschnitt erfaßt und
miteinander gründlich vermischt. Da in den Mischkopf weitere
Komponenten gelangen, werden die im Bereich des Mischkopfes
sich befindenden Komponenten nach vorn, d.h. zum Auslaß,
befördert.
Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, daß die Einlaßöffnungen am Gehäuse radial
ausgerichtet sind und in den ersten Abschnitt der Mischkammer
münden und daß der Abtrags- und Beförderungsabschnitt als
Spiralbohrer ausgebildet ist. Der Spiralbohrer arbeitet
mit einer Antriebsvorrichtung, z.B. einem Elektromotor,
zusammen und wird so verdreht, daß die Medien zu seinem
freien Ende und in Richtung Auslaß transportiert werden.
Haben die Nuten des Bohrers einen Rechtsdrall, dann ist
dieser linksumlaufend, während bei einem Linksdrall der
Bohrer rechtsumlaufend ist. Hierbei ist es zweckmäßig,
einen Bohrer zu verwenden, der mehrere Spannuten mit einem
großen Spanwinkel besitzt. Dadurch kann es bereits in der
Anfangsphase, in der die Komponenten in den Mischkopf
gelangen, zu einer Portionierung kommen. In den Spannuten
wechseln sich die Komponenten schichtweise ab, und zwar
in Richtung vom einen zum anderen Ende des Bohrers.
Ist der Spannwinkel klein - solche Bohrer können z.B. bei
Flüssigkeiten wie Farben verwendet werden - dann sind die
Dicken der Schichten relativ groß, was jedoch in solchen
Fällen kein Nachteil ist. Ein Bohrer mit einem großen
Spannwinkel wird insbesondere dann verwendet, wenn mindestens
eine der Komponenten silikonähnliche Eigenschaften besitzt.
In solchen Fällen ist es gewöhnlich wichtig, daß möglichst
geringe Portionen von Komponenten dem Rührabschnitt zugeführt
werden.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, daß der Rührabschnitt von seiner Drehachse abgehende
Rührarme mit Messern besitzt, deren Schneidekanten mit
geringem Abstand zur Innenwand der Mischkammer angeordnet
sind. Hierbei können diese Maßnahmen auch so getroffen
sein, daß die Enden der Messer sich zu der Innenwand hin
verjüngen.
Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens ist es besonders
vorteilhaft, wenn die Schneidekanten in Ebenen liegen,
die die Drehachse unter einem Winkel schneiden, der geringer
als 90° ist. Der Rührabschnitt ist daher so ausgebildet,
daß er die als Belag der Innenwand der Mischkammer
ausgebildeten Komponenten abschaben bzw. abscheren und
gleichzeitig zum Auslaß hin befördern kann. Durch die Zufuhr
weiterer Komponenten in den Rührabschnittbereich werden
die bereits im Rührabschnittbereich befindlichen Komponenten
zum Ausgang hin versetzt. Die Aufgabe des Rührabschnittes
ist daher jedenfalls dann erfüllt, wenn er sich z.B. wie
eine Fräse verhält, deren Schneidekanten mit einem geringen
Abstand zur Innenwand der Mischkammer angeordnet sind.
Die Größe des Abstandes der Schneidkante von der Innenwand
ist davon abhängig, welche Medien miteinander vermischt
werden. Bei dünnflüssigen Medien kann dieser Abstand minimal
sein, während er bei zähflüssigen Flüssigkeiten größer
gewählt wird.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, daß das Leitelement die Form einer Prallplatte besitzt.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Prallplatte
eine kreisrunde Scheibe ist, deren Außendurchmesser
geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der
Mischkammer. Die Aufgabe der Prallplatte ist es, das vom
ersten, als Abtrags- und Beförderungsabschnitt ausgebildeten
Abschnitt kommende Medium so umzulenken, daß es entlang
der Innenwand, die den Rührabschnitt umgibt, geführt wird.
Auch der Durchmesser der Scheibe ist eine Funktion des
Mediums und somit von der Dichte der Flüssigkeiten abhängig.
Hierbei können diese Maßnahmen auch so getroffen sein,
daß die Außenumhüllung des axialen Querschnittes der
Prallplatte kegelstumpfförmig ist und daß sich die
Prallplatte zum Abtrags- und Beförderungsabschnitt hin
verjüngt. Die Prallplatte kann mit der Mischeinrichtung
drehfest oder drehbar verbunden sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Mischkopf,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach
Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III nach
Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV nach
Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Mischkopf 10 zum Vermischen mindestens
zweier fließfähiger Komponenten mit einem Einlaßöffnungen
12 und 14 für die Komponenten aufweisenden Gehäuse 16 und
einer eine Mischeinrichtung 20 aufweisenden und in dem
Gehäuse 16 angeordneten Mischkammer dargestellt, die mit
den Einlaßöffnungen 12 und 14 kommuniziert und eine
Aulaßöffnung 22 für das aus der Mischkammer 24 entweichende
Medium besitzt. Die Mischkammer 24 ist hohlzylindrisch
ausgebildet. Die in der Mischkammer 24 drehbar gelagerte
Mischeinrichtung 20 besitzt einen mit den Einlaßöffnungen
12 und 14 zusammenarbeitenden und die Komponenten zu der
Auslaßöffnung 22 befördernden Abtrags- und
Beförderungsabschnitt 30, der im vorliegenden Falle als
Spiralbohrer ausgebildet ist. Die Mischeinrichtung besitzt
ferner einen an diesen Abtrags- und Beförderungsabschnitt
30 sich anschließenden und mit der Auslaßöffnung 22
zusammenarbeitenden Rührabschnitt 32. Zwischen den beiden
Abschnitten 30 und 32 ist ein Leitelement angeordnet, durch
das die Komponenten in den Bereich der zylindrischen
Innenwand 40, die den Rührabschnitt 32 umgibt, gelangen.
Man erkennt, daß die Einlaßöffnungen 12 und 14 mit Bezug
auf die zylinderförmige Mischkammer 24 radial ausgerichtet
sind. Der Rührabschnitt 32 besitzt von seiner Drehachse
50 abgehende Arme mit Messern 52, 54, 56 und 58, deren
Schneidkanten 60, 62, 64 und 66 mit geringem Abstand zur
Innenwand 40 der Mischkammer 24 angeordnet sind. Die Enden
der Messer 52 und 54 verjüngen sich zur Innenwand 40 hin.
Die Schneidekanten 60, 62, 64 und 66 liegen in Ebenen,
die die Drehachse 50 unter einem Winkel schneiden, der
geringer als 90° ist.
Das Leitelement 36 hat die Form einer kreisrunden
Prallplatte, deren Außendurchmesser geringfügig kleiner
ist als der Innendurchmesser der Mischkammer 24. Die
Prallplatte 36 ist mit Abstand zum Abtrag- und
Beförderungsabschnitt 30 angeordnet, so daß zwischen ihr
und diesem Abschnitt ein Stauraum 70 ausgebildet ist.
Die Außenumhüllung des axialen Querschnittes der Prallplatte
könnte jedoch auch kegelstumpfförmig sein und sich zum
Abtrags- und Beförderungsabschnitt hin verjüngen. Eine
solche Ausführungsform der Prallplatte wäre für dickflüssige
Medien vorteilhaft. Die beiden Abschnitte 30 und 32 sind
einstückig ausgebildet, sie könnten jedoch auch aus zwei
miteinander unverdrehbar verbindbaren Teilen bestehen,
die durch einen Wellenabschnitt 72 miteinander verbindbar
wären. Für die Verbindung gibt es eine Vielzahl von
Möglichkeiten. Der Wellenabschnitt 72 könnte einstückig
mit dem ersten oder zweiten Abschnitt verbunden sein; er
könnte jedoch auch ein separates Bauteil sein, das in axial
sich erstreckenden Sacklochbohrung der beiden Abschnitte
einsteckbar wäre und einen vom Kreis verschiedenen
Querschnitt hätte. Die Fig. 2 läßt erkennen, daß die
Spannuten 80 und 81 einen halbkreisförmigen Innenumriß
besitzen und in Schneidekanten 84 und 86 auslaufen. Besonders
scharfe Schneidekanten sind dann zweckmäßig und vorteilhaft,
wenn eine der Komponenten z.B. Silikon ist. In diesem Fall
ist es zweckmäßig, wenn sich die Spannuten über einen Winkel
erstrecken, der größer als 180° ist.
Die Fig. 1 läßt schließlich erkennen, daß die Messer nicht
nur radial abstehen, sondern auch mit Abstand - gesehen
in axialer Richtung - zueinander angeordnet sind. Dadurch
entstehen Sätze von - hier - jeweils vier Messern, die
sich wie Fräsen verhalten. Der Abstand zwischen den einzelnen
Sätzen der Messer kann variieren und ist ebenfalls vom
Medium abhängig.
Ist der Mischkopf über seinen Wellenfortsatz 90 an eine
Antriebsvorrichtung, z.B. Elektromotor, angeschlossen und
wird in die Einlaßöffnungen 12 und 14 Medium zugeführt,
dann erfaßt die Schneidekante 86 bzw. 84 zunächst das in
die Einlaßöffnung 12 bzw. 14 zugeführte Medium. Das in
der Spannut 81 befindliche und durch die Einlaßöffnung
12 zugeführte Medium wird durch die Drehbewegung nach unten
versetzt, so daß dieser Abschnitt der Spannut freigemacht
wird, bevor er im Bereich der Einlaßöffnung 14 bzw. 12
erscheint, wo die Schneidkante 86 mit dem durch die
Einlaßöffnung zugeführten Medium zusammenarbeiten. Die
Spannut 81 bzw. 80 wird dadurch mit mindestens zwei Medien
gefüllt, die sich in axialer Richtung bewegen. Es können
selbstverständlich auch mehrere Einlaßöffnungen vorgesehen
sein, so daß sich nicht zwei, sondern drei oder mehrere
Schichten abwechseln. Diese Portionen gelangen dann in
den Stauraum 70, wo sie durch die Prallplatte 72 gegen
die Innenwand 40 der Mischkammer gedrückt werden. Entlang
der Innenwand der Mischkammer, die den Rührabschnitt 32
umgibt, bildet sich ein - je nach Durchmesser der Prallplatte
- mehr oder weniger dicker Film, der dann von den Messern
des Rührabschnittes abgeschabt und weiter zur Auslaßöffnung
22 hin transportiert wird. Die Parameter des Mischkopfes,
d.h. die Drehzahl der Mischeinrichtung, der Durchmesser
der Prallplatte, der Druck, mit dem die Komponenten in
die Einlaßöffnungen 12 und 14 gelangen, der Abstand der
Messer von der Innenwand der Mischkammer und die axiale
Länge der Mischkammer sind von den Eigenschaften der zu
mischenden Medien abhängig. Die optimalen Werte können
experimentell ermittelt werden. Der besondere Vorteil des
hier in Rede stehenden Mischkopfes besteht darin, daß die
Komponenten binnen einer sehr kurzen Zeit in den Mischraum
gelangen, wo sie optimal durchgemischt werden. Da sowohl
die Transportzeit als auch die Zeit für das Vermischen
sehr kurz sind, kommt es zu keiner nennenswerten Erhöhung
der Temperatur der Komponenten. Es ist nämlich bekannt,
daß die Temperaturen den Abbindeprozeß beschleunigen können.
Claims (13)
1. Mischkopf zum Vermischen mindestens zweier fließfähiger
Komponenten mit einem eine hohlzylindrische Mischkammer
aufweisenden Gehäuse, mit mindestens zwei
Einlaßöffnungen in dem Gehäuse für den Zutritt der
Komponenten an dem einen Ende der Mischkammer, mit
mindestens einer Auslaßöffnung für das Gemisch an
dem anderen Ende der Mischkammer und mit einer in
der Mischkammer angeordneten, drehbar gelagerten
Mischeinrichtung, die aus einem ersten und einem sich
daran anschließenden zweiten Abschnitt besteht, wobei
der erste Abschnitt der Mischeinrichtung mindestens
eine spiralige Einkerbung und der zweite Abschnitt
Rührarme aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden Abschnitten (30, 32) ein
Leitelement (36) mit einer Stirnwand angeordnet ist,
über die die gemischten Komponenten in den Bereich
der Wand der Mischkammer (24) übergeführt werden.
2. Mischkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Leitelement die Form einer Prallplatte (36)
besitzt.
3. Mischkopf nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prallplatte (36) eine kreisrunde oder vieleckige
Scheibe ist deren Außendurchmesser geringfügig kleiner
ist als der Innendurchmesser der Mischkammer (24).
4. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prallplatte (36) mit Abstand zum ersten, als
Abtrags- und Beförderungsabschnitt ausgebildeten
Abschnitt (30) angeordnet ist.
5. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Prallplatte (36) und dem Abtrags-
und Beförderungsabschnitt (30) ein Stauraum (70)
ausgebildet ist.
6. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenumhüllung des axialen Querschnittes der Prallplatte kegelstumpfförmig ist und daß sich die Prallplatte zum Abtrags- und Beförderungsabschnitt hin verjüngt.
daß die Außenumhüllung des axialen Querschnittes der Prallplatte kegelstumpfförmig ist und daß sich die Prallplatte zum Abtrags- und Beförderungsabschnitt hin verjüngt.
7. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prallplatte (36) auf einem Wellenabschnitt
(72) des Rührabschnittes (32) gelagert ist.
8. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einlaßöffnungen (12, 14) am Gehäuse radial ausgerichtet sind und in den ersten Abschnitt der Mischkammer münden und
daß der Abtrags- und Beförderungsabschnitt (30) als Spiralbohrer ausgebildet ist.
daß die Einlaßöffnungen (12, 14) am Gehäuse radial ausgerichtet sind und in den ersten Abschnitt der Mischkammer münden und
daß der Abtrags- und Beförderungsabschnitt (30) als Spiralbohrer ausgebildet ist.
9. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Enden der Messer (52, 54) zu der Innenwand
(40) der Mischkammer (24) hin verjüngen.
10. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidekanten (60, 62, 64, 66) in Ebenen liegen,
die die Drehachse (50) unter einem Winkel schneiden,
der geringer als 90° ist.
11. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die miteinander unverdrehbar verbindbaren Abschnitte
(30, 32) der Mischeinrichtung aus zwei separaten und
miteinander lösbar verbindbaren Teilen bestehen.
12. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaßöffnung (22) koaxial zur Drehachse (50)
oder im Winkel zu dieser verläuft.
13. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rührabschnitt (32) von seiner Drehachse (50)
abgehende Rührarme mit Messern (52, 54, 58) besitzt,
deren Schneidekanten (60, 62, 64, 66) mit einem Abstand
zur Innenwand (40) der Mischkammer (24) angeordnet
sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883838593 DE3838593C1 (de) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | |
PCT/DE1989/000711 WO1990005584A1 (de) | 1988-11-15 | 1989-11-14 | Mischkopf |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883838593 DE3838593C1 (de) | 1988-11-15 | 1988-11-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3838593C1 true DE3838593C1 (de) | 1990-05-31 |
Family
ID=6367162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883838593 Expired - Fee Related DE3838593C1 (de) | 1988-11-15 | 1988-11-15 |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3838593C1 (de) |
WO (1) | WO1990005584A1 (de) |
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