DE3640052C1

DE3640052C1 - Mixer

Info

Publication number: DE3640052C1
Application number: DE3640052A
Authority: DE
Inventors: Joachim Ing Rudolph
Original assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1986-11-24
Filing date: 1986-11-24
Publication date: 1988-04-07

Abstract

A mixer having a vessel (1) tapering conically downwards, an upper material inlet orifice (7) and a lower material outlet orifice (30) is constructed having a central upper mixer screw (13) and a central lower mixer screw (14) connected to a low-transport zone having a drivable rotary shaft (6) in the longitudinal axis of the vessel (1), and a spiral (20) arranged along the length of the vessel wall (9). In order to achieve vibration-free mixer operation with the smallest possible weight of the mixer, the mixer screws (13, 14) and the spiral (20) have a shared over-mounted and drivable rotary shaft (6), the outer casing surface of the spiral (20) being conically constructed and a baffle disc (15), which rotates eccentrically with the shaft at a distance to the vessel wall (9), being provided with a bore hole (18) concentric to the shaft axis, and the lower mixer screw (14) having in the discharge region a plurality of screw sections having right-handed and left-handed pitch following each other, the double-threaded last screw section (25) (in the discharge direction) of which ends just above the discharge screw (26). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a mixer according to the Preamble of claim 1.

Ein derartiger aus der DE-PS 31 10 437 bekannter Mischer dient dem Zweck, mehrere Mischgutkomponenten in getrennten Mischbereichen des Mischbehälters zu homogenisieren. Der hierbei erzielte hohe Homonigenitätsgrad des Mischgutes ermöglicht es, einen dem Mischer nachgeordneten Extruder mittels einer kontinuierlich arbeitenden Austragsschnecke zu beschicken. Der bekannte Mischer ist mit zwei getrennten, jedoch antriebsmäßig gekoppelten Mischschnecken ausgebildet. Hierbei läuft die äußere Mischschnecke um die Behälterachse, wodurch Unwuchtkräfte auftreten, die bei einer aufwendigen Lagerung der Mischschnecken auf den Behälter übertragen werden.Such a known from DE-PS 31 10 437 Mixer serves the purpose of several Mixture components in separate mixing areas homogenize the mixing container. The one here achieved high degree of homogeneity of the mix allows a downstream of the mixer Extruder using a continuously working To feed discharge screw. The well-known mixer is with two separate, but driven coupled mixing screws. Here runs the outer mixing screw around the container axis, whereby Imbalance forces occur at a complex Storage of the mixing screws on the container be transmitted.

Zur Erzielung einer störungsfreien Zugabe der Mischgutkomponenten ohne besondere Anordnung von Bandwaagen für die Einzelverwiegung der Mischgutkomponenten ist es beispielsweise aus der DE-PS 31 46 667 bekannt, den Mischer zusammen mit der Austragsschnecke auf einer Waage anzuordnen, um so die Zugabe der einzelnen Mischgutkomponenten wie auch die Entnahme des Mischgutes durch dessen ständige Gesamtwägung gravimetrisch zu steuern. Da die Wägung während des Mischvorganges erfolgt, sollte der Mischer erschütterungsfrei betreibbar sein.To achieve trouble-free addition of Mixture components without special arrangement of Belt scales for the individual weighing of Mixture components, it is for example from the DE-PS 31 46 667 known, the mixer together with to arrange the discharge screw on a scale in order to so the addition of the individual mix components like also the removal of the mix by its to control constant total weighing gravimetrically. There weighing should take place during the mixing process the mixer can be operated without vibration.

Dieser Forderung entspricht in der Ausgestaltung ein aus der DE-PS 33 14 727 bekannter Mischer, der einen um seine Achse drehantreibbaren Behälter aufweist und dessen drehantreibbare Mischwerkzeuge hinsichtlich ihrer Lage auf stationären Wellen angeordnet sind. Das auf Grund der aufwendigen Lagerung des Mischbehälters und der Einzelantriebe der Mischwerkzeuge hohe Leergewicht des Mischers beeinträchtigt jedoch die genaue Verwiegung insbesondere in geringer Menge zugegebener Einzelkomponenten.The design corresponds to this requirement known from DE-PS 33 14 727 mixer, one Containers rotatably driven about its axis and its rotationally driven mixing tools in terms of their location on stationary waves are arranged. This is due to the complex Storage of the mixing tank and the individual drives of the mixing tools high empty weight of the mixer however, affects accurate weighing especially added in a small amount Individual components.

Die Anordnung eines in der Behälterachse drehantreibbaren Mischwerkzeugs mit konisch ausgebildeter äußerer Hüllfläche ist aus der DE-AS 11 17 981 bekannt, wobei dieses Mischwerkzeug jedoch nicht mit einer oberen und unteren zentralen Mischschnecke zusammenwirkt.The arrangement of one in the container axis drivable mixing tool with conical trained outer envelope surface is from the DE-AS 11 17 981 known, this mixing tool but not with an upper and lower central one Mixing screw interacts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten, getrennte Mischbereiche aufweisenden Mischer so auszugestalten, daß bei kleinstmöglichem Gewicht des Mischers ein erschütterungsfreier Mischerbetrieb erreicht werden kann.The invention is based on the object mentioned mixer having separate mixing areas To be designed so that the smallest possible weight of the mixer a vibration-free mixer operation can be reached.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the im characterizing part of claim 1 specified features solved.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Mischers wird im Mischbehälter eine Austragszone geschaffen, in der das Mischgut durch die im Wechsel erfolgende Umkehrung der Förderrichtung der unteren Mischschnecke angehäuft wird und eine Zentrierung der zentralen Mischschnecke an ihrem der Antriebsseite entgegengesetzten Ende erreicht ist.The inventive design of the mixer a discharge zone is created in the mixing container, in which the mix is alternated by Reversal of the conveying direction of the lower one Mixing screw is piled up and centering the central mixing screw on the drive side opposite end is reached.

Hierdurch, sowie durch die Anordnung der Mischschnecke und des als Wendel ausgebildeten Mischwerkzeuges, auf einer gemeinsam drehantreibbaren Welle entfallen besondere Maßnahmen zur Schneckenlagerung, so daß eine erhebliche Gewichtseinsparung erreicht ist. In der gemeinsamen Welle auftretende Unwuchtkräfte bleiben auf ein geringes Restmaß begrenzt. Wichtig hierbei ist, daß die Welle im austragsseitig angehäuften Mischgut weich gelagert ist. Hierbei zentriert der austragsseitige zweigängige Schneckenabschnitt die Welle im Mischgut.This, as well as the arrangement of the mixing screw and of the mixing tool designed as a spiral, on one no special measures are required for the jointly driven shaft for screw storage, so that considerable weight savings is reached. In the common wave occurring unbalance forces remain at a low level Remaining size limited. It is important that the wave in the accumulated on the delivery side Mixed material is stored softly. Here the discharge-side two-flight screw section the Wave in the mix.

Die vorteilhafte Trennung des Mischbehälters in einen oberen und unteren Mischbereich bleibt erhalten, da ein Absinken vorgemischten Gutes entgegen der aufwärts fördernden konischen Mischwendel nur durch einen von der Sperrscheibe begrenzten Freiraum ermöglicht ist.The advantageous separation of the mixing container into one the upper and lower mixing areas are retained, because a drop in premixed good against the upward-promoting conical mixing spiral only through a space delimited by the locking disk is possible.

Nach einer weiteren Ausbildung des Mischers gemäß Anspruch 2 bleibt dessen Austragszone mit in unterschiedlicher Förderrichtung wirksamen Schneckenabschnitten in der Länge begrenzt, so daß das Mischvolumen der unteren Nachmischzone des Mischers nicht beeinträchtigt ist.After further training of the mixer according to Claim 2 remains its discharge zone with in different funding direction effective Snail sections limited in length so that the mixing volume of the lower post-mixing zone of the Mixer is not affected.

In einer weiteren Ausgestaltung des Mischers nach Anspruch 3 ist erreicht, daß das Volumen der Austragszone im wesentlichen durch das Fördervolumen der Austragsschnecke bestimmt ist, so daß das in diesem Bereich sich anhäufende Produkt sofort dosiert ausgetragen werden kann. In a further embodiment of the mixer Claim 3 is achieved in that the volume of Discharge zone essentially by the volume of funding the discharge screw is determined so that in this Area of accumulating product dosed immediately can be carried out.

Nach den Merkmalen des Anspruches 4 sind bei einer stabilen Trennung des Behältervolumens in eine Vor- und Nachmischzone die Unwuchtkräfte auf ein geringes Maß begrenzt. Hierbei bleibt sowohl die aufwärts gerichtete Förderwirkung der äußeren konischen Mischwendel erhalten, wie auch entsprechend einer Ausbildung des Mischers nach Anspruch 5 diejenige der zentralen unteren Mischschnecke, die sich ohne Unterbrechung bis in die Vormischzone erstreckt.According to the features of claim 4 are in a stable separation of the container volume into one The unbalance forces on the pre- and post-mixing zone limited to a small extent. This leaves both upward promoting effect of the external get conical mixing helix as well according to a training of the mixer Claim 5 that of the central lower Mixing screw that moves up and down without interruption the premix zone extends.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben.Below is an embodiment according to the Invention described with reference to the drawing.

Diese zeigt inThis shows in

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Kegelschneckenmischer im Längsschnitt, Fig. 1 shows a conical screw mixer schematically illustrated in longitudinal section;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II, Fig. 2 is a cross section along the line II-II,

Fig. 3 einen Längsschnitt des unteren Bereiches des Kegelschneckenmischers, Fig. 3 shows a longitudinal section of the lower region of the conical screw mixer,

Fig. 4 einen Längsschnitt längs der Austragsschnecke des Schneckenmischers. Fig. 4 shows a longitudinal section along the discharge screw of the screw mixer.

Der in Fig. 1 gezeigte Kegelschneckenmischer besteht aus einem sich nach unter verjüngenden Behälter 1, in dessen Deckel 2 die aus einem Antriebsmotor 3 und einem Getriebe 4 gebildete Antriebseinheit 5 gelagert ist. Eine in der Mittenachse des Behälters 1 sich erstreckende Welle 6 ist mit der Antriebseinheit 5 fest verbunden und hierbei im Deckel 2 einseitig gelagert. Der Deckel 2 weist eine Materialeinlaß-Öffnung 7 für die diskontinuierliche Zugabe einzelner Mischgutkomponenten in den Behälter 1 auf. An der Behälterwandung 9 außen im oberen Bereich des Behälters 1 befestigte Konsolen 8 dienen zur Auflage in einer nicht näher dargestellten Waage.The conical screw mixer shown in FIG. 1 consists of a tapered container 1 , in the cover 2 of which the drive unit 5 formed by a drive motor 3 and a gear 4 is mounted. A shaft 6 extending in the center axis of the container 1 is fixedly connected to the drive unit 5 and is mounted on one side in the cover 2 . The lid 2 has a material inlet opening 7 for the discontinuous addition of individual mix components into the container 1 . Brackets 8 fastened to the container wall 9 on the outside in the upper region of the container 1 serve to rest in a balance (not shown in more detail).

Die Homonogenisierung der zugegebenen Mischgutkomponenten erfolgt in bekannter Weise im wesentlichen in zwei Mischstufen, in denen das Mischgut in einer ersten Vormischzone 10 einer Grobvermischung und in einer zweiten Mischzone 11 einer Feinvermischung unterliegt. Dabei sind beide Mischzonen 10 bzw. 11 durch eine förderungsarme Zone 12 voneinander getrennt. Hierzu sind auf der Welle 6 eine obere Mischschnecke 13 und eine zentrale untere Mischschnecke 14 angeordnet, wobei deren räumliche Trennung zur Aufrechterhaltung der förderungsarmen Zone 12 durch eine auf der Welle 6 exzentrisch befestigte Sperrscheibe 15 erfolgt.The homogenization of the added mix components takes place in a known manner essentially in two mixing stages, in which the mix is subjected to a rough mixing in a first premixing zone 10 and to a fine mixing in a second mixing zone 11 . The two mixing zones 10 and 11 are separated from each other by a zone 12 with little funding. For this purpose, an upper mixing screw 13 and a central lower mixing screw 14 are arranged on the shaft 6 , their spatial separation taking place to maintain the low-promotion zone 12 by means of a locking disk 15 eccentrically fastened on the shaft 6 .

Die Förderrichtung beider Mischschnecken 13, 14 ist entgegen der Schwerkraft im wesentlichen aufwärts gerichtet. Die untere Mischschnecke 14 weist im Austragsbereich drei kürzere Schneckenabschnitte 23, 24, 25 auf mit, wie nachfolgend gemäß Fig. 3 erläutert wird, abwechselnd rechtsgängiger bzw. linksgängiger Steigung.The conveying direction of both mixing screws 13, 14 is directed essentially upwards against the force of gravity. The lower mixing screw 14 has three shorter screw sections 23, 24, 25 in the discharge area with, as will be explained below in accordance with FIG. 3, an alternating right-hand or left-hand slope.

Durch die exzentrische Anordnung der Sperrscheibe 15 auf der Welle 6 ist in Abgrenzung zur inneren Behälterwandung 9 ein Freiraum 17 gebildet, der einen Durchtritt des Mischgutes aus der Feinmischzone 11 in die Vormischzone 10 in Förderrichtung der Mischschnecke 14 ermöglicht. Der maximale Abstand des Freiraumes 17 beträgt hierbei das Dreifache des minimalsten Abstandes zur Behälterwandung 9 Due to the eccentric arrangement of the locking disk 15 on the shaft 6 , a space 17 is formed in delimitation to the inner container wall 9 , which allows the mixture to pass from the fine mixing zone 11 into the premixing zone 10 in the conveying direction of the mixing screw 14 . The maximum distance of the free space 17 is three times the minimum distance from the container wall 9

Die Sperrscheibe 15, die mit gekröpften Haltearmen 19 an der Welle 6 befestigt ist, weist eine Durchtrittsbohrung 18 auf, die einen Durchtritt des Mischgutes aus der Feinmischzone 11 in die Vormischzone 10 ermöglicht.The locking disk 15 , which is fastened to the shaft 6 with cranked holding arms 19 , has a passage bore 18 which allows the mixture to pass from the fine mixing zone 11 into the premixing zone 10 .

Ein weiteres als Wendel ausgebildetes Mischwerkzeug 20 mit konischer, dem Verlauf der Behälterwandung 9 angepaßter Hüllfläche erstreckt sich konzentrisch zur oberen und unteren Mischschnecke 13, 14. Sie ist ebenfalls mit mehreren Haltearmen 21 an der Welle 6 befestigt. Auch ihre Förderwirkung ist aufwärts gerichtet, so daß über den umlaufenden Freiraum 17 der Sperrscheibe 15 absinkende Mischgutkomponenten stetig aufwärts gefördert werden, wobei die gegenüber der oberen und unteren Mischschnecke 13, 14 höhere Fördergeschwindigkeit einen intensiven Gutaustausch bewirkt.Another mixing tool 20 designed as a helix with a conical envelope surface adapted to the shape of the container wall 9 extends concentrically with the upper and lower mixing screws 13, 14 . It is also fastened to the shaft 6 with a plurality of holding arms 21 . Their conveying action is also directed upwards, so that mixture components dropping down are continuously conveyed upward over the circumferential free space 17 of the locking disk 15 , the higher conveying speed compared to the upper and lower mixing screw 13, 14 causing an intensive exchange of material.

Wie im einzelnen Fig. 3 zeigt, besteht die untere Mischschnecke 14 aus vier in Abständen angeordneten Schneckenabschnitten. Der obere, eine größere Windungslänge umfassende Schneckenabschnitt 22 ist rechtsgängig ausgebildet, die unteren in Austragsrichtung in Abständen nachgeordneten Schneckenabschnitte 23, 24, 25 hingegen in abwechselnder Folge links- bzw. rechtsgängig, wobei der letzte Schneckenabschnitt 25 zweigängig ausgebildet ist. In der in Richtung des Pfeiles 16 gekennzeichneten Drehrichtung der Welle 6 wird eine im wesentlichen aufwärts gerichtete Förderwirkung erzielt.As shown in detail in FIG. 3, the lower mixing screw 14 consists of four screw sections arranged at intervals. The upper screw section 22 , which comprises a larger winding length, is designed to run on the right, while the lower screw sections 23, 24, 25 , which are arranged at intervals at intervals in the discharge direction, are left-handed or right-handed in an alternating sequence, the last screw section 25 having a double-thread. In the direction of rotation of the shaft 6 marked in the direction of arrow 16 , a substantially upward conveying effect is achieved.

Dicht unterhalb des zweigängigen Schneckenabschnittes 25 befindet sich eine in einer Materialauslaßöffnung 30 des Behälters 1 drehantreibbar angeordnete Austragsschnecke 26, deren Achse die Achse der Schneckenwelle 6 in einem rechten Winkel schneidet. Der Antrieb der Austragsschnecke 26 erfolgt über eine in der Behälterwandung 9 drehbar gelagerte Antriebswelle 31 durch eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit. Mit der Behälterwandung ist ein elastisches, hohl ausgebildetes Formteil 27 verbunden, das den Umfang der Austragsschnecke 26 und gegenüberliegend ihrem Einzugsbereich teilweise überdeckt. Der Einzugsbereich ist als Einzugstasche 28 ausgebildet, indem im Behälterboden ein tangential zur Schneckenoberfläche führendes und mit der Behälterwandung 9 verbundenes Leitblech 29 befestigt ist.Just below the two-flight screw section 25 is a discharge screw 26 which is arranged in a material outlet opening 30 of the container 1 and whose axis intersects the axis of the screw shaft 6 at a right angle. The discharge screw 26 is driven by a drive shaft 31 which is rotatably mounted in the container wall 9 by a drive unit (not shown in more detail). An elastic, hollow molded part 27 is connected to the container wall, which partially covers the circumference of the discharge screw 26 and opposite its feed area. The feed zone is designed as a feed pocket 28 by a tangentially leading to the screw surface and connected to the container wall 9 baffle 29 is secured in the vessel bottom.

Die mit abwechselnd unterschiedlichem Schneckendrall ausgebildeten Schneckenabschnitte 23, 24, 25 bewirken in Verbindung mit dem zweigängig ausgestalteten untersten Schneckenabschnitt 25 eine Mischgutanhäufung im unteren Behälterbereich. Diese dient einer flexiblen Führung der Welle 6 und der gedämpften Aufnahme von durch die exzentrische Anordnung der Sperrscheibe 15 verursachten Schwingungen. The screw sections 23, 24, 25, which are designed with alternately different screw twists, in conjunction with the two-screw bottom screw section 25 cause a mixture accumulation in the lower container area. This serves for flexible guidance of the shaft 6 and the damped absorption of vibrations caused by the eccentric arrangement of the locking disk 15 .

Die Einzugstasche 28 fördert den Materialeintritt in die Austragsschnecke 26. Das elastische Formteil 27 verhindert hingegen den Wiederaustritt des bereits von der Austragsschnecke 26 aufgenommenen Mischgutes, das durch den Schneckenabschnitt 25 in Austragsrichtung gefördert wird.The feed pocket 28 promotes the entry of material into the discharge screw 26 . The elastic molded part 27 , on the other hand, prevents the mixture which has already been taken up by the discharge screw 26 from emerging again and is conveyed by the screw section 25 in the discharge direction.

Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen ist daher ein genaues Verwiegen und ein gleichmäßig dosierter Austrag des Mischgutes sichergestellt.With the proposed measures is therefore a accurate weighing and an evenly dosed Discharge of the mixed material ensured.

Claims

1. Mixer with a conically tapering container, with an inlet in the upper region of the container, with an outlet at the lower end of the container, in which a discharge screw is arranged, with a horizontally arranged in the container, driven from above, on an upper mixing screw is fastened in the upper area of the container and a lower mixing screw is fastened in the lower area of the container, with a low-conveying zone being present in the area between the two screws, and with a mixing tool running along the container wall, characterized in that this extends along the container wall ( 9 ) extending mixing tool ( 20 ) is designed as a helix which extends around the shaft ( 6 ), which is attached to it and whose outer envelope surface is conical in adaptation to the container wall, that the shaft is overhung, that in the low-promotion zone, a locking disc ( 15 ) is arranged horizontally, which is attached to the shaft is, which has a through hole ( 18 ) concentric to the shaft axis and the outer circumference of which is eccentric to the shaft axis, with a smallest and a largest distance from the container wall, and that the lower mixing screw ( 14 ) in the discharge area consists of several successively alternating right-hand and there are left-handed screw sections, the last screw section ( 25 ) of which is double-threaded in the discharge direction and ends just above the discharge screw ( 26 ).

2. Mixer according to claim 1, characterized in that the lower mixing screw ( 14 ) from at least four spaced screw sections ( 22, 23, 24, 25 ) is formed, of which three of the discharge screw ( 26 ), associated screw sections ( 23, 24, 25 ) have screw turns which can be up to a max. Extend angle of rotation of 360 °.

3. Mixer according to claims 1 u. 2, characterized in that the discharge screw ( 26 ) is associated with an elastic molded part ( 27 ) connected to the container wall ( 9 ), which partially covers the screw circumference in a perpendicular to the axis of the mixing screws ( 13, 14, 20 ), and that the screw area opposite the elastic molded part ( 27 ) is designed as a feed pocket.

4. Mixer according to claim 1, characterized in that the locking disc ( 15 ) to the container wall ( 9 ) has a maximum distance which corresponds to three times its smallest distance.

5. Mixer according to claims 1 and 4, characterized in that the through bore ( 18 ) of the locking disc ( 15 ) corresponds at least to the screw diameter of the lower mixing screw ( 14 ).