CH379749A - Maschine zum Mischen und Agglomerieren pulveriger thermoplastischer Kunststoffe - Google Patents

Description

  
 



  Maschine zum Mischen und Agglomerieren pulveriger thermoplastischer Kunststoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Mischen und Agglomerieren pulveriger thermoplastischer Kunststoffe, denen Flüssigkeiten zugesetzt werden, beispielsweise Weichmacher, bestehend im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter mit einem gerundeten Boden, einem von einer senkrechten Welle dicht über dem Behälterboden drehbaren Rührwerk und einem verschliessbaren Entleerstutzen.



   Der Zweck der Erfindung ist, Maschinen der   m    Rede stehenden Art zu verbessern, sie insbesondere leistungsfähiger als bisher zu gestalten bzw. einen besseren Wirkungsgrad als bisher herbeizuführen.



  Bekannt ist hierzu bereits eine besondere Massnahme, nämlich, dem Rührwerk am Behälter feststehende Stifte nebenzuordnen.



   Die Verbesserung der Maschinenleistung, insbesondere ihres thermischen Wirkungsgrades, wird durch eine besondere Gestaltung des Rührwerkes erreicht, des weiteren aber auch durch eine besondere Anordnung und Gestaltung des Entleerstutzens.



  Kommt es einerseits sehr darauf an, die zum Agglomerieren pulveriger thermoplastischer Kunststoffe erforderliche Wärmeerzeugung im Gut zuverlässig, schnell und durchwegs gleichmässig herbeizuführen, so kommt es anderseits auch sehr darauf an, im Augenblick der gewünschten Agglomeration schnellstmöglich eine Entleerung der Maschine zu ermöglichen, damit die jeweils gewünschte Korngrösse, bis zu welcher die thermoplastische Masse agglomeriert worden ist, erhaltenbleibt bzw. die einzelnen Körner (Granüle) nicht unerwünscht zusammenbacken.



   Der Erfindung liegt folgende   Überlegung    zugrunde: Die Umlaufgeschwindigkeit der Masse, aufwärts entlang der Behälterwand und zentral abwärts zurück zum Schaufelrad, soll möglichst gross sein, damit einerseits innerhalb der Masse durch die Reibung an der Behälterwand ein möglichst grosses Geschwindigkeitsgefälle in radialer und tangentialer Richtung entsteht und anderseits die Zahl der Vorbeiströmungen am Rührer möglichst gross wird, damit der Masse nur eine kleine Zeit zur Verfügung steht, ihre hauptsächlich am Rührer aufgenommene Reibwärme während des Umlaufs an die Behälterwand und die zwischen Masse und Deckel befindliche Luft abzuführen.



   Durch beide Einflussgrössen, Geschwindigkeitsgefälle und Häufigkeit des Vorbeiströmens am Rührer, werden einerseits kurze Mischzeiten, anderseits grosse Reibkräfte innerhalb der gesamten Masse bei kleinem Leistungsbedarf und damit schnelle Erwärmung erreicht.



   Die erfindungsgemässe Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk ein Schaufelrad aus einer Nabe, einem Ring und mehreren mit dem Ring verbundenen Schaufeln ist, dass der Schaufelwinkel annähernd die Grösse von   90"    und der Anstellwinkel die Grösse von   1-90     hat, dass weiter ein Teil der Schaufeln in ihrer Länge von der Nabe bis dicht an die Bodenkrempe und in ihrer Höhe im Bereich ausserhalb des Ringes bis nahe an den   Über-    gang der Bodenkrempe in den zylindrischen Teil des Behälters heranreichend vorgesehen, im Bereich innerhalb des Ringes, aber weniger hoch, bemessen sind und dass alle übrigen Schaufeln ab der Innenkante des Ringes bis an die Bodenkrempe heranreichend und in ihrer Höhe relativ niedrig bemessen vorgesehen sind.

   Ausser einem Schaufelrad sind weitere Werkzeuge jetzt nicht mehr erforderlich. Die Förderhöhe hält eine genügend grosse Umlaufgeschwindigkeit der Masse auch bei Temperaturen über 800 C aufrecht. Gegenwerkzeuge, auf die man bisher nicht verzichten zu können glaubte, waren nachteilig, weil sie die nötige Förderhöhe und Umlaufgeschwindigkeit der Masse nur bei relativ gro    ssem    Kraftaufwand zum Antrieb der Maschine erreichen liessen, jedenfalls stets einen Strömungswiderstand im Umlauf der Massen ergaben und dabei auch unnötigerweise wärmeabführend wirkten; letzteres infolge ihrer festen Anordnung am Behälter.



   Zahlreiche Versuche haben erwiesen, dass mit einem Mischer erfindungsgemässer Ausführung Abhilfe in allen Hinsichten bestens erzielt ist. Es wurden zum Beispiel 30 kg Suspensions-PVC mit 15 kg Weichmacher bei kalter Maschine in acht Minuten von 20 auf   150"C    geliert, und zwar dies ganz ohne jede Knollenbildung.



   Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.



     Fig. 1    zeigt die Maschine in einem senkrechten Schnitt, und
Fig. 2 zeigt einen horizontalen Querschnitt nach der Linie   II-II    in Richtung der an die Schnittlinie gesetzten Pfeile gesehen.



   1 ist der zylindrische Behälter, 2 ist der gerundete Boden, z. B. ein Boden mit Krempe 2'. Das Rührwerk, dessen Einzelheiten weiter unten noch des näheren angegeben werden, sitzt auf der senkrechten Welle 3. Ist die Welle hier von unten her durch den Boden 2 in die Maschine eingeführt, so schliesst das selbstverständlich nicht aus, die Welle 3 gegebenenfalls auch von oben her einzuführen. 4 ist der   Entleerungsstutzen.   



   Das Rührwerk ist als Schaufelrad vorgesehen und, wie deutlich aus Fig. 1 ersichtlich, dicht über dem Behälterboden 2 drehbar. 5 ist die Nabe des Schaufelrades, 6 ist der schon erwähnte Ring, und 7 und 8 sind die Schaufeln. Die Schaufeln 7, die an der Nabe 5 festsitzen, dort beispielsweise angeschweisst sind, tragen und halten den Ring 6 zur Nabe 5 konzentrisch. Die Schaufeln 8 sind nur am Ring 6 angebracht, also nicht an die Nabe 5 heranreichend, so dass innerhalb des Ringes genügend freier Raum bleibt, um die pulverige thermoplastische Kunststoffmasse im Behälter 1 in einen in Fig. 1 mit den beiden Pfeillinien 9, 9' angedeuteten Umlauf zu bringen, sobald das Schaufelrad gedreht wird. Der Schaufelwinkel ss2 ist vorzugsweise in der Grösse von   90o    vorgesehen. Der Anstellwinkel a kann in den Grenzen zwischen   1-90     gehalten sein.

   Die Schaufeln 7 sind in jedem Falle so angestellt, dass sie in der Höhe h (Fig. 1) bis nahe an die mit 10 bezeichnete Stelle heranreichen, an welcher die Bodenkrempe   2' in    den zylindrischen Teil des Behälters 1 übergeht. Zwischen der Nabe S und dem Ring 6 ist für die Schaufeln 7 eine Höhe h' vorgesehen, die kleiner als die vorerwähnte Höhe h sein soll und im allgemeinen etwa halb so gross bemessen wird. Die nur vom Ring 6 getragenen Schaufeln 8 sind, wie besonders deutlich aus der Fig. 1 hervorgeht, von der Ringinnenkante bis an die Bodenkrempe heranreichend. Die Höhe der Schaufeln 8 ist gegenüber jener der Schaufeln 7 relativ niedrig bemessen.



   Der Entleerstutzen 4 ist. wie Fig. 1 zeigt, etwa waagrecht angeordnet. Die tangentiale Anordnung ergibt sich aus Fig. 2. Die Längsmittelachse des Stutzens 4 tangiert einen zwischen dem Mantel des Behälters 1 und dem Ring 6 konzentrisch gezogen zu denkenden Kreis 11. Die Grösse des die Position des Entleerstutzens 4 bestimmten Kreises 11 ist innerhalb der zwischen dem Ring 6 und dem Mantel des zylindrischen Behälters 1 gesetzten Grenzen beliebig wählbar. Der Schieber im Entleerungsstutzen 4 ist im vorliegenden Beispiel als eine Art Kolbenschieber vorgesehen, was indes nicht ausschliesst, auch eine andere Art Schieber verwenden zu können.



  Frontseitig ist die Flächengestaltung des Schiebers jedenfalls so, dass in der Verschlussstellung des Schiebers der Krempendurchbruch, der zum Anbringen des Entleerstutzens 4 erforderlich ist, voll und ganz ausgefüllt wird und die Schieberstirnfläche einen vollkommenen Ersatz der zum Erhalt der Entleerstutzen-Anschlussöffnung aus der Krempe herausgeschnittenen Fläche darstellt. Solange der Schieber sich in der Verschlussstellung befindet, gibt es auf der Innenfläche der Krempe keinerlei Unebenheiten.



  Die nötige Öffnung zum Auslassen des Gutes ist dem Stutzen 4 seitlich angebracht und vorzugsweise mit einem Auslassstutzen 13 versehen, so dass das Entleeren in der Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles 12 sehr schnell, gut flüssig und praktisch nahezu widerstandslos vor sich geht. Es muss dazu selbstverständlich der Schieber aus der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten Verschlussstellung 4' vollständig bis in die strichpunktiert eingezeichnete Verschlussstellung 4" zurückgezogen sein. Zum Betätigen des Schiebers ist ein Hebelwerk vorgesehen. Das schliesst allerdings nicht aus, die Betätigung des Schiebers mit noch anderen Mitteln zu bewirken, z. B. mit pneumatischen oder elektromagnetischen Antriebsmitteln.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Maschine zum Mischen und Agglomerieren pulveriger thermoplastischer Kunststoffe, denen Flüssigkeiten zugesetzt werden, bestehend im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter mit einem gerundeten Boden, einem von einer senkrechten Welle dicht über dem Behälterboden drehbaren Rührwerk und einem verschliessbaren Entleerstutzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk ein Schaufelrad aus einer Nabe (5), einem Ring (6) und mehreren mit dem Ring verbundenen Schaufeln (7, 8) ist, dass der Schaufelwinkel (ss.2) annähernd die Grösse von 90o und der Anstellwinkel (a) die Grösse von 1-90 hat, dass weiter ein Teil der Schaufeln in ihrer Länge von der Nabe (5) bis dicht an die Bodenkrempe (2) und in ihrer Höhe (h) im Bereich ausserhalb des Ringes (6) bis nahe an den Übergang (10) der Bodenkrempe (2)

   in den zylindrischen Teil des Behälters (1) heranreichend vorgesehen, im Bereich innerhalb des Ringes aber weniger hoch (h') bemessen sind und dass alle übrigen Schaufeln (8) ab der In nenkante des Ringes (6) bis an die Bodenkrempe (2) heranreichend und in ihrer Höhe relativ niedrig bemessen vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Entleerstutzen (4) annähernd waagrecht ünd mit seiner Längsmittelachse zu einem zwischen diesem Mantel und dem Ring konzentrisch gedachten Kreis (11) tangential angeordnet ist.

   2. Maschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entleerstutzen (4) mit einer schiebergesteuerten seitlichen Auslassöffnung versehen ist.

   3. Maschine nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassöffnung des Entleerstutzens (4) ein Aus lassstutzen (13) angesetzt ist.