CH434208A - Misch- und Knetmaschine mit scheibenförmigen Knetelementen - Google Patents

Description

  
 



  Mischt und Knetmaschine   mit    scheibenförmigen Knetelementen
Es handelt sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Misch- und Knetmaschine mit scheibenförmigen Knetelementen, die eine rotierende und oszillierende Bewegung ausführen und sich bei dieser Bewegung an Knetzähnen reinigen. Hierbei ist die Anordnung der als Scheibensegmente ausgebildeten Knetelemente so   ge    troffen, dass die vorderen Arbeitskanten einer Schnekkenlinie folgen, um damit eine für die gute Durcharbeitung des Produktes eindeutige Transportwirkung zu erzielen.



   Der grösste Teil der heute benutzten Misch- und Knetmaschinen haben Werkzeuge die nur rotieren. Daneben ist eine Maschine vorhanden (schweizer Patent 247704), deren Werkzeug, eine   Flügelschnecke,    rotiert und oszilliert. Durch diese Oszillationsbewegung wird es möglich, dass die Schnecke ohne zu blockieren mit den Lücken zwischen den Flügeln Knetzähne passiert, die im Gehäuse befestigt sind.



   Andererseits besteht seit Kurzem ein Wärmeaustauscher, bei dem die Welle mit scheibenförmigen Segmenten ausgerüstet ist, die ebenfalls rotieren und oszillieren, wobei diese Scheibenförmigen Segmente jeweils von im Gehäuse befestigten Zähnen gereinigt werden. Die oszillierende Bewegung ist dabei durch die Scheibensegmente begrenzt und kann daher vollkommen unabhängig von der rotierenden Bewegung erfolgen. Die Misch- und Knetwirkung in diesem Apparat ist jedoch gering, da der Transport des Materials infolge der Anordnung der Scheibensegmente bzw. der Lücken in einer achsparallelen Linie nur durch Abschrägung der sehr kleinen vorderen Arbeitskanten der Scheibensegmente erfolgt.



   Es wurde gefunden, dass bei einem gleichmässig anfallenden Kraftbedarf und grosser Wärmeübertragunsflächen ein sehr guter   Misch- und    Kneteffekt erzielt wird, wenn die Transportwirkung der Scheiben durch die Anordnung der Arbeitskanten auf einer Schneckenlinie wesentlich verbessert   wird.   



   Die Erfindung ist in den Zeichnungen wie folgt dargestellt:
Es zeigen:
Fig. 1 Längsschnitt durch einen Chargenkneter mit zylindrischem Gehäuse.



   Fig. 2 Querschnitt der Fig. 1.



   Fig. 3 die Abwicklung einer Rührwelle mit Scheibensegmenten auf einer Schneckenlinie.



   Fig. 4 die Abwicklung einer Rührwelle mit Scheibensegmenten in koaxialer Anordnung.



   Fig. 5 Querschnitt durch einen Trogkneter.



   Fig. 6 Längsschnitt durch einen kontinuierlichen Scheibenkneter.



   Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Im zylindrischen Gehäuse 11 mit der Einfüllöffnung 12 und der   Ausfüllöffnung    13 rotiert und oszilliert die Welle 20 auf der die Scheibensegmente 21 angebracht sind. Die beiden Wellenstümpfe sind in den Lagern 14 und 15 abgestützt und ihre Durchtritte durch die Gehäusedeckel mit den Stopfbüchsen 16 und 17 abgedichtet. Im Gehäuse selbst sind 2 Reihen von Knetzähnen 18 und 19 angeordnet. Der Rotation der Rührwelle ist eine axial oszillierende Be wegung überlagert, wobei die Scheibensegmente 21 sich einmal links und das andere Mal rechts an die Knetzähne 18 bzw. 19 anlegen und dabei immer wieder sauber geschabt werden. Bei dieser Bewegung wird aber auch gleichzeitig das Material zwischen den Scheibenflächen und den Knetzähnen geknetet und gemischt.



  Durch eine entsprechende Ausbildung der Knetzähne kann dieser Kneteffekt erhöht werden, z.B. wenn zwischen Scheibe und Knetzahn ein keilförmiger Raum geschaffen wird, in dem nach den Gesetzen des Walzenspalts das Material besonders hohen Scherkräften ausgesetzt ist. Erfindungsgemäss wird nunmehr zusätzlich zu diesen lokalen Kneteffekten durch Anordnen der Scheibensegmente auf einer Schneckenlinie ein Transportaustausch des Materials über   Iden    gesamten Inhalt des Apparates erreicht.



   Um diesen Effekt zu erläutern, ist in Fig. 3 die äussere zylindrische Mantelfläche des Rührers Fig. 1 und Fig. 2 abgewickelt. Die scheibenförmigen Segmente 21 sind dabei schraffiert gekennzeichnet. Zum Vergleich ist  dieselbe Abwicklung mit der bisherigen koaxialen Anordnung der Schneckensegmente in Fig. 4 gezeigt. Stellt man sich in dieser Fig 4 ein Materialteilchen 30 vor, das auf die vordere abgeschrägte Arbeitskante 31 der Scheibensegmente 21 kommt, so wird ersichtlich, dass dieses Materialteilchen nach rechts abgelenkt wird. Hat es die abgeschrägte Fläche der Arbeitskante verlassen, so verbleibt als einzige axiale Transportkraft der Druck von anderem Material, das über die Arbeitskante geschoben wird und der Schub, den die axialoszillierende Bewegung des Rührers erzeugt.

   Dieser Druck, dessen Richtung durch einen Pfeil gekennzeichnet ist, wird bei der koaxialen Anordnung der Scheibensegmente nach Fig. 4 sehr bald von den Scheibenflächen selbst aufgefangen und die Transportbewegung dadurch unterbrochen. Bei erfindungsgemässer Anordnung der Scheibensegmente gemäss Fig. 3 trifft das Materialteilchen 30 ungehemmt wiederum auf eine Lücke oder sogar direkt auf eine neue Arbeitskante 31, so dass ein rascher und intensiver axialer Materialaustausch erfolgt.



   Um eine gute Durchmischung und Durchknetung des Materials zu erzielen, ordnet man in den meisten Fällen die Schneckenlinien der Scheibenanordnung so an, dass wie Fig. 1 zeigt, das Material bei der einen Drehrichtung nach der Mitte, bei der anderen Drehrichtung gegen die Stirnwände zu gefördert und hierbei im Gehäuse umgewälzt wird. Bei schwierigen Prozessen kann auch ein regelmässiges Reversieren der Drehrichtung von Vorteil sein.



   Die manchmal schwierigen Eigenschaften pastöser Materialien machen grosse   Ein- und    Ausfallöffnungen notwendig. Hierfür ist eine Trogform des Gehäuses gemäss Fig. 5 vorteilhaft. In bekannter Weise kann hier durch Kippen des Gehäuses 40 die fertige Masse nach unten entleert werden. Weiter   kann    auch zur Erhöhung der Knetwirkung durch die obere Trogöffnung 41 ein Pressstempel 42 eingeführt werden, der gestrichelt angedeutet ist. Neben dem Kippen der gesamten Maschine für die Entleerung ist es in einfacher Weise möglich, wie strichpunktiert gezeigt, die Maschine durch eine oder mehrere grosse Türen 43 direkt nach unten zu entleeren.



   Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Arbeitsprinzips für einen kontinuierlichen Arbeitsablauf. Im Gehäuse 50 mit den Einläufen 51   bezw.    52 und dem offenen Auslauf 53 sowie den Knetzähnen 54 rotiert und oszilliert die Welle 60 mit den schneckenförmig angeordneten Scheibensegmenten 61.



  Wie in der Fig. 6 gezeigt, macht die schwierige Handhabung des Materials es oft notwendig, sowohl die Rohmaterialien am Einlauf durch eine spezielle Einlaufschnecke 62 entsprechend dosiert in den Knetraum 63 zu bringen und durch eine spezielle Auspressschnecke 64 das fertige Material aus dem Knetraum heraus zu transportieren. Diese Schneckenteile 62 und 64 können auch in bekannter Weise zur Ausbildung von Materialstopfen dienen, die den Knetraum 63 bei Begasungsoder Entgasungsprozessen abschliessen. Bei einfachen Misch- und Knetprozessen können die Maschinen selbstverständlich auch ohne diese   Ein- und    Austragsschnecke ausgeführt werden. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass die Knetarbeit in der Maschine durch Anbringung von Stauelementen in der Transportrichtung intensiviert werden kann.

   Als Stauelemente können nicht nur Verengungen des Gehäusequerschnitts Verwendung finden, sondern auch Anordnungen von Scheibenelementen auf dem Rührer, die der Haupt-Trans  portrichtung    entgegen arbeiten.



   Auf den erwähnten Zeichnungen sind der   tJbersicht-    lichkeit halber sämtliche konstruktiven Massnahmen für die Heizung und Kühlung aller mit dem Produkt in Berührung kommenden Wandungen weggelassen. Sie sind auch bei den vorliegend geschilderten Maschinen in bekannter Weise vorgesehen. Grundsätzlich ist es auch möglich, die rotierende und oder die oszillierende Bewegung dem Gehäuse zu erteilen oder die oszillierende Bewegung nur mit den Knetzähnen auszuführen.



   Neben dem Einsatz des Erfindungsgegenstandes für rein physikalische Misch- und Knetprozesse mit und ohne Wärmeaustausch liegt seine Bedeutung insbesondere in der Anwendung für die Reaktionsprozesse der Chemischen und Lebensmittelindustrie in flüssigen, pastösen und festen Aggregat-Zuständen, deren Reaktionstemperatur und Wärmetönung grössere Wärme übertragungsflächen notwendig macht. Hierbei können   gleichzeitig auch Gase im Vakuum, mit und d ohne Druck    als Reaktionskomponenten anwesend sein oder auch abgeführt werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Misch- und Knetmaschine mit auf einer Rührwelle befestigten, scheibenförmigen Knetelementen und am Gehäuse befestigten Knetzähnen, die sich durch eine zusätzliche axial oszillierende Relativbewegung gegenseitig reinigen, dadurch gekennezeichnet, dass die auf der Welle befestigten als Scheibensegmente ausgebildeten Knetelemente so versetzt angeordnet sind, dass ihre Stirnkanten eine Schneckenlinie bilden, um eine eindeutige Transportwirkung zu erzielen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zylindrischen oder trogförmigen Gehäuse die Scheiben so angeordnet sind, dass sich die Transportrichtung des Produktes in der Mitte oder einer beliebigen anderen Stelle ändert, so dass bei der einen Drehrichtung das Produkt gegen die Mitte oder die genannte andere Stelle bei der andern vonder Mitte oder der genannten anderen Stelle gegen aussen zu gefördert wird.

   2. Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die kontinuierliche Verarbeitung die Scheiben nur für eine Transportrichtung von Einfüllstutzen an einem Ende zum Ausfallstutzen am andern Ende angeordnet sind.

   3. Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur besseren Förderung des Produkts am Einfüllende eine spezielle Einfüllschnecke und am Austrittsende eine spezielle Austragschnecke oder nur eine von beiden vorgesehen sind.

   4. Misch- und Knetmaschine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Misch- und Knetwirkung die Transportrichtung mehrfach umkehrt.