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Mischmaschine mit geschlossener, feststehender oder umlaufender Mischtrommel
und einer zentrisch darin angeordneten Mischwerkswelle Die Erfindung bezieht sich
auf Mischmaschinen mit horizontalen, geschlossenen, sich drehenden oder feststehenden
Mischtrommeln und zentrisch laufenden Mischwerken, deren Drehzahl so hoch liegt,
daß das Mischgut der Trommelwand angeglichene Kreisbahnen durchläuft, d. h. Mischmaschinen,
deren Mischwerkswellen oberhalb der sogenannten Drehzahl laufen, wobei unter kritischer
Drehzahl (flkr 42,3/ [D] ;,) diejenige Drehzahl einer Welle oder Trommel zu verstehen
ist, die den Mischgutteilchen an der Peripherie der Drehbewegung gerade jene Geschwindigkeit
verleiht, die für diese Bestandteile eine kreisförmige Bewegung zur Folge hat.
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Bei derartigen Maschinen bildet sich durch die auf das Mischgut ausgeübten
Zentrifugalkräfte-ein mehr oder weniger starker Materialring im Innern der Maschine,
so daß von der Mischtrommelwand aus eine Entlüftung, aber auch eine Zübringung von
Material während des Betriebes nicht möglich ist, da sonst das Mischgut - austreten
würde. Bei einem Antrieb oberhalb dieser kritischen Drehzahl (nkr=42v3/[D]ti2) ist
daher die Entlüftung von besonderer Bedeutung.
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Es ist nun schon bekannt, bei derartigen Maschinen Material durch
die hohl gebohrten Mischwerkszellen zuzuführen. Neben der Zubringung zusätzlich
unterzumischender Materialien tritt vor allen Dingen in neuerer Zeit das Problem
auf, das Mischgut zu entlüften. Diese Aufgabe ist an sich schon bei jedem Mischprodukt
gegeben, da durch den Mischvorgang selbst an das Mischgut gebundene Luft (bzw. Gase)
frei wird und zu einem inneren Überdruck führt und da weiterhin, besonders auch
bei kürzeren Mischzeiten eine wenn auch nur geringere Temperaturerhöhung gegeben
ist, die ebenfalls wiederum zu einem erhöhten inneren Gasdruck führt. Dieser Obere
druck bewirkt unter anderem eine unangemessene Belastung der Abdichtungen für die
Mischwerkswellen und führt zu einer Belästigung des Bedienungspersonals beim. Öffnen
der Maschinen.
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Noch dringender wird eine Entlüftung in denjenigen Fällen, in denen
das Mischgut neben der Erwärmung zufolge der Bewegung des Mischwerkes noch absichtlich
durch zusätzliche Konvektionserwärmung, beispielsweise über äußere Heizmäntel, aufgeheizt
wird. Durch diese innere bzw. zusätzliche äußere Erwärmung dehnt sich vor allen
Dingen der Luft- bzw. Gasanteil des Mischtrommelinhaltes stark aus. Bei Erwärmung
über die Verdampfungsgrenze irgendwelcher Lösungsmittel oder des in allen Mischprodukten
noch enthaltenen Wassers tritt noch der Dampfdruck hinzu. Bei vielen dieser Vorgänge
wird die Erwärmung gerade deshalb vorgenommen, um
diese entstehenden Dämpfe abzuführen.
Diese Aufgabe ist, wie vorhin erwähnt, nur mit großen Schwierigkeiten, wenn überhaupt,
lösbar, da eine Abführung der Dämpfe durch die Trommelwand nicht möglich ist und,
sofern eine Abführung in den Stirnwänden beabsichtigt ist, nur unter großen Schwierigkeiten
durchführbar ist. Eine Entlüftung in den Stirnwänden der Mischtrommel unmittelbar
neben dem Mischwerk liegt zwar weitestgehend außerhalb des Materialdruckringes,
ist aber trotzdem für die Abführung nicht geeignet, da durch die Abzugsgeschwindigkeiten
der Gase und Dämpfe die meistens feinpulverigen Bestandteile des Mischgutes mitgerissen
werden.
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Es ist eine Mischmaschine zum Mischen von Kunststoffgemenge bekannt,
bei der die Mischtrommel umläuft, jedoch keine zentrisch angeordnete Mischwerkswelle
vorgesehen ist. Bei dieser Maschine ist eine als Achsstummel ausgebildete Lagerwelle
hohl gestaltet, wobei durch diesen hohlen Achsstummel eine Absaugleitung hindurchgeführt
ist. Diese durch den hohlen Achsstummel hindurchgeführte Ansaugleitung endet im
Innern der Trommel in einem feststehenden Saugstutzen. Durch diese Einrichtung soll
innerhalb der Mischtrommel ein Vakuum aufrechterhalten werden.
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Eine stillstehende Entlüftung ist jedoch bei einer Mischmaschine
mit einer geschlossenen feststehenden oder umlaufenden Mischtrommel und einer zentrisch
in einer Mischtrommel angeordneten Mischwerkswelle bei hoher Umlaufgeschwindigkeit
der
Mischwerkzeuge an keiner Stelle der Maschine anbringbar. Ein
solches Rohr kann auch nicht durch die Zylinderwand eingeführt werden. Eine derartige
Maschine weist nämlich keine Stelle auf, an die nicht das Material in seiner Masse
herankommt, also keine Stelle, wo ein entsprechendes Absaugrohr nicht unmittelbar
mit der Masse in Berührung kommen würde. Mischmaschinen der erwähnten Art werden
vorteilhafterweise zwischen 60 bis 75 /o ihres Trommelvolumens gefüllt. Wird ein
Absaugrohr durch die Zylinder- bzw. Trogwandungen nach innen eingeführt, dann müßte
es auf jeden Fall oberhalb dieser 60 bis 750/oigen Füllung bleiben. Bei ruhendem
Mischwerk könnte unter Umständen eine solche Absaugung verwendet werden. Wird hingegen
das Mischwerk aber in Bewegung gesetzt, so wird bei diesen Mischmaschinen mit den
relativ schnellaufenden Mischwerken das Mischgut bis zur Ringbildung überall in
der Maschine herumgeschleudert. Der Saugstutzen würde somit sofort zugesetzt sein.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß bei einer Mischmaschine,
bestehend aus einer geschlossenen, feststehenden oder umlaufenden Mischtrommel und
einer zentrisch in dieser Mischtrommel angeordneten Mischwerkswelle, deren Drehzahl
so hoch liegt, daß das Mischgut der Trommelwand angeglichene Kreisbahnen durchläuft,
die Mischwerkswelle mit einer axialen Bohrung mit zum Innenraum gerichtetem radialem
oder nahezu radialem Entlüftungskanal versehen ist, und daß in den Entlüfungskanal
mindestens ein Schleuderrohr eingesetzt ist. Durch die erfindungsgemäße Anbringung
eines radial angebrachten Entlüftungsrohres, welches vorteilhafterweise bis annähernd
an die Peripherie des Trommelinnern heranreicht, wird das Zusetzen der Entlüftungsöffnung
durch das geworfene Mischgut mit Sicherheit vermieden. Bei einem weiteren Merkmal
der Erfindung ist das Schleuderrohr am Außenende entgegen der Drehrichtung abgebogen.
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Dadurch ergibt sich, daß diese Öffnung, die ja mit dem Mischwerk umläuft,
sich so schnell bewegt, daß auch das geworfene Mischgut in diese Öffnung weder durch
Direktwurf noch durch Abprallerscheinungen eintreten kann. Eventuell in das Entlüftungsrohr
während der Maschinenbeschickung eingebrachtes Material wird durch die Zentrifugalkraft
beim Mischvorgang sofort ausgeschleudert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der
Zeichnung, welche schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen
Entlüftungseinrichtung versehenen Maschine, Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend
der LinieA-A der Fig. 1, Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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In der Mischtrommel 1 ist die Mischwerkswelle 2 mit den Mischwerksarmen
3 angebracht. Die Mischwerkswelle 2 tritt durch die Dichtungsstelle 4 durch die
Stirnwände 5 der Mischtrommel 1 aus. Sie ist in den Lagern 6 gelagert und wird beispielsweise
über eine Keilriemenscheibe 7 angetrieben. Die Mischwerkswelle 2 besitzt erfindungsgemäß
eine zentrale Bohrung 8 mit einer radialen Bohrung 9. In die Mischwerkswelle 2 ist
ein Schleuderrohr 10 zum Abschleudern von Festbestandteilen eingeschraubt,
welches
mit der Mischwerksdrehzahl umläuft und dessen Innenraum mit der zentralen Bohrung
8 über die Radialbohrungen9 in Verbindung steht. Vorteilhafterweise wird das Schleuderrohr
10 so im Innern der Mischmaschine angeordnet, daß es nicht unmittelbar von den durch
die Mischarme 3 geworfenen Mischgutbestandteilen getroffen wird. Es ist ohne weiteres
möglich und in bestimmten Fällen auch vorteilhaft die zentrale Bohrung 8 über die
ganze Welle der Mischwerkswelle im Innern der Mischtrommel 1 vorzusehen und mehrere
radiale Bohrungen 9 anzubringen, wobei alle Bohrungen 9 oder auch nur eine bestimmte
Anzahl davon mit Schleuderrohren 10 verbunden sind. Diese Schleuderrohre 10 können
in die Mischwerkswelle 2 eingeschraubt werden, sie können aber auch verschweißt
oder auf eine andere an sich bekannte Art verbunden sein. Die abschraubbare Anordnung
des Schleuderrohres 10 bringt den Vor teil einer leichteren Zugänglichkeit der Bohrungen
8 und 9 sowie des Innenraumes des Rohres 10 mit sich.
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Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie A-A der Fig. 1
und läßt wiederum die in der Mischtrommel 1 angeordnete Mischwerkswelle 2 sowie
die Mischarme 3 erkennen. In der Mischwerkswelle 2 ist die zentrale Bohrung8 erkennbar,
welche mit der radialen Bohrung9 in Verbindung steht und durch welche, mit Hilfe
des Schleuderrohres 10, die Entlüftung des Inneren der Mischwerkstrommel erfolgt.
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Der Querschnitt läßt erkennen, daß das Schleuderrohrl0 bis in die
Nähe der Mischmaterial-Schleuderzone reicht und entgegen der durch den Pfeil 11
angegebenen Drehrichtung abgebogen ist.
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In der Fig. 3 ist der gleiche Querschnitt wie in Fig. 2 gezeigt,
wobei jedoch das Schleuderrohr 10 eine andere Form besitzt. Im Gegensatz zu dem
Schleuderrohr 10 der Fig. 2 ist hier das Schleuderrohr 10 a auf Gehrung abgeschnitten.
Der Gehrungsschnitt ist dabei so gelegt, daß die Öffnung wiederum entgegengesetzt
zur Drehrichtung gemäß dem Pfeil 11 liegt. Diese Ausbildung des Schleuderrohres
10a hat gegenüber der gebogenen Ausführung des Schleuderrohres 10 den Vorteil, daß
eine leichtere Reinigung des Schleuderrohres, in dem sich unter Umständen Kondensat
und Schmutz od. dgl. ansetzen kann, gewährleistet ist.
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Zur Erhöhung der Entlüftungswirkung kann es nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung zweckmäßig sein, mehrere Schleuderrohre, gegebenenfalls auch von verschiedener
Länge, über die Länge der Mischwerkswelle verteilt anzuordnen. Dabei kann diese
Anordnung fluchtend erfolgen, jedoch ist eine symmetrische Verteilung in radialer
Richtung vorteilhafter.
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Selbstverständlich kann über die erfindungsgemäße Entlüftung durch
die Mischwerkswelle, wenn nötig, auch eine Vakuumeinrichtung angeschlossen werden.
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Dazu ist es nur notwendig, an der Welle einen entsprechenden Dichtungsanschluß,
wie er an sich bekannt ist, vorzusehen.