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"Vorrichtung zum Dosieren mehrerer Mischgutkomponenten" Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren und Mischen mehrerer Mischgutkomponenkn,
wobei einem Mischer mehrere Wägeeinrichtungen vorgeschaltet sind.
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Derartige Vorrichtungen werden primär benutzt, um mehrere Mischgutkomponenten
zu mischen und dosiert einem Extruder zur Weiterverarbeitung zuzuführen, wobei in
der Regel ein den größten Gewichtsanteil ausmachender Mischguthauptbestandteil,
beispielsweise ein Kunststoffgranulat, mit verschiedenen gewichtsmäßig kleinen Mischgutbestandteilen,
wie z.B. Farbzusätzen, Stabilisatoren u. dgl. zu mischen ist.
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Damit derartige Extruder zufriedenstellend arbeiten können, müssen
die ihnen vorgeschalteten Vorrichtungen zum Dosieren und Mischen der Mischgutkomponenten
auf ihrer Austragseite kontinuisrlich arbeiten.
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Es ist bereits bekannt, die Zuführung der einzelnen Mischgutkomponenten
kontinuierlich mittels Bandwaagen vorzunehmen. Aus der DT-OS 2 149 242 ist es auch
bereits bekannt, die Mischguthauptkomponente kontinuierlich mittels einer Bandwaage
und die Kleinkomponenten kontinuierlich mittels volumetrischer Dosiereinrichtungen
zuzuführen. Alle kontinuierlichen Wägeeinrichtungen, insbesondere also Bandwaagen,
sind außerordentlich kostenaufwendig. Dies gilt im Grundsatz auch für kontinuierliche
volumetrische Dosiereinrichtungen, wobei hier noch hinzukommt, daß derartige Einrichtungen
bei jeder änderung der Kleinkomponenten umgestellt werden müssen, da zuzumischende
Kleinkomponenten oft stark unterschiedliche spezifische Gewichte haben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß bei gutem Mischergebnis und kintinuierlichem
Austrag ein einfacherer und damit wirtschaftlicherer Aufbau erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
die Wägeeinrichtungen zum Dosieren der anteilsmäßig kleinen Mischgutkomponenten
als Taktwaagen ausgebildet sind, die einem Mischer mit Mischorganen direkt vorgeschaltet
sind, und daß dem Mischer eine kontinuierlich arbeitende Austragseinrichtung nachgeschaltet
ist.
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Der Erfindung liegt also der allgemeine Gedanke zugrunde, die kostenmäßig
günstigen diskontinuierlich arbeitenden Taktwaagen mit einer einfachen Mischeinrichtung
zu kombinieren und so zu einem kontinuierlichen Austrag zu kommen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Mischer
als Mischtrichter mit Mischorganen ausgebildet.
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Hierbei kann vorteilhafterweise der Mischtrichter einen Verteilerkegel
und zusätzlich noch einen Vibrationsantrieb aufweisen.
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Anstelle eines solchen Mischtrichters kann aber auch ein an sich bekannter
großvolumiger Wurf- oder Schleudermischer mit horizontalem Mischgutdurchlauf gewählt
werden.
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Bei einem Mischtrichter mit Verteilerkegel bzw. einem großvolumigen
Wurf- oder Schleudermischer ist zweckmäßigerweise der Austragseinrichtung noch ein
ebenfalls sehr kostengUnstiger kleinvolumiger kontinuierlicher Ringmischer nachgeschaltet.
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Diese alternativen Ausgestaltungen ermöglichen jeweils die Zuführung
der einzelnen Mischgutbestandteile in diskontinuierlicher Form und gewährleisten
eine völlige Durchmischung bei gleichzeitigem kontinuierlichen Austrag und entsprechender
Zuführung zu einer Weiterverarbetungsmaschine, beispielsweise einem Extruder. Die
Austragseinrichtung ist zweckmäßigerweise als an sich bekannte Dosierschnecke ausgebildet.
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Um eine schnelle Reinigung des Mischtrichters zu erreichen, ist dieser
vorteilhafterweise seitlich wegbewegbar, wobei es von Vorteil ist, den Mischtrichter
und sein Oberteil mittels Schnellverschlilssen lösbar miteinander zu verbinden.
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Zweckmäßigerweise sind die Wägeeinrichtungen oberhalb des Mischers
angeordnet. In der Regel wird es von Vorteil sein, sämtliche Wägeeinrichtungen,
also auch die für den
Mischguthauptbestandteil als diskontinuierlich
arbeitende Taktwaagen, beispielsweise also als Behälterwaagen auszubilden. Es kann
aber auch zweckmäßig sein, lediglich die Wägeeinrichtungen für die Kleinkomponenten
als Taktwaagen auszubilden und die Wägeeinrichtung für die Mischguthauptkomponente
noch als Bandwaage auszubilden, wobei immer noch praktisch die gesamten Vorteile
der Erfindung erhalten bleiben.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen
Aufriß einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung, Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Vorrichtung gemäß
der Erfindung gemäß der Schnittlinie III-III in Fig.
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1, Fig. 4 eine Prinzipskizze einer weiteren Aus fuhrungs form der
Erfindung, und Fig. 5 eine Prinzipskizze einer weiteren Aus führungs form der Erfindung.
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Auf einem ortsfesten Gestell 1 sind oberhalb des Oberteils 2 eines
Mischtrichters 3 kranzförmig - im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 - acht Behalterwaagen
4 angeordnet, die mit ihren Auslässen in das Oberteil 2 des Mischtrichters 5 einmünden.
Diese acht Behälterwaagen 4 dienen zur Zudosierung sogenannter Kleinkomponenten,
d.h. von Mischgutkomponenten, deren Gewichtsanteil an der Gesamtmischgutmenge relativ
klein ist. Die einzelnen Behälterwaagen 4 können direkt über Zuführstutzen 5 von
selbständig transportablen Vorratsbehältern 6 aus beschickt werden, die auf einem
Zwischenboden 7 abgesetzt sein können.
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Etwa zentrisch über dem Mischtrichter 3 ist eine weitere Behälterwaage
8 zur taktweisen Dosierung der Mischguthauptkomponente angeordnet, die ebenfalls
über ein Zuführrohr 9 mit dem Mischtrichter verbunden ist.
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Mischtrichter 3 und Oberteil 2 sind mittels Schnellverschlüssen lo,
beispielsweise Kniehebelverschlüssen, leicht lösbar miteinander verbunden, die rundum
im Bereich horizontaler Trennflansche 11 vorgesehen sind. Das Oberteil 2 ist auf
einem auch das Gestell 1 tragenden Zwischenboden 12 schwingungsfähig, beispielsweise
über Federn 13, abgestützt. Es kann mittels eines nicht dargestellten Vibrationsantriebes
in Schwingung, und zwar in Horizontalschwingungen, versetzt werden, wodurch ein
Anhaften der dosiert zugegebenen Mischgut komponenten in pulveriger oder pastenförmiger
Form an der Innenwand des Mischtrichters 3 verhindert wird.
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Der Mischtrichter selber ist über ein Laufwerk 14 auf Schienen 15
seitlich verfahrbar abgesetzt, so daß er zu einer schnellen Reinigung nach Lösen
der Schnellverschlüsse lo seitlich verfahren werden kann. Die Schienen 15 sind an
dem Zwischenboden 12 angehängt.
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Um Vibrationen des Mischtrichters 3 und seines Oberteils 2 zuzulassen,
sind die entsprechenden Anschlüsse auf der Zugabe- und auf der Austragseite als
elastische Schläuche 16, beispielsweise in Blasebalgform, ausgebildet.
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Im Mischtrichter 3 ist ein sich nach unten erweiternder Verteilerkegel
17 angeordnet, über den die zentrisch zugeführte Mischguthauptkomponente gleichmäßig
auf die Innenwand des Mischtrichters verteilt wird, wobei der freie Querschnitt
zwischen dem Verteilerkegel 17 und der Innenwand des Mischtrichters 3 so bemessen
ist, daß die Mischgutkomponenten, und zwar insbesondere die Mischguthauptkompenenten,
nur verhältnismäßig langsam im Mischtrichter nach unten rieseln können, so daß hierbei
bereits eine intensive Vormischung zwischen der Mischguthauptkomponente und den
Kleinkomponenten stattfindet, die durch Vibrationsbewegungen noch verbessert wird.
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Ober einen Austragstutzen 18 ist der Mischtrichter 3 mit einer von
einem Motor 19 angetriebenen Austragschnecke 20 verbunden, die als Misch- und Dosierschnecke
arbeitet. Diese Austragsschnecke 20 kann in an sich bekannter Weise zur Verbesserung
des Mischeffektes mit einer eingebauten Homogenisier-und Auflockerungsspirale versehen
sein.
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Der Austragsschnecke 20 ist ein ebenfalls bekannter, von einem Motor
21 angetriebener kontinuierlicher Mischer 22 nachgeschaltet, in dem die endgültige
und abschließende Durchmischung der einzelnen Mischgutkomponenten vorgenommen XL
rd. Aus dem Auslauf 23 des kontinuierlichen Mischers 22 wird das fertiggemischte
Mischgut kontinuierlich einem Extruder 24 zur weiteren Verarbeitung zugeführt.
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Im Auslaßstutzen 18 des Mischtrichters 5 ist ein Niveaustandsanzeiger
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vorgesehen, durch den ein überfüllten des Mischtrichters 3 verhindert wird.
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Die Arbeitsweise der dargestellten und beschriebenen Vorrichtung ist
folgendermaßen: Entweder örtlich oder zentral wird das Sollgewicht der Behälterwaagen
4 bzw. 8 eingestellt, d.h. es wird eingestellt, welche Gewihhtsmenge eines Mischgutbestandteils
bei jedem Abruf bzw. bei jeder Entleerung aus einer Behälterwaage in den Mischtrichter
3 abgegeben werden soll. Außerdem wird zentral der Gesamtdurchsatz, d.h. die Anzahl
der Mischgutabgaben der einzelnen Behälterwaagen pro Stunde in den Mischtrichter,
eingestellt. Da die Fördermenge der Austragsschnecke pro Zeiteinheit direkt von
ihrer Drehzahl abhängig ist, wird hierbei gleichzeitig eine bestimmte Drehzahl der
Austragsschnecke 40 vorgegeben.
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Nach Inbetriebnahme des Extruders 24 und des kontinuierlichen Mischers
22 wird die Behälterwaage 8 für den Mischguthauptbestandteil, z.B. Polypropylen,
in den Mischtrichter 3 entleert, nachdem zuvor überprüft worden ist, ob auch alle
anderen Behälterwaagen 4 mit den entsprechenden Mischgutkomponenten gefüllt sind.
Während die Mischguthauptkomponente im Mischtrichter 3 unter Vibrationen über den
Verteilerkegel 17 gleichmäßig auf der Innenwandung des Mischtrichters 3 verteilt
wird, werden aus den Behälterwaagen 4 die einzelnen Mischgutkomponenten, z.B. Farbzusätze
und Stabilisatoren, in den Mischtrichter 3 entleert. Während diese Mischgutkomponenten
in den Auslaßstutzen 18 wandern, findet bereits eine relativ gute Vormischung statt.
Der freie Querschnitt Q sollte so bemessen sein, daß es etwa 20 bis 30 Sekunden
dauert, bis die Mischgutbestandteile in dem Auslaßstutzen 18 bzw. der Austragsschnecke
20 sind.
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Wenn nach einer gewissen Anzahl von Schüttungen, beispielsweise 5bis
20 Schüttungen aller Mischgutkomponenten, der Auslaßstutzen 18 gefüllt ist, wird
von dem Niveaustandsanzeiger 25 die Austragsschnecke 20 eingeschaltet, wodurch dem
kontinuierlichen Mischer 22 bereits vorgemischte Mischgutkomponenten zugeführt werden.
Die Drehzahl und damit die Förderleistung pro Zeiteinheit der Austragsschnecke 20
wird von dem Niveaustandsanzeiger 25 nachgeregelt, wobei zusätzlich einige Zeitrelais
vorhanden sind, um allzu kurzzeitige Drehzahlschwankungen der Austragsschnecke 20
zu unterbinden. Da somit die Förderleistung der Austragsschnecke 20 nicht völlig
konstant ist, kann sich der Füllstand im kontinuierlichen Mischer 22 ändern, was
aber auf die Mischqualität keinen Einfluß hat.
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Bei einer weiteren in Fig. 4 lediglich als Prinzipskizze dargestellten
Aus führungs form der Erfindung kann die konstruktive Ausbildung sehr ähnlich wie
bei der Aus führungs form gemäß den Fig. 1 bis 3 sein, so daß insoweit für gleiche
Teile gleiche Bezugsziffern benutzt worden sind.
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Der Mischtrichter 3 ist hierbei als Kegelschneckenmischer ausgebildet,
in dem eine Mischschnecke 30 angeordnet ist, die von einem im Bereich der unten
liegenden Spitze des Mischtrichters 3 angeordneten Motor 31 angetrieben wird. Mit
ihrem oberen Ende ist die Mischschnecke 30 in einem Planetenra-d eines Planetengetriebes
32 gelagert, das von einem auf dem Deckel 33 des Mischtrichters 3 angeflanschten
Motor 34 angetrieben wird, so daß die Schnecke außer der Drehung um ihre Achse noch
weitere den gesamten Querschnitt des Mischtrichters 5 bestreichende Bewegungen ausführt.
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Die Mischschnecke 30 weist einen oberen Bereich 35 mit kleinerer Steigung
und einen unteren Bereich 36 mit großer Steigung
auf. Zwischen
den beiden Bereichen 35 und 36 ist ein Bereich 37, in dem die Mischschnecke überhaupt
keine Förderwirkung ausübt. Durch diese Ausgestaltung der Schnecke wird erreicht,
daß im unteren Bereich des Mischtrichters eine hohe Mischgeschwindigkeit und im
oberen Bereich eine niedrige Mischgeschwindigkeit eingestellt wird, wobei aufgrund
der förderungsneutralen Zone 37 diese beiden Mischzonen ziemlich klar voneinander
getrennt sind.
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Im Deckel 33 des Mischtrichters 3 ist ein Niveaustandsanzeiger 38
vorgesehen, über den die Entleerung der Behälterwaagen 4 bzw. 8 gesteuert wird,
und zwar wird so oft entleert, bis der Soll-Fülstand im Mischtrichter 3 erreicht
ist. Aus dem unteren Bereich des Mischtrichters mündet ein Auslaßstutzen 39 aus,
der zu einer Austragsschnecke 40 rührt, die von einem Motor 41 angetrieben wird.
Von der Austragsschnecke 40 werden die fertiggemischten Mischgutkomponenten einem
Extruder 24 zudosiert.
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Bei Betriebsbeginnn werden bei laufender Mischschnecke 30 die Behälterwaagen
4 bzw. 8 so oft in den Mischtrichter 3 entleert, bis der Soll-Füllstand erreicht
ist. Eine vor dem Auslaßstutzen 39 liegende Klappe 42 ist hierbei geschlossen. Ist
dieser Soll-Füllstand erreicht, so wird die Klappe 42 geöffnet und die Austragsschnecke
40 in Betrieb genommen. Sie hat einen regelbaren Antrieb.
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Das Ausführungsbeispiel in Fig. 5 unterscheidet sich von den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen dadurch, daß dem Vorratsbehälter 6 für die Mischguthauptkomponente
eine Bandwaage 42 nachgeschaltet ist, über die die gewichtsmäßige Dosierung der
Mischguthauptkomponente erfolgt.
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Anstelle eines Mischtrichters ist bei diesem AusfUhrungsbeispiel ein
großvolumiger Wurf- bzw. Schleudermischer 43 vorgesehen, in dem die einzelnen Mischgutkomponenten
gemischt und gleichzeitig egalisiert werden. Dieser Mischer 43 besteht aus einem
etwa zylinderförmigen Trog, in dem eine horizontale Mischwerkswelle 44 mit Mischwerkzeugen
45 angeordnet ist, die von einem Motor 46 angetrieben wird.
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Durch einen Überlauf 47 werden die vorgemischten Mischgutkomponenten
in kontinuierlichem Strom in einen hochtourigen kleinvolumigen Ringmischer 48 eingegeben,
in dem sie bei sehr kurzer Verweilzeit einem hochwirksamen Mischprozeß unterworfen
werden. Da das fertige Mischgut vollkommen gleichmäßig aus diesem Mischer 48 austritt,
kann eine Austragsdosierschnecke entfallen, so daß das Mischgut aus diesem Mischer
direkt einem Extruder 24 zugeführt werden kann.
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- Ansprüche -