DE2515295A1

DE2515295A1 - Temperature measuring device - of a granular or paste-like mix during the mixing process

Info

Publication number: DE2515295A1
Application number: DE19752515295
Authority: DE
Inventors: Erich Ing Grad Schuster
Original assignee: Sigri GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1976-10-14
Also published as: DE2515295B2; DE2515295C3

Abstract

Measurements are made during mixing in a paddle mixer or a kneader with mixing shafts. At least one sheathed thermocouple projects into the turbulent zone of the mixing space, and enters into a recess in the mixing shaft. Slip-rings for the signal collection are provided on the driving shaft end outside the mixer pan, with the wires connecting the thermocouple to the slip-rings running in an axial bore between the recess and the shaft butt end. This arrangement has the advantage of avoiding false readings caused by encrustations on the sensor since the mixture flow prevents the building up of deposits.

Description

Vorrichtung zum Messen der Temperatur eines körnigen oder pastenförmigen Mischguts Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Temperatur eines körnigen oder pastenförmigen Mischguts während des Mischvorgangs in einem mit Mischwellen versehenen Zwangsmischer oder Kneter.Device for measuring the temperature of a granular or pasty Mixed material The invention relates to a device for measuring the temperature of a granular or pasty material to be mixed during the mixing process in one with mixing shafts equipped compulsory mixer or kneader.

Zum Mischen von körnigen oder zähen plastischen Massen sind Zwangsmischer oder Kneter mit einem trogförmigen Raum zur Aufnahme des Mischguts und stau£elartigen auf einer oder mehreren Mischwellen angeordneten Mischwerkzeugen bekannt, wobei die Wellen außerhalb des Mischertrogs gelagert sind. Zum Aufheizen des Mischguts sind an den Wänden des Mischertroges Vorrichtungen, wie-Dampfrohre, Kammern für Heizflüssigkeiten oder elektrische Heizelemente angeordnet, die wegen des schlechten Wärmeübergangs zwischen Trogwänden und Mischgut mit einer beträchtlichen Übertemperatur betrieben werden, so daß die Temperatur der Trogwände als Meßgröße für die Bestimmung der Mischguttemperatur ungeeignet ist. Zum Messen der Mischguttemperatur ist es bekannt, als Temperaturfühler ummantelte Thermoelemente durch Bohrungen der Trogwände in den Mischraum einzuführen. Im Bereich der Trogwände angeordnete Temperaturfühler überziehen sich insbesondere beim Mischen pastenförmiger Massen verhältnismäßig schnell und einer den Wärmeaustausch mit dem Mischgut beeinträchtigenden Kruste. Die Messung wird neben der Krustenbildung zudem durch den von den Heizflächen ausgehenden Wärmestrom verfälscht, so daß die mit einem wandnahen Temperaturfühler ermittelte Temperatur von der etwa nach Stillsetzung des Mischers mit einem in das Mischgut eingetauchten Thermoelement gemessenen wahren Mischguttemperatur beträchtlich abweicht, wobei der Betrag der Temperaturdifferenzen zeitlich und örtlich nicht konstant ist. Für weniger temperaturempfindliche Mischgüter sind derartige Temperaturdifferenzen im allgemeinen ohne nachteilige Wirkungen, für temperaturempfindliche Mischgüter, die beispielsweise Komponenten mit einem hohen Dampfdruck oder einer niedrigen Zersetzungstemperatur enthalten, bewirkt das Überschreiten einer kritischen Mischguttemperatur jedoch eine Verschlechterung der Gutqualität, durch die eine weitere Verarbeitung oder die Verwendung des Mischguts erschwert oder sogar verunmöglicht werden kann. Im Wandbereich des Mischtrogs angeordnete Temperaturfühler sind aus den genannten Gründen ebenfalls nicht geeignet, etwa für ein vorgegebenes Aufheizprogramm die Leistung der Heizvorrichtungen regelnde Steuersignale zu liefern.Compulsory mixers are used to mix granular or viscous plastic masses or kneader with a trough-shaped space for receiving the material to be mixed and jam-like Known mixing tools arranged on one or more mixing shafts, wherein the shafts are stored outside the mixer trough. For heating up the mix are on the walls of the mixer trough devices such as steam pipes, chambers for Heating fluids or electrical heating elements arranged because of the bad Heat transfer between the trough walls and the mix with a considerable excess temperature operated, so that the temperature of the trough walls as a measured variable for the determination the mix temperature is unsuitable. It is used to measure the mix temperature known as temperature sensors sheathed thermocouples through holes in the trough walls to be introduced into the mixing room. Temperature sensors arranged in the area of the trough walls coat each other especially when mixing paste-like masses relatively fast and a crust that adversely affects the heat exchange with the mix. In addition to the formation of crusts, the measurement is also determined by that emanating from the heating surfaces Heat flow falsified, so that it was determined with a temperature sensor close to the wall Temperature of about after shutdown of the mixer with one in the mix the real mix temperature measured by the immersed thermocouple deviates considerably, whereby the amount of the temperature differences is not constant in time and place. Such temperature differences are necessary for less temperature-sensitive mixes generally without adverse effects, for temperature-sensitive mixes, the components with a high vapor pressure or a low decomposition temperature, for example contain, however, causes a critical mix temperature to be exceeded a deterioration in the quality of the goods, through which further processing or the use of the mix can be made difficult or even impossible. in the Temperature sensors arranged in the wall area of the mixing trough are for the reasons mentioned also not suitable, for example the power for a given heating program to deliver regulating control signals of the heating devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Temperaturfühler zu vermeiden und die Differenz zwischen tatsächlicher Mischguttemperatur und den mit einem in das Mischgut eintauchenden Temperaturfühler kontinuierlich gemessenen Temperaturen derartig zu verringern, daß Schädigungen der Mischgutqualität ausgeschlossen und eine dem Mischgut angemessene Temperaturregelung der Heizvorrichtungen möglich werden.The invention is based on the disadvantages of the known Avoid temperature sensors and the difference between the actual mix temperature and the one with a temperature sensor immersed in the mix continuously to reduce measured temperatures such that damage to the Mix quality excluded and a temperature control of the heating devices appropriate to the mix become possible.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß wenigstens ein in die turbulente Zone des Mischraums ragendes ummanteltes, in eine Ausnehmung einer Mischwelle eingreifendes Thermoelement enthält, in der auf dem Wellenstumpf außerhalb des Mischertrogs zur Abnahme des Meßsignals Schleifringe angeordnet sind und die Thermoelement und Schleifring verbindenden Meßkabel in wenigstens einer sich zwischen Ausnehmung und Wellenstumpf erstreckenden axialen Bohrung der Mischwelle geführt sind.In order to achieve the object, a device of the type mentioned at the outset is used Art proposed that according to the invention at least one in the turbulent zone of the Sheathed mixing chamber protruding into a recess of a mixing shaft Contains thermocouple in the on the stub shaft outside of the mixer trough for Decrease in the measurement signal are arranged slip rings and the thermocouple and slip ring connecting measuring cable in at least one between the recess and the stub shaft extending axial bore of the mixing shaft are performed.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist auf dem Wellenstumpf ein das Meßsignal verstärkender Meßumformer angeordnet. Der das Thermoelement umschließende Mantel ist vorzugsweise messerförmig ausgebildet und nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist der spaltenförmige Raum zwischen Thermoelement und Mantel mit einem eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Stoff gefüllt.According to a preferred embodiment of the invention is on the stub shaft a measuring transducer which amplifies the measuring signal is arranged. The one surrounding the thermocouple Sheath is preferably knife-shaped and according to another preferred Training is the gap-shaped space between the thermocouple and jacket with a filled with a substance exhibiting high thermal conductivity.

Zur Aufnahme des zweckmäßig normal zur Mischwelle angeordneten Thermoelements ist die Mischwelle mit einer besonderen Ausnehmung versehen, in die das Element zusammen mit dem schützenden Mantel eingeführt und mit der Welle durch Schrauben, Keil-oder Kegelverbindungen formschlüssig verbunden ist, wobei die gegebenenfalis mit einer zusätzlichen Dichtung versehene Verbindung die Ausnehmung gegen den Zutritt von Mischgut abschirmt. Sind an den Mischwellen Mischwerkzeuge angeordnet, so kann das Thermoelement zweckmäßig anstelle eines Mischwerkzeuges in die dafür bestimmte Bohrung oder gemeinsam mit dem Mischwerkzeug, dessen Schaft mit einer sich radial von der Welle in den Mischraum erstreckenden Bohrung zur Aufnahme des Thermoelements versehen ist, eingeführt sein. Im letzten Fall dient der Schaft als Mantel für das Thermoelement. Die Länge des Thermoelements ist zweckmäßig derartig bemessen, daß die Meßstelle zur Erreichung eines günstigen Wärmeübergangs in den Bereich mit größter Mischgutturbulenz ragt. Durch die turbulente Strömung wird zudem das Haften von Mischgut an dem Mantel verhindert.To accommodate the thermocouple, which is expediently arranged normal to the mixing shaft the mixing shaft is provided with a special recess into which the element inserted together with the protective jacket and with the shaft by screws, Wedge or cone connections are positively connected, the given with an additional seal provided connection against the recess the Shields access to mix. Are mixing tools arranged on the mixing shafts, so the thermocouple can expediently instead of a mixing tool in the for it certain hole or together with the mixing tool, the shaft with a bore extending radially from the shaft into the mixing chamber for receiving the Thermocouple is provided, be introduced. In the latter case, the shaft serves as a Sheath for the thermocouple. The length of the thermocouple is expediently such dimensioned that the measuring point to achieve a favorable heat transfer in the The area with the greatest mix turbulence protrudes. The turbulent flow also prevents mixed material from sticking to the jacket.

Die Mischwelle ist mit einer oder mehreren axialen Bohrungen versehen, die sich von der oder den mit Thermoelementen bestückten Ausnehmungen zum Wellenstumpf außerhalb des Mischertrogs erstrecken und durch die das Thermoelement mit den auf dem Wellenstumpf angeordneten Schleifringen verbindende Maßkabel geführt sind. Für die Messungen ist es vorteilhaft, das Meßsignal vor der Abnahme zu verstärken und zu diesem Zweck auf dem Wellenstumpf einen Meßumformer anzuordnen, dessen Hilfsspannung ebenfalls über Schleifringe zugeführt wird.The mixing shaft is provided with one or more axial bores, the one or more recesses fitted with thermocouples to the stub shaft extend outside the mixer trough and through which the thermocouple with the on the shaft stub arranged slip rings connecting measuring cables are guided. For the measurements, it is advantageous to amplify the measurement signal before the decrease and For this purpose, a transducer should be placed on the stub shaft, its auxiliary voltage is also supplied via slip rings.

Der dem Schutz des Thermoelements dienende Mantel ist bevorzugt messerförmig ausgebildet, wobei sich die größte Breite in Drehrichtung erstreckt. Durch eine derartige Form wird ein kleines Widerstandsmoment bei verhältnismäßig großer wärmeaustauschender Fläche erreicht. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs ist es darüber hinaus von Vorteil, den Raum zwischen Mantel und Thermoelement mit einem eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Stoff, z.B.The sheath serving to protect the thermocouple is preferably knife-shaped formed, the greatest width extending in the direction of rotation. By a such a shape becomes a small section modulus with a relatively large heat exchanger Area reached. To improve the heat transfer, it is also advantageous the room between jacket and thermocouple with a high thermal conductivity comprising substance, e.g.

mit einem Metallpulver zu füllen.to fill with a metal powder.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Vermeiden von die Temperaturmessung verfälschenden Verkrustungen der Meßfühler, da sich bildende Ansätze in der turbulenten Mischgutzone durch den Mischgutstrom stets vom Mantel abgeschert werden. Die ständige Umwälzung des Mischguts gewährleistet darüber hinaus einen guten Wärmeübergang, so daß Temperaturänderungen praktisch ohne zeitliche Verzögerung richtig gemessen werden und die Meßsignale zur Regelung der Heizvorrichtung verwendet werden können.A major advantage of the device according to the invention is that Avoiding the temperature measurement falsifying incrustations of the sensors, as approaches are formed in the turbulent mix zone due to the mix flow always be sheared off the coat. The constant circulation of the mix is guaranteed in addition, good heat transfer, so that temperature changes are practical can be measured correctly without a time delay and the measuring signals for regulation the heater can be used.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert: In der Zeichnung ist 1 ein Mischertrog mit Heizvorrichtungen 2, einer Mischwelle 3 und dem Antrieb 4.The invention is exemplified below with reference to a drawing explained: In the drawing, 1 is a mixer trough with heating devices 2, one Mixing shaft 3 and the drive 4.

Die Mischwelle 3 ist mit Mischwerkzeugen 5 und einer Ausnehmung 6 versehen, in die das Thermoelement 7 mit dem Mantel 8 eingreifen und durch die Kegelverbindung 9 mit der Mischwelle 3 verbunden sind.The mixing shaft 3 is provided with mixing tools 5 and a recess 6 provided, in which the thermocouple 7 engage with the jacket 8 and through the cone connection 9 are connected to the mixing shaft 3.

Von der Ausnehmung 6 erstreckt sich die axiale Bohrung 10 zum Wellenstumpf 11, auf dem der Meßumformer 12 und die Schleifringe 13 und 14 angeordnet sind. Durch die Bohrung 10 sind Meßkabel 15 vom Thermoelement 7 zum Meßumformer 12 gefüart. Die Schleifringe 13 dienen der Zuführung einer Hilfsspannung für den Meßumformer, das verstärkte Meßsignal wird an den Schleifringen 14 abgenommen und über zeichnerisch nicht dargestellte Programmregler oder dergleichen einer Vorrichtung zur Regelung der Heizleistung zugeführt.The axial bore 10 extends from the recess 6 to the stub shaft 11, on which the transmitter 12 and the slip rings 13 and 14 are arranged. By the borehole 10 are measuring cables 15 from the thermocouple 7 to the transducer 12. The slip rings 13 are used to supply an auxiliary voltage for the transmitter, the amplified measurement signal is sent to the Slip rings 14 removed and via a program controller (not shown in the drawing) or the like of a device to regulate the heating power.

4 Patentansprüche 1 Figur4 claims 1 figure

Claims

Claims device for measuring the temperature of a grainy oil or paste-like material to be mixed during the mixing process in one with mixing shafts provided compulsory mixer or kneader, characterized in that at least one jacketed thermocouple protruding into the turbulent zone of the mixing space engages in a recess of a mixing shaft, on the stub shaft outside of the Mixer trough for taking off the measurement signal are arranged slip rings and the thermocouple and measuring cables connecting slip rings in at least one recess between them and stub shaft extending axial bore of the mixing shaft are guided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a measuring signal amplifying transducer is arranged on the stub shaft is.

3. Apparatus according to claim 1 or claim 1 and 2, characterized g e it is not indicated that the jacket surrounding the thermocouple is knife-shaped is trained.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized g e k It is noted that the space between the jacket and the thermocouple with a a substance exhibiting high thermal conductivity is filled.