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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unter- schiedlichen Schmelzpunkten, insbesondere zum Regenerieren von mit einer Metallfolie beschichteten
Kunststoffabfällen, die in einem Extruder plastifizierbar sind, mittels eines in einem mit dem Extru- dermantel fest verbundenen Gehäuse eingesetzten, zylinderförmig ausgebildeten Trennkopfes.
In der Konsumgüterindustrie werden mehr und mehr mit Metallfolien, insbesondere mit einer
Aluminiumfolie kaschierte oder versiegelte Kunststoffolien verwendet. Der Regenerierung der dabei in einem erheblichen Masse anfallenden Abfälle, meist in Form von Stanzgittern, wird aus wirt- schaftlichen Überlegungen in letzter Zeit mehr und mehr Bedeutung beigemessen.
Bei mit Aluminium kaschierten Kunststoffolienabfällen, die in sehr grossen Mengen anfallen, wird die Trennung des Aluminiums von dem Kunststoff, um diesen erneut verwenden zu können, mittels Extruder vorgenommen, die mit Metallsieben bestückt sind. In dem Extruder wird hiebei das zu regenerierende Material plastifiziert und durch diesen durch ein an dessen Austritt ange- ordnetes Sieb hindurchgedrückt. Die nicht plastifizierten Teile bleiben dabei im Siebgewebe hängen, während das plastifizierte Material durch dieses hindurchfliesst. In kurzer Zeit sind jedoch bei derartigen bekannten Trennvorrichtungen die Öffnungen des Siebgewebes durch die zurückgehaltenen
Metallteile verstopft, so dass die Siebe oftmals gewechselt werden müssen.
Dazu dienen zwar Schiebekassetten, in denen die Siebe eingesetzt sind, um wechselweise in den Ausströmkanal des Extruders eingeschoben zu werden ; bei der Regenerierung von mit Aluminium beschichteten Folienteilen sind aber beispielsweise die Siebe bereits nach etwa 30 s verschlossen.
Die Siebe müssen somit ständig kontrolliert und gewechselt werden, da diese sonst zerstört wür- den. Dies ist nicht nur sehr material-und arbeitsaufwendig und damit teuer, sondern wirkt sich auch sehr störend auf den Arbeitsprozess und leistungsmindernd aus, da ein kontinuierlicher Be- trieb nicht möglich ist.
Desweiteren ist durch die AT-PS Nr. 300313 eine Vorrichtung zum Filtern von Kunststoffen in einer Strangpresse bekannt. Dazu dient ein zylinderartig ausgebildeter Trennkopf, der in einem mit dem Extrudermantel fest verbundenen Gehäuse eingesetzt ist. Der Trennkopf ist hiebei aus einem porösen Filterhohlkörper aus Sintermetall gebildet, durch den das plastifizierte Material hindurch- gedrückt wird. Da der Filterhohlkörper in radialer Richtung nicht abgestützt ist, ist eine Beauf- schlagung mit hohen Drücken nicht möglich, so dass auch keine hohen Durchsatzleistungen zu er- zielen sind. Ferner verstopfen die sich ständig verzweigenden einzelnen Durchgänge sehr rasch.
Ein befriedigender Einsatz dieser Vorrichtung ist daher nicht gewährleistet.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist. Dabei soll vor allem erreicht werden, dass das zu regenerierende Material kontinuierlich von Schmutz und Fremd- stoffen zu reinigen ist, ohne dass es dazu einer grossen Wartung und Beaufsichtigung der Vorrich- tung bedarf. Desweiteren soll eine grosse Durchsatzleistung erzielbar und ein hoher Reinigungsgrad gewährleistet sowie eine vielseitige Verwendbarkeit gegeben sein.
Gemäss der Erfindung ist die Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unterschiedlichen
Schmelzpunkten der eingangs genannten Art, mit der dies zu erreichen ist, dadurch gekennzeich- net, dass in den Trennkopf eine oder mehrere Trennscheiben eingesetzt sind, die zur Schaffung von radial gerichteten Siebspalten mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind oder jeweils eine oder mehrere gleichgerichtete Ausnehmungen aufweisen, derart, dass die Trennscheiben als
Siebkorb für das plastifizierte Material wirksam sind.
Die Trennscheiben sind hiebei in äusserst einfacher Weise, um die Siebspalte zu bilden, im inneren oder äusseren Bereich auf einer oder beiden Stirnflächen mit einer gegenüber diesen zurück- gesetzten Trennkante versehen, die in einen ringförmigen Sammelkanal übergeht, der an die Aus- trittsöffnung des Trennkopfes für das gesäuberte Material angeschlossen ist. Nach einer anders- artigen Ausgestaltung können die Siebspalte aber auch durch in die Trennscheiben in deren inne- ren und/oder äusseren Bereich auf einer oder beiden Stirnflächen eingearbeitete radial gerichtete Ausnehmungen gebildet werden, die in den ringförmigen Sammelkanal münden. Zweckmässig ist es hiebei, die Ausnehmungen in ihrem Querschnitt dreieckförmig, rechteckig oder halbkreisförmig zu gestalten.
Eine kostengünstige Herstellung der Trennscheiben lässt sich erzielen, wenn diese durch ein
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schraubenlinienförmig gewickeltes, im Querschnitt vorzugsweise rechteckiges Band gebildet sind, in das die Siebspalte eingearbeitet, beispielsweise eingeprägt, sind.
Zum Ausgleich der hohen auftretenden Beanspruchungen ist es ferner vorteilhaft, den ring- förmigen Sammelkanal ganz oder teilweise mit einem weiteren Kanal zu umgeben und die beiden
Kanäle jeweils über einander gegenüberliegende in die Trennscheiben eingearbeitete Ausnehmungen miteinander zu verbinden.
Zur Verbindung der Sammelkanäle der einzelnen Trennscheiben mit der Austrittsöffnung des
Trennkopfes ist es ferner angebracht, jeweils einen oder mehrere radial gerichtete, in den Sammel- kanal mündende und zueinander fluchtend verlaufende Einschnitte in die Trennscheiben einzuarbei- ten oder deren mit der Trennkante bzw. den Ausnehmungen versehene Stirnfläche teilweise zurück- zusetzen.
Zur Abführung von Feststoffen aus dem Trennkopf kann zweckmässigerweise eine vorzugsweise koaxial zu der Extruderschnecke angeordnete Förderschnecke vorgesehen werden, die in den Trenn- kopf eingreift oder sich an dessen Förderkanal anschliesst. Es ist zu dem gleichen Zweck aber auch möglich, die Förderschnecke des Extruders mit einer in den Trennkopf eingreifenden, vor- zugsweise im Kern kegelförmig ausgebildeten Verlängerung zu versehen.
Der Trennkopf sollte auch beheizt sein, indem z. B. dieser mit einem Heizband umgeben ist.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unter- schiedlichen Schmelzpunkten ist nicht nur sehr einfach in der konstruktiven Ausgestaltung und damit ohne Schwierigkeiten herstellbar, sondern auch sehr wirkungsvoll in der Anwendung und ermöglicht bei hoher Betriebssicherheit eine stets zuverlässige Abscheidung, insbesondere von Metall- teilen aus plastifizierbarem Kunststoff. Wird nämlich die Trennvorrichtung aus einem Trennkopf gebildet, in den Trennscheiben eingesetzt sind, die radial gerichtete, in unterschiedlicher Weise gestaltete Siebspalte bilden oder aufweisen, so wirken die Trennscheiben gewissermassen als Sieb- korb.
Das in dem Extruder plastifizierte Material, in dem die Feststoffe eingeschlossen sind, wird somit beim Durchströmen des Trennkopfes durch die Siebspalte gedrückt, die nichtplastifizierbaren Feststoffe dagegen werden an den Siebspalten zurückgehalten, so dass auf diese Weise eine Trennung ohne weiters möglich ist.
Die Breite der Siebspalte ist dabei ein Mass für die Grösse der Teilchen, die abgeschieden werden sollen. Und da auf Grund der konstruktiven Ausgestaltung des aus einer Vielzahl von Trennscheiben zu einem Paket zusammengesetzten Siebkorbes die Spaltbreite mit geringem Fertigungsaufwand sehr klein gehalten werden kann und dennoch exakt herzustellen ist, da die Trennkanten lediglich entsprechend gegenüber den Stirnflächen zurückzusetzen bzw. die Ausnehmungen entsprechend zu bemessen sind, ist eine nahezu vollständige Ausscheidung der Fremdstoffe aus dem plastifizierten Material gewährleistet.
Die Verwendung von mit Trennkanten bzw. Ausnehmungen versehenen Trennscheiben ermöglicht desweiteren auch eine hohe Durchsatzleistung, da mit hohen Drücken gefahren werden kann, ohne befürchten zu müssen, dass der Siebkorb beschädigt wird. Auch sind Wartungsarbeiten nicht erforderlich, so dass auch eine hohe Wirtschaftlichkeit der gemäss der Erfindung ausgebildeten Trennvorrichtung, die eine kontinuierliche Abscheidung und vielseitige Verwendbarkeit gewährleistet, gegeben ist.
Wird beispielsweise die Temperatur in dem Extruder und dem Trennkopf derart exakt eingehalten, dass bei einem aus zwei oder mehreren Kunststoffen bestehenden Granulat nur einer der Kunststoffe durch Wärmeeinwirkung plastifizierbar ist, so können mittels des Trennkopfes auch Kunststoffe unterschiedlicher Zusammensetzung voneinander getrennt werden.
Weitere Einzelheiten der gemäss der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten sind den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind, zu entnehmen.
Hiebei zeigen : Fig. 1 den an einen Extruder angebauten, die Trennvorrichtung bildenden Trennkopf im Axialschnitt, Fig. 2 eine der bei dem Trennkopf nach Fig. l verwendeten Trennscheiben in Seitenansicht, Fig. 3 mehrere, den Siebkorb bildende Trennscheiben, in einem Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 im vergrösserten Massstab, Fig. 4 eine andersartige Ausgestaltung einer Trennscheibe nach Fig. 2, Fig. 5 mehrere Trennscheiben nach Fig. 4 in einem Schnitt nach der
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Linie V-V der Fig. 4 in vergrössertem Massstab, Fig. 6 aus einem gewickelten Band gebildete Trenn- scheiben, Fig. 7 den Trennkopf nach Fig. 1 mit in diesen eingreifender Extruderschnecke, Fig. 8 eine andersartige Ausgestaltung eines Trennkopfes und Fig. 9 einen Schnitt nach der Li- nie VIII-VIII der Fig. 8.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unterschiedlichen
Schmelzpunkten besteht aus einem an einem Extruder --1-- angebauten Trennkopf --11--, in dem die nichtplastifizierbaren Feststoffe eines durch diesen geförderten Granulats abgeschieden werden.
Dazu sind in einem Gehäuse --12--, das aus einem Gehäusemantel --13-- sowie den beiden Flan- schen-14 und 15- zusammengesetzt ist. Trennscheiben --21-- angeordnet, die Siebspalte - 27- (Fig. 3) bilden. Das mittels der von einem Extrudermantel --3-- umgebenen Extruderschnecke --2-- in dem Kanal --5-- geförderte plastifizierte Material --6--, in das die abzuscheidenden Fremd- stoffe eingebettet sind, wird hiebei in den Förderkanal --16-- des Trennkopfes --11--, der an einen auf dem Extrudermantel --3-- angebrachten Flansch --4-- angeschraubt ist, gedrückt, so dass das gereinigte Material --7- durch die Siebspalte --27-- zu den Austrittsöffnungen --17-- fliessen kann,
die Fremdstoffe dagegen werden durch den Trennkopf --11-- zurückgehalten und tre- ten als Abfall --8-- aus der in den Flansch --15-- eingearbeiteten Austrittsöffnung --18-- aus.
Zur Schaffung der Siebspalte-27-zwischen den einzelnen Trennscheiben --21-- sind diese, wie dies den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, jeweils auf einer ihrer Stirnflächen --22 und
23-- mit einer gegenüber diesen zurückgesetzten Trennkante --24-- ausgestattet, die in einen ring- förmigen, in die Stirnflächen --22-- eingearbeiteten Sammelkanal --25-- mündet. In die Trenn- scheiben --21-- sind des weiteren radial gerichtete Einschnitte --26-- eingearbeitet, die bis zu den Sammelkanälen --25-- reichen. Beim Einsetzen der Trennscheiben --21-- in das Gehäuse - werden diese derart zueinander ausgerichtet, dass die Einschnitte --26-- zueinander fluch- ten, so dass auf diese Weise das plastifizierte gereinigte Material durch die Siebspalte --27--,
die Sammelkanäle --25-- sowie die einen axial gerichteten Kanal bildenden Einschnitte --26-- zu den Austrittsöffnungen --17-- gelangen kann.
Bei der Ausgestaltung nach den Fig. 4 und 5 sind die Siebspalte --37-- durch in die Trennscheiben --31-- eingearbeitete Ausnhmungen --37', 37" oder 37"'--, die in ihrem Querschnitt drei- eckförmig, rechteckig oder halbkreisförmig sein können, gebildet. Die Trennscheiben --31-- liegen somit mit ihren Stirnflächen-32 und 33-- aneinander an, so dass Verunreinigungen des plastifizierten Materials an der Trennkante --34-- zurückgehalten werden und das gereinigte Material nur durch die Ausnehmungen --37', 37" oder 37"'-- in den Sammelkanal --35-- gelangen kann.
Um die hohen Beanspruchungen auszugleichen, ist der Kanal --35-- hiebei mit einem weiteren halbkreisförmigen Kanal -38-- umgeben, der über zwei einander gegenüberliegende in die Trenn- scheiben --31- eingearbeitete Ausnehmungen --39-- mit dem Kanal --35-- verbunden ist und der in den Abführungskanal mündet, der durch die in Einbaulage zueinander fluchtenden Einschnitte - gebildet ist. Selbstverständlich kann diese Anordnung der Kanäle auch bei den Trennscheiben nach Fig. 2 vorgesehen werden.
Das gereinigte Material --7- tritt aus dem Trennkopf --11--, der mit einem Heizband - beheizbar ist, damit das Material nicht erkaltet und fliessfähig bleibt, in Form von Strängen aus, die anschliessend mittels einer Mühle od. dgl. wieder zu Granulat zerkleinert werden, das wieder verwendbar ist. Selbstverständlich kann an dem Gehäusemantel --12-- aber auch ein Profilwerkzeug oder eine Düse angeschlossen werden, um das Material --7-- in Form eines Profilstranges oder als Folie auszustossen.
Zur Entnahme der durch die Siebspalte --27 bzw. 37-- zurückgehaltenen Feststoffe aus dem Trennkopf-11-dient eine in dessen Förderkanal --16-- angeordnete Förderschnecke --19--, die durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird und durch die somit die Feststoffe der austrittsöffnung --18-- zugeführt werden. Durch die Förderschnecke --19--, die mittels eines Stütz- lagers -20-- abgestützt ist, werden die Siebspalte --27-- auch gereinigt, da durch deren Schraubengänge das sich dort stauende Material bei jeder Umdrehung abgeführt wird. Eine störungsfreie Betriebsweise ist dadurch gewährleistet.
Die in Fig. 6 dargestellten Trennscheiben --71-- bestehen aus einem Band --72--, das einen rechteckigen Querschnitt aufweist und schraubenlinienförmig gewickelt ist. Die in das Band
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- -72-- eingearbeiteten z. B. eingeprägten Siebspalte --73--, die hiebei von innen nach aussen durch- strömt werden, sind als dreieckförmige, quadratische oder halbkreisförmige Ausnehmungen --73', 73"bzw. 73"'-gestaltet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist die Schnecke --2-- des Extruders --1-- mit einem Ansatz --41-- versehen, der in den Trennkopf --11-- eingreift. Ausserdem ragt der Ansatz --41-- in eine Ausnehmung --43-- eines das Gehäuse --12-- abschliessenden Flansches --42-- hinein, der mit einer konzentrisch zu dem Trennkopf --11-- angeordneten Austrittsöffnung --44-- versehen ist. Die Öffnung --44-- ist mittels eines Schiebers --45-- durch eine Servoeinrichtung --46-- in Form eines von Druckmittel beaufschlagbaren, in einen Zylinder eingesetzten Kolbens betätigbar.
Das von den Siebspalten zurückgehaltene Material wird somit durch die Schnecke --2-- des
Extruders --1--, die im Kern des Ansatzes --41-- und auch in dem in die Ausnehmung --43-- ein- greifenden Bereich kegelförmig ausgebildet ist, unmittelbar der Öffnung --44--, die intermittierend oder gegebenenfalls in Abhängigkeit von dem Staudruck selbsttätig zu öffnen ist, zugeführt. Dabei werden ausserdem die Siebspalte durch die Schnecke --2-- gereinigt.
Der in Fig. 8 und 9 dargestellte Trennkopf --51-- besteht ebenfalls aus einem Gehäuse --52--, in dem Trennscheiben --61-- eingesetzt sind. Ein Teil der Stirnfläche --62-- der Trenn- scheiben --61-- ist hiebei zurückgesetzt, so dass, u. zw. bei diesem Ausführungsbeispiel in deren äusserem Bereich, eine umlaufende Trennkante --63-- sowie Kanäle --64-- gebildet sind.
Die Trennscheiben --61-- sind ferner auf einem hülsenartigen Ansatz --54-- der Extruder- schnecke --2-- angeordnet. der mit einem Gewinde --58-- versehen ist, auf welches eine Mutter - aufgeschraubt ist. Durch die Mutter --59-- werden somit die Trennscheiben --61-- verspannt, ausserdem wird mittels des in die Mutter --59-- eingearbeiteten Aussengewindes --60-- der Förder- kanal --53-- des Trennkopfes --11-- abgedichtet.
Das von dem Extruder-l-geförderte plastifizierte Material wird bei dem Trennkopf - 51-nach Fig. 8 radial von aussen nach innen zwischen den Trennscheiben --61-- hindurchge- drückt. Feststoffe werden dabei an den nicht bezifferten Siebspalten, die durch die Trennkanten - gebildet werden, zurückgehalten, während das gereinigte Material durch die Kanäle - und die in den Ansatz --54-- eingearbeiteten Öffnungen --55-- in einem konzentrischen Kanal - fliesst. Der Kanal --56-- mündet in einer an den Trennkopf --51-- angebauten Düse --69--, aus der das regenerierte Material als Folie --70-- austritt.
Zur Entnahme der an den Siebspalten zurückgehaltenen Feststoffe ist in das Gehäuse - 52-- gemäss Fig.9 eine Öffnung --57-- eingearbeitet, die durch einen durch eine Servoeinrich- tung --68-- betätigbaren Schieber --67-- zu öffnen ist. Ausserdem ragt durch die Öffnung --57-- ein Schaber --65--, der durch eine Feder --66-- gegen die Trennscheiben --63-- gedrückt wird.
Mittels des Schabers --65-- werden somit die sich an den Siebspalten stauenden Materialteile, die selbstverständlich auch wieder verwendet werden können, durch den Schaber --65-- abgenommen, so dass ein Verstopfen nahezu ausgeschlossen und eine störungsfreie Funktion des Trennkopfes - -51-- gewährleistet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten, insbesondere zum Regenerieren von mit einer Metallfolie beschichteten Kunststoffabfällen, die in einem Extruder plastifizierbar sind, mittels eines in einem mit dem Extrudermantel fest verbundenen Gehäuse eingesetzten, zylinderförmig ausgebildeten Trennkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass in den Trennkopf (11 ; 51) eine oder mehrere Trennscheiben (21 ; 31 ; 61 ; 71) eingesetzt sind, die zur Schaffung von radial gerichteten Siebspalten (27 ; 37 ; 73) mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind oder jeweils eine oder mehrere gleichgerichtete Ausnehmungen (37', 37", 37"' ; 73', 73",
EMI4.1
zierte Material (6) wirksam sind.