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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorschäumen von ein Treibmittel enthaltenden Kunststoffen, insbesondere von Polystyrol mit Pentan, wobei man den Kunststoff in einer ersten Kammer unter Wärmezufuhr vorschäumt, bis ein vorbestimmtes Volumen erreicht ist, worauf man den so vorgeschäumten Kunststoff in eine zweite Kammer, in der man einen Unterdruck aufrecht hält, überführt und dort trocknet und stabilisiert.
Ein derartiges Verfahren ist aus den AT-PS Nr. 374206 und Nr. 378374 bekannt.
Bei diesen bekannten Verfahren wird so gearbeitet, dass der Kunststoff in der Vorschäumkammer solange vorgeschäumt wird, bis er in der Vorschäumkammer ein vorbestimmten Volumen einnimmt. Dieses Volumen wird in der Regel durch Ermitteln des Pegelstandes in der Vorschäumkammer bestimmt. Bei dieser Arbeitsweise hat es sich als nicht ganz einfach erwiesen, ein bestimmtes Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes einzuhalten, da dieses von vielen Faktoren, so unter anderem, von dem Teibmittelgehalt des vorzuschäumenden Kunststoffes, abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem ein vorgeschäumter Kunststoff erhalten wird, der genau die gewünschte Dichte besitzt.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadadurch gelöst, dass man das Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes in der zweiten Kammer bestimmt, dass man aus dem Gewicht des in die erste Kammer eingeführten Kunststoffes und dem in der zweiten Kammer bestimmten Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes ermittelt und dass man die Menge an in die erste Kammer eingeführtem Kunststoff vergrössert, wenn die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes kleiner ist als die gewünschte Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes bzw. verkleinert, wenn die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes grösser ist als die gewünschte Dichte.
In der Praxis wird beim erfindungsgemässen Verfahren so vorgegangen, dass insbesondere, wenn eine neue Charge Kunststoff vorzuschäumen ist, nach dem ersten Vorschäumvorgang die Einwaage in die Vorschäumkammer so geändert wird, dass der Kunststoff die gewünschte Dichte erhält, wenn er vorgeschäumt wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass man so vorgehen kann, dass man die Verfahrensbedingungen beim Vorschäumen in der ersten Kammer konstant hält und das Vorschäumen so lange ausführt, bis der vorgeschäumte Kunststoff in der ersten Kammer einen vorbestimmten Pegelstand erreicht hat. Diese Variante ist insoferne von Vorteil, als die Verfahrensbedingungen beim Vorschäumen nicht geändert werden brauchen und nur die Einwaage geändert werden muss, was einfach durchzuführen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens geht man so vor, dass man das Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes in der zweiten Kammer durch Messen des Pegelstandes in dieser Kammer bestimmt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Vorschäumen von Kunststoffen mit einer Vorschäumkammer, einer Leitung zum Zuführen von Wasserdampf während des Vorschäumvorganges, mit einer Stabilisierungs- und Trockenkammer, die vorzugsweise unmittelbar unter der Vorschäumkammer angeordnet ist, mit dieser über eine verschliessbare Öffnung in Verbindung steht und die mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdruckes in ihr verbunden ist, wobei vorzugsweise sowohl in der Vorschäumkammer als auch in der Stabilisierungs- und Trockenkammer eine Rühreinrichtung vorgesehen ist. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise den aus den AT-PS Nr. 374206 und Nr. 378374 bekannten Aufbau besitzen.
Um diese Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwenden zu können, kennzeichnet sie sich dadurch, dass der Vorschäumkammer eine Vorrichtung zum Erfassen des Pegelstandes in ihr zugeordnet ist und dass in der Stabilisierungs- und Trockenkammer eine Vorrichtung zum Erfassen des Volumens des in sie aus der Vorschäumkammer übergeführten vorgeschäumten Kunststoffes vorgesehen ist. Es ist ersichtlich, dass das Grundkonzept der bekannten Vorrichtungen beibehalten werden kann und es genügt, den beiden Kammern der Vorrichtung Einrichtungen zum Erfassen des Pegelstandes in ihnen zuzuordnen.
Im Rahmen der Erfindung bewährt es sich, wenn die Vorrichtung zum Feststellen des Pegelstandes in der Vorschäumkammer auf verschiedene Pegelstände einstellbar ist.
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Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Messen des Pegelstandes in der Stabilisierungs- und Trockenkammer auf- und abverschiebbar ist. Als Vorrichtung zum Messen des Pegelstandes können Lichtschranken, kapazitative Annäherungsschalter u. ähnl. berührungslos ansprechende Messumformer verwendet werden.
In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist vorgesehen, dass in der Stabilisierungskammer mehrere übereinander angeordnete Vorrichtungen zum Erfassen des Pegelstandes vorgesehen sind.
Wenn die Vorrichtung weitgehend automatisch arbeiten soll, dann kann vorgesehen sein, dass eine Einrichtung zum Bilden des Quotienten aus dem in der Stabilisierungs- und Trockenkammer bestimmten Volumen und dem Gewicht des in die Vorschäumkammer eingeführten Kunststoffes vorgesehen ist. Diese Ausführungsform kann noch dadurch ergänzt werden, dass auf Grund des gebildeten Quotienten (ein der Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes entsprechender Wert) die Wiegeeinrichtung, in der die Menge des Kunststoffes, der in die Vorschäumkammer eingeführt wird, gemessen wird, in die Steuerung mit einbezogen wird und die Menge des einzuführenden Kunststoffes vergrössert oder verkleinert wird, je nachdem, ob die gewünschte Dichte über oder unter dem gewünschten Wert liegt.
Nachstehend wird das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Vorrichtung zum Vorschäumen von Kunststoffen gezeigt ist, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau der aus der AT-PS Nr. 372206 bekannten Vorrichtung entspricht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist in einem gemeinsamen, isolierten Gehäuse --9-- eine Vorschäumkammer-l-und eine Stabilisierungs-und Trocknungskammer--2--auf. Der Übergang von der Schäumkammer --1-- zur Stabilisierungs- und Trocknungskammer --2-- kann durch einen Schieber --3-- wahlweise geöffnet oder geschlossen werden.
Die Vorsehäumkammer-l-ist mit einem Beschickungstrichter --8--, einer Dampfeinlassleitung --7-- und einem Überdruckventil --10-- ausgerüstet. Im Inneren der Vorschäumkammer
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--4-- vorgesehen,kammer --2-- erstreckt.
Die Stabilisierungs- und Trocknungskammer --2-- weist einen im Abstand von der Wand des Gehäuses --9-- angeordneten käfigartigen, d. h. luftdurchlässigen Behälter --11-- auf. In diesen Behälter --11-- gelangen die aus der Vorschäumkammer kommenden vorgeschäumten Kunststoffteilchen, um dort stabilisiert und getrocknet zu werden.
Weiters ist die Stabilisierungs- und Trocknungskammer --2-- mit einem Materialaustrag - und einem Anschluss --5-- für eine Vakuumpumpe ausgerüstet, so dass in der Stabilisierungs- und Trocknungskammer --2-- ein Unterdruck erzeugt werden kann.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird wie folgt vorgegangen :
Der vorzuschäumende Kunststoff, z. B. Polystyrol, wird in die Vorschäumkammer-l-einge- füllt und durch über die Leitung --7-- eingeleiteten Dampf erhitzt und schäumt dabei auf. Die Vorschäumzeit und Temperatur wird dabei so gewählt, dass die Kunststoffteilchen nach Beendigung des Vorschäumens noch einen Rest an Schäumfähigkeit behalten.
Nach der Beendigung des Vorschäumvorganges wird der Schieber --3-- geöffnet und das vorgeschäumte Kunststoffmaterial in die Stabilisierungs- und Trocknungskammer eingeführt. Die Kammer --2-- wird auf die Trocknungstemperatur erwärmt, wobei ein wesentlicher Teil der Wärme durch den Wärmeinhalt des aus der Kammer --1-- in die Kammer --2-- übergeführten Materials (Kunststoffteilchen, heisses Treibgas und heisser Wasserdampf) aufgebracht wird. Zusätzlich wird nun über die Leitung --5-- in der Kammer --2-- ein Unterdruck erzeugt bzw. ein allenfalls vorher erzeugter Unterdruck erhöht, wodurch die Stabilisierung und die Trocknung des vorgeschäumten Kunststoffmaterials besonders rasch und gleichzeitig schonend vor sich gehen.
Während in der Kammer --2-- Kunststoffmaterial stabilisiert und getrocknet wird, kann in der Vorschäumkammer-l-eine neue Charge Kunststoffmaterial vorgeschäumt werden.
Nachdem die Stabilisierung und Trocknung beendet ist, wird das vorgeschäumte Kunststoffmaterial über die Austragöffnung --6-- aus der Kammer --2-- ausgebracht und kann sofort verarbeitet werden.
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Beim erfindungsgemässen Verfahren wird der Vorschäumvorgang in der Vorschäumkammer - so lange ausgeführt, bis ein vorbestimmter Pegelstand in der Vorsehäumkammer-l-er- reicht ist, der durch einen der Vorschäumkammer --1-- zugeordneten Messumformer --20-- er- fasst ist. Dieser Messumformer --20-- ist zur Verstellung in Richtung des Pfeiles 21 auf verschiedene Pegelstände einstellbar, er bewegt sich aber während des Messvorganges nicht.
Sobald der Kunststoff in der Vorschäumkammer-l-das vorgegebene Volumen erreicht hat, wird der so vorgeschäumte Kunststoff in die Stabilisierungs- und Trockenkammer --2-- übergeführt. Das nach Abschluss der Stabilisierungs- und Trockenphase vorliegende Volumen des vorgeschäumten
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und Trockenkammer --2-- wird- ermittelt. Der Messumformer --22-- ist in Richtung des Doppelpfeiles 23 in der Stabilisierungs- und Trockenkammer --2-- auf und ab verschiebbar. Alternativ können der Stabilisierungs- und Trockenkammer auch mehrere übereinader angeordnete Messumformer vorgesehen sein, um den Pegelstand des vorgeschäumten Kunststoffes in der Kammer --2-- zu bestimmen.
Der Messumformer --22-- gibt ein dem Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes in der Kammer - entsprechendes Signal über eine Leitung --24-- an einen Rechner --25-- ab. Dem Rechner - wird weiters über eine Leitung --26-- ein Signal zugeführt, das dem in der Wiegeeinrichtung --27-- festgelegten Gewicht der in die Vorschäumkammer-l-eingefüllten Charge an Kunststoff entspricht. Im Rechner --25-- wird durch Bildung des Quotienten ein der Dichte entsprechender Wert berechnet und in einer Anzeigevorrichtung --28-- angezeigt.
Durch Ändern der Einwaage kann bei sonst unveränderten Bedingungen während des Vorschäumvorganges die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes in der Stabilisierungs- und Trockenkammer - auf den gewünschten Wert gebracht werden. Es ist aber auch möglich, die Wiegeeinrichtung - unmittelbar vom Rechner --25-- anzusteuern, so dass die Wiegeeinrichtung --27-- das Gewicht der nächsten in die Vorschäumkammer einzuführenden Charge an Kunststoff auf den der gewünschten Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes entsprechenden Wert ändert.
Es ist noch anzumerken, dass eine Berechnung der Dichte durch Feststellen des Volumens an vorgeschäumtem Kunststoff nach dem Ende des Vorschäumvorganges in der Vorschäumkammer-l- nicht zum gewünschten Ziel führt, da sich die Dichte des Kunststoffes während der Stabilisierung und Trocknung noch ändert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Vorschäumen von ein Treibmittel enthaltenden Kunststoffen, insbesondere von Polystyrol mit Pentan, wobei man den Kunststoff in einer ersten Kammer unter Wärmezufuhr vorschäumt, bis ein vorbestimmtes Volumen erreicht ist, worauf man den so vorgeschäumten Kunststoff in eine zweite Kammer, in der man einen Unterdruck aufrecht hält, überführt und dort trocknet und stabilisiert, dadurch gekennzeichnet, dass man das Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes in der zweiten Kammer bestimmt, dass man aus dem Gewicht des in die erste Kammer eingeführten Kunststoffes und dem in der zweiten Kammer bestimmten Volumen des vorgeschäumten Kunststoffes die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes ermittelt und dass man die Menge an in die erste Kammer eingeführtem Kunststoff vergrössert,
wenn die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes kleiner ist als die gewünschte Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes bzw. verkleinert, wenn die Dichte des vorgeschäumten Kunststoffes grösser ist als die gewünschte Dichte.