AT401905B - Vorschäumapparat für expandierbare teilchen aus polystyrol - Google Patents

Description

AT 401 905 B

Die Erfindung betrifft einen Vorschäumapparat für expandierbare Teilchen aus Polystyrol, bestehend aus einem zylindrischen, stehend angeordneten Druckbehälter, der an seiner Oberseite eine verschließbare Einfüllöffnung für das Rohmaterial und in seiner Mantelfläche eine verschließbare Austrittsöffnung für das vorgeschäumte Material hat und der im Innern eine drehbare Rühreinrichtung enthält.

Vorschäumapparate der angegebenen Art sind bekannt. In ihnen wird treibmittelhaltiges Polystyrol in Perlen- oder Stäbchenform mit Hilfe von Dampf expandiert, der zur Energiezufuhr in den Druckbehälter eingeleitet wird und in diesem einen geringen Überdruck erzeugt. Nach Erreichen des gewünschten Vorschäumgrades wird die Dampfzufuhr unterbrochen und der Druckbehälter wird durch die Austrittsöffnung entleert.

Bei den bekannten Vorschäumapparaten ist die Austrittsöffnung des Druckbehälters durch einen Schieber verschlossen, der mit Hilfe eines Hubzylinders in der Schließstellung gehalten und in radialer Richtung zur Behälterachse in eine Offenstellung bewegt wird. Die Ausgestaltung dieses Schiebers läßt nur eine verhältnismäßig kleine Abmessung der Austrittsöffnung zu. Dies hat den Nachteil, daß die Entleerung des Druckbehälters zu lange dauert, so daß infolge der im Druckbehälter noch nachwirkenden Energiezufuhr das gegen Ende der Entleerung austretende, vorgeschäumte Material einen höheren Vorschäumgrad und damit eine geringere Dichte erreicht als das vorgeschäumte Material, das zu Beginn der Entleerung aus dem Druckbehälter austritt. Derartige Dichteunterschiede sind unerwünscht, da sie das Ergebnis nachfolgender Verarbeitungsprozesse nachteilig beeinflussen.

Aus der CH-PS 359 540 A ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufschäumen von treibmittelhaltigen, thermoplastischen Kunststoffpartikeln bekannt, die aus einem stehend angeordneten, zylindrischen Behälter mit einer am oberen Ende angeordneten Einlaßöffnung, einer am unteren Ende angeordneten Auslaßöffnung, einem Rührwerk und einem Zuführ- und Verteilerorgan für einen Wärmeträger besteht. In dieser Vorrichtung werden die zu behandelnden Kunststoffpartikel gezwungen, zusammen mit anderen Partikeln eines jeweils bereits weiter fortgeschrittenen Behandlungsgrades eine Behandlungszone unter dauernder zwangsweiser Bewegung zu durchwandern, wobei die Behandlungszeit, die die Partikel zur Erreichung des gewünschten endgültigen Aufschäumungsgrades benötige, durch die Behälterlänge, die im Behälter vorgegebene und aufrechterhaltene Schütthöhe und die Einstellung der jeweiligen Größe der Austragsöffnung bestimmt wird. Das Problem einer schnellen vollständigen Entleerung des Behälters besteht bei dieser kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung nicht.

Es ist weiterhin aus der US 3 227 424 A ein kontinuierlich arbeitender Vorschäumapparat mit einem zylindrischen Behälter mit darin angeordnetem Rührwerk bekannt, bei dem vorschäumbare Kunststoffteilchen mit Hilfe von Luft und Dampf in den Bodenbereich des Behälters eingeblasen werden und die vorgeschäumten Teilchen den Behälter durch eine obenliegende Austragsöffnung verlassen, die an einem in der Höhe verstellbaren Wandelement angebracht ist. Der Behälter weist zwei große in Form von Zylindersegmenten gestaltete Türen auf, durch die der Behälterinnenraum und das darin angeordnete Rührwerk zu Reinigungszwecken gut zugänglich ist. Während des Betriebs werden diese Türen jedoch geschlossen gehalten. Da das Öffnen der Türen bei diesem bekannten Apparat somit nicht zum Austragen des vorgeschäumten Materials dient, konnte der Fachmann hieraus keine Anregung zur Lösung des bestehenden Problems erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorschäumapparat der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine schnelle Entleerung des Druckbehälters und damit eine gleichmäßige Qualität des vorgeschäumten Materials erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Austrittsöffnung durch eine schwenkbare Tür druckdicht verschließbar ist, die seitlich um eine vertikale Achse drehbar an der Außenseite der Behälterwand gelagert ist und auf ihrer Innenseite die Form des durch den Rand der Austrittsöffnung umgrenzten zylindrischen Flächenabschnitts der Innenwand des Druckbehälters hat, und daß die Tür in einem der Drehbewegung der Rühreinrichtung entgegengesetzten Drehsinn öffenbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Vorschäumapparats kann die Austrittsöffnung für die vorgeschäumten Teilchen sehr groß bemessen werden, so daß für das Entleeren des Druckbehälters nur noch ein Bruchteil der Zeit benötigt wird, die seither hierfür erforderlich war. Der Vorschäumprozeß kann daher für das gesamte Material einer Charge so schnell beendet werden, daß die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit des vorgeschäumten Materials leicht eingehalten werden können. Neben der durch die Tür erreichbaren größeren Abmessung der Austrittsöffnung begünstigt auch die Öffnungsbewegung der Tür die schnelle Entleerung des Druckbehälters, da schon lange, bevor die Tür ihre endgültige Offenstellung erreicht hat, das vorgeschäumte Material durch die drehende Bewegung der Rühreinrichtung unterstützt in tangentialer Richtung entlang der Innenwand der sich öffnenden Tür aus dem Druckbehälter austreten kann.

Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, wenn sich die mit der Tür verschließbare Austrittsöffnung über einen Umfangsabschnitt der Mantelfläche des Druckbehälters erstreckt, dessen Zentriwinkel im 2

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Bereich von 70* bis 90* liegt. Die Höhe der Austrittsöffnung sollte erfindungsgemäß wenigstens 1/3 bis 1/2 der Höhe des Druckbehälters betragen. Mit solchen Abmessungen lassen sich zur Erzielung einer gleichmäßigen Qualität des vorgeschäumten Materials geeignete, besonders kurze Entleerungszeiten erreichen, wobei der Bauaufwand für den Druckbehälter und die Tür in vertretbaren Grenzen bleibt.

Zur baulichen Vereinfachung kann erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen sein, daß die Tür eine ebene Außenwand hat, die in der Schließstellung in einem rechtwinkligen Rahmen gehalten und abgedichtet ist, wobei der Rahmen in einer tangentialen Ebene an der Außenseite des Druckbehälters angebracht ist und die Türöffnung im Rahmen durch ein Futter mit der Austrittsöffnung in der Innenwand des Druckbehälters verbunden ist. Das Austreten des vorgeschäumten Materials in der durch die Rührbewegung hervorgerufenen, tangentialen Richtung wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erleichtert, daß die von dem rechtwinkligen Rahmen umgrenzte Türöffnung größer ist als die Austrittsöffnung in der zylindrischen Mantelfläche des Druckbehälters und daß das der Verriegelungsseite der Tür benachbarte Futter im wesentlichen radial zur Mantelfläche des Druckbehälters angeordnet ist. Um die beim Vorschäumen auf die Tür einwirkenden Kräfte wirksam abstützen zu können, kann die Außenwand der Tür erfindungsgemäß horizontale Streben aufweisen, die an einem Ende mit den Scharnieren der Tür verbunden sind und an ihrem anderen Ende über einen an dem Rahmen angeordneten Riegel an das Rahmen festhaltbar sind. Zum Bewegen der Tür kann erfindungsgemäß ein Hubzylinder vorgesehen sein, der mit einem an der Tür befestigten Schwenkarm gelenkig verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Vorschäumapparat in Vorderansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Vorschäumapparat gemäß Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Vorschäumapparat besteht aus einem zylindrischen Druckbehälter 1, der auf einem Bock 2 angeordnet ist. An der Oberseite des Druckbehälters 1 sind Anschlußrohre 3 für die Zufuhr von Dampf und eine Füllvorrichtung 4 zum Einfüllen von expandierbaren Teilchen aus Polystyrol angebracht. Die Einfüllöffnung der Füllvorrichtung 4 ist mit Hilfe eines Schiebers 5 verschließbar. Auf der Unterseite des Druckbehälters 1 befindet sich ein Antrieb 6 für eine im Innern des Druckbehälters 1 angeordnete Rühreinrichtung, deren Drehachse mit der Zylinderachse des Druckbehälters 1 zusammenfällt. Der Druckbehälter 1 weist eine druckfeste Innenwand 7 aus rostfreiem Stahlblech auf, die von einer Isolierung 8 und einer die Isolierung 8 schützenden Außenwand 9 umgeben ist. In seiner zylindrischen Mantelfläche weist der Druckbehälter 1 eine Austrittsöffnung 10 für die vorgeschäumten Polystyrol teilchen auf. Die Austrittsöffnung 10 wird seitlich durch Profilschienen 11 begrenzt die an der Innenwand 7 des Druckbehälters befestigt sind. An der Profilschiene 11 ist mit Hilfe eines Futters 12 ein aus Winkelprofilen gebildeter, rechtwinkliger Rahmen 13 gehalten, der in einer zum Druckbehälter 1 tangentialen Ebene liegt und die Austrittsöffnung 10 nach außen begrenzt. Die Öffnung im Rahmen 13 ist größer als die Austrittsöffnung im Druckbehälter 1 und der Rahmen 13 ist gegenüber dem Druckbehälter 1 in der Zeichnung nach rechts versetzt angeordnet. Für das Futter 12 ergibt sich dadurch auf der linken Seite der Rahmenöffnung eine zur Rahmenebene senkrechte Ausrichtung, während auf der rechten Seite der Rahmenöffnung das Futter 12 etwa radial in Bezug auf den Druckzylinder 1 ausgerichtet ist. Der obere Rand der Austrittsöffnung 10 ist mit der Rahmenöffnung durch ein Futter 14 verbunden, das im wesentlichen senkrecht zur Rahmenebene ausgerichtet ist. Ein Futter 15 verbindet den unteren Rand der Austrittsöffnung 10 mit dem entsprechenden Rand der Rahmenöffnung. Da der untere Rand des Rahmens 13 tiefer liegt, ist das Futter 15 schräg nach unten geneigt und begünstigt dadurch das Auslaufen der vorgeschäumten Teilchen.

An der linken Seite des Rahmens 13 ist eine Tür 16 in Scharnieren 17 schwenkbar gelagert. Die Außenseite der Tür 16 wird durch eine ebene Platte gebildet, mit der die Öffnung im Rahmen 13 dicht verschließbar ist. Auf der Außenseite der Tür sind zur Verstärkung drei Streben 18 angeordnet. An den außenliegenden Streben 18 sind die Scharniere 17 befestigt. An der mittleren Strebe 18 ist ein Hebelarm 19 angebracht. Das Ende des Hebelarms 19 ist durch ein Gelenk mit einem Hubzylinder 20 zum Öffnen und Schließen der Tür 16 verbunden. Auf der rechten Seite ist an den Streben 18 jeweils ein zylindrischer Zapfen 21 befestigt, dem jeweils ein Sperrhaken 22 zum Verriegeln der Tür benachbart ist. Die Sperrhaken 22 sind durch eine Schiene miteinander verbunden und werden zum Verriegeln der Tür gemeinsam nach unten in eine Verriegelungsstellung bewegt, in der sie die Zapfen 21 umgreifen.

Die Innenseite der Tür 16 weist einen aus miteinander verschweißten Blechen gebildeten Vorsatz 23 auf, der den durch die Futter 12, 14, 15 gebildeten Zwischenraum ausfüllt und in der Mitte einen zylindrischen Flächenabschnitt 24 hat, der in seiner Form dem durch den Rand der Austrittsöffnung 10 umgrenzten, zylindrischen Flächenabschnitt der Innenwand 7 des Druckbehälters 1 entspricht. Ist die Tür 16 geschlossen, so füllt der Flächenabschnitt 24 die Austrittsöffnung 10 vollständig aus, so daß die Innenwand 7 auch im Bereich der Austrittsöffnung 10 nicht unterbrochen ist. 3

Claims (6)

1. AT 401 905 B Neben dem Druckbehälter 1 ist unterhalb des Rahmens 13 ein Auffangbehälter 25 angeordnet, in den die vorgeschäumten Teilchen beim Öffnen der Tür 16 hineinfallen. Die Offenstellung der Tür 16 ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Bezogen auf Fig. 2 wird die Tür 16 durch eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn geöffnet. Dem entspricht eine Drehbewegung des im Druckbehälter 1 angeordneten Rührwerks entgegen 5 den Uhrzeigersinn. Patentansprüche 1. Vorschäumapparat für expandierbare Teilchen aus Polystyrol, bestehend aus einem zylindrischen, io stehend angeordneten Druckbehälter, der an seiner Oberseite eine verschließbare Einfüllöffnung für die ungeschäumten Teilchen und in seiner Mantelfläche eine verschließbare Austrittsöffnung für die vorgeschäumten Teilchen hat und der im Innern eine drehbare Rühreinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (10) durch eine schwenkbare Tür (16) druckdicht verschließbar ist, die seitlich um eine vertikale Achse drehbar an der Außenseite der Behälterwand (7) gelagert ist i5 und auf ihrer Innenseite die Form des durch den Rand der Austrittsöffnung (10) umgrenzten zylindrischen Flächenabschnitts der Innenwand des Druckbehälters (1) hat, und daß die Tür (16) in einem der Drehbewegung der Rühreinrichtung entgegengesetzten Drehsinn öffenbar ist.
2. 2. Vorschäumapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Austrittsöffnung (10) 20 über einen Umfangsabschnitt der Mantelfläche des Druckbehälters (1) erstreckt, dessen Zentriwinkel im Bereich von 70” bis 90° liegt und daß die Höhe der Austrittsöffnung (10) wenigstens 1/3 bis 1/2 der Höhe des Druckbehälters (1) beträgt.
3. 3. Vorschäumapparat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür (16) 25 eine ebene Außenwand hat, die in der Schließstellung in einem rechtwinkligen Rahmen (13) gehalten und abgedichtet ist, wobei der Rahmen (13) in einer tangentialen Ebene auf der Außenseite des Druckbehälters (1) angeordnet ist und die Türöffnung im Rahmen (13) durch ein Futter (12, 14, 15) mit der Austrittsöffnung (10) verbunden ist.
4. 4. Vorschäumapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem rechtwinkligen Rahmen (13) umgrenzte Türöffnung größer ist als die Austrittsöffnung (10) in der zylindrischen Mantelfläche des Druckbehälters (1) und daß das der Verriegelungsseite der Tür (16) benachbarte Futter (12) im wesentlichen radial zur zylindrischen Mantelfläche angeordnet ist.
5. 5. Vorschäumapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Tür horizontale Streben (18) aufweist, die an einem Ende mit den Scharnieren verbunden sind und ihrem anderen Ende (21) durch einen Riegel (22) mit dem Rahmen (13) verbindbar sind.
6. 6. Vorschäumapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hubzylinder 40 (20) vorgesehen ist, der mit einem an der Tür (16) befestigten Schwenkarm gelenkig verbunden ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 45 50 4 55