AT413965B - Vorrichtung zur aufbereitung von thermoplastischem kunststoffmaterial - Google Patents

Description

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AT 413 965 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial, insbesondere PET, und zur Zuleitung desselben an einen Extruder, mit einem evakuierbaren Behälter, in welchem das Material durch umlaufende Werkzeuge bewegt und dabei zerkleinert und/oder gemischt und/oder erwärmt wird, wobei an den Behälter eine kom-5 pressionslose Förderschnecke zur Austragung des so behandelten Materiales angeschlossen ist, deren Ausgang, in Flussrichtung des Materiales gesehen, in Fließverbindung steht mit einer Vakuumschleuse.

Eine derartige Vorrichtung ist aus AT 411235 B bekannt. Diese bekannte Vorrichtung eignet io sich gut für die Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial, insbesondere von PET (Polyäthylenterephthalat), welches der Vorrichtung zumeist in Form von zerkleinertem Flaschenmaterial, häufig in Splitterform, zugeführt wird. Die mit der Vorrichtung erzeugte Recyclingware kann auf dem Gebiet der Lebensmittelverpackung eingesetzt werden. Der Extruder bildet hiebei einen integrierenden Bestandteil der Vorrichtung, wird also zusammen mit den 15 anderen Anlagenteilen gemeinsam erzeugt und verkauft.

Da aber in kunststoffverarbeitenden Betrieben, insbesondere auf dem Recyclinggebiet, Extruder häufig schon vorhanden sind, besteht dort der Wunsch, die lebensmittelverträgliche Recyclingarbeit, insbesondere von PET-Material, mit diesem schon vorhandenen Extruder durchzu-20 führen, welcher im Folgenden als "Fremdextruder" bezeichnet wird. Es handelt sich hierbei um herkömmliche Extruder, zumeist Mehrschnecken-Extruder, die sich jedoch nicht ohne weiteres zur Verarbeitung von zu recycelndem PET-Material eignen, da solches Aufgabegut zumeist feucht ist und bei der Recyclingbehandlung leidet, wenn Luftzutritt nicht vermieden werden kann. Außerdem hat es sich als schwierig erwiesen, den Fremdextruder in geeigneterWeise zu 25 beschicken, um am Ausgang des Extruders einen kontinuierlichen Materialaustrag zu erzielen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik setzt sich die Erfindung zur Aufgabe, die Zuleitung des im Behälter behandelten Materiales zum Fremdextruder so zu gestalten, dass das Material nicht leidet und darüber hinaus die Beschickung des Fremdextruders gleichmäßig gestaltet 30 wird, um das gefürchtete "Pumpen" des Extruders zu vermeiden, das erfahrungsgemäß zu Problemen bei der an den Extruder angeschlossenen Weiterverarbeitungsanlage führt. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Fremdextruder, der - aus was für Gründen immer - nicht vakuumdicht ist, dadurch, dass der Ausgang der Vakuumschleuse oder einer auf sie folgenden, unter Luftabschluss stehenden Fördereinrichtung oder der Ausgang einer mit ihr, in Flussrich-35 tung des Materials gesehen, in Strömungsverbindung stehenden, einen rieselfähigen Zustand des Kunststoffmateriales erhaltenden, mit einer Füllstandsregelung versehenen und gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossenen Übergabeeinrichtung eine Kupplung zum Anschluss an die Befüllungsöffnung eines Fremdextruders aulweist. Zum Unterschied von der eingangs beschriebenen Anlage bildet somit der Fremdextruder keinen Bestandteil der vorgeschalteten 40 Anlage, nimmt aber auf deren Gestaltung insoferne Einfluss, als einerseits die Übergabe des Materiales von der dem Fremdextruder vorgeschalteten Vorrichtung an den Fremdextruder so gestaltet werden muss, dass feuchte Umgebungsluft nicht in Kontakt mit dem behandelten Kunststoffmaterial, insbesondere PET, kommen kann, andererseits die Beschickung des Fremdextruders gleichmäßig gestaltet wird. Ersterer Forderung entspricht der direkte Anschluss 45 der Kupplung der Vakuumschleuse oder der Fördervorrichtung an die Befüllungsöffnung des Fremdextruders oder der luftdichte Abschluss der Übergabeeinrichtung, sodass aus der Vakuumschleuse heraus in die den Fremdextruder enthaltende Normaldruckumgebung problemlos gefördert werden kann. Die Fördervorrichtung ist dann erforderlich, wenn der direkte Anschluss der Vakuumschleuse an die Befüllungsöffnung des Fremdextruders nicht möglich ist, weil für so den entsprechenden Anbau der Vorrichtung an den Fremdextruder nicht genügend Platz zur Verfügung steht, oder dieser direkte Anbau nicht gewünscht ist. Die Fördereinrichtung macht die räumliche Anordnung der Vorrichtung unabhängig von der Lage des Fremdextruders.

Letzterer Forderung entspricht die Erhaltung der durch die kompressionslose Schnecke ge-55 währleisteten Rieselfähigkeit des Kunststoffmateriales und die damit verbundene Füllstandsre- 3

AT 413 965 B gelung, welche ohne die Erhaltung der Rieselfähigkeit nicht sinnvoll wäre, da ja nicht im rieselfähigen Zustand befindliches, also nicht in der eingangs beschriebenen Weise bearbeitetes, PET-Material zumeist erheblich klebrig ist. Auf diese Weise lassen sich auch bei nicht perfekt abgedichteter Bauweise des Fremdextruders schon gute Ergebnisse erzielen. Die im evakuier-5 baren Behälter durchgeführte Vorbehandlung des Kunststoffmateriales hat auf die Qualität des am Ausgang des Fremdextruders erhaltenen Produktes einen positiven Einfluss, weil Feuchte und Temperaturschwankungen des Aufgabegutes und auch der Umgebungsluft sich nicht mehr so stark im Endprodukt bemerkbar machen. Es ergibt sich dadurch zumeist auch ein höherer Durchsatz des Fremdextruders und vor allem eine gleichbleibende Produktqualität in der an den io Fremdextruder angeschlossenen Verarbeitungsanlage.

Eine besonders günstige Bauweise der Erfindung besteht darin, dass die Übergabeeinrichtung eine an die Vakuumschleuse angeschlossene trichterförmige Kammer aufweist, in der zumindest eine Sonde für die Füllstandsregelungseinrichtung vorgesehen ist. Die Trichterform der 15 Kammer ergibt einerseits eine sichere Auffangung des aus der Vakuumschleuse herausrieselnden Materiales und andererseits ein genügendes Fassungsvolumen, um auch bei ungleichmäßiger Beschickung des die Vorbehandlung durchführenden Behälters eine ausreichend gleichmäßige Versorgung des Fremdextruders sicherzustellen. Eine weitere Verbesserung dieser Vergleichmäßigung der Fremdextruderbeschickung lässt sich im Rahmen der Erfindung da-20 durch erzielen, dass die Übergabeeinrichtung eine Dosiereinrichtung aufweist. Diese kann zweckmäßig von einer den Ausgang der Vakuumschleuse oder der trichterförmigen Kammer mit der Befüllungsöffnung des Fremdextruders verbindenden, drehzahlgeregelten Schnecke gebildet sein. Eine solche Dosierung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Fremdextruder nicht voll beschickt werden darf. Ist hingegen eine volle Beschickung des Fremdextruders 25 möglich, so kann der eingangs erwähnte direkte Anschluss der Vakuumschleuse bzw. der auf sie folgenden Fördereinrichtung an die Befüllungsöffnung des Fremdextruders erfolgen.

Eine besonders gute Abschirmung gegen Luft- und Feuchtigkeitseintritt bei der Übergabe des Materiales von der Vakuumschleuse an den Fremdextrudereingang lässt sich gemäß einer 30 bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielen, dass an die Übergabeeinrichtung eine Zuleitung für trockenes warmes Inertgas angeschlossen ist.

Die bisherigen Ausführungen nehmen Bezug auf einen Fremdextruder, welcher - aus was für Gründen immer - hinsichtlich seiner Vakuumdichte problematisch ist und dieser Zustand nicht 35 verbessert werden kann. Liegt diese Schwierigkeit jedoch nicht vor, dann geht die Erfindung aus von einer ebenfalls aus AT 411235 bekannten Vorrichtung, bei welcher der Ausgang der Förderschnecke, in Flussrichtung des Materiales gesehen, in Fließverbindung steht mit einer evakuierbaren Übergabeeinrichtung, die an die Befüllungsöffnung des Extruders vakuumdicht anschließbar ist. Ausgehend hievon besteht die Erfindung darin, dass die Übergabeeinrichtung 40 eine evakuierbare Dosiereinrichtung für das in den rieselförmigen Zustand versetzte Material aufweist, deren Ausgang eine Kupplung für den vakuumdichten Anschluss an die Befüllungsöffnung eines Fremdextruders aufWeist. Die bei der eingangs beschriebenen Ausführungsform der Erfindung erwähnte Vakuumschleuse kann hiermit entfallen, da die Evakuierbarkeit der Übergabeeinrichtung und der Dosiereinrichtung zur Folge hat, dass das im Behälter erzeugte 45 Vakuum über die Übergabeeinrichtung und die Dosiereinrichtung bis in die Einzugsöffnung des Fremdextruders aufrecht erhalten wird. Vakuumdichte Fremdextruder können so problemlos für das durch die Erfindung angestrebte Ziel verwendet werden. Fremdextruder, welche nicht von vorne herein vakuumdicht sind, aber in diesem Zustand gebracht werden können, lassen sich in der Regel bei der Lieferung und Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung problemlos so entsprechend Umrüsten, wenn der Fremdextruder zugänglich ist.

In beiden geschilderten grundsätzlichen Ausführungsvarianten der Erfindung kann die Dosiereinrichtung Gewicht oder Volumen des behandelten Materiales dosieren. Die Dosiereinrichtung gewährleistet, dass der Extruder mit seiner optimalen Auffüllung betrieben werden kann, wobei 55 im Falle einer Gewichtsdosierung auch der Extruderdurchsatz bestimmbar ist. Wie bereits 4

AT 413 965 B erwähnt, kann jedoch bei der erstgenannten grundsätzlichen Ausführungsvariante die Dosiereinrichtung entfallen und der Ausgang der Vakuumschleuse direkt mit der Fremdextrudereinzugsöffnung verbunden werden, wenn der Fremdextruder voll beschickt werden darf, also auf eine mengenmäßige Regelung der Beschickung des Fremdextruders nicht geachtet werden 5 muss.

In beiden Fällen werden auch die eingangs geschilderten Vorteile gewahrt, nämlich einerseits die Erhaltung des rieselfähigen Zustandes des vom Vorbehandlungsbehälter angelieferten Materiales bis zum Eingang des Fremdextruders und die dadurch bedingte Gleichmäßigkeit des io extrudierten Materials am Ausgang des Fremdextruders und andererseits die Vermeidung einer Schädigung des behandelten Kunststoffmateriales, insbesondere PET, durch Luftzutritt. Stets wird dadurch die für die Weiterverwendung des erhaltenen Recyclingmateriales auf dem Gebiet der Lebensmittelverpackung erforderliche Qualität gesichert. 15 Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in der zuletzt geschilderten Bauweise weist die Dosiereinrichtung eine Dosierschnecke für den Transport des Materiales zur Befüllungsöffnung auf, welche Schnecke durch einen drehzahlregelbaren Antrieb angetrieben ist. Bis zu gewissem Grad kann eine solche drehzahlgeregelte Schnecke bereits die Rolle der eingangs erwähnten Füllstandsregelung übernehmen. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung noch günstiger, dass 20 im Strömungsweg des Materials zwischen der Förderschnecke und der Dosierschnecke eine füllstandsgeregelte Kammer liegt.

Bei beiden zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen grundlegenden Varianten ist es im Rahmen der Erfindung besonders günstig, wenn der evakuierbare Behälter mehrere, von überein-25 ander angeordneten Trägerscheiben für die Werkzeuge begrenzte Behandlungsräume aufweist. Dadurch wird eine möglichst schichtweise Abtragung des Füllvolumens im Behälter und ein möglichst enges Verweilzeitspektrum des Füllgutes erzielt. Zweckmäßig ist im evakuierbaren Behälter zumindest ein Sensor für die Überwachung der Temperatur des behandelten Materiales vorgesehen, welcher Sensor über die Drehzahl der umlaufenden Werkzeuge die 30 Mischenergie und damit die Temperatur des behandelten Materiales regelt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit füllstandsgeregeltem Übergabetrichter. Die Fig. 2 und 3 zeigen je eine Ausführungsvariante zu Fig. 1. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit 35 einer Dosierschnecke. Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante zu Fig. 4 und Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einer Dosierschnecke.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird das zu verarbeitende thermoplastische Kunststoffmaterial, insbesondere PET (Polyäthylenterephthalat) einem als Vakuumreaktor ausgebildeten 40 Behälter 1 über eine Vakuumschleuse 2 zugeführt, deren oberes und unteres Ende durch je einen Schieber 3 dicht abschließbar ist. Die beiden Schieber 3 werden durch hydraulisch oder pneumatisch betätigbare doppeltwirkende Zylinder 4 zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschoben. Statt einer solchen Schleuse kann auch eine als Rotor ausgebildete Schleuse treten, z.B. eine Zellenradschleuse. 45

Der Behälter 1 ist über eine Vakuumleitung 5 an eine Vakuumpumpe 6 angeschlossen. Im Behälter laufen in mehreren Ebenen übereinander angeordnete Werkzeuge 7 um die vertikale Behälterachse um, die auf im Abstand übereinander angeordneten Trägerscheiben 8 befestigt sind, die auf einer gemeinsamen vertikalen Welle 9 sitzen, die den Boden 10 in einem vakuum-50 dichten Lager durchsetzt und von einem Motor 11 angetrieben ist. Durch den Umlauf der Werkzeuge 7 wird das in den Behälter 1 portionenweise eingebrachte Material gemischt und erwärmt und, wenn die Werkzeuge 7 entsprechend ausgebildet sind, z.B. mit Schneiden, auch zerkleinert. Häufig ist eine solche Zerkleinerung nicht erforderlich, da das zu verarbeitende Material schon in zerkleinerter Form zugeführt wird, z.B. als PET-Flaschensplitter. Das im Behälter 1 55 verarbeitete Material steigt in Form einer Mischtrombe 12 an der Behälterseitenwand 13 hoch 5

AT 413 965 B und fällt nach Erreichung eines maximalen Niveaus wieder in den Bereich der Behälterachse zurück. Die durch die Werkzeuge 7 hervorgerufene Erwärmung des im Behälter 1 befindlichen Materiales wird durch Sensoren 14 überwacht, die über Leitungen 15 mit einer Steuereinrichtung 16 für die Steuerung der Drehzahl des Motors 11 verbunden sind. Dadurch kann das im 5 Behälter 1 verarbeitete Material stets auf einem gewünschten Temperaturniveau gehalten werden, so dass das Material lediglich kristallisiert wird, aber nicht plastifiziert. Die Materialtemperatur im Behälter 1 liegt daher stets unter der Schmelztemperatur des verarbeiteten Materiales, sodass ein rieselfähiger Zustand des Materiales erhalten bleibt. Die einzelnen Werkzeugträgerscheiben 8 begrenzen im Behälter 1 mehrere übereinanderliegende Behandlungsräume io 60 für das in den Behälter 1 von oben eingebrachte, zu verarbeitende Material, das bei seiner Verarbeitung durch die zwischen den Scheiben 8 und der Behälterseitenwand 13 bestehenden Ringspalte 17 allmählich nach unten absinkt und in den Bereich der untersten Trägerscheibe 8 gelangt. Dadurch wird eine ausreichende Verweilzeit des bearbeiteten Materiales im Behälter 1 sichergestellt und damit eine gleichmäßige Bearbeitung aller zugeführten Materialanteile. Die 15 unterste Scheibe 8 ist in der Nähe des Behälterbodens 10 angeordnet, und ihre Werkzeuge schleudern das verarbeitete Material in eine auf etwa gleicher Höhe wie diese Scheibe 8 liegende Austragsöffnung 18 der Behälterseitenwand 13, an welche Öffnung 18 die Einzugsöffnung eines Schneckengehäuses 19 dicht angeschlossen ist. Im Gehäuse 19 ist eine Schnecke 20 drehbar gelagert, welche als reine Förderschnecke ausgebildet ist, also kompressionslos 20 arbeitet, so dass das von ihr aus der Öffnung 18 aufgenommene Material lediglich transportiert, jedoch nicht oder nur sehr wenig plastifiziert wird, sodass der rieselfähige Zustand des bearbeiteten Materiales erhalten bleibt. Die Schnecke 20 ist in der dargestellten Ausführungsform tangential an den Behälter 1 angeschlossen und an ihrem in Fig. 1 links liegenden Stirnende durch einen Motor 21 mit Getriebe 22 angetrieben. Statt des tangentialen Anschlusses kann 25 auch ein radialer oder schräger Anschluss des Scheckengehäuses an die Behälterwand treten. Die Schnecke fördert in Fig. 1 nach rechts, so dass das an ihrem Austragsende 23 austretende kristallisierte Material in einen Trichter 24 einer vakuumdicht ausgebildeten Übergabeeinrichtung 31 rieselt. Um das von der Schnecke 20 geförderte Material konstant auf einer gewünschten Temperatur zu halten, kann das Schneckengehäuse 19 mit einer Temperiereinrichtung 25, 30 z.B. einer Heizung, versehen sein. Alternativ oder zusätzlich hiezu kann im Kern der Schnecke 20 ein Kanal 26 für den Durchfluss eines Temperiermediums vorgesehen sein, das in den Kanal 26 über die Abtriebswelle des Getriebes 22 mittels einer Rotationseinführung in bekannter Weise eingeleitet wird. Um die Erhaltung der Rieselfähigkeit des Materiales zu überwachen, ist es zweckmäßig, die Temperatur des von der Schnecke 20 geförderten Materiales mittels 35 zumindest eines Sensors 61 zu überwachen, dessen Signal über eine Leitung 62 an die Steuereinrichtung 16 gelegt sein kann.

Der Zustand des im Trichter 24 befindlichen Materiales 68, insbesondere dessen rieselfähiger Zustand, kann durch ein Schauglas 27 überwacht werden. Für die Überwachung des Füllstan-40 des im Trichter 24 ist eine Füllstandsregelung 33 vorgesehen, deren Niveausonden 34 über Leitungen 63 an eine Einrichtung 64 zur Steuerung der Drehzahl des Motors 21 angeschlossen sein können, um so den Füllstand im Trichter 24 stets auf einem gewünschten Niveau halten zu können. Aus dem Trichter 24 rieselt das Material nach unten in eine Vakuumschleuse 28, die oben und unten in ähnlicher Weise, wie dies für die Schleuse 2 beschrieben wurde, durch mit-45 tels Zylindern 29 betätigbare Schieber 30 vakuumdicht abschließbar ist. Auch hier kann aber auch eine Zellenradschleuse od. dgl. Verwendung finden. Aus dem Ausgang 58 der Vakuumschleuse 28 fällt das in ihr befindliche Material bei Öffnung des Schiebers 30 nach unten in eine weitere trichterförmige Kammer 32 der Übergabeeinrichtung 31, die ebenfalls mit einer Füllstandsregelung 33 mit Niveausonden 34 ausgebildet ist. Die Signale dieser Niveausonden 34 so können die Betätigung des unteren Schiebers 30 der Vakuumschleuse 28 steuern, was nicht im einzelnen dargestellt ist. Der Ausgang der Kammer 32 ist mittels einer in beliebiger Weise, z.B. als Flanschverbindung, ausgebildeten luftdichten Kupplung 69 an die Einzugsöffnung 35 eines Fremdextruders 36 angeschlossen, in dessen Gehäuse 37 eine Schnecke 38 angeordnet ist. Die Schnecke 38 wird durch einen Motor 39 angetrieben und ist mit einer Kompressionszone 40 55 versehen, so dass das von der Schnecke 38 transportierte Material plastifiziert und in diesem 6

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Zustand durch zumindest eine Düse 41 eines Extruderkopfes 42 ausgepresst wird.

Das verarbeitete Material steht von der Vakuumschleuse 2, deren Schleusenkammer 67 ebenfalls an die Vakuumpumpe 6 über eine Vakuumleitung 43 angeschlossen sein kann, bis zum 5 Ausgang 58 der Vakuumschleuse 28 unter Vakuum, so dass jegliche Schädigung des verarbeiteten Materiales durch Lufteinfluss vermieden ist. Um eine solche Schädigung auch im Bereich zwischen der Vakuumschleuse 28 und dem Fremdextruder 36 zu vermeiden, ist die Kammer 32 möglichst dicht abgeschlossen und mit einer Zuleitung 44 für die Spülung mit trockenem und vorzugsweise warmem Inertgas versehen, das aus einer Gasquelle 45 zugeführt wird. Gegebe-io nenfalls kann auch eine Spülung mit trockener Warmluft ausreichend sein, da eine völlige Luftdichtheit nicht erzielt werden kann, wenn der Fremdextruder nicht gasdicht ist, was häufig der Fall ist. Die Verweilzeit des Materiales in der Kammer 32 ist jedoch kurz, so dass die geringe Schädigung des Materiales praktisch unwesentlich ist. 15 Um die Befüllung der Schnecke 38 des Fremdextruders 36 zu erleichtern, ist die Einzugsöffnung 35 zweckmäßig oben am Gehäuse 37 des Fremdextruders 36 anzuordnen, so dass das zugeführte Material unter Schwerkrafteinwirkung von selbst in das Innere des Schneckengehäuses 37 rieselt. Das in der Kammer 32 befindliche Material 68 bildet in der Kammer 32 einen Materialpolster, was zur gleichmäßigen Befütterung des Fremdextruders 36 beiträgt. 20

Es kann jedoch, wie Fig. 2 zeigt, der Ausgang 58 der Vakuumschleuse 28 der Übergabeeinrichtung 31 auch direkt an die Einzugsöffnung 35 des Fremdextruders 36 mittels der Kupplung 69 angeschlossen sein. Eine solche, an Aufwand sparende Ausführungsform kann Verwendung finden, wenn auf eine bestimmte Befütterungsweise des Fremdextruders 36 nicht geachtet zu 25 werden braucht, seine Schnecke 38 also auch voll befüttert werden darf, was z.B. bei entsprechendem Füllstand der Vakuumschleuse 28 und Öffnung des unteren Schiebers 30 geschieht.

Bei den beiden bisher beschriebenen Ausführungsvarianten war die Voraussetzung gegeben, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung baulich nahe an den Fremdextruder 36 herangerückt 30 werden kann, so dass die beschriebenen Anschlüsse möglich sind. Ist jedoch für eine solche Bauweise nicht genügend Platz beim Fremdextruder vorhanden oder ist es gewünscht, die erfindungsgemäße Vorrichtung räumlich getrennt vom Fremdextruder 36 anzuordnen, dann kann eine Bauweise nach Fig. 3 Verwendung finden. Sie unterscheidet sich von der Konstruktion nach Fig. 1 hauptsächlich dadurch, dass das bearbeitete Material aus dem Ausgang 58 der 35 Vakuumschleuse 28 in eine ein Sammelgefäß bildende weitere Kammer 70 rieselt, aus der das Material mittels einer Fördereinrichtung 71 an die gewünschte Stelle oberhalb des Fremdextruders 36 transportiert wird. Die Fördereinrichtung 71 kann z.B. eine in einem Gehäuse gelagerte Schnecke sein, oder ein Druck- oder Saugförderer. Die Bauweise der Fördereinrichtung 71 ist so gestaltet, dass ein wesentlicher Luftzutritt zum von ihr transportierten Material vermieden ist. 40 Hierfür kann die Fördereinrichtung z.B. mit Inertgas beflutet sein, oder, wenn das von ihr transportierte Material nur kurz in ihr verbleibt, mit warmer Trockenluft. Aus dem Grund einer Vermeidung wesentlichen Luftzutrittes zum bearbeiteten Material ist die Kammer 70 über eine Leitung 72 an die Schutzgasquelle 45 angeschlossen, diese Leitung 72 kann auch für die zuvor erwähnte Schutzgasspülung der Fördereinrichtung 71 dienen, was durch die Anschlussleitung 45 73 dargestellt ist. Zweckmäßig ragt die Fördereinrichtung 71 abgedichtet bis in den Bodenbe reich der Kammer 70, um von dort das Material auch bei geringem Füllstand in der Kammer 70 verlässlich fördern zu können.

Die Fördereinrichtung 71 wird von einem Motor 74 und einem Getriebe 75 angetrieben und so fördert über eine Übergabekammer 76 das Material in einen Stutzen 77, durch welchen das Material in die Kammer 32 der Übergabeeinrichtung 31 rieselt. Ab dort entspricht die Bauweise jener nach Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 schließt die Vakuumschleuse 28 über einen Rohrkrümmer 55 65 direkt an das Gehäuse 19 der Transportschnecke 20 an, es entfällt also der in Fig. 1 darge- 7

AT 413 965 B stellte Trichter 24. Um eine Dosiermöglichkeit für die Befütterung des Fremdextruders 36 zu erzielen, fällt das im Behälter 1 kristallisierte, jedoch nicht plastifizierte und von der Schnecke 20 lediglich im rieselfähigen Zustand transportierte Kunststoffmaterial aus dem Ausgang 58 der Vakuumschleuse 28 in die geschlossene Kammer 32 der Übergabeeinrichtung 31, in welcher 5 eine Füllstandsregelungseinrichtung 33 mittels Niveausensoren 34 den Füllstand überwacht.

Die Auslauföffnung der trichterförmigen Kammer 32 steht mit der Einzugsöffnung 47 einer Dosiereinrichtung 46 in Strömungsverbindung, die von einer in einem Gehäuse 48 drehbar gelagerten Transportschnecke 49 gebildet ist, die von einem Motor 50 angetrieben wird. Dieser io Motor wird von einer Steuereinrichtung 51 angespeist, an welche die Niveausonden 34 angeschlossen sind. Die Steuereinrichtung 51 regelt die Drehzahl der Transportschnecke 49 und bewirkt damit eine Dosierung, welche von den Niveausonden 34 gewichtsabhängig oder volumsabhängig gesteuert werden kann. Das Gehäuse 48 der Transportschnecke 49 hat am Förderende der Schnecke 49 unten eine Auslassöffnung 52, durch welche das rieselfähig erhal-15 tene Kunststoffmaterial durch einen Stutzen 53 in die Einzugsöffnung 35 des Fremdextruders 36 fällt. Die Dosiereinrichtung 46 erlaubt eine sehr gleichmäßige Beschickung des Fremdextruders 36, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn die Einzugs-Schneckengänge des Fremdextruders 36 nicht voll gefüllt werden dürfen. 20 Um zu vermeiden, dass das Kunststoffmaterial auf dem Weg zwischen der Vakuumschleuse 28 und der Einzugsöffnung 35 des Fremdextruders 36 durch Lufteinfluss geschädigt wird, sind sowohl die Dichtekammer 32 als auch der ebenfalls dichte Stutzen 53 über Leitungen 44 mit einer Gasquelle 45 verbunden. Hiefür kann ein warmes Inertgas verwendet werden, jedenfalls genügt auch die Spülung mit warmer Trockenluft, wenn die in Folge der kurzen Verweilzeit 25 geringe Schädigung des Materiales in Kauf genommen werden kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von jener nach Fig. 4 dadurch, dass, ähnlich wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 3 beschrieben wurde, eine Fördereinrichtung 71 vorgesehen ist, die den räumlichen Abstand zwischen dem Behälter 1 und der daran ange-30 schlossenen Vakuumschleuse 28 und der an den Fremdextruder 36 angeschlossenen Dosiereinrichtung 46 überbrückt. Die Bauweise und der Antrieb dieser Fördereinrichtung 71 kann der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Bauweise entsprechen.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen den Ausführungsformen nach den Fig. 1,2 und 35 3 einerseits und jenen nach den Fig. 4 und 5 anderseits ist, dass bei den erstgenannten Aus führungsformen der Trichter 24 und die Schleuse 28 eine Vordosierung in der Übergabeeinrichtung 31 bewirken und vakuumdicht sind. Hingegen muss bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 5 die im wesentlichen von der Kammer 32 und der Schnecke 49 gebildeten Dosiereinrichtung nicht unter Vakuum stehen, jedoch ist es zur Schonung des behandelten Materials 40 zweckmäßig, zumindest die Kammer 32 mit Trockenluft oder Schutzgas zu spülen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird der Behälter 1 über die Vakuumschleuse 2 und einen Fülltrichter 54 von einer Fördereinrichtung 55 befüllt, hierfür kann ein Förderband oder eine Förderschnecke dienen. Die Vakuumschleuse 28 der Fig. 1 bis 5 entfällt, so dass die Anlage 45 vom Behälter 1 bis ins Innere des Gehäuses 37 des Fremdextruders 36 unter Vakuum steht, was voraussetzt, dass der Fremdextruder 36 von vorne herein vakuumdicht ist oder in diesen Zustand bei der Montage der Vorrichtung versetzt werden kann. Hiefür ist es zumeist lediglich erforderlich, den motorseitigen Abschluss 56 des Gehäuses 37 des Fremdextruders 36 vakuumdicht auszubilden, hierfür geeignete Maßnahmen sind bekannt und bedürfen hier keiner so näheren Erläuterung.

Bei dieser Ausführungsform fördert die Transportschnecke 20 in ähnlicher Weise, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben wurde, in einen Trichter 24 der Übergabeeinrichtung 31, der mit einer Füllstandsregelung 33 versehen ist, deren Niveausonden 34 den Füll-55 stand im Trichter 24 abfühlen. Dies bewirkt eine Dosierung dadurch, dass das von den Sonden

Claims (14)

1. 8 AT 413 965 B 34 gelieferte Signal über Leitungen 57 auf die Steuereinrichtung 51 gelegt ist, welche die Drehzahl des Antriebsmotors 50 der Transportschnecke 49 regelt, die einen Bestandteil der Dosiereinrichtung 46 bildet. Auch der motorseitige Abschluss 56 des Gehäuses 48 der Schnecke 49 muss vakuumdicht ausgebildet sein. Die Schnecke 49 fördert, volumensmäßig oder gewicht-5 mäßig geregelt, das im rieselfähigen Zustand erhaltene Kunststoffmaterial in den Stutzen 53, von wo es nach unten in die Einzugsöffnung 35 des Gehäuses 37 des Fremdextruders 36 fällt. Es ist zweckmäßig, auch im Stutzen 53 den maximalen Füllstand durch eine Sonde 59 zu übenwachen, um eine Überfüllung des Stutzens 53 zu vermeiden. Das Signal dieser Sonde 59 kann z.B. die Steuereinrichtung 51 übereine Leitung 66 beeinflussen. 10 Zwar würde sich das im Behälter 1 von der Vakuumpumpe 6 erzeugte Vakuum über das Gehäuse 19 der Schnecke 20 in den Übergabetrichter 24 fortsetzen und von dort über das Gehäuse 48 der Transportschnecke 49 bis in den Fremdextruder 36 hineinreichen, jedoch ist es günstiger, über Leitungen 5 auch den Übergabetrichter 24 und den Stutzen 53 zu evakuieren. Hier-15 für können gesonderte Vakuumquellen 6 vorgesehen sein, aus Ersparnisgründen wird man jedoch wohl eine gemeinsame Vakuumquelle 6 anwenden. Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 6 kann eine Fördereinrichtung 71, wie sie in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist, Verwendung finden, um den Behälter 1 räumlich getrennt vom Fremd-20 extruder 36 anordnen zu können. Diese Fördereinrichtung wäre in Fig. 6 zweckmäßig zwischen dem Trichter 24 und der Dosiereinrichtung 46 einzuschalten. Ihre Bauweise kann der zuvor beschriebenen Bauweise entsprechen. Bei allen Ausführungsformen findet ein Aufschmelzen bzw. Plastifizieren des verarbeiteten 25 Kunststoffmateriales, insbesondere PET, erst im Fremdextruder 36 statt. Dieser kann ein Einschneckenextruder oder ein Mehrschneckenextruder sein und mit oder ohne Entgasung ausgeführt sein. Speziell dann, wenn der Fremdextruder 36 ein Mehrschneckenextruder ist, werden die Varian-30 ten mit Dosiereinrichtung 46 zur Anwendung kommen. Dies hat verfahrenstechnische Vorzüge. Doppelschnecken plastifizieren nämlich auch im nur teilgefüllten (unterfütterten) Zustand gut und es ist eine Durchsatzregelung im Sinne eines konstanten Durchsatzes mittels der von der Dosiereinrichtung durchgeführten Regelung allein möglich. Da teilgefüllte Schneckengänge dem Luftsauerstoff viel Angriff auf den plastifizierten heißen Kunststoff ermöglichen, ist für diese 35 Anwendungsfälle die Evakuierung bzw. eine Spülung mit Inertgas der Dosiereinrichtung 46 und des Fremdextruders 36 einer Trockenluftspülung vorzuziehen. Patentansprüche: 40 1. Vorrichtung zur Aufbereitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial, insbesondere PET, und zur Zuleitung desselben an einen Extruder, mit einem evakuierbaren Behälter, in welchem das Material durch umlaufende Werkzeuge bewegt und dabei zerkleinert und/oder gemischt und/oder erwärmt wird, wobei an den Behälter eine kompressionslose 45 Förderschnecke zur Austragung des so behandelten Materials angeschlossen ist, deren Ausgang, in Flussrichtung des Materiales gesehen, in Fließverbindung mit einer Vakuumschleuse steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (58) der Vakuumschleuse (28) oder der Ausgang einer auf sie folgenden, unter Luftabschluss stehenden Fördereinrichtung (71) oder der Ausgang einer mit der Vakuumschleuse (28), in Flussrichtung des Mate-50 riales gesehen, in Strömungsverbindung stehenden, den rieselfähigen Zustand des Kunst stoffmaterials (68) erhaltenden, mit einer Füllstandsregelung (33) versehenen, gegenüber der Umgebungsluft geschlossenen Übergabeeinrichtung (31) eine Kupplung (69) zum Anschluss an die Einzugsöffnung (35) eines Fremdextruders (36) aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeeinrichtung (31) 9 AT 413 965 B eine an die Vakuumschleuse (28) angeschlossene, vorzugsweise trichterförmige, Kammer (32) aufweist, in der zumindest eine Sonde (34) für die Füllstandsregelung (33) vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeeinrich tung (31) eine Dosiereinrichtung (46) aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (46) von einer den Ausgang (58) der Vakuumschleuse (28) oder der Kammer (32) mit der io Einzugsöffnung (35) des Fremdextruders (36) verbindenden, drehzahlgeregelten Schnecke (49) gebildet ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die Übergabeeinrichtung (31) eine Zuleitung (44) für trockene Warmluft oder trockenes war- 15 mes Inertgas angeschlossen ist.
6. 6. Vorrichtung zur Aufbereitung von thermoplastischem Kunststoffmaterial, insbesondere PET, und zur Zuleitung desselben an einen Extruder, mit einem evakuierbaren Behälter, in welchem das Material durch umlaufende Werkzeuge zerkleinert und/oder gemischt 20 und/oder erwärmt und dadurch kristallisiert wird, wobei an den Behälter eine kompressi onslose Förderschnecke zur Austragung des so behandelten Materials angeschlossen ist, deren Ausgang, in Flussrichtung des Materiales gesehen, in Fließverbindung steht mit einer evakuierbaren Übergabeeinrichtung, die an die Befüllungsöffnung des Extruders vakuumdicht anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeeinrichtung (31) 25 eine evakuierbare Dosiereinrichtung (46) für das in den rieselfähigen Zustand versetzte Material aufweist, deren Ausgang eine Kupplung (69) für den vakuumdichten Anschluss an die Einzugsöffnung (35) eines Fremdextruders (36) aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung (46) 30 eine Dosierschnecke (49) für den Transport des Materiales zur Einzugsöffnung (35) auf weist, welche Schnecke (49) durch einen drehzahlregelbaren Antrieb (51) angetrieben ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg des Materiales zwischen der Förderschnecke (20) und der Dosierschnecke (49) eine füllstandsgere- 35 gelte Kammer (32) liegt.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der evakuierbare Behälter (1) mehrere, von übereinander angeordneten Trägerscheiben (8) für die Werkzeuge (7) begrenzte Behandlungsräume (60) aufweist. 40
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im evakuierbaren Behälter (1) zumindest ein Sensor (14) für die Überwachung der Temperatur des zu behandelnden Materiales (68) vorgesehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ein richtung (16) zur Regelung der Drehzahl der im Behälter (1) umlaufenden Werkzeuge (7) vorgesehen ist.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Kern so der Förderschnecke (20) ein Kanal (26) für den Durchfluss eines Temperaturmediums vor gesehen ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (64) zur Regelung der Drehzahl der Förderschnecke (20) vorgesehen ist. 55 AT 413 965 B 1 0
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (71) evakuierbar ist. 5 Hiezu 6 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55