AT502815B1 - METHOD AND DEVICE FOR LOADING EXTRUDERS - Google Patents
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Description
2 AT 502 815 B12 AT 502 815 B1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschicken eines Extruders.The invention relates to a method and a device for feeding an extruder.
Zum Beschicken von Extrudern sind unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen bekannt. In diesem Zusammenhang kann auf die AT 411 585 B, die DE 1 529 837 A, die DE 82 38 110 A 5 und die DE 26 49 996 A verwiesen werden. Für die aus der AT 411 585 B bekannte Vorrichtung wird eine Arbeitsweise beschrieben, mit welcher ein Extruder mit einem Gemenge aus zwei unterschiedlichen Stoffen, nämlich Faserstoff und thermoplastischem Kunststoff beschickt werden kann. Die Bestandteile dieses Ge-io menges werden dem Stopfwerk voneinander getrennt aufgegeben und von der Stopfschnecke ohne Zwischenlagerung dem Extruder zugeführt. Hiezu sind an das Gehäuse des Stopfwerkes zwei Einzeldosiergeräte angeschlossen, welche die Stoffe in dem gewünschten Mengenverhältnis unmittelbar an das Stopfwerk abgeben, sodass die Stoffe des Gemenges vom Stopfwerk unmittelbar, gegebenenfalls unter Vormischen, an das Aufgabeende des Extruders abgegeben 15 werden.For feeding extruders different methods and devices are known. In this context, reference may be made to AT 411 585 B, DE 1 529 837 A, DE 82 38 110 A 5 and DE 26 49 996 A. For the device known from AT 411 585 B, a procedure is described with which an extruder can be charged with a mixture of two different substances, namely pulp and thermoplastic material. The components of this amount are fed to the stuffing machine separately from each other and fed from the stuffing screw without intermediate storage to the extruder. For this purpose, two Einzeldosiergeräte are connected to the housing of the Stopfwerkes, which deliver the substances in the desired ratio directly to the Stopfwerk, so that the substances of the batch of stuffing directly, optionally premixed, are delivered to the task end of the extruder 15.
Problematisch ist nach wie vor das Verarbeiten von hochgefüllten Rezepturen, insbesondere solchen, die mehr als zwanzig Gewichtsteile Kreide, je hundert Gewichtsteile PVC enthalten. Derartige hochgefüllte PVC Rezepturen werden heiß in Kühlmischern aufbereitet, dann in 20 Transportbehältern vom Mischer zum Extruder transportiert, und werden dann mit Fördereinrichtungen in den Aufgabetrichter des Stopfwerkes, der an das Gehäuse des Extruders an dessen Aufgabeende angeschlossen ist, aufgegeben.The problem is still the processing of highly filled formulations, especially those containing more than twenty parts by weight of chalk, per hundred parts by weight of PVC. Such highly filled PVC formulations are prepared hot in cooling mixers, then transported in 20 transport containers from the mixer to the extruder, and are then abandoned with conveyors in the hopper of Stopfwerkes, which is connected to the housing of the extruder at the end of its task.
Hochgefüllte Rezepturen besitzen eine nur geringe Rieselfähigkeit und sind schwer zu transpor-25 tieren bzw. zu fördern und haben ein schlechtes Einzugsverhalten (Gefahr der Brückenbildung im Aufgabetrichter des Stopfwerkes), sodass insgesamt die wenigstens eine Extruderschnecke schwierig zu füllen ist. Die Probleme erhöhen sich und es wird das Einzugsverhalten schlechter je schneller sich die Extruderschnecke dreht. 30 Es ist daher vorgeschlagen worden die Extruder nicht mit üblichen Dosierwerken oder aus vollen Trichtern, sondern mit Stopfwerken zu beschicken. Bekannte Stopfwerke sind so aufgebaut, dass eine Förderschnecke das zu verarbeitende Material, insbesondere hochgefüllte PVC Rezepturen, das eine nur schlechte Rieselfähigkeit aufweist, mit leichtem Druck in der Einzugszone in die Schnecke des Extruders presst um ein vollständiges Füllen der Schnecke des 35 Extruders zu gewährleisten.Highly filled formulations have only a low flowability and are difficult to transport or promote and have a poor intake behavior (danger of bridging in the hopper of Stopfwerkes), so that in total, the at least one extruder screw is difficult to fill. The problems increase and the intake behavior gets worse the faster the extruder screw turns. It has therefore been proposed not to feed the extruders with conventional metering units or with full hoppers, but with stuffing machines. Known stuffing machines are constructed so that a screw conveyor presses the material to be processed, in particular highly filled PVC formulations, which has only poor flowability, with slight pressure in the feed zone in the screw of the extruder to ensure complete filling of the screw of the extruder.
Nachteilig bei dieser bekannten Arbeitsweise ist es, dass diese Art der Beschickung und Schneckenfüllung ein geschlossenes System bedingt. Dies bedeutet, dass die gesamte Mischung (Dry-Blend oder PVC-Rezeptur) bestehend aus PVC sowie Stabilisatoren, Gleitmittel, Wachse 40 (diese gegebenenfalls in Form eines Master Batch) und gegebenenfalls wenigstens einem Füllstoff, wie Kreide sowie den allenfalls aufzugebenden Farbstoffen, Regenerat, Zuschlagstoffen usw. bereits vollständig durchgemischt vorhanden sein muss, wenn sie über die Stopfwerkschnecke in die Einzugszonen des Extruders gepumpt wird. Damit dies erfüllt ist, muss der Mischvorgang der Komponenten des Dry Blend (mit Kreide gefüllte PVC Rezepturen sind oft 45 nicht rieselfähig), der Farbstoff, das Regenerat, allfällige Zuschlagstoffe bereits in einem vorhergehenden Verfahrensschritt ausgeführt werden. Dieser vorher auszuführende Mischvorgang ist schwierig zu vollziehen, daher aufwändig und führt üblicherweise zu schlechten Mischqualität bei der Aufgabe auf den Extruder. so Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit der hochgefüllte Rezepturen, insbesondere hochgefüllte PVC Rezepturen, die mehr als zwanzig Gewichtsteile Kreide auf hundert Gewichtsteile PVC enthalten, und denen weitere Zuschlagstoffe oder Zusatzstoffe zuzusetzen sind, wie Farbe, Regenerat u. dgl. einem Extruder problemlos aufgegeben werden können, wobei insbesondere 55 eine gute Füllung der mindestens einen Schnecke möglich sein soll. 3 AT 502 815 B1A disadvantage of this known method of operation is that this type of feed and screw filling requires a closed system. This means that the entire mixture (dry blend or PVC formulation) consisting of PVC and stabilizers, lubricants, waxes 40 (this optionally in the form of a master batch) and optionally at least one filler, such as chalk and the possibly to be abandoned dyes, regenerate , Aggregates, etc. must already be present fully mixed when pumped through the Stopfwerkschnecke in the intake zones of the extruder. For this to be fulfilled, the mixing process of the components of the dry blend (chalk-filled PVC formulations are often not free-flowing), the dye, the regenerate, any additives must already be carried out in a preceding process step. This previously performed mixing process is difficult to perform, therefore consuming and usually leads to poor mixing quality in the task on the extruder. The invention is based on the object to provide a method and an apparatus of the type mentioned, with the highly filled formulations, especially highly filled PVC formulations containing more than twenty parts by weight of chalk on one hundred parts by weight of PVC, and which further additives or additives are added, such as color, regenerate u. Like. An extruder can be easily abandoned, in particular 55 a good filling of at least one screw should be possible. 3 AT 502 815 B1
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.This object is achieved by a method which has the features of claim 1.
Insoweit die für das Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung 5 betroffen ist, wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Vorrichtungshauptanspruches gelöst.Insofar as the device 5 suitable for carrying out the method according to the invention is concerned, this object is achieved with a device having the features of the device main claim.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche. 10Preferred and advantageous embodiments of the method and the device according to the invention are the subject of the dependent subclaims. 10
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Beschicken eines Extruders mit einem Gemenge, das aus wenigstens zwei das Gemenge bildenden Stoffen, von welchen wenigstens einer der Stoffe ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere PVC beispielsweise in Form eines Dry Blend (=PVC Rezeptur) ist, besteht, wird einer der das Gemenge bildende Stoffe über einen 15 Vorrat einer an den Extruder angeschlossenen Stopfstrecke aufgegeben. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Stoff (Farbe, Regenerat usw.) am dem Extruder benachbarten Ende der Stopfstrecke aufgegeben wird. Der wenigstens eine zweite Stoff wird mit dem aus der Stopfstrecke austretenden ersten Stoff, beispielsweise dem gefüllten Kunststoff, der gegebenenfalls ein Master Batch bestehend aus Stabilisator und Gleitmittel 20 enthält, in einer Mischstrecke gemischt, noch bevor das Gemenge in den Extruder eintritt.In the inventive method for feeding an extruder with a mixture consisting of at least two substances forming the mixture, of which at least one of the substances is a thermoplastic material, in particular PVC, for example in the form of a dry blend (= PVC recipe), is one the substances forming the mixture are fed via a supply of a stuffing line connected to the extruder. It is provided according to the invention that the at least one second material (color, regenerate, etc.) is abandoned at the end of the stuffing line adjacent to the extruder. The at least one second material is mixed with the emerging from the Stopfstrecke first material, for example, the filled plastic, which optionally contains a master batch consisting of stabilizer and lubricant 20, in a mixing section, before the mixture enters the extruder.
Von Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Gemenge der Mischstrecke unter Druck aufgegeben wird, wobei bevorzugt ist, wenn der Druck in der Mischstrecke, also nach der Aufgabe des wenigstens einen zweiten Stoffes des Gemenges nicht erhöht wird. 25An advantage of the method according to the invention, when the mixture of the mixing section is applied under pressure, wherein it is preferred if the pressure in the mixing section, so after the task of at least one second substance of the batch is not increased. 25
In einer Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt beschreiben werden:In one embodiment, the method according to the invention can be described as follows:
Nach dem Stopfwerk bzw. einem Vertikaldosierwerk ist wenigstens eine Dosiervorrichtung vorgesehen, mit welchem die wenigstens eine zusätzliche Komponente des Gemenges, wie 30 Regenerat, Farbstoff (in Form von Mikrogranulat oder Flakes) entweder volumetrisch oder gravimetrisch dosiert zugegeben wird. Im Anschluss an das wenigstens eine Dosierwerk ist ein kontinuierlicher Mischer vorgesehen, welcher die Hauptkomponente (z. B. gefüllter Kunststoff, insbesondere mit Kreide gefülltes PVC) und die Zusatzkomponenten, wie Regenerat, Farbe, mischt, wobei das Mischen unter durch das Stopfwerk bzw. Vertikaldosierwerk bewirktem Druck 35 erfolgt, was ganz erheblich zu einem besseren Füllen der mindestens einen Schnecke des Extruders beiträgt.After the Stopfwerk or a vertical metering at least one metering device is provided with which the at least one additional component of the batch, such as regenerate, dye (in the form of microgranules or flakes) is added either volumetrically or gravimetrically metered. Subsequent to the at least one metering unit, a continuous mixer is provided, which mixes the main component (eg filled plastic, in particular chalk-filled PVC) and the additional components, such as regenerate, paint, with the mixing under through the Stopfwerk or Vertical metering effected pressure 35 takes place, which contributes significantly to a better filling of at least one screw of the extruder.
Dieser leichte Druck ist in einer Ausführungsform der Erfindung ausschließlich eine Folge der Verarbeitung des wenigstens einen Stoffes des Gemenges in der Stopfstrecke und nicht ein 40 Ergebnis des nach dem Stopfwerk bzw. dem Vertikaldosierwerk und nach dem Dosierwerk für die Zusatzkomponente vorgesehen Mischers.This slight pressure is in one embodiment of the invention exclusively a consequence of the processing of the at least one substance of the batch in the Stopfstrecke and not a result of the intended after the Stopfwerk or the vertical metering and after the metering for the additional component mixer.
Der Mischer, der unmittelbar vor dem Aufgabeende des Extruders vorgesehen ist, und dem das Gemenge aufgeben wird, um gemischt zu werden, ist für gewöhnlich ein einfacher Durchlaufmi-45 scher mit einem beispielsweise zylindrischen Gehäuse, an dessen Innenfläche feststehende Mischrippen vorgesehen sind, und in dem sich ein mit Mischstäben ausgestatteter Rotor dreht. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Aufgabeöffnung (dem Abgabeende des Dosierwerkes für die Zusatzkomponenten zugeordnet) und die Abgabeöffnung des Mischers (dem Aufgabeende des Extruders zugeordnet) einander etwa diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Misch-50 Stäbe am Rotor des Durchflussmischers können sich im Wesentlichen über die gesamte Tiefe des Durchflussmischers erstrecken und innerhalb der an der Innenseite der zylindrischen Gehäusewand des Mischers vorgesehenen leistenförmigen Vorsprüngen (Rippen) umlaufen.The mixer, which is provided immediately before the discharge end of the extruder and to which the batch is to be mixed, is usually a simple continuous mixer with, for example, a cylindrical casing, on whose inner surface fixed mixing ribs are provided, and in which rotates a rotor equipped with mixing rods. It is preferred if the feed opening (assigned to the discharge end of the metering unit for the additional components) and the discharge opening of the mixer (assigned to the feed end of the extruder) are arranged approximately diametrically opposite each other. The mixing rods on the rotor of the flow mixer can extend substantially over the entire depth of the flow mixer and circulate within the strip-shaped projections (ribs) provided on the inside of the cylindrical housing wall of the mixer.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich 55 insbesondere hochgefüllte Kunststoffe vornehmlich mit Kreide gefülltes PVC verarbeiten. PVC 4 AT502 815B1 wird mit Kreide gefüllt, um die Rezepturkosten zu senken und die Steifigkeit des Kunststoffes zu erhöhen. Dabei können in der Rezeptur je hundert Gewichtsteile PVC, zwanzig bis sechzig Gewichtsteile, vorzugsweise fünfzig Gewichtsteile, Kreide enthalten sein. 5 Wenn eine solche PVC Rezeptur (Dry Blend) mit Farbstoff (in Form von Mikrogranulat oder Flakes) vermengt wird, kann der Farbstoff in Mengen von 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile je hundert Gewichtsteile PVC Rezeptur aufgegeben werden.With the method according to the invention and the device according to the invention, in particular highly filled plastics can be processed primarily with PVC filled with chalk. PVC 4 AT502 815B1 is filled with chalk to reduce the recipe costs and increase the stiffness of the plastic. In this case, per 100 parts by weight of PVC, twenty to sixty parts by weight, preferably fifty parts by weight, of chalk can be contained in the formulation. 5 When mixing such a PVC (Dry Blend) formulation with dye (in the form of microgranules or flakes), the dye may be applied in amounts of from 0.1 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight of PVC formulation.
Wenn die PVC Rezeptur mit Regenerat, beispielsweise Regeneratpulver, vermengt werden soll, io kann dieses in einer Menge von fünf Gewichtsteilen, je hundert Gewichtsteilen PVC Rezeptur aufgegeben werden.If the PVC recipe is to be mixed with regrind, for example regenerated powder, this can be given up in an amount of five parts by weight, per hundred parts by weight of PVC formulation.
In der PVC Rezeptur kann auch ein Master Batch bestehend aus einem Stabilisator und einem Gleitmittel enthalten sein. Dieser Master Batch kann in einer Menge von 2 bis 3,5 Gewichtstei-15 len, je 100 Gewichtsteile PVC Rezeptur zugesetzt sein.The PVC formulation may also contain a master batch consisting of a stabilizer and a lubricant. This master batch can be added in an amount of 2 to 3.5 parts by weight, per 100 parts by weight of PVC formulation.
Von Vorteil bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ist es auch, dass bei Raumtemperatur gearbeitet werden kann, sodass auch die Konstruktion der Vorrichtung einfacher ist. 20 Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die PVC Rezeptur dem Aufgabetrichter des Stopfwerkes diskontinuierlich über eine aus einem Transportbehälter fördernde, schräg nach oben gerichtete Förderschnecke aufgegeben wird. Bevorzugt ist es, wenn in dem Vorratstrichter an der Schnecke des Stopfwerkes, die mit ihrem oberen Ende bis in den unteren Teil des Trichters ragt, wenigstens ein Mischflügel vorgesehen ist. 25An advantage of the procedure according to the invention is also that it is possible to work at room temperature, so that the construction of the device is also simpler. In the context of the invention, it may also be provided that the PVC formulation is discontinuously fed to the feed hopper of the stuffing plant via an auger conveyor, which conveys it upwards from a transport container. It is preferred if at least one mixing blade is provided in the storage hopper on the screw of the Stopfwerkes, which protrudes with its upper end into the lower part of the funnel, at least. 25
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eins Ausführungsbeispieles einer für das Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten, erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung. 30 Es zeigt:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment of a suitable for carrying out the method according to the invention, inventively designed device. 30 It shows:
Fig. 1 in Seitenansicht eine Vorrichtung zum Beschicken eines Extruders, Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 von links der Fig. 1 aus gesehen und Fig. 3 die Vorrichtung teilweise im Schnitt längs der Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung und Fig. 5 das Detail X aus 35 Fig. 3.1 is a side view of a device for feeding an extruder, FIG. 2 is the device of FIG. 1 seen from the left of FIG. 1 and FIG. 3 shows the device partially in section along the line III - III in FIG. 1, FIG 4 is a plan view of the device, and FIG. 5 is detail X of FIG. 35 FIG. 3.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 besitzt einen Vorratstrichter 3, dem als erster Stoff des am Extruder aufzugebenden Gemenges eine mit Kreide (50 Gewichtsteile Kreide je 100 Gewichtsteile PVC) gefüllte, PVC Rezeptur, aus einem 40 Transportbehälter (nicht gezeigt) durch eine schräg nach oben fördernde Förderschnecke (nicht gezeigt) aufgegeben wird. Dabei wird die PVC Rezeptur, die gegebenenfalls 2 bis 3,5 Gewichtsteile Master Batch (Stabilisator mit Gleitmittel) enthält, dem Vorratstrichter 3 diskontinuierlich aufgegeben, d. h. der Vorratstrichter 3 wird bis zu einer vorgegebenen Höhe, welche durch einen Füllstandssensor 5 erfasst wird, gefüllt, und dann aus dem Vorratstrichter 3 abgearbeitet. 45The embodiment shown in FIG. 1 of a device 1 according to the invention has a storage hopper 3, the first substance of the batch to be applied to the extruder, a PVC formulation filled with chalk (50 parts by weight of chalk per 100 parts by weight of PVC), from a 40 transport container (not shown). is abandoned by an obliquely upwardly conveying screw conveyor (not shown). In this case, the PVC formulation, optionally containing 2 to 3.5 parts by weight of Master Batch (stabilizer with lubricant), the hopper 3 is discontinued discontinued, d. H. the storage hopper 3 is filled up to a predetermined height, which is detected by a level sensor 5, and then processed from the storage hopper 3. 45
Unterhalb des Vorratstrichters 3 ist eine Stopfstrecke 7 in Form eines Stopfwerkes vorgesehen, das ein zylinderförmiges Gehäuse 9 und eine sich in dem Gehäuse 9 drehende Schnecke 11, die von oben nach unten fördert, vorgesehen ist. Das obere Ende 13 der Förderschnecke 11 des Stopfwerkes 7 ragt bis in das untere Ende des Vorratstrichters 3. An der Welle der Schne-50 cke 11 ist wenigstes ein Mischflügel (nicht gezeigt) vorgesehen, damit die im Vorratstrichter 3 enthaltene PVC Rezeptur durchmischt wird und Brückenbildung ausgeschlossen ist. Angetrieben wird die Schnecke 11 des Stopfwerkes 7 durch einen Antriebsmotor 15, der oberhalb des Trichters 3 angeordnet ist. 55 Am unteren Ende des Stopfwerkes 7 ist ein Adapter 21 vorgesehen, der im gezeigten Ausfüh-Below the storage hopper 3 a Stopfstrecke 7 is provided in the form of a Stopfwerkes, which is a cylindrical housing 9 and a rotating in the housing 9 screw 11 which promotes from top to bottom, is provided. The upper end 13 of the screw conveyor 11 of the Stopfwerkes 7 extends into the lower end of the storage hopper 3. At the shaft of the snow-50 bridge 11 least a mixing blade (not shown) is provided so that the PVC cake contained in the hopper 3 is mixed and Bridging is excluded. The worm 11 of the Stopfwerkes 7 is driven by a drive motor 15, which is arranged above the funnel 3. 55 At the lower end of Stopfwerkes 7 an adapter 21 is provided, which in the Ausfüh-
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