AT512170B1 - Vorrichtung zum Zuführen von Granulat und Füllmaterial zu einer Extruderschnecke eines Extruders - Google Patents

Vorrichtung zum Zuführen von Granulat und Füllmaterial zu einer Extruderschnecke eines Extruders Download PDF

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Zuführen von Granulat und Füllmaterial zu einer Extruderschnecke (11) eines Extruders, ist ein Zyklon (12) mit einer Eintragsöffnung zum Einbringen eines Förderstroms von pneumatisch gefördertem Füllmaterial und einer Austragsöffnung (16) zum Austragen des aus dem Förderstrom abgeschiedenen Füllmaterials, ein Aufgabetrichter (1) für das frische Granulat und eine Mischstrecke (9) vorgesehen, der das abgeschiedene Füllmaterial und das frische Granulat aus dem Aufgabetrichter (1) zugeführt sind. Der Zyklon (12) ist zumindest teilweise im Aufgabetrichter (1) und koaxial zu diesem angeordnet ist, sodass die Austragsöffnung (16) des Zyklons (12) in einen die Austragsöffnung (16) ringförmig umgebenden Austragsbereich (6) des Aufgabetrichters (1) eintaucht, wobei eine Stopfschnecke (19) die Austragsöffnung (16) des Zyklons (12) axial durchsetzt und zumindest teilweise in die an die Austragsöffnung (16) axial anschließende Mischstrecke (9) hineinragt.

Description

österreichisches Patentamt AT512 170B1 2013-06-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Granulat und Füllmaterial zu einer Extruderschnecke eines Extruders, umfassend einen Zyklon mit einer Eintragsöffnung zum Einbringen eines Förderstroms von pneumatisch gefördertem Füllmaterial und einer Austragsöffnung zum Austragen des aus dem Förderstrom abgeschiedenen Füllmaterials, einen Aufgabetrichter für das frische Granulat und eine Mischstrecke, der das Füllmaterial und das frische Granulat aus dem Aufgabetrichter zugeführt sind.
[0002] Bei der Beschichtung von Gewebebahnen, zum Beispiel Gewebebahnen aus monoaxial verstreckten Polymer-, insbesondere Polyolefin-, vorzugsweise Polypropylenbändchen, fällt beim Anfahren der Aggregate und danach beim Beschneiden der Beschichtung eine erhebliche Menge von Abfall an. Um die Verwendung dieses Abfalles zu ermöglichen und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, sind schon die verschiedensten Vorschläge gemacht worden. So ist es beispielsweise bekannt, diese Abfälle zu Regenerat zu verarbeiten und dem Extruder zurückzuführen. Insbesondere wurde bereits vorgeschlagen, den Randbeschnitt in Streifenform direkt in den Einfülltrichter des Extruders zurückzuführen. Hierbei treten jedoch erhebliche Schwierigkeiten auf, insbesondere weil es dabei erforderlich ist, dass die abgeschnittenen Randstreifen mit der gleichen Geschwindigkeit abgezogen werden müssen, mit der sie entstehen und mit dieser Geschwindigkeit auch in den Einfülltrichter des Extruders hineingezogen werden müssen.
[0003] Ein weiterer Vorschlag geht deshalb dahin, die abgeschnittenen Randstreifen zu schnitzeln und die geschnitzelten Randstreifen mit frischem Granulat gemischt der Extruderschnecke zuzuführen. Dabei ist beispielsweise in der DE 2308698 A beschrieben, dass die in der Zerkleinerungsvorrichtung geschnitzelten Randstreifen pneumatisch abgefördert und der Förderstrom einem Fliehkraftabscheider, insbesondere Zyklon zugeführt wird, in dem die geschnitzelten Randstreifen aus dem Förderstrom abgeschieden werden und in den Fördenweg einer vertikalen Förderschnecke fallen. Die Förderschnecke transportiert die geschnitzelten Randstreifen zu einer Mischstrecke, in der diese mit frischem Granulat vermischt werden. Die Mischung wird in der Folge der Extruderschnecke aufgegeben, in der die Mischung homogenisiert und aufgeschmolzen wird.
[0004] Nachteilig bei dem beschriebenen Verfahren ist, dass die geschnitzelten Abfälle an der Austragsöffnung des Zyklons zu einer Brückenbildung neigen, sodass die Gefahr des Verstop-fens der Austragsöffnung besteht. Die Brückenbildung bewirkt, dass der Füllgrad der Transportschnecke variiert bzw. verringert wird. Für die Brückenbildung gibt es eine Reihe von Gründen, wie zum Beispiel die statische Aufladung der Schnitzel, die Neigung der Schnitzel zu agglomerieren und das geringe Gewicht der Schnitzel. Je geringer die Größe der einzelnen Schnitzel ist, desto größer ist die Gefahr der Brückenbildung. Die Neigung zur Brückenbildung ist weiters von einer Reihe von Umgebungsbedingungen abhängig, wie zum Beispiel von der Umgebungswärme und der Feuchtigkeit, sodass insgesamt eine unkontrollierbare und daher unbefriedigende Situation besteht. Der variierende bzw. verringerte Füllgrad der Transportschnecke führt einerseits zu einem unzuverlässigen und fehleranfälligen Betrieb der Transportschnecke, sodass häufige Betriebsunterbrechungen erforderlich sind, um allfällige Störungen zu beheben. Andererseits wird dadurch der Anteil der Schnitzel in der Extruderschnecke verringert, sodass eine verhältnismäßig größere Menge an frischem Granulat benötigt wird, was die Kosten erhöht.
[0005] Die Erfindung zielt daher darauf ab, die Rückführung der geschnitzelten Abfälle in den Extruder zuverlässiger zu gestalten, wobei insbesondere eine Brückenbildung der Schnitzel vermieden und der Massendurchsatz beim Abtransport der Schnitzel aus dem Zyklon verbessert und vergleichmäßigt werden soll. Weiters soll auch die Rück- oder Zuführung beliebiger anderer Füllmaterialien als die erwähnten Schnitzel bewerkstelligt werden. Schließlich soll die Konstruktion möglichst platzsparend sein, damit die Fördenwege verkürzt werden können.
[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass der Zyklon zumindest teilweise im Aufgabetrichter und 1 /7 österreichisches Patentamt AT512 170B1 2013-06-15 koaxial zu diesem angeordnet ist, sodass die Austragsöffnung des Zyklons in einen die Austragsöffnung ringförmig umgebenden Austragsbereich des Aufgabetrichters eintaucht, und dass eine Stopfschnecke die Austragsöffnung des Zyklons axial durchsetzt und in die an die Austragsöffnung axial anschließende Mischstrecke hineinragt. Dadurch, dass das Füllmaterial, insbesondere die Schnitzel nun nicht mit Hilfe einer vertikal und unterhalb der Austragsöffnung verlaufenden Schnecke abtransportiert wird, sondern mittels einer die Austragsöffnung axial durchsetzenden Stopfschnecke gelingt es, den Füllgrad der Schnecke wesentlich zu erhöhen. Ein Verstopfen der Austragsöffnung durch agglomeriertes Füllmaterial wird dadurch verhindert, dass das Füllmaterial nicht mehr allein auf Grund der Schwerkraft aus dem Zyklon ausgetragen wird, sondern mit Hilfe der Stopfschnecke durch die Austragsöffnung hindurch zwangsgefördert wird. Im Einlaufbereich der Stopfschnecke wird eine Verstopfung dadurch verhindert, dass die Luftzirkulation im Inneren des Zyklons das Füllmaterial locker hält.
[0007] Die koaxiale Anordnung des Zyklons und des Aufgabetrichters für das frische Granulat führt zu einer überaus kompakten Bauweise, die keine langen Transportwege erfordert. Dadurch wird die Zuverlässigkeit erhöht und die Betriebskosten werden minimiert. Die Austragsöffnung des Zyklons taucht hierbei in einen die Austragsöffnung ringförmig umgebenden Austragsbereich des Aufgabetrichters ein, sodass das Füllmaterial unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Zyklon mit dem frischen Granulat vermischt wird. Es ist somit kein vertikaler Transport zu einer gesonderten Mischeinrichtung erforderlich, sondern die Vermischung erfolgt in einer an die Austragsöffnung axial anschließenden Mischstrecke, wobei die Vermischung oder der Weitertransport durch diese Mischstrecke dadurch begünstigt wird, dass die Stopfschnecke in die Mischstrecke hineinragt. Bevorzugt erstreckt sich die Stopfschnecke durch die gesamte Mischstrecke hindurch und endet unmittelbar oberhalb der quer zur Stopfschnecke verlaufenden Extruderschnecke. Dies führt zu einer Erhöhung des Füllgrades der Extruderschnecke.
[0008] Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass die Welle der Stopfschnecke den Zyklon axial durchsetzt und über ein Tauchrohr aus dem Zyklon herausgeführt ist. In dem herausgeführten Abschnitt greift an der Welle ein geeigneter Antrieb an, um die Welle in Rotation zu versetzen.
[0009] Eine besonders effiziente Abförderung des Füllmaterials aus dem Zyklon gelingt bevorzugt dadurch, dass der Zyklon eine sich konisch verjüngende Trennstrecke und einen daran anschließenden zylindrischen Förderbereich aufweist, durch welchen sich die Stopfschnecke erstreckt und dessen Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Stopfschnecke entspricht.
[0010] Der Füllgrad der Stopfschnecke wird mit Vorteil dadurch noch weiter erhöht, dass die Stopfschnecke im untersten Abschnitt der Trennstrecke eine konische, in Transportrichtung konvergierende Hüllfläche aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass das sich am unteren Ende der Trennstrecke des Zyklons ansammelnde Füllmaterial in den Einlaufbereich des zylindrischen Förderbereichs gedrückt wird. Der konische Anfangsabschnitt der Stopfschnecke führt weiters dazu, dass die Stopfschnecke bei einem allfälligen Bruch ihrer Welle nicht durch die Austragsöffnung hindurch aus dem Zyklon herausfallen und mit der Extruderschnecke kollidieren kann, was zu einer erheblichen Beschädigung der Anlagenteile führen würde.
[0011] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Mischstrecke trichterförmig mit sich in Transportrichtung verjüngendem Querschnitt ausgebildet ist. Dies führt zu einer Verdichtung des Gemisches aus frischem Granulat und Füllmaterial und in weitere Folge zu einer besseren Homogenisierung der Mischung in der Extruderschnecke.
[0012] Eine weitere Verringerung der Transportwege gelingt bevorzugt dadurch, dass die Mischstrecke eine an die Extruderschnecke anschließbare Austrittsöffnung aufweist und dass die Stopfschnecke sich bis zur Austrittsöffnung hin erstreckt.
[0013] Um ein Mitdrehen des mit der Stopfschnecke geförderten Füllmaterials zu vermeiden, sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dass der zylindrische Förderbereich an seinem mit der 2/7 österreichisches Patentamt AT512170B1 2013-06-15
Stopfschnecke zusammenwirkenden Innenumfang in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist. Mit Vorteil nimmt die Tiefe der Nuten, in Transportrichtung kontinuierlich ab, d.h. die Nuten laufen aus. Durch das Vorsehen der genannten Nuten wird der Reibwert des geförderten Materials an der Zylinderinnenwand in der genuteten Einzugszone der Schnecke deutlich erhöht.
[0014] Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen [0015] Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, [0016] Fig. 2 eine perspektivische Schnittansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und [0017] Fig. 3 eine Schnittansicht entlang einer quer zur Extruderschnecke verlaufenden Ebe ne.
[0018] In Fig. 1 ist ein Aufgabetrichter 1 für frisches Granulat gezeigt, dessen Granulataufgabe mit 2 bezeichnet ist. Der Aufgabetrichter weist einen ersten zylindrischen Abschnitt 3 und einen daran anschließenden trichterförmigen, d.h. sich zur Austragsöffnung 4 hin konisch verjüngenden Abschnitt 5 auf. An den trichterförmigen Abschnitt 5 schließt ein zylindrischer Austragsbereich 6 mit einem ringförmigen Flansch 7 an, an dem ein trichterförmiger, d.h. sich zur Austrittsöffnung 8 hin konisch verjüngender Transportabschnitt 9 befestigt ist, der eine Mischstrecke ausbildet. Der Transportabschnitt 9 ist an das Förderrohr 10 einer Extruderschnecke 11 angeschlossen.
[0019] Wie in den Fig. 2 und 3 noch besser ersichtlich ist, ist im Aufgabetrichter 1 koaxial ein Zyklon 12 angeordnet, dessen Einlaufzylinder 13 aus dem Aufgabetrichter 1 hervorragt. In den Einlaufzylinder 13 mündet tangential ein Rohr 14, über welches dem Zyklon 12 ein Förderstrom von Füllmaterial, insbesondere von geschnitzelten Abfällen zugeführt wird. Im Einlaufzylinder 13 wird der eingebrachte Förderstrom durch tangentiales Einblasen auf eine kreisförmige Bahn gebracht. Durch die Verjüngung des anschließenden, die Trennstrecke ausbildenden Kegels 15 nimmt die Drehgeschwindigkeit dermaßen zu, dass die Schnitzel durch die Fliehkraft an die Kegelwände geschleudert und soweit abgebremst werden, dass sie sich aus der Strömung lösen und nach unten in Richtung zur Austragsöffnung 16 rieseln. Das Fördermedium, insbesondere Luft verlässt den Kegel 15 durch das mittige Tauchrohr 17 nach oben.
[0020] In den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass der Zyklon 12 im Anschluss an den Kegel 15 einen zylindrischen Förderabschnitt 18 aufweist, an dessen Ende sich die Austragsöffnung 16 befindet. Die Stopfschnecke 19 durchsetzt den zylindrischen Förderabschnitt 18 und die Austragsöffnung 16 in axialer Richtung und ist mit einer Antriebwelle 20 verbunden, die über das Tauchrohr 17 aus dem Zyklon herausgeführt ist. Die Antriebswelle ist in einem Getriebe 21 gelagert, das an einer Plattform 22 befestigt ist, die sich über eine Mehrzahl von Stehern 23 an der Deckwand des Zyklons 12 abstützt. Ein Motor 24 treibt die Antriebswelle 20 über das Getriebe 21 an. Die Stopfschnecke 19 wirkt mit dem zylindrischen Förderabschnitt 18 zum axialen Abtransport der sich am unteren Ende des Kegels 15 ansammelnden Schnitzel zusammen. Unmittelbar oberhalb des zylindrischen Förderabschnitts 18, d.h. im untersten Abschnitt des Kegels 15, weist die Stopfschnecke 19 eine konische, sich zum zylindrischen Förderabschnitt 18 hin verjüngende Hüllfläche auf, wodurch der Füllgrad der Stopfschnecke 19 erhöht werden kann. Die Stopfschnecke 19 ragt weiters über die Austragsöffnung 16 hinaus aus dem Zyklon 12 hervor und erstreckt sich in die von dem trichterförmigen Transportabschnitt 9 gebildete Mischstrecke bis zur Extruderschnecke 11. Im Transportabschnitt 9 ist eine Wartungs- und Inspektionsöffnung mit einem Rohr 25 vorgesehen, über welches allfällige Unregelmäßigkeiten während des Betriebes, wie z.B. eine Verstopfung behoben werden können. 3/7

Claims (8)

  1. österreichisches Patentamt AT512170B1 2013-06-15 Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Zuführen von Granulat und Füllmaterial zu einer Extruderschnecke (11) eines Extruders, umfassend einen Zyklon (12) mit einer Eintragsöffnung zum Einbringen eines Förderstroms von pneumatisch gefördertem Füllmaterial und einer Austragsöffnung (16) zum Austragen des aus dem Förderstrom abgeschiedenen Füllmaterials, einen Aufgabetrichter (1) für das frische Granulat und eine Mischstrecke (9), der das Füllmaterial und das frische Granulat aus dem Aufgabetrichter (1) zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (12) zumindest teilweise im Aufgabetrichter (1) und koaxial zu diesem angeordnet ist, sodass die Austragsöffnung (16) des Zyklons (12) in einen die Austragsöffnung (16) ringförmig umgebenden Austragsbereich (6) des Aufgabetrichters (1) eintaucht, und dass eine Stopfschnecke (19) die Austragsöffnung (16) des Zyklons (12) axial durchsetzt und in die an die Austragsöffnung (16) axial anschließende Mischstrecke (9) hineinragt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) der Stopfschnecke (19) den Zyklon (12) axial durchsetzt und über ein Tauchrohr (17) aus dem Zyklon (12) herausgeführt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (12) eine sich konisch verjüngende Trennstrecke (15) und einen daran anschließenden zylindrischen Förderbereich (18) aufweist, durch welchen sich die Stopfschnecke (19) erstreckt und dessen Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Stopfschnecke (19) entspricht.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfschnecke (19) im untersten Abschnitt der Trennstrecke (15) eine konische, in Transportrichtung konvergierende Hüllfläche aufweist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischstrecke (9) trichterförmig mit sich in Transportrichtung verjüngendem Querschnitt ausgebildet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischstrecke (9) eine an die Extruderschnecke (11) anschließbare Austrittsöffnung (8) aufweist und dass die Stopfschnecke 819) sich bis zur Austrittsöffnung (8) hin erstreckt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Förderbereich (18) an seinem mit der Stopfschnecke (19) zusammenwirkenden Innenumfang in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist.
  8. 8. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Rückführung von beim Extrusionsprozess anfallenden Kunststoffabfällen, insbesondere Randstreifen, in den Extruder, wobei die Kunststoffabfälle nach ihrem Anfallen durch mechanische Mittel erfasst, in eine Zerkleinerungsvorrichtung transportiert, geschnitzelt und die geschnitzelten Abfälle danach mit frischem Granulat der Extruderschnecke (11) zugeführt werden. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4/7
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