Verfahren zum kontinuierlichen Aufschäumen von treibmittelhaltigen Thermoplasten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Verfahrens des Hauptpatentes Nr. 359540 sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Das Verfahren des Hauptpatentes ist dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnden Partikel gezwungen werden, zusammen mit anderen Partikeln eines jeweils bereits weiter fortgeschrittenen Behandlungsgrades eine Behandlungszone in einem Behälter, unter dauernder zwangsweiser Bewegung und unter gleichzeitiger Ausnützung der ihnen in ihrem jeweiligen Aufschäumungsgrad eigenen Bewegung zu durch- wandern, wobei die Behandlungszeit, die sie zur Erreichung des gewünschten endgültigen Vorschäumgrades benötigen, durch die Behälterlänge, die im Behälter vorgegebene und aufrechterhaltene Schütthöhe und den damit zurückgelegten Weg sowie durch die Einstellung der jeweiligen Austragsöffnung bestimmt wird, und ihnen auf diesem Wege jeweils so viel strömende Wärmeträger dauernd und direkt zugeführt werden,
als für eine Aufrechterhaltung des Aufschäumvorgan- ges unter Vermeidung einer Verschweissung notwendig sind.
Es hat sich nun gezeigt, dass im Gegensatz zu einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent nicht in allen Fällen von vornherein mit einer sogenannten Vorfüllung des Behandlungsraumes, bei weicher die eingefüllten Partikel einen bereits weiter fortgeschrittenen Behandlungsgrad haben, gearbeitet werden muss, sondern dass die Vorfüllung bei einer entsprechenden Ausgestaltung und Anordnung der Behandlungsapparatur in der Apparatur zu Beginn des Arbeitsprozesses zuerst erzeugt werden kann.
Das vorliegende erfindungsgemässe Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass zur Erzielung einer Füllung von Partikeln, die in der Behandlung bereits weiter fortgeschritten sind, zuerst in der Behandlungsapparatur Partikel eines gleichen Behandlungsgrades aufgeschäumt werden, und dass dann nach Erreichen einer vorbestimmten Füllung der Behandlungsapparatur Partikel eines gegenüber dem Zustand der in der Apparatur bereits vorhandenen Partikel geringeren Behandlungsgrades zugeführt werden.
In der Apparatur selbst werden diese dann gezwungen, die Behandlungszone unter dauernder zwangsweiser Bewegung und unter Ausnutzung der durch ihren jeweiligen fortschreitenden Aufschäumungsgrad bedingten Verdrängungskraft sowie einer wahlweisen, beliebig einstellbaren, zusätzlichen mechanischen Förderbewegung zuerst bis zu einem beliebig zu wählenden Stand zu fütllen und dann von der regulierbaren Eintragstelle nach mindestens einer regulierbaren Austragstelle durchwandern zu können.
Die Rohrmaterialzuführung kann bei dieser Arbeitsweise an einer Stelle, welche entgegengesetzt zu den Austragsöffaungen angeordnet ist, vorgesehen sein.
Weiter kann für die Anlaufphase eine zusätzliche, in der unteren Behälterzone angeordnete, Eintritts öffnung für den Wärmeträger angeordnet sein und die gesamte Apparatur zur Verbesserung der Regulierung der Vorfüllungs- und Durchsetzgeschwindigkeit schwenkbar gelagert sein.
Das Verfahren ist nachstehend an einer Ausfüh rungsform beschrieben, welche als Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung gewählt ist.
Fig. 1 ist der schematische Längsschnitt und
Fig. 2 der schematische Querschnitt eines schräg angeordneten, zylindrischen Behälters zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens.
In der dargestellten Ausführungsform sieht man bei 11 einen zylindrischen Behälter von etwa 1000 mm Durchmesser und etwa 4000 mm Länge.
Durch den ganzen Behälter ist eine Rührwerkshohlachse 12 geführt, an der in bestimmten Abständen Rührwerkshohlarme in Förderpaddelausführung 13 angeordnet sind.
Das Rührwerk wird durch den regelbaren Antrieb 14 in Umdrehung versetzt. Über eine Stopfbüchse 15 wird in die Hohlachse 12 Dampf oder Heissluft eingeleitet und den Rührwerkshohlarmen 13 zugeführt, durch deren Bohrungen 16 das Heizmittel in das Behälterinnere und die zu behandelnde Masse geleitet wird.
Die Bohrungen sind so gewählt, dass die Hauptdampfmenge in den unteren Hohlarmen ausströmt.
Zur Aufgabe des Rohmaterials 17 ist am unteren Behälterteil eine Aufgabevorrichtung 18 angebracht, welche eine kontinuierliche Rohmaterialzuführung gestattet.
Ein Teil der Behälterwand 19 kann als Doppelwand ausgeführt und mit Perforationen 20 zur Einleitung von Dampf versehen sein.
Zur Austragung des behandelten Gutes sind über die Behälterwand verteilt die Austragsöffnungen 21 und 22 in verschiedenen Abständen zur Entnahme von Vorschäumgut verschiedener Ausbildungsstadien angeordnet.
Beim Anfahren der Anlage wird die Behandlungsapparatur durch Dampfeinleitung über die Perforationen 20 kurz vorgewärmt. Sodann wird Rohmaterial in dosierter Menge über die Aufgabevorrichtung 18 in den Behälter gegeben.
Gleichzeitig wird das Rührwerk 14 in Bewegung gesetzt und Dampf von 100-150 C durch die Hohlachse 12 oder'und auch durch den Doppelboden 19 eingeblasen.
Unter der Einwirkung des Wärmeträgers vergrössert das aufgeschäumte Material sein Volumen, wobei es gleichzeitig durch die Rührwerksbewegung und durch die Schubwirkung des über die Aufgabevorrichtung 18 weiter zugeführten Materials gegen eine der Austragsöffnungen 21 oder 22 gedrängt wird.
Nach Erreichung eines bestimmten Füllstandes wird die Materialzufuhr kurz unterbrochen oder es wird ohne Unterbrechung weiter Material über die Aufgabevorrichtung 18 zugeführt.
Es kann nun zusätzlich zur Erzielung einer gleichmässigen Temperatur innerhalb der zu behandelnden Partikel Dampf beispielsweise über die Hohlachse 12 oder über weitere d'oppelwandige Teile der Behälterwand 19 zugeführt werden.
Der Arbeitsablauf ist von hier ab kontinuierlich.
Je nach der zugeführten Rohmaterial-und Dampfmenge und mit Hilfe des Regelantriebes und der zusätzlichen paddelförmigen Rührwerksarme 13 kann die Austragung beliebig gelenkt werden.
Um eine Drehung des Behälterinhalts mit t dem Rührwerk und ein Zusammenbacken zu vermeiden, sind an der Behälterwand nach innen ragende Zerteiler 24 starr befestigt.
Die gesamte Anlage ist im Punkt 25 schwenkbar gelagert, so dass durch Anderung der Schrägstellung eine Einwirkung auf die Bewegung der zu behandelnden Partikel erfolgen kann.
Process for the continuous foaming of blowing agent-containing thermoplastics and device for carrying out the process
The invention relates to an improvement of the method of main patent no. 359540 and an apparatus for carrying out the method.
The process of the main patent is characterized in that the particles to be treated are forced to pass through a treatment zone in a container together with other particles of an already more advanced degree of treatment, with constant forced movement and simultaneous use of their own movement in their respective degree of foaming - hike, whereby the treatment time they need to achieve the desired final degree of pre-expansion is determined by the length of the container, the dump height specified and maintained in the container and the path covered by it, as well as by the setting of the respective discharge opening, and on this path in each case a lot of flowing heat carriers are continuously and directly supplied,
than are necessary to maintain the foaming process while avoiding welding.
It has now been shown that, in contrast to a preferred embodiment of the method according to the main patent, it is not necessary to work in all cases from the outset with a so-called pre-filling of the treatment space, in which case the filled particles have a more advanced degree of treatment, Prefilling can be generated first with a corresponding design and arrangement of the treatment apparatus in the apparatus at the beginning of the work process.
The present inventive method is characterized in that in order to achieve a filling of particles which have already progressed further in the treatment, particles of the same degree of treatment are first foamed in the treatment apparatus, and then after reaching a predetermined filling of the treatment apparatus, particles one compared to the State of the particles already present in the apparatus with a lower degree of treatment.
In the apparatus itself, these are then forced to fill the treatment zone with constant forced movement and using the displacement force caused by their respective progressive degree of foaming as well as an optional, arbitrarily adjustable, additional mechanical conveying movement, first up to an arbitrarily selected level and then from the adjustable entry point to be able to wander through at least one adjustable discharge point.
In this mode of operation, the pipe material feed can be provided at a point which is arranged opposite to the discharge openings.
Furthermore, for the start-up phase, an additional inlet opening for the heat transfer medium, arranged in the lower container zone, can be arranged and the entire apparatus can be pivoted to improve the regulation of the pre-filling and enforcement speed.
The method is described below using an embodiment which is chosen as an example with reference to the drawing.
Fig. 1 is the schematic longitudinal section and
2 shows the schematic cross section of an obliquely arranged, cylindrical container for carrying out the method described above.
In the embodiment shown, one sees at 11 a cylindrical container approximately 1000 mm in diameter and approximately 4000 mm in length.
A hollow agitator axis 12 is guided through the entire container, on which hollow agitator arms in conveyor paddle design 13 are arranged at certain intervals.
The stirrer is set in rotation by the adjustable drive 14. Steam or hot air is introduced into the hollow shaft 12 via a stuffing box 15 and fed to the stirrer hollow arms 13, through the bores 16 of which the heating medium is directed into the interior of the container and the mass to be treated.
The holes are chosen so that the main amount of steam flows out into the lower hollow arms.
To feed the raw material 17, a feed device 18 is attached to the lower container part, which allows a continuous feed of raw material.
Part of the container wall 19 can be designed as a double wall and provided with perforations 20 for the introduction of steam.
In order to discharge the treated material, the discharge openings 21 and 22 are distributed over the container wall and are arranged at different intervals for the removal of pre-foamed material from different stages of development.
When the system is started up, the treatment apparatus is briefly preheated by introducing steam through the perforations 20. Then the raw material is fed into the container in a metered amount via the feed device 18.
At the same time, the agitator 14 is set in motion and steam at 100-150 ° C. is blown in through the hollow axle 12 or through the double bottom 19.
Under the action of the heat transfer medium, the foamed material increases its volume, while at the same time being forced against one of the discharge openings 21 or 22 by the agitator movement and by the thrust of the material fed further via the feed device 18.
After a certain fill level has been reached, the material supply is briefly interrupted or material continues to be supplied via the feed device 18 without interruption.
In addition to achieving a uniform temperature within the particles to be treated, steam can now be supplied to the container wall 19, for example via the hollow axis 12 or via further double-walled parts.
The workflow is continuous from here on.
Depending on the amount of raw material and steam supplied and with the aid of the variable speed drive and the additional paddle-shaped agitator arms 13, the discharge can be directed as desired.
In order to prevent the contents of the container from rotating with the agitator and caking together, inwardly projecting dividers 24 are rigidly attached to the container wall.
The entire system is pivoted at point 25 so that the movement of the particles to be treated can be influenced by changing the inclination.