CH631648A5 - Verfahren und vorrichtung zum kristallisieren von kunststoffgranulat. - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zum Kristallisieren dieser Granulatarten geeignetes Verfahren sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, bei denen eine zuverlässige kontinuierliche Arbeitsweise mit hoher Leistung und gleichzeitig geringen Energie- und Anlagekosten einhergeht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kunststoffteilchen die Kristallisationskammer ausschliesslich unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft durchwandern und die hierbei im wesentlichen über den gesamten Querschnitt der Gutsäule entstehenden Verbackungen generell der mechanischen Auflösung unterworfen werden.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren findet also keine mechanische oder pneumatische Auflockerung des Gutes mehr statt, sondern dieses bewegt sich einzig und allein unter dem Einfluss seiner Schwerkraft kontinuierlich durch die Kristallisationskammer hindurch, wobei es von dem Heissgasstrom beaufschlagt und erhitzt wird und kristallisiert. Dabei werden die in der kritischen Kristallisationsphase auftretenden Verbackungen bzw. Verklebungen von Kunststoffkörnern bewusst nicht vermieden, sondern nach ausreichender Kristallisation wird in vorteilhafter Weise die im wesentlichen über ihren gesamten Querschnitt zusammengebackene, nachsinkende Granulatsäule wieder in Einzelkörner aufgelöst, so dass am Ende des Kristallisationsprozesses ein einwandfrei rieselfähiges Granulat vorliegt.

Die zur Ausübung des Verfahrens der Erfindung dienenden Vorrichtungen sind normalerweise für 100% Leistung ausgelegt, werden aber in der Praxis nicht selten zeitweise nur mit einem Bruchteil der Nennleistung betrieben bzw. müssen mit geringerer Leistung betrieben werden können, zum Beispiel mit nur 20% der Nennleistung. In einem solchen Fall stünde einem Bruchteil an pro Zeiteinheit dem Kristallisator aufgegebenen, amorphen Granulat eine Heiss-gasmenge gegenüber, nämlich 100% Heissgas, wie sie beim Fahren der Anlage mit voller Leistung notwendig ist. Wie sich nun im praktischen Betrieb gezeigt hat, führt ein solcher Heissgasüberschuss zu einer vorzeitigen Kristallisation des Kunststoffgranulates und zu einem Nach-oben-Wandern der Kristallisationszone in der Kristallisationskammer, was im s ungünstigsten Fall zu schädlichen, die Gutzufuhr beeinträchtigenden Anbackungen im Bereich der Granulateintrittsöffnung führen kann. Eine wesentliche Unteraufgabe besteht bei der Vorrichtung nach der Erfindung deshalb darin, beim Betrieb mit verminderter Leistung eine vorzeitige io Kristallisation sowie das Wandern der Kristallisationszone nach oben zu vermeiden. Zur Lösung dieser Unteraufgabe wird gemäss der weiteren Erfindung vorgeschlagen, die Kunststoffteilchen im oberen Bereich der Kristallisationskammer mit einem Kühlgasstrom zu beaufschlagen, der ihre 15 Erwärmung auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes begrenzt. Hierdurch ist ein Anbacken und Verkleben im oberen Bereich der Kristallisationskammer ausgeschlossen.

Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken besteht eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens 20 mit einer Kristallisationskammer, die oben eine Guteintrittsöffnung sowie eine Abgasaustrittsöffnung und unten eine Gutaustrittsöffnung sowie eine Heissgaseintrittsöffnung aufweist, und die unterhalb der Kristallisationskammer Trennmittel zur mechanischen Auflösung zusammengebackener 25 Kunststoffteilchen aufweist, darin, dass als Trennmittel eine Reibeinrichtung mit wenigstens einem bewegten Reibrost vorgesehen ist.

Gemäss der weiteren Erfindung ist in konstruktiv einfacher und zuverlässig wirkender Weise der Reibrost als eine 30 Vielzahl Ausnehmungen aufweisender Boden, etwa Lochboden, Gitterrost od. dgl. ausgebildet, der translatorisch bewegt ist. Wählt man in vorteilhafter Weise zwei mit einem der grössten Dimension der Kunststoffkörner entsprechenden Abstand übereinander angeordnete solche Böden, zwi-35 sehen denen eine Relativbewegung dadurch stattfindet, dass der obere Boden angetrieben ist, so ergibt sich ein optimaler Auslöseeffekt.

Für eine gleichmässige Kristallisation ist es wichtig, dass die Kunststoffkörner über den Querschnitt der Kristallisa-40 tionskammer überall die gleiche Beaufschlagung von seiten des heissen Gases erfahren. Dies wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch erzielt, dass unterhalb der Reibeinrichtung Verteilmittel zum Verteilen des Heissgasstromes über den gesamten Querschnitt der Kristallisations-45 kammer angeordnet sind, die vorzugsweise als satteldach-oder kegeldachförmige Hohlprofile ausgebildet und an eine Heissgasleitung angeschlossen sind.

Bei der Gestaltung der Kristallisationskammer muss Sorge getragen werden, dass das Granulat diese gut durch-50 strömen kann. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Kristallisationskammer zu diesem Zweck so ausgelegt, dass ihr Querschnitt von oben bis zu der Reibeinrichtung nach unten zunimmt. Zum Austragen des kristallinen Granulates wird die Kristallisationskammer zweckmässig mit ei-55 nem trichterförmigen Auslauf als Gutaustrittsöffnung versehen, der in einen letztere gleichzeitig abdichtenden Aus-tragsförderer, etwa eine Zellenradschleuse, mündet. Wird der Vorrichtung zum Trocknen des kristallinen Granulates auf die vorgegebene Endfeuchtigkeit ein Schachttrockner 60 unmittelbar nachgeordnet, so empfiehlt es sich, die Gutaustrittsöffnung der Kristallisationskammer als Stutzen konstanten Querschnittes auszubilden, der dann gleichzeitig als Einlauf für den unmittelbar nachgeschalteten Schachttrockner fungiert.

65 Zum Anwenden des Verfahrens mit dem Kühlgasstrom und gleichmässigem Beaufschlagen des gesamten Kristallisationskammerquerschnitts durch ihn kann die Kristallisationskammer erfindungsgemäss mit Verteilmitteln für den

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Kühlgasstrom versehen werden, welche oberhalb der Kristallisationszone in ihr angeordnet sind. Als Verteilmittel können die gleichen wie für das Heissgas benutzt werden, nämlich mit einer Kühlgasleitung verbundene Hohlprofile mit Satteldach- oder Kegeldachform.

Für ein einwandfreies Endprodukt, zum Beispiel einen Polyesterfaden von überall gleicher Beschaffenheit bzw. Qualität, ist es, wie die Praxis lehrt, von entscheidender Bedeutung, dass das Granulat bei der weiteren Verarbeitung, beispielsweise im Extruder, möglichst keinen Staub bzw. Feinanteile enthält, wie sie beim Transport, beim Kristallisationsvorgang usw. anfallen; Staub verhält sich in bezug auf Feuchtigkeitsaufnahme, Kristallisation usw. anders als das normale Kunststoffkorn und ist folglich im Endzustand anders beschaffen als dieses. Wird zum Beispiel mit Staub vermengtes Kunststoffgranulat zu Synthesefasern verarbeitet, so ergibt der anders beschaffene, festigkeitsmässig mindere Staub schwache Stellen, die zu den gefürchteten Fadenbrüchen führen. Man versucht deshalb, vor dem weiteren Verarbeiten Feinanteile bzw. Staub aus dem Granulat so weit wie möglich auszuscheiden.

Eine Nebenaufgabe im Rahmen der Erfindung besteht deshalb in der Verwirklichung eines Entstaubungsapparates für granulöse Kunststoffprodukte, insbesondere zur Kombination mit der Kristallisiervorrichtung nach der Erfindung. Gemäss der weiteren Erfindung wird zur Lösung der Nebenaufgabe ein Entstaubungsapparat vorgeschlagen mit einem Gefäss zum Beaufschlagen des Granulates mit einem Gasstrom, das unten einen Gaseintritt sowie Granulataustritt und oben einen Gasaustritt und einen axialen Zuführkanal für das Granulat besitzt, und dadurch charakterisiert ist, dass das Gefäss eine Querschnittsverengung hat und der Zuführkanal mit seinem gutaustrittseitigen Ende bis an oder in den verengten Bereich des Gefässes ragt.

Weil einerseits die einzelnen Körner des Granulates unterschiedliche Formen haben und anderseits das spezifische Gewicht der Granulate differiert, muss das Wirbelbett im Entstaubungsapparat entsprechend anpassbar sein, was durch Änderung der Geschwindigkeit des Gasstromes bewirkt wird. In Weiterausgestaltung des Entstaubungsapparates wird die Geschwindigkeitsänderung durch Variation des durchströmten Gefässquerschnittes erreicht, indem der Zuführkanal für das Granulat relativ zu dem verengten Bereich des Gefässes verstellbar ausgebildet ist, wobei entweder der verengte Bereich des Gefässes konisch und das gutaus-trittseitige Ende des Zuführkanals zylindrisch geformt sind oder der verengte Bereich des Gefässes zylindrisch und der Zuführkanal an seinem gutaustrittseitigen Ende konisch gestaltet sind.

Gemäss einer bevorzugten Ausbildungsform des Entstaubungsapparates nach der Erfindung wird dieser unmittelbar auf die erfindungsgemässe Kristallisiervorrichtung aufgesetzt und lösbar mit ihr verbunden; hierdurch wird eine sehr kompakte, raumsparende Bauweise erzielt und eine besondere Gasquelle eingespart, da der in der Kristallisiervorrichtung erforderliche Heissgasstrom zusätzlich für das Entstauben im Entstaubungsapparat verwendet wird. Abgesehen von einer Benutzung des erfindungsgemässen Entstaubungsapparates in Verbindung mit der Kristallisiervorrichtung nach der Erfindung kann dieser natürlich auch bei anderen Einrichtungen hzw. Maschinen eingesetzt werden, zum Beispiel in Kombination mit einem Extruder.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Kristallisiervorrichtung gemäss der Erfindung samt zugehörigem Entstaubungsapparat wiedergegeben, die im Nachfolgenden besprochen werden. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer als selbständige Einheit ausgebildeten Kristallisiervorrichtung mit zugeordnetem Austragförderer in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 die Ansicht einer mit einem Schachttrockner unmittelbar vereinigten Kristallisiervorrichtung, ebenfalls in vereinfachter Darstellung, und s Fig. 3 einen Längsmittelschnitt durch eine Kombination aus einer der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechenden Kristallisiervorrichtung und einem Entstaubungsapparat im grösseren Massstab, wobei der axiale Zuführkanal nicht geschnitten veranschaulicht ist und in jeder Figurenhälfte eine io andere Form von dem verengten Bereich des Gefässes und dem Zuführkanal dargestellt sind.

Mit Beziehung auf Fig. 1 besteht die Kristallisiervorrichtung im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, das eine vom Gut, beispielsweise Polyestergranulat, von oben nach unten 15 und von einem heissen Gas, zum Beispiel Heissluft, von unten nach oben durchströmte Kristallisationskammer 2 mit einer durch Pfeil markierten Kristallisationszone 3 um-schliesst. Das Gehäuse 1 hat quadratischen Querschnitt. Aufgrund der Schräglage der Wände 4 nimmt der Quer-2o schnitt der Kristallisationskammer 2 von oben nach unten zu. In der Decke 5 des Gehäuses 1 ist ein Einfüllstutzen 6 für das Granulat sowie ein Auslassstutzen 7 für die Heissluft vorgesehen. Das untere Ende des Gehäuses 1 wird von einem trichterförmigen Auslauf 8 gebildet, an dem sich eine 25 Zellenradschleuse 9 als Austragförderer anschliesst. Die Kristallisationskammer 2 und damit auch die Kristallisationszone 3 werden nach unten von einer Reibeinrichtung in Form zweier übereinander angeordneter Reibroste bzw. Lochböden 10,11, von denen der Lochboden 10 Löcher 12 3o mit etwa 30 mm Durchmesser und der Lochboden 11 Löcher 13 mit gleichem Durchmesser hat, begrenzt. Der untere Lochboden 10 ist unbeweglich auf Stützprofilen 14 angeordnet, die mit den Wänden 4 des Gehäuses 1 fest verbunden sind. Der obere Lochboden 11 ruht gleitend beweglich auf 35 Stützprofilen 15. Zwischen den beiden Lochböden10,11 ist ein lichter Abstand belassen, der etwas grösser ist als die grösste Dimension des zu verarbeitenden Granulats. Der Lochboden 11 ist mit einer dichtend durch die Wand 4 des Gehäuses 1 geführten Stange 16 fest verbunden, welche ihn 40 an einen bekannten, aus Exzenterhebel 17, Exzenterscheibe 18 sowie nicht veranschaulichtem Getriebemotor bestehenden Exzentertrieb kuppelt. Der Exzentertrieb bewegt den Lochboden 11 mit etwa 20 mm Hub hin und her.

Zum Zuführen der heissen Luft ist unterhalb der Loch-45 böden 10,11 aussen an dem Auslauf 8 ein Zuführkasten 19 mit Anschlussstutzen 20 angeschweisst, der an eine nicht näher dargestellte Heissluftquelle, etwa ein Gebläse mit nachgeschaltetem Heizregister, angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen dem Zuführkasten 19 und dem Innenraum so des Auslaufes 8 des Gehäuses 1 wird durch dreieckförmige Ausnehmungen 21 in der an dem Zuführkasten 19 anliegenden Wand des Auslaufes 8 und deckungsgleich angeordneten Ausnehmungen 22 im Zuführkasten 19 hergestellt. Jede der Ausnehmungen 21 mündet unter einem satteldachförmigen 55 Hohlprofil 23, das sich zwischen der Wand mit den Ausnehmungen 21 und der gegenüberliegenden Wand des Auslaufes 8 erstreckt und an diesen fixiert ist. Die Hohlprofile 23 fungieren als Verteilmittel zum gleichmässigen Verteilen des Heissluftstromes über den gesamten Querschnitt der Kristal-60 lisationskammer 2.

Für die Zufuhr von Kühlgas, zum Beispiel Luft mit Raumtemperatur von 20°, in den oberen Bereich der Kristallisationskammer 2 ist oben am Gehäuse 1 ein Zuführkasten 24 mit Anschlussstutzen 25 angeschweisst, welcher mit ei-65 nem nicht dargestellten Gebläse verbunden ist, das Kühlluft in den Zuführkasten 24 drückt. In den einander zugekehrten Wänden von Gehäuse 1 und Zuführkasten 24 vorgesehene, dreieckförmige Ausnehmungen 26 bzw. 27, welche deck

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ungsgleich plaziert sind, verbinden den Zuführkasten 24 mit der Kristallisationskammer 2, wobei jede der Ausnehmungen 26 unter einem als Verteilmittel für die Kühlluft dienenden Hohlprofil 28 mit Satteldachform mündet, das mit seinem einen Ende an der Wand 4 mit den Ausnehmungen 26 und mit seinem anderen Ende an der gegenüberliegenden Wand 4 des Gehäuses 1 befestigt ist.

Arbeitsweise der Kristallisiervorrichtung nach Fig. 1: Im Betrieb wird das amorphe Polyestergranulat kontinuierlich über den Einfüllstutzen 6 in die Kristallisationskammer 2 hineingefördert und böscht sich hier entsprechend seinem Böschungswinkel ab. Unter dem Einfluss der Schwerkraft strömt das Granulat in der Kristallisationskammer 2 um die Hohlprofile 28 herum und zwischen diesen hindurch abwärts in Richtung Kristallisationszone 3. Zur gleichen Zeit fliesst die über den Zuführkasten 19 und dessen Ausnehmungen 22 sowie die Ausnehmungen 21 im Auslauf 8 des Gehäuses 1 zugeführte, mittels der Hohlprofile 23 über den Gehäusequerschnitt verteilte Heissluft von ca. 150 bis 180 °C von unten nach oben durch die Kristallisationskammer 2 und beaufschlagt nach Passieren der beiden Lochböden 10,11 das ihr entgegenströmende Polyestergranulat. Hierbei wird das Granulat zunächst vorgewärmt und dann im Bereich der Kristallisationszone 3 auf etwa 135 bis 145 °C erhitzt, wobei sein Gefüge aus dem amorphen in den kristallinen Zustand übergeht. Bei der weiteren Abwärtsbewegung gelangt das kristalline Granulat in den Wirkungsbereich der Lochböden 10,11. Sofern sich in der Kristallisationszone 3 Verklumpungen bzw. Zusammenbackungen gebildet haben, was bei der Verarbeitung von hierzu sehr stark neigendem Unterwassergranulat stets der Fall ist, erfasst der besagte Lochboden 11 bei der Hin- und Herbewegung mit seinen Lochkanten diese Zusammenbackungen innerhalb der Granulatsäule und löst diese in einzelne Polyesterkörner auf. Weil das Zusammenbacken bzw. Verkleben der Polyesterkörner lediglich an ihrer Peripherie erfolgt, also kein Verschmelzen derselben stattfindet, lösen sich unter der Wirkung des Lochbodens 11 die Zusammenbackungen sehr leicht auf. Die einzelnen Polyesterkörner rieseln durch die Löcher 12 des unteren Lochbodens 10 in den Auslauf 8 und fliessen durch dessen Austrittsöffnung in die Zellenschleuse 9, die sie zum Beispiel einem Abförderer zuführt. Die Reibeinrichtung in Form der beiden Reibroste bzw. Lochböden 10,11 sorgt somit ständig dafür, dass das kristalline Gut nicht zum Blockieren der Vorrichtung bzw. zum Zusetzen derselben führt, falls in der Kristallisationszone 3 Verklebungen oder Klumpenbildungen auftreten, und die Kontinuität des Granulatstromes nicht beeinträchtigt wird, so dass an der Gutaustrittsöffnung ein stetiger Strom aus rieselfähigen Einzelkörnern abgegeben wird.

Die in der Kristallisationskammer 2 aus der Granulatsäule oben austretende Heissluft, welche beim Passieren der Granulatsäule den grössten Teil ihres Wärmeinhaltes an das Granulat abgegeben hat, verlässt mit ca. 30 bis 40 °C Temperatur die Kristallisationskammer 2 über den Auslassstutzen 7 und wird von dem besagten Gebläse wieder angesaugt, um nach entsprechender Aufheizung erneut in den Zuführkasten 19 geblasen und unter Vermittlung der Hohlprofile 23 der Kristallisationskammer 2 zugeführt zu werden.

Ist es aus irgendwelchen Gründen erforderlich, das Verfahren bzw. die Vorrichtung mit verminderter Leistung, das heisst verringertem Gutdurchsatz, zu betreiben, so muss bei unveränderter Heissgaszufuhr ein Wachsen der Kristallisationszone 3 nach oben und ein Anbacken des Granulates am Einfüllstutzen bzw. ein Zubacken desselben ausgeschlossen werden. Das geschieht in einem solchen Fall dadurch, dass das Gebläse für die Kühlluftzufuhr betätigt und der Zuführkasten 24 mit Kühlluft beaufschlagt wird, durch dessen Ausnehmungen 27 und die Ausnehmungen 26 im Gehäuse 1 die Kühlluft unter die Hohlprofile 28 strömt und von diesen über den gesamten Querschnitt der Kristallisationskammer 2 verteilt wird. Die Kühlluft vermischt sich im Bereich der s Hohlprofile 28 sofort mit der nach oben strömenden Heissluft, so dass deren Temperatur, die zum Beispiel hier ungefähr bei 100 °C liegt, so weit abgesenkt wird, dass die Temperatur des Granulates in dem kritischen Bereich oberhalb der Hohlprofile 28 unter dem Glaspunkt, zum Beispiel unter io 85 °C, bleibt. Damit sind beim Betrieb mit verminderter Leistung bzw. herabgesetztem Gutdurchsatz in diesem kritischen Bereich Verklumpungen und Anbacken des Granulates sicher vermieden.

Die in Fig. 2 dargestellte Gerätekombination umfasst 15 eine Kristallisiervorrichtung 100 sowie einen Schachttrockner 129. Die direkt auf den Schachttrockner 129 aufgesetzte Kristallisiervorrichtung 100 ist im Prinzip wie diejenige nach Fig. 1 aufgebaut und umfasst ein Gehäuse 101 mit Wänden 104, Decke 105, Einfüllstutzen 106 für KunststofFgranulat, 2o Auslassstutzen 107 für Heissluft und Auslauf 108, einen unteren, auf Stützprofilen 114 ruhenden, stationären Lochboden 110 mit Löchern 112, einen oberen, auf Stützprofilen 115 abgestützten, hin und her beweglichen Lochboden 111 mit Löchern 113 sowie einen aus Stange 116, Exzenterhebel 25117, Exzenterscheibe 118 und nicht veranschaulichten Getriebemotor bestehenden Exzentertrieb zum Erzeugen der Translationsbewegung des oberen Lochbodens 111. Der Auslauf 108 hat hier zylindrische Form und bildet gleichzeitig den Einlauf des Schachttrockners 129. 30 Der Schachttrockner 129 ist in bekannter Weise aus einer Mehrzahl übereinander angeordneter Trocknungsabteile 130 zusammengesetzt, von denen jedes für die Zufuhr von Heissluft einen Zuführkasten 131 mit Anschlussstutzen 132 und satteldachförmige Hohlprofile 133 als Verteilmittel zum Ver-35 teilen des Heissluftstromes über den gesamten Querschnitt des Schachttrockners 129 bzw. seiner Trocknungsabteile 130 aufweist. Eine unter jedem Hohlprofil 133 in das Innere des Schachttrockners 129 mündende Ausnehmimg 134 in der an den Zuführkasten 131 grenzenden Wand des Trocknungsab-40 teils 130 und eine deckungsgleich angeordnete Ausnehmung 135 gleicher Form und Grösse in dem Zuführkasten 131 verbinden das Innere jedes Trocknungsabteils 130 mit dem zugehörigen Zuführkasten 131.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1 be-45 sitzt hier die Kristallisiervorrichtung keine eigene Heissluft-zufuhr samt Verteilmittel für diese, sondern wird von dem im Schachttrockner 129 aufwärtströmenden Heissluftstrom mitbeaufschlagt, der aus dem obersten Trocknungsabteil 130 über den zylindrischen Auslauf 108 und durch die beiden so Lochböden 110,111 hindurch in die Kristallisationskammer 102 mit Kristallisationszone 103 strömt. Zuführ- und Verteilmittel für einen Kühlgasstrom im Bereich oberhalb der Kristallisationszone 103 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt und wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 zu 55 denken.

Die Arbeitsweise der Kristallisiervorrichtung 100 entspricht der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen; die Funktion des Schachttrockners 129 ist wie sein Aufbau Technikstand.

6o Die Fig. 3 zeigt eine Kombination aus Kristallisiervorrichtung 200 und Entstaubungsapparat 236 für Kunststoff-granulat. Die Kristallisiervorrichtung 200, von der lediglich das obere Ende zu sehen ist, hat hier zum Unterschied zu den Ausführungsformen gemäss den Fig. 1 und 2 ein im 65 Querschnitt kreisförmiges Gehäuse 201. Aus diesem Grunde sind die oberhalb der Kristallisationszone in der Kristallisationskammer 202 angeordneten Zuführmittel und Verteilmittel für den Kühlluftstrom und die unterhalb der Loch

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böden plazierten Zuführmittel und Verteilmittel für den Heissluftstrom anders gestaltet. Die Verteilmittel für die Kühlluft werden von einem zentralen, kegeldachförmigen Hohlprofil 237 sowie einem koaxial dazu angeordneten, satteldachförmigen Hohlprofil 238, das im Gegensatz zu den Hohlprofilen bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 nicht geradlinig, sondern kreisförmig ist, gebildet. Die Zufuhr der Kühlluft erfolgt mit Hilfe einer quer durch die Kristallisationskammer 202 verlaufenden Rohrleitung 239 mit Anschlussflanschen 240. Die Rohrleitung 239 ist durch die Wand 204 des Gehäuses 201 dichtend hindurchgeführt und an ihr befestigt und weist unterhalb des Hohlprofiles 237 eine Bohrung 241 und unterhalb des Hohlprofiles 238 zwei Bohrungen 242 für den Austritt der Kühlluft auf. Die aus Fig. 3 nicht ersichtlichen Zuführ- und Verteilmittel für die Heissluft sind genauso wie diejenigen für die Kühlluft ausgebildet zu denken.

Statt einer Decke mit Einfüllstutzen für das Kunststoffgranulat und Auslassstutzen für die Heissluft ist das Gehäuse 201 oben offen gestaltet und nimmt das durch Schrauben 243 mit ihm lösbar verbundene Gehäuse 244 des Entstaubungsapparates 236 unmittelbar auf. Das Gehäuse 244 ist oben mit einem Schauglas 245 sowie einem Auslassstutzen 246 für den Gasstrom, der in diesem Fall der aus der Kristallisiervorrichtung kommende Heissluftstrom ist, versehen. In dem oberen Teil seines Innenraumes sind Prallbleche 247,248 angeordnet, die zum Rückhalten nach oben spritzender Kunststoffkörner dienen. Das kegelstumpfför-mige Prallblech 247 ist an dem Gehäuse 244 angebracht und ragt mit seinem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende nach unten. Das Prallblech 248 ist ebenfalls kegel-stumpfförmig geformt und mit seinem Ende kleineren Durchmessers nach oben weisend an einem zentral im Gehäuse 244 angeordneten Zuführrohr 249 befestigt. Das Zuführrohr 249 ist an dem Gehäuse 244 durch Klemmschrauben 250 verstellbar fixiert und ragt mit seinem gutaustrittseitigen Ende 249a an dessen verengten Bereich 251 heran oder - je nach seiner Einstellung - mehr oder weniger in diesen hinein. Das obere Ende des Zuführrohres 249 ist über einen Faltenbalg 252 oder ein anderes Längendifferenzen ausgleichendes Element an den Auslauf 253 mit Dosierschieber 254 eines Vorratsbehälters 255 für das Granulat angeschlossen.

Um bei allen Produkten, insbesondere bei unterschiedlicher Form des einzelnen Kunststoffkornes, einen optimalen Entstaubungseffekt zu erzielen, muss die Geschwindigkeit des Gasstromes bzw. die Lage des Wirbelbettes veränderbar sein, was durch Änderung des verengten Querschnittbereiches 251 des Gehäuses 244 erfolgt. Die Querschnittsän-derung wird hier dadurch bewirkt, dass das Zuführrohr 249 in den verengten Bereich 251 mehr oder weniger hinein- oder aus diesem herausgestellt wird, wobei entweder der verengte Gehäusebereich 251 zylindrisch gestaltet und das gutaustritt-seitige Ende 249a des Zuführrohres 249 konisch ausgebildet

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sind, wie dies in dem rechts von der Mittellinie 256 liegenden Teil der Fig. 3 dargestellt ist, oder der verengte Gehäusebereich 251 konisch geformt und das gutaustrittseitige Ende 249a des Zuführrohres 249 zylindrisch ausgebildet sind, wie s es der links von der Mittellinie 256 befindliche Teil von Fig. 3 zeigt. In beiden Figurenhälften ist in strichpunktierten Linien noch je eine weitere Stellung, und zwar eine Position mit kleinerem Durchströmquerschnitt für die Heissluft, angedeutet.

io Das durch das Zuführrohr 249 zufliessende Granulat und die unter ihm befindlichen Feinanteile bzw. der an ihm haftende Staub verlassen in dem verengten Querschnittsbereich 251 des Gehäuses 244 als stetiger Strom dessen gutaus-trittseitiges Ende 249a und werden hier von dem aus der Kri-15 stallisiervorrichtung 200 nach oben strömenden Heissgas-strom beaufschlagt, welcher dem verengten Querschnitt entsprechend an dieser Stelle mit erhöhter Geschwindigkeit strömt. Je nach der eingestellten Geschwindigkeit bildet sich mehr oder weniger oberhalb der Gutaustrittsöffnung des Zu-2o führrohres 249 aus schwebenden Kunststoffkörnern und Feinanteilen sowie Staub ein Wirbelbett aus. Entsprechend den durch die eingestellte Geschwindigkeit des Heissluft-stromes vorgegebenen Schwebeverhältnissen bzw. Schwebegeschwindigkeiten sinken die normalen, relativ grossen 25 Kunststoffkörner aus dem Wirbelbett nach unten in die Kristallisationskammer 202 der Kristallisiervorrichtung 200, während der Staub und die Feinanteile aufgrund ihrer geringeren Schwebegeschwindigkeiten nach oben mitgenommen und durch den Auslassstutzen 246 des Gehäuses 244 heraus-30 getragen werden. Dabei aus dem Wirbelbett eventuell nach oben spritzende, normale Kunststoffkörner prallen gegen die Prallbleche 247,248 und fallen infolge der hieraus resultierenden Abbremsung in das Wirbelbett zurück und von dort abwärts in die Kristallisationskammer 202. In einem in 35 der an den Auslassstutzen 246 anschliessenden, nicht veranschaulichten Abführrohrleitung eingefügten Staubabscheider wird die Luft von dem mitgeführten Staub und Feingut getrennt und nach entsprechender Aufheizung erneut der Kristallisiervorrichtung 200 zugeführt. 40 Der mit dem erfindungsgemässen Kristallisierverfahren bzw. der entsprechenden Vorrichtung erzielte Fortschritt besteht in erster Linie in der Möglichkeit der Verarbeitung von Unterwasser-Granulat und weiterhin in der leistungsmässig vorteilhaften kontinuierlichen Arbeitsweise, in der sehr ko-45 stengünstigen Bauform, in der Eignung für grössere und grosse Leistungen sowie in einer besonders guten Energieausnutzung, da das heisse Gas während des Prozesses eine Abkühlung fast herab auf Raumtemperatur erfährt. Bei dem insbesondere für die neue Kristallisiervorrichtung vorge-5o schlagenen Entstaubungsapparat nach der weiteren Erfindung liegen die Vorteile in einer ebenfalls sehr einfachen und damit kostengünstigen Konstruktion, des weiteren in einem hohen Entstaubungsgrad sowie in der einfachen und feinfühligen Anpassbarkeit bzw. Einstellbarkeit auf Granulate 55 unterschiedlicher Kornform und verschiedenen Gewichts.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

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   PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Kristallisieren von Kunststoffgranulat, bei dem die Kunststoffteilchen durch eine von einem heissen hindurchtreten und in der Kristallisationsphase entstehende Teilchenverbackungen mechanisch aufgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffteilchen die Kristallisationskammer ausschliesslich unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft durchwandern und die hierbei im wesentlichen über den gesamten Querschnitt der Gutsäule entstehenden Verbackungen generell der mechanischen Auflösung unterworfen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffteilchen im oberen Bereich der Kristallisationskammer mit einem Kühlgasstrom beaufschlagt werden, der ihre Erwärmung auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes begrenzt.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Kristallisationskammer, die oben eine Guteintrittsöffnung sowie eine Abgasaustrittsöffnung und unten eine Gutaustrittsöffnung sowie eine Heissgaseintritts-öffnung aufweist, und die unterhalb der Kristallisationskammer Trennmittel zur mechanischen Auflösung zusammengebackener Kunststoffteilchen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel eine Reibeinrichtung (10,11; 110,

   111) mit wenigstens einem bewegten Reibrost (11,111) vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibrost als eine Vielzahl Ausnehmungen (13 bzw. 113) aufweisender Boden, beispielsweise als Lochboden (11 bzw. 111) oder Gitterrost ausgebildet ist, der translatorisch bewegt wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Böden (10,11 bzw. 110,111) übereinander angeordnet sind, von denen einer relativ zum anderen bewegt wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Boden (11 bzw. 111) angetrieben wird.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Reibeinrichtung (10,11; 110,111) Verteilmittel (23, 133) zum Verteilen eines Heissgasstromes über den gesamten Querschnitt der Kristallisationskammer (2,102) angeordnet sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verteilmittel Satteldach- oder kegeldachförmige Hohlprofile (23, 133) dienen, welche an eine Heissgasleitung (19,20; 131,132) angeschlossen sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Kristallisationskammer (2,102) von oben bis zu der Reibeinrichtung (10,11; 110, III) nach unten zunimmt.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutaustrittsöffnung von einem trichterförmigen Auslauf (8) gebildet wird, der in einen Austragförderer, beispielsweise in eine Zellenradschleuse (9), mündet.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutaustrittsöffnung von einem Stutzen (108) konstanten Querschnitts gebildet wird, der gleichzeitig Einlauf für einen immittelbar nachgeschalteten Schachttrockner (129) ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationskammer (2,202) mit Verteilmitteln (28; 237,238) für den Kühlgasstrom versehen ist, welche oberhalb der Kristallisationszone (3) in ihr (2,202) angeordnet sind.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilmittel als mit einer Kühlgasleitung (24,25; 239) verbundene, sattel- oder kegeldachförmige

    WIllJLil s 14. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gefass zum Beaufschlagen des Granulates mit einem Gasstrom aufweist, das unten einen Gaseintritt sowie Granulataustritt und oben einen Gasaustritt und einen axialen Zuführkanal für das Granulat besitzt, wobei das Ge-

    lo fäss (244) eine Querschnittsverengung (251) hat und der Zuführkanal (249) mit seinem gutaustrittseitigen Ende (249a) bis an oder in den verengten Bereich (251) des Gefässes (244) ragt.
14. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn-

    i5 zeichnet, dass der Zufuhrkanal (249) relativ zu dem verengten Bereich (251) des Gefässes (244) verstellbar ist.
15. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Bereich (251) des Gefässes (244) konisch und das gutaustrittseitige Ende (249a) des Zuführ-

    20 kanals (249) zylindrisch geformt sind.
16. 17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Bereich (251) des Gefässes (244) zylindrisch und der Zuführkanal (249) an seinem gutaustrittseitigen Ende (249a) konisch gestaltet sind.

    25 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14,15,16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefass (244) auf eine Vorrichtung (200) gemäss Anspruch 3 aufgesetzt und lösbar (243) mit dieser (200) verbunden ist.

    35 Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kristallisieren von Kunststoffgranulat, insbesondere Polyestergranulat, bei dem die Kunststoffteilchen durch eine von einem heissen Gas im Gegenstrom durchsetzte Kristallisationskammer hindurchtreten und in der Kristal-40 lisationsphase entstehende Teilchenverbackungen mechanisch aufgelöst werden.

    Verfahren zum Kristallisieren von Kunststoffgranulat arbeiten bislang überwiegend mit sogenannten Wirbelerhitzern oder Wirbeltrocknern; das sind mit speziellen Einbauten 45 oder Rührwerken ausgestattete, topfförmige Gefässe, in welchen das Kunststoffgranulat chargenweise einem aufwärts gerichteten Heissgasstrom aufgegeben und eine Zeitlang frei-schwebend sowie wirbelnd gehalten wird, wobei es aus dem amorphen in den kristallinen Zustand übergeführt wird. Die so mit Hilfe der besagten Einbauten und des Heissgasstromes erzeugte Wirbelbewegung der Kunststoffkörner verhindert dabei deren Anbacken bzw. Zusammenkleben. Die beispielsweise aus der FR-PS 1 352 614 sowie der DE-PS 2 155 785 bekannten Geräte dieser Art erfordern einen hohen Ener-55 gieaufwand und sind infolgedessen sowie wegen ihrer aufwendigen Einbauten relativ teuer; ein weiterer Mangel liegt in dem diskontinuierlichen Ablauf des Kristallisationsvorganges.

    Wenngleich aus der FR-PS 1 478 224 und der DE-OS 60 1 779 521 auch bereits kontinuierliche Verfahren zum Kristallisieren bekannt geworden sind, die einerseits mit einer Wirbelbetteinrichtung und anderseits mit Materialdurchgang durch die Kristallisationszone in kompakter Schüttung unter Schwerkrafteinfluss und zusätzlicher Rührwirkung ar-65 beiten, so ist doch sämtlichen vorgenannten Verfahren bzw. Vorrichtungen gemeinsam, dass sie sich lediglich für granulierte Produkte mit relativ geringer Neigung zu Verbackungen eignen, wie z.B. sogenanntes Band- oder Stranggranulat.

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    Bei diesen aus quaderförmigen Teilchen gebildeten Granulatarten besteht nämlich aufgrund des durch den Herstel-lungsprozess bedingten unterschiedlichen Vorkristallisationsgrades an den Schnittflächen einerseits und den Deckflächen anderseits nur eine Neigung zu Verbackungen in ein und derselben Orientierung, die darüber hinaus durch geeignete Wahl der Verfahrenstemperatur in Grenzen gehalten bzw. durch Rührwerke verhindert werden kann. Auch mechanische Auflösungsmittel nach Art der aus der DE-OS 1 779 521 bekannten, mit Stiften besetzten Walzen waren allein auf die Eigenschaften dieser Granulatarten abgestimmt und kamen bislang überhaupt nur unter abnormen Bedingungen wie z.B. bei falschen Temperaturen, Brechen von Rührblättern usw. zum Einsatz und bewirkten so lediglich in Ausnahmefällen die Auflösung kleinerer Blöcke von Bandbzw. Stranggranulat.

    In neuerer Zeit sind indessen die genannten Granulatarten mehr und mehr abgelöst worden durch das sogenannte Unterwasser-Granulat, bei dem die aus der Schmelze kommenden Stränge zylindrischen Querschnittes in noch plastischem Zustand unter Wasser geschnitten werden. Energieaufwand und Flächenbedarf sind hier ganz wesentlich geringer, so dass derartige unter Wasser granulierte Produkte heute eindeutig bevorzugt werden. Anderseits entwickelt dieses Unterwasser-Granulat aufgrund eines sehr geringen und gleichmässigen Vorkristallisationsgrades sowie der Kornform eine allseitig extrem ausgeprägte Klebeneigung, d.h., es kommt bei Erwärmung zu ganz erheblichen, ausgedehnten Verbackungen in allen Richtungen, so dass hier sämtliche bisher bekannten Kristallisationsverfahren mit Rühr- sowie Wirbelbetteinrichtungen schon nach kurzer Zeit restlos versagen.