DE102008031834A1

DE102008031834A1 - Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln in einem Kühlkreislauf bei der Profilextrusion

Info

Publication number: DE102008031834A1
Application number: DE102008031834A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Krasel; Ralf Mülke
Original assignee: Battenfeld Extrusionstechnik GmbH
Current assignee: Battenfeld Cincinnati Germany GmbH
Priority date: 2008-07-05
Filing date: 2008-07-05
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-07-06
Also published as: DE102008031834B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Partikeln und kondensierbaren Bestandteilen in einer Entgasung bei der Profilextrusion, das die Schritte umfasst: a) Absaugen des Gases, b) welches zunächst einen Filter aus Drahtgewebe passiert, c) anschließend einen Wärmetauscher und einen befeuchteten Vliesfilter durchströmt, wobei sich Kondensat bildet und Spülmedium und Kondensat d) nach unten auf den Filter tropfen und diesen durchfließen und e) in einem Sammelbehälter aufgefangen werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln und kondensierbaren Bestandteilen in einer Entgasung eines Profilextruders, bestehend aus einem Unterteil (1), einem Mittelteil (2) und einem Oberteil (3).
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Unterteil (1) einen integrierten Filter (1.3), das Mittelteil (2) einen Wärmetauscher (2.2) mit Wärmetauscheranschlüssen (2.1) umfasst und das Oberteil (3) als Deckel ausgeführt ist, der den Wärmetauscher (2.2) umschließt, wobei die drei Teile, Unterteil (1), Mittelteil (2) und Oberteil (3), derart miteinander verbunden sind, dass sie eine einzige zusammenhängende Funktionseinheit bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln und kondensierbaren Bestandteilen bei der Entgasung eines Extruders. Die Vorrichtung besteht aus einem Unterteil, einem Mittelteil und einem Oberteil.
Bei Profilherstellern existieren Kühlkreisläufe mit Wasser, das zur Kühlung der Profile in der Extrusionslinie eingesetzt wird und mit dem auch einzelne Bauteile oder Aggregate des Extruders gekühlt werden. Diese Kühlkreisläufe sind offene Systeme und haben in Vorlauf einen Wasserdruck von ca. 4–6 bar und einen drucklosen Rücklauf. Die Wassertemperatur beträgt ca. 12–16°C.
Bei der Verarbeitung des Kunststoffs werden beispielsweise Doppelschneckenextruder eingesetzt und zur Entgasung eine Wasserring-Vakuumpumpe genutzt. Diese Wasserring-Vakuumpumpen sind gegenüber trocken laufenden Vakuumpumpen preiswerter, wartungs- und geräuschärmer. Weiterhin benötigen sie auch weniger Platz. Zum Aufbau des Vakuums werden sie mit Prozesswasser aus dem Vorlauf des Kühlkreislaufs versorgt. In die Pumpe treten also das abgesaugte Gas und Prozesswasser ein. Während der Verdichtung in der Pumpe werden kondensierbare Bestandteile des Gases ausgewaschen. Aus dem Druckstutzen der Vakuumpumpe treten abgesaugtes Gas und Prozesswasser mit Kondensat aus, dem Rücklauf des Kühlkreislaufs wird das ablaufende Prozesswasser der Wasserring-Vakuumpumpe wieder zugeführt. Bei bestimmten Kunststoffrezepturen fällt Kondensat in so großer Menge an, dass es die Kühlkreisläufe verschmutzt.
Daher liegt die Aufgabe in dieser Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von Partikeln und kondensierbaren Bestandteilen bei der Extruderentgasung des Extrusionsprozesses einfach zu ermöglichen und dabei anfallende größere Kondensatmengen abscheiden zu können.
Die Lösung des Verfahrens zum Abscheiden von Partikeln und kondensierbaren Bestandteilen in der Extruderentgasung bei der Profilextrusion umfasst die Schritte, dass a) das Gas abgesaugt wird, welches b) zunächst einen Filter aus Drahtgewebe passiert, welcher Kunststoffpulver zurückhält und c) anschließend einen Wärmetauscher durchströmt, wobei sich das Kondensat bildet, welches d) nach unten auf den Filter tropft und diesen durchfließt und e) in einem Sammelbehälter aufgefangen wird. Dem Wärmetauscher folgend ist ein Filtervlies, welches befeuchtet werden kann und als weitere Abscheiderstufe dient.
Mit diesem Verfahren wird es möglich, feine Partikel und eine wesentlich größere Menge des während der Abkühlung des abgesaugten Gases entstehenden Kondensats bei der Entgasung abzuscheiden. Das anfallende Kondensat besteht aus Wasser und anderen Stoffen, die aus der beispielsweise PVC-Mischung abgesaugt werden, was mittels eines Unterdruckes von beispielsweise 900 mbar realisiert werden kann.
Vorteilhafter Weise ist die Füllhöhe des Kondensats im Sammelbehälter über ein Schauglas und/oder eine automatisierte Überwachung kontrollierbar. Es kann somit rechtzeitig festgestellt werden, ob ein verschmutzter Behälter auszutauschen ist oder nicht, was fortbildungsgemäß durch Trennen mittels Kupplung der Gas- und Kühlwasserleitung ermöglicht wird. Alternativ dazu kann auch eine automatische, kontinuierlich arbeitende Kondensatentleerungsvorrichtung angeschlossen werden, mit Hilfe derer das Kondensat aus dem Vakuumbehälter hinausgeführt wird.
Die Lösung der vorrichtungsgemäßen Aufgabe ist in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil einen integrierten Filter, das Mittelteil einen Wärmetauscher mit Wärmetauscheranschlüssen und Filtervlies umfasst und das Oberteil als Deckel ausgeführt ist, der den Wärmetauscher mit Filtervlies umschließt und Spülmediumanschlüsse besitzt, wobei die drei Teile, Unterteil, Mittelteil und Oberteil, derart miteinander verbunden sind, dass sie eine einzige zusammenhängende Funktionseinheit bilden.
Mittels dieser Vorrichtung kann das in größeren Mengen anfallende Kondensat abgeschieden werden, welches bei Wasserring-Vakuumpumpen alleinig zum größten Teil von der Pumpe aus dem abgesaugten Gas gewaschen wurde und zur schnellen Verschmutzung des Kühlwassers führt, die durch die Aufbereitung des Kühlwassers mit der bestehenden Anlagentechnik nicht ausgeglichen werden konnte.
Weiterbildungsgemäß ist vorgesehen, dass im Unterteil ein Prallblech angeordnet ist, welches verhindert, dass z. B. PVC-Pulver direkt auf den Filter auftrifft. In einer weiteren Fortbildung ist vorgesehen, dass das Unterteil ein Schauglas und/oder eine automatisierte Überwachung sowie einen Ablasshahn aufweist. Weiterhin ist vorteilhafter Weise der Filter aus einem Drahtgewebe, insbesondere einem Metalldrahtgewebe, ausgeführt. Der Metalldrahtfilter könnte auch in einem separaten Behälter angeordnet sein.
Weiterbildungsgemäß ist vorgesehen, dass das Oberteil einen Anschlussstutzen für eine Vakuumpumpe aufweist und dass zwischen den drei Teilen, Unterteil, Mittelteil und Oberteil, Gummidichtungen zur gegenseitigen Abdichtung vorgesehen sind, und diese mittels Schnellspannverschlüssen miteinander verbunden sind.
Mit diesem Anlagenkonzept kann eine Wasserringpumpe oder trocken laufende Vakuumpumpe eingesetzt werden, da der Pumpe außer den saugseitigen Filtern ein Wärmetauscher vorgeschaltet ist. Dieser wird von den abgesaugten Gasen und von Kühlmittel durchströmt. Die Gase werden so weit abgekühlt, dass Kondensat entsteht, welches aufgefangen wird. Durch die Abscheidung kondensierbarer Gasbestandteile vor der Pumpe kann eine trocken laufende Vakuumpumpe betrieben werden. Gleichzeitig eröffnet sich auch wieder die Möglichkeit, eine Wasserring-Vakuumpumpe einzusetzen, da nun der Kühlkreislauf mit bedeutend weniger Kondensat verschmutzt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Abscheidesystem ist der Einsatz eines Wärmetauschers, der mit allen erforderlichen Filtern in einem Behälter integriert ist, die zum Betrieb einer trocken laufenden oder Wasserring-Vakuumpumpe erforderlich sind, vorgesehen. Dabei ist der Behälter auf der Gas- und Kühlwasserseite mit Kupplungen ausgestattet, die ein schnelles Austauschen eines verschmutzten Behälters gegen einen gesäuberten erlauben.
Das abgesaugte Gas passiert zuerst einen Filter aus Drahtgewebe, der als Vorabscheider für PVC-Pulver dient. Dieses PVC-Pulver wird vorwiegend beim Anfahren der Maschine abgesaugt. Danach durchströmt das Gas einen Wärmetauscher und ein Filtervlies, hier entsteht Kondensat. Dieses tropft nach unten in den Drahtgewebefilter ab, durchfließt ihn und wird im Sammelbehälter unten aufgefangen. Der Flüssigkeitsstand im Sammelbehälter kann durch ein Schauglas kontrolliert werden oder automatisch abgeführt werden. Das Gas wird im feuchten Filterschlauch weiter von Partikeln und Kondensat gereinigt. Bei Verwendung einer trocken laufenden Vakuumpumpe kann hinter dem Wärmetauscher ein Filterschlauch eingesetzt werden, wie er in ähnlicher Ausführung in Ent staubungsanlagen verwendet wird. Der Filterschlauch ist aus mehreren, unterschiedlichen Lagen Filtervlies aufgebaut und kann damit sowohl Kondensatreste aufnehmen als auch Partikel abscheiden.
Der Filterschlauch kann periodisch oder kontinuierlich gespült werden.
In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben.
In der Figur ist die zusammengesetzte Funktionseinheit, bestehend aus Unterteil 1, Mittelteil 2 und Oberteil 3 zu sehen. Das Unterteil 1 weist einen Ansaugstutzen 1.1 auf, ein Prallblech 1.2, welches verhindert, dass Partikel wie PVC direkt auf den Filter auftreffen, welcher als 1.3 wiedergegeben ist. Zum Ablassen des anfallenden Kondensats ist ein Ablasshahn 1.4 vorgesehen, wobei die Füllhöhe des Kondensats über das Schauglas 1.5 abgelesen werden kann. Das Mittelteil 2 weist die Anschlüsse für Kühlwasser 2.1 auf, die mit dem Wärmetauscher 2.2 in Verbindung stehen. Am Wärmetauscher 2.2 ist ein Stützblech 2.3 angeordnet, welches einen eingesetzten Filterschlauch 3.1 stützt und verhindert, dass dieser Filterschlauch 3.1 am Wärmetauscher 2.2 anliegt. Das Oberteil 3 umschließt den Wärmetauscher 2.2 in Gänze und weist einen Anschlussstutzen 3.2 für eine Vakuumpumpe auf. Alle drei Teile, Unterteil 1, Mittelteil 2 und Oberteil 3, sind mittels nicht dargestellter Spannverschlüsse fest miteinander verbunden, wobei die Anlageflächen mit einer Dichtung versehen sind, die die drei Teile zu einer Funktionseinheit verbindet.

1: Unterteil
1.1: Ansaugstutzen
1.2: Prallblech
1.3: Filter
1.4: Ablasshahn
1.5: Schauglas
2: Mittelteil
2.1: Anschlüsse für Kühlmedium
2.2: Wärmetauscher
3: Oberteil
3.1: Filterelement
3.2: Anschlussstutzen für Vakuumpumpe

Claims

Verfahren zum Abscheiden von Partikeln und Kondensat bei der Extruderentgasung in einer Extrusionslinie, das die Schritte umfasst: a) Absaugen des Gases, b) welches zunächst einen Filter aus Drahtgewebe passiert, c) anschließend einen Wärmetauscher und einen weiteren Filterdurchströmt, wobei sich Kondensat bildet, welches d) nach unten auf den Filter tropft und diesen durchfließt und e) in einem Sammelbehälter aufgefangen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllhöhe des Kondensats im Sammelbehälter über ein Schauglas oder eine automatische Überwachung kontrolliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Austausch eines verschmutzten Behälters die Gas- und Kühlwasserleitungen mittels Kupplungen getrennt werden.
Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln in einem Kühlkreislauf einer Extrusionslinie, bestehend aus einem – Unterteil (1), einem – Mittelteil (2) und einem – Oberteil (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (1) einen integrierten Filter (1.3), das Mittelteil (3) einen Wärmetauscher (2.2) mit Wärmetauscheranschlüssen (2.1) umfasst und das Oberteil (3) als Deckel ausgeführt ist, der den Wärmetauscher (2.2) umschließt, wobei die drei Teile, Unterteil (1), Mittelteil (2) und Oberteil (3), derart miteinander verbunden sind, dass sie eine einzige zusammenhängende Funktionseinheit bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (1) ein Prallblech (1.2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (1) ein Schauglas (1.5) und/oder einen Ablasshahn (1.4) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (1.3) ein Drahtgewebe, vorzugsweise ein Metalldrahtgewebe, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberteil (3) ein Anschlussstutzen (3.2) für eine Vakuumpumpe vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Teile, Unterteil (1), Mittelteil (2) und Oberteil (3), mittels Gummidichtungen gegeneinander abdichtbar sind und über Schnellspannverschlüsse miteinander verbunden sind.