DE1030014B

DE1030014B - Device for making beads from fusible materials, in particular polyethylene

Info

Publication number: DE1030014B
Application number: DEB31485A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Eilbracht; Dr Manfred Haeberle
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1954-06-19
Filing date: 1954-06-19
Publication date: 1958-05-14

Description

Vorrichtung zum Herstellen von Perlen aus schmelzbaren Stoffen, insbesondere Polyäthylen Stoffe, die bei Raumtemperatur fest sind. z. B. Device for making beads from fusible materials, in particular Polyethylene substances that are solid at room temperature. z. B.

Wachse, Farbstoffe und andere Produkte der chemischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittel-Industrie, werden in Perlform übergeführt, indem man sie schmilzt und auf gekühlte rotierende Unterlagen. wie Teller. Walzen und Bänder, auftropft. Als Tropfvorrichtung wurden bisher heizbare Wannen benutzt. die an der Unterseite entweder Bohrungen besitzen oder Düsen mit einzelnen einstellbaren Ventilnadeln oder einfache Röhrchen, die ebenfalls einzeln der Höhe nach verstellbar sind. Bei diesen Tropfeinrichtungen spielt der Flüssigkeitsstand in der heizbaren vanne eine wesentliche Rolle, und bei gegebenem Stand wird in den beiden letzten Fällen die Tropfgeschwindigkeit durch Verstellen der Ventilspindeln hzw. Röhrchen eingestellt. Die maximale Tropfgeschwindigkeit gibt zusammen mit der Geschwindigkeit der rotierenden Unterlage die maximale Arbeitsleistung der Pastilliermaschine. wobei sich aus der Zähigkeit und Oberflächenspallliullg des hetreffenden Stoffes bei der entsprechenden Arbeitstemperatur die Dimensionen der Düsen bzw. Röhrchen ergeben. Bei allen Vorrichtungen darf der Produktfluß in der Zeiteinheit durch die Düsen. Röhrchen oder Bohrungen einen bestimmten Wert nicht überschreiten, da sonst l ; ein einzelner Tropfen. sondern ein n Flüssigkeitsstrahl entsteht. Es ist aber nachteilig, daß jede Düse bzw. jedes Röhrchen einzeln mit der Hand eingestellt werden muß. Außerdem hat es sich beim Arbeiten mi. t diesen Vorrichtungen gezeigt, daß öfters Verstopfunen auftreten, die eine Reinigung notwendig machen.Waxes, dyes and other chemical, pharmaceutical products and food industries, are pearled by melting them and on cooled rotating substrates. like plate. Rollers and belts, dripped on. Up to now, heatable tubs have been used as drip devices. the one at the bottom either have holes or nozzles with individually adjustable valve needles or simple tubes, which are also individually adjustable in height. at The liquid level in the heated vat plays a role in these drip devices essential role, and given the status, in the last two cases the Drop speed by adjusting the valve spindles hzw. Tubes set. The maximum dripping speed gives along with the speed of the rotating Document the maximum output of the pastillation machine. whereby from the Toughness and surface tolerance of the relevant substance in the case of the corresponding Working temperature result in the dimensions of the nozzles or tubes. With all devices the product flow in the unit of time through the nozzles is allowed. Tubes or bores do not exceed a certain value, otherwise l; a single drop. but a liquid jet is created. But it is disadvantageous that each nozzle or each Tubes must be adjusted individually by hand. Besides, the Work with t shown to these devices that clogging occurs frequently, which make cleaning necessary.

Zudem müssen die Düsen öfters nachgestellt werden.In addition, the nozzles have to be readjusted frequently.

Die Leistung einer derartigen Pastilliermaschine ist deshalb technisch unbefriedigend.The performance of such a pastillation machine is therefore technical unsatisfactory.

Mit einer Vorrichtung nach der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die Schmelze eines bei Raumtemperatur festen Staffes, der in Perlen überführt werden soll, tritt dabei ebenfalls aus mindestens einer am Boden des Schmelzbehälters befindlichen Dfise aus und erstarrt in Form von Perlen auf einer gekühltenUnterlage. Das Neue ist nur darin zu sehen, daß in der Bohrung der Düse ein mechanisch elektrisch oder pneumatisch angetriebener hin- und hergehender Stab angeordnet ist. Bei der Abwärts-I) ewegung des Stabes wird die Fließgeschwindigkeit der Schmelze durch die Düse erhöht und man erreicht dabei, daß von dem Stab Tropfen in beeinflußbarer Folge auf die gekühlte Unterlage fallen, wo si, e zum Erstarren gebracht werden. Die Folge der Tropfen läßt sich dabei durch Andern der Hubfreyuenz des Stabes in der Düse in weiten Grenzen variieren. In der Regel wird man Vorrichtungen benützen, die mehrere derartige Düsen mit periodisch dariii hin-und hergehenden Stäben besitzen. Die Mengenleistung einer derartigen Vorrichtung ist am grökten, wenn der hui-und herbewegte Stab unter Beibehaltung des Abstandes der Düsenmündung von der gekühlten Unterlage dieser so weit genähert wird, daß der am Stab hängende Tropfen die gekühlte Unterlage berührt. With a device according to the invention, these disadvantages are avoided. The melt of a staff which is solid at room temperature and which is converted into beads should also emerge from at least one located at the bottom of the melting vessel Dfise out and solidify in the form of pearls on a cooled surface. The new can only be seen in the fact that in the bore of the nozzle a mechanical or electrical pneumatically driven reciprocating rod is arranged. At the downward I) As the rod moves, the flow rate of the melt through the nozzle is increased and one achieves that from the rod drops in a controllable sequence on the Chilled substrate fall where they are made to solidify. The consequence of the Drops can be widened by changing the stroke frequency of the rod in the nozzle Limits vary. As a rule, devices will be used which have several such Have nozzles with rods reciprocating periodically. The volume output one Such a device is greatest when the hui-back and forth while maintaining the rod the distance between the nozzle orifice and the cooled base approximates this as much is that the droplet hanging on the rod touches the cooled base.

Die Dimensionen der Düse und des Stabes werden zweckmäBig derartig gewählt, daß der unbewegte Stab keine abdichtende Wirkung besitzt. Dadurch tritt bei rundem Stab ein kontinuierlicher Strahl der Schmelze aus der Düse. Erst die Reibungskräfte und Beharrungskräfte, die durch die Aufwärtsbewegung des Stabes auftreten, führen zur Tropfenbildung durch Unterbrechung des Strahls. Die Gestalt des Stabes kann beliebig sein ; sie richtet sich im allgemeinen nach den Eigenschaften der Schmelze, der Arbeitstemperatur und der gewünschten Tropfengröße. Gute Ergebnisse erhält man mit Stälen, die einen kreisförmigen Querschnitt haben. Die Stase können auch an einzelnen Stellenverstärktoderverjüngt sein. So kann man beispielsweise Stäbe verwenden, deren unterer Teil kugel-oder tellerförmig ist. The dimensions of the nozzle and the rod become appropriately such chosen that the immobile rod has no sealing effect. This occurs with a round rod, a continuous stream of melt from the nozzle. First the Frictional forces and inertia forces that occur due to the upward movement of the rod, lead to the formation of drops by interrupting the jet. The shape of the staff can be anything; it is generally based on the properties of the Melt, the working temperature and the desired droplet size. Good results obtained with stalks that have a circular cross-section. The stasis can also be reinforced or tapered in individual places. So you can, for example Use rods whose lower part is spherical or plate-shaped.

Diese Verstärkungen sind so angebracht, daß sie bei der Lage des Stabes im oberen Totpunkt im Düsenmund liegen. Durch entsprechende Dimensionierung von Düsenweite und Stabdurchmesser kann auch die Tropfen- bzw. Perlgröße stark verändert werden ; vor all, em aber durch Anderung der Stabfrequenz. Die Tropfgeschwindigkeit selbst kann bei gegebenen Dimensionen von Düse und Stab durch die Frequenz der Stabbewegung sowie in geringem Umfang durch die Hubhöhe verändert werden. Bei konstanten Dimensionen von Düse und Stab erhält man bei hoher Stabfrequenz kleine Perlen und bei kleiner Frequenz große Perlen. Ein wesentlicher Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß man die Düsenspindeln bzw. Rohrchen nicht mehr einzeln einstellen muß, sondern daß die Stäbe an einer gemeinsamen Aufhängevorrichtung befestigt und gleichzeitig auf und ab bewegt werden können. Dadurch wird auch eine Verstopfung der Düsen unterl) unden. Die Standhöhe in der tanne ist hier im Gegensatz zu den bisher verwendeten Düsen von geringerer Bedeutung.These reinforcements are attached so that they are in the position of the rod lie in the top dead center in the nozzle mouth. By appropriately dimensioning Nozzle width and rod diameter can also greatly change the size of the droplets or pearls will ; above all, but by changing the rod frequency. The drip speed even given the dimensions of the nozzle and rod, it can be determined by the frequency of the rod movement and can be changed to a small extent by the lifting height. With constant dimensions from the nozzle and rod, small pearls are obtained with a high rod frequency and small pearls with a smaller one Frequency big pearls. There is a major advantage of this invention in this, that you no longer have to adjust the nozzle spindles or tubes individually, but that the rods attached to a common suspension device and at the same time can be moved up and down. This also prevents the nozzles from clogging. unden. The standing height in the fir tree is in contrast to the one previously used Nozzles of minor importance.

Hierdurch wird die Leistung der Machine um den fünf-bis zehnfachen Betrag gesteigert und gleichzeitig eine wesentlich dichtere Flächenbelegung der gekühlten rotierenden Unterlage erzielt. Die Auf-und Abwärtsbewegung der Stäbe kann in an sich bekannter Weise einzeln oder gemeinsam durch Exzenterscheiben, Nockenwellen, durch ein periodisches Magnetfeld oder pneumatisch bewerkstelligt werden. wobei die Abwärtsbewegung durch eine Federkraft beschleunigt werden kann. This increases the performance of the machine by five to ten times Amount increased and at the same time a much denser area occupancy of the cooled rotating base achieved. The up and down movement of the bars can in a manner known per se, individually or jointly by means of eccentric disks, camshafts, be accomplished by a periodic magnetic field or pneumatically. whereby the downward movement can be accelerated by a spring force.

BeimperiodischenMagnetfeldkönnen die einzelnen Stäbe an der oberen Seite an einem gemeinsamen Weicheisenkern befestigt werden, der durch das Magnetfeld periodisch gehoben und durch die eigene Schwere oder mit Federkraft abwärts bewegt wird. With the periodic magnetic field, the individual bars on the upper Side to be attached to a common soft iron core, which is generated by the magnetic field periodically lifted and moved downwards by its own weight or by spring force will.

Die Stäbe können auch einzeln mit einem Weicheisenzylinder bzw.-teller versehen sein und mit der Frequenz des Magnetfeldes sich auf und ab bewegen. Zur Einstellung des periodischen Magnetfeldes wird unterbrochener Gleichstrom benutzt. Wenn man als Kühlvorrichtung einen rotierenden Teller benutzt, ist es zweckmäl3ig, die Hubfrequenzen der Stäbe von außen nach innen schrittweise kleiner zu halten, um eine gleichmäBige Flächenbelegung zu erzielen, während man bei Kühlbändern und Kiihlwalzen nur eine Hubfrequenz benötigt.The bars can also be used individually with a soft iron cylinder or plate be provided and move up and down with the frequency of the magnetic field. To the Interrupted direct current is used to set the periodic magnetic field. If a rotating plate is used as a cooling device, it is advisable to to keep the stroke frequencies of the bars gradually lower from the outside in, in order to achieve an even surface coverage, while cooling belts and Cooling rollers only require one stroke frequency.

Beispiel 1 Bei der Uberführung einer Polyäthylenschmelze in Perlen wird die Leistung einer Düse mit einer einstellbaren Ventilnadel, wie sie in Abb. 1 dargestellt ist, unter gleichen Bedingungen mit der einer Düse. in der sich periodisch ein Stab auf und ab bewegt (s. Abb. 2). verglichen. In beiden Fällen beträgt die Flüssigkeitsstandhöhe 60 mm und die Viskosität des geschmolzenenProduktes bei einer Tropftemperatur von 230° C 70 cSt. Example 1 When converting a polyethylene melt into pearls the performance of a nozzle with an adjustable valve needle, as shown in Fig. 1 is shown under the same conditions as those of a nozzle. in which periodically a stick moves up and down (see Fig. 2). compared. In both cases the Liquid level height 60 mm and the viscosity of the molten product at a Drop temperature of 230 ° C 70 cSt.

Der Durchmesser der Düse G nach Abb. 1 beträgt 5, 5 mm, die Ventilnadel F verjüngt sich von 5, 5 auf 1, 5 mm Durchmesser. Der Perlenabstand auf dem Kühlteller beträgt 1, 2 cm, der Perlendurchmesser 5, 5 mm und das durchschnittlichePerlengewicht 0, 048 g. Die Düse ist auf maximale Tropfgeschwindigkeiteingestellt. In der gleichen Düse G bewegt sich nach Abb. 2 ein Stab F von 2, 0 mm Durchmesser. Der Perlabstand beträgt 1, 5 mm und der Perlendurchmesser 10 mm. Die Hubfrequenz liegt bei etwa 200/min, das durchschnittliche Gewicht einer Perle ist 0, 19 g. In gleichen Zeitabschnitten werden bei einer Düse nach Abb. 1 400 g und bei einer Düse nach Abb. 2 1900 g Polyäthylen in Perlform erhalten. The diameter of the nozzle G according to Fig. 1 is 5.5 mm, the valve needle F tapers from 5.5 to 1.5 mm in diameter. The distance between the pearls on the cooling plate is 1.2 cm, the pearl diameter is 5.5 mm and the average pearl weight 0.048 g. The nozzle is set to the maximum dripping speed. In the same According to Fig. 2, a rod F with a diameter of 2.0 mm moves nozzle G. The pearl spacing is 1.5 mm and the pearl diameter is 10 mm. The stroke frequency is around 200 / min, the average weight of a pearl is 0.19 g. In the same time periods a nozzle according to Fig. 1 400 g and a nozzle according to Fig. 2 1900 g polyethylene preserved in pearl form.

Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt also rund d fünffach höhere Ausbeute gegenüber der bisher gebräuchlichen Anordnung. Durch Änderung des Verhältnisses Düsenbohrung zu Stabdurchmesser, Erhöhung der Hubfrequenz und der Geschwindigkeit der rotierenden Unterlage lassen sich diese Ausheute noch steigern. The arrangement according to the invention therefore results in approximately d five times higher Yield compared to the previously common arrangement. By changing the ratio Nozzle bore to rod diameter, increase in stroke frequency and speed With the rotating base, this can be increased even further.

Beispiel 2 Die Überführung einer Schmelze von Maleinsäureanhydrid in Perlform wird bei 58° C vorgenommen, wobei diese Schmelze eine Viskosität von 1, 27 cSt aufweist. Der Stabdurchmesser ist mit 4. 0 mm nur wenig kleiner als der Düsendurchmesser mit 4, 3 mm, und der Ringspalt weist 0, 15 mm auf. Die Hubhöhe beträgt 12 mm, und der kleinste Abstand des Stabes von der gekühlten Unterlage ist 1, 5 mm. Die gebräuchlichen Frequenzen liegen zwischen 150 und 300 Hub/min und sind von der gewünschten Trqpfen-bzw. Perlgröße abhängig. Die stündliche Leistung einer derartigen Düse liegt unter den angeführten Bedingungen bei 1400 g. Eine vollständige Vorrichtung zur Herstellung von Perlen aus Polväthylen ist beispielsweise in Abb. 3 dargestellt. In einem Vorratsgefäß L, das durch Stäbe H geheizt wird, hel5nden sich die Düsensitze G mit Bohrungen und die auf- und abwärts bewegharen Stäbe F, an deren oberen Enden die Weicheisenkerne E angeordnet sind. Über die heizbare Leitung B wird das Vorratsgefäß mit dem geschmolzenenStoßgefüllt, und die Standhöhe kann mittels der Stange des Schwimmers A abgelesen werden. Die Auf-und Abwärtsbewegung der Stäbe F wird mittels eines Elektromagneten D, bestehend aus einem Weicheisenkern mit Wicklung, erreicht, indem mit periodischem Gleichstrom die zylindrischen Weicheisenkörper E von diesem nach seiner Magnetisierung nach oben und nach Erlöschen derselben durch Federkraft nach unten bewegt werden. Die Hubhöhe ist durch eine Vorrichtung C zum Verstellen der Höhe des Magnets einstellbar. Durch die Aufwärtsbewegung der Stäbe F wird der ProduktMuß der Schmelze in den Düsen gehemmt und bei der anschließenden Abwärtsbewegung derart heschleunigt, daß am unteren Ende der Stäbe F die Schmelze auf das mit dem Kühlwasser K gekühlte Kühlband J periodisch abgesetzt wird. Nach dem Erstarren erhält man das Produkt in Perlenform. Example 2 The conversion of a melt of maleic anhydride in bead form is carried out at 58 ° C., this melt having a viscosity of 1, 27 cSt. At 4.0 mm, the rod diameter is only slightly smaller than that The nozzle diameter is 4.3 mm and the annular gap is 0.15 mm. The lifting height is 12 mm, and the smallest distance between the rod and the cooled surface is 1.5 mm. The common frequencies are between 150 and 300 strokes / min and are of the desired Trqpfen- or. Pearl size dependent. The hourly performance of a such a nozzle is 1400 g under the stated conditions. A complete Apparatus for the production of pearls from Polväthylen is for example in Fig. 3 shown. Place in a storage vessel L, which is heated by rods H. the nozzle seats G with bores and the rods F that can be moved up and down, the soft iron cores E are arranged at the upper ends. Via the heatable line B the storage vessel is filled with the melted shock, and the standing height can can be read using the rod of float A. The up and down movement the rods F is by means of an electromagnet D, consisting of a soft iron core with winding, achieved by applying periodic direct current to the cylindrical soft iron body E by this after its magnetization upwards and after it has expired Spring force can be moved downwards. The lifting height is through a device C to Adjustment of the height of the magnet adjustable. By the upward movement of the bars F the product must of the melt is inhibited in the nozzles and during the subsequent Downward movement accelerated so that at the lower end of the rods F the melt is periodically deposited on the cooling belt J cooled with the cooling water K. To solidification gives the product in the form of pearls.

Claims

Claim: Device for making beads from at room temperature solid materials, in particular polyethylene from the melt, consisting of at least one The nozzle located at the bottom of the melting vessel emerges and is in the form of pearls solidified on a cooled base, characterized in that in the bore the nozzle (G) is a mechanically, electrically or pneumatically driven reciprocating Rod (F) is arranged.