DE1275283B - Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von Fluessigkeit oder Gas aus Kautschuk oder einem gleichartigen Material - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES #n PATENTAMT Int. CL:

B 29h

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl. 39 a6 -1/06

Nummer: 1275 283

Aktenzeichen: P 12 75 283.9-16 (F 49549)

Anmeldetag: 25. Juni 1966

Auslegetag: 14. August 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von Flüssigkeit oder Gas aus Kautschuk oder einem gleichartigen Material mit einer zylindrischen Auspreßkammer mit einer Vielzahl von Abflußöffnungen in den Wänden, Schnekkenkörpern mit gegenüber dem Innendurchmesser der Kammer wesentlich kleinerem Durchmesser und Hülsen auf der Welle zwischen den Schneckenteilen und Brechernasen, die sich von den Wänden zu den Hülsen erstrecken.

Bei der Herstellung von synthetischen Kautschukarten, die mit einer Emulsionspolymerisation von Butadien und anderen Materialien verbunden ist, ist es bekannt, daß der flüssige synthetische Latex koaguliert, in Wasser gewaschen und dann getrocknet wird, ij bevor er zu Ballen verarbeitet und verwendet werden kann.

Nach der Polymerisierung und dem Waschen befindet sich der synthetische Kautschuk in der Form feuchter, relativ kleiner Klumpen von der Natur geronnener Milch. Diese Masse feuchten Krümelkautschuks wird über ein Schüttelsieb oder durch eine gleichwertige Einrichtung geleitet, wo die Flüssigkeit auf der Oberfläche abfließt, und der feuchte Krümelkautschuk wird dann dem Trocknungsverfahren unterzogen. Das Material wird gewöhnlich durch ein Vakuum-Trommelfilter geleitet, das in der Lage sein kann, den Flüssigkeitsgehalt der Kautschukkrümel auf etwa 30 % zu vermindern, wonach dieser noch relativ feuchte Krümelkautschuk zu einem Tunneltrockner geleitet wird, in dem heiße Luft zirkuliert, um den Rest der Flüssigkeit zu entfernen. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung werden Quetschwalzen an Stelle des Vakuum-Trommelfilters verwandt, und dabei wird der Feuchtigkeitsgehalt wiederum auf nur etwa 30% herabgesetzt, wonach der relativ feuchte synthetische Krümelkautschuk zu einem Trockner geleitet wird. Der feuchte Kautschuk wird ebenfalls in Form von Krümeln mit einer Feuchtigkeit von wesentlich weniger als 30 % extrudiert, aber die Krümel geben ihre zurückbleibende Feuchtigkeit infolge fehlender Porosität nur mit erheblicher Schwierigkeit in einem Tunneltrockner ab.

Zum Zwecke der Trocknung von Kautschuk oder Elastomeren mit ähnlichen mechanischen und Trocknungseigenschaften sind verschiedenartige Schneckenpressen bekannt. Bei diesen bestehen die Wandungen des Schneckengehäuses aus im wesentlichen geschlossenen Zylinder- oder Kegelflächen. Bei solchen Anordnungen ist es nachteilig, daß die aus dem Behandlungsgut zu entfernende Flüssigkeit nur an einzelnen Stellen und nicht stetig entlang

Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von
Flüssigkeit oder Gas aus Kautschuk oder einem
gleichartigen Material

Anmelder:

The French Oil Mill Machinery Company,

Piqua, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H. H. Willrath und Dipl.-Ing. H. Roever,

Patentanwälte, 6200 Wiesbaden, Hildastr. 18

Als Erfinder benannt:

Andre Henry Burner, Piqua, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 8. Oktober 1965 (494 278)

der Bewegungsrichtung des Materials abgeführt werden kann.

Da die Vielzahl von Abflußöffnungen in den Wänden den Querschnitt des Gehäuses gegenüber Vollwandungen erheblich schwächt, kann die Schneckenwelle bei Durchbiegung infolge von plötzlich auftretenden Biegemomentspitzen nicht mehr ohne weiteres von den Wandungen der Kammer gestützt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beheben. Nach der Erfindung ist die obengenannte Vorrichtung gekennzeichnet durch wenigstens eine Stützschale in der Kammer, die wenigstens einen der Schneckenteile des Schneckenkörpers umgibt und eine ringförmige, normalerweise in engem Abstand von der Peripherie des Schneckenteils liegende Innenfläche aufweist.

Diese Stützschalen als Stabilisierungsvorrichtungen sind nicht nur in Anbetracht der gegenüber Vollwandungen im Querschnitt geschwächten Kammer mit einer Vielzahl von Abflußöffnungen zweckmäßig, sondern erweisen sich bei allen denjenigen Anordnungen als vorteilhaft, bei welchen die Schneckenkörper einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Innenfläche ihrer Gehäusekammer besitzen, so daß unzulässige Durchbiegungen der Schneckenwelle auch in diesen Fällen in der Gehäusekammer verhindert werden.

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Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, daß Stützschalen in der Kammer in der Nähe des Einlasses und des Auslasses angeordnet sind.

Darüber hinaus ist es insbesondere bei längeren Schneckenwellen zweckmäßig, daß Stützschalen nahe der Mitte der Kammer angeordnet sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Vorrichtung werden durch die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung beispielsweise erläutert.

In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine seitliche Ansicht einer Auspreß- und Trockenanlage mit der Vorrichtung, wobei das Gehäuse der Vorrichtung gebrochen dargestellt ist, um die Ausbildung des Käfigs zu zeigen,

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt des Käfigs, der die Merkmale der Innenteile des Käfigs und der dazugehörigen Teile zeigt,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilquerschnitt, im wesentlichen durch die Mitte des Käfigs, der die Art zeigt, in der die Schneckenteile normalerweise mit geringem Spiel gegenüber der umgebenden Lagerbüchse laufen, und worin ebenfalls in vergrößertem Maßstab die Abstandshalter gezeigt sind, und

Fig. 4 eine perspektivische Teildarstellung mit einigen weggebrochenen Teilen, die eine Hälfte des Käfigs zeigt.

Die Vorrichtung kann für viele verschiedene Kautschukmaterialtypen angewandt werden. Als Beispiel solcher Materialien sei auf die Butadien-Acrylnitril-Elastomeren hingewiesen.

Die Vorrichtung kann auch für die Trocknung von natürlichem Latex oder Naturkautschuk, der als Krümelmaterial gewonnen und getrocknet wird, verwandt werden, da der Naturkautschuk dem synthetischen Kautschuk in vielerlei Hinsicht ähnelt und in gleicher Weise wie dieser behandelt wird.

In der Anlage nach F i g. 1 wird feuchter synthetischer Kautschuk in einen Behälter 8 mit einer Heizspule 9 eingeführt, dann zu einer Rutsche 10 ausgetragen; er gelangt dann zu der Kammer 12 der Vorrichtung zur mechanischen Entfernung der Flüssigkeit, die die allgemeine Form einer Hochdruckschneckenpresse mit unterbrochenen Schneckengängen besitzt. Die Vorrichtung wird durch einen Motor, beispielsweise einen Elektromotor 15, angetrieben, der über ein Untersetzungsgetriebe 16 mit der Hauptwelle 20 der Schneckenpresse verbunden ist. Die Welle verläuft, wie speziell in Fig. 3 gezeigt, von dem Austragring 22 durch die gesamte Presse hindurch, einschließlich des Bodens der Kammer 12, und von da aus noch bis zu einem Traglager 24.

Die gesamte Presse ist auf einem Fundament 30 (F i g. 1) gelagert, das auch das Untersetzungsgetriebe 16 und den Antriebsmotor trägt. Das Fundament kann, wie speziell in F i g. 3 gezeigt ist, mit einer mittigen Öffnung 32 versehen sein; ein Aufnahmetrichter 34 und eine Austragrutsche 35 dienen zur Weiterleitung der getrockneten synthetischen Kautschukkrümel zu einem Förderband 37, durch das der getrocknete Krümelkautschuk von der Presse weg befördert wird.

Die F i g. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Vorrichtung. Die Welle 20 trägt als Zuführungsschnecke einen Schneckenkörper 50, der das in die Kammer 12 eingeführte feuchte Kautschukmaterial aufnimmt und verdichtet. Das verdichtete Material wird durch die Zuführungsschnecke in die Hauptauspreßkammer befördert, die in der Form eines geteilten Käfigs 52 mit einer Vielzahl von verhältnismäßig großen Abflußöffnungen in seinen Seiten gezeigt ist. Der Käfig 52 wird von dem Fundament 30 getragen.

Wenn der Käfig zusammengesetzt ist, so werden die Käfigteile 51 durch Schrauben und Muttern 53 miteinander verbunden, von denen in F i g. 3 zwei in gestrichelten Linien dargestellt sind. Weitere der Schrauben 53 sind im Schnitt in F i g. 2 abgebildet. Teile des Inneren der Käfigabschnitte sind mit Siebstangen 55 (Fig. 3) versehen, die sich vorzugsweise in Längsrichtung des Käfigs erstrecken und die durch Abstandshalter 56 auf einem kleinen gegenseitigen Abstand gehalten werden, wodurch zwischen jeweils benachbarten Siebstangen Abflußöffnungen gebildet werden. Die Abflußöffnungen verlaufen längs des Käfigs, und jede Öffnung besitzt einen relativ kleinen Querschnitt, verglichen mit den großen Abflußöffnungen, die in den Käfigabschnitten vorgesehen sind. Daher gestatten die Abflußöffnungen den Durchtritt von Flüssigkeiten oder Dämpfen aus dem Käfig, während in dem Käfig zusammengedrückte und bearbeitete Festteilchen in diesem zurückgehalten werden.

Jeder Käfigabschnitt ist an seiner Oberseite und Unterseite mit einer Mittelstange 57 versehen; die Mittelstangen dienen dazu, die Siebstangen in den Käfigabschnitten festzuhalten, wobei sie ihrerseits durch eine Vielzahl von Halteschrauben 58 verschraubt sind. Bestimmte Mittelstangen sind mit nach innen ragenden Nasen 60 versehen, die vorzugsweise eine dem Einlaßende des Käfigs zugewandte abgeschrägte Kante aufweisen. Die Nasen 60, die allgemein als Brechernasen bezeichnet werden, dienen dazu, das durch die Schneckengänge auf sie zugedrückte Material zu erfassen und eine Verdrehung des Materials entlang ihrer Längserstreckung in Axialrichtung des Käfigs zu verhindern, wodurch das Material in Richtung auf das Auslaßende zu bewegt wird. In denjenigen Abschnitten innerhalb des Käfigs, die den Brechernasen 60 zugeordnet sind, ist die Welle 20 durch Hülsen 62 umgeben. Einige dieser Hülsen können über ihre gesamte Länge von gleichem Querschnitt sein, während andere davon so geformt sein können, daß sich ihr Querschnitt in Richtung auf das Austragende des Käfigs erweitert, so daß gemeinsam mit den Käfigwänden ein Kanal von kleiner werdendem Querschnitt gebildet wird, durch den das Material hindurchgedrückt wird, woraus sich eine mechanische Verdichtung und ein Zusammenpressen des Materials ergibt.

Zwischen den Hülsen 62, die die Welle umgeben und von dieser über einen Keil 63 (F i g. 3) angetrieben werden, befinden sich Schneckenteile 65, die das von der vorhergehenden Hülse kommende Material aufnehmen und über die nachfolgende Hülse drücken. Die Schneckenteile sind vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, mit Aussparungen 67 in den Schneckengängen versehen. Diese mit Aussparungen versehene Schneckenkonstruktion dient dazu, die mechanische Einwirkung auf das Material bei seinem Durchgang durch den Käfig zu verstärken.

Das in Richtung auf das Austragende durch den letzten Schneckenteil 65 bewegte Material läuft über eine Austraghülse 70, die mit einem Austragkonus 72 unter Bildung einer ringförmigen Austragöffnung zusammenwirkt. So wird das Material bei seinem Durchgang durch den Käfig 52 in Richtung auf die Austragöffnung behandelt und zusammengepreßt; der

Rückdruck auf das Material kann durch die Veränderung der Größe der Austragöffnung gesteuert werden. Dies erfolgt durch Lagerung des Austragkonus 72 auf einem Steuerring 75, der bei 76 auf einen feststehenden Ring 77 am Ende des Käfigs aufgeschraubt ist. Der Ring 75 ist mit Zähnen 78 versehen, die ein Ritzel bilden, das in seinem gesamten Bewegungsbereich parallel zur Welle 20 mit einer Schnecke 80 in Eingriff bleibt. Die Schnecke wird durch ein Handrad 82 gesteuert, das eine Einrichtung zur Variierung der Lage des Austragkonus 72 liefert und so den Querschnitt der Austragöffnung steuert. Der Austragring 22 ist seinerseits auf dem Ring 75 gelagert, wie in F i g. 2 gezeigt ist.

Der Austragkonus 72 hat unter gegenseitigem Abstand liegende, nach innen ragende Nasen 85; wenigstens eine sich drehende Nase 87 ist zur gemeinsamen Drehung mit der Welle 20 entweder an oder auf der Austraghülse 70 gelagert und wirkt mit den feststehenden Nasen 85 derart zusammen, daß das aus der Vorrichtung kommende Material zerrieben wird. Außerdem können sich drehende Zerreißmesser an dem Austrag vorgesehen sein. Die feststehenden Nasen 85 besitzen einen ausreichenden Abstand voneinander, um eine Bewegung des Austragkonus einzustellen und dadurch zu verhindern, daß die Nasen die sich drehende Nase 87 stören.

An verschiedenen Stellen des Käfigs sind um eine oder mehrere der Schneckenteile 65 Stützschalen 100 als Lagerbüchsen vorgesehen, die vorzugsweise zweistückig sind und einen solchen äußeren Durchmesser besitzen, daß sie in den Käfigabschnitten eingepaßt sind. Die Teile der Lagerbüchsen können so an ihrem Platz durch die Mittelstangen 57 gehalten werden, doch können die Kanten der Lagerbüchsenteile die Mittelstangen überlappen, um eine kontinuierliche ringförmige Fläche zu bilden. Die Siebstangen 55 sind so angeordnet, daß sie sich von den Kanten der Lagerbüchsen, wie in F i g. 4 gezeigt, aus erstrecken, so daß in den Bereichen, in denen Lagerbüchsen eingepaßt sind, kein Abfluß ist. Es wurde gefunden, daß dies die Wirksamkeit der Presse nicht beeinträchtigt.

Der innere Durchmesser der Stützschalen 100 ist vorzugsweise um wenige Hundertstel eines Millimeters größer als der äußere Durchmesser der Schneckengänge, die sie umgeben. Normalerweise bleibt dieser Zwischenraum als Drehsitzspiel. Wenn eine Kraft auftritt, die eine Ausbiegung der Welle verursacht, kann der beeinflußte Schneckengang in Berührung mit der inneren Ringfläche seiner entsprechenden Lagerbüchse laufen, wodurch die Ablenkung der Welle und die Abnutzung der Endauflager, die die Welle tragen, auf ein Minimum herabgesetzt werden. Die Lagerbüchsen oder einige derselben können, falls erwünscht, gehärtet werden, je nach den während des Betriebs der Presse erwarteten Bedingungen.

Die Käfigabschnitte können mit inneren Durchlässen 105 (F i g. 3) versehen sein, die in Rohrverbindungsstücken 106 enden, welche mit flexiblen Schlauchstücken 107 verbunden sein können, wie dies speziell in Fig. 5 dargestellt ist. Die Schlauchstücke können mit einer Einlaßsammelleitung 108 verbunden sein, durch die eine Heizflüssigkeit oder ein Heizgas, wie Wasserdampf, eingeführt werden kann, falls dies erwünscht ist, sowie mit einer Abführsammelleitung 109, durch die die Heizflüssigkeit oder das Heizgas aus der Vorrichtung ausgetragen werden kann.

Der Käfig selbst ist von einer Außenhülle 110 umgeben, die aus zwei an der Oberseite durch eine übliche Verriegelung 112 verbundenen Teilen besteht. Unterhalb des Käfigs befindet sich eine Sammelschüssel 115 für die ausgepreßte Flüssigkeit. Die Schüssel führt zu einem entsprechenden Auslaß 116, durch den die Flüssigkeiten und/oder Dämpfe austreten können, wenn sie von dem Material abgetrennt und durch die Auslaßöffnungen des Käfigs zu dessen Außenseite gelangt sind.

Wenn aus irgendeinem Grund die Auslaßöffnungen zwischen den Siebstangen verschmutzen oder verstopfen sollten, oder wenn die Teile der Vorrichtung innerhalb des Käfigs aus irgendeinem anderen Grund einer Wartung bedürfen, so ist es möglich, den Innenraum des Käfigs verhältnismäßig leicht zugänglich zu machen, indem die Schrauben 53 gelöst werden und der geteilte Käfig geöffnet wird. Die Lagerbüchsen können entfernt werden, indem man die Antriebsverbindung der Welle 20 löst und die Lagerbüchsen entlang der Welle bis zu dieser Stelle bewegt. Natürlich können bei dieser Arbeit die Dampfzufuhr und die Abzugsleitungen, wenn solche verwendet werden, ebenfalls gelöst werden, wenn dies notwendig ist.

Im Betrieb der Vorrichtung wird das feuchte Kautschukmaterial der als Speisetrichter dienenden Kammer 12 zugeführt; der Schneckenkörper 50 nimmt das feuchte Material auf und bewegt es vorwärts in die Haupttrocknungs- und Austrittskammer, wo es einem mechanischen Druck ausgesetzt wird, unter gleichzeitiger Einwirkung der mit Aussparungen versehenen Schneckenteile 65 und der Brechernasen 60. So wird das verdichtete Material mechanisch bearbeitet, geknetet und zerrissen, während es sich gleichzeitig durch Reibung und, falls erwünscht, durch Überführung der Wärme von dem Dampf auf den Käfig und die Siebstangen 55 erhitzt.

Das Material in der Kammer kann über 100° C erhitzt werden, doch die Temperatur wird unterhalb der Temperatur gehalten, bei der die spezielle Kautschukart zerstört wird. Natürlich kann die Maximaltemperatur mit den verschiedenen Arten von Kautschukmaterialien, die behandelt werden, variieren. Die in Blasen des Kautschukmaterials eingekapselte oder enthaltene Feuchtigkeit wird daher auf eine Temperatur erhitzt, wo alle, oder im wesentlichen alle Feuchtigkeit verdampft. Dies erzeugt offenbar im Inneren dieser Feuchtigkeitsblasen einen Druck, der bewirkt, daß diese zerreißen, wenn die Blasen durch die mechanische Bearbeitung des Materials aufgerissen werden. Der so freigesetzte Dampf und die Flüssigkeit, wenn solche vorhanden ist, wird leicht unmittelbar aus dem festen Material infolge der Entlüftungs- oder Abflußöffnungen zwischen den Siebstangen entfernt.

Bei Naturkautschukmaterialien kann der feuchte Naturkautschuk in Gestalt von Matten oder Folien zur Verfügung stehen, die im wesentlichen natürlicher, koagulierter Latex sind. Es kann auch sogenannter Altkautschuk verarbeitet werden, der natürlicher Latex ist, welcher von den Bäumen oder vom Boden als Ausschuß aufgenommen wird, wohin er in der Pflanzung gefallen sein kann oder der in Latexsammeltassen gesammelt wird. In jedem Fall wird der Naturkautschuk durch eine Hammermühle oder eine andere gleichwirkende Schnitzelapparatur geleitet, um die Klumpen zu Teilchen für die Beschickung

der Vorrichtung zu zerkleinern, und dieses Material wird dann der Kammer 12 zugeführt.

In jedem Fall kann das feuchte Kautschukmaterial in einer Erstbearbeitung und Heizapparatur des in Fig. 1 bis 3 gezeigten Typs entwässert werden. In dieser Apparatur kann beispielsweise Flüssigkeit bis herab zu etwa 15 % zurückbleibender Flüssigkeit entfernt werden. Das relativ trockene Kautschukmaterial kann dann durch eine Zerkleinerungsvorrichtung geleitet werden, um die Größe der Klumpen so zu reduzieren, daß sie geeignet für eine Beschickung der nächsten Apparatur sind, die eine andere Presse der gleichen allgemeinen Konstruktion sein kann, die hier beschrieben ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von Flüssigkeit oder Gas aus Kautschuk oder einem gleichartigen Material mit einer zylin- ao drischen Auspreßkammer mit einer Vielzahl von Abflußöffnungen in den Wänden, Schneckenkörpern mit gegenüber dem Innendurchmesser der Kammer wesentlich kleinerem Durchmesser undHülsen auf der Welle zwischen den Schneckenteilen und Brechernasen, die sich von den Wänden zu den Hülsen erstrecken, gekennzeichnet durch wenigstens eine Stützschale (100) in der Kammer (12), die wenigstens einen der Schneckenteile (65) des Schneckenkörpers (50) umgibt und eine ringförmige, normalerweise in engem Abstand von der Peripherie des Schneckenteils (65) liegende Innenfläche aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stützschalen (100) in der Kammer (12) in der Nähe des Einlasses und des Auslasses angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stützschalen (100) nahe der Mitte der Kammer (12) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschalen (100) eine gehärtete Innenfläche aufweisen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschalen (100) und eine Anzahl von Siebstangen (55) in der als Käfig (52) ausgebildeten Kammer (12) angeordnet sind, welche sich in Längsrichtung des Käfigs (52) Seite an Seite erstrecken, wobei Abstandshalter (56) zwischen den die Abflußöffnungen bildenden Siebstangen (55) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 852525;
USA.-Patentschriften Nr. 2 371722, 2 458 068.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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