DE1454743A1 - Verfahren zum Verdichten und Agglomerieren pulverfoermiger bis koerniger thermoplastischer Stoffe und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• B e s c h r e i b u n g Verfahren zum Verdichten und Agglomerieren pulverförmiger bis kbrniger thermoplastischer Stoffe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
• Ziel der Erfindung ist es, pulverförmige, thermoplastische Mischungen, deren Schüttgewichte verhältnismässig gering sind, zu verdiohten, durch Zuführung mechanischer Energie zu erwärmen und zu granulieren, wobei die bei der Verdichtung und Erwärmung auftretende Temperatur nur sehr kurzzeitig ansteigt und das Verdichtungsorgan in der Füllung des zu behandelnden Gutes angeordnet ist, wobei das zu behandelnde Material in fortwthrendem Umlauf gehalten wird und das druckerzeugende Organ durch das umlaufende Gut umspült wird.
• Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt geworden, bei denen das pulverförmige Material unter hoher Geschwindigkeit gemischt wird und ohne Druckbeanspruchung nur durch Zufuhrung von Energie durch die Misohwerkzeuge erhitzt und agglomeriert wird. Diese llaschinen arbeiten mit Maximalgeschwindigkeiten von ca 60 m/sec. Die Auslegeschrift DAS 1101919 betrifft eine solche Konstraktion. Die Agglomerierung in solchen MAschinen geschieht nach Erreichung einer nahe dem Schmelzpunkt oder im Erweichungsbereich liegenden Temperatur durch Zusammenklumpung unter Ausnützung der Schlagwirkung der mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Werkzeug @e.
• Diese Konstruktionen haben den Nachte dass infolge der Abhängigkeit der Agglomerierfahigkeit von der Gesamttemperatur der Füllung die Verweilzeit unter hoher Temperatur verhältnismässig lange ist und da ss zur Verhinderung der Klumpenbildung eine vraitere Vorwärmung des Materials unter gleichxeitiger Kühlung notwendig ist. Dazu benötigt man ein naohgesohaltetes Geräte Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreichte dass in einem in fortvrährender Umwälzung befindlicher Fulverstrom ein d-ruckerzeugendes Organ a-ngeordnet ist. Die Besonderheit des Verfahrens besteht darin, dasssich das druckerzeugende Organ innerhalb des frei rieselnden oder fluidisierten Produktstromes befindet, sodass es fortlaufend von dem umlaufenden Gut umspült wird. Dadurch werden jeweils die in einem Teilstrom aus dem Gesamtumlaufgut befindlichen Teilchen unmittelbar vor dem druckerzeugenden Organ mit der Temperatur des Gesamtstromes entnommen und sofort nach Verlassen des druckerzeugenden Organes wieder vom Gesamtstrom aufgenommen und dessen Temperatur angepaßt.
• Die Temperatur des Gesamtstromes kann durch Kühlung mit üblichen Mitteln auf der erwünschten Hohe gehalten werden.
• Versuche haben gezeigte dass man bei verhaltnismäßig niedriger Temperatur stark verdichtete und anplastifizierte Agglomerate herstellen kann, wobei auch nach Stillsetzen der Vorrichtung ein genügend kühles, für die Weiterbehandlung fertiges Produkt entstoht.
• Die Druckbeanspruchung besteht darin, dass die das Druckorgan passierenden Anteile unter kurzzeitigen, schlagartigen Druck gesetzt werden und dabei örtliche Wärme erzeugt wird, die zu einer Erhöhung der Temperatur unter gleichzeitigem Bruck und daduroh zur Bildung von Agglomeraten führt.
• Die das druckerzeugende Organ mit höheren Temperaturen verlassenden, verdichteten erwärtten Anteile werden unmittelbar nach Verlassen des Druckorgans in den Gesamtstrom eingemischt und nehnien dort unter Absinken der Temperatur die mittlere Temperatur des Gesamtstromes an.
• Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis der gesamte Inhalt des Misohbehälters genügend verdichtet und agglomeriert ist. Dabei kann gleichzeitig die gesamte Füllung fortwährend gekühlt werden. Hiermit wird erreicht, dass eine zur thermischen Schädigung führende Temperatur in der gesamten Füllung nicht erzeugt werden kann Eine zur Bildung der Agglomeration erforderliche, dem Schmelzpunkt entsprechende Temperatur wird nur jeweils bei Passage des druckerzeugenden Organs über kleine Bruchteile von Sekunden erzeugt Zeichnungsbeschreibung : Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für die Durohführung des Verfahrens Das zu behandelnde Produit wird durch ein Ruhrwerkzeug 1 in. einen Umlauf gebracht, dessen Radial-Komponenten entlang den Linien 2 laufen. Ein Teilstrom 2a gelangt zwischen die Verdichtungsorgane 3; 4. Das umlaufende Teil 4 ist in seinem Abstand zum Teil 3 (b) verstellbar. Teil 3 und Teil 4, oder nur Teil 3 oder nur Teil 4, können an den aneinander zugewandten Flächen mit radiale oder spiraligen Riefen versehen sein, siehe Fig. 2a und b. An dem umlaufenden Teil 3 oder dem feststehenden Teil 4 des Verdichtungsorganes Fig. l kbnnen Messer zum Zwecke des Durohschneidens der austretenden, verdichteten Agglomerate angebracht sein. Siehe 5) Fig. 1 Figez zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei das druckerzeugende Organ 1 und la unabhängig vom Rührwerk 2 angetrieben wird und die Geschwindigkeiten für das Rührwerk, sowie für dan druokerzeugende Organ jeweils optimal gewählt werden kbnnen. Die radiale Komponenten des Materials verlaufen entlang den Linien 3. Ein Teilstrom 3a gelangt zwischen das druokerzeugendo Organ l, la. Die Gesohwindigkeit doe umlaufenden Drucktellers 1 ist über einen atufenlosen Antrieb 4 einstellbar. Der feststehende Teil des druakerseugenden Organs la ist über die Stangen 5 in Pfeilrichtung b verstellbar. Damit ist die Spaltweite o des druckerzeugenden Organs einstellbar. Die Umlaufverhältnisae des materials können duroh entsprechende Auswahl der Drehzahl des Rühres 2 duroh den antriebsmotor 6, der ebenfalls mit stufenloser Drehsahlregelung ausgerüstet sein n kann, optimal gewählt werden.
• Figez 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorriohtung zur Durchführung des Verfahrens. Schneckenzylinder 1 ist {ber Stege 2 an dem Rthrorgan 3 befestigt. Der Antrieb des Rührorgans zusammen mit dem Schneokenzylinder erfolgt von unten.
• Innerhalb des Schneckenzylinders befindet sich eine Schnecke4, die von oben durch den Antriebsmotor 5 angetrieben wird. Die Ydrderung und Verdichtung durch die Schnecke erfolgt durch Auswahl einer geeigneten Differenzgesohwindigkeit zwischen Teil 4 und Teil 1.
• Die Lags der Schneoke zum Zwecke der Einstellung eines enteprechen. den Qegendruokoa kann in Riahtung b mit üblichen Mitteln verändert werden.

Claims (1)

1. P a t e n t - A n s p r ü c h e Anspruch 1: Verfahren zum Verdichten und Agglomerieren von pulverformigen bis körnigen thermoplastischen Gutem, daduroh gekennzeichnet, dass die in einem Behälter in Umlauf befindliche Gutmenge teilweise duroh ein in der Gutfüllung angeordnetes Verdichtungs-und Erwärmungsorgan hindurchgeführt und dabei in den gesinterten oder plastischen Zustand übergeführt wird, wobei der an dem Verdichtungsorgan ; vorbeistromende Anteil fortwährend-die angesinterten Anteile nach Verlassen des Verdichtungsorgans wieder in den Umlauf bringt bis die ganze Füllung agglomeriert ist. Die.

   Temperatur der umlaufenden Gutfüllung kann dabei unabhängig von der im Verdichtungsorgan durch Reibung entstehenden Temperatur auf einen durch Behälterkühlung beeinflußbar gewünschten Wert gebracht werden.

   Anspruch 2 : Verfahren nach Anspruah 1 daduroh gekennzeichnet, dass der zu verdichtende Teilstrom durch zwei in der Gutfüllung liegende, in ihrem Abstand verstellbare konische Ring, die mit radialen oder spiraligen Riefen versehen sind, hindurchfließt und dabei je nach Abstand der Ringe von einander einer mehr-oder weniger starken kurzzeitigen Komprimierung mit unmittelbar naohfolgender Entspannung unterworfen wird Anspruch 3s Verfahren nach 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die sioh in der Druckzone ausbildenden länglichen Agglomerate duroh an dem umlaufenden Teil des Verdiohtungsorganes, oder durch am feststehenden Teil des Verdichtungsorganes befestigte MesseS unmittelbar an dem Austritt aus dem Verdichtungsorgan durohgeschnitten werdene Anspruch 4t Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Ring des Verdichtungsorganes mit dem Rührwerkzeug fest verbunden ist und der stehende Ring in seinem Abstand zum hum.. laufenden Ring einstellbar ist, womit die Verdichtungswirkung verändert werden kann.

   Anspruch 5: Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass an dem umlaufenden Verdichtungsring, oder am stehenden Verdichtungsring an der Austrittsseite Messer angebracht sind, die die austretenden länglichen Agglomerate in Querrichtung durchschneidern.

   Anspruch 6 ; Vorrichtung zur Durchführung des Ver-A fahrens naoh Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Gutfüllung angeordnete von oben angetriebene Preßschnecke in einem ebenfalls in der Gutfüllung angeordneten von unten ange. triebenen und gleichzeitig mit dem Rührorgan umlaufenden Zylinder, die in ihrem axialen Abstand voneinander einstellbar sind, mit einer unabhängig von der RUhrwerkgeschwindigkeit einstellbaren Differenzgeschwindigkeit in der Gutfüllung das umlaufende Produkt kursseitig erwärmen und verdichten.