DE1604354A1 - Device for processing thermoplastics - Google Patents
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Description
"Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten" ================================================= Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten unter Verwendung einer Mischtrommel, der die Kunststoff-Rohmaterialien mit Farbstoff, Füllstoff, Stabilisatoren, Gleitmittel und dergl, aufgegeben werden."Device for processing thermoplastics" =========================================== ====== The invention relates to a device for processing thermoplastics using a mixing drum, which the plastic raw materials with dye, Fillers, stabilizers, lubricants and the like are abandoned.
Dabei ist es bekannt, dass in der Mischtrommel ein Mischwerk hochtourig mit Umfangsgeschwindigkeiten um 25 m/sec umläuft und die Mischung, Gelierung und Vollplastifizierung der aufgegebenen Stoffe allein durch die beim Betrieb der Mischtrommel en'sßtehende, innere Reibungswärme ohne Druckanwendung erfolgt und die Gelierungs- bzw. Erweichungstemperatur des Gutes durch Drehzahlanpassung einreguliert wird. Die Aufbereitung er- Rezeptur kann auf kontinuierlich oder diskontinuierlich erbeitenden Mischmaschinen durchgeführt werden, die die zur Vollplastifizierung benötigte Misch- Reibugswärme umsetzen.It is known that there is a high-speed mixer in the mixing drum revolves at peripheral speeds of 25 m / sec and the mixture, gelation and Full plasticization of the abandoned substances solely through the operation of the mixing drum existing, internal frictional heat takes place without the application of pressure and the gelling or softening temperature of the goods is regulated by adjusting the speed. The preparation of the recipe can be carried out continuously or discontinuously Mixing machines are carried out, which the mixing required for full plasticization Implement frictional heat.
Bei ei@or dis@@@tlnuierlichen Beschickung einer kontinuierlich arbeitenden Verarbeitungsmaschine besteht die Problematik darin, dass einerseits die' Verarbeitunge@maschine die Entleerungsmenge des Aufbereitung@@@@@@@ aus der vorgeschaltoten diskontinuierlich arbeit@@den Aufber@@@@ungamaschine aicht auf ein@al fassen und weiter verarbeiten kann, sodass das Verarbeitungsgut Schaden erleidet oder andererseits eine Zwischenstufe vorgesehen wird, die den aus der Aufbereitungsmaschine entleerten Plastikkuchen mittels Walzen oder Pressen zu einem Zwischenprodukt verarbeitet, das dann der Verarbeitungsmaschine suge-führt wird.With ei @ or dis @@@ intermittent loading of a continuously working Processing machine, the problem is that on the one hand the 'processing @ machine the emptying amount of the treatment @@@@@@@ from the upstream dead discontinuous work @@ the Aufber @@@@ ungamaschine do not take a @ al and Further can process, so that the processing material suffers damage or otherwise an intermediate stage is provided, which emptied the from the processing machine Plastic cake processed into an intermediate product by means of rollers or presses, which is then sucked into the processing machine.
Derartige Aufbereitungsanlagen arbeiten unregelmässig und sind sehr aufwendig. Besonders nachteilig ist es, dass die heiße, aus der Aufbereitungsmaschine ausgestoßene Menge von der Weiterverarbeitungsmaschine nur nach und nach verarbeitet wird, sodass das plastifizierte Kunststoffmaterial seitlich sehr verschieden lang thermisch beansprucht wird. Die Temperaturempfindlichkeit aller makromolekularer organischen Substanzen verursacht in der Aufbereitung und Verarbeitung große Schwierigkeiten. Der in allen Thermoplasten bei erhöhten Temperaturen eintretende Abbau in Form einer Verkürzung der Molekularketten verläuft mit steigender Temperatur immer schneller und ist deshalb von der Temperatur und der Zeit abhängig. Da bei der Plastifizierung der Kunststoffe die Material temperaturen in dem Bereich liegen, wo ein starker Abbau eintritt, muss angestrebt werden, bei der Aufbereitung mit möglichst wenigen und kurzen Arbei-gSngen in der plastischen Phase zu arbeiten. Die Empfindlichkeit der aufbereiteten Produkte zur Zeit der höchsten Erwärmung und die für diesen Zustand nur zur Verf'Ugung stehende geringe Zeitspanne erschwert einerseits eine Leistungsanpassung der Aufbereitungsmaschine an den Verbrauch der nachgeschalteten Endverarbeitungsmaschine und andererseits die Regelung insbesondere kontinuierlicher Prozesse.Such processing systems work irregularly and are very laborious. It is particularly disadvantageous that the hot one from the processing machine The amount emitted by the finishing machine is only processed gradually is so that the plasticized plastic material laterally very different lengths is thermally stressed. The temperature sensitivity of all macromolecular organic substances cause great difficulties in preparation and processing. The degradation occurring in all thermoplastics at elevated temperatures in the form of a Shortening of the molecular chains takes place faster and faster with increasing temperature and is therefore dependent on temperature and time. As with the plasticization of plastics, the material temperatures are in the range where a strong one If degradation occurs, the aim must be to use as few as possible during processing and to work briefly in the plastic phase. The sensitivity of the processed products at the time of the highest heating and those for this state On the one hand, only a short period of time that is available makes it difficult to adjust the power the processing machine to the consumption of the downstream finishing machine and on the other hand the regulation of continuous processes in particular.
Es könnte eine Leistungsanpassung der diskontinuierlich arbeitenden Aufbereitunsmaschine an die kontinuierlich arbeitende Verarbeitungsmaschine auch dadurch erzieit werden, dass man den Aufbereitungsprozess in einer kleinen Maschine dadurch im Ausstoß noch ausreichend groß hält, dass man die Misch-Reibungsenergie, sei es durch Mischwerksgestaltung und durch Erhöhang der Mischwerksdrehzahl so steigert, dass trotz der dann kleinen Mengen durch kürzeste Taktfolge der Ausstoß in gewünschter Höhe wieder gegeben ist. Diese Möglichkeit lässt sich theoretisch beliebig weit nutzen, scheitert praktisch aber an den Schwierigkeiten der Messregelung und an der dafür notwendigen Schaltgeschwindigkeit apparativer Mechanismen. Schliesslich ist die Mischwerksdrehzahl auch begrenzt durch die Wärmeübertragung der Mischwerkzeuge auf das Aufbereitungsgut. Es darf keine Überhitzung des Gutes, insbesondere durch die -Mischwerkzeugenden auftreten.It could be a power adjustment of the discontinuously working Processing machine to the continuously working Processing machine can also be educated by the fact that you can do the preparation process in a small The machine's output is still sufficiently large by keeping the mixed friction energy, be it through the design of the mixer and by increasing the speed of the mixer, that despite the small quantities that are then produced, the output is as short as possible thanks to the shortest possible cycle times Height is given again. Theoretically, this possibility can be extended arbitrarily use, but in practice fails due to the difficulties of the measurement control and on the necessary switching speed of the apparatus mechanisms. In the end the mixer speed is also limited by the heat transfer of the mixing tools on the goods to be processed. There must be no overheating of the goods, especially through the mixing tool ends occur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Thermoplasten zu schaffen, die eine Anpassung von diskontinuierlich arbeitenden Aufbereitungsmaschinen an belieige Weiterverarbeitungsmaschinen ermöglicht, sowie die Nachteile und Schwierigkeiten ddr bekannten Vorrichtungen vermeidet.The invention is based on the object of a device for processing of thermoplastics to create an adaptation of discontinuously working Processing machines to any further processing machines allows, as well avoids the disadvantages and difficulties of known devices.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöste dass Reibdie eingangs beschriebene Misch-/Heiz-Vorrichtung in mehrere kleine automatisch gesteuerte Intensiv-Mischer unterteilt ist und dass deren Arbeitstakte nacheinander folgend ablaufen sowie mit gemeinsamen Austrag- und Beschickungsanlagen verbunden sind.This object is achieved according to the invention in that friction Initially described mixing / heating device in several small automatically controlled Intensive mixer is divided and that their work cycles follow one another run off and are connected to shared discharge and charging systems.
Die Erfindung geht dabei davon aus, dass die Leistungsanpassung der Aufbereitungsmaschinen soweit durch Intensivierung des Misch-Reib-Effektes einerseits getrieben ist, dass relativ kleine Geräte mit hohem Ausstoß entstehen, dass aber andererseits die Steuerung der Arbeitstakte gelöst werden kann. Eine weitere Anpassung an Weiterverarbeitungsmaschinen ist dadurch möglich, dass gemäss der Erfindung mehrere kleine noch beherrschbare und steuerbare Intensiv-Mischer in abgestimmter Taktfolge betrieben werden. Zur weiteren Klarstellung des Erfindungsgegenstandes und seiner vorteilhaften Arbeitsweise sei nachstehendes Beispiel angeführt: Eine Endverarbeitungsmaschine benötigt z.B. 6oo kg/h bis zum Plastzustand aufbereitetes Thermoplastmaterial. Die Endverarbeitungsinaschine möge maximale Plastbrocken von 300 g noch ohne Zwischenzerkleinerung aufnehmen können. FUr eine derartige Endverarbeitungsmaschine wird eine Aurbereitungsmaschine vorgesehen, die im Chargenbetrieb 300 g Masse zu fassen vermag. Die Mischgeschwindigkeiten zur Erzielung einer möglichst großen Mischreibungswärme werden dabei so gesteigert, dass die Mischung und Erwärmung nur 6 bis 8 Sek.> ein vollständiger Arbeitstakt maximal lo Sekunden. dauert. Die innerhalb der 6 bis 8 Sekunden ablaufenden Zustandsvorgänge können sowohl energetisch als auch thermisch noch heherrscht werden. Eine derartige kleine Maschine für 300 g: Chargenausstoß hätte demzufolge einen Ausstoß von 1>8 kg in der Minute bzw von 1o8 kg in der Stunde. Zur Erzielung der verlangten 600 kg würde man dann sechs solcher Intensivmischer parallel betreiben und derart den Taktbeginn verschieben, dass etwa alle 1 1/2 Sekunden eine der Maschinen einen fertigen Plastbrooken auswirft. Nach den vorstehenden Annahmen würden sechs solcher Maschinen 648 kg Stundenleistung erbringen. Durch einfache Zeitregelung wäre es möglich, die Leistungen-der Aufbereitungsmaschinen zu verändern, sodass die Gesamtleistung auf 6oo kg abgestellt wird.The invention assumes that the power adjustment of the Processing machines so far by intensifying the mixed-friction effect on the one hand that is driven by relatively small devices arise with high output, that on the other hand the control of the work cycles can be solved. Another Adaptation to further processing machines is possible according to the invention several small, still manageable and controllable intensive mixers in a coordinated manner Clock sequence are operated. To further clarify the subject matter of the invention and its advantageous mode of operation is given the following example: A Finishing machine requires e.g. 600 kg / h of processed plastic Thermoplastic material. The finishing machine may have the maximum plastic chunks of 300 g can still be picked up without intermediate shredding. For such a finishing machine a preparation machine is provided which, in batch operation, adds 300 g of mass able to grasp. The mixing speeds to achieve the greatest possible heat of mixed friction are increased so that the mixing and heating only take 6 to 8 seconds> a complete work cycle a maximum of lo seconds. take. Those within the 6 to 8 second state processes can be energetic as well as thermal still to be ruled. Such a small machine for 300 g: batch output would consequently have an output of 1> 8 kg per minute or 1o8 kg per minute Hour. Six such intensive mixers would then be used to achieve the required 600 kg operate in parallel and shift the start of the cycle so that about every 1 1/2 seconds one of the machines ejects a finished Plastbrooken. According to the above assumptions six such machines would produce an hourly output of 648 kg. By simple Time control, it would be possible to change the performance of the processing machines, so that the total output is reduced to 6oo kg.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Ausführung gemäss dem oben beschriebenen Beispiel darstellt.Further details and advantageous features of the invention are provided explained in more detail with reference to the drawing, which shows an embodiment according to that described above Example represents.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mit 1 Aufbereitungströge von Aufbereitungsmaschinen bezeichnet, wobei drei Maschinen dargestellt sind. In den Trögen 1 lauten die Mischwerke 2. Auf. den Mischwerkswellen ausserhalb der Tröge 1 befindet sich eine Einzugsschnecke 3 für ein von der Dosierung kommendes Frischgut. Die Schnecken 7 sind in einem Einlaufschacht 4 angeordnet. Das Mischwerk ist in Lagern 5 gelagert und wird über Scheiben 6 bzw. 7 über einen Riementrieb 8 von einem Elektromotor 9 angetrieben. Die Tröge 1 weisen Austragklappen lo auf, die nach Erreichen des gewünschten Aufbereitungszustandes mittels Luftzylinder 11 geöffnet werden. Bei dem dargestellten Aufür, rungsbeispiel ist ferner eine Waage 12 vorgesehen, die über eine Dosierrlnne 13 mit einem Bunker 14 verbunden ist. Die Waage 12 wird vom Bunker 14 über die Dosierrinne 13 mit Frischgut beschickt.In the illustrated embodiment, there are 1 processing troughs of processing machines, with three machines being shown. In the troughs 1 are the mixers 2. Open. the mixer shafts outside the troughs 1 there is a feed screw 3 for a fresh product coming from the metering station. The screws 7 are arranged in an inlet duct 4. The mixer is in Bearings 5 and is stored on disks 6 and 7 via a belt drive 8 of a Electric motor 9 driven. The troughs 1 have discharge flaps lo that after reaching the desired processing status can be opened by means of air cylinder 11. In the illustrated Aufür, approximately example a scale 12 is also provided, which is connected to a bunker 14 via a dosing channel 13. The scale 12 will charged with fresh goods from the bunker 14 via the metering chute 13.
Von der Dosierwaage 12 wird das aufzubereitende Gut über ein Zufuhrrohr l5, das in einer Halterung 16 drehbar angeordnet ist in die gewünschte Aurbereitungsmasehine entleert. Das Zufuhrrohr 15 weist eine Auslaufstelle 17 auf, die über den Einlaufschacht 4 derenigen Aufbereitungsmaschine geschwenkt werden kann, die gerade zu fUllen it. den Schwenkvorgang ist ein Stellmotor 18 sowie ein Zahnradpaar 19 und 20 vorgesehen. Nach Erreichung des gewünschten Aufbereitungszustandes wird das Kunststoffmaterial nach Öffnen der Ablassklappen' lo mit laufendem Misohwerk 2 ausgeworfen und in einem Trischter 21 aufgefangen. Vom Trichter 21 wird das Plastmaterial direkt in den Einlauftrichter 22 einer Endverarbeitungsmaschine 25 geleitet. Beispielsweise ist in der Zeichnung als Endverarbeitungsmaschine 25 eine Schneckenpresse dargestellt.The goods to be processed are transported from the weigh feeder 12 via a feed pipe l5, which is rotatably arranged in a holder 16 in the desired preparation machine emptied. The feed pipe 15 has an outlet point 17 which extends over the inlet shaft 4 whose processing machine can be swiveled to fill it. A servomotor 18 and a pair of gears 19 and 20 are provided for the pivoting process. After the desired processing status has been reached, the plastic material after opening the drain flaps' lo ejected with running Misohwerk 2 and in one Trischter 21 caught. From the funnel 21 the plastic material direct passed into the inlet hopper 22 of a finishing machine 25. For example a screw press is shown in the drawing as the finishing machine 25.
Anstelle des Gesamttrichters 21 wäre es natürlich möglich, von den Ablassklappen lo der Intensivmischer 1 aus ein Schwenkrohr zum Einlauftrichtet 22 der Endverarbeitungsmaschine vorzusehen.Instead of the overall funnel 21, it would of course be possible from the Discharge flaps lo the intensive mixer 1 from a swivel tube to the inlet direction 22 the finishing machine.
Anstelle einer ringförmigen Anordnung der Aufbere i tungsma s chinen wären natürlich auch Reihenanordnungen der Intensiv-Mischer denkbar.Instead of an annular arrangement of the processing machines Series arrangements of the intensive mixers would of course also be conceivable.
Die Anpassung der Aurbereitungsmaschinen an die Leistung der Endverarbeitungsmaschine 23 erfolgt derart, dass die Entleerungszeiten der Waage 12 vorgegeben werden. Die Dosierwaage 12 ist ferner bei der gewählten Aufsührungsform mit Rücksicht auf die kurzen Wägezeiten elektronisch zu steuern. Parallel zur Eingabe der Feststoffteile über die Dosierwaage 12 ist gemäss der Erfingung eine mit im Steuerungssystem eingebaute Mehrfachkolbenpumpe 24 vorgesehen, mit den Einzelkolben 25 bis 30. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Kolben vorgesehen, in der Annahme, dass lnstesamt sechs Aufbereitungsmaschinen zur Beschickung der Endverarbeitungsmaschine 25 kreisförmig angeordnet sind. Mittels der Kolben 25 bis 5o wird im entsprechenden Arbeitstakt unmittelbar nach Eingabe der trockenen Bestandteile die Jeweilige Menge Flüssigkeit, im allgemeinen Weichmacher zdrückt.The adaptation of the preparation machines to the performance of the finishing machine 23 takes place in such a way that the emptying times of the scales 12 are specified. the Dosing scale 12 is also in the selected Aufsührungsform with regard to the electronic control of short weighing times. Parallel to entering the solid parts According to the invention, one is built into the control system via the weigh feeder 12 Multiple piston pump 24 is provided, with the individual pistons 25 to 30. In the exemplary embodiment six pistons are provided, assuming that there are six processing machines in total for feeding the finishing machine 25 are arranged in a circle. Means the piston is 25 to 5o in the corresponding work cycle immediately after input of the dry components the respective amount of liquid, generally plasticizer z pushes.
Im praktischen Betrieb wird üblicherweise die Dosiermenge der Waage 12 konstant gehalten und bestenfalls, Je nach WeS eitsgrad der zu erzielenden Plastprodukte, die Flüssigkeitsdosiermenge variiert, Zeigt die Endverarbeitungsmasohine ein Füllen ihres Einlauftrichers, d.h. eine zu kurze Folge des Eintreffens ausgeworfener Plastbrocken, so ist es in einfacher Weise möglich, die Entleerungstaktzeit der Dosierwaage 12 mit der die Kolbenpumpe synchron gesteuert ist, zu verkürzen oder zu verlängern. Der maximale Ausstoß ist dann erreicht, wenn die Waage schon wieder Füllinenge für eine Maschine aufzugeben sich anschickt, bevor diese Maschine schon entleert hat. Hier ist zweckmässig ein deutlicher Sicherheitsspielraum vorzusehen. Eine Verringerung der Aufbereitungsleistung der Intensiv-Mischer ist dann in einfacher Weise möglich, Die-Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, die Anzahl der Aufbereitungsmaschinen und ihre Anordnung abzuändern bzw. die Steuerungs- und Beschickungseinrichtungen weiter abzuwandeln. Die Erfindung umfasst auch alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und dargestellten Merkmale.In practical operation, the dosing amount of the scales is usually used 12 kept constant and at best, depending on the degree of whiteness of the plastic products to be achieved, the liquid dosage varies, the finishing machine shows a filling theirs Inlet funnel, i.e. too short a sequence of arrival ejected plastic lumps, it is possible in a simple manner to reduce the emptying cycle time of the weigh feeder 12 with which the piston pump is controlled synchronously to shorten or to extend. The maximum output is reached when the scales have already again, fill length for a machine is about to give up before this machine has already emptied. It is advisable to provide a clear margin of safety here. It is then easier to reduce the processing power of the intensive mixer Way possible, the invention is not limited to the illustrated and described embodiment limited. For example, it is easily possible to change the number of processing machines and to change their arrangement or the control and loading devices to modify further. The invention also includes all partial and sub-combinations of the features described and illustrated.
Gemäss der Erfindung können auch solche Vorrichtungen zur Aufbereitung von Thermoplasten zum Einsatz kommen, bei denen die Mischung und Gelierung bis zur Vollplastifizierung der aufgegebenen Stoffe nicht allein durch die beim Betrieb der Mischtrommel entstehende innere Reibungswärme ohne Druckanwendung erfolgt.According to the invention, such devices can also be used for processing of thermoplastics are used, in which the mixture and gelation up to Full plasticization of the abandoned substances not only through the operation the internal frictional heat generated by the mixing drum takes place without the application of pressure.
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Cited By (5)
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1966
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