DE1653928B2 - Schneckenfördervorrichtung - Google Patents

Description

(US-PS 3 405 847). Hierdurch wurde zwar eine wesentliche Verbesserung des Materialstromes erreicht, und es konnten Meaien mit höheren Viskositäten als bisher gefördert werden, jedoch konnten die schon bezüglich der eingangs erörterten bekannten Schneckenfördervorrichrung herausgestellten Nachteile nicht vollends beseitigt werden, insbesondere daun nicht, wenn aus einem hochevakuierten Behälter ausgetragen und/oder Polymerschmelzen sehr hoher Viskosität gefördert werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenfördervorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der ein Abreißen des Materialstromes in der Eingangszone auch bei einem Leerfahren des Materialbehälters oder beim Entstehen von Luft- bzw. Dampfblasen im geforderten Medium nicht stattfindet.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Spalt — im Querschnitt gesehen — mindestens einmal stetig ver- ao größert und dann ebenso verkleinert ist. Hierdurch wird erreicht, daß dem Austragsteil der Schneckenfördervorrichtung laufend zwangsweise genügend Schmelze zugeführt wird und die gegebenenfalls entstehenden Luft- bzw. Dampfblasen nach oben aus der Einzugszone in den Behälter entweichen können. Eine derartige Ausbildung der Schnecke mit Gehäuse ergibt eine wechselnde Einwirkung der Schneckenstege auf das Medium. Das Medium wird durch eine Schneckenwindung bei jeder Umdrehung der Schnecke abwechselnd, je nach Anzahl der Spaltverengungen, einmal oder mehrere Male zusammengepreßt und in Richtung auf die Austragsschnecke hin geföidert und danach zur teilweisen oder auch völligen Entspannung wieder freigegeben. Es erfolgt also wechselweise ein Fördern des Mediums in den Austragsteil der Schnecke, was mit einer Kompression einhergeht, und eine Freigabe des Mediums, die mit einer Entspannung verbunden ist. Letzteres unterstützt das Entweichen der Gasblasen, die sich auch in erster Linie im Spalt ausbilden.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Schnecke bis in den Auslaufstatzen hineinragt und daß der Spalt durch eine Querschnittserweiterung der aus Auslaufstutzen und Einlaßteil bestehenden Einzugszone und/oder eine Verringerung der Höhe der Schneckenstege gebildet ist. Es kann also beispielsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch hergestellt werden, daß der Einlaßteil der Vorrichtung eine oder mehrere über die Höhe der Schneckenstege hinausgehende Auswölbungen hat. Umgekehrt kann auch die Höhe der bei senkrechter Aufstellung der Vorrichtung untereinanderliegenden Schneckenstege auf einer oder mehreren Seiten der Schnecke in der Einzugszone gleichmäßig oder stufenförmig fortlaufend verringert sein. Schließlich ist auch eine Kombination der beiden Merkmale möglich.

Bei einer Schneckenfördervorrichtung, die insbesondere in senkrechter Aufstellung zum kontinuier- βο liehen Austrag von hochviskosen Polymerschmelzen aus unter Vakuum stehenden Behältern verwendet wird, ist es günstig, den Spalt mit mondsichelförmigem Querschnitt auszubilden. Tote Winkel, in denen sich Teile der Schmelze festsetzen können, werden dadurch vermieden.

Die Größe des Spaltes wird an das zu verarbeitende Medium angepaßt. Bei einem Medium mit sehr hoher Viskosität ist es günstig, den Spalt zu verringern, um dadurch eine größere Förderleistung der Einzugsschnecke zu erreichen. Dabei ist darauf zu achten, daß der Spalt nicht zu klein wird, damit der seitliche Zulauf des Mediums in die Schneckengänge der Einzugsschnecke gesichert bleibt. Bei einem Medium, in dem eine größere Anzahl von Gasblasen entstehen, wird der Spalt größer gehalten, damit die Gasblasen besser entweichen können. Das Entweichen der Gasblasen und damit auch die Förderleistung kann vorteilhaft dadurch unterstützt werden, daß der Spalt innerhalb des Auslaufstutzens vom Behälter zum Einlaßteil — in übereinanderliegenden Querschnitten — stetig verkleinert ist.

Wenn die Schneckenfördervorrichtung mit mehreren Spalten versehen ist, so ist es günstig, die Spalte symmetrisch zueinancer anzuordnen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Ei-findung wird dadurch erreicht, daß zwei Spalte gegenüberliegend angeordnet werden, se daß die Querschnittsflächen der Einzugszone eine ovale oder elliptische Form haben.

Für Sonderzwecke kann es günstig sein, wenn die Schnecke bis in den Behälter hineinragt und daß innerhalb des Behälters neben der Schnecke zwei parallel verlaufende Wände angeordnet sind, die entgegen der Drehrichtung der Schnecke geringfügig gegeneinander verschoben sind.

Im Verfolg des Erfindungsgedankens kann neben einer Verringerung der Höhe der Schneckenstege oder einer Querschnittserweiterung der Einzugszone der Spalt im Übergangsbereich vom Einlaßteil zum Austragsteil durch eine im Kern der Schnecke angebrachte Ausnehmung vergrößert werden.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens können innerhalb des Gehäuses mehrere Schnecken angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Einzugszone der Schneckenfördervorrichtung nach der Linie I-I der F i g. 3,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Einzugszone nach der Linie II-II der F i g. 3,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2,

Fig. 4 ein;r. ^ngsschnitt durch eine Einzugszone einer beheizten Schneckenfördervorrichtung,

F i g. 5 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 4 gemäß der Linie V-V,

F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine andere Ausbildungsform einer Einzugszone mit auf einer Seite der Schnecke verringerten Schneckenstegen,

F i g. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 6,

F i g. 8 einen Längsschnitt durch eine Einzugszone mit einer Schnecke, deren Stege auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten verringert sind,

F i g. 9 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Einzugszone mit einer in den Behälter hineinragenden Schnecke,

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 10 und

F i g. 12 bis 16 eine Reihe von Querschnittsformen weiterer Einzugszonen.

Die Schneckenfördervorrichtung nach den Fig. 1

bis 3 besteht im wesentlichen ans ήρτ Rrhni>flra 1 nnJ

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dem Schneckengehäuse 2 mit Austragsteil 3 und 18 liegt im Ausführungsbeispiel oberhalb des oberen

erweitertem Einlaßteil 4. Über einen Flansch 5 ist die Schneckenendes. Der Schneckenteil 8¹ ist in gleicher

Vorrichtung an einem am untersten Teil des Behäl- Weise wie beim bereits geschilderten Beispiel mil

ters 6 vorgesehenen Auslaufstutzen 7 befestigt. Es ist einem Kern versehen, der den gleichen Durchmesser

selbstverständlich möglich, Auslaufstutzen und Ein· 5 hat wie der Schneckenteil 9¹ der Austragszone, und

laufteil einstückig auszubilden und den Verbindungs- ist mit höheren Stegen 10¹ ausgestattet,

flansch 5 direkt unterhalb des Behälters 6 anzuord- In den F i g. 6 und 7 ist eine Ausführungsform der

nen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist aber die Einzugszone dargestellt, bei der die Querschnitte des

im Beispiel gezeigte Ausbildung günstiger. erweiterten Einlaßteils 4¹¹ der Schneckenfördervor-

Der Schneckenteil 8 hat den gleichen Kerndurch- io richtung und des Auslaufstutzens 7" des Behälters 6"

messer wie die Schnecke 9 der Austragszone, die ihre runde Gestalt beibehalten. Der für die Ent-

unterhalb des Einlaßteils 4 beginnt. Sie sind zunächst lüftung und den guten Einzug des Mediums erfor-

bis an die kegelförmigen Innenflächen des Einlaß- derliche Snalt zwischen den Schneckenstegen 10¹¹

teiles 4 herangezogen und danach mit gleicher Steg- und der Innenwand der Einzugszone wird durch eine

höhe bis an das Ende des Schneckenteils 8 fortge- 15 verringerte Schneckensteghöhe erreicht. Etwa über

führt. Außerdem haben die Schneckenstege 10 des die Hälfte ihres Umfanges sind an einer Seite der

Schneckenteils 8 in diesem Ausführungsbeispiel einen Schnecke 8" die Schneckenstege 10ⁿ abgeflacht,

größeren Steigungswinkel als die Schneckenstege 11 Diese Abflachung wurde im Beispiel nicht nur übei

der Austragsschnecke 9. Es sei an dieser Stelle be- den Teil der Einzugszone vorgenommen, der in den

merkt, daß die Steigung der Schneckenstege 10 und 20 Ausführungsbeispielen von den Auslaufstutzen 7, 7"

ihre Höhe bei jeder Ausführungsform der erfindungs- oder dem Rohrstück 14 gebildet wird, sondern auch

gemäßen Fördervorrichtung an das aus dem Be- innerhalb des Einlaßteiles 4" des Gehäuses 2", se

hälter 6 auszutragende Medium angepaßt werden, daß der für die Wirksamkeit der Vorrichtung bei

um das günstigste Austragsergebnis zu erreichen. hohen Viskositäten des geförderten Mediums erfor-

Der Auslaufstutzen 7 hat einen etwa elliptischen 25 derliche Spalt zwischen den Schneckenstegen 10¹¹

Querschnitt, wobei die elliptische Form des Quer- und der Innenwand der Einzugszone sich über die

schnittes am ausgeprägtesten an seinem am Behälter 6 ganze Länge der Einzugszone erstreckt. Auch wurde

unmittelbar anschließenden Teil vorhanden ist. Zum die Abflachung des innerhalb des Einlaßteils 4" vor-

Flansch 5 hin nimmt sein Querschnitt eine immer handenen Steges 10ⁿ noch verstärkt, so daß ein

rundere Form an, um schließlich am Flansch 5 selbst 30 relativ großer Spalt bis an die Austragszone heran-

in einen Kreis überzugehen. Während der Einlaß- reicht.

teil 4 der Fördervorrichtung sich also allseitig In den Fig. 8 und 9 sind die Schneckenstege IO¹¹¹

konisch erweitert, ist der Stutzen 7 des Behälters 6 auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Schnek-

lediglich mit zwei sich gegenüberliegenden Wand- kenteils 8¹" abgeflacht, wodurch zwei Spalte erreicht

teilen ausgestattet, die sich konisch erweitern. 35 werden. Das Gehäuse 2ⁱⁿ mit Einlaßteil 4ⁱⁿ und der

In der F i g. 1 ist diese konische Erweiterung er- Auslaufstutzen 7^IIT haben Wände mit rundem Querkennbar, während bei dem Schnitt nach der Fig. 2 schnitt. Der Kern der Schnecke I¹¹¹ ist im Ubergangsdie sich gegenüberliegenden Wandteile parallel zu- bereich von der Einzugszone zur Austragszone mit einander verlaufen. In der F i g. 3 ist deutlich die am einer Ausnehmung 19 versehen, die eine zusätzliche Behälterboden vorhandene elliptische Form des 40 Verbesserung des Misch- und Fördereffektes der Stutzens 7 zu erkennen. Die geometrische Form des Vorrichtung ergibt. Diese Ausnehmung 19 ist von Einzugszonengehäuses ist in dieser Ausführungsform nutförmiger Gestalt und etwa einmal um den Schnekein auf dem Kopf stehender Pyramidenstumpf mit kenkern herumgeführt. Die Abflachung der Stege 10^nI elliptischer Grund- und kreisförmiger Deckfläche. ist bis in den Einlaßteil 4¹¹¹ hinein durchgeführt, so Der Behälter 6 und der Auslaufstutzen 7 sind doppel- 45 daß die sich gegenüberliegenden Spalte an der Auswandig. Der zwischen den Wänden vorhandene tragszone enden.
Raum wird mit einem Heizmittel gefüllt. Die in den letzten vier Figuren dargestellten Aus-

Die gleiche Ausführungsform der Einzugszone ist führungsformen der Schneckenfördervorrichtung

in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Zwischen dem Aus- können in einfacher Weise durch einen Umbau

laufstutzen 7' des Behälters 6¹ der Schneckenförder- 5° bereits bestehender Vorrichtungen hergestellt werden,

vorrichtung ist ein Rohrstück 12 mit einer Absperr- um deren Einzugs- und Entlüftungsvermögen zu ver-

klappe 13 angeordnet. Die Fördervorrichtung ist mit bessern.

einem Zwischenstück 14 versehen, das an seinen Eine andere Möglichkeit, bei bestehenden Vor-Enden Flansche 15 und 16 aufweist Über diese richtungen das Einzugs- und Entlüftungsvermögen zu Flansche 15 und 16 ist das Zwischenstück 14 mit 55 verbessern, ist in den Fig. 10 und 11 gezeigt. Hier dem Rohrstück 12 und dem erweiterten Einlaßteil 4¹ ist die Schnecke 1¹^ mit einer Einzugsschnecke 8^IV des Gehäuses 2¹ verbunden. Sowohl das Zwischen- versehen, die bis in den Behälter 6^IV hineinragt. In stück 14 als auch alle anderen Teile der Fördervor- den Behälter 6^1V sind zwei parallel verlaufende, richtung sowie das Rohrstück 12 und der Auslauf- neben der Einzugsschnecke 8^IV angeordnete Wände stutzen T sind doppelwandig ausgebildet, so daß alle 60 20 und 21 eingesetzt. Diese Wände 20 und 21 sind Teile mittels einer Flüssigkeit oder eines Dampfes entgegen der Drehrichtung der Schnecke 1^IV geringbeheizbar sind. Alle Innen- und Außenwände der fügig gegeneinander verschoben. Die Schnecke 1^IV, gezeigten Teile ergeben im Querschnitt einen Kreis, der Einlaßteü 4P¹ und der Auslaufstutzen 7^IV bleiben ausgenommen die Innenwand 17 des Zwischen- unverändert rund. Die für die Entlüftung und den Stückes 14, die von kreisförmigen Querschnitten an 65 Einzug des Mediums erforderlichen Spalte werden den Flanschen 15 und 16 ausgehend, zu ellipsen- bei dieser Ausführungsform zwischen den Schneckenförmigen Querschnitten an ihrer gemeinsamen Ver- Stegen 10^lv und der nach oben gerichteten seitlichen bindungsnaht 18 übergehen. Die Verbindungsnaht Wandung des Behälters 6^IV gebildet

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In den Fig. 12 bis 16 sind mehrere Querschnitte verschiedener Ausführungsformen von Einzugszonen gezeigt, die eine gute Entlüftung und einen guten Einzug von Medien mit hohen Viskositäten ergeben. Bei allen Ausführungsformen hat der bzw. haben die Spalte zwischen den Schneckenstegen 10 und der Wand 22 der Einzugszone eine etwa mondsichelförmige Form. Bei Einzugszonen nach den Fig. 12 bis 14 sind jeweils eine Schnecke und zwei Spalte vorgesehen. Die Einzugszone nach der Fig. 15 hat drei Spalte. In der Fig. 16 ist eine Einzugszone einer Fördervorrichtung mit zwei Schnecken gezeigt. Die Pfeile zeigen die Drehrichtung der Schnecken an.

Mit der erfindungsgemäßen Schneckenfördervor- is richtung wurden Medien mit Viskositäten bis zu 60 000 Poise aus unter Vakuum stehenden Behalten gefördert, ohne daß ein Abreißen des Materialstrom! eintrat. Ein Fördern von Medien mit noch höherei Viskositäten ist mit der neuen Vorrichtung ohn< weiteres durchführbar. Entstehende Gasblasen kön· nen ungehindert aus der Einzugszone entweichen und die oberen Gänge der Schnecke haben einer seitlichen Zulauf des zu fördernden Mediums. Irr unteren Ende der Einzugszone, vorzugsweise innerhalb des erweiterten Einlaßteils der Fördervorrichtung, wird der Spalt zwischen den Schneckenstegen und der Wand der Einzugszone entweder völlig aufgehoben oder derart verringert, daß bereits ein erheblicher Druck auf das Medium ausgeübt und das Medium zwangsweise in den Austragsteil der Vorrichtung hineingedrückt wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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409551/21

Claims (9)

gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses mehrere Schnecken angeordnet sind (Fig. 16). Patentansprüche:

1. Schneckenfördervorrichtung zum Fördern 5 .

von hochviskosen Medien, mit einem Gehäuse,

das an dem Auslaufstutzen eines Behälters befestigt ist, mit einem daran angeschlossenen, in

Flußrichtung des Mediums sich kegelstumpf- Die Erfindung betrifft eine Schneckenfordervorförmig verengenden Einlaßteil, an das sich ein io richtung zum Fördern von hochviskosen Medien, mit Austragsteil mit gleichbleibendem Querschnitt einem Gehäuse, das an dem Auslaufstutzen eines anschließt, mit einer Schnecke, deren innerhalb Behälters befestigt ist, mit einem daran angeschlosdes Austragsteils schmale Schneckenstege im Be- senen, in Flußrichtung des Mediums sich kegelreich einer Einzugszone vergrößert sind, wobei stumpfförmig verengenden Einlaßteil, an das sich em

— in Achsrichtung der Schnecke gesehen — 15 Austragsteil mit gleichbleibendem Querschnitt anwenigstens über einen Teil der Einzugszone der schließt, mit einer Schnecke, deren innerhalb des Spalt zwischen dem Stegrand der Schnecke und Austragsteils schmale Schneckenstege im Bereich der diese umgebenden Wandung vergrößert ist, einer Einzugszone vergrößert sind, wobei in dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt Achsrichtung der Schnecke gesehen — wenigstens

— im Querschnitt gesehen — mindestens einmal ao über einen Teil der Einzugszone der Spalt zwischen stetig vergrößert und dann ebenso verkleinert ist. dem Stegrand der Schnecke und der diese umgeben-

2. Schneckenfördervorrichtung nach An- den Wandung vergrößert ist.

spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bei einer bekannten Schneckenfördervorrichtung

Schnecke (1) bis in den Auslaufstutzen (7) hin- dieser Gattung (US-PS 2 805 627) sind die Schnekeinragt und daß der Spalt durch eine Quer- as kenstege der inneren Gehäusewandung angepaßt und schnittserweiterung der aus Auslaufstutzen (7) der Schneckenkern in der Einzugszone der Schnecke und Einlaßteil (4) bestehenden Einzugszone und konisch ausgebildet. Die Vorrichtung wird senkrecht oder eine Verringerung der Höhe der Schnecken- unterhalb eines mit dem auszutragenden Medium Stege gebildet ist (Fig. 3, 5, 7, 9 und 12 bis 16). angefüllten Behälters angeschlossen. Sie kann zu-

3. Schneckenfördervorrichtung, insbesondere in 30 sätzlich mit einer Flügelschraube versehen sein, die senkrechter Aufstellung, zum kontinuierlichen das Einziehen des Mediums unterstützen soll. Austrag von hochviskosen Polymerschmelzen aus In der Praxis stellte es sich heraus, daß bei dieser unter Vakuum stehenden Behältern nach An- bekannten Schneckenfördervorrichtung, besonders spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt beim Austragen von hochviskosen Schmelzen aus einen mondsichelförmigen Querschnitt hat 35 einem Vakuumbehälter, eine ausgeprägte Rück-(Fig. 3, 5, 7, 9 und 12). strömung der Schmelze auftreten kann, die eine

4. Schneckenfördervorrichtung nach den An- Unterbrechung des Materialstromes zur Folge hat. Sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bei Medien, deren dynamische Zähigkeit bei etwa der Spalt innerhalb des Auslaufstutzens (7) vom 2500 Poise und darüber liegt, ist daher ein bestim-Behälter (6) zum Einlaßteil (4) — in übereinan- 40 mungsgemäßer Gebrauch der Vorrichtung nicht mehr derliegenden Querschnitten — stetig verkleinert möglich. In Versuchen wurde ermittelt, daß ein Abist (Fig. 1 und 4). reißen des Materialstromes vor allem dann erfolgt,

5. Schneckenfördervorrichtung mit mehreren wenn der die Schnecke aufnehmende Behälter leer-Spalten nach einem oder mehreren der An- gefahren werden soll oder wenn Luft- bzw. Dampfsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die +5 blasen innerhalb der Einzugszone entstehen, z. B. Spalten symmetrisch zueinander angeordnet sind durch Undichtigkeiten am Flansch zwischen Behälter (Fig. 3, 5, 9, 13, 14 und 16). und Schneckenfördervorrichtung oder durch in

6. Schneckenfördervorrichtung nach einem Dampf übergehende Reaktionsprodukte. Es konnte oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch festgesteii· werden, daß im ersten Fall auch ein gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der 5» erneutes Nachfüllen des Behälters mit Schmelze bei Einzugszone eine ovale oder elliptische Form laufender Fördervorrichtung keine Wiederaufnahme haben (F i g. 3, 5 und 16). der Förderung durch die Vorrichtung bewirkt und

7. Schneckenfördervorrichtung nach An- die Schneckengänge ungefüllt bleiben. Erst nach spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Abstellen der Schneckenfördervorrichtunf Schnecke bis in den Behälter (6) hineinragt und 55 läuft die Schmelze wieder langsam nach, und dei daß innerhalb des Behälters neben der Schnecke Betrieb der Vorrichtung kann wiederaufgenommer zwei parallel verlaufende Wände (20, 21) ange- werden. Im zweiten Fall wurde beobachtet, daß die ordnet sind, die entgegen der Drehrichtung der Dampf- bzw. Luftblasen nicht nach oben durch die Schnecke geringfügig gegeneinander verschoben Schmelze entweichen, sondern vielmehr ein größere; sind (Fig. 10 und 11). ⁶° Dampf- bzw. Luftpolster innerhalb der Einzugszon«

8. Schneckenfördervorrichtung nach einem bilden, was schließlich ein Abieißen des Material oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch stromes bewirkt.

gekennzeichnet, daß der Spalt im Übergangs- Um die beim Fördern von viskosen Medien auf

bereich vom Einlaßteil (4) zum Austragsteü (3) tretenden Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde be

durch eine im Kern der Schnecke angebrachte ⁶S einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlaj

Ausnehmung (19) vergrößert ist (F i g. 8). der Schneckenkern im Bereich der Einzugszone de:

9. Schneckenfördervorrichtung nach einem Schneckenfördervorrichtung mit einem verringertei oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch Durchmesser versehen und exzentrisch ausgebilde