DE1679855C - Vorrichtung zum Trocknen und Kuhlen von unter Wasser granuliertem Kunststoff - Google Patents

Description

In Extrudern werden pulverförmige Kunststoffe nittels zugeführter Wurme und zufolge der Reibungsvürme plastiziert, homogenisiert, mit Beimengungen iur Stabilisierung oder Änderung der physikalischen jnd chemischen Eigenschaften versehen oder auch mit Farbpigmenten vermischt. Das Einfärben kann uueh über bereits erzeugtes Granulat durch neuerliches Einschmelzen im Extruder erfolgen.

Der geschmolzene Kunststoff wird vom Extruder durch Lochscheiben ausgetrieben und durch rotierende Messer unter Wasser in mehr oder weniger gleichmäßige Teilchen zu Granulat zerschnitten. Die Unterwassergraniilierung hat den Vorteil, daß die stark verformbaren und zum Zusammenkleben neigenden vollplastischen Kunststoffgranulate an de: Außenhaut schnell erstarren und nicht mehr aneinander haften können, weil das Wasser dem Kunststoff viel Wärme schnell entzieht.

Es ist bekannt, das Granulat in einer Zentrifuge zu entwässern. Hierbei wird Granulat und Wasser aus dem Extruder in einen Behälter geführt, von dem aus das Gemisch zu;· Zentrifuge geleitet und dort Granulat und Wasser voneinander getrennt wird. Das in der Zentrifuge abgeschleuderte Wasser wird in einem oben offenen Wassertrog gesammelt und mittels einer Pumpe wieder dem Extruder zugeführt. Somit bleibt das Wasser im Kreislauf und muß wegen der fortwährend aufgenommenen Wärme unter Umständen rückgekühlt werden, wenn die Wärmeabgabe des Wassers im Kreislauf geringer ist als die Wärmezufuhr von Kunststoffgranu.'at her.

Der pulverförmige Kunststoff wird zunächst zum Einschmelzen, je nach Art c :s Grundstoffes, im Extruder auf eine Temperatur zwischen 180 und 260° C gebracht. Im Wasser nehmen die einzelnen Granulatkörner eine Temperatur zwischen 70 und 80° C an. Das aus dem Extruder kommende Granulat muß sodann entwässert, getrocknet und sodann auf eine Temperatur von etwa 40 C heruntergekühlt werden. Die Eintrittstemperatur des Wassers in den Extruder muß auf 70 bis 80 C gehalten werden.

Kunststoffgranulate können spezifisch leichter oder schwerer als Wasser sein. Beispielsweise hat Polyäthylen mittlerer Dichte ein spezifisches Gewicht von 0,94 g/cm^:l, es schwimmt also im Wasser; Polypropylcn ist noch leichter; Polyvinylchlorid hat demgegenüber ein spezifisches Gewicht von l,35g/cm^:1 und wird von Wasser nicht aufgetrieben.

Im crstcrcn Falle kann der Behälter zwischen Extruder und Zentrifuge oberhalb des Extruders und im letzteren Falle unterhalb des Extruders angeordnet werden. In beiden Fällen ist. außer einer Leitung, keine besondere Fördereinrichtung erforderlich.

Zur Trennung von Granulat und Wasser ist der Siebeffekt allem geeignet. Da sich das plastischelastische Granulat unter der fEinwirkung von Zentrifugalkräften wegen seines geringen Elastizitätsmoduls stark verformt, sind üblich rtindgeloehtc, schlitzgelochte oder anders perforierte Siebe nicht verwendbar, weil sich das Granulat in den Sieböffnungen festklemmt und diese fortschreitend verstopft. Wasser und Granulat hat das Bestreben, an der tiefsten Stelle in Richtung der Zentrifugalkräfte einer Siebzentrifuge auszuströmen. Aus diesem Grunde geht die Erfindung von einer Zentrifuge aus, deren Trommelmanlei sich konisch nach unten erweitert.

Die Zentrifugalkräfte überwinden in der Zentrifuge «Ik- Adhäsionskräfte des am (iraiiiilal anhaftenden Wassers nur unvollkommen, so daß auf der Kornoberflüche des Granulats ein sehr kleiner Wasserfilm verbleibt, der verdunstet werden muli. Hierzu hat man die Zentrifuge nachgeschnltete Trockner verwendet. Außerdem muß die durch Oberflächenspannung in Form von Zwickel- und Kapillarwasser zwischen den Granulatkörnern festgehaltene verhältnismäßig große Wassermenge entfernt werden.

Nach der USA.-Patenischrift 3 029 466 ist ein Unterwasser-Granulator zur Herstellung von thermoplastischem Granulat bekannt, von dem aus das Fesistoff-Flüssigkeiis-Gemisch einer Zentrifuge mit einer nicht näher bezeichneten Trocknungseinrichtung zugeführt ist. Ob die Trocknungseinrichtung innerhalb der Zentrifugentrommel angeordnet oder dieser nachgeschaltet ist, ist nicht gesagt. Allen bisher bekanntgewordenen Zentrifugen zum Entwässern von Kunststoff-Granulat sind ein Wasserabscheider vor- und eine thermische Trocknungsvorrichtung nachgeschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Granulat in einer Zentrifuge ohne die Möglichkeit der Verstopfung von Sieböffnungen zu entwässern, zu trocknen und zu kühlen, d. h. daß das Oberflächenwasser abgeschleudert, das Haftwasser verdunstet und damit das Granulat gekühlt wird. Zur Lösung der Autgabe geht die Erfindung von einer Zentrifuge mit einer rotierenden Schleudertrommel in einem feststehenden Gehäuse aus und besteht darin, daß die Schleudertrommel, wie an sich bekannt, am Austragsende erweitert und mit einem Ringspalt versehen ist, dessen Spaltweite kleiner als das kleinste Granulatkorn ist, daß am Beschickungsbereich der Schleudertrommel Kanäle für Warm- und Kühlluft vorgesehen sind, daß dein Ringspalt ein mii der Trommel rotierender in einen Auffangkanal des Gehäuses hineinragender Abflußkanal für die Flüssigkeit und die Warm- bzw. Kühlluft nachgeschaltet ist und daß der Ringspaii zum Auftrag Jts getrockneten Granulats in einen Auffangraum des Gehäuses durch Verschieben des Trommelbodens zu einem größeren Austragsspalt veränderbar ist.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß ohne zusätzliche Trocknungs- und Kühlanlagen das Granulat so weit entwässert, getrocknet und gekühlt aus der Zentrifuge kommt, daß es sofort bunkerfähig ist. Die dem Granulat entzogene Verdunstungswärme setzt dabei die Granulattemperatur ebenfalls wesentlich herab, wobei die im Granulat gespeicherte Eigenwärme mit Sicherheit ausreicht, um das Haftwasser zu verdunsten.

Obwohl die Granulierung im Extruder kontinuierlich erfolgt und das Abschleudern des Wassers und die anschließende Verdunstung des letzten Wasserfilms nacheinander durchgeführt werden kann, kann die mit kontinuierlicher Drehzahl umlaufende Zentrifugcntrommel diskontinuierlich beschickt werden.

Ein wesentlicher Voricil der Erfindung wird auch darin gesehen, daß zum Abschleudern des Wassers, zum Austreten der Luft und zum Austragen des Granulats nut eine Ringöflnung benötigt wird.

Mit der Erfindung ist das Festklemmen einzelnci Granulalkörner im Ringspalt nicht zu vermeiden Eine fortschreitende Verstopfung ist jedoch nicht i.\ befürchten, weil nach jeder Charge der Siebbodci geöffnet und damit eine große Öffnung gebildet wird die die festgeklemmten Granulatkörncr freigibt.

Ein weiterer Erfindungsgedanke wird darin gc sehen, daß die Schleudertrommel am weilen Austrag-·

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„•nde mit einem zylindrischen Teil versehen ist, (Jem Fig, 2 eine vergrößerte Diirsicilimg des T

.ler axinl bewegliche Zentrifugenboden mil einem zy- lindens,

lindrisehen Ansatz zugeordnet ist, der mit dem zylin- Fi g, 3 eine Draufsicht uuf F i g. 2,

Lirischen Trommejteil den Ringspiili bildet und mit Fig, 4 den Trommdboden in verschiedenen Stel-

ilem der ringförmige oben und unten olFene Flüssig- 5 hingen,

keitsubflußkunul verbunden ist. dessen obere Stirn- Fig, 5 eine Anordnung der Dichtung im Vniruls-

lliiche mit einer unteren Stirnfläche des zylindrischen behälter zwischen Extruder und Zentrifuge,

Trommelteiles eine Dichtfläche bildet und tiefer liegt Fig. 6 bis 8 weitere Ausführungsformen für die

als der Zentrifugenboden. Dichtung des Scheibenbodens, wobei die F i ^. η und 7

Hiermit wird ein Ringspalt gebildet, der mich wäh- >o Schnitte gemäß der F i g. 2 und F i g. H teilweise eine rend des öflnungsvorganges seinen Querschnitt nicht Draufsicht der F i g. 6 und 7 darstellen,
verändert. Somit bringt die erfindungsgemäße Zentri- Die konische Schleudertrommel I sitzt starr und fuge den Vorteil, daß das abgeschleuderte Wasser kraftschlüssig auf der Zentrifugenwelle 3, die oben zunächst nur in den unterhalb des Ringspaltes befind- in einem Hauptlager 5 des Gehäuses 14 pcndelndlichen Flüssigkeitsabflußkanal gelangt und auch beim 15 beweglich aufgehängt und unten in einem weiteren öflnen des Ringspaltes noch kein Granulat in den Lager 6 seitlich abgefangen ist. Über ein /ylinder-Flüssigkeilsabflußkanal gelangen kann. Erst wenn die ringförmiges elastisches Glied 7 kann die Schleuder-Oberkante des Trommelbodens die untere Stirnfläche trommel 1 mit der Welle 3 bei Seitenkräften geiingdes Trommelmantels erreicht hat, können die ersten fügig seitlich ausweichen. Damit kann die Zentrifuge Granulatteilchen ausströmen, die zufolge der Zentri- ao die durch die vorübergehende Asymmetrie der fugalkraft sofort nach außen geschleudert werden und Schwungmasse wirkenden Tangentialkräfte kreiscldamit wegen der tieferliegenden Stirnfläche des Ab- technisch ausgleichen, uv· bei begrenzten Unwuchten flußkanals nicht in den FlüssigeItsabflußkanal ge- auftreten, die beim Füllen und Entleeren und in in gelangen. Somit ist Wasser und trockengeschleudertes der Phase der Verteilung der Füllung bzw. während Granulat beim Austrag einwandfrei voneinander ge- 25 der Beschleunigung des Granulats entstehen,
trennt. Die Schleudertrommel 1 ist an der Zentrifugen-

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird welle 3 mittels der Nabenarme 8 befestigt, die schau-

darin gesehen, daß der ringförmige Flüssigkeits- felförmig ausgebildet sind und das mit Umfangs-

abflußkanal einerseits von dem zylindrischen Ansatz geschwindigkeit Null eintretende Gut in die Schleu-

des Trommelbodens und andererseits von einer Ka- 30 dertrommel 1 befördern. Außerdem saugen die

nalringwand gebildet wird, die mittels Stegen am An- Arme 8 über Belüftungskanäle 9 Luft an und drük-

satz befestigt ist. ken sie durch die Schleudertrommel 1. Innerhalb der

Zum öffnen des Ringspaltes beim Austrag des Schleudertrommel 1 und mit dieser starr verbunden

trockenen und gekühlten Granulats wird weiterhin sind Beschleunigungsarme 10 angeordnet, die das

vorgeschlagen, daß der Trommelboden verschiebbar 35 eingegebene Granulat-Wasser-Gemisch schnell auf

auf der Zentrifugenwelle gelagert ist und der den Ring- Umfangsgeschwindigkeit der Schleudertrommel brin-

spalt bildende zylindrische Ansatz mit auswechsel- gen.

baren Kalibrierringen unterschiedlichen Durchmes- Am unteren Ende der Welle 3 bzw. auf der Nabe 2 sers versehen ist. Hiermit kann dem Ringspalt jede der Schleudertrommel 1 ist ein in Achsrichtung vergewünschte Spaltbreite gegeben werden, die insbeson- 40 schiebbarer Trommelboden 12 angeordnet, der am dere beim Abschleudern von Granulatkörnern unter- äußeren Umfang mit einem nach unten weisenden z\- schiedlicher Größe erforderlich ist. lindrisehen Ansatz 13 versehen ist und damit die

Der Trommelboden kann mechanisch, pneumatisch Funktion eines Druckzylinders hat. Unterhalb des

oder auch hydraulisch verschoben werden. Die ein- Trommelbodens 12 und innerhalb des Ansatzes 13 ist

fachste und sicherste Art, den Trommelboden zu be- 45 ein Scheibenboden 11 vorgesehen, der starr und

wegen, ist eine hydraulische Vorrichtung, insbeson- kraftschlüssig mit der Zentrifugenwelle 3 verbunden

dere weil das hierfür erforderliche Medium in aus- ist und damit die Funktion eine Druckkolbens hat.

reichendem Maße vorhanden ist. Hierzu sieht dl·.· Er- Das Zentrifugengehäuse 14 trägt oben den festauf-

findung weiterhin vor, daß dem beweglichen Irom- geflanschten elektrischen Antriebsmotor 15, der die

melboden ein fester, an der Zentrifugenwelle befestig- 50 Schleudertrommel 1 antreibt, und ist über eine nicht

tcr Boden zugeordnet ist, der an der Innenseite des dargestellte pendelbewegliche Kupplung mit der

zylindrischen Ansatzes des beweglichen Bodens mit- Schleudertrommel verbunden.

tels einer kolbenringartigen Dichtung anliegt, und Das Gehäuse 14 weist im unteren Teil für das trok-

Mittel vorgesehen sind, die das Einführen eines kengesrhleuderte Granulat einen Auffangraum Ift auf.

Druckmittels zwischen dem festen und dem beweg- 55 der die Schleudertrommel 1 in Höhe der Austragzone

liehen Boden gestatten. ringförmig umgibt. Der Aiiffangratim 16 ist mit einem

Diese Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß tangential angeordneten Austrittstut/en 17 versehen, mit einer normalen Flüssigkeit gearbeitet werden an den sich ein Ausfnllstutzen 18 mit nach unten kann, d. h., es wird kein Druckmedium benötigt; denn weisender öffnung anschließt. Weiterhin ist das fader zum Anheben des Bodens erforderliche Flüssig- 60 häuse 14 an der tiefsten Stelle mit einem Auffangkcitsdruck wird von der Zentrifuge selbst mittels der kanal 21 versehen, in den das abgeschleuderte Was-Zentrifugalkraft erzeugt. Zum Senken des Bodens ser aufgefangen und über einen tangential angeordwird lediglich ein Ventil außerhalb der Zentrifuge ge- neten / ustrittstulzen 22 einem nach unten geöffneten schlossen und damit das Wasser abgelassen. Ausfallstutzen 23 zugeführt wird. Am unteren Ende

Ein Ausfühfiingsbeispiel der Erfindung ist in der 65 der Schleudertrommel 1 sitzt ein mit nicht dargc-Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher stellten schrägen Schaufeln versehener Ventilatorrinp

beschrieben. Es zeigt 19, der über die Gchäuscöffnungen 20 Luft ansaugt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zentrifuge, und in den Auffangraiim 16 drückt. Der Ventilator-

ring 19 hat die Aufgabe, im Granulatraum 16 statischen Überdruck gegenüber dem benachbarten Auffangkanal 21 zu erzeugen. Außerdem unterstützt der Vcntilalorring 19 zufolge der Luftbewegung den tangcnliiilcn Austrag des Granulats.

Oberhalb der Zentrifuge befindet sich ein Füllbehiiltcr 25, aus dem die: mit konstanter Drehzahl umlaufende Schleudertrommel 1 mit dem Wasscrüraiiulat-Gcmisch gefüllt wird. DasGranulat-Wasser-CJcmiseli wird, wenn es schwerer als Wasser ist, kontinuierlich über den Einfüllstutzen 28 in den Behälter 25 eingespeist. 1st das (iranulat-Wasscr-Gemisch leichter als Wasser, so erfolgt die Hinspeisung in den Behälter 25 über den Hinfallstulzcn 29. Entleert wird der Behälter 25 diskontinuierlich durch eine AustrittsöfTnung 26, aus der das Gemisch mittels der Leitung 27 der Schleudertrommel 1 zugeführt wird. Über einen l'reßluftzylinder 30 wird ein Ventilkegel 31 anschoben und gesenkt.

Hei Schließstellung des Ventilkegels 31 füllt sich der Behälter 25 stetig mit dem Wasser-Granulat-Gemisch, fin Sieb 32 begrenzt den Auftrieb des Granulats. Das überflüssige Wasser tritt am Obcrlaufstut/en *3 aus und wird durch die Leitung 34 zur Ausiritcleitung 24 geführt und damit wieder in den geschlossenen Wasser-Kreislauf der Gesamtanlage gegeben.

Im Bereich des unteren Wellenendcs 4 ist am Gehäuse 14 ein an sich bekanntes handelsübliches Wasserschloß 35 vorgesehen, um zunächst das zum Heben und Senken des Trommelboden·. 12 erforderliche Wasser der Zentrifuge zuzuführen und zum anderen, um den Übergang des Wassers vom ruhenden auf ilen rotierenden Teil zu überbrücken. Dem Wasserschloß wird das Wasser durch eine Leitung 36, die an den Behälter 25 angeschlossen sein kann, zugeführt und gelangt sodann durch Kanäle 38 des Wellenendes 4 auf einen mitrotierenden Verteilerteller 39 und wird von diesem über radiale Bohrungen 40 des Bodens 11 auf eine Ringdichtung 41 geführt. Außerdem wird über axiale Bohrungen 43 des Bodens 11 Wasser in den Bodenraum 44 geführt. Stauleisten 46 sorgen für ein schnelles Beschleunigen des Wassers, damit es die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit annimmt und einen entsprechenden Stirnflächendruck auf ilen heb- und senkbaren Trommelboden 12 ausübt.

In den Fig. 2 und 3 sind die Einzelheiten zum Heben und Senken des Trommelbodens 12 deutlicher dargestellt. Wird das Wasser über das Wasserschloß 35 auf den VertcilcrtcHer 39 geführt, so tritt es zunäcliM in den IZinspeiseraiini 48 des Bodens 11 (s. Fig. 2) und wird zufolge der Fliehkraft durch die Bohrung 40 in den Dichtlingsraum 49 vor die Ringdichiung 41 geschleudert. Die Dichtung 41 kann in verschiedener Weise geformt sein. Das Ausführungsheispiel in F i g. 2 zeigt beispielsweise einen massiven Melallrinc. der von zwei Rundschnurringen 50 absiedichtet wird. Die Dichtung 41 ist wie ein Kolbenring gebaut, d. li.. sie ist radial zerschnitten und bildet i'inen oder mehrere radiale Spalte 51. Der Boden 11 ist derart ausgebildet, daß zwischen ihm und dem zylindrischen Teil 13 des Trommclbodens 12 ein liinpspall 52 verbleibt (Fig. 2) und somit vom Dich-[imgsraiim 49 über dem radialen Spalt 51 und dem Ringspali 52 eine Verbindung zur Atmosphäre einerseits und in den Bodenraum 44 andererseits besteht.

Fig. 4 zeigt den Trommelboden 12 in drei verschiedenen Stellungen. Nach F.ig. 4a befindet sich der Boden 12 in der obersten Lage und damit — bis auf den Ringspalt 63 — in geschlossener Stellung. Fig. 4 b zeigt den Öffnungsvorgang, und nach Fig. 4 c befindet sich der Trommelboden 12 in seiner tiefsten und damit geöffneten Stellung. Bei verschlossener Schleudertrommel 1 (Fig. 4 a) bilden der zylindrische Ansatz 13 des beweglichen Bodens 12 und der zylindrische Trommelteil 62 den erfindungsgemäßen Ringto spalt 63. Der zylindrische Ansatz 13 des Bodens 12 trägt am Umfang Stege 55, an die eine ringförmige Kanal wand 56 befestigt ist. Der Ansatz 13 und die Wand 56 bilden gemeinsam den Flüssigkeitsabflußkanal 54. Im Trommelinnenraum 76 befindet sich das Granulat-Wasser-Gemisch. das im Ausführungsbeispiel (F i g. 4) mit drei Granulatkörnern 59 dargestellt ist. Im zylindrischen Ansatz 13 des Bodens 12 ist ein Kaliberring 61 eingelassen, mit dem jede gewünschte Breite des Ringspaltes 63 eingestellt werden kann.

so daß er mit Sicherheit kleiner ist als ein Granulatkorn.

Die Stirnfläche 57 der Kanalringwand 56 stützt sich gegen die Stirnfläche 74 des zylindrischen Trommelteiles 62 ab. tritt aber dabei etwas hinter einen kaskadenartigen Ringsteg 64.

Di·' Stege 55 erstrecken sich im oberen Teil nicht über die gesamte Hohe der Kanalringwand 56. so daß ein Ringraum 65 gebildet wird, der nach außen durch eine kegelige Fläche 58 der Kanalringwand 56

begrenzt wird. Die Tendenz der Kegelerweiterung geht in Richtung des Weges des ausgeschleuderten Wassers.

Die erfindungsgemäße Zentrifuge wird wie folgt in Betrieb genommen: Zunächst muß die mit konstanter Schleuderdrehzahl umlaufende leere Schleudertrommel 1 geschlossen, d. h. der Trommelboden 12 gehoben werden. Hierzu werden die Ventile 37 und 47 (Fig. 1) geöffnet, so daß Wasser aus dem Behälter 25 fließt und über die Leitung 36 und dem Wasser-

schloß 35 auf den Verteilerteller 39 gelangt, wo es auf die endgültige Umfangsgeschwindigkeit gebracht und abgeschleudert wird. Jetzt gelangt das Wasser in den Einspeiseraum 48 (Fig. 2 "und 3) und wird zufolge dos Überlaufes über die Bohrungen 43 in den

Bodenraum 44 geführt, der zwischen dem festen Boden 11 und dem beweglichen Trommelboden 12 liegt. Hier bildet das Wasser durch die Fliehkra.'. Flüssigkeitsdruck Die Kraft auf dem beweglichen Boden 12 verschiebt diesen in Achsrichtung nach oben, bis er

seine in Fig. 4a gezeigte Stellung erreicht hat. Da gleichzeitig über die Bohrung 40 dem Dichtunssraum 49 Wasser zufließt, wird die Ringdichtung 41 nicht nur durch ihre eigene FliehkrafCsondenTzusätzlich durch Wasserdruck gegen die Innenwand des zylin-

drischen Ansatzes 13 des Bodens 12 gepreßt und'verschlicßt den Rinespalt 52 bis auf den kleinen Durchlaß 53.

Wenn der Bodenraum 44 mit zu viel Wasser gefüllt wurde, so fließt der Überschuß über die Bohrung 66

in den Auffangkanal 21 ab. Im Bodenraum 44 kann nur ein Wasserring 45 verbleiben, der von zwei bestimmten Radien begrenzt wird. Die maximale Stirnflachenkrafi is! damit unüberschreitbar. Sobald der Boden 12 geschlossen ist, wird das Haupt ventil 37

geschlossen. Über ein kleines Bypaßveniil 47 "fließt aber weiterhin Wasser in den Bodenraum 44. Diese Menge in der Zeiteinheit ist etwas »rößer als die Menge, die über den Durchlaß 53 abfließt. Da we-

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gen der größeren Radiendifferenz zwischen Dichtung Schleudertrommel 1 Luft, die Über die Belüflungs-

41 und Einspeiseraum 48 auf der Dichtung ein grö- kanäle 9 angesaugt wird. Durch die Eigenwärme des

ßerer Druck lastet als vom Bodenraum 44 her, fließt Granulates wird das Restwasser schnell verdunstet,

über dem Durchlaß 53 sogar eine geringe Wasser- Der Brüden verläßt die Schleudertrommel 1 auf dem

menge in den Bodenraum 44 hinein; sie läuft an der $ gleichen Wege wie das Wasser, nämlich durch den

Bohrung 66 über und verändert die Druckverhält- Ringspalt 63 und de» Flüssigkeitsabflußkanal 54. Die

nisse im Raum 44 nicht. Wegen dieser Druckdifferenz nachfolgend angesaugte Luft kühlt das abgeschleu-

kann sich aber jetzt der Raum 44 über den Durch- derte Granulat durch Entzug von Verdunstungswärme

laß 53 bzw. den Ringspalt 52 nicht entleeren. sehr schnell auf die gewünschte Temperatur.

In diesem Zustand bleiben die geschilderten Ver- io Zum Entleeren der Trommel, d. h., zum Austragen

hältnisse während des Arbeitsprozesses. des Granulates wird das Ventil 47 ebenfalls abge-

Zutn Füllen der Schleudertrommel 1 wird das im sperrt, aus dem das Wasser der Dichtung 41 zufloß Behälter 25 befindliche Wasser-Granulat-Gemisch und damit das Druckwasser im Bodenraum 44 zur durch die Leitung 27 in die Zentrifuge geleitet. Aus Atmosphäre hin absperrte. Der Stirnflächendnick dem nicht dargestellten Extruder wird auch wäh- 15 dieses Druckwassers war größer als der Gegendruck rend des Füllvorganges der Zentrifuge kontinuierlich des Granulats. Ist das Ventil 47 geschlossen, dann Granulat-Wasser-Gemisch zum Behälter 25 geführt. wird die geringe Wassermenge in der Bohrung 40 und Das Sieb 32 hält bei Granulaten, die spezifisch leich- dem Dichtungsraum 49 (F i g. 2) sehr schnell abgeter als Wasser sind, Granulat zurück, läßt aber schleudert. Damit ist die Dichtung 41 nur noch durch schließlich Wasser durch, das am Überlauf 33 in den 20 sich selbst belastet. Der Druck aus dem Bodenraum Kreislauf zurückfließt. Der Zylinder 30 drückt den 44 ist größer und treibt die Dichtung 41 radial zur Ventilkegel 31 fest auf eine Dichtung 67. Zum Füllen Welle 3 hin auf. Vom Boden 44 zur Atmosphäre wird der Schleudertrommel 1 hebt der Zylinder 30 den jetzt der ganze Ringspalt 52 freigegeben und das Ventilkegel 31 an, und das Wasser-Granulat-Gemisch Druckwasser aus dem Bodenraum 44. wird ausfließt schnell und frei in die Schleudertrommel 1. Da a$ geschleudert. Damit schwindet der Stirnflächendnick nun auch während des Füllens aus dem Granulier- auf den Trommelboden 12. Der Gegendruck vom verfahren kontinuierlich weiterhin Wasser mit Granu- Granulat aber bleibt erhalten. Mit der Änderung lat in den Füllbehälter 25 gefördert wird, könnte beim dieser Drücke beginnt das Granulat den Boden 12 Schließen des Ventilkegels 31 gerade ein Granulat- gemäß Fig. 4b zu verschieben. Da das Trommelkorn zwischen Kegeldichtfläche und Dichtung 67 sein 30 ende 62 zylindrisch ausgeführt ist, ändert sich bei und die restlose Wasserabdichtung verhindern. Aus dieser Verschiebung die Größe des Ringspaltes 63 diesem Grund ist der Ventilkegel 31 gemäß F i g. 5 nicht Das Granulat folgt zwar dem zurückweichenmit einer Dichtung 67 versehen, die als Weichdich- den Boden 12, kann aber nicht austreten und auch rung ausgebildet ist. Dabei zeigt F i g. 5 a den offenen nicht in den Spalt 63 eindringen und somit auch Behälter 25 und damit für die Zentrifuge die Füll- 35 nicht teilweise dem eigentlichen Austragen voreilen, stellung, in der also der Ventilkegel 31 angehoben ist. Dieses Voreilen wäre schädlich, weil dann ein Teil Granulat und Wasser fließen ungehindert durch die des Granulates über den Flüssigkeitsabflußkanal 54 öffnung 27 des Behälters 25 aus. F i g. 5 b zeigt die in den Wasserraum 21 gelangen würde. Erst wenn der erste Phase des Schließvorganges, wobei sich ein Gra- Boden 12 so weit zurückgewichen ist, wie es Fi g. 4 c nulatkorn 60 zwischen die vorspringende ringförmige 40 darstellt, tritt Granulat aus. Jetzt ist aber der Ring-Nase 68 des Ventilkegels 31 gesetzt hat und noch raum 65 und die Stirnfläche 57 der Ringkanalwand Wasser durchläßt, während das ankommende neue 56 von der Austragsebene bzw. von der unteren Stirn-Granulat schon zurückgehalten wird. fläche 74 des zylindrischen Trommelteiles 62 so weil

F i g. 5 c zeigt die Endstellung des Schließvorgan- entfernt, daß es von einzelnen Granulatkömern wedci

ges. Schließlich gelangt die kegelige Endfläche 69 des 45 erreicht noch getroffen werden kann.

Ventilkegels 31 auf die Weichdichtung 67, verformt Das trocken geschleuderte und gekühlte Granula!

diese gleichmäßig am Umfang und stellt den erfor- verläßt die Schleudertrommel 1 zufolge der Zcntri

derlichen Schließdruck dar, der am Umfang unge- fugalkraft tangential und gelangt in den Auffangraup«

hindert und gleichmäßig aufgebaut werden kann. 16, aus dem es ebenfalls tangential abgeführt wird.

Jetzt wird auch das Wasser zurückgehalten. 50 Für die Steuerung beim Entleeren des Bodenraum· Im folgend beschriebenen Schleudervorgang wird 44 und damit der Austragszeit für das Granulat wer

das Granulat entwässert, getrocknet und gekühlt. So- den weitere Ausführungsformen für die Dichtung 41

bald das Granulat-Wasser-Gemisch in die Schleuder- vorgesehen. Aus dieser Dichtung 41 wird ein Stiicl

trommel 1 gelangt, wird es auf Umfangsgcschwindig- herausgeschnitten und durch ein Metallstück 75 er

keit gebracht, wobei dieser Vorgang von den Naben- 55 setzt, das in verschiedener Weise durchbohrt ist um

armen 8 und den Beschleunigungsprofilen 10 unter- damit zu verschiedenen Funktionen führen kann,

stützt wird. Sowie aber das Gemisch zu rotieren be- Nach F i g. 6 ist das metallische Dichtungsstück 7i

ginnt, gleichgültig, ob sich dabei noch ein nenncns- T-förmig durchbohrt. Diese Bohrung besteht au:

werter Schlupf ergibt oder nicht, wird im Wasser sta- einem radialen Kanal 42 und zwei senkrecht hierzi

tischer Druck gebildet, der das Wasser sofort durch 60 stehenden Kanälen 70 und 71. die unterschiedlich·

den Ringspalt 63 treten läßt. Im Ringraum 65 wird Durchmesser aufweisen. Der Dichtungsraum 49 mi

das Wasser durch die Konizität der Fläche 58 in den dem Kanal 42 steht einmal mittels des Kanals 70 mi

FHissigkeitsabflußkanal 54 gedrückt und gelangt der Atmosphäre und andererseits mittels des Kanal

schließlich durch diesen hindurch in den Wasserraum 71 mit dem Bodenraum 44 in Verbindung. Soll de

21. Aus diesem fließt es tangential aus. Die F.ntwässc- 65 Trommclhodcn 12 gesenkt werden, spielt sich fol

rung des Granulates geht sehr schnell. 1st aber das gcndes ab:

ganze Wasser verdrängt, so tritt sofort Luft nach; Das Ventil 37 war und Ventil 47 wird gochlossvn

denn die schaufeiförmigen Arme 8 fördern durch die Beim Sperren der Wasserzufuhr werden die Hohniii

40 und der Dichtungsraum 4i» schnell leergeschleudert, ist die Dichtung 41/75 spezifisch leichter als die Flüssigkeit, so wird sie jetzt vollständig aufgetrieben, gibt einen großen Ringspalt frti und der Bodenraum 44 entleert sich sehr schnell. Ist die Dichtung spezi- s fisch schwerer als die Flüssigkeit, so wird sie nur so lange aufgetrieben, als die RacliendifTerenz über die zugehörigem statischen Drücke den Unterschied der spezifischen Gewichte ausgleichen. Es erfolgt eine sehr rasche Teilentleerung des Bodenraumes 44. Bei Druckgleichgewicht schließt die Dichtung 41/75 den vorher freigegebenen Ringspalt wieder und der Rest des Druckwassers kann nur langsam nach Maßgabe der Kanalquerschnitte 70 und 71 ausgeschleudert werden. Hierbei muß der Kanal 71 kleiner als der Kanal 70 sein, damit in den Dichtungsraum 49 hinein kein Druck aufgebaut werden kann.

Nach F i g. 7 ist das Dichtungsjtück 75 nur winkelförmig durchbohrt. Jetzt muß die Dichtung ausnahmslos spezifisch leichter als die Flüssigkeit sein. Wird ao jetzt die Wasserzufuhr unterbunden, so schleudert Bohrung 40 und Dichtungsraum 49 sehr schnell leer, die Dichtung wird ganz und gar aufgetrieben, gibt einen großen Ringspalt frei und Jer Bodenraum 44 wird sehr schnell entleert. »5

Nach Fig. 8 ist das Dichtungsstück 75 wie nach F i g. 7 winkelig durchbohrt, hat daneben aber noch eine durchgehende Bohrung 73, du den Bodenraum 44 mit der Atmosphäre verbindet. Ist die Dichtung spezifisch leichter als die Flüssigkeit, so ergeben sich die gleichen Verhältnisse wie nach F i g. 7 bei Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr. Ist die Dichtung aber spezifisch schwerer als die Flüssigkeit, so ergeben sich zunächst die gleichen Verhältnisse wie im Parallelfall in Fig. 6. Während dort aber der Kanal 71 kleiner als der Kanal 70 sein muß, kann jetzt die Bohrung 73 größer als der Winkelkanal 72 sein. Nach Maßgabe des Bohrungsquerschnittes 73 kann somit die Zeit der Entleerung des Bodenraumes 44 beliebig gewählt werden. Gemäß der Ausführungsformen nach den 4» F i g. 6 bis 8 und unter Benutzung der Variante im spezifischen Gewicht der Dichtung 41/75 kann die Entleerung der Schleudertrommel 1 auf die unterschiedlichen Bedürfnisse in der Praxis abgestimmt werden.

Die Kanäle in dem Dichtungsstück 75 nach den Fig. 6 bis 8 können zwar unmittelbar eingebohrt werden, dies um so eher, wenn das Stück 7S aus einem massiven Werkstoff mit Rechteckprofil besteht. Da aber für die Dichtung 41 auch handelsübliche Dichtungen in U- oder anderen Profilen aus weichem Material verwendet werden können, empfiehlt sich für das Dichtungsstück 75 ein metallisches Zwischenstück.

Handelsübliche Dichtungswerkstofft haben einen verliältnismäßiggroßen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Deshalb besteht die Gefahr, daß durch Pressung innerhalb der Dichtung die Bohrungsquerschnitte in der Dichtung unkontrollierbar verändeit werden. Ein Metallstück 75 nimmt diese Preßkräfte ohne Eigenverformung auf, die Bohrungen und Kanäle 42, 70, 71. 72 und 73 bleiben deshalb definiert.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Zentrifuge mit einer rotierenden Schleudertrommel in einem feststehenden Gehäuse zum Trocknen von unter Wasser granuliertem Kunst-

65 stoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirudertrommel (1), wie an sich bekannt, am Ausiragsende erv-eitert und mit einem Ringspalt (63) versehen ist, dessen Spaltweite kleiner als das kleinste Granulatkorn ist, daß am Beschikkungsbereich der Schleudertrommel Kanäle (9) für Warm- und Kühlluft vorgesehen sind, daß dem Ringspalt ein mit der Trommel rotierender in einen Auffangkanal (21) des Gehäuses (14) hineinragender Abflußkanal (54) für die Flüssigkeit und die Warm- bzw. Kühlluft nachgeschaltet ist, und daß der Ringspalt (63) zum Austrag des getrockneten Granulats (59) in einen Auffangraum (16) des Gehäuses (14) durch Verschieben des Trommelbodens (12) zu einem größeren Austragsspalt veränderbar ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (1) am weiten Austragsende mit einem zylindrischen Teil (62) versehen ist, dem der axial bewegliche Trommelboden (12) mit einem zylindrischen Ansatz (13) zugeordnet ist, der mit dem zylindrischen Trommelteil (62) den Ringspalt (63) bildet und mit dem der ringförmige oben und unten offene Flüssigkeitsabflußkanal (54) verbunden ist, dessen obere Stirnfläche (57) mit einer unteren Stirnfläche (74) des zylindrischen Trommelteiles (62) eine Dichtfläche bildet und tiefer liegt, als der Trommelboden (12).

3. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Flüssigkeitsabflußkanal (54) einerseits von dem zylindrischen Ansatz (13) des Trommelbodens (12) und andererseits von einer Kanalringwand (56) gebildet wird, die mittels Stegen (55) am Ansatz (13) befestigt ist.

4. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelboden (12) verschiebbar auf der Zen*-ifugenwelle (3) gelagert ist und der den Ringspalt (63) bildende zylindilsche Ansatz (13) mit auswechselbaren KaIiberringen (61) unterschiedlichen Durchmessers versehen ist.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem beweglichen Trommelboden (12) ein fester, an der Zentrifugenwelle (3) befestigter Boden (11) zugeordnet ist, der an der Innenseite des zylindrischen Ansatzes (13) des beweglichen Bodens (12) mittels einer kolbenringartigen Dichtung (41) anliegt und Mittel vorgesehen sind, die das Einführen eines Druckmittels zwischen dem festen und dem beweglichen Boden (11/12) gestatten.

6. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stirnfläche (74) des zylindrischen Trommelteiles (62) mit einem ringförmigen kaskadenartigen Ringsteg (64) versehen ist.

7. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch cekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (1) mittels schaufeiförmig ausgebildeter Nabenarme (8) an der Zentrifugcnwelie (3) befestigt ist.

8. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zentrifugenwelle (3) oberhalb des Trommelbodens (12) Beschleunigungsarme (10) befestigt sind.

9. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der Schleu-

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dertrommel (1) «in Frischluft ansaugender Ventilatorring (19) angebfacht ist.

10. Zentrifuge nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß vor dei Zentrifuge ein Füllbehälter (25) angeordnet ist, von dem aus das Wasser-Granulat-Gemisch zur Schleudertrommel (1) geführt wird und dessen Volumen so groß ist, daß es die für eine Zentrifugenfüllung erforderliche Granulatmenge aufnimmt.

11. Zentrifuge nach Anspruch 10, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß der Behälter (2S) an der Aus-Irittsöffnung (26) für das Granulat (59) eine zu-

nächst das Austreten des Granulats verhindernde und anschließend erst eine Abdichtung gegei das Wasser bewirkende Weichdichtung (67) aufweist, über der ein heb- und senkbarer Ventilkegel (31) angeordnet is*.

12. Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (31) mit seinen größeren Durchmesser zur WeicJidichtung (67; gerichtet ist und eine untere kegelige Ventilflächt (69) teilweise parallel zur Weichdichtung verlüufi und am Außendurchmesser eine vorspringende ringförmige Nase (>68) vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

1962