DE1679865C3 - Heiz- bzw. Kühlmischer zum Behandeln eines aufbereiteten Kunststoffagglomerats - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heiz- bzw. Kühlmischer zum Behandeln eines aufbereiteten Kunststoffagglomerats mit einem stehenden Behälter, an dessen Boden um die Achse des Behälters schnell umlau fende Rührflügel angeordnet sind, und mit in den Behälter eingesetzten Kühlelcmenten.

Ein derartiger Mischer ist besonders dafür bestimmt, einem bekannten Schnellmischer nachgeord- net zu werden, in welchem thermoplastische Kunststoffe vor der Verarbeitung zum fertigen Produkt auf Extrudern zunächst mit den erforderlichen Zusatz- und Hilfsstoffcn, wie z.B. Farbstoffen, Gleitmittel. Stabilisatoren, Füllstoffe u. dgl., gemischt und ther misch aufbereitet werden, indem diese Stoffe ge mischt und bis kurz unter die Erweichungstemperatur erwärmt und angeliert werden. Die so aufbereitete Mischung ballt sich zu einem ungleichmäßig gekörnten Agglomerat zusammen, das in einem nach- g ^ordneten Kühlmischer abgekühlt wird.

Bei solchen nachgeordneten Kühlmischcrn ist es aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1954'Ml bekannt, die Kühlwirkung durch zusätzlich eingebaute Kiihlelemente zu verbessern. Diese Einbauten bcste-

ϊη hen aus zur Mischbehälterachse konzentrischen doppelwandigcn flachen kühlmitteldurchströmten Ringen, zwischen weichen das Mischgut vom Mischwerkzeug bewegt wird. Das abgekühlte Agglomerat kann unmittelbar anschließend auf einem Plastifikator, z. B.

=5 einer Schneckenpresse, weiterverarbeitet oder eingelagert werden.

In jedem Fall erlordcri die weitere Verarbeitung ein vollständig durchplastifiziertcs, «leichmäßig gekörntes Granulat, welches mit dem bisher üblichen Arbeitsverfahren b.zw. den herkömmlichen Mischern nicht erzielt werden konnte. Deshalb wird bisher die Durchplastifizierung des dem Kühlmischer entnommenen Agglomerats anschließend in der Schneckenpresse unter Einwirkung von Druck und Hitze vorgenommen. Damit ist immer eine doppelle thermische Belastung notwendig: die für die Qualität des Produktes ungünstig ist.

Abgesehen davon gestaltel sie!¹ auch die Beschikkung des Fülltrichters der Plastifiziermaschine

■»o schwieriger: so besteht die Gefahr der Trennung verschiedener Korngrößen des Agglomerats. die sich auf die Qualität und Gleichmäßigkeit des exlrudicrtcn Produktes auswirken kann. Auch die Durchsatzmcngc in einer Schneckenpresse ist bei einem durchplastifizieren, gleichmäßig gekörnten Granulat wesentlich höher als bei einem Agglomerat, das zunächst noch völlig durchplasiifizicrt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufbereitung von Thermoplasten in Heiz- und KühliP'schcrn so zu verbessern, daß nur eine einzige thermische Belastimg des Kunststoffacglomcrats stattzufinden braucht und dem Kühlmischer ein gleichmäßig gekörntes durchplastifizicrtes Granulat entnommen werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Kühlbehälter ein gegenüber diesem thermisch isolierter, als Auffangbehälter ausgebildeter Einsatz eingesetzt ist, dessen abgabcjicitigcs Ende mit einem Schneckengehäuse mit darin cirehba rcr Vcrdichtungsschnecke in Verbindung steht, das an seinem bodenscitigen, im Bereich der Rührflügel liegenden Ende mit einer Granuliervorrichtung verschen ist.

Die Verdichtungsschncckc kann hierbei zwcckmä-

ßigerweise von der Antriebswelle der darunterliegenden Rührflügel antreibbar sein. Im Einzelfall kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Verdichtungsschnccke gesondert antreibbar ist.

I 679

Die Antriebe können vortejlhuftcrwcise mit einer Drehzahlreguüerung ausgestattet sein.

Vorzugsweise ist der Einsatz als Trichter ausgebildet, dessen oberer Rand auf einem Bund des Kühlbehälters aufliegt und der durch einen Deckel verschließbar ist.

Dus aus dem vorgeschalteten Heizmischer in den Einsatz fallende heiße Agglomerat gelangt in den Bereich der Verdichtungsschnecke und wird ohne Temperaturverlust in das Schneckengehäuse hineingepreßt. Infolge der hohen Austrittsteinperatur des Agglomerats kann die Verdichtungsschneckc relativ kurz gehalten werden, um das Agglomerat bis zur Plastifizierungsgrenze zu erhitzen.

Den austrittsseitigen Abschluß des Schneckengehäuses bildet vorzugsweise eine Mehrlochplatte, durch die das plastische Material in Form von Bändern oder Strängen mittels der Verdichtungsschneckc hindurchgepreßt wird. Unterhalb der Mchrlochplatte ist zweckmäßigerweise, gegebenenfalls auf der Antricbswelle des Rührflügels bzw. der Ven'ichtungsschncckc sitzend, ein eine oder mehrere Schneiden aufweisendes Granulierwerkzeug angeordnet, das die austretenden plastischen Stränge in gleichmäßig lange Granulatstückchen zerschneidet. Die Länge der Granulatstückchen kann beispielsweise durch die Anzahl der am Umfang des Granulierwerkzeugs angeordneten Schneiden bestimmt werden. Das Schnekkengehäuse kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung temperierbar ausgebildet sein. Als Verdichlungsschnccke kann z. B. eine Doppelschiiecke vorgesehen sein.

Das Granulat wird unmittelbar im gekühlten Raum des Kühlmischers hergestellt und wird sofort von dem darunterliegenden Rührflügel erfaßt und gegen die im Kühlmischerraum angeordneten Kühlflächen geschleudert.

Das so hergestellte, völlig durchplastifizierte gleichmäßig gekörnte Granulat wird nach erfolgter Abkühlung durch den Auslauf abgelassen und den Verbrauchern zugeführt.

Zusammenfassend ist der Vorteil der Erfindung darin begründet, daß das Agglomerat nicht zuerst abgekühlt und das gekühlte Agglomerat in einem nachfolgenden Plastifizicrgerät wieder erwärmt werden muH. Der Energiebedarf zum Aufheizen des Agglomerats in einem Plastifizicrgerät auf die ursprüngliche Heizmischerendtcmperatur kann dadurch eingespart werden. Darüber hinaus ist es möglich, bei hoher Durchsatzmenge in einem Mischer durch Zwischenschaltung eines relativ kurzen Schneckentcils ein ausgezeichnetes Granulat zu erzeugen, welches bisher nur über gesonderte Schnckkenprcssen erzeugt werden konnte. Eine doppelte thermische Belastung entfällt also.

Die Erfindung wird durch ein Ausfübrungsbehpiel an Hand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.

Der dargestellte Hetz- bzw. Kühlmischer wird einem Heizmischer nachgeschaltet.

Der Mischer besteht aus einem Kühlbehälter 1, welcher mit einem Deckel 2 verschlossen werden kann. Der Kühlbehälter! ist mit ein oder mehreren Kühlelcmenten 3 ausgestattet und besitzt einen gekühlten Rührflügel^ Der gekühlte Rührflügel 4 ist in üblicher Weise über dem Behälterboden umlaufend angeordnet, um das Mischgut an den Kühlelementen 3 entlangzuführen. Der Behälter 1 weist am oberen Ende einen Bund 5 auf, auf dem ein kräftiger trichterförmiger Einsatz 6 angeordnet ist. Der Einsatz 6 ist mit einer Isolation? versehen, um das im Einsatz 6 liegende heiße Agglomerat gegen den darunterliegenden Kühlraum abzuschirmen.

Am verjüngten Ende des Einsatzes 6 ist ein Schneckengehäuse 8 in der Behähermitte angeordnet, welches mit einem Heiz- oder Kühlmantel 9 versehen ist. Die Heiz- oder Kühlenergie wird über die Leitung 10 zu- bzw. abgeführt. Der Heiz- und Kühlmantel 9 :it zwecks thermischer Isolierung mit einem Mantel ti umgeben. Den austrittsseitigen Abschluß des Schneckengehäuses 8 bildet eine Mehrlochplatte 12. Die Schnecke 13 wird von der Welle 14 des Rührflügcls 4 angetrieben und bedarf daher keines gesonderten Antriebs. Es wäre auch möglich, eine Doppelschnecke in einem entsprechenden Schnekkengehäuse anzuordnen.

Das im Heizmischer aufbereitete heiße Agglomerat gelangt durch den Einlaufstutzen 17 in den trichterförmigen Einsatz 6 oberhalb der Schnecke 13. Die Schnecke 13 zieht das Agglomerat in das Schncckcneehäuse 8 hinein, wo es einer bestimmten Verdichtung unterworfen und unter Druck und Warme vollends plastifiziert und durch die Mehrlochplatte 12 hindurchgepreßt wird.

Ein auf der Welle 14 angeordnetes Granulierwerkzeug 15 läuft mit der Umlaufgeschwindigkeit der Schnecke 13 um und schneidet <iic durch die Mehrlochplattc 12 austretenden plastischen Stränge in bestimmte Körnungen. Die Kömungsgrößc kann durch die Anzahl der an Umfang liegenden Schneiden des Granulicrwerkzeugs 15 bestimmt werden. Das abgeschnittene heiße Granulat befindet sich schon während des Abschneiden im unteren gekühlten Raum des Mischers, wo es sofort dem Rührflügel 4 zugeführt und an den Kühlflächen der Kühlelcmcntc 3 entlangbewegt wird. Das gekühlte Granulat wird durch den Auslauf 16 abgelassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

I 679 865 Patentansprüche:

1. Heix- bzw. Kühlmischer zum Behandeln eines aufbereiteten Kunststoffagglomerats, mit einem stehenden Behälter, an dessen Boden um dieAchse des Behälters schnell umlaufende Rührflügel angeordnet sind, und mit in den Behälter eingesetzten Kühielcmentcn, dadurch gekenn/, eich η el, daß in den Kühlbehälter (!) ein gegenüber diesem thermisch isolierter, als Auffangbehälter ausgebildeter Einsatz (6) eingesetzt ist, dessen abgabescitiges Ende mit einem Schneckengehäuse (8) mit darin drehbarer Ver dichtungsschnecke (13) in Verbindung steht, das an seinem bodcnseitigen. im Bereich der Rührflügel (4) liegenden Ende mit einer Granuliervorrichtung versehen ist.

2. Heiz- bzw. Kühlmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vcrdichtungsschnecke (13) von der Antriebswelle (14) der Rührflügel (4). ntrcibbar ist.

3. Heiz- bzw. Kühlmischer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtungssehncckc (13) gesondert antreibbar ist.

4. Hei/- bzw. Kühlmischer nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe mit einer Drchzahlregiilicrung üusgcstattcl sind.

5. Hei/- bzw. Kühlmischer nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) ab Trichter ausgebildet ist. dessen oberer Rand auf einem Bund (5) des Kühlbehälters (1) aufliegt und de; durc! einen Deckel (2) verschließbar ist.

6. Heiz- bzw. Kühlmischer nach Anspruch ?. dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Einsatz (6) am verjüngten Ende in das in der Achse des Behälters (1) angeordnete Schneckengehäuse (8) einmündet.

7. Heiz- bzw. Kühlmischer nach einen: der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckcngehäusc (8) an seinem austrittsseitigcn Ende mit einer Mchrlochplattc (12) ausgerüstet ist.

8. Heiz- bzw. Kühlmischer nach einem der Ansprüche I His 7, dadurch gekennzeichnet, daß de; Mehrlochplatte (12) ein deren atistrittsscitigc Fläche bestreichendes, eine oder mehrere Schneiden aufweisendes Granulierwerkzeug (15) zugeordnet ist.

9. Heiz- bzw. Kühlmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulierwerkzeug (15) von der Antriebswelle (14) der Rührflügel (4) oder von der Vcrdich-•ungsschneckc (13) angetrieben wird.

10. Heiz- bzw. Kühlmischer nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckcngehäusc (8) temperierbar ausgebildet ist.

11. Heiz- bzw. Kühlmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdichtungsschnccke (13) eine Doppelschnecke vorgesehen ist.