DE1941163A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen bzw. Vorwaermen und Vorplastifizieren von Formmassen mit Hochfrequenz - Google Patents

Description

• Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen bzw.
• Vorwärmen und Vorplastifizieren von Formmassen mit Hochfrequenz Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen von körnigen, granulierten, oder sonstwie strukturierten Formmassen wie Thermoplasten, beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyamiden, Elastomeren, z.B. synthetischem Kautschuk oder Naturkautschuk, und insbesonder. Duroplaaten, wie Phenol- oder Aminharzmassen, bei deren iierstellung bzw. zur Vorwrmung urld Vorplastifizierung bei der Verarbeitung dieser Formmassen in Hochfrequenzfeld.
• FUr die Verarbeitung von Duroplasten mittels Spritzgießmaschinen wie auch für die Herstellung von dickwandigen und großflächigen Formteilen auf Spritzguß-, Spritzpress- und Preßautomaten ist es vorteilhaft, die zu verarbeitenden Formmassen vorzuwErmen Durch den Einsatz von vorgewärmten Formmassen kant winde wesentliche Verkürzung der cykluszeiten der Verarbeitungsmaschinen erzielt werden.
• Es ist bekannt Verarbeitungsmaschinen wie spritzgußmasc.ninen oder ähnlichen Vorrichtungen oder Formwerkzeugen einer Presse Vorrichtungen vorzuschalten, :ln denen die Forminasse von heißer Luft durchströmt wird, so daß diese vorgewärmt direkt der Verarbeitungsmaschine zugeführt werden kann.Durch die Kombination einer Vorrichtung zum Vorwärmen und Vorpiastifizieren der Foruimassen mit einem Agregat für die weitere Plastifizierung, z.B.
• in der Schnecke einer Spritzgußmaschine, ist eine vollautomatische Verarbeitung von Formmassen in äußerst wirtschaftlicher Weise möglich. In diesem Fall kann die Verweilzeit der Formmasse in der Zone der Schneckenplastifizierung der Spritzgußmaschine wesentlich verkürzt werden, wodurch neben der Verkürzung der Cykluszeit besonders bei härtbaren Formmassen die Beanspruchung der Massen in den kontaRtsellei3ten Zonen der Spritzgußmaschinen herabgesetzt wird. iXiachteilig dabei ist aber, daß die ErwErmunz der Formmassen immer von außen nach innen erfolgt und dadurch einer Verkürzung der Verweilzeiten sehr bald Grenzen gesetzt sind.
• Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Formmassen in technisch möelichst idealer Weise vorgewärmt und vorpiastifiziert werden können} wonach sie einer Spritzguß.maschine oder dem Plastifizierwerkzug, eines Preß&utomaten zur weiteren Plastifizierung und Verarbeitung zugeführt werden sollen.
• Es sind nun auch Vorrichtungen zum kontinuierlichen Trocknen bzw. Vorwärmen bekannt, bei denen das Gut in mMlichst gleichmäßiger Schichtdicke, z.B. auf einem Gewebeband eines Bandtrockners lievendfi zwischen parallel angeordnet fl Elektroden eines Hochfrequenzgenerators transportiert wird. Ls ist weiterhin bekannt, ein Metallband als Transporthand zu verwenden> und dieses selbst als Elektrode zu schalten.
• Ein Nachteil derartiger Vorrichtungen ist-, daß die Schichtdicke des Gutes, die einen wesentlichen Einfluß auf die Wirkung der Hochfrequenzbehandlung ausübt, nicht immer ausreichend konstant gehalten werden kann. Nun ist aber die Lage, die bei Granulaten, deren Durchmesser kleiner ist als deren Länge, auf dem Band mehr oder weniger ausgeprägt fixiert ist, im hochfrequenten Wechselfeld entscheidend für die Trocknung, da z.B.
• die senkrecht zum Feld stehenden WUrstchen der Formmasse eine andere Energiemenge absorbieren als die zu diesen parallel liegenden. Dieser Nachteil ist besonders dann bedeutsam, wenn -wie bei der Trocknung von Duroplasten - ein ganz bestimmter Oehalt der Formmassen an flüchtigen Bestandteilen eingestellt werden muß. Bei der vorliegenden Erfindung werden u.a. besonders diese Nachteile vermieden, indem man das zu behandelnde Gut, das vorzugsweise gekört oder durch Vorformung - z.B. in Form von Würstchen - granuliert ist, durch den Trog einer Schnecke transportiert, wobei es ständig umgewälzt und gleichzeitig von einem Hochfrequenzfeld durchdrungen wird.
• Erfindungsgemäß wird nun eirle Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen oder Vorwärmen bzw. Vorpiastifizieren von körnigen, granulierten oder sonstwie strukturierten Formmassen mit Hochfrequenz vorgeschlagen, von der eine Ausführungsform in Figur 1 im Längschnitt dargestellt ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus a) einem vorzugsweise doppelwandizen rohr- oder trogförmigen Behälter (1) und b) einer in diesem Behalter umlaufenden Schnecke (2) mit regelbarem Antrieb besteht, die mit einem für ilochfrequenz-IsolatLo}l geeigneten keramischen Werkstoff oder entsprechenden - gegebenenfalls verstärkten -Kunststoffen, wie Polyäthylen oder Polypropylen oder Polytetrafluoräthylen oder anderen überzogen ist und deren Windungen (12) aus einem ebensolehen Werkstoff bzw. Kunststoff bestehen und daß die Innenwand des Behälters (].) ljnd/oder die Welle der Schnecke (2) - die zu diesem Zweck hohl sein muß -mit Bohrungen (3) verseilen sind, durch die, ein Gas geführt werden kann, so daß dieses das durch die Of,nung () eingespeiste, mittels der Schnecke (2) transportierte Gut durchstrdnt und aus der Öffnung (5) abgeführt wird, wobei das Gut gleichzeitig in einem hochfrequentefl Wechselfeld bewegt wird, das zwischen dem Trog (1) und der Welle der Schnecke (2) aufgebaut ist.
• zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselfeldes werden der Trog (X) und die Welle der Schnecke (2) als Elektroden eines Hochfreurlenz-Generators geschaltet.
• Die Vorwärmung mittels Hochfrequcnz ist gegenüber anderen Frwärmungsmethoden besonders im Hinblick auf eine Qualitätsverbesserung der Formteile bedeutsam, denn die Erwärmung im hochfrequenten Wechselfeld erfolgt gleichzeitig sowohl auen als auch im Inneren des Gutes. Dadurch wird eine gleichmäßige, einheitliche und rssche Erwärmung des Gutes erreicht und gleichzeitig der Anteil an flüchtigen Bestandteilen erniedrigt.
• Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Beschaffenheit der Oberflache und die physikalischen Eigenschaften der Formteile aus. Die Welle der Schnecke (2) ist mit eineut fUr Hochfrequenz-Isolation geeigneten keramischen Werkstoff oder einem entsprechenden - gegebenenfalls verstärkten - Kunststoff überzogen, z.B. mit Polyäthylen oder Polypropylen oder Polytetrafluoräthylen, sowie mit Schneckenwindungen (12) aus dem gleichen Material versehen.
• Es ist vorteilhaft, die Schnecke senkrecht nach oben fordern zu lassen, da auf diese Weise die Schneckengänge vollständig mit dem zu behandelnden Material gefüllt sind.
• Zweckmäßig ist der Behälter (1) mit zahlreichen Bohrungen versehen, vorteilhaft sogar als Sieb ausgebildet oder über den Bohrungen; mit einem zusätzlichen Sieb versehen. Durch diese kann ein Gas - z.D. kalte oder heiße Luft oder ein gegenüber der Masse inertes Gas oder in besonderen Fällen ein Es, das als solches reaktionsfähig ist oder reaktionsfähige Bestandteile in dispergierter Form enthalt - eingeblasen oder auch eingesaugt werden, Die während der Trocknung bzw, der Vorwärmung und Vorplastifizirung im Hochfrequenzfeld sich umwälzenden Granulatewerden werden dann ständig von dem Gas umströmt, das die entstehenden flüchtigen Bestandteile abführt, wodurch elektrische UberxchlE-ge vermieden werden. Je nach dem, ob hierüfr warmes oder kalt es Gas verwendet wird, kann dabei das Gut auf einer gewünschten Temperatur gehalten, abgekühlt oder aufgeheizt werden.
• In der erfindwgsgernäßen Vorrichtung kann außerdem unter vermindertem Druck gearbeitet werden, z.B. indem man an die Öffnung (I) Vakuum anlegt. Dadurch kann die Trocknung,sgeschwindigkeit wesentlich erhöht werden. in weitere Vorteil dieser Arbeitsweise ist, daß bei Trocknungstemperaturen unter dem Siedepunkt des Wasser gearbeitet werden kann, falls bestimmte Maximaltemperaturen, z.B. bei der Trocknung von Duroplasten eingehalten Worden müssen. Der Unterdruck kann durch gleichzeitige Zuführung - z.B. über die oeffnung (8) - eines Gasstromes, der z.B. auch die entstehenden flüchtigen Bestandteile abführen kann, konstant gehalten werden.
• Wenn die Innenwand des Behälters (1) mit einem zusätzlichen Sieb (6) versehen ist, ist dieses elektrisch leitend mit--dem Behälter (1) verbunden Die Schnecke besitzt einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) regelbaren, vorzugsweise stufenlos regelbaren Antrieb.
• Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Schnecke (2) hohl und mit Bohrungen versehen sein, durch die gleichf?l9 ein Gas eingeblasen werden kann. Das gleiche gi]t auch für die Windungen (12) der Schnecke (2). Selbstverständlich können beide Ausführungsformen miteinander kombiniert sein.
• Gleichzeitig wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen zum kontinuierlichen rlarocknen von körnigen, granulierten oder sonstwie strukturierten Formmassen, insbesondere Duroplaster, und zur Vorwärmung und Vorplastfizierun£ dieser Formmassen im Hochirequenzfeld, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fornlmassen unter dauernder Umwälzung mittel einer Schnecke, die mit einem für Hochfrequenz-Isolation geeigneten keramischen Werkstoff oder einem entsprechenden - gegebenenfalls verstärkten - Kunststoff überzogen ist und deren Windungen aus einem ebensolchen Werkstoff bzw. Kunststoff bestehen, durch ein hochfrequentes Wechselfeld geführt und währenddessen von einem Gas durchströmt werden.
• Nachstehend ist die Funktion der Apparatur gemäß Erfindung als Vorschaitgerät für Verarbeitungsmaschinen von Formmassen, z.B.
• Spritzgußmaschinen und Extruder, zum Vorwärmen oder Vorplastifizieren beschrieben.
• In dem doppelwandigen rohr- oder trogförmig ausgebildeten Behälter (1) rotiert eine Schnecke (2), die das durch die öffnung (4) eingespeiste Gut transportiert. Die Innenwand der Behälters (1) ist mit Bohrungen bzw. mit dem Sieb () versehen, so daß das durch den Eintritt (8) eingeblasene Gas, das je nach der Art des zu behandelnden Gutes verschieden temperert sein kann, das von der Schnecke transportierte Gut durchströmt; es verläßt die Apparatur durch die Austrit80ffnung (7).
• Das vorgewärmte und vorplastfizierte Gut wird durch den Auslauf (5) abgeführt. Es ist zweckmäßig, den Auslauf (5) mit einer Zellenradschleuse oder einer ähnlichen Vorrichtung zu versehen, damit das z.B. mit Feuchtigkeitsdämpfen beladene Gas nicht über den Auslauf (5) entweichen kann. Zwischen der Welle der Schnecke (2), die elektrisch gegen den Behälter <1) isoliert gelagert ist, und dem Trog (1) wird ein hochfrequentes Feld-erzeugt, in dem die Welle der Schnecke (2) und die Behälterwand als Elektroden eine Hochfrequenzquelle geschaltet sind. Die Schnecke ist-an der Stirnseite (10) übereinen Schleifkontakt (11) mit einem Hochfrequenzgenerator verbunden. Die Schnecke wird über eine gegen Hochfrequenz isolierende Kupplung (9) angetrieben.
• Das zu behandelnde Gut, das in Form von Körnern, Stücken, Granulaten oder dergleichen vorliegen kann, wird durch die Gänge der Schnecke (2) stetigvorwärts bewegt, umgewälzt und und dabei ständig von dem durch die O£Snungen <3) bzw. (6) eintretenden Gas durchströmt, so daß sämtliche Oberflächen des Gutes von dem Gas bestrichen werden. Gleichzeitig bewegen sich die Granulate im Hochfrequenzfeld, das zwischen Behälterwand (1) und der Welle der Schnecke (2) aufgebaut ist, verändern dauernd ihre Lage und werden somit leichmäßig getrocknet. Die Menge des Gases und seine Temperatur sowie die Verweilzeit des Gutes in der Vorrichtung lassen sich innerhalb weiter Grenzen variieren; dadurch und durch die regelbare Drehzahl der Schnecke läßt tich die Intensität der Vorwhrmung und Vorpiastifizierung in der jeweils güngstigsten Weise steuern.
• Durch die Festlegung-der in der Ze-iteitheit eingespeisten Menge des zu behandelnden Gutes und der Drehzahl der Schnecke wird die' Apparatur gemäß Erfindung gleichzeitig zu einer exakten Dosierungsvorrichtung, mit der z.B. eine Spritzgußmaschine oder ein Extruder bedient wedden kann.
• Die Vorrichtung gemäß Erfindung kann auch bei der Herstellung von Formmassen, z.B. bei härtbaren Fo; massen, zur Nachbehandlung im Anschlußan den Fertigungsprozeß eingesetzt werden, wodurch der Gehalt der Masse an Allchtigen Bestandteilen z.Q. Feuchtigkeit, herabgesetzt und eine Verbesserung der Qualität herbeigeführt wird.
• Desgleichen kann dei Vorrichtung zum Trocknen von feuchten Formmasen,z.B. Thermoplasten oder auch Duroplasten, die gegebenenfalls durch Naßimprägnierung erhalten werden und vorgeformt wind, benutzt werden. Es ist ein besonderer Vorteil der Hochfrequenztrpcknung, daß sich der Trocknungsvorgang weitgehend von selbst steuert, da Bereiche der Granulate mit höherer Feuchtigkeit mehr Energie aufnehmen als die mit geringerem Wassergehalt.
• Besonders bei naßimprägnierten und vorgeformten Duroplasten kann es vorteilhaft sein, den doppelwandigen Trog in Abschnitte zu unterteilen, durch die verschieden temperiertes Gas oder auch kaltes Gas geblasen werden kanri. Es ist demnach möglich,in der erfindungsgemäßen Apparatur zunächst zu trocknen und am Ende des Trocknungsprozesses zu kühlen. Selbstverständlich kann auch zur schnelleren Erw'irtaung des Produktes ili der Einlaufzone ein Infrarotstrahler zusätzlich angebracht sein.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen bei der Herstellung von körnigen, grAnulierten oder sonstwie strukturierten Formmassen, wie Thermoplasten, Elastomeren und insbesondere Duroplasten sowie zur Vorwrmung und Vorplastifizierung bei der Verarbeitung dieser Formmassen in einem Hochfrequenzfeld, dadurch gekennæelchnet, daß sie aus a) einem vorzugsweise doppelwandigen rohr- oder trogförmigen Behälter (1) und b) einer in diesem Behälter umlaufenden Schnecke (2)mit regelbarem Antrieb besteht, die mit einem für Hochfrequenz-Isolation geeigneten keramischen Werkstoff oder einem entsprechenden, gegebenenfalls verstärkten, Kunststoff, wie Polyäthylen oder Polypropylen oder Polytetrafluoräthyen oder anderen überzogen ist und deren Windungen (12) aus einem ebenoolchen Werkstoff bzw. Kunststoff bestehen, und daß die Innenwand des BehSlters <1) und/oder die - dann hohle - Welle der Schnecke (2) mit Bohrungen (3) versehen sind, durch die ein Gas derart geführt werden kann, daß es das durch die Öffnung (4) eingespeiste und mittels der Schnekke (2) transportierte Gut durchströmt, das sich zugleich in einem hochfrequenten Wechselfeld befindet, das zwischen dem Behälter (1) und der Welle der Schnecke (2) aufgebaut ist.

B>

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (6) des Behälters (1) als Sieb ausgebildet bzw. mit eine-Sieb'versehen ist, das wit dem Behälter (1).

elektrisch leitend verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (2) einen stufenlos regelbaren Antrieb besitzt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke als Senkrechtschnecke mit der Förderrichtung senkrecht nach oben angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der BehAlter (1) in Abschnitte unterteilt ist, durch die jeweils verschieden temperiertes Gas geblasen werden kann.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnte, daß die Vorrichtung zur Hochfrequenz-Trocknung bzw. Erwärmungs- und Vorplastifizierungsvorrichtung mit einer Infrarotstrahiungsvorrichtung kombiniert ist.

( Verfahren zum kontinuierlichen Trocknen von körnigen, granulierten oder sonstwie strukturierten Formmassen, wie Thermoplasten, Elastomeren und insbesondere Duroplasten und zur Vorwärmung und Vorplastifizierung dieser Formmassen im Hochfrequenzfeld, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen mittels einer Schnecke, die mit einem für Hochfrequenz-Isolation geeigneten keramischen Werkstoff oder einem entsprechenden - gegebenenfalls verstärkten - Kunststoff überzogen ist und deren Windungen aus einem ebensolchen Werkstoff bzw. Kunststoff bestehen, unter dauernder Umwälzung durch ein hochfrequentes Wechselfeld geführt und währenddessen von einem Gas durchströmt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen unter vermindertem Druck gehalten werden.