DE19536933C1 - Kunststoffstranggranulieranlage mit Entwässerungs-/Trocknungsmodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen, Trocknen und Granulieren von schmelzflüssig aus einer Düse austretenden Kunststoff­ strängen, umfassend eine mit Kühlwasser bespülte Ablaufrinne, über die die Kunststoffstränge geleitet werden, eine dem unteren Ende der Ab­ laufrinne nachgeordnete, eine separate Einheit bildende Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung, welche eine die Kunststoffstränge mit einem Luftstrom beaufschlagende Einrichtung und eine unter den Kunststoff­ strängen angeordnete Wasserauffangvorrichtung aufweist, und einen der Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung -nachgeordneten Granulator.

In der Granuliertechnik sind Granulieranlagen mit wasserbespülten, geneigten Ablaufrinnen, in denen extrudierte Kunststoffstränge unter gleichzeitigem Weiterleiten zu einem Granulator abgekühlt werden, seit langem bekannt. Dem Granulator können Einrichtungen vor- oder nach­ geschaltet sein, die dazu dienen, das Kühlwasser abzuführen und das Kunststoffmaterial zu trocknen. Im Falle, daß das Kühlwasser gravime­ trisch abgeführt wird, bevor die Kunststoffstränge in den Granulator gelangen, spricht man von einem "nassen Schnitt". Wenn die Kunststoff­ stränge vor dem Eintritt in den Granulator zusätzlich getrocknet werden, spricht man von einem "trockenen Schnitt". Die vorliegende Erfindung betrifft eine Granulieranlage für den trockenen Schnitt.

Eine Anlage dieses Typs ist z. B. in der DE-OS 22 18 210, Fig. 4 dargestellt, wo die mit Wasser bespülte Ablaufrinne über einem schräg aufwärts gerichteten, umlaufenden Siebband endet, so daß das Wasser durch das Siebband hindurch in einen Wasserauffang­ behälter tropft. Zusätzlich ist ein Gebläse über dem Siebband angeord­ net, das das den Kunststoffsträngen anhaftende Wasser abbläst. Das umlaufende Siebband leitet die Kunststoffstränge somit unter gleich­ zeitiger Trocknung von der Ablaufrinne weiter zu einem nachgeordneten Granulator.

In der EP 0 143 944 B1 wird eine Vorrichtung für den trockenen Schnitt beschrieben, bei der die durch das umlaufende Band und das Gebläse gebildete Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung durch zwei vonein­ ander getrennte und einander nachgeschaltete Zonen ersetzt ist, die in die Ablaufrinne integriert sind. Die Kunststoffstränge werden in diesen Zonen nicht mittels eines umlaufenden Siebbandes weitertransportiert, sondern rutschen, der Hangabtriebskraft folgend, selbständig durch die beiden Zonen hindurch in den Granulator.

Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die konstruktive Integration der beiden Zonen in die Ablaufrinne mit einem relativ großen Konstruktionsaufwand verbunden ist und andererseits keinen flexiblen Einsatz der beiden Zonen im Ge­ samtsystem der Granulieranlage zuläßt. Der feste Einbau der Zonen in die Ablaufrinne erschwert ein problemloses Anpassen der Granulier­ anlagen an alternative Entwässerungs- und Trocknungstechniken, oder auch das Weglassen der beiden Zonen. Die Vorsetzung einer reinen Entwässerungszone (im Falle des nassen Schnitts) wird aufgrund des festen Einbaus der Zonen in der Ablaufrinne unmöglich gemacht. Außerdem erfordert die Reparatur einer der beiden in der Ablaufrinne integrierten Zonen den Stillstand der gesamten Granulieranlage.

Die DE 39 00 250 C2 betrifft eine Weiterentwicklung der in der EP 0 143 944 B1 beschriebenen Vorrichtung, die sich damit beschäftigt, das Rutschen der Kunststoffstränge durch die Entwässerungs- und Trocknungszonen zu verbessern. Dazu sind in der Trocknungszone Luftdüsen so von unten angeordnet, daß ein weit­ gehend reibungsfreies Gleiten der Stränge zum Granulator gewährleistet ist. Durch den von den Eintrittsdüsen geleiteten Luftstrom wird gleich­ zeitig Restwasser von den Kunststoffsträngen abgeschleudert. Der Vor­ teil des reibungslosen Gleitens wird somit durch den Nachteil erkauft, daß die von den Kunststoffsträngen abgeblasenen Wasserpartikel durch den Raum wirbeln. Ein Abdecken der Ablaufrinne, um diesen Neben­ effekt zu verhindern, ist nicht sinnvoll, da die Trocknungswirkung da­ durch wiederum negativ beeinflußt würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Vor­ richtungen konstruktiv zu verbessern, insbesondere hinsichtlich flexibler Einsatzfähigkeit und guter Wartungsfähigkeit, und dabei die Trocknungs­ wirkung effizienter zu gestalten.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Entwässerungs- und Trock­ nungseinrichtung aus einem stationären, im wesentlichen horizon­ talen oder in Transportrichtung der Kunststoffstränge leicht aufwärts geneigten Rost besteht über den die Kunststoffstränge zum Granulator geleitet werden, einem die Kunststoffstränge zwischen sich aufnehmenden Vor­ schubwalzenpaar, dessen obere Vorschubwalze über den Rost und dessen untere Vorschubwalze unter dem Rost angeordnet ist, und einem in die Wasserauffangvorrichtung integrierten Wasserablauf und Luftabsaug­ anschluß.

Im Vergleich zur Vorrichtung der DE-OS 22 18 210 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv enorm verein­ facht, indem das umlaufende, siebförmige und reparaturanfällige Trans­ portband durch einen einzigen ortsfesten Rost ersetzt ist. Der Rost ist im wesentlichen horizontal oder leicht aufwärts geneigt ausgebildet, um den Schwerkrafteinfluß auf die Trocknung der Kunststoffstränge zusätzlich zu nutzen. Um den Transport der Kunststoffstränge zu gewahrleisten, ist ein Vorschubwalzenpaar vorgesehen. Diese Konstruktionsweise ist we­ sentlich einfacher und weniger reparaturanfällig als die mit umlaufenden Siebbändern. Außerdem wird gemäß der Erfindung der zur Trocknung der Kunststoffstränge dienende Luftstrom abgesaugt, was den Vorteil hat, daß keine Wasserpartikel aufgewirbelt werden. Die Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist als ein kompaktes Modul ausgebildet, das kürzer ausgebildet werden kann als das umlaufende Siebband.

Im Vergleich zur Vorrichtung der EP 0 143 944 B1 sind die beiden für die Entwässerung und die Trocknung vorgesehenen Abschnitte konstruktiv wesentlich ver­ einfacht, indem sie einerseits in einem einzigen Abschnitt zusammen­ gefaßt sind und andererseits ein von der Rinne getrenntes Modul bilden, das unabhängig von der Rinne auswechselbar ist und daher die Reparatur und Wartungsarbeiten daran erleichtert. Insgesamt ist die gesamte Gra­ nulieranlage auch flexibler einsetzbar, da das Entwässerungs- und Trock­ nungsmodul z. B. problemlos durch ein reines Entwässerungsmodul oder durch ein im Zuge der technischen Entwicklung verbessertes Modul ersetzt werden kann. Durch das Zusammenfassen von Entwässerungs- und Trocknungsabschnitt in einem einzigen, relativ kurzen Abschnitt wird außerdem die Gesamtlänge der Granulieranlage um den Bereich des Entwässerungsabschnitts verkürzt, was neben den konstruktiven Vor­ teilen zusätzlich Raumeinsparung und somit Kosteneinsparung bedeutet.

Das Modul kann problemlos mit Rinnen unterschiedlicher Länge kombiniert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich zu der Absaugvorrichtung ein Gebläse über den Kunststoffsträngen vorgesehen. Durch ein gezieltes, linienförmiges Blasen von Druckluft auf die Kunst­ stoffstränge aus mehreren quer zu ihrer Transportrichtung angeordneten Luftaustrittsdüsen wird die Trocknung der Stränge wesentlich verbessert.

Um die Gesamtlänge der Granulieranlage möglichst kurz zu halten, wird die Trocknungseinrichtung so gestaltet, daß der durch das Gebläse er­ zeugte Luftstrom im wesentlichen über der gesamten Länge des Rosts aufgebracht wird.

Der Luftstrom wird bevorzugt schräg von oben gegen die Transport­ richtung der Kunststoffstränge gerichtet, so daß sich die durch die Luft­ stromwirkung gegen die Transportrichtung entlang den Kunststoff­ strängen bewegenden Wassertröpfchen mit nachfolgenden Wasser­ tröpfchen zu größeren Tropfen verbinden, die leichter von den Strängen abfallen.

Um diese Wirkung zu verbessern, ist der Rost als quer zur Transport­ richtung der Kunststoffstränge angeordneter Gitterrost ausgebildet, der gewissermaßen eine Abstreiffunktion erfüllt, und die einzelnen Gitterstangen sind mit ihrem Querschnitt so angeordnet, daß im Falle eines schräg auftreffenden Luftstroms dieser ungehindert durch die Gitterstangen hindurchtreten kann. Aus diesem Grunde werden für den Gitterrost Stäbe mit länglichem Querschnitt bevorzugt, wobei der Quer­ schnitt in Transportrichtung der Stränge von unten nach oben geneigt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kunststoffstranggranulieranlage mit einem erfindungsge­ mäßen Entwässerungs- und Trocknungsmodul und

Fig. 2 eine besondere Ausführungsform des Entwässerungs- und Trocknungsmoduls aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Granulieranlage, in der ein Kunststoffstrang KS aus einem Extruderkopf 1 austritt und auf eine schräge Ablaufrinne 20 fällt. Die Ablaufrinne 20 besitzt an ihrem oberen Ende eine Kühlwasserzuleit­ einrichtung 21. Das Kühlwasser fließt die Ablaufrinne 20 hinab und nimmt dabei die Kunststoffstränge KS mit. Die Kunststoffstränge KS werden auf diese Weise gleichzeitig gekühlt und transportiert. Zusätzlich wird Kühlwasser durch die Sprühdüsen 22 von oben auf die die Ablauf­ rinne hinunterrutschenden Kunststoffstränge KS gesprüht.

Das untere Ende der Ablaufrinne 20 endet über dem Entwässerungs- und Trocknungsmodul 10, das im wesentlichen aus einem Rost 11, einem darunter angeordneten Auffangbehälter 12 für das von der Ablaufrinne 20 und den Kunststoffsträngen KS herabfallende Kühlwasser und einer aus zwei Vorschubwalzen 15a und 15b gebildeten Vorschubeinrichtung zum aktiven Transport der Kunststoffstränge KS besteht. Der Auffangbe­ hälter 12 ist an seinem Boden mit einem Wasserablauf 13 versehen, über den das Kühlwasser dem Kühlwasserkreislauf zurückgeführt wird. Außerdem besitzt der Auffangbehälter eine Luftabsaugöffnung 14, an die eine in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Absauganlage ange­ schlossen wird, um Luft durch den Rost 11 hindurch in den Auffang­ behälter zu saugen. Mit der Luft werden den Kunststoffsträngen anhaf­ tende Wassertröpfchen erfaßt und in den Auffangbehälter gesogen. An dem Luftabsauganschluß ist ein Wasserabscheider vorgesehen, der in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt ist und dazu dient, zu verhindern, daß Kühlwasser in die Absauganlage gelangt.

Die Kunststoffstränge KS werden mittels den Vorschubwalzen 15a, 15b über den Gitterrost 11 dem Granulator 40 zugeführt, dessen Eintritts­ öffnung 41 sich unter dem hinteren Ende des Rosts befindet. Hinter der Eintrittsöffnung 41 befindet sich üblicherweise ein Abzugswalzenpaar 42, das die Kunststoffstränge KS der nachfolgenden Messerwalze 43 zuführt. Durch die Austrittsöffnung 44 wird der granulierte Kunststoff weitergeleitet.

Die Vorschubwalzen 15a, 15b können genauso ausgebildet sein, wie das Abzugswalzenpaar 42, wobei die obere Vorschubwalze 15a über dem Rost 11 und die untere Vorschubwalze 15b unter dem Rost 11 angeord­ net ist und zwischen den beiden Walzen 15a, 15b ein Spalt vorgesehen ist, der ein Einfädeln und den Transport der Kunststoffstränge gestattet, ohne diese zu quetschen. Es ist ausreichend, wenn nur eine der beiden Vorschubwalzen 15a, 15b angetrieben ist. Die zweite Vorschubwalze kann aber über die angetriebene Walze reibschlüssig oder mechanisch mitangetrieben werden. Eine Synchronisierung der Vorschubwalzen 15a, 15b mit dem Abzugswalzenpaar 42 kann vorteilhaft sein.

In Fig. 2 ist eine besondere Ausführungsform des Entwässerungs- und Trocknungsmoduls 10 dargestellt. Zusätzlich zur Luftabsaugung über den Luftabsauganschluß 14 wird zur effektiveren Trocknung der Kunst­ stoffstränge KS Druckluft durch eine Gebläseeinrichtung 16 von oben auf die Kunststoffstränge gerichtet. Um den verfügbaren Raum optimal zu nutzen, wird über der gesamten Fläche des Rosts 11 von seinem stromaufwärtigen Ende bis zu seinem stromabseitigen Ende Druckluft auf die Kunststoffstränge ausgeblasen. Der Luftausstoß erfolgt dabei bevorzugt durch mehrere quer zur Transportrichtung der Stränge an­ geordnete Luftaustrittsdüsen, um die Druckluft zu fokussieren, was eine verbesserte Trocknungswirkung zur Folge hat.

Indem die Luftaustrittsdüsen leicht schräg von oben gegen die Trans­ portrichtung der Kunststoffstränge geneigt ist, wird ein Abblasen der den Kunststoffsträngen anhaftenden Kühlwassertröpfchen weiter verbessert, denn die Tropfen wandern aufgrund der Luftanströmung an den Kunst­ stoffsträngen entgegen deren Transportrichtung entlang, bis sie sich mit nachfolgenden Wassertropfen vereinigt und so weit vergrößert haben, daß sie von den Kunststoffsträngen herabfallen.

Der Rost 11 besteht aus Gitterstäben 18 mit länglichem Querschnitt, die quer zur Transportrichtung der Stränge angeordnet und so geneigt sind, daß sie einen ungehinderten Durchtritt der schräg anströmenden Druck­ luft durch den Gitterrost 11 gestatten.

Der Luftdurchsatz eines Entwässerungs- und Trocknungsmoduls stammt zu etwa 80% aus der Umgebung und zu 20% aus der Gebläse­ einrichtung 16. Der an die Gebläseeinrichtung 16 angeschlossene Ventilator ist in den Zeichnungen nicht extra dargestellt. Der Luftleit­ kanal der Gebläseeinrichtung 16 weist einen veränderlichen Querschnitt auf, so daß die vom Ventilator eingespeiste Druckluft an allen Luftaus­ trittsdüsen 17 etwa denselben Austrittsdruck besitzt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Abkühlen, Trocknen und Granulieren von schmelz­ flüssig aus einer Düse austretenden Kunststoffsträngen, umfassend

• - eine mit Kühlwasser bespülte Ablaufrinne (20), über die die Kunst­ stoffstränge (KS) geleitet werden,
• - eine dem unteren Ende der Ablaufrinne (20) nachgeordnete, eine separate Einheit bildende Entwässerungs- und Trocknungseinrich­ tung (10), welche eine die Kunststoffstränge (KS) mit einem Luft­ strom beaufschlagende Einrichtung und eine unter den Kunststoff­ strängen (KS) angeordnete Wasserauffangvorrichtung aufweist und
• - einen der Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung (10) nach­ geordneten Granulator (40),

dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungs- und Trocknungsein­ richtung (10) besteht aus

• - einem stationären, im wesentlichen horizontalen oder in Transport­ richtung der Kunststoffstränge leicht aufwärts geneigten Rost (11), über den die Kunststoffstränge zum Granulator (40) geleitet werden,
• - einem die Kunststoffstränge zwischen sich aufnehmenden Vorschub­ walzenpaar (15a, 15b), dessen obere Vorschubwalze (15a) über den Rost (11) und dessen untere Vorschubwalze unter dem Rost (11) angeordnet ist, und
• - einem in die Wasserauffangvorrichtung (12) integrierten Wasser­ ablauf (15) und Luftabsauganschluß (14).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Rost (11) eine Gebläseeinrichtung (16) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläseeinrichtung (16) den Luftstrom im wesentlichen über die gesamte Länge des Rosts (11) verteilt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläseeinrichtung (16) mehrere Luftaustrittsdüsen (17) umfaßt, die quer zur Transportrichtung der Kunststoffstränge über dem Rost (11) ange­ ordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftaustrittsdüsen (17) schräg von oben gegen die Transportrichtung der Kunststoffstränge gerichtet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rost (11) ein Gitterrost mit im wesentlichen horizon­ talen, quer zur Transportrichtung der Kunststoffstränge angeordneten Gitterstäben (18) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe (18) einen länglichen Querschnitt haben und in Transportrich­ tung der Kunststoffstränge von unten nach oben geneigt sind.