DE2151865A1 - Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwachsen - Google Patents

Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwachsen

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DE2151865A1
DE2151865A1 DE19712151865 DE2151865A DE2151865A1 DE 2151865 A1 DE2151865 A1 DE 2151865A1 DE 19712151865 DE19712151865 DE 19712151865 DE 2151865 A DE2151865 A DE 2151865A DE 2151865 A1 DE2151865 A1 DE 2151865A1
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DE
Germany
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rollers
thermoplastic
housing
prodn
mixt
Prior art date
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Application number
DE19712151865
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English (en)
Inventor
Bernd Dipl-Ing Gross
Helmut Dipl-Ing May
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Leuna Werke GmbH
Original Assignee
Leuna Werke GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/28Extrusion presses; Dies therefor using perforated rollers or discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/10Making granules by moulding the material, i.e. treating it in the molten state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/12Making granules characterised by structure or composition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwachsen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwachsen.
  • Es sind Vorrichtungen zur Granulierung thermoplastischer Stoffe bekannt, bei denen das zu verarbeitende material entweder mittels Extruder durch Düsenplatten gedrückt; und durch rotierende Messer verschiedener Anordnung kontinuierlich abgeschnitten oder durch Vorrichtungen verschiedener Anordnung in Stränge geformt und nach der Erstarrung zerschnitten wird.
  • Im ersten Ball erfolgt die Abkühlung bis zur Erstarrung je nach Art des Materials im Luftstrom, durch Besprühung mit Wasser, durch Abschlag in einen bewegten Wasserstrom oder durch Abschlag unter Wasser in sogenannten Unterwassergranulieranlagen.
  • Alte diese Vorrichtutlgen haben den Nachteil, dais sie jeweils nur für einen engen Eigenschaftsbereich, z.B. ochmelzbereich oder Viskositätsbereich, geeignet sind, da je nach dem Wärmeinhalt der Schmelze die Anforderungen an das Abkühlverfahren sehr verschiede@ sind und bei geringen Abweichungen der Temperatur der Schmelze oder des Kühlmittels es zur Agglomeratbildung koot, die noch dadurch begünstigt wird, daß im Schmelzzustand bzw. bestenfalls im halbplastischen Bereich geschnitten wird.
  • Im zweiten Fall erfolgt die Abkühlung bis zur Erstarrung je nach der Größe des Strangquerschnitts in der Umgebungsluft oder in einem Wasserbad, durch das der Strang oder das Band geleitet wird.
  • Die durch die nachfolgende Granulierung hergestellten Granulate sind schlecht rieselfähig und auch eine Steigerung des Durchsatzes ist mit den Strangschneidern nicht möglich, wodurch der Nachteil der Unwirtschaftlichkeit entsteht.
  • Nahe zu alle bekannten Vorrichtungen zur Strangbildung funktionieren nur in Verbindung mit einem geeigneten Druckerzeuger, zumeist einem Extruder, in einzelnen Fällen auch einer Schmelzepumpe. In jedem Halle erhöhen die Druckerzeuger die Störanfälligkeit der Anlage und stellen zudem einen hohen Investitionsaufwand dar.
  • Die Gehäuse um die Schneideinrichtungen haben i allgemeinen eine geometrisch unregelmäßige Form, was strömungstechnisch Nachteile beim Abkühlungsprozeß zur Folge hat, somit die Agglomeratbildung begünstigt und den Abtransport aus der Granuliereinrichtung erschwert bzw. unmöglich macht.
  • Desweiteren sind die bekannten Vorrichtungen sehr empfindlich gegen Temperaturschwankungen im Bereich der Düsen, da insbesondere bei Überschreitung der optimalen Temperatur kein einwandfreies Schneiden erfolgt bzw. die Graeulatform oder der extrudierte Querschnitt nicht den Anforderungen entspricht. Gegen Temperaturunterschreitung ist einmal der Druckerzeuger emptindlich, zum anderen erhöht sicn die eri-orderliche Schnittkraft. Beim Druckerzeuger verringert sich der Durchsatz bei gleichzeitig gröberer Leistungsaufhahme. Durch zu hohe innere Drücke verrin ert sich die Eigensicherheit.
  • Es ist Zweck der Erfindung, den Anwendungsbereich für Granuliervorrichtungen zu vergrößern, deren strömungstechnisone Eigenschaiten günstiger u gestalten und druck- und temperaturbedingte Störungen zu vermeiden.
  • Es bestand Solitit- die Aufgabe, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der es moglich ist, unterschiedliche thermoplastische Kunststoffe und Polyolefinwachse, also Stoffe eines breiten Eigenschaftsbereiches, wirt scjiaftlich und effektiv zu granulieren.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwac;lsen gelöst, die eriindungsgemäß zwei in einem Gehäuse angeordnete außenverzahnte Hohlwalzen aufweist, die mit vom Zal-ingrund ausgehenden, radial nch innen bis in den axialen Hohlraum reichenden Düsenbohrungen versehen sind.
  • Im Hohlraum jeder Walze ist ein die Wandung berührendes, vorzugsweise gewundenes und in seinem Anstellwinkel verstellbare Scnneidmesser angeordnet.
  • Zweckmäßigerweise ist der Abstand der Achsen beider Walzen verstellbar.
  • Es ist vorteilhaft, das Gehäuse mit einem Kühl- bzw. Heizmantel zu umgehen.
  • Die im Zahngrund der außenverzahnten Hohlwalzen angebrachtet Düsenbolirungen können zylindrisch oder konisch nach innen oder außen sein, aber auch aus zylindrichen und konischen Abschnitten bestehen.
  • Mit Hilfe de außenverzahnten Hohlwalzen kinn ein bestimmbares Volumen dicht eingeschlossen und im weiteren Bewegungsablauf verdichtet werden. Durch die im Zahngrund angeordnetcn Düsenbohrungen kann die eingeschlossene und verdichtete Schmelze radial nach innen bis in den axialen Hohlraum der Walzen gedrückt werden. Im Hohlraum der Walzen werden die auf diese Weise aus den Düsenbohrungen austretenden t.íaterialstränge von einem Messer abgeschnitten.
  • Die Verzahnung ist zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß pro Verdichtungsvorgang genau das Volumen eines Granulatkornes aus der zwischen den Zahnflanken befindlichen Masse in je eine Düsenbohrung gedrückt wird. Bedingt durch die Wandstärke der Walzen benötigt die in die Düsenbohrung gedrückte Masse mehrere Umläufe der Walzen, bevor sie an der Innenseite austritt und abgeschnitten werden kann.
  • Durch die lange Verweilzeit der Masse in der Düsenbohrung erstarrt die Schmelze und das Granulatkorn kann in festem Zustand abgeschnitten werden. Durch eine günstige Geometrie der Verzahnung und die Lage des Verdichtungsraumes wird zum Schneiden ein relativ geringes Drehmoment benötigt.
  • Die Wärmeabführung erfolgt durch ein axial durch die Walzen strömendes Kühlmedium, das gleichzeitig den Abtransport des abgeschnittenen Granulates übernimmt. Als Kühlmedium kann je nach der Größe des Wärmeinhalts der Schmelze, dem Wärmeübergang und dem Standort des Granulators in der Konvektionierungsanlage Luft, Wasser, Wassernebel oder ähnliches verwendet werden.
  • Es ist vorteilhaft, daß sich durch die Form des Schneidraumquerschnitts eindeutige Strömungsverhältnisse ergeben.
  • Ein weiterer Vcrteii besteht darin, t die Granulatgröße unabhängig von der Drehzahl der Walzen ist und nur von der Zahngeometrie, dem Düsenquerschnitt und den Stoffwerten beeinflußt wird. Um Materialien mit unterschiedlichen Stoffwerten zu gleichen Granulatlängen granulieren bzw. die Granulatlänge variieren zu können, wird eine geringfügige Einstellbarkeit des Achsabstandes der Walzen vorgeschlagen. Dadurch wird erreicht, daß an der Dichtkante die Schmelze zu einem gewissen Teil überströmen kann und so das eingeschlossene Volumen variabel ist.
  • Da beide Walzen im Zahngrund in dichtem Abstand Düseabohrungen aufweisen, wird bei kleiner Baugröße ein großer Durchsatz erreicht. Der Durchsatz selbst ist über die Drehzahl regelbar. Die Vorrichtung zieht die Schmelze selbsttätig ein und ist Druckerzeuger und Granulator zugleich.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
  • Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Granuliervorrichtung.
  • Fig. 2 zeigt im Schnitt die Verzahnung der Walzen und die Anordnung der Düsenbohrungen.
  • Fig. 3 zeigt die räumliche Darstellung einer Walze.
  • Entsprechend Fig. 1 gelangt die Schmelze, beispielsweise aus einem Reaktor oder einem Abscheider, über den Einfüllstutzen 1 in das Granulatorgehäuse 2 und füllt dort die Räume zwischen den noch nicht in Eing.rif befindlichen Zähnen 3 der Walzen 4 und 5 aus. Im weiteren F@wegungsablauf der sich gegeneinander drehenden Walzen wird die Schmelze durch die nun ineinandergreifenden Zähne in den von diesen gebildeten gaumen 6 verdichtet und in die Düsenbohrungen 7 gedrückt. Nach einer anfänglich mehrmaligen Umdrehung der Walzen 4 und 5 treten an aen Innenwanzungen b und 9 die Materialstränge aus und werden von den Messern 10 und 11 abgeschnitten. Die Hohlräume 12 und 13 werden in axialer Riciitung von einem geeigneten Kühlittel durchströmt, wobei gleichzeitig das Granulat ausgetragen wird. Das Granulatorgehäuse 2 kann je nach Produkttype wahlweise mit Wasserdampf oder Heißwasser in den Räumen 14 und 15 beheizt oder durch ein Kühlmittel abgekühlt werden.
  • In Fig. 2 sind der zwischen den noch nicht in Eingriif berindlienen Zahnen 3 vorhandene Raum 16 und der durch die ineinandergreifenden Zähne sich abschließende Raum 6 zu eilen.
  • In Fig. 3 erkennt an aie Anordnung der Düsenbohrungen.

Claims (5)

Patentansprüche :
1. Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwachsen, gekennzeichnet durch zwei in einem Gehäuse angeordnete außenverzannte Hohlwalzen, die mit vom Zahngrund ausgehenden, radial nach innen bi in den axialen Hohlraum reichenden Düsenbohrungen versehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich daß im Hohlraum jeder Walze ein die Wandung berührendes, vorzugswiese gewundenes und in seinem Anstellwinkel verstellbares Schneidmesser angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Achsen beider Walzen verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse nit einem Kühi- bzw. Heizmantel umgeben ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, uaß die iti Zahngrund der außenverzahnten Hohlwalzen. angebrachten Düsehbohrunge.. zylindrisch oder konisch nacn innen oder außen sind, oder alXs zylindrischen und @@ ischen @@ chnitten bestehen.
L e e r s e i t e
DE19712151865 1970-11-11 1971-10-19 Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen und Polyolefinwachsen Pending DE2151865A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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