DE2240139C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen von treibmittelhaltigen Harzteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen von treibmittelhaltigen Harzteilchen mit einem im wesentlichen horizontal angeordneten Kessel zur Aufnahme der Harzteilchen, der um seine Achse drehbar ist und sowohl einen Einlauf für die zu schäumenden Harzteilchen als auch einen Auslaß für die geschäumten Harzteilchen aufweist, sowie mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der Harzteilchen im Kessel, wobei an der Innenwand des Kessels nach innen ragende Prallelemente befestigi sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 27 576) sind an der Innenwand des Kessels in den Kesselinnenraum hineinragende Verteilerarme und an der Mittelachse des Kessels sich radial nach außen erstreckende Hohlarme befestigt, die sich zwischen die Verteilerarme erstrecken, so daß sich im Betrieb die Verteilerarme und die Hohlarme in jeweils benachbarten Ebenen relativ zueinander bewegen und so die zugeführten Harzteilchen aufrühren.

Bei dieser Ausbildung von Verteilerarmen und Hohlarmen ist es nicht möglich, den Durchlauf bzw, die Verweilzeit der Harzteilchen im Kessel zu steuern, so daß die Gefahr besteht, daß die Harzteilchen entweder eine zu lange oder eine zu kurze Zeitspanne im Kessel verbleiben, was beides nachteilig ist. Dariber hinaus κι besteht bei dieser bekannten Vorrichtung die Gefahr, daß die verschiedenen Harzteilchen unterschiedlich lange im Kessel gehalten werden, so daß sie zu unterschiedlichen Größen und Formen aufgebläht werden, was im allgemeinen unerwünscht ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen von treibmittelhaltigen Harzteilchen zu schaffen, mit der die Verweilzeit der Harzteilchen im Kessel gesteuert und das Aufschäumen zu unregelmäßig geformten Teilchen 2(i vermieden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der

eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß als Prallelemente schaufelartige

Prallbleche im Abstand von der Innenwand über Haltestäbe an der Innenwand des Kessels befestigt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelangen also die eingebrachten Harzteilchen zunächst in den Wandungsbereich des sich drehenden Kessels, ohne daß sich durch die Haltestäbe für die Prallbleche eine Beeinflussung ihrer Bewegung ergibt. Diese ungehinderte Bewegung erfolgt unmittelbar nach dem Einbringen der Teilchen in den Kessel in dessen dem Einlaß nahen Bereich. Wenn dann die Harzteilchen allmählich aufschäumen und somit ihr Volumen erheblich vergrö-Bern, werden die Prallbleche wirksam, d. h. sie beginnen Einfluß auf die Bewegung der aufschäumenden Harzteilchen zu nehmen, so daß diese durch den Kessel bewegt sowie ihre Bewegungsgeschwindigkeit erhöht oder verringert also gesteuert und damit die Verweilzeit der Harzteilchen im Kessel geregelt wird. Dabei ergibt sich infolge der Bewegung der Prallbleche zusammen mit dem sich drehenden Kessel ein kaskadenartiges »Versprühen« der Harzteilchen im Kesselinnenraum, durch das zusätzlich sichergestellt wird, daß die Teilchen nicht aneinander haften und daß alle Teilchen durch den Kessel hindurchbewegt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Blockdarstellung eine Bearbeitungsanlage für treibmittelhaltige Harzteilchen mit einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen der Harzteilchen.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen.

Fig.3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus F i g. 2.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Abgabeschütte der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Bearbeitungsanlage 10, mit der treibmittelhaltige Harzteilchen aufgebläht werden können und ihre Dichte verringert werden kann, enthält einen Vorratsbehälter 12, der über eine Zuführleitung 14 mit der Vorrichtung 16 verbunden ist. in die Dampf eingebracht wird. Die aufgeblähten Harzteilchen werden im Behälter 20 aufbewahrt. In Abhängigkeit von der gewünschten Dichte der Harzteilchen werden diese

aus dem Behälter 20 eninunimen und entweder zurück in den Vorratsbehälter 12 oder die Zuführleitung 14 befördert. Es ist auch möglich, die Harzteilchen aus dem Behälter 20 zu einer anderen Anlage 10 zu transportieren, die gestrichelt gezeigt ist, ■>

Die in Fig.2 im einzelnen dargestellte Vorrichtung enthält einen Kessel 22 mit an der Außenwand angebrachten Umfangsschienen 24a und 246, in die jeweils auf einer Antriebswelle 28 befestigte Antriebsräder 26a una 266 eingreifen. Die Antriebswelle 28 ist in iu Lagerblöcken 30a und 30ö gehaltert, die an einer Stützplatte 32 befestigt sind. Eine Antriebsrolle 34 ist auf der Welle 28 befestigt und über einen Riemen mit einem Motor 35 gekoppelt. Unter dem in Strömungsrichtung hinteren Ende des Kessels 22, an dem ein π Ringkörper 40 angebracht ist, ist eine Abflußwanne 36 vorgesehen. Eine Beobachtungsluke 38, eine Zuführschüite 42 und eine Dampfleitung 44 befinden sich an dem in Strömungsrichtung vorderen Ende des Kessels 22. Die Dampfleitung erstreckt sich durch den Kessel und hat radial verlaufende Sprührohre 46. Eine an der Rotationsfläche vorgesehene Dichtung aus Füllstoffe enthaltendem Tetrafluoräthylen verhindert im Bereich des Eintritts der Dampfleitung 44 in den Kessel den Dampfaustritt. An den in Strömungsrichtung vorderen >-> und hinteren Enden der Trommel 22 befinden sich Eingangsprallbleche 48 und Ausgangsprallbleche 50. Vier jeweils in einer Ebene angeordnete Sätze von Prallblechen 52 erstrecken sich in das Innere des Kessels und sind mittels Haltestäben befestigt, die an der jm Innenwand des Kessels angebracht sind und zu dessen Mitte verlaufen. Die Prallbleche 52 haben in diesem Ausführungsbeispiel gleiche Größe und Form wie die Prallbleche 48 und 50.

Am Austrittsende des Kessels ist eine Platte 54 mit r> einer Öffnung 56 vorgesehen, die am besten in F i g. 4 zu erkennen ist, wobei die Öffnung mit derjenigen Öffnung fluchtet, die durch den Ringkörper 40 gebildet wird, die Platte 54 jedoch einen geringen Abstand vom Ringkörper 40 hat und von einem Tragarm 60 gehalten wird. Die Austrittsschütte 48 befindet sich innerhalb der Öffnung 56.

In Fig.3 sind die Prallbleche 52 auf den sich nach innen erstreckenden Haltestäben 51 gezeigt, die an der innenwand des Kessels 22 befestigt sind. Die Prallbleche können sich um die Haltestäbe drehen, so daß der Winkel der Bleche bezüglich der Strömung der Harzteilchen durch den Kessel veränderbar ist. Vorzugsweise sind die Prallbleche mittels einer Stellschraube am Haltestab befestigt, die sich durch das Prallblech in den Haltestab erstreckt. Selbstverständlich könnten Prallblech und Haltestab auch starr miteinander verbunden sein, während der Haltestab drehbar an der Kesselinnenwand angebracht ist.

In Fig. 3 ist ein Führrad 26c gezeigt, wobei klar ist, daß ein weiteres in der Schiene 246 laufendes Führrad vorgesehen ist, um axiale Bewegungen der Trommel während der Drehung zu verhindern.

In Fig.4 ist die einstellbare Schütte 48 deutlicher zu erkennen, die die Platte 54 unter einem Winkel von etwa 6« 45° gegenüber d^r Horizontalen schneidet und sich nach oben zum Kessel erstreckt. Die Schütte 58 wird von einer inneren Schütte der Öffnung aufgenommen und ist unter reibender Berührung verschiebbar, wobei die Schütte 58 in der Öffnung 56 hin und her bewegt werden kann, u.n in den Teilchenstrom im Kessel einzugreifen und diesen aus dem Kessel abzuführen.

Im Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wird ein nicht gezeigter, über dii; Antriebsrolle 34 angekoppelter Motor betätigt, wodurch die Antriebsräder 26a und 266 in Eingriff mit den Schienen 24a und 24ö kommen, um den Kessel um seine Längsachse zu drehen. Über die Dampfleitung 44 wird Dampf eingeführt und durch die Sprührohre 46 in das Innere des Kessels geleitet. Die Prallbleche 48, 50 und 52 werden bezogen auf den Teilchenstrom durch den Kessel und ihren Abstand von dessen Innenwand auf bestimmte Ablenkwinkel eingestellt, um sicherzustellen, daß die Harzteilchen durch Ablenkung an den Prallblechen umgewälzt werden, wobei ihre Vorwärtsbewegung beschleunigt oder verzögert wird. Die in der öffnung 56 befindliche Schütte 58 wird durch den Ringkörper 40 in das Innere des Kessels 22 eingeschoben.

Treibmittelhaltige Harzteilchen, beispielsweise S-förmige Polystyrolteilchen werden vom Vorratsbehälter 12 in die Vorrichtung 16 transportiert, d. h. sie gelangen über die Einlaßschütte 42 in den Innenrawm des Kessels 22. Die Teilchen haben beispielsweise eine Dichte von etwa 0,64 g/cm³, und sie sollen al.-.?reifließendes Produkt mit einer Dichte von beispielsweise 0,013 g/cm³ bis 0,014 g/cm³ austreten. Durch die Drehung des Kessels werden die an seiner Innenwand befestigten Prallbleche mitgedreht. Das Einlaßprallblech 48 ist unter einem sol'hen Winkel angeordnet, daß den auftreffenden Teilchen eine Vektorkomponente in Richtung des Austrittsendes der sich drehenden Trommel gegeben wird. Dieses Prallblech 48 stellt sicher, daß sich keine unerwünschte Ansammlung von Teilchen am Einlaßende des Kessels 22 ergibt. Die Sprührohre 46 bleiben bei der Drehung des Kessels und der Prallbleche selbstverständlich stationär. Der erste in F i g. 2 dargestellte Satz von Prallblechen 52 verzögert die Fließbewegung der Teilchen, während der zweite Satz von in einer Ebene angeordneten Prallblechen die Strömungsbewegung durch den Kessel fördert. Der dritte Satz Prallbleche verzögert die Bewegung der Teilchen durch den Kessel, während der vierte Satz so angeordnet isi, daß die Teilchenbewegung gefördert wird. Ein Austrittsprallblech 50 hält die Teilchen in aufgerührtem Zustand und unterstützt ihre Entfernung aus dem Kessel über die Schütte 58.

Der in F i g. 3 dargestellte erste Satz von Prallblechen 52 besteht aus sechs im gleichen Abstand voneinander, in einer Ebene an der Kesselinnenwand befestigten Blechen. Der zweite in Fig. 2 dargestellte Satz von Prallblechen enthält acht in einer Ebene im gleichen Abstand angeordnete und gegenüber den ersten sechs Prallblechen versetzte Bleche. Diese Verteilung wird im dritten und vierten Satz von Prallblechen wiederholt. Man erkennt, daß die Prallbleche auch willkürlich επ der Innenwand des Kessels verteilt werden können. Werden si,· in Ebenen an der Wand der Trommel angeordnet, so können sie, wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt, glekne Abstände voneinander haben. Es ist jedoch auch möglich, die in einer Ebene liegenden Prallbleche in willkürlichen Abständen anzuordnen. Darüber hinaus können die in Ebenen und in gleicher Anzahl in der bzw. den Ebenen befindlichen Prallbleche - bezogen auf die Blickrichtung in Fig. 3 — entweder fluchtend oder gegeneinander versetzt befestigt werden. Die Teilchen werden bei dem Durchfluß durch den Kessel von den Prallblechen aufgerührt, und ihr Durchfluß wird ^eim Auftreffen auf die Prallbleche in der beschriebenen Weise abwechselnd verzögert und beschleunigt.

Die zur gewünschten Dichte aufgeblähten Teilchen

werden von der Schütie 58 aufgenommen und aus dem Kessel abgegeben.

Soll nach der ursprünglichen Einstel'ung der Prallblechwinkel, der dem Kessel zugeführten Dampfmenge und der Rotationsgeschwindigkeit des Kessels eine längere Verweilzeit der Teilchen erforderlich sein, kann die Schütte 58 ein Siück aus dem Kessel herausgezogen werden, wodurch die aufgeblähten Teilchen vor dem Austritt aus dem Kessel eine längere Zeit in dieser verbleiben. Andererseits kann für eine schnellere im Entfernung der Teilchen die Austrittschüttc 58 weiter in den Kessel hineingeschoben werden, so daß die Teilchen früher aus der Trommel austreten. Eine derartige bewegbare Schütte ist besonders vorteilhaft. da bei Abgabe von Teilchen mit unerwünschter Dichte ι ·. eine einfache, mechanische Verstellung diese Schwierigkeiten beseitigen kann, ohne daß die Dampfzufuhr zum Kessel, dessen Drehzahl und/oder die fluchtende Stellung oder die Anzahl der Prallbleche im Kessel verändert werden müßten. Reicht die Einstellung der Schütte nicht aus. können selbstverständlich Veränderungen an den vorstehenden Betriebszuständen vorgenommen werden, insbesondere können die Anzahl und Winkelstellung der Prallbleche im Kessel verändert werden, um die Verweilzeit der Teilchen in diesem zu steuern.

Die einstellbare Schütte ist am deutlichsten in den F i jr. 2 und 4 /u erkennen, wo die Platte 54 eine quadratische Öffnung 56 aufweist. Der untere Teil der Öffnung 56 ist vorzugsweise abgeschrägt, so daß die Schutte 58 unier einem vorbestimmten Winkel und im Reibsitz in die öffnung 56 paßt und dann in gewünschter Weise in den Kessel eingeschoben oder aus ihr herausgezogen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Vorschäumen von treibmittelhaltigen Harzteilchen mit einem im wesentlichen horizontal angeordneten Kessel zur Aufnahme der Harzteilchen, der um seine Achse drehbar ist und sowohl einen Einlauf für die zu schäumenden Harzteilchen als auch einen Auslaß für die geschäumten Harzteilchen aufweist, sowie mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der Harzteilchen im Kessel, wobei an der Innenwand des Kessels nach innen ragende Prallelemente befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Prallelemente schaufelartige Prallbleche (48, 50, 52) im Abstand von der Innenwand über Haltestäbe (51) an der Innenwand des Kessels (22) befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellung der Prallbleche (48, 50,52) veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenayeichnet, daß die Prallbleche (48, 50, 52) die Strömungsbewegung der Harzteilchen im in Strömungsrichtung vorderen Teil des Kessels (22) verzögern und im in Strömungsrichtung hinteren Teil des Kessels (22) beschleunigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallbleche (52) im in Strömungsrichtung vorderen und hinteren Teil des Kessels (22) unter einem Winkel von 30° bis 60° bezüglich einer Ebene senkrecht durch die Längsachse des Kessels (22) geneigt sind.

5. Vornchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 'iaß jeweils eine Vielzahl von Prallelementen (51, 52) in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur '.ängsachse des Kessels (22) angeordnet sind und daU innerhalb des Kessels (22) mehrere derartiger Ebenen vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallbleche (50,52) einer Ebene die Strömungsbewegung der Harzteilchen in Strömungsrichtung beschleunigen und die Prallbleche der dieser Ebene benachbarten Ebene bzw. Ebenen die Strömungsbewegung der Harzteilchen in Strömungsrichtung verzögern, wobei die Prallbleche (52) der dem Einlauf am nächsten liegenden Ebene die Strömungsbewegung der Harzteilchen in Strömungsrichtung verzögern.