DE2301464C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Expansionstrocknen von Flüssigkeit enthaltenden kautschukartigen polymeren Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Expansionstrocknen von Flüssigkeit enthaltenden kautschukartigen polymeren Materialien, bei dem das Material zunächst erhitzt und unter einem Druck komprimiert wird, der ein Verdampfen der Flüssigkeit bei der Temperatur des Materials verhindert, worauf man den Druck soweit absenkt, daß sie im Material enthaltene Flüssigkeit schlagartig verdampft und das Material durch Expansion zerrissen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer in einem zylindrischen Gehäuse drehbaren Welle, auf deren Umfang über die Länge verteilt Schneckenabschnitte angeordnet sind, zwischen die vom Gehäuse vorstehende Stifte eingreifen, und mit einem auf der Welle angeordneten Drosselelement, das einen größeren Durchmesser als die Welle aufweist und mit dem umgebenden Gehäuse einen im Querschnitt veränderbaren Ringspalt bildet.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art sind aus der DE-OS 14 54 808 bekannt Das Expansionstrocknen hat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und wird insbesondere zum Trocknen von synthetischen und natürlichen kautschuckähnlichen polymeren Materialien wie Butylkautschuk, Polybutadien, Polyisopren und ähnliche Materialien eingesetzt Bei derartigen Materialien muß die Wassermenge im Endprodukt, die ein kritisches Produktionsmerkmal

ίο darstellt, üblicherweise einheitlich weniger als 0,5% und vorzugsweise weniger als 03% betragen. Da viele polymere Kautschukarten ursprünglich erhebliche Wassermengen, beispielsweise 50% oder mehr Wasser enthalten, muß das Materia! während der Behandlung getrocknet werden. Im typischen Fall wird das polymere Material auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 5—20% mittels einer Auspreßeinrichtung entwässert und anschließend beispielsweise in dem aus der DE-OS 14 54 808 bekannten Expansionstrockner zu einem Produkt getrocknet das weniger als etwa 03% Feuchtigkeit aufweist

Der bekannte Expansionstrockner umfaßt erstens eine Behandlungskammer mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung, zweitens eine Verdichtungsschnecke, die auf einer drehbaren Welle angebracht ist um das polymere Material durch die Behandlungskammer zu fördern und allmählich den Druck in der Kammer aufzubauen, drittens eine Einrichtung zum allmählichen Erhöhen der Temperatur des polymeren Materials, wenn sich dieses durch die Kammer bewegt, und viertens eine Austragseinrichtung, beispielsweise eine Lochplatte, die an einem Ende der Kammer angebracht ist, um einen geeigneten Gegendruck in der Behandlungskammer aufrechtzuerhalten. Wenn sich das polymere Material durch die Beharidlungskammer bewegt, werden Druck und Temperatur zunehmend erhöht. Im Trockner wird ein ausreichend hoher Druck in der Behandlungskammer aufrechterhalten, der verhindert, daß die im polymeren Material gebundene Feuchtigkeit in der Kammer bei den in der Kammer herrschenden Temperaturen verdampft. Das wird dadurch erreicht., daß ein Nachlassen des Druckes in der Kammer durch das Zusammenwirken der Verdichtungsschnecke und der Lochplatte verhindert wird.

Wenn das feuchte polymere Material von der Behandlungskammer durch die Lochplatte ausgetragen wird, tritt es in eine «ione ein, deren Druck ausreichend niedrig ist, um zu bewirken, daß die Flüssigkeit im polymeren Material plötzlich entspanni wird und damit verdampft. Einige Flüssigkeit wird zwangsweise vom polymeren Material in Tropfenform an dieser Stelle ausgestoßen. Das polymere Material und die Restflüssigkeit enthalten genügend Wärme, um im wesentlichen die gesamte restliche Flüssigkeit in der Zone mit niedrigem Druck zu Dampf zu entspannen. Das Entweichen der verdampften Flüssigkeit aus dem polymeren Material bewirkt eine Expansion des polymeren Materials zu einer porösen Struktur, die ein kontinuierliches Verdampfen der Flüssigkeit erlaubt, bis ein im wesentlichen irokkenes polymeres Material erhalten wird.

Das Drosselelement, das eine Einrichtung darstellt, die einen Rückdruck erzeugt, ist bei der bekannten Vorrichtung am Ende der drehbaren Welle angcbi acht.
Aus der US-PS 35 18 93b ist eine Vorrichtung zum Entwässern eines Kautschukmaterials mit einer in einem zylindrischen Gehäuse drehbaren Welle, auf der über die Länge verteilt Schneckenabschnitte angeordnet sind, zwischen die vom Gehäuse vorstehende Stifle

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eingreifen. Durch zwei in der Mitte bzw. am austrittsseitigen Ende der Welle vorgesehene Drosselstellen mit veränderbarem Ringspalt, die dem Druckaufbau dienen, wird das Material in zwei Stufen weitgehend von Flüssigkeit befreit, wobei letztere durch Siebeinsätze im Gehäuse abfließen kann.

Aus der US-PS 25 19 014 ist schließlich eine Vorrichtung zum Mischen und Verdichten von kautEchukartigen Materialien mit in einem zylindrischen Gehäuse drehbarer Welle bekannt, die zwischen zwei Schneckenabschnitten mit unterschiedlicher Ganghöhe und Steigung ein Wellenteil mit Schraubenwindungen aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der sich anschließenden Schneckenabschnitte ist Diesem Wellenteil ist ein im Gehäuse geführter Druckstempel zugeordnet, um das im Ringspalt zwischen dem Wellenteil und dem umgebenden Gehäuse hindurchströmende Material unter Druck zu mischen.

Wenn bei der bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art das unter Druck stehende erhitzte polymere Material in die Zone geringeren Druckes ausgetragen wird, entspannt sich die enthaltene Feuchtigkeit plötzlich zu Dampf, was schlagartig explosiv erfolgt. Bei Polymeren, wie beispielsweise Styrolbutadien und PoIybutadienkautschuk mit relativ niedriger Zugfestigkeit und Viskosität besteht eine starke Neigung, daß zumindest ein Teil des polymeren Materials auseinanderbricht, zerfällt oder in anderer Weise in sehr feine Teilchen mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder weniger zerteilt wird.

Diese sogenannten Feinteilchen müssen beispielsweise unter Verwendung von Abzugshauben oder anderen Sammeleinrichtungen gesammelt werden, um eine unzulässige Verschmutzung der Außenluft zu verhindern. Zusätzlich zu dem Verlust an polymeren! Material, der durch die Entstehung von Feinteilchen verursacht wird, haben diese auch die Neigung, die Oberflächen der Abzugshauben und der Sammeleinrichtungen zu überziehen, wo sie sich bei Anwesenheit über längere Zeitdauer zersetzen. Die die Innenflächen bedeckenden Feinteilchen haben auch die Neigung, Feuchtigkeit von der Umgebung aufzunehmen. Da die Abzugshauben und die Sammeleinrichtungen notwendigerweise sich in unmittelbarer Nähe zu dem getrockneten ausgetragenen Produkt befinden, muß eine große Sorgfe't darauf verwendet werden, sicherzustellen, daß diese zersetzten oder mit Feuchtigkeit beladenen Feinteilchen nicht den Weg zurück in das getrocknete Produkt finden und dieses verunreinigen. Das könnis nämlich beispielsweise zur Folge haben, daß sich ein Produkt ergibt, dessen Feuchtigkeitsgehalt den vorgeschriebenen Wert überschreitet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ei.i Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die nachteilige Beeinflussung des Materials durch die bei der Expansion entstehenden Feinteilchen verhindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß das expandierte Material anschließend unter einem Druck verdichtet wird, der ein Kondensieren des Dampfes verhindert und bis zum Austragen im wesentlichen unter diesem Druck gehalten wird.

Vorzugsweise erfolgt das anschließende Verdichten unter einem Druck von weniger als 3.5 bar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, daß das Drosselelcment zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist, und in dem das Drosselelement umgebenden Gehäusebereich wenigstens ein radial verstellbares Ventilglier! vorgesehen ist, das einem zylindrischen Abschnitt des Drosselelementes gegenüberliegt, und daß in dem sich in Förderrichtung an das Drosselelement anschließenden Gehäuseabschnitt eine Druck aufbauende Einrichtung vorgesehen ist

Diese einen Druck aufbauende Einrichtung kann Schneckenabschnitte auf der Welle oder eine am Gehäuseende angeordnete Platte mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigen

Fig. IA und IB jeweils im Längsschnitt die zusammengehörigen Teile eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. IA, mit einer Ventilanordnung in geschlossener Stellung,

F i g. 3 einen Teillängsschnitt länge· -der Linie 3-3 in Fig. IA mit der Ventilanordnung in dersi !ben Stellung wie in F i g. 2,

F i g. 4 einen F i g. 2 ähnlichen Schnitt mit der Ausnahme, daß die Ventilanordnung in offener Stellung darge-

stellt ist, '

F i g. 5 einen F i g. 3 ähnlichen Schnitt mit der Ausnahme, daß die Ventilanordnung in offener Stellung dargestellt ist,

Fig.6 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung und

F i g. 7 einen Teil der in F i g. 1A dargestellten Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Anbringen der Vorrichtung an einer bestehenden Anlage.
Die in den Fig. iA und 6 bzw. 7 eingezeichneten Ebenen X-X und L-L entsprechen sich.

Das in den F i g. 1A und 1B dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Expansionstrocknen umfaßt ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse iO, in dem eine drehbare Welle 11 angeordnet ist. Eine Schneckenanordnung, die eine Vielzahl von Schneckenabscnnitten 12 umfaßt, ist entfernbar an der Welle 11 durch eine Schneckenbüchse 12a und einen Keil 126 angebracht, der in eine Keilnut gepaßt ist, die durch zusammenwirkende axiale Nuten in eier Außenfläche der Welle 11 und der Innenfläche der Büchse 12a gebildet ist. Die Büchse 12a wird an einer Axialbewegung längs der Welle 11 durch eine Wellenkappe 80 gehindert, die später im einzelnen beschrieben wird. Die Welle 11 wird an einem Ende durch ein Lager 13 gehalten und durch einen Molor 14 gedreht, die beide schematisch in F i g. 1B dargestellt sind. Das Gehäuse 10 umfaßt eine äußere und eine innere ringförmige metallische Wund i5 bzw. 16. Das Gehäuse IO ist nicht belüftet, so daß der im Inneren 10a des Gehäuses aufgebaute Druck nicht nachläßt.

Im Betrieb wird ein Kautschukpolymermaterial, das etwa 5 bis 20% Wasser enthält, der Vorrichtung von einem Einfüllschach* durch eine Einlaßrutsche 17 zugeführt. Das polymere Material wird im Inneren 10a des

6ö Gehäuses 10 durch die sich drehenden Schneckenabschnitte 12 vorwärts bewegt. Dabei wird das Material infolge der allmählich abnehmenden Steigung der Schneckenabschnitte 12 verdichtet. Der Verdichtungsvorgang erhöht zunehmend den Druck im Inneren 10a des Gehäuses, wenn sich das polymere Material durch die Vorrichtung hindurchbewegt. Wenn das polymere Material in das Innere 10a des Gehäuses eintritt, ist es der erhitzten Innenwand 16 ausgesetzt, so daß seine

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Temperatur zunehmend beim Durchgang durch das Innere 10a des Gehäuses erhöht wird. Die Wärme wird der Wand 16 in herkömmlicher Weise beispielsweise über einen Dampfmantel oder durch eine elektrische Widerstandsheizung zugeführt.

Das Gehäuse 10 ist mit einer Vielzahl von vorstehenden Stiften 18 versehen, die in das Innere 10a hineinragen und an der Oberseite und der Unterseite des Gehäuses 10 um etwa 180° versetzt angeordnet sind. Die Stifte 18 sind in einer Schiene 19 angebracht, die an der Außenfläche des Gehäuses 10 befestigt ist. Die Stifte verhindern, daß sich das polymere Material mit den Schneckenabschnitten 12 und dem Bund 12a dreht und vergrößert die Verdichtung des polymeren Materials. Der Druck im Inneren 10a des Gehäuses wird auf einem Wert gehalten, der sicherstellt, daß die mit dem polymeren Material verbundene Feuchtigkeit im flüssigen Zustand bleibt. Um den gewünschten Druckaufbau im Inneren 10a des Gehäuses zu bewirken, ist es notwendig, an der Austrittsöffnung 20 eine Einrichtung zum Erzeugen eines Gegendruckes vorzusehen.

Hierzu ist eine Ventilanordnung 21 mit einem stromaufliegenden Flansch 22 versehen, der angrenzend an die Austrittsöffnung 20 der Vorrichtung angeordnet und an einem stromabliegenden Flansch 23 der Vorrichtung durch Schrauben 24 befestigt ist. Die Ventilanordnung 21 umfaßt einen Durchlaß 25 von im wesentlichen den gleichen Abmessungen wie im Inneren 10a des Gehäuses 10. Der Durchlaß 25 steht an seinem stromauf liegenden Ende 25a mit der Austrittsöffnung 20 in Verbindung. Der Durchlaß 25 wird durch eine äußere und eine innere Wand 26, 27 gebildet, die der äußeren und inneren Wand 15 und 16 der Vorrichtung gleichen.

Im Durchlaß 25 ist eine drehbare Welle 28 angeordnet, die mit der Welle 11 in der Weise zusammenwirkt, daß sich die Weilen 28 und Ii miteinander drehen. Dieses Zusammenwirken kann erreicht werden, indem die Welle 28 in einem Stück mit der Welle 11 ausgebildet ist, wie es in F i g. 1A dargestellt ist, oder indem die Welle 28 an ihrem stromauf liegenden Ende an das anstoßende stromab liegende Ende einer bereits vorhandenen Welle angekoppelt oder anderweitig befestigt wird. Eine derartige Möglichkeit zum Koppeln der beiden Wellen ist in F i g. 7 dargestellt.

Aus F i g. 7 ist ersichtlich, daß das Ende der Welle 11 eine mit Innengewinde versehene Ausnehmung 29 aufweist, in die der mit Außengewinde versehene Vorsprung 30 des stroniauf liegenden Endes der Welle 28 geschraubt ist, Die Richtung der Gewinde ist so gewählt, daß die Verbindung zwischen den beiden Wellen fest angezogen wird, wenn sich die Welle 11 dreht Wenn die Ventilanordnung 21 an einer bereits bestehenden Vorrichtung installiert werden soll, wird vorteilhafterweise die Welle 28 an das Ende der Welle 11 so angekoppelt, wie es in Fig./ dargestellt ist. Falls die gesamte Anlage neu erstellt wird, kann eine ähnliche Anordnung verwendet werden oder kann eine einzige aus einem Stück bestehende Welle über die gesamte Länge der Vorrichtung vorgesehen sein, wie es in Fig. IA dargestellt ist

Wie es weiterhin in F i g. 1A dargestellt ist, ist die Querschnittsfläche des Durchlasses 25 durch ein Drosselelement 32 verringert das an der Welie 28 angebracht ist Wie es am besten in den F i g. 1A. 3 und 5 zu sehen ist umfaßt das Drosselelement 32 einen mittleren zylindrischen Teil 33, dessen Achse im wesentlichen mit der des Durchlasses 25 zusammenfällt und zwei Randteile 34,34a, die in einem Stück mit dem Teil 33 ausgebildet sind und sich konisch auf die Achse des Teils 33 hin verjüngen. Wie es in den F i g. 2 und 4 dargestellt ist. ist das Drosselelement 32 als Bund auf der Welle 28 durch einen Keil 31 angebracht, der in eine Keilnut paßt, die durch eine Rille 32a des Drosselelementes 32 und eine damit zusammenwirkende in Längsrichtung verlaufende Oberflächenrille 28a der Welle 28 gebildet ist. Die Teile 34 und 34a verengen sich zu einem zylindrischen Bund 39. der über die Welle 28 paßt. Das Drosselelement 32 ist um seine Achse drehbar, wird jedoch an einer Längsbewegung längs seiner Achse durch die Wellenkappe 80 gehindert, die später im einzelnen beschrieben wird. Das Drosselelement 32 ist abnehmbar auf der Welle 28 angebracht, um ein schnelles und bequemes Ersetzen durch Konstruktionen mit veränderter Geometrie zu ermöglichen.

Der zylindrische Teil 33 bildet einen dünnen ringförmigen Kanal 35 zwischen seiner äußeren Umlangsiläche und der Innenfläche 36 oder der Wand 27. Die Querschnittsfläche des Kanales 35 ist kleiner als die Querschnittsfläche des Durchlasses 25. Die Dicke des ringförmigen Kanals 35 kann beträchtlich variieren, sie ist vorzugsweise jedoch wesentlich kleiner als die des Durchlasses 25. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiei beträgt die Dicke des Kanals 35 etwa 0,8 mm.

Wenn erhitztes unter Druck stehendes polymeres Material von der Austrittsöffnung 20 in den Durchlaß 25 austritt, wird es durch den stromaufliegenden konischen Teil 34 des Drosselelementes 32 in das stromaufliegendc Ende des ringförmigen Kanals 35 abgelenkt. Während das Material durch den ringförmigen Kanal 35 hindurchgeht, wird aufgrund der ausgeübten Scherwirkung seine Viskosität beträchtlich herabgesetzt. Das polymere Material tritt durch den Kanal 35 hindurch, an dem stromabliegenden Ende des Kanals 35 aus und expandiert darauf stromab hinter dem konischen Teil 34a Zurück in den Durchlaß 25. Wenigstens ein Teil der Welle 28, der durch das Drosselelement 32 gebildet wird, hat somit eine Querschnittsfläche, die größer als die des Restes der Welle ist, wobei dieser erweiterte Teil der Welle 28 einen Kanal 35 bildet, der mit der Innenfläche 36 des Durchlasses 25 in Verbindung steht. Eine nicht dargestellte Druckmeßschraube kann vorgesehen sein, um die Messung des Druckes an dem stromaufliegendeti Ende 25a des Durchlasses 25 zu erleichtern.

Wie es am besten in den Fig.2 bis 5 dargestellt ist, sind zwei Ventilgehäuse 40. die in einem Winkei von etwa 180° voneinander getrennt sind, außen an der Ventilanordnung 21 angebracht Das Gehäuse 40 enteilt eine Kammer 41, in welcher ein Ventilglied 42 gleitfähig angebracht ist. Fluchtende öffnungen 43 sind in den Wänden 26 und 27 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen dem Kanal 35 und der Kammer 41 des Ventügehäuses 40 zu liefern. Die öffnungen 43 sind so bemessen, daß sie dem Durchtritt des Ventilgliedes 42 angepaßt sind. Das Gehäuse 40 ist so an dem stromaufliegenden Flansch 22 durch Schrauben 45 befestigt.

Das Ventilglied 42 enthält eine Ausnehmung 46, die den Endstöpsel 47 einer mit Gewinde versehenen zylindrischen Ventileinstellstange 48 aufnehmen kann. Die Stange 48 weist einen verengten Halsabschnitt 49 auf. dessen eines Ende am Endstöpsel 47 angebracht ist. Ein Spaltringbund 50 umschließt den Halsabschnitt 49 und ist an der angrenzenden Oberfläche 42a des Ventiigiiedes 42 durch Schrauben 51 befestigt. Die Oberfläche 42a des Ventilgliedes 42 enthält eine Umfangsnut 42b, in die ein Dichtungsring 42c eingesetzt ist Die Oberfläche 88 des Ventilgliedes 42, die mit dem Kanal 35 in Verbin-

dung Mehl, ist leicht gekrümmt, so daß sie in der geschlossenen Stellung im wesentlichen bündig zur Innenfläche 36 des Durchlasses 25 verfault.

IJnc Ventilslangenrückhalteplailte 52 ist an einer Oberfläche des Ventilgehäuses 40 durch Schrauben 54 befestigt. Die Platte 52 enthält eine mit Gewinde versehene Kammer 53, die mit der Kammer 41 in Verbindung steht und so ausgelegt ist, daß sie der Stange 48 angepaßt ist. Die Stange 48 ist mit einem Gewinde versehen, das in das in der Kammer 53 vorgesehene Gewinde eingreift. Wenn die Stange 48 in einer Richtung gedreht wird, wird sie von der Platte 52 zurückgezogen, wobei gleichzeitig das Ventilglied 42 durch die Kammer 41 zurückgezogen wird, um dadurch das Ventil zu öffnen. Wenn die Stange 48 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, kehrt das Ventilglied 42 in der Kammer 41 die Richtung um. und bewegt sich das Ventilglied 42 in Richtung auf den Kanal 15 711. um iHas Vpntij /11 schüe-LScn liine Skala 55 ist an einer Klammer 56 angebracht und dient zur genauen Einstellung des Ausmaßes, in welchem das Ventil geöffnet oder geschlossen ist.

In den F i g. 2 und 3 ist das Ventil in seinem vollständig geschlossenen Zustand dargestellt. In dieser Stellung tritl Jas Ventilglied 42 nicht in den Kanal 35 ein (siehe I' i g. 2). Dadurch kann eine Si/ömung in gewissem Grade durch den Kanal 35 auftreten, auch wenn das Ventil im geschlossenen Zustand ist. Das Vcntilglied 42 wird am Eintreten in den Kanal 35 durch den erweiterten Abschnitt 58 der Ventileinstellstange 48 gehindert, die sich i' eine ringförmige Abschreibung der Platte 52 setzt, wenn die Stange 48 gedreht wird, um das Ventil zu schließen. Da der erweiterte Abschnitt 58 der Einstellstange 48 zu breit ist, um durch die Kammer 53 der Platte 52 zu passen, hört die Bewegung des Ventilgliedes 42 auf, wenn der Abschnitt 58 die ringförmige Abschrägung erreicht. Der erweiterte: Abschnitt 58 befindet sich in einem solchen Abstand an der Stange 48, daß sichergestellt ist, daß das Ventilglied 42 anhält, wenn die: gekrümmte Fläche 88 des Ventilgliedes 42 im wesentlichen mit der Innenfläche 36 des Durchlasses 25 fluchtet.

In den Fig.4 und 5 ist das Ventil in geöffnetem Zustand dargestellt. In diesen Figuren ist ersichtlich, daß durch das Zurückziehen des Ventilgliedes 42 die Quer· schnittsfläche von wenigstens einem Teil des Kanals 35 in radialer Richtung von der Achse des Durchlasses 25 nach außen erweitert ist. um einen erweiterten Abschnitt des Kanales 35 zu bilden, zu dem das durch den Kanal 35 strömende Material Zutritt hat. Der erweiterte Abschnitt umfaßt die Kammer, die durch die öffnungen 43 in der inneren und äußeren Wand 27 und 26 gebildet ist. und den Teil der Kammer 41, der mit den öffnungen 43 in Verbindung steht. Wie es in den Fig.4 und 5 dargestellt ist, ist das Ventilglied 42 nicht vollständig zurückgezogen, so daß der erweiterte Abschnitt des Kanals 35 nur die öffnungen 43 umfaßt. Wenn das Ventilglied 42 noch weiter zurückgezogen wird, wird ersichtlich auch der erweiterte Abschnitt des Kanals 35 weiter vergrößert, so daß er einen Teil der Kammer 41 einschließt.

Die Querschnittsfläche des Kanals 35 wird ersichtlich allein durch die Einstellung des Volumens dieses erweiterten Abschnittes eingestellt Das Volumen des erweiterten Abschnittes ändert sich je nach dem Maß, in welchem das Ventilglied 42 zurückgezogen wird Wenn das Ventilglied 42 zurückgezogen ist, hau das polymere Material, das durch den Kanal 35 strömt, Zutritt zu dem so gebildeten erweiterten Abschnitt Solange das Ventilgiicd 42 zurückgezogen ist ist somit der Strömungswiderstand verringert, den das Ventil bietet. Wenn das Ventilglied 42 auf den Kanal 35 zu bewegt wird, wird polymeres Material, das in der Kammer 41 und den öffnungen 43 vorhanden ist. in den Kanal 35 gedrückt und wird der Querschnitt des Kanales 35 verringert, wodurch der durch das Ventil gelieferte Strömungswiderstand zunimmt.

Auch wenn bei dem in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel das Ventilglied 42 daran gehindert ist, in den Kanal 35 einzudringen, kann die Ventilanordnung natürlich leicht so abgewandelt sein, daß das Ventilglied 42 im gewünschten Maß in den Kanal 35 hineinragen kann. Dazu wird die Länge des mit Gewinde versehenen Abschnittes der Stange 48 verlängert, indem die Länge des Abschnittes 58 verringert wird, so daß das Ventilglied 42 weiter in den Kanal 35 vordringen kann. In dem Fall, in dem sich das Ventilglied 42 in den Kanal 35 hi.ieinerstreckt, umfaßt der erweiterte Abschnitt des Kanales, wie er oben beschrieben wurde, den Kanal selbst, die Öffnungen 43 und den Teil der Kammer 41, der mit den öffnungen in Verbindung stehL Dieser Aufbau ermöglicht es, den Strömungswiderstand der Anlage einzustellen, um die Anlage an eine eingestellte Kapazität oder eingestellte Betriebsparameter wie beispielsweise die stromauf vorliegende Temperatur oder den stromauf herrschenden Druck anzupassen.

Gemäß Fig. 1 ist eine langgestreckte Kammer 60 vorgesehen, die mit dem stromab liegenden Ende des

ίο Kanales 35 in Verbindung steht. Diese Kammer wird die Feinteilchen enthalten, die durch die Explosionskräfte erzeugt werden, die dann entstehen, wenn das polymere Material vom Kanal 35 in die Zone mit niedrigem Druck austritt, und verhindert, daß diese Feinteilchen verteilt werden. In der Kammer ist eine Einrichtung enthalten, mittels der die Feinteilchen zusammengeklumpt und in brauchbarer Form ausgetragen werden.

Die langgestreckte zylindrische Kammer 60 enthält einen Durchlaß 61, welcher mit dem Durchlaß 25 mit gleichen Abmessungen der Ventilanordnung 21 in Verbindung steht. Wie es in Fig. IA dargestellt ist, bilden die Ventilanordnung 21 und die langgestreckte Kammer 60 eine aus einem Stück bestehende Einheit. Sowohl die Endkappe 80 als auch der Endflansch 59 erleichtern die Verbindung der Kammer 60 mit der Ventilanordnung, wobei diese Verbindung in der gleichen Weise wie die Verbindung zwischen der Ventilanordnung 21 und der Trockenvorrichtung ausgeführt ist, die in Fig. 7 dargestellt ist.

Auf diese Weise können die Ventilanordnungen 21 und die langgestreckte Kammer 60 zusammengefügt oder getrennt werden, je nachdem wie es erwünscht ist. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig. 1A, in der die Ventilanordnung 21 und die Kammer 60 als in einem Stück ausgebildet dargestellt sind. Wie es in Fig. IA dargestellt ist, enthält der Durchlaß 61 eine in ihm angeordnete drehbare Welle 62, an welcher als Büchse 63a eine Schneckenanordnung angebracht ist, die der Schneckenanordnung 12 auf der rechten Seite von Fig. IA gleicht und eine Vielzahl von Schneckenabschnitten 63 umfaßt Die Büchse 63a ist auf der Welle 62 durch eine Keilnutanordnung 63b angebracht die mit der in F i g. 2 und 4 gezeigten Anordnung identisch ist Die Steigung der Schneckenabschnitte 63 nimmt vorzugsweise zunehmend in Richtung zur Austragsöffnung 64 des Durchlasses 61 ab. Der Durchlaß 61 weist eine Innen- und eine Außenwand 65 und 66 auf, die den Wänden 26, 27 und 15, 16 gleichen. Die Kammer 60

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enthält ebenfalls eine Vielzahl von Stiften 67, die in einer Schiene 68 befestigt sind. Die Stifte sin in einer oberen und einer unteren Reihe angeordnet, die etwa 180° voneinander getrennt sind. Zwei oder mehrere Reihen können hinzugefügt sein, wenn es erwünscht ist, vier Reihen vorzusehen, die :m 90° getrennt sind. Die Schneckenabschnitte 63 ersti ecken sich nur über ³Λ des Weges rings um den Umfang der Welle 62, so daß sie nicht mit den Stiften 67 in Berührung kommen, wenn sich die Welle 62 dreht. Die Stifte 67 haben die gleiche Funktion wie die Stifte 18.

Wie es in Fig. IA dargestellt ist, ist die Welle 62 in einem Stück mit der Welle 28 ausgebildet und dreht sich die Welle 62 mit der Welle 28 gemeinsam entsprechend der Drehung der Welle 11.

Die Schneckenabschnitte 63 und 12 werden ebenso wie das Drosselelement 32 an einer Längsbewegung längs der Welle 62,11 bzw. 28 durch die Wellenkappe 80 gehindert. Die Kappe 80 ist ein zylindrischer Teil, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem der Büchsen der Schneckenabschnitte 63 und 12 ist. Sie wird in ihrer Lage am Ende der Welle 62 durch einen mit Außengewinde versehenen Vorsprung 81 gehalten, der in die mit Gewinde versehene Ausnehmung 82 in der Außenfläche 83 der Welle 62 eingreift.

Der Durchlaß 61 ist frei von irgendwelchen Hindernissen, die einen wesentlichen Unterschied zwischen dem Druck an der Einlaßöffnung 69 und der Auslaßöffnung 64 erzeugen würde. Der Grund dafür besteht darin, daß das heiße unter Druck stehende polymere Material vom stromab liegenden Ende des Kanals 35 in eine Zone austreten muß, die auf einem ausreichend niedrigen Druck gehalten wird, um der mit dem polymeren Material verbundenen Flüssigkeit eine plötzliche Entspannung in den Dampfzustand zu ermöglichen. Da die Einlaßöffnung 69 mit der Außenluft mit niedrigem Druck in Verbindung steht, die normalerweise die Anlage umgibt (durch den Durchlaß 61 und, wenn eine Austragsplatte 70 verwendet wird, durch die öffnungen 71 in der Platte 70), sollte der Druck an der Einlaßöffnung 69 im wesentlichen der gleiche wie der an der Austrittsöffnung 64 sein. In Hinblick darauf könnte die Kammer 60 auch mit Belüftungsöffnungen oder Schlitzen versehen sein. Das aus dem Kanal 35 austretende polymere Material verliert dann seine Feuchtigkeit durch Verdampfung, wobei die verdampfte Feuchtigkeit stromab durch den Durchlaß 61 zur Außeniuft austritt. Wenn aus irgendeinem Grunde der Druck an der Einlaßöffnung 69 ausreichend hoch ist, um ein Verdampfen der Feuchtigkeit im polymeren Material zu verhindern, ergibt sich kein wirkungsvolles Trocknen des polymeren Materials. Selbst wenn die Feuchtigkeit verdampft, würde außerdem die Möglichkeit bestehen, daß sie wieder im polymeren Material im Durchlaß 61 kondensieren würde, wenn ein übermäßig hoher Druck an irgendeiner Steile in dem Durchlaß 61 herrschen würde. Um das auszuschließen, ist es bevorzugt, daß der Druck an den Einlaß- und Auslaßöffnungen 64 und 69 des Durchlasses 61 sich nicht wesentlich unterscheidet und an der Einlaßöffnung 60 ausreichend niedrig ist, um das Verdampfen der vom polymeren Material mitgeführten Flüssigkeit zu erlauben.

Wenn das polymere Material aus dem Kanal 35 austritt, werden das normale Produkt und die Feinteilchen, die durch das explosive Verdampfen der Flüssigkeit er- b5 zeugt werden, durch den Durchlaß 61 aufgefangen und gesammelt und von der Einlaßöffnung 69 des Durchlasses 61 zur Auslaßöffnung 64 transportiert. Die Schnekkenabschnitte 63 üben einen leichten verdichtenden Druck auf die Feinteilchen aus, der die Feinteiichcn in leichter zu handhabende Form zusammendrückt. Zusätzlich ist ein geringer Gegendruck in dem Durchlaß 61 wünschenswert, um das Zusammendrücken der Feinteilchen zu unterstützen. Zu diesem Zweck kann eine Austragsplatte 70 wahlweise an dem stromab liegenden Flansch 84 über die Austrittsöffnung 64 des Durchlasses 61 durch Schrauben 85 befestigt sein. Im allgemeinen enthält die Platte 70 eine oder mehrere Durchlaßöffnungen 71. Die gesamte Querschnittsfläche der öffnungen muß jedoch ausreichend groß sein in bezug auf die des Durchlasses 61, damit keine wesentlichen Druckdifferenzen zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung des Durchlasses 61 während des Betriebes auftreten. Im allgemeinen ist die langgetreckte Kammer 60 so gebaut, daß die Austritisöffnung 64 mit der Umgebung in Verbindung steht, die entweder auf atmosphärischem oder einem niedrigeren Druck liegt, wobei die Drucke, die während des Betriebes im Durchlaß 61 herrschen, weniger als 3,5 bar betragen und vorzugsweise im Bereich von 0,7 bis 3,5 bar liegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

23 Ol 464 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Expansionstrocknen von Flüssigkeit enthaltenden kautschukartigen polymeren Materialien, bei dem das Material zunächst erhitzt und unter einem Druck komprimiert wird, der ein Verdampfen der Flüssigkeit bei der Temperatur des Materials verhindert, worauf man den Druck soweit absenkt, daß die im Material enthaltene Flüssigkeit schlagartig verdampft und das Material durch Expansion zerrissen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierte Material anschließend unter einem Druck verdichtet wird, der ein Kondensieren des Dampfes verhindert, und bis zum Austragen im wesentlichen unter diesem Druck gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anschließende Verdichten unter einem Druck von weniger als 3,5 bar erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer in einem zylindrischen Gehäuse drehbaren Welle, auf deren Umfang über die Länge verteilt, Schneckenabschnitte angeordnet sind, zwischen die vom Gehäuse vorstehende Stifte eingreifen, und mit einem auf der Welle angeordneten Drosselelemen't, das einen größeren Durchmesser als die Welle aufweist und mit dem umgebenden Gehäuse eint-·, im Querschnitt veränderbaren Ringspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (32) zwischen zwei Wellenabschnitten angeordnet ist und in dem d?s Drosselelement (32) umgebenden Gehäusebereicn wenigstens ein radial verstellbares Ventilglied (42) vorgesehen ist, das einem zylindrischen Abschnitt (33) des Drosselelementes (32) gegenüberliegt, und daß in dem sich in Förderrichtung an das Drosselelement anschließenden Gehäuseabschnitt (60) eine Druck aufbauende Einrichtung (63) bzw. (70) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Druck aufbauende Einrichtung Schneckenabschnitte (63) auf der Welle umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Druck aufbauende Einrichtung eine am Gehäuseende angeordnete Platte (70) mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung (71) aufweist.