DE2339194C3 - Vorrichtung zum Filtern von Kunststoffschmelze und zum Extrudieren von Kunststoffsträngen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten von schmelzflüssigem Kunststoff, insbesondere zum Extrudieren von Kunststoffsträngen zur Herstellung von Granulat, mit einem Anschluß an einen Behälter, einem Auslaß und einer Pumpe.

Anlagen für die Herstellung von Kunststoffgranulat bestehen aus einem Polymerisationsbehälter und einer diesem nachgeschalteten Pumpe, die den schmelzflüssigen Kunststoff in eine Extrusionsdüse preßt, aus deren Düsenbohrungen Kunststoffstränge nach unten austreten. Sie werden dann von einer Abzugs- und Kühlvorrichtung erfaßt, in der sich die Kunststoffstränge verfestigen, worauf sie granuliert werden. Der im Polymerisationsbehälter ablaufende Prozeß benötigt üblicherweise mehrere Stunden, während der das Produkt unter ständigem Umrühren polymerisiert. Das Kunststoffgranulat wird also chargenweise erzeugt. Während der ganzen Zeit muß nicht nur der Polymerisationsbehälter beheizt werden, sondern auch sämtliche Teile der Anlage zwischen dem Polymerisationsbehälter und der Extrusionsdüse, um zu vermeiden, daß der von der jeweils zuletzt verarbeiteten Charge herrührende Kunststoff in diesen Teilen erstarrt und die Anlage unbrauchbar macht. Deshalb kann während des Polymerisationsprozesses nicht verhindert werden, daß temperaturempfindliche Kunststoffe in den heißen Rohrleitungen und Bohrungen zwischen dem Polymerisationsbehälter und der Extrusionsdüse thermisch geschädigt werden. Beim Arbeiten mit den bekannten Anlagen mußte deshalb bisher das anfänglich von einer Charge erzeugte Granulat verworfen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunststoffverluste in Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art zu vermeiden, welche darauf zurückzuführen sind, daß Kunststoff infolge verhältnismäßig langer Verweilzeiten in beheizten Vorrichtungsteilen thermisch geschädigt wird, wobei die Lösung der Aufgabe von der grundsätzlichen Überlegung ausgeht, daß es nicht qualitätsmindernd ist, wenn die im Vergleich zum inhalt des Behälters geringen Mengen thermisch geschädigten Kunststoffs mit einwandfreiem Material vermischt werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird deshalb vor geschlagen, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß so auszubilden, daß stromabwärts der Pumpe ein Dreiwegeventil vorgesehen ist, dessen Einlaß mit der Pumpe, dessen einer Auslaß mit einem weiteren Anschluß an den Behälter und dessen anderer Auslaß mit dem Auslaß der Vorrichtung verbunden ist. Mit dieser Vorrichtung kann bei Produktionsbeginn, insbesondere nach Abschluß der Polymerisation, zunächst in der einen Stellung des Dreiwegeventils das Rohrleitungs- und Bohrungssystem bis kurz vor den Auslaß mit einwandfreiem Kunststoff durchgespült werden, wobei dieser samt den Kunststoffresten des vorausgegangenen Produktionsvorgangs wieder in den Behälter zurückgepumpt und dort beispielsweise mittels eines Rührwerks dem frischen Kunststoff beigemischt wird. Nach dem Umschalten des Dreiwegeventils kann dann produziert werden.

Ein besonders rasches Umschalten des Dreiwegeventils wird zweckmäßigerweise dadurch gewährleistet, daß letzteres ein druckmittelbetätigbares Schieberventil ist.

Im Zuge der Bemühungen, die Qualität des Kunststoffprodukts durch thermisch geschädigten Kunststoff möglichst wenig zu beeinträchtigen, empfiehlt es sich ferner, statt einer Pumpe in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mindestens zwei parallelgeschaltete Pumpen vorzusehen. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß sich ein bestimmtes Fördervolumen pro Zeiteinheit mit langsamer laufenden Pumpen erreichen läßt, die weniger Wärme entwickeln, so daß die Gefahr einer thermischen Schädigung des Kunststoffs in der Pumpe vermieden wird.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Anlagen zur Herstellung von Kunststoffgranulat, wobei dann der Auslaß der Vorrichtung eine Extrusionsdüse ist.

Des weiteren empfiehlt sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in chargenweise arbeitenden Anlagen, in denen der Behälter ein Polymerisationsbehälter ist.

Die Erfindung ist an Hand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Kunststoff, deren Darstellung jedoch nur bis zum Beginn einer Abzugs- und Kühlvorrichtung für die extrudierten Kunststoffstränge durchgeführt worden ist,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1 und F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2.

Die F i g. 1 läßt den Boden eines doppelwandigen und deshalb beispielsweise mittels eines Wärmeträgeröls beheizbaren Polymerisationsbehälters 10 erkennen, der im übrigen nicht dargestellt ist. In diesem Behälter wird eine Charge des zu verarbeitenden Kunststoffs polymerisiert. Am Boden des Behälters befindet sich ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes Auslaßventil, das über seinen Schaft 12a in nicht näher dargestellter Weise betätigt werden kann. Ein Verbindungsrohr 14 verbindet den Polymerisationsbehälter mit einer Pumpe 16, von der nur ein Pumpengehäuse sowie ein Einlaßrohr 18 und ein Auslaßrohr 20 dargestellt sind. Zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßrohr sind zwei par-

allelgeschaltete Pumpen, beispielsweise Zahnradpumpen, vorgesehen. Zur Beheizung dieses Teils der Anlage ist das Verbindungsrohr 14 mit einem Mantel 14a umgeben, und das Pumpengehäuse ist doppelwandig.

Das Auslaßrohr 20 verbindet die Pumpe rnil einem Verteilergehäuse 22, das einen Einla?· 24, einen Auslaß 26, einen weiteren Auslaß 28 und ein als Ganzes mit 30 bezeichnetes Schieberventil aufnimmt. Der Einlaß 24 verbindet die Pumpe mit dem Schieberventil, de> Auslaß 26 verbildet das Schieberventil mit dem Auslaß 32 der Vorrichtung, der als Extrusionsdüse ausgebildet ist, und über den Auslaß 28 ist das Schieberventil schließlich mit dem Polymerisationsbehäiter 10 verbunden.

Die aus der Extrusionsdüse nach unten ausgepreßten Kunststoffstränge 34 werden von einer Abzugs- und Kühlvorrichtung 36 erfaßt, von der nur Einzugswalzen 36.« gezeigt sind.

Durch den Innenraum 22a des Verteilergehäuse 22 kann beispielsweise wieder eine Wärmeträgerflüssigkeit hindurchgeleitet werden, um das Verteilergehäuse 22 als Ganzes zu beheizen.

Wie die F i g. 1 und 3 erkennen lassen, besitzt das Schieberventil 30, das als Dreiwegeventil ausgebildet ist, einen Ventilschieber 40 und eine mit diesem zusammenwirkende Verteilerplatte 42 mit drei Löchern 44,46 und 48, deren Abstand voneinander der Länge einer U-förmigen Ausnehmung 50 im Ventilschieber 40 entspricht. In der in Fig.3 gezeigten Stellung des Schiebers ist der Einlaß 24 mit dem Auslaß 26 verbunden, während die Fig.3 strichpunktiert diejenige Stellung des Ventilschiebers zeigt, in der der Einlaß mit dem Auslaß 28 verbunden ist. Der Betätigung des Ventilschiebers dient ein Pneumatikzylinder 52, an dessen Kolbenstange 52a der Ventilschieber bei 54 angelenkt ist.

Während nun eine neue Charge im Polymerisationsbehälter 10 polymerisiert wird, kann ein wärmeempfindlicher Kunststoff, mit dem von der Verarbeitung der letzten Charge her die Anlage zwischen dem Polymerisationsbehälter und dem Schiebervemil 30 noch gefüllt ist, thermisch geschädigt werden, da ja sämtliche Teile zwischen dem Polymerisationsbehäiter und der Extrusionsdüse 32 beheizt werden müssen, um ein Erstarren des Kunststoffs zu vermeiden. Dieser Teil ίο des von der letzten Charge herrührenden, schmelzflüssigen Kunststoffs wird nun vor der Herstellung von Granulat aus der neu zubereiteten Charge größtenteils in den Polymerisationsbehälter zurückgeführt und dort dem frischen Polymerisat beigemischt. Zu diesem Zweck wird der Ventilschieber 40 in seine gemäß F i g. 3 rechte Stellung (strichpunktiert dargestellt) gebracht, worauf das Auslaßventil 12 geöffnet und die Pumpe eingeschaltet wird. Letztere pumpt nun schmehflüssigen Kunststoff des frischen Polymerisats durch das Verbindungsrohr 14, die Pumpe selbst, das Einlaßrohr 24, das Schieberventil 30 und über den Auslaß 28 zurück in den Polymerisationsbehäiter, wo mit Hilfe eines nicht dargestellten Rührwerks eine innige Durchmischung vorgenommen wird. Anschließend wird das Schieberventil 30 umgeschaltet, so daß der Ventilschieber 40 den Einlaß 24 mit dem Auslaß 26 verbindet. Zu Beginn des Extrusionsvorgangs wird also nur noch eine ganz geringe Menge des von der vorausgegangenen Charge herrührenden, schmelzflüssigen Kunststoffs aus der Extrusionsdüse 32 ausgepreßt, nämlich derjenige Kunststoff, der sich noch im Auslaß 26 und in der Extrusionsdüse selbst befand. Unter Umständen ist jedoch dieser Kunststoff unter dem Einfluß der Schwerkraft schon zuvor abgelaufen, wobei er in einen Abfallbehälter geleitet werden konnte.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verarbeiten von schmelzflüssigem Kunststoff, insbesondere zum Extrudieren von Kunststoffsträngen zur Herstellung von Granulat, mit einem Anschluß an einen Behälter, einem Auslaß und einer Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Pumpe (16) ein Dreiwegeventil (30) vorgesehen ist, dessen Einlaß (24) mit der Pumpe, dessen einer Auslaß (28) mit einem weiteren Anschluß an den Behälter (10) und dessen anderer Auslaß (26) mit dem Auslaß (32) der Vorrichtung verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwegevent-l (30) ein druckmittelbetätigbares Schieberventil (30) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei parallelgeschaltete Pumpen (16) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (32) der Vorrichtung eine Extrusionsdüse ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) ein Polymerisationsbehälter ist.