DE2847153B2

DE2847153B2 - Siebmaschine zur Absiebung von sich elektrostatisch aufladenden Kunststoffen, im besonderen vonSuspensions-Polyvinylchlorid

Info

Publication number: DE2847153B2
Application number: DE19782847153
Authority: DE
Inventors: Josef 6078 Neu-Isenburg Gattys
Original assignee: Franz Josef Gattys Ingenieurbuero Fuer Chem Maschinen und Apparatebau 6000 Frankfurt
Current assignee: Gattys Technique Sa Freiburg/fribourg Ch
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2847153C3; DE2847153A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebmaschine zur Absiebung von sich elektrostatisch aufladenden Kunststoffen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Sieben ist eine kritische Verfahrensstufe bei der Kunststoffherstellung. Das betrifft im besonderen die Produktion von Suspensionspolyvinylchlorid. Diese PVC-Sorte verfügt über eine große Neigung zur elektrostatischen Aufladung durch Reibung; dadurch wird die Siebleistung um ein Vielfaches verringert.

Aus dieser Erfahrung ist der Aufbau von Produktionsanlagen, in denen bei der PVC-Herstellung die Absiebung stattfindet, besonders kostenintensiv. Darüber hinaus ist es schwer, die in diesem Zusammenhang verwendeten großflächigen Siebe abzudichten. Die infolgedessen eintretende Staubentwicklung verschlechtert beträchtlich die Arbeitsbedingungen und setzt das Bedienungspersonal der Gefahr von Berufs krankheiten aus.

Dabei helfen nur wenig die Methoden /.ur indirekten Abnahme der elektrostatischen Aufladung, wie lie feuehtiirig des inneren ArbeilsgeliiUises Jos Siebes.

Zugabe von Antistatica zu dem abzusiebenden Material unter gleichzeitiger Erdung des Siebes. Auch die Bestrahlung des inneren Arbeitsraumes des Siebes mit einer Teilionisation der Atmosphäre hilft nur wenig.
Bei einer bekannten Siebkonstruktion wird das Siebgut vom Einlauf mittels einer schnellrotierenden Förderschnecke in den innenraum des Siebes eingebracht. Der mittlere Teil des Siebes besteht dabei aus einer stationären Trommel, die am Umfang mit einem

ι« Siebgewebe aus Stahl oder Kunststoff bespannt ist. Auf einer Welle im Innern der Trommel montierte Wirbelleisten rotieren dicht unter der Fläche des Siebgewebes und verteilen das Siebgut über die gesamte Oberfläche des Siebgewebes. Das Siebgewebe

ι·; wird elastisch in Umfangsringen festgehalten und vibriert bei schnellen Umdrehungen der Wirbelleisten. Die Wirbelleisten nehmen gleichzeitig die elektrostatische Ladung von den Körnern des Siebproduktes dicht vor dem Siebgewebe ab. Das soll zu einer Selbstreini-

>o gung des Siebgewebes führen. Obwohl diese Siebkonstruktion sonst im wesentlichen brauchbar bei der Absiebung der verschiedensten Materialien ist, befriedigt ihre Verwendung bei der Absiebung speziell von Suspensionspolyvinylchlorid nicht. Der Grund für eine

j-, dabei verminderte Leistung wird unten beschrieben.

Suspensions-Polyvinylchlorid wird normalerweise so gesiebt, daß man das Überkorn über 150 Mikrometer und das Handelsprodukt, d.h. das Korn unter 150 Mikrometer gesondert abnimmt. Man möchte nun aber

«ι häufig beim Sieben von PVC außer dem Überkorn (über 150 Mikrometer)zwei Fraktionen erhalten, nämlich

eine 80-150 Mikrometer-Fraktion

(Grobgutfraktion)
eine unter 80 Mikrometer-Fraktion

(Feingutfraktion)

Bei einem solchen Kornspektrum muß man mit den bisher eingesetzten Sieben hohe Schwingungsfrequenzen und große Amplituden des Siebgewebes aufrechter-

Ki halten, um den notwendigen Selbstreinigungszustand bei vertretbaren Leistungen zu erzielen. Das führt aber sehr häulig zu einer mechanischen Ermüdung und Beschädigung oder sogar zu einer Zerstörung des Siebgewebes.

Vt Auch die Verlängerung des Siebeinsatzes über 1000 mm, was zur Verbesserung des Siebvorganges führen müßte, wird schwierig. Dabei enthält das Überkorn, das bekannterweise im Suspensions-Polyvinylchlorid ca. 3,0 Gew.-% betragen kann einen

κι 80 — 300°/oigen Anteil an Feingut, je nach der Feinheit des Siebgutes und bezogen auf das Überkorn.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Siebmaschine zum Absieben von Suspensions-Polyvinylchlorid und ähnlichen, sich elektrostatisch aufladenden Kunststoffen so

Vt auszubilden, daß einerseits eine ausreichende Siebwirkung bei Anfall von mindestens /.wei Fraktionen eines derartigen Materials erreicht wird, andererseits aber auch eine genügende Betriebssicherheit gewährleistet ist.

bo Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Verwendung eines zweistufigen Siebsystems ergibt eine erhebliche Einsparung (etwa 50°/o) der

h^r> Siebfläche im Vergleich mit einer üblichen einstufigen Wirbelstrom Zylinder-Siebmaschine. Gegenüber H.idisiehen ist die Einsparung sogar noch größer.

Wenn man einen zweistufigen Siebvorgang clinch

Führt, kann man vom Überkorn zwei Fraktionen absieben, nämlich in der ersten Stufe z. B. die unter 80-Mikrometer-Frakt'ion und in der zweiten Stufe z. B. die unter 150-Mikrometer- Fraktion. Das zurückbleibende Überkorn enthält dann zwar noch einen Anteil an ι Feinkorn, aber in vertretbaren Grenzen. Beim Absieben nur einer Fraktion wird in der ersten Stufe die unter 150-Mikrometer-Fraktion abgesiebt un i, in der zweiten Stufe das zurückbleibende Überkorn noch weitestgenend vom Feinkorn getrennt. Auf diese Weise wird die Ausbeute an erstklassigem Produkt und somit auch t!ie Leistung umciwa 10% gesteigert.

Zur wirksamen Absiebung des Überkorns kommt es wesentlich auf eine möglichst große axiale Länge der Siebtrommeln an. Im Zusammenhang mit der verhältnismäßig großen Länge der Siebtrommeln von mindestens je 1200 mm wird durch die konische Form der Siebtrommeln mit einem von der Eintrittsseite zur Austrittsseite hin abnehmenden Durchmesser im Sinne einer sich in dieser Richtung im Verhältnis von etwa 2 : 1 _>n verringernden Umfangsgeschwindigkeit der Wirbelleisten eine wenigstens annähernd gleichmäßige innere Beaufschlagung der ganzen Sieboberfläche ermöglicht.

Diese Wirkung ist darauf zurückzuführen, daß die Menge der abzusiebenden Fraktion vom Eintritt zum ;>■-> Austritt einer Siebtrommel hin abnimmt.

Das Siebgewebe der Siebtrommeln wird durch die Beaufschlagung mit dem von den schnell umlaufenden Wirbelleisten abgeschleuderten Material in Schw ngungen versetzt. Dadurch, daß die über die Trommellänge so verteilten Umfangsringe einen Abstand von maximal 100 mm aufweisen, wird die Amplitude dieser Schwingungen begrenzt und dadurch die Haltbarkeit des Siebgewebes verlängert, weil das Siebgewebe dann nur in einzelnen, kürzeren Abschnitten Schwingungen r> ausführen kann.

Dabei wird die Betriebssicherheit der Maschine durch elektrisch isolierte Drahtfäden gewährleistet, die mit einem geringen gegenseitigen Abstand in das Siebgewebe eingeflochten sind. Diese an eine sichere Stromquelle angeschlossenen Drahtfäden dienen dazu, bei Beschädigung des Siebgewebes infolge des dann unterbrochenen Stromkreises ein optisches oder akustisches Signal auszulösen [oder] und möglichst auch selbsttätig ein Ausschalten der Siebmaschine zu bewirken. \'<

Auf diese Weise lassen sich unerwünschte Folgen eines weiteren Betriebes der Siebmaschine bei Beschädigung oder gar völliger Zerstörung des Siebgewebes vermeiden.

Ergänzend dazu können in Weiterbildung der w Erfindung in das Siebgewebe der Siebtrommeln zwischen den Umfangsringen ringförmige, webetechnische Versteifungen, wie stärkere Drahtfäden in das Siebgewebe der Siebtrommeln eingeflochten sein. Diese Drahtfäden sind vorzugsweise etwa doppelt so stark v, wie die übrigen Drahtfäden des Siebgewebes.

Durch das Vibrieren des Siebgewebes wird eine laufende Selbstreinigung desselben erreicht, also ein Verstopfen der Sieböffnungen weitgehend verhindert. Zusätzlich dazu ist es von Vorteil, von Zeit zi' Zeit einen so Luftstrom durch die Siebtrommeln zu schicken und dadurch die noch hängenbleibenden Teile des Materials auszublasen.

Im übrigen muß die innere Atmosphäre der .Siebtrommeln, wie an sich bekannt, zwecks Begrenzung μ der elektrostatischen Aufladung des Kunststoffes kontinuierlich feucht gehalten werden, iiiul /war mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 4I)⁰Zn. Das Ableiten der auf die Siebtrommeln übertragenen, trotzdem noch eintretenden elektrostatische Aufladung des Kunststoffes, wird, wie ebenfalls an sich bekannt, durch Erdung der Siebtrommeln erreich;..

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Siebmaschine in Seitenansicht, z.T. im Längsschnitt,

F i g. 2 die gleiche Maschine in Stirnansicht und

F i g. 3 eine Siebtrommel dieser Maschine vergrößert mit den zugehörigen Einzelheiten.

In einem Gehäuse 1 sind schräg untereinander zwei konische Siebtrommeln 2, 3 angeordnet Diese Siebtrommeln haben eine horizontale Längsachse und einen in entgegengesetzten Längsrichtungen verjüngten Durchmesser. Die obere Siebtrommel 2 ist mit ihrem größeren Endquerschnitt der Gehäuseseite zugekehrt, auf der sich ein oberer Eintrittsstutzen 4 und eine Förderschnecke 5 für das zugeführte Material befinden. Auf der gleichen Welle 6 wie die Förderschnecke sind, über die Länge der konischen Siebtrommel 2 in Abständen verteilt und mit entsprechend kleiner werdender radialer Länge, Wirbelleisten 7 fest, aber verstellbar, angeordnet. Der Umfang der Siebtrommel 2 besteht aus einem Drahtgewebe, das an beiden Enden der Siebtrommel an Flanschen elastisch aufgehängt ist. Weitere Einzelheiten der Siebtrommel 2 — entsprechendes gilt auch für die andere Siebtrommel 3 — werden nachstehend anhand der F i g. 3 erläutert.

Das kleinere Austrittsende der oberen Siebtrommel 2 und das größere Eintrittsende der unteren Siebtrommel 3 sind durch einen an dieser Stirnseite des Gehäuses 1 angeordneten Kanal 9 verbunden, in dem sich ein Leitblech 10 befindet.

Zum Antrieb der Welle 6 mit der Förderschnecke 5 und den Wirbelleisten 7 sowie der in der unteren Siebtrommel 3 sich befindenden, nicht dargestellten Welle, in der sich ebenfalls derartiger Wirbelleisten befinden, dient ein Ε-Motor U unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes 12.

Jede der beiden Siebtrommeln 2, 3 ist von einem geschlossenen Raum umgeben, von denen jeder mit einem besonderen Austrittsstutzen 13, bzw. 14 in Verbindung steht. Ein dritter Austrittsstutzen 15 schließt sich an den verjüngten Endquerschnitt der unteren Siebtrommel 3 an.

Im einzelnen gehören zu jeder der beiden konischen Siebtrommeln 2, 3 gemäß Fig. 3 außer dem die eigentliche Trommel bildenden Drahtgewebe dasselbe in axialen Abständen von etwa 100 mm umgebende Ringe 16 sowie in gleichen Abständen, aber versetzt zu diesen Ringen in das Drahtgewebe eingeflochtene ringförmige Verstärkungen 17. Außerdem ist in das Drahtgewebe noch ein anderes elektrisch isoliertes Drahtsystem UJ eingeflochten, das axial mit haarnadelförmigen Windungen in geringen seitlichen Abstanden über den ganzen Umfang der Siebtrommel verläuft und an eine Stromquelle angeschlossen ist.

Mit 19 sind Befestigungselemente für die Ringe 16 bezeichnet. Ferner ist jede Siebtrommel, 3 in der Mitte bei 20 unterteilt und abgestützt.

Im oberen Teil des Gehäuses 1 sind ein Anschluß 21 für Driickluftzuführung und ein Luftaustrittsstut/en 22 vorhanden (Fig. I).

Der den Kanal 9 bildende Gehäuseteil weist aiii seiner äulieren Stirnseite einen abnehmbaren Deckel 23

auf, um das Innere des Gehäuses erforderlichenfalls zugänglich zu machen. Ferner befinden sich im Bereich jeder Siebtrommel 2, 3 eine Kontrollklappe 24 mit Sichifcnster.

Die Arbeitsweise dieser Wirbel-Zylinder-Siebmaschine ist folgendermaßen:

Aus dem durch den Einlrittsstutzen 4 in das Gehäuse 1 gelangenden und mittels der schnell umlaufenden Förderschnecke 5 in die obere, die erste Stufe bildende Siebtrommel 2 eingeführten Material, vorzugsweise Polyvinylchlorid in Suspensions-Flockenform, wird dort eine Fraktion von z. B. 80 Mikrometern (entsprechend einer Maschenweite des Drahtgewebes von 0,08 mm) abgesiebt. Das innerhalb dieser Siebtrommel verbleibende Material wird über den Kanal 9 der unteren, die /weite Siuie bildenden Siebtrommel 3 zugeführt. Dort wird eine weitere, gröbere Fraktion von z.B. 150 Mikrometern (entsprechend einer Maschenweite des Drahtgewebes von 0,15 mm) abgesiebt. Die erste Fraktion von 80 Mikrometern wird durch den Austriltsstutzen 13, die zweite Fraktion von 150 Mikrometern durch den Austrittsstutzen 14 und das in der unteren Siebtrommel verbleibende Überkorn durch den Austrittsstutzen 15 abgeführt.

> Bei Verwendung einer solchen zweistufigen Wirbel-Zylinder-Siebmaschine mit einem mittleren Trommeldurchmesser von etwa 500 mm, einer Trommellänge von 1200 mm beträgt die stündliche Leistung etwa 2800 kg/m² Siebfläche;davon entfallen

"' auf die 80 Mikrometer-Fraktion: 45,0 Gew.%
auf die 150 Mikrometer-Fraktion: 52,5Gew.%
auf das Oberkorn: 2,5 Gew.%

Der Feingutanteil im Überkorn beträgt weniger als 30 ι··. Gew.-%. Die Trenngrenzenzeinhaltung bei den beiden Feinkornfrakiionen wird bis zu etwa SS Gew.-% erreicht. Der Luftverbrauch für das Durchblasen der Siebtrommeln zwecks Verstärkung der durch die Begrenzung der Schwingamplitude etwas beeinträchtigen ten Selbstreinigung beträgt 30 mVh.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Siebmaschine zur Absiebung von sich elektrostatisch aufladenden Kunststoffen, im besonderen von Suspensions-Polyvinylchlorid, bestehend aus mindestens einer in einem Gehäuse angeordneten stationären Siebtrommel, die an ihrem Umfang mit einem Siebgewebe bespannt ist, das durch über die Trommellänge verteilte Umfangsringe elastisch gehalten ist, und mit einer in der Trommel koaxial angeordneten, drehbaren Welle an der bis dicht an die Innenfläche des Siebgewebes heranreichende Wirbelleisten befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Gehäuse (1) in voneinander getrennten Kammern mindestens zwei Siebtrommeln (2 bzw. 3) untereinanderliegend mit entgegengesetzt konischem Verlauf hintereinandergeschalttt sind, deren axiale Länge mindestens je 1200 mm beträgt und deren Durchmesser zwischen Eintrittsquerschnitt und Austrittsquerschnitt entsprechend einem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten von etwa 2:1, bezogen auf die entlang des Siebgewebes angeordneten Wirbelleisten (7) abnehmen, wobei die über die Trommellänge verteilten Umfangsringe (16) einen Abstand von maximal 100 mm aufweisen, daß die Siebtrommeln (2 bzw. 3) in Längsrichtung verlaufende, eine Beschädigung der Siebgewebe-Oberläche durch Bruch- oder Rißbildung anzeigende, elektrisch isolierte Drahtfäden (18) mit gleicher Festigkeit wie das Siebgewebe enthalten, die an eine Stromquelle angeschlossen sind und daß die Kammer jeder Siebtrommel (2 bzw. 3) mit einem besonderen Austrittsstutzen (13 bzw. 14) in Verbindung steht und die Kammer der nachgeschalteten Siebtrommel (3) am Austrittsendc mit einem weiteren Austrittsstutzen (15) versehen ist.

2. Siebmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Jen Umfangsringen (16) ringförmige webetechnische Versteifungen (17) in das Siebgewebe der Siebtrommel (2 bzw. 3) eingeflochten sind.