DE3327866A1

DE3327866A1 - Verfahren und vorrichtung zur verwertung von abfaellen, insbesondere staub, aus geschaeumtem polystyrol

Info

Publication number: DE3327866A1
Application number: DE19833327866
Authority: DE
Inventors: Erich 8151 Neukolbing Weichenrieder sen.
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1983-08-02
Publication date: 1985-02-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Abfällen,
insbesondere Staub, aus geschäumtem Polystyrol.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwertung von Abfällen, insbesondere Staub, aus geschäumtem Polystyrol.
Es ist bekannt, Kunststoffabfälle durch Erhitzen bei hohem Druck zu plastifizieren und das so gewonnene Kunstoffregenerat in noch plastischem Zustand weiterzuverarbeiten. Es ist aber auch möglich, den plastifizierten Kunststoff durch Düsen auszutreiben und die aus den Düsen austretenden Stränge durch rotierende Messer zu einem körnigen Material zu zerkleinern, das bis zur Weiterverarbeitung gespeichert werden kann. Um das Verkleben des zerkleinerten, zähflüssigen Materials zu verhindern, wird im Trennbereich Wasser zugegeben. Dies ist bei den meisten Kunststoffen, wie z.B. Polyäthylen, möglich, weil sie kein Wasser aufnehmen.
Für Polystyrol kann diese Verfahrensweise nicht angewandt werden, weil Polystyrol Wasser aufnimmt und vor einer Weiterverarbeitung das Wasser erst wieder in einem kostenverursachenden Verfahren ausgetrieben werden müßte.
Würde man den aus der Regeneriervorrichtung, z.B. einer Quetschwalzenpresse austretenden plastischen Kunststoffstrang erkalten lassen und dann den Versuch unternehmen, ihn zu zerkleinern, so würde das Material zu einer mehr oder weniger staubförmigen Konsistenz zerfallen und man hätte wie zu Beginn des Verfahrens wieder ein für die Weiterverarbeitung unbrauchbares, staubförmiges Material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verwertung von Abfällen, insbesondere Staub, aus geschäumtem Polystyrol zu schaffen, welches es gestattet, mit relativ einfachen Mitteln und ohne Wassereinwirkung auf den Kunststoff ein rieselfähiges Material zu erhalten, welches sich zur Wiederverarbeitung, gegebenenfalls mit entsprechender Zugabe von Polystyrol-Granulat erster Wahl, eignet. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.
Die I-dsung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Abfall in einer kontinuierlich arbeitenden Presse einem Quetschvorgang mit Wärmezufuhr unterworfen und zu einer zähflüssigen Masse umgeformt wird, welche als zähflüssiges Band durch eine Ausgangsdüse aus der Presse ausgegeben und auf eine Transportvorrichtung aufgebracht wird, wobei es beim Austritt aus der Ausgangsdüse in Einzelstücke unterteilt wird, die bis kurz vor dem völligen Erstarren abgekühlt und bei noch schneidfähiger Konsistenz zu Granulat zerkleinert werden.
Durch die Aufteilung des aus der Ausgangsdüse austretenden Bandes in Einzelstücke wird ein verhältnismäßig rasches und gleichmäßiges Abkühlen der zähflüssigen Masse erreicht, so daß schließlich Einzelstücke von im wesentlichen gleichmäßiger, elastischer, schneidfähiger Konsistenz erhalten werden, die sich zur weiteren Zerkleinerung in einer Mühle bzw. Granuliervorrichtung eignen, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Material verklebt. Andererseits sind die Einzelstücke noch nicht so spröde, daß sie bei der Verarbei- tung zu Staub zerfallen würden. Es kann die Zerkleinerung zu einem rieselfähigen Material also ohne Wasserzugabe erfolgen, wodurch sich das erhaltene rieselfähige Material ohne weitere Behandlung dazu eignet, allein oder unter Zugabe von qualitativ höherwertigem Polystyrol einer erneuten Verarbeitung zugeführt zu werden.
Soweit in den Ansprüchen oder der Beschreibung von Granulat bzw. einer Granuliervorrichtung gesprochen wird, wird darunter in weiterem Sinn ein rieselfähiges Material bzw. eine Vorrichtung zur Erzeugung eines rieselfähigen Materials verstanden, das eine so ausreichende Größe der Einzelstücke aufweist, daß es sich deutlich von Staub unterscheidet und wie Granulat im engeren Sinne handhabbar ist.
Vorzugsweise werden die Einzelstücke durch ein von oben nach unten wirkendes Schlagmesser vom Band getrennt und durch plötzliches Anhalten des Schlagmessers in seiner unteren, oberhalb der Transportvorrichtung befindlichen Endposition vom Schlagmesser auf die Transportvorrichtung geschleudert, wobei die Einzelstücke vorzugsweise in Form schmaler, quer zur Transportvorrichtung verlaufender Streifen abgetrennt werden.
Um eine möglichst saubere Trennung des zähflüssigen Bandes und ein möglichst sauberes Ablösen des abgeschlagenen Einzel stücks unter dem Einfluß der Trägheit beim plötzlichen Abstoppen des Schlagmessers in der unteren Endposition zu erreichen, wird das Schlag- messer von innen stark gekühlt. Außerdem ist es vorteilhaft, den Eingabeschacht automatisch mit Abfällen von einer Bearbeitungsstation für geschäumtes Polystyrol zu beschicken und dem Ausgabebereich für den zähflüssigen Strang einen Sensor zuzuordnen, der die Trennvorrichtung solange stillsetzt, solange die Ausgabe des zähflüssigen Bandes unterbrochen ist.
Dadurch wird der Energieverbrauch der Trennvorrichtung gesenkt und der Verschleiß des Trennwerkzeugs begrenzt.
Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
In der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäPen Verfahrens.
Zur Aufbereitung von Abfallkunststoff dient eine an sich bekannte Quetschwalzenpresse 10, in der die Kunststoffabfälle unter hohem Druck und unter Wärmeeinfluß zu einer zähflüssigen Masse aufbereitet werden. Zur Beschickung der Quetschwalzenpresse 10 dient ein Eingabeschacht 12, dem der Kunststoffabfall von einer schematisch durch einen Trichter dargestellten Bearbeitungsstation 14 für geschäumtes Styropor über einen Abfallförderer 16 zugeführt wird, dessen Aus- mündung 18 sich über dem Eingabeschacht 12 befindet.
In der Bearbeitungsstation 14 wird das geschäumte Styropor vorzugsweise durch Fräsen bearbeitet, wobei die überwiegende Abfallmenge als Styroporstaub anfällt.
Das zähflüssige Regenerat verläßt die Quetschwalzenpresse 10 über eine die Form eines horizontal verlaufenden Schlitzes aufweisende Ausgabedüse 20. Zum Abtransport des Regenerats dient eine Transportvorrichtung in Form eines Endlosförderers 22, der sich aus dem Bereich unterhalb der Ausgabedüse 20 bis zu einer Mühle bzw Granuliervorrichtung 24 erstreckt, die durch einen unter dem Ende des Endlosförderers 22 angeordneten Eingabe schacht 26 beschickbar ist.
Man hat bereits versucht, die zähflüssige Styropormasse, wie dies bei anderen Kunststoffen durchführbar ist, im Bereich der Ausgabedüse 20 durch eine Lochplatte zu drükken und auf der stromab gelegenen Seite der Lochplatte die einzelnen Kunststofftropfen durch rotierende Messer abzuschlagen. Dabei war es allerdings erforderlich, Wasser als kräftigen Strahl gegen die Lochplatte zu richten, um zu verhindern, daß die Messer den plastischen Kunststoff auf der Lochplatte verschmieren und daß sich die durch die Messer abgetrennten Kunststoffteile wieder zu einer einzigen Masse vereinigen. Dabei hat jedoch das Styropor Wasser aufgenommen und war ohne weitere Behandlung nicht weiterverwendbar. Um die einen Wassereinsatz erfordernden Probleme zu vermeiden und andererseits eine möglichst gleichmäßige Abkühlung des aus der Ausgabedüse 20 austretenden, zähflüssigen Materials bis zu einer Konsistenz zu erhalten, bei der das Material ohne zu kleben schneidfähig ist, d4h.
noch eine geringe Elastizität aufweist, wird das aus der horizontal geschlitzten Ausgabedüse 20 austretende zähflüssige Band über den ganzen Düsenquerschnitt durch ein von innen vorzugsweise bis unter die Umgebungstemperatur gekühltes, nicht näher dargestelltes Schlagmesser in Einzelstücke unterteilt, wobei die Schlagfolge so auf die Austrittsgeschwindigkeit aus der Ausgabedüse 20 abgestimmt ist, daß jeweils ein schmaler Streifen abgetrennt wird.
Das Schlagmesser wird mit hoher Geschwindigkeit von oben nach unten geschlagen und dann mit einer sehr hohen Verzögerung ziemlich schlagartig zwischen Ausgabedüse 20 und Endlosförderer 22 abgestoppt. Dadurch wird der abgetrennte Kunststoffstreifen unter dem Einfluß der Trägheit vom Schlagmesser gelöst und auf den Endlosförderer 22 geschleudert. Bis der nächste Streifen folgt, hat der Endlosförderer den zuvor aufgenommenen Streifen schon etwas weiterbewegt, so daß ein ausreichender Abstand zwischen den einzelnen Streifen eingehalten wird und auch in diesem Bereich kein Wassereinsatz nötig ist, um die vorher getrennten Einzelteile daran zu hindern, wieder zusammenzukleben.
Vorzugsweise wird das Schlagmesser aus-seiner oberen Endposition durch einen plötzlich freigesetzten Gasdruck, insbesondere durch Druckluft, nach unten ge- schleudert, was in der Zeichnung durch einen Druckluftzylinder 32 an der insgesamt mit 28 bezeichneten und nur schematisch dargestellten Trennvorrichtung angedeutet wird. Ebenso kann der beim plötzlichen Abstoppen des Schlagmessers in der unteren Position auftretende Stoß durch eine pneumatische Vorrichtung gedämpft werden. Solche Einrichtungen sind an sich bekannt und werden deshalb nicht näher dargestellt und erläutert.
Die beschriebene Vorrichtung kann weitgehend automatisch arbeiten. Sollte sich in der Versorgung der Quetschwalzenpresse 10 mit Kunststoffabfall vorübergehend eine Unterbrechung ergeben, so kann dies durch eine Sensoreinrichtung 30, etwa in Form einer Lichtschranke, festgestellt werden, die überwacht, ob regelmäßig ein zähflüssiges Band aus der Ausgabedüse 20 austritt oder abgeschlagene Streifen auf dem Endlosförderer abgelegt werden. Wird eine Unterbrechung festgestellt, so sendet der Sensor ein Signal aus, das über eine geeignete Schaltung die Trennvorrichtung 28 stillsetzt, so daß Energie eingespart und das Schlagmesser nicht unnötig abgenutzt wird.
Die Geschwindigkeit des Endlosförderers 22 wird so eingestellt, daß einerseits die abgeschlagenen Streifen einen ausreichenden Abstand voneinander einhalten, um nicht miteinander zu verkleben und ausreichend gleichmäßig abzukühlen, und daß andererseits die Streifen mit der gewünschten schneidfähigen Konsistenz an der Granuliervorrichtung 24 ankommen. Die Zerkleinerung der Streifen in der Granuliervorrichtung bzw. Mühle 24 muß entsprechend zeitlich abgestimmt erfolgen, weil andernfalls die Streifen zu spröd werden und bei der Zerkleinerung zu Staub zerfallen würden.
Es ist also sichergestellt, daß ohne besondere Überwachung das aus der Ausgabedüse 20 austretende Material zu einem wiederverwendbaren, rieselfähigen Material verarbeitet wird. Die automatische Betriebsweise wird aber vor allem deshalb möglich, weil dcs aus der Düse 20 austretende zähflüssige Material nicht als kontinuierliches Band, sondern in Form von streifenförmigen Einzelstücken auf den Endlosförderer gelangt. Es hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, daß ein kontinuierliches Band aus dem aus der Ausgabedüse 20 austretenden zähflüssigen Material vom Endlosförderer 22 nicht ohne zusätzliche Unterstützung durch Gegendruckwalzen transportiert wird und daß sich bei einer Unterbrechung des Materialflusses auf dem Endlosförderer 22 ohne Eingriff einer Bedienungsperson, welche jeweils in der Anlaufphase für die ordnungsgemäße Ausbildung des Bandes und dessen Einführung unter die Gegendruckwalze sorgt, überhaupt kein Materialtransport zur Granuliervorrichtung 24 stattfindet und sich vielmehr auf dem Endlosförderer 22 ein Materialklumpen bildet.
Durch die sofortige Unterteilung des aus der Ausgabedüse 20 austretenden Materialbandes in Einzelstücke ist der vollautomatische Transport gewährleistet und es kann auf die ständige Anwesenheit von Bedienungspersonal verzichtet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der beschriebenen Vorrichtung kann vorzugsweise automatisch Polystyrolabfall, insbesondere Abfall von geschäumtem Polystyrol zu einem wiederverwendbaren, rieselfähigen Material verarbeitet werden, welches vor der Weiterverarbeitung keiner zusätzlichen Behandlung unterworfen werden muß.
- L e e r s e i t e -

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Abfällen, insbesondere Staub, aus geschäumtem Polystyrol.

Ansprüche: Verfahren zur Verwertung von Abfällen, insbe ;ondere Staub, aus geschäumtem Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall in einer kontinuierlich arbeitenden Presse einem Quetschvorgang mit Wärmezufuhr unterworfen und zu einer zähflüssigen Masse umgeformt wird, welche als zähflüssiges Band durch eine Ausgangsdüse aus der Presse ausgegeben und auf eine Transportvorrichtung aufgebracht wird, wobei es beim Austritt aus der Ausgangsdüse in Einzelstücke unterteilt wird, die bis kurz vor dem völligen Erstarren abgekühlt und bei noch schneidfähiger Konsistenz zu Granulat zerkleinert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zähflüssige Band quer zur Austrittsrichtung aus der Ausgangsdüse unterteilt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zähflüssige Band in schmale Streifen unterteilt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstücke während des Auskühlens auf der Transportvorrichtung verbleiben, deren Länge und/oder Geschwindigkeit derart eingestellt wird, daß die Einzelstücke beim Verlassen der Transportvorrichtung die gewünschte Konsistenz aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstücke durch ein von oben nach unten wirkendes Schlagmesser vom Band getrennt und durch plötzliches Anhalten des Schlagmessers in seiner unteren, oberhalb der Transportvorrichtung befindlichen Endposition vom Schlagmesser auf die Transportvorrichtung geschleudert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Presse automatisch der Abfall einer Bearbeitungsstation für geschäumtes Polystyrol zugeführt wird und daß das Austreten der zähflüssigen Masse aus der Ausgangsdüse durch einen Sensor überwacht wird, der eine Trennvorrichtung zur Unterteilung des zähflüssigen Bandes solange stillsetzt, solange das zähflüssige Band unterbrochen ist.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit einem Eingabeschacht (12) versehene, kontinuierlich betreibbare, beheizbare, einer Ausgabedüse (20) zufördernde Presse (10), eine am Ausgang der Ausgabedüse (20) angeordnete, über deren gesamten Querschnitt wirksamen Trennvorrichtung (28) und einen aus dem Bereich unter der Ausgabedüse (20) fördernden Endlosförderer (22).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung ein von oben nach unten bis in eine Endposition zwischen Ausgabedüse (20) und Endlosförderer (22) schlagendes Schlagmesser umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagmesser von innen gekühlt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Schlagmessers geeignet ist, das Schlagmesser mit hoher Geschwindigkeit bei sehr hoher Verzögerung beim Erreichen der unteren Endposition zu bewegen.
11..Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabeschacht (12) automatisch von einer Bearbeitungsstation (14) für geschäumtes Polystyrol beschickbar ist und daß dem Ausgabebereich (20) der Presse (10) ein Sensor (30) zugeordnet ist, der geeignet ist, eine Unterbrechung der Ausgabe des zähflüssigen Bandes festzustellen und für die Dauer der Unterbrechung die Trennvorrichtung (28) abzuschalten.
12..Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse eine Quetschwalzenpresse (10) ist.