DE3420643C2

DE3420643C2 - Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von thermoplastischen Abfällen

Info

Publication number: DE3420643C2
Application number: DE3420643A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 5200 Siegburg Koch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-02
Filing date: 1984-06-02
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3420643A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von thermoplastischen Abfällen in Form von gemahlenen oder geschnitzelten Folien, Bändchen, Fasern od. dgl. zu Granulat mit einem Schneckenextruder 1, dem das aufzubereitende Material über einen Vorratsbehälter 3 und eine Zuführeinrichtung 4 zugeleitet wird. Die an den Vorratsbehälter 3 angeschlossene Zuführeinrichtung 4 für den Schneckenextruder 1 ist dabei als drehbares Dosierrad 6 ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von thermoplastischen Abfällen in Form von gemahlenen oder geschnitzelten Folien, Bändchen, Fasern oder dergleichen, zu Granulat, mit einem Schneckenextruder, einem Vorratsbehälter für das auszubereitende Material und einer an den unteren Öffnungsbereich des Vorratsbehälters angeschlossenen Zuführeinrichtung, die einen dem Vorratsbehälter zugewandten Einlaufbereich und einen der Schnecke des Schneckenextruders zugewandten Auslaufbereich aufweist.
Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung ist die Zuführeinrichtung als Stopfschnecke ausgebildet (DE-OS 27 03 -461), welche das thermoplastische Abfallmaterial vorverdichtet der Extruderschnecke zuführt.
Von Nachteil bei einer solchen Einrichtung ist, daß je nach Schüttgewicht oder veränderten Gleiteigenschaften der thermoplastischen Abfälle eine in Hinsicht auf das dazu nötige Kompressionsverhältnis angepaßte Schnecke erforderlich wird. Dies ist aufwendig. Darüber hinaus ist von Nachteil, daß die Schnecke verstopfen kann, was den Arbeitsprozeß störend beeinflußt.
Desweiteren ist eine Vorrichtung bekannt, die ebenfalls wie die Stopfschnecke nach dem Prinzip des Stopfdruckes arbeitet. Hierzu sind im Vorratsbehälter angeordnete Räder mit radial verlaufenden Stopfblättern vorgesehen. Die Stopfblätter sind flexibel und verformen sich, wenn sich ein Rückstau bildet und ein bestimmter Druck aufgebaut ist (US-PS 31 45 882). Der für das jeweilig zu verarbeitende Material zulässige Stopfdruck läßt sich nur durch den Austausch der Stopfblätter gegen solche einer anderen Flexibilität erreichen. Es sind daher dieselben Nachteile wie bei einer Stopfschnecke, die ebenfalls nach dem Fülldruck- Prinzip arbeitet, gegeben.
Zum Zumischen von gefärbtem Kunststoffgranulat zum farblosen Basisgranulat sind ferner Dosierscheiben bekannt (DE-OS 25 10 963).
Zum Beschicken eines Extruders mit thermoplastischen Kunststoffabfällen niedriger Schüttdichte ist es auch bekannt, zur Zuführung der Abfälle einen mit einem veränderlichen Beschickungskanal zusammenarbeitenden Bandförderer vorzusehen, an dem Förderelemente angeordnet sind.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von thermoplastischen Abfällen zu schaffen, die unabhängig vom Schüttgewicht oder den Gleiteigenschaften des aufzubereitenden Materials einen störungsfreien und kontinuierlichen Prozeßablauf gewährleistet, d. h. eine Anpassung des Systems an unterschiedliche Schüttgewichte und Gleiteigenschaften des wiederaufzubereitenden Materials erlaubt, ohne daß Teile der Zuführ- oder Plastifiziereinrichtung ausgetauscht werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung als drehbares von einem Gehäuse umgebenes Dosierrad ausgebildet ist, das zwischen auf seinem Umfang hintereinander angeordneten Vorsprüngen umfangsverteilte Kammern aufweist.
Von Vorteil bei dieser Einrichtung ist, daß eine dosierte Zuführung des wiederaufzubereitenden Abfallmaterials an den Schneckenextruder möglich ist, was eine kontinuierliche Arbeitsweise erlaubt. Der Schnecke wird nur soviel Material zugeführt, wie sie tatsächlich verarbeiten kann. Arbeitsweise des Dosierrades und der Schnecke sind aneinander anpaßbar. Das im Vorratsbehälter befindliche Material lastet nicht auf der Schnecke.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorsprünge des Dosierrades sägezahnförmig ausgebildet sind.
Diese Ausbildung hat sich als besonders günstig für den Transport des Materials herausgestellt.
Eine günstige Zuführung des zu plastifizierenden Materials wird dann erreicht, wenn wie in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, die Drehachse des Dosierrades waagerecht und quer zur Drehachse der Schnecke verlaufend angeordnet ist.
Das Dosierrad ist vorteilhaft durch einen Kraftantrieb, insbesondere einen Elektromotor, antreibbar. Dabei ist vorgesehen, daß die Drehzahl des Dosierrades regelbar ist. Durch die Drehzahlregelung wird ein wesentlicher Beitrag zur genauen Dosierung des zu plastifizierenden Materials erreicht.
Besondere Vorteile sind dann gegeben, wenn, wie vorgeschlagen, die Drehzahl des Dosierrades abhängig von der Leistungsaufnahme, insbesondere der Stromaufnahme, des Antriebsmotors der Schnecke regelbar ist.
Extruderleistung und Materialzufuhr sind hierdurch auch automatisch aufeinander abstimmbar, so daß kontinuierlich ein optimaler Prozeßablauf erfolgt.
Da die aufzubereitenden Schnitzel bzw. der gemahlene thermoplastische Abfall die Neigung haben, sich an den Wandungen der Zuführeinrichtung aufzubauen, um diese zu blockieren, hat es sich zur Erreichung eines störungsfreien Ablaufs als günstig erwiesen, wenn zwischen den Seitenflächen des Dosierrades und den zugehörigen Wandungen des Gehäuses ausgehend von der Drehachse des Zellenrades zur Schnecke hin ein sich vergrößernder Spalt vorgesehen ist.
Der Spalt verhindert einen Aufbau des Materials und gewährleistet damit ein freies Drehen des Dosierrades.
Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Wandungen des Gehäuses ausgehend von der Drehachse des Dosierrades nach unten schräg auseinanderverlaufend ausgebildet sind.
Zur Unterstützung der Förderung bzw. des Transports des zu verarbeitenden Materials zum Dosierrad hin ist weiterhin nach der Erfindung vorgesehen, daß im Vorratsbehälter mindestens eine Fördereinrichtung mit von einer drehbaren Welle umfangs- und längsverteilt abstehenden Förderarmen angeordnet ist, wobei die Welle der Fördereinrichtung waagerecht und quer zur Drehachse des Dosierrades verläuft.
Eine besonders günstige Arbeitsweise und damit hohe Ausbringung wird erreicht, wenn die Schnecke des Schneckenextruders als großvolumige Schnecke mit großem Schneckengangsquerschnitt ausgebildet ist.
Dies ist vor allen Dingen dann gegeben, wenn die Schnecke konisch ausgebildet ist. Dabei kann dem konischen Teil der Schnecke ein zylindrischer Teil vorgeschaltet sein.
Der Auslaufbereich des Dosierrades mündet in den Bereich der Schnecke, der den größten Schneckengangquerschnitt aufweist.
Zwischen dem Auslaufbereich des Dosierrades und der Schneckek ist ein Dosierraum vorgesehen. Im Dosierraum befindet sich gerade soviel Material, wie die Schnecke zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Arbeitsprozesses verarbeiten kann. Das Volumen ist so gewählt, daß eine schnelle Anpassung des Förderstromes an die Leistung des Extruders erfolgen kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Übersicht im Längsschnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1, teilweise geschnitten,
Fig. 3 eine Einzelheit in bezug auf die Zuführeinrichtung in vergrößertem Maßstab im Schnitt entsprechend Fig. 1 und
Fig. 4 die Einzelheit in bezug auf die Zuführeinrichtung in vergrößertem Maßstab im Schnitt entsprechend Fig. 2.
Die Vorrichtung zum Wiederaufbereiten von thermoplastischen Abfälle besteht im wesentlichen aus dem Schneckenextruder 1, dessen Kernstück die Schnecke 2 darstellt. Dem Schneckenextruder 1 wird das wiederaufzubereitende thermoplastische Material in Form von Schnitzeln oder gemahlenem Gut, Bändchen o. dgl., zugeführt. Die Abfälle werden im Schneckenextruder 1 erneut plastifiziert und an dessen Austrittsende wieder zu Granulat verarbeitet. Dem Schneckenextruder 1 ist ein Vorratsbehälter 3 zugeordnet. Der Vorratsbehälter 3 weist an seinem unteren Ende einen Öffnungsbereich 5 auf. An diesen Öffnungsbereich 5 schließt sich eine Zuführeinrichtung 4 an. Diese besteht aus einem Gehäuse 7, in dem ein Dosierrad 6 drehbar angeordnet ist. Im Übergangsbereich zwischen dem Vorratsbehälter 3 und der Zuführeinrichtung 4 ist ein Einlaufbereich 8 vorgesehen. Das drehbare Dosierrad 6 weist auf seinem Außenumfang Umfangsvorsprünge, insbesondere sägezahnförmige Vorsprünge 11 auf, wobei zwischen zweien solchen Vorsprüngen eine Kammer 10 gebildet wird. Die Drehachse 12 des Dosierrades ist quer jedoch waagerecht verlaufend zur Drehachse 13 der Schnecke 2 angeordnet. Das Dosierrad 6 ist durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor antreibbar. Über den regelbaren Antriebsmotor ist auch die Drehzahl des Dosierrades 6 veränderbar. Das Gehäuse 7 ist nach unten, d. h. zur Schnecke 2 hin offen und mündet in einen Dosierraum 34. Das Dosierrad 6 trennt den Vorratsbehälter 3 von der Schnecke 2. Im Bereich der Drehachse 12 des Dosierrades 6, waagerecht verlaufend, schließt sich das Gehäuse 7 mit seinen Wandungen 16, 17 dicht an die Seitenflächen 14, 15 des Dosierrades an. Zu den anderen beiden Wandungen hin dienen die Vorsprünge 11 als Abgrenzung und ggf. Dichtung. Um zu verhindern, daß das Dosierrad 6 durch anhaftendes Material blockiert wird, verlaufen die Wandungen 16, 17 des Gehäuses 7 ausgehend von der Drehachse 12 nach unten auseinander, so daß sich zwischen der jeweils zugehörigen Seitenfläche 14 bzw. 15 des Dosierrades 6 und der entsprechenden Gehäusewandung 16 bzw. 17 ein sich vergrößernder Spalt 18, 19 bildet.
Der Vorratsbehälter 3 ist aus zwei Stufen 20 und 21 gebildet. Die erste obere Stufe 20 weist ein im Verhältnis zur zweiten Stufe 21 größeres Volumen auf. In ihr ist eine Fördereinrichtung 22 vorgesehen, welche aus einer drehbaren Welle 24, an der Förderarme 26 umfangs- und entlang der Welle 24 längsverteilt angeordnet sind, besteht. Die Welle 24 ist antreibbar und dient zur Förderung der Schnitzel bzw. des gemahlenen Gutes in die nächste, d. h. zweite Stufe 21 des Vorratsbehälters 3. Die Behälterwandungen 28 und 29 der ersten Stufe 20 des Vorratsbehälters 3 sind an den Bewegungsbereich der Förderarme 26 angepaßt, d. h. sie verlaufen bogenförmig. Die an die erste Stufe 20 anschließende zweite Stufe 21 weist ebenfalls eine Fördereinrichtung 23 auf, welche auf einer drehbaren Welle 25 umfangsverteilt und entlang derselben längsverteilt angeordnete Förderarme 27 umfaßt. Die Behälterwandungen 30, 31 der zweiten Stufe 21 sind ebenfalls an den Bewegungsbereich der Förderarme 27 angepaßt. Der Fördereinrichtung 23 der zweiten Stufe 21 unmittelbar angeschlossen ist der Einlaufbereich 8 der Zuführeinrichtung 4. Um eine genaue Zuleitung des Materials in die Kammer 10 des Dosierrades 6 zu erreichen, verläuft die Behälterwandung 31, 30 in einem Übergangsbereich 32, 33 schräg auf das Dosierrad 6 zu.
Das von einer nicht näher dargestellten Fördereinrichtung in den oberen Teil des Vorratsbehälters 3, d. h. die erste Stufe 20, gelangte Abfallmaterial wird durch die Fördereinrichtung 22, deren Welle 24 angetrieben ist, nach unten befördert. Es gelangt in die zweite Stufe 21, wobei die Fördereinrichtung 23, d. h. die sich drehenden Förderarme 27, welche über die angetriebene Welle 25 bewegt werden, das Material in die Kammern 10 des Dosierrades 6 hinein transportiert. Um den Transport zu begünstigen, sind die Wellen 25 und 24 der Fördereinrichtungen 22; 23 waagerecht jedoch quer zur Drehachse 12 des Dosierrades 6 verlaufend angeordnet. Das Dosierrad 6 fördert nun dosiert das Material in den Dosierraum 34. Eine Verdichtung findet dabei nicht statt. Die Zufuhrmenge kann durch Regelung der Drehzahl des dem Dosierrad 6 zugeordneten Kraftantriebs gesteuert werden. Regelgröße ist die Leistungsaufnahme, d. h. die Stromaufnahme des Antriebs für die Schnecke 2. Die Anpassung der Drehzahl kann automatisch gesteuert sein, so daß ein kontiniuerlicher Prozeßablauf gesichert ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Wiederaufarbeiten von thermoplastischen Abfällen in Form von gemahlenen oder geschnitzelten Folien, Bändchen, Fasern oder dergleichen, zu Granulat, mit einem Schneckenextruder, einem Vorratsbehälter für das aufzubereitende Material und einer an den unteren Öffnungsbereich des Vorratsbehälters angeschlossenen Zuführeinrichtung, die einen dem Vorratsbehälter zugewandten Einlaufbereich und einen der Schnecke des Schneckenextruders zugewandten Auslaufbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (4) als drehbares, von einem Gehäuse (7) umgebenes Dosierrad (6) ausgebildet ist, das zwischen auf seinem Umfang hintereinander angeordneten Vorsprüngen (11) umfangsverteilte Kammern (10) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (11) auf dem Dosierrad (6) sägezahnförmig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (12) des Dosierrades (6) waagerecht und quer zur Drehachse (13) der Schnecke (2) verlaufend angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Dosierrades (6) regelbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Dosierrades (6) abhängig von der Leistungsaufnahme, insbesondere der Stromaufnahme, des Antriebsmotors der Schnecke (2) regelbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitenflächen (14, 15) des Dosierrades (6) und den zugehörigen Wandungen (16, 17) des Gehäuses (7) ausgehend von der Drehachse (12) des Dosierrades (6) zur Schnecke (2) hin ein sich vergrößernder Spalt (18, 19) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (16, 17) des Gehäuses (7) ausgehend von der Drehachse (12) des Dosierrades (6) nach unten schräg auseinander verlaufend ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorratsbehälter (3) mindestens eine Fördereinrichtung (22; 23) mit von einer drehbaren Welle (24; 25 ) umfangs- und längsverteilt abstehenden Förderarmen (26; 27) angeordnet ist, wobei die Welle (24; 25) der Fördereinrichtung (22; 23) waagerecht und quer zur Drehachse (12) des Dosierrades (6) verläuft.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslaufbereich (9) des Dosierrades (6) und der Schnecke (2) ein Dosierraum (34) vorgesehen ist.