DE69227718T2

DE69227718T2 - Dryer for polymer strands

Info

Publication number: DE69227718T2
Application number: DE1992627718
Authority: DE
Inventors: George S. Vandelinder
Original assignee: Nova Chemicals International SA
Current assignee: Nova Chemicals International SA
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2012-03-06
Also published as: DE69227718D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Saugtrockner für Polymerstränge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a suction dryer for polymer strands according to the preamble of claim 1.

Bei der Herstellung von Polymeren oder Polymerlegierungen werden heißextrudierte Polymerstränge oft durch Hindurchführen der Polymerstränge durch ein Kühlbad aus einer Flüssigkeit, gewöhnlicherweise Wasser, gekühlt. Typischerweise ist das - Kühlbad in der Größenordnung von einigen zehn Fuß lang (das mehrmalige 10-fache Vielfache von 0.3408 m). Die abgekühlten bzw. kühlen, feuchten Stränge werden dann aus dem Kühltank oder -bad herausgezogen und getrocknet. Die Polymerstränge müssen vor einem Schneiden bzw. Zerhacken in Pellets bzw. Stückchen getrocknet werden. Während dies relativ einfach klingt, ist es tatsächlich ein die Herstellungsgeschwindigkeit begrenzender Schritt bei der Herstellung von Polymeren oder -legierungen.In the manufacture of polymers or polymer alloys, hot-extruded polymer strands are often cooled by passing the polymer strands through a cooling bath of a liquid, usually water. Typically, the cooling bath is on the order of tens of feet long (10 times multiples of 0.3408 m). The cooled, wet strands are then withdrawn from the cooling tank or bath and dried. The polymer strands must be dried before being cut or chopped into pellets or pieces. While this sounds relatively simple, it is actually a rate-limiting step in the manufacture of polymers or alloys.

In einer konventionellen Polystyrolanlage werden die Polymerstränge durch ein Führen der Stränge über ein Gebläse getrocknet. In der Theorie bläst das Gebläse das an der Oberfläche des Polymerstranges anhaftende Wasser weg. Bei den Raten bzw. Geschwindigkeiten, welche zum Betrieb einer Anlage für weltweite Erzeugung erforderlich sind, ist das Trocknen oftmals gerade ausreichend. Falls eine Schwierigkeit mit dem Trockner besteht, sind die Erzeugungsstrecken unzureichend. In vielen Fällen werden Ersatz- bzw. Reservemotoren bereitgehalten, falls Probleme bestehen sollten. Im allgemeinen scheinen zwei Denkschulen bzw. Denkmodelle betreffend diese Anordnung zu bestehen. Eine Denkschule bevorzugt ein zentrales Gebläse mit einem Leitungssystem durch die Anlage zu jedem der Trockner. Dieser Systemtyp erlaubt die Verwendung von Gebläsen mit hoher Leistung und einiger Wirtschaftlichkeit von Großanlagen, wobei sie jedoch mit den Rosten eines derart leistungsstarken Gebläses, welches in Reserve gehalten werden muß, belastet ist. Die andere Denkschule favorisiert einzelne Gebläse für jede Trocknungsstation. Es sind in einem derartigen Fall Gebläse geringerer Leistung erforderlich und es besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit für einen Totalausfall des Systems. Derartige Systeme können jedoch ineffizienter betreffend den Gesamtenergieverbrauch pro getrockneter Polymereinheit sein.In a conventional polystyrene plant, the polymer strands are dried by passing the strands over a blower. In theory, the blower blows away the water adhering to the surface of the polymer strand. At the rates required to operate a plant for worldwide production, drying is often just adequate. If there is a problem with the dryer, the production lines are inadequate. In many cases, spare or backup motors are kept on hand in case problems arise. In general, there seem to be two schools of thought regarding this arrangement. One school of thought favors a central blower with a system of ducts through the plant to each of the dryers. This type of system allows the use of high performance blowers with some of the economy of large plants, but is burdened with the grates of such a powerful blower which must be kept in reserve. The other school of thought favors individual blowers for each drying station. Lower power blowers are required in such a case and there is less chance of total system failure. However, such systems can be less efficient in terms of total energy consumption per unit of polymer dried.

Allgemein ist diese Art von Trocknern, welche im Zusammenhang mit dem Trocknen von thermoplastischen Strängen, welche in einem Wasserbad gekühlt wurden, schematisch in der Zeichnung des US-Patents 3,755,526, erteilt am 28. August 1973 für Mobil Oil Company, gezeigt. Dieses Patent ist dahingehend von Interesse, daß es ein Teilen bzw. Zerhacken der Stränge in Pellets vor einem Trocknen lehrt.Generally, this type of dryer used in connection with drying thermoplastic strands cooled in a water bath is shown schematically in the drawing of U.S. Patent 3,755,526 issued August 28, 1973 to Mobil Oil Company. This patent is of interest in that it teaches chopping the strands into pellets prior to drying.

Es gab mehrere Versuche, die Effizienz bzw. Leistungsfähigkeit von Pellettrocknern zu verbessern. Diese verbesserten Trockner tendieren jedoch dazu, mechanisch ziemlich kompliziert zu sein.There have been several attempts to improve the efficiency or performance of pellet dryers. However, these improved dryers tend to be quite mechanically complex.

Das US-Patent 4,632,752, erteilt am 30. Dezember 1986 im Namen von Friedrich Hunke, offenbart eine Vorrichtung zum Kühlen und Trocknen von Polymersträngen, in welchen der Kühltrog nach unten geneigt von dem Extruder zu der Pelletiereinrichtung verläuft. Die Polymerstränge fließen den Trog gemeinsam mit einem Wasserstrom entlang. Das Wasser wird aus dem Trog durch eine Entnahmeleitung abgezogen, worauf Luft über die nassen Stränge geführt bzw. geblasen wird, um jegliches, an den Strängen anhaftende Wasser zu entfernen. Die resultierenden, getrockneten Stränge werden dann pelletisiert. Dieser Stand der Technik deutet die Trocknerkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung nicht an. Diese Literaturstelle ist jedoch von Interesse, da sie die Verwendung einer Saugeinrichtung anstelle eines Gebläses vorschlägt.U.S. Patent 4,632,752, issued December 30, 1986 in the name of Friedrich Hunke, discloses an apparatus for cooling and drying polymer strands in which the cooling trough slopes downward from the extruder to the pelletizer. The polymer strands flow along the trough along with a stream of water. The water is withdrawn from the trough through a discharge line, whereupon air is blown over the wet strands to remove any water adhering to the strands. The resulting dried strands are then pelletized. This prior art does not suggest the dryer construction according to the present invention. However, this reference is of interest because it suggests the use of a suction device instead of a blower.

Es bestehen einige Patente im Namen von Werner & Pfleiderer, welche sich auf das Trocknen von pelletisierten Polymeren be ziehen. Diese werden durch das europäische Patent 260 606 vom 23. März 1988 und das US-Patent 4,570,359, erteilt am 18. Februar 1986, repräsentiert. In diesen Patenten werden die Polymerstränge unter Wasser pelletisiert, worauf die Pellets und das Wasser durch eine vertikale Leitung angesaugt werden, in welcher das Wasser von dem Polymer getrennt wird. Diese Literaturstellen legen die Art von Vorrichtung, wie sie in der vorliegenden Annmeldung beansprucht ist, nicht nahe.There are several patents in the name of Werner & Pfleiderer, which relate to the drying of pelletized polymers. These are represented by European Patent 260,606, issued on March 23, 1988, and US Patent 4,570,359, issued on February 18, 1986. In these patents, the polymer strands are pelletized underwater, whereupon the pellets and water are drawn through a vertical conduit in which the water is separated from the polymer. These references do not suggest the type of apparatus claimed in the present application.

Das US-Patent 3,191,210 (Fischer) ist von Interesse, da es "Längsschlitze" und "zwei Trocknerköpfe" für ein Polymerstrang-Trocknen verwendet, wobei es jedoch nicht eine Vakuumquelle, eine zweite bzw. Nebenvakuumleitung, eine Wasserabscheidungs- bzw. -abtrenneinrichtung und einen gegabelten bzw. verzweigten Abschnitt, welcher um die Achse einer Vakuumleitung drehbar ist, welche zu der Basis eines gegabelten Abschnitts führt, offenbart.U.S. Patent 3,191,210 (Fischer) is of interest because it uses "longitudinal slots" and "two dryer heads" for polymer strand drying, but does not disclose a vacuum source, a secondary vacuum line, a water separation device, and a bifurcated section rotatable about the axis of a vacuum line leading to the base of a bifurcated section.

Das US-Patent 3,881,852 (Meyer et al.) lehrt eine Vorrichtung für eine Trocknung von kontinuierlichen Polymersträngen. Die Stränge treten über eine Führung (32) in einer angetriebenen Walze (12), welche über einer mit einer Vakuumquelle verbundene Trommel angeordnet ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle bzw. Walze ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige der Stränge. Schlitze (22) in der Walze erlauben, daß Umgebungsluft über die Faser in die Trommel gezogen bzw. angesaugt wird, und ziehen Fluid von dem Strang ab. Die vorliegende Erfindung hat den Rotor und die Antriebsquelle hiefür eliminiert - siehe unten.US Patent 3,881,852 (Meyer et al.) teaches an apparatus for drying continuous polymer strands. The strands pass over a guide (32) in a driven roller (12) which is positioned above a drum connected to a vacuum source. The peripheral speed of the roller is substantially the same as that of the strands. Slots (22) in the roller allow ambient air to be drawn into the drum via the fiber and draw fluid from the strand. The present invention has eliminated the rotor and drive source therefor - see below.

Die vorliegende Patentanmeldung zielt darauf ab, einen einfachen Saugtrockner zur Verfügung zu stellen, welcher zum Trocknen von Polymersträngen vor dem Pelletisieren verwendet werden kann.The present patent application aims to provide a simple suction dryer which can be used for drying polymer strands prior to pelletizing.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Saugtrockner für Polymerstränge zur Verfügung gestellt, der in nacheinander zusammenwirkender Anordnung ein vakuumerzeugendes Mittel und eine Hauptvakuumleitung umfaßt, wobei der Trockner dadurch gekennzeichnet ist, daß er umfaßt: eine Nebenvakuumleitung mit einer darin befindlichen Wasserabscheidungsvorrichtung, ausgewählt aus einer Trommel und einem Zyklon, eine drehbare Manschette, die einen gegabelten bzw. Zweiweg-Saugkopf mit der Nebenvakuumleitung verbindet und die Drehung des Zweiweg- Saugkopfes um die Achse der Nebenvakuumleitung ermöglicht, wobei der Zweiweg-Saugkopf eine mit der Manschette zusammenwirkende Basis umfaßt, wobei die Basis sich in zwei Verzweigungen bzw. Zweige gabelt, die jeweils an einer Manschette enden, wodurch die Drehung um die Achse der jeweiligen Verzweigungen ermöglicht wird, sowie zwei zylinderförmige Arme mit einem verschlossenen Ende und einem offenen Ende, die so adaptiert bzw. angeordnet sind, daß sie mit den Manschetten an den Enden der Verzweigungen zusammenwirken, wobei die Arme bis zu drei Längsschlitze aufweisen.According to the present invention, a suction dryer for polymer strands is provided which is arranged in successive cooperating arrangement comprising a vacuum generating means and a main vacuum line, the dryer being characterized in that it comprises: a secondary vacuum line having therein a water separation device selected from a drum and a cyclone, a rotatable sleeve connecting a bifurcated or two-way suction head to the secondary vacuum line and enabling rotation of the two-way suction head about the axis of the secondary vacuum line, the two-way suction head comprising a base cooperating with the sleeve, the base bifurcating into two branches each terminating at a sleeve thereby enabling rotation about the axis of the respective branches, and two cylindrical arms having a closed end and an open end adapted or arranged to cooperate with the sleeves at the ends of the branches, the arms having up to three longitudinal slots.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Dieser Polymerstrangtrockner der vorliegenden Erfindung kann weiters dadurch gekennzeichnet sein, daß die Hauptvakuumleitung und die Nebenvakuumleitung Rohre umfassen. Der Polymerstrangtrockner gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiters dadurch gekennzeichnet sein, daß die Manschette bzw. der Kragen eine aufklappbare bzw. lösbare Muffe umfaßt und daß sie eine Dichtung zur Verringerung eines Vakuumverlustes an der Manschette umfaßt. Der Polymerstrangtrockner gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiters dadurch gekennzeichnet sein, daß die Arme durch eine Rappe verschlossen sind. Der Innendurchmesser dieser Kappe und der Außendurchmesser des Endes der Arme können aufeinander abgestimmt sein, sodaß der Polymerstrangtrockner gemäß der vorliegenden Erfindung weiters dadurch gekennzeichnet sein kann, daß die Rappe reibschlüssig auf das Ende der Arme paßt. Der Polymerstrangtrockner gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiters dadurch gekennzeich net sein, daß die Arme geschlitzte Röhrenpaare umfassen, wobei das eine in das andere paßt, um ein Drehen der Rohre gegeneinander zur Einstellung der Breite der Schlitze an der Oberfläche des Arms zu ermöglichen. Der Polymerstrangtrockner gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiters dadurch gekennzeichnet sein, daß die Verzweigungen bzw. Zweigleitungen zwei Längsschlitze aufweisen.This polymer strand dryer of the present invention can be further characterized in that the main vacuum line and the secondary vacuum line comprise pipes. The polymer strand dryer according to the present invention can be further characterized in that the collar comprises a hinged or detachable sleeve and that it comprises a seal for reducing a vacuum loss at the collar. The polymer strand dryer according to the present invention can be further characterized in that the arms are closed by a cap. The inner diameter of this cap and the outer diameter of the end of the arms can be matched so that the polymer strand dryer according to the present invention can be further characterized in that the cap fits frictionally onto the end of the arms. The polymer strand dryer according to the present invention can be further characterized in that net that the arms comprise slotted pairs of tubes, one fitting into the other to allow rotation of the tubes relative to each other to adjust the width of the slots on the surface of the arm. The polymer strand dryer according to the present invention may be further characterized in that the branches have two longitudinal slots.

In der beigeschlossenen Zeichnung, welche zu Beispielszwecken vorliegt, ist Fig. 1 eine schematische Zeichnung einer Draufsicht auf ein Beispiel eines Kopfes eines Saugtrockners in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.In the accompanying drawing, which is given by way of example, Figure 1 is a schematic drawing of a plan view of an example of a head of a suction dryer in accordance with the present invention.

Aus Gründen der Einfachheit wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem Polymer beschrieben. In dieser Beschreibung soll der Ausdruck Polymer sowohl ein Polymer an sich als auch Polymerzusammensetzungen bzw. -legierungen umfassen.For the sake of simplicity, the present invention will be described in the context of a polymer. In this description, the term polymer is intended to include both a polymer per se and polymer compositions or alloys.

Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.The present invention is described in connection with Fig. 1, in which like reference numerals designate like parts.

Der Saugtrockner in Übereinstimmung mit Fig. 1 umfaßt eine Hauptvakuumleitung, welche an ihrem Austritt oder offenem Ende eine vakuumerzeugende Einrichtung bzw. ein vakuumerzeugendes Mittel 10 aufweist. Das vakuumerzeugende Mittel kann ein industriemäßiges Zentrifugalgebläse sein, welches fähig ist, ein Vakuum von nicht weniger als etwa 76,2 cm (30 Zoll) Wassersäule aufrecht zu erhalten. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein zentralisierter Vakuumtyp sein oder sie kann einzelne Vakuumgebläse für ein oder zwei Trocknerstationen umfassen. Die Auswahl eines Motors für das Vakuumgebläse und die Art des Motors werden davon abhängen, welcher Systemtyp verwendet wird.The suction dryer in accordance with Fig. 1 comprises a main vacuum line having at its exit or open end a vacuum generating device or means 10. The vacuum generating means may be an industrial centrifugal blower capable of maintaining a vacuum of not less than about 76.2 cm (30 inches) of water column. The apparatus according to the present invention may be of a centralized vacuum type or it may comprise individual vacuum blowers for one or two drying stations. The selection of a motor for the vacuum blower and the type of motor will depend on what type of system is used.

Eine Wasserabtrenn- bzw. -abscheidungsvorrichtung 11 wird in Kombination mit dem Saugtrockner verwendet. Typischerweise wird diese Wasserabscheidungsvorrichtung eine Trommel oder einen Zyklon umfassen, welche(r) in der Vakuumleitung installiert ist, um die Abtrennung von Wasser und Luft zu erlauben. Um die Entfernung von Wasser aus der Wasserabscheidungsvorrichtung zu erlauben, sollte die Trommel oder der Zyklon einen Wasserleitungszweig, vorzugsweise im Zusammenhang bzw. im Zusammenwirken mit einer Dichtkammer aufweisen, um eine periodische Entfernung von Wasser aus der Wasserabscheidungsvorrichtung während des Betriebs zu erlauben. Vorzugsweise ist die Wasserabscheidungsvorrichtung nahe dem Trocknerkopf installiert. Die Wasserabscheidungsvorrichtung ist nahe dem Trocknerkopf installiert, um die Distanz zu minimieren, über welche Wasser durch die Vakuumleitung abgezogen bzw. entnommen wird. Dies wird helfen, Feuchtigkeitsprobleme in der Vakuumleitung zu reduzieren. Am meisten bevorzugt ist die Wasserabscheidungsvorrichtung in der sekundären bzw. Nebenvakuumleitung installiert.A water separation device 11 is used in combination with the suction dryer. Typically, this water separation device will comprise a drum or cyclone installed in the vacuum line to allow the separation of water and air. To allow the removal of water from the water separation device, the drum or cyclone should have a water line branch, preferably in conjunction with a sealing chamber, to allow periodic removal of water from the water separation device during operation. Preferably, the water separation device is installed near the dryer head. The water separation device is installed near the dryer head to minimize the distance over which water is drawn through the vacuum line. This will help to reduce moisture problems in the vacuum line. Most preferably, the water separation device is installed in the secondary vacuum line.

Die Hauptvakuumleitung 12 ist an wenigstens einer sekundären bzw. Nebenvakuumleitung festgelegt, welche, wie oben erwähnt, vorzugsweise eine Wasserabscheidungsvorrichtung beinhaltet. Die Vakuumpumpe, Hauptvakuumleitung, Wasserabscheidungsvorrichtung und die Nebenvakuumleitungen sind in dieser Figur nicht dargestellt, da ihre Konstruktion und ihr Design für Fachleute bekannt sind.The main vacuum line 12 is attached to at least one secondary vacuum line which, as mentioned above, preferably includes a water separation device. The vacuum pump, main vacuum line, water separation device and the secondary vacuum lines are not shown in this figure since their construction and design are known to those skilled in the art.

Die Nebenvakuumleitung endet in einer Kupplung oder einem Kragen bzw. einer Manschette 1, welche(r) zur Aufnahme eines Saugkopfes 2, 3, 4, 5, 6, 6, 7 adaptiert ist. Die Manschette oder Kupplung ist zur Aufnahme des Saugkopfes adaptiert und erlaubt diesem eine Drehung um das offene Ende der Nebenvakuumleitung. Vorzugsweise wird die Manschette oder Kupplung erlauben, daß sich der Saugkopf um 360º dreht. Ein geringeres Drehausmaß würde jedoch auch nützlich bzw. verwendbar sein. Allgemein sollte der Saugkopf fähig sein, sich zumindest um 180º zu drehen. Die Manschette sollte auch das rasche Entfernen und/oder Einsetzen eines neuen Saugkopfes ermöglichen. Beispielsweise sind im Handel erhältliche Schnellösekupplungen, beispielsweise die als ASW-Steck-Adapter für ein Rohr- oder Leitungsschweißen oder als ABW- Steck-Adapter für ein Stumpfschweißen oder die DSW- Steck-Adapter für ein Rohr- oder Leitungsschweißen oder die DBW- Steck-Adapter für ein Stumpfschweißen bekannten Kupplungen in diesen Anwendungen verwendbar.The secondary vacuum line terminates in a coupling or collar 1 adapted to receive a suction head 2, 3, 4, 5, 6, 6, 7. The collar or coupling is adapted to receive the suction head and allow it to rotate about the open end of the secondary vacuum line. Preferably, the collar or coupling will allow the suction head to rotate 360º. However, a smaller amount of rotation would also be useful. In general, the suction head should be able to rotate at least 180º. The sleeve should also allow for the rapid removal and/or insertion of a new suction head. For example, commercially available quick-release couplings, such as the couplings known as ASW plug-in adapters for pipe or line welding or ABW plug-in adapters for butt welding or DSW plug-in adapters for pipe or line welding or DBW plug-in adapters for butt welding can be used in these applications.

Allgemein wird die Manschette oder Kupplung eine Dichtung aufweisen, um das Hochvakuum um die Kupplung aufrecht zu erhalten. Die Dichtung sollte mit der Basis 2 des Saugkopfes zusammenwirken.Generally, the sleeve or coupling will have a seal to maintain the high vacuum around the coupling. The seal should interact with the base 2 of the suction head.

Der Saugkopf umfaßt eine Basis 2, welche an einem sich gabelnden Abschnitt bzw. Bereich 3 festgelegt ist, welcher die Basis in wenigstens zwei Abschnitte bzw. Bereiche teilt. Der sich gabelnde Abschnitt kann "y"-förmig oder "u"-förmig sein oder eine andere geeignete Form aufweisen. Aufgrund der Art des Betriebs der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie dies später beschrieben werden wird, kann die Anzahl von Verzweigungen bzw. Zweigleitungen geradzahlig (beispielsweise 2) sein. Jede Verzweigung endet in einer Kupplung oder Manschette 4 ähnlich zu derjenigen auf der Nebenvakuumleitung, welche einen Saugkopf aufnimmt. D. h. die Kupplung oder Manschette ist zur Aufnahme von Armen 5 adaptiert und ermöglicht Armen 5 eine Rotation um das offene Ende des abgezweigten bzw. gegabelten Abschnitts.The suction head comprises a base 2 which is secured to a bifurcated section 3 which divides the base into at least two sections. The bifurcated section may be "y"-shaped or "u"-shaped or of any other suitable shape. Due to the nature of operation of the apparatus of the present invention, as will be described later, the number of branches may be even (e.g., 2). Each branch terminates in a coupling or sleeve 4 similar to that on the secondary vacuum line which receives a suction head. That is, the coupling or sleeve is adapted to receive arms 5 and allows arms 5 to rotate about the open end of the bifurcated section.

Die Arme 5 umfassen ein geschlossenes Ende. Dieser Verschluß kann jede geeignete Schließausführung, wie beispielsweise ein Gewinde auf den Enden der Arme und eine Kappe bzw. Abdeckung 6 sein, welche auf das Ende des Armes aufschraubbar ist. Andere Verschlußanordnungen können verwendet werden, wie beispielsweise eine aufschiebbare bzw. aufziehbare Rappe 6 mit einer Dichtung oder Kupplung mit einer darauf abgestimmten Manschette auf der Rappe. Falls eine aufziehbare Kappe verwendet wird, sind der Innendurchmesser der Rappe und der Außendurchmesser des Endes des Armes genau aufeinander abgestimmt, sodaß die Rappe und das Ende des Armes eng oder genau passen. Eine derartige Passung wird manchmal als eine Reibungspassung bezeichnet. Eine derartige Anordnung erlaubt, daß die Arme von den Verzweigungsabschnitten des Saugkopfes entfernt werden und daß sie an jedem Ende geöffnet werden, um ein Reinigen der Arme zu ermöglichen. Um zu verhindern, daß Stränge oder Teile derselben in die Schlitze eintreten, wird eine Sieb- bzw. Netzanordnung in jedem Arm oder Rohr eingeführt, wobei das Sieb unter der Öffnung in dem Schlitz in dem Arm angeordnet ist. Die Siebmaschengröße ist kleiner als der Strangdurchmesser, jedoch groß genug, um Einflüsse auf das Vakuum zu minimieren.The arms 5 comprise a closed end. This closure may be any suitable closure design, such as a thread on the ends of the arms and a cap or cover 6 which can be screwed onto the end of the arm. Other closure arrangements may be used, such as a slide-on or pull-on cap 6 with a seal or coupling with a matching Cuff on the rap. If a pull-on cap is used, the inside diameter of the rap and the outside diameter of the end of the arm are precisely matched so that the rap and the end of the arm are a close or exact fit. Such a fit is sometimes referred to as a friction fit. Such an arrangement allows the arms to be removed from the branch sections of the suction head and to be opened at each end to permit cleaning of the arms. To prevent strands or portions thereof from entering the slots, a screen or mesh arrangement is inserted in each arm or tube, the screen being located below the opening in the slot in the arm. The screen mesh size is smaller than the strand diameter, but large enough to minimize effects on the vacuum.

Auf der Oberfläche der Arme sind einige oder mehrere Öffnungen 7 vorgesehen. Die Öffnungen können einen oder mehrere Längsschlitze oder Reihen von Perforierungen oder einige andere geeignete Durchbrechungen umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Arme ein genau eingepaßtes, inneres und äußeres Rohr mit Schlitzen darin. Die Leitungen bzw. Rohre können relativ zueinander verdreht werden, um die Größe der Öffnungen in den Armen zu steuern bzw. zu regeln. Allgemein werden die Öffnungen auf dem Bereich des Armes in Kontakt mit den Polymersträngen sein. Aus Gründen der Effizienz werden nicht mehr als zwei oder drei parallele Schlitze oder Reihen von Perforierungen vorliegen.On the surface of the arms there are provided some or more openings 7. The openings may comprise one or more longitudinal slots or rows of perforations or some other suitable perforations. In a preferred embodiment the arms comprise a precisely fitted inner and outer tube with slots therein. The tubes may be twisted relative to each other to control the size of the openings in the arms. Generally the openings will be on the area of the arm in contact with the polymer strands. For efficiency reasons there will be no more than two or three parallel slots or rows of perforations.

An den Armen nahe den Enden der Öffnungen existieren Strangführungen 3. Die Strangführungen halten die Stränge über den Öffnungen in den Armen positioniert.Strand guides 3 exist on the arms near the ends of the openings. The strand guides keep the strands positioned over the openings in the arms.

Im Betrieb werden die Polymerstränge kontinuierlich aus dem Kühltank oder -bad gezogen und treten über die Arme des Saugkopfes hinweg. Es ist wichtig festzustellen, daß die Arme des Saugkopfes in verschiedenen Konfigurationen verwendet werden können. Beispielsweise befinden sich in Fig. 1 die Arme in einer Über/Über-Konfiguration. D. h. der Polymerstrang wird sich zuerst über die Schlitze oder Reihen von Perforierungen in einem Arm bewegen und dann über die Schlitze oder Reihen von Perforierungen in dem zweiten Arm des Saugkopfes. In einer derartigen Konfiguration dienen die Saugarme als Supporte bzw. Halterungen, um die Polymerstränge zu halten. Da der Saugkopf gedreht werden kann, kann der Winkel des Polymerstranges auf den Eintritt in die Pelletiereinrichtung (beispielsweise eine geringfügig nach oben gerichtete Neigung) abgestimmt werden. In einer derartigen Konfiguration würden die Arme einzeln gedreht, sodaß die Schlitze oder Reihen von Perforierungen nach oben gerichtet sind.During operation, the polymer strands are continuously drawn from the cooling tank or bath and pass over the arms of the suction head. It is important to note that the arms of the suction head can be used in various configurations. For example, in Fig. 1, the arms are in an over/over configuration. That is, the polymer strand will first move over the slots or rows of perforations in one arm and then over the slots or rows of perforations in the second arm of the suction head. In such a configuration, the suction arms act as supports to hold the polymer strands. Since the suction head can be rotated, the angle of the polymer strand can be adjusted to accommodate its entry into the pelletizer (e.g., a slight upward incline). In such a configuration, the arms would be rotated individually so that the slots or rows of perforations face upward.

Der Saugkopf kann jedoch auch in einer Über/Unter-Konfiguration verwendet werden. In einer derartigen Konfiguration bewegt sich der Polymerstrang über den ersten Arm des Saugkopfes und dann unter dem zweiten Arm des Saugkopfes. Die Arme werden gedreht, sodaß der erste Arm Schlitze oder Reihen von Perforierungen aufweist, welche nach oben gerichtet sind, während der zweite Arm die Schlitze oder Reihen von Perforierungen nach unten gerichtet aufweist. Es bestehen einige Vorteile für eine derartige Konfiguration. Der Polymerstrang wird sowohl an seiner nach oben als auch an seiner nach unten gerichteten Oberfläche behandelt. Zweitens können die Basis und die Arme gedreht werden, um den Polymerstrang unter Zug zu halten, um einen engen Kontakt des Polymerstranges sicherzustellen, wenn sich dieser über die Schlitze oder Reihen von Perforierungen in den Armen bewegt. Drittens hält eine derartige Anordnung die Polymerstränge unter einer geringen Zugbeanspruchung, welche die Bewegung beschränkt und eine einheitliche Zufuhr zu der Schneid- bzw. Zerkleinerungseinrichtung sicherstellt.However, the suction head can also be used in an over/under configuration. In such a configuration, the polymer strand moves over the first arm of the suction head and then under the second arm of the suction head. The arms are rotated so that the first arm has slots or rows of perforations facing upwards, while the second arm has the slots or rows of perforations facing downwards. There are several advantages to such a configuration. The polymer strand is treated on both its upward and downward facing surfaces. Second, the base and arms can be rotated to keep the polymer strand under tension to ensure close contact of the polymer strand as it moves over the slots or rows of perforations in the arms. Third, such an arrangement keeps the polymer strands under a small tensile stress which limits movement and ensures uniform feeding to the cutting or shredding device.

Allgemein sind die Vakuumleitungen und der Saugkopf aus Rohren bzw. einer Verrohrung hergestellt. Es können jedoch auch andere Formen einer Leitung, wie beispielsweise hexagonal oder quadratisch, geeignet sein. Es wird festgestellt, daß von einer runden Konfiguration abweichende Konfigurationen die Freiheit der Rotation des Saugkopfes und der Arme begrenzen kann. Da ein Wunsch besteht, einen engen Kontakt der Polymerstränge mit den Längsschlitzen oder Reihen von Perforierungen zu erhalten, können derartige, anders geformte Leitungen weniger wünschenswert sein.Generally, the vacuum lines and the suction head are made of pipes or tubing. However, they can also be other shapes of conduit, such as hexagonal or square, may be suitable. It is noted that configurations other than a round configuration may limit the freedom of rotation of the suction head and arms. Since there is a desire to obtain intimate contact of the polymer strands with the longitudinal slots or rows of perforations, such differently shaped conduits may be less desirable.

Die vorliegende Erfindung wird nun in dem nachfolgenden Experiment beschrieben, welches als eine Illustrierung und nicht eine Beschränkung der Erfindung gedacht ist.The present invention will now be described in the following experiment, which is intended as an illustration and not a limitation of the invention.

example 1

In einer Polystyrolanlage umfaßt die bestehende Trocknungsanordnung eine(n) Standard-Ansaugplatte oder -kopf unter einer Serie von Polymersträngen, welche aus einem Kühlbad austreten. Der Schlitz in dem Saugkopf war 0,875 Zoll (22 mm) breit. Das maximale Vakuum, welches erhalten werden konnte, betrug 15 bis 20 Zoll Wassersäule. Die Polymerstränge wiesen einen Durchmesser von 1/8 Zoll (3,75 mm) auf. Unter diesen Bedingungen war die maximale Rate bzw. Geschwindigkeit, mit welcher die Polymerstränge über den Trocknungskopf gezogen werden konnten und eine zufriedenstellende Trocknung erzielt werden konnte, etwa 150 Fuß/min (45 m/min).In a polystyrene plant, the existing drying arrangement included a standard suction plate or head under a series of polymer strands emerging from a cooling bath. The slot in the suction head was 0.875 inches (22 mm) wide. The maximum vacuum that could be obtained was 15 to 20 inches of water column. The polymer strands were 1/8 inch (3.75 mm) in diameter. Under these conditions, the maximum rate at which the polymer strands could be drawn over the drying head and satisfactory drying achieved was about 150 feet/min (45 m/min).

Unter Verwendung einer Über/Unter-Konfiguration mit dem Kopf ähnlich zu derjenigen gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Ausnahme, daß die Vorrichtung mit einem Gebläse anstelle einer Saugeinrichtung betrieben wurde, war die maximale Geschwindigkeit, mit welcher die Polymerstränge durch den Trocknerkopf geführt werden konnten und dennoch eine adäquate Trocknung erzielt werden konnte, bis zu 195 Fuß/min (58 bis 59 m/min). Bei diesem System bestand jedoch ein Problem mit einer Wasseransammlung in dem Bereich der Zerkleinerungseinrichtung. D. h., das von den Polymersträngen abgeblasene Wasser sammelte sich in Pfützen auf dem Boden. Ein derartiger Betrieb wäre für Arbeiter nicht sicher. Weiters bewirkte diese Konfiguration eine chaotische Bewegung der Stränge, welche die Installierung einer zusätzlichen Ausrüstung erforderte, um ein einheitliches Zuführen der Stränge in die Schneideinrichtungen sicherzustellen.Using an over/under head configuration similar to that of the present invention, except that the apparatus was operated with a blower instead of a vacuum, the maximum speed at which the polymer strands could be passed through the dryer head and still achieve adequate drying was up to 195 feet/min (58-59 m/min). However, this system had a problem with water accumulation in the area of the crusher. That is, the water blown off the polymer strands Water would collect in puddles on the floor. Such operation would not be safe for workers. Furthermore, this configuration caused chaotic movement of the strands, which required the installation of additional equipment to ensure uniform feeding of the strands into the cutting devices.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (beispielsweise Saugeinrichtung) wurde in einer über/Unter-Konfiguration betrieben. Unter Verwendung einer derartigen Konfiguration in einem Saugmodus war es möglich, routinemäßig Polymer mit Geschwindigkeiten von bis zu 220 Fuß/min (67 m/min) zu trocknen.The apparatus of the present invention (e.g., suction device) was operated in an over/under configuration. Using such a configuration in a suction mode, it was possible to routinely dry polymer at speeds of up to 220 feet/min (67 m/min).

Darüberhinaus existierte keine Ansammlung von Wasser auf dem Boden der Anlage in dem Bereich der Schneid- bzw. Zerhackeinrichtung unter Verwendung der Ausrüstung auf diese Weise und das Erfordernis für eine zusätzliche Ausrüstung vor der Schneideinrichtung wurde eliminiert.Furthermore, there was no accumulation of water on the floor of the plant in the area of the cutting or chopping device using the equipment in this way and the need for additional equipment upstream of the cutting device was eliminated.

Dieses Experiment zeigt, daß der Saugtrockner gemäß der vorliegenden Erfindung einen größeren Durchsatz von Polymersträngen auf eine sicherere Weise als in Übereinstimmung mit den gegenwärtig bekannten Saugvorrichtungen oder der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn sie als Gebläse betrieben wird, ermöglicht.This experiment shows that the suction dryer according to the present invention enables a greater throughput of polymer strands in a safer manner than in accordance with the currently known suction devices or the device according to the present invention when operated as a blower.

In der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung der vorliegenden Erfindung beinhaltet jeder numerische Wert den präzisen Wert und jeden Wert, welcher "etwa" und "im wesentlichen" oder "weitestgehend" derselbe ist wie der präzise Wert.In the disclosure of the present application of the present invention, each numerical value includes the precise value and any value that is "about" and "substantially" or "largely" the same as the precise value.

Claims

1. Suction dryer for polymer strands, which comprises a vacuum generating means (10) and a main vacuum line (12) in a sequentially interacting arrangement, characterized by:

a secondary vacuum line (13) with a water separation device (11) located therein, selected from a drum and a cyclone, a rotatable collar (1) connecting a bifurcated or two-way suction head to the secondary vacuum line and enabling the two-way suction head to rotate about the axis of the secondary vacuum line (13), the two-way suction head comprising a base (2) cooperating with the collar (1), the base (2) bifurcating into two branch lines or branches (3), each of which ends at a collar (4), thereby enabling rotation about the axis of the respective branches (3), and

two cylindrical arms (5) with a closed end (6) and an open end, arranged or designed so that they interact with the sleeves (4) at the ends of the branches (3), the arms having up to three longitudinal slots (7).

2. Suction dryer for polymer strands according to claim 1, characterized in that the main vacuum line (12) and the secondary vacuum lines (13) comprise pipes.

3. Suction dryer for polymer strands according to claim 1 or 2, characterized in that the sleeve (4) comprises a hinged or detachable sleeve or sleeve and contains a seal for reducing the vacuum loss at the sleeve (4).

4. Suction dryer for polymer strands according to one of claims 1 to 3, characterized in that the arms (5) are closed by a cap (6).

5. Suction dryer for polymer strands according to claim 4, characterized in that the inner diameter of the cap (b) and the outer diameter of the end of the arm (5) are matched to one another so that the cap (6) fits frictionally onto the end of the arm (5).

6. Suction dryer for polymer strands according to claim 4 or 5, characterized in that the arms (5) comprise protected pairs of tubes, one fitting into the other in such a way that the tubes can be rotated relative to one another to adjust the slot width on the surface of the arms (5).

7. Suction dryer for polymer strands according to one of claims 1 to 6, characterized in that the branches (3) have two longitudinal slots (7).