DE7439686U - Vorrichtung zur verhinderung von explosionen beim betrieb von heiz- und kuehlmischerkombinationen zur aufbereitung von thermoplastischen kunststoffen - Google Patents

Description

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Thyssen Industrie Esnen, den 28.8.1978

Aktiengesellschaft PSRP Fr/Hu,

G 74 39 686.4 PK 2758

^Vorrichtung zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb einer Heiz- und Kühlmischerkombination zur Aufbereitung von thermoplastischen Kunststoffen

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb einer Heiz- und Kühlmischerkombination zur Aufbereitung von thermoplastischen Kunststoffen, bestehend aus einem mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen ein- oder doppelwandigen und mit einem verschließbaren Auslauf versehenen Behälter mit bodenseitig angeordneten, mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 40 m/sec. antreibbaren Werkzeugen als Heizmischer und einem nachgeschalteten räumlich tiefer angeordneten doppelwandigen mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen Behälter mit. bodenseitig angeordnetem langsamlaufendem Werkzeug und verschließbarem Auslauf als Kühlmischer.

Beim Aufbereiten von PVC in Heiz- und Kühlmischerkombinationen ist es ganz vereinzelt zu Explosionen im Kühlmischer gekommen, die entweder im Augenblick des Einfließens des im Heizmischer aufbereiteten Mischgutes in den Kühlmischer oder beim Entleeren dös Kühlmischers stattfanden.

Für das Zustandekommen von Explosionen ist Voraussetzung, daß ein zündfähiges Gas-Luftgemisch und eine Zündquelle vorhanden ist.

Das Entstehen eines zündfähigen Gas-Luftgemisches erklärt sich im vorliegenden Fall so, daß während der Erwärmung des PVC-Pulvers im Heizmischer von Raumtemperatur auf ca. IIO-I3O C Restmonomere freiwerden und sich somit im freien Innenraum des Heizmischers ein Gas-Luftgemisch bildet.

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Für das freiwerdende Gas (Chloräthen, CH₃ = CHCL) liegt bei 20° C und 1,013 bar die untere Explosionsgrenze bei 3,8 Vol. -"/ und die obere Explosionsgrenze bei 29,3 Vol.-96. Aus Messungen während der Aufbereitung des PVC im Heizmischer ist bekannt, daß die vorstehend genannte untere Explosionsgrenze bereits vor Erreichen der Aufbereitungs-Endtemp< erreicht und überschritten werden kann.

vor Erreichen der Aufbereitungs-Endtemperatur von IIO-I3O C

Beim Entleeren des Heizmischers durch den bodenseitig angeordneten Auslauf in den nachgeschalteten Kühlmischer wird das im Heizmischer entstandene Gas-Luftgemisch mit der Luft aus dem Innenraum des Kühlmischers vermischt, so daß die untere Explosionsgrenze wieder unterschritten wird. Falls nun während des Entleerens des Heizmischers eine wirksame Zündquelle vorhanden ist, kann es zu einer Explosion kommen. Hinsichtlich der Zündquelle lassen sich mechanisch erzeugte Funken im Bereich des Auslaufes durch sorgfältige Gestaltung des Auslaufverschlusses vermeiden, während sich die Funkenbildung durch elektrostatisc Entladungen im ausfließenden Mischgut kaum beeinflussen lässt.

Die Gefahr einer Explosion im Kühlmischer beim Entleeren des Heizmischers in den Kühlmischer ist jedoch auf eine ganz kurze Zeitspanne begrenzt, da die Luftzumischung zu dem Gas-Luftgemi fast augenblicklich erfolgt und somit die untere Zündgrenze schnell unterschritten wird.

Mit fortschreitender Betriebsdauer der Heiz- und Kühlmischerkombination verschiebt sich der Zeitpunkt einer möglichen Explosion vom Zeitpunkt der Entleerung des Heizmischers auf den Zeitpunkt der Entleerung des Kühlmischers, da die Gaskonzentre tion im freien Innenraum des Kühlmischers von Charge zu Charg« zunimmt und somit auch im Kühlmischer die untere Explosionsgrenze von 3,8 V0I.-96 überschritten wird, wobei es nach längei Betriebszeit auch zu einem Überschreiten der oberen Explosions grenze von 29,3 Vol.-96 kommt. Beim Öffnen des Auslaufs am Küh; mischer kann also im Auslaufbereich durch den Zutritt von Lufi ein zündfähiges Gas-Luftgemisch entstehen, das explodiert, sofern eine wirksame Zündquelle in diesem Bereich vorhanden ist

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heiz- und KühImischerkombination der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß Explosionen im Heizmischer vermieden werden.

Diese Aufgabe wird neue rungs gemäß dadurch gelöst, daß der ■/ Deckel des Heizmischers eine Luftaustrittsöffnung aufweist, an die unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren Staubabscheidern eine Saugpumpe angeschlossen ist und daß am Behälterboden eine Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, die über eine Verbindungsleitung und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden ist. Eine einfache und betriebssichere Form der am Behälterboden anzuordnenden Lufteintrittsöffnung besteht in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die oberste Lippendichtung des Dichtungssatzes zur Abdichtung der durch den Behälterboden hindurchgeführten Antriebswelle für die bodenseitig angeordneten rotierenden Werkzeuge mit ihrer Dichtlippe zum Behälterinnenraum hinweist und der unter dieser Lippendichtung liegende freie Ringraum über eine Verbindungsleitung und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden ist, wobei der Ringspalt zwischen der Antriebswelle und der sich beim Unterdrückern Heizmischer geringfügig von der Antriebswelle abhebenden Dichtlippe als Lufteintrittsöffnung dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in vereinfachter Form in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 die Anordnung eines Heizmischers mit Filter- und Absaugeinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Wellenabdichtung mit Luftzuführung als Einzelheit A aus Fig. 1.

Räumlich oberhalb eines (nicht gezeichneten) Kühlmischers befindet sich der verschließbare Auslauf 1 des Heizmischers 2, dessen bodenseitig angeordnetes Werkzeug 3 von einem Antriebs-

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motor 4 über einen im gemeinsamen Maschinenrahmen 5 unterge- ; · brachten (nicht dargestellten) Riementrieb mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu 40 ra/sec angetrieben wird. Auf dem Deckel 2a des Heizmischers 2 ist ein verschließbarer Beachickungstrichter 7 angeordnet, über dessen Absperrventil 6 der Heizmischer 2 chargenweise mit dem aufzubereitenden Kunststoff, wie z.B. PVC-Pulver, beschickt wird.

Am Deckel 2a befindet sich außerdem eine Luftaustrittsöffnung 8, an di«5 über Verbindungsleitungen 9i 10, 11 und 12 mit dazwischenj; es ehalt et em Staubabscheider 13 und diesem nachgeschalteten 2;yklon-Staubabscheider 14 eine Saugpumpe 15 innerhalb einer Vakuum-Kompaktanlage angeschlossen ist.

Am Boden des Heizmischers 2 befindet sich eine Lufteintrittsöffnung l6, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 aus dem sich bei Unterdruck im Heizmischer öffnenden Ringspalt sswischen der zum Behä lter inn enraum hin gerichteten Lippe der • oberen Lippendichtung 20 und der Antriebswelle 3a besteht. Der Ringraum 21 unterhalb der Lippendichtung 20 ist über Bohrungen 22, 23, die Verbindungsleitung 17 und eine einstellbare Drossel mit der Außenluft verbunden.

Während der Aufbereitung des PVC im Heizmischer wird das eingefüllte Mischgut von Raumtemperatur auf etwa 110 - 130°C aufgeheizt. Das mit zunehmender Temperatur intensiver werdende Freiwerden von Restmonomeren wird durch eine Verminderung des Luftdrucks im Heizmischer auf etwa 0,666 bis 0,333 bar wesentlich beschleunigt. Durch Ansaugen von Luft vom Behälterboden her durch das in Form einer Trombe umlaufende Mischgut hindurch mit Luftinengen je Minute, die dem 3-5-fachen freien, also nicht vom Mischgut ausgefüllten Volumen des Heizmischers entsprechen, werden die freiwerdenden Restmonomere mit einem intensiven Luftstrom verdünnt und aus dem Heizmischer abgeführt.

Der mit der Neuerung erzielte Vorteil besteht darin, daß die untere Explosionsgrenze des Restmonomer-Luftgemischs im Heizmischer auch bei großen Anteilen von Restmonomeren im aufzubereitenden PVC jederzeit unterschritten bleibt.

Claims (2)

• t ti r* · · · Thyssen Industrie Essen, den 28.8.I978 Aktiengesellschaft PSRP Fr/Hu. G 7k 39 686.it PK 2758 Schutzansprüche

1., Vorrichtung zur Verhinderung von Explosionen beim Betrieb einer Heiz- und Kühlmischerkombination zur Aufbereitung von " thermoplastischen Kunststoffen, bestehend aus einem mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen ein- oder doppelvandigen und mit einem verschließbaren Auslauf versehenen Behälter mit bodenseitig angeordneten, mit Umfangsgeschwindigkeiten bis zu kO m/sec antreibbaren Werkzeugen als Heizmischer und einem nachgeschalteten räumlich tiefer angeordneten doppelwandigen mit Deckel verschließbaren stehenden zylindrischen Behälter mit bodenseitig angeordnetem langsamlaufendem Werkzeug und verschließbarem Auslauf als Kühlmischer, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2a) des Heizmischers (2) eine Luftaustrittsöffnung (8) aufweist, an die unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren Staubabscheidern (13» 14) eine Saugpumpe (15) angeschlossen ist und daß am Behälterboden eine Lufteintrittsöffnung (l6) angeordinet ist, die über eine Verbindungsleitung (17) und eine einstellbare Drossel (l8) mit der Außenluft verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Lippendichtung (20) des Dichtungssatzes zur Abdichtung der durch den Behälterboden hindurchgeführten Antriebswelle (3a) für die bodenseitig angeordneten rotierenden Werkzeuge (3) ""it ihrer Dichtlippe zum Behälterinnenraum hinweist und der unter dieser Lippendichtung liegende freie Ringraum über eine Verbindungsleitung (17) und eine einstellbare Drossel (l8) mit der Außenluft verbunden ist, wobei der Ringspalt zwischen der Antriebswelle (3a) und der sich bei Unterdruck im Heizmischer geringfügig von der Antriebswelle abhebenden Dichtlippe als Lufteintrittsöffnung dient.