NL8003410A - Tweetraps strengpersinrichting. - Google Patents

Description

803170/M/Rey/EB * * -1-

Korte aanduiding: Tweetraps strengpersinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een tweetraps strengpersinrichting voor thermoplastisch materiaal, in het bijzonder poedervormig kunststofmateriaal, omvattende twee loodrecht 5 op elkaar aangebrachte, afzonderlijk aandrijfbare strengperstrappen waarbij de eerste strengperstrap vertikaal en de tweede strengpers-l·· trap horizontaal is aangebracht, en de werkgebieden van de beide ten opzichte van elkaar verplaatste strengperstrappen elkaar op de ^ kruising raken en door middel van een verbindingsopening met elkaar 10 zijn verbonden.

Een tweetraps strengpersinrichting voor poedervormige plastische stoffen die bestaat uit een vertikaal en een horizontaal geplaatste wormtransporteur is bekend (DE-AS 1554896),

Deze beide wormtransporteurs staan in de bewerkingsrichting op-15 eenvolgend met elkaar in verbinding. De verbinding tussen de werkgebieden van de ten opzichte van elkaar verplaatste wormtranspor-teurs bevindt zich in de kruising waar deze gebieden elkaar raken.

Het poedervormige materiaal wordt toegevoerd aan de vertikale wormtransporteur. Door middel van de in de boring van 20 het huis van de vertikale wormtransporteur draaiende worm wordt het materiaal naar beneden toe verplaatst. Hierbij wordt het materiaal door de inwerking van druk en warmte enigszins plastisch gemaakt of voorgeplastificeerd. Aan het eind van het werkgebied wordt het voorgeplastificeerde materiaal via een verbindingsopening overge-25 bracht naar de horizontale wormtransporteur. De worm van de horizontale wormtransporteur dient voor het verdichten en voor het strengpersen van het kneedbaar gemaakte materiaal.

Teneinde voor verschillende materialen verschillende werkomstandigheden te realiseren, is de vertikale worm aan het uit-30 einde voorzien van een konische schouder, die samenwerkt met een eveneens konisch deel van het huis van de wormtransporteur. Hierdoor ontstaat een smoorafsluiting, met behulp waarvan het van de eerste bewerkingstrap naar de tweede bewerkingstrap overbrengen van materiaal kan worden geregeld.

35 Bij deze bekende strengpersinrichting wordt het materiaal vanuit een volle vultrechter toegevoerd, zodat deze 8003410 -2- strengpersinrichting werkt met gevulde schroefgangen. Dit betekent dat tengevolge van de gevulde schroefgangen voortdurend een maximale afschuifenergie vrijkomt. Teneinde nu een ontoelaatbare verwarming van het materiaal te vermijden, is het noodzakelijk om de 5 worm niet met het maximaal mogelijke toerental te laten draaien, maar het toerental van de worm tot een relatief kleine waarde te beperken. Bij deze bekende strengpersinrichting is het ook niet mogelijk om met de tegenwoordig vereiste hoge produktieopbrengst een eindprodukt te verkrijgen, dat voldoende is geplastificeerd en 10 gehomogeniseerd. In het bijzonder materialen met moeilijk verdeelbare toevoegingen, zoals verfstoffen, geven eindprodukten van een onvoldoende kwaliteit.

De uitvinding beoogt een strengpersinrichting te verschaffen, waarbij met een hoge produktieopbrengst eindprodukten 15 van een goede kwaliteit kunnen worden verkregen.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat het draaibare plastificeerorgaan van de vertikale streng-perstrap tussen de transportdelen is voorzien van ten opzichte van elkaar versprongen kneedschijven, en doordat cilindrische 20 pennen in het werkgebied van de vertikale strengperstrap steken, en het vertikale plastificeerorgaan met zijn bovenste uiteinden draaibaar is gelegerd.

Door middel van de kneedschijven wordt een vrije mengruimte verkregen, waarbij in samenwerking met de cilindrische 25 pennen een betere menging wordt verkregen en ook bij gedeeltelijk gevulde schroefgangen meer afschuifenergie vrijkomt. Het te verwerken materiaal wordt voortdurend geroerd en omgewerkt. Zelfs moeilijk te dispergeren verfstoffen worden goed verdeeld en gelijkmatig in het thermoplastische materiaal vermengd. Daar het met 30 behulp van de volgens de uitvinding uitgevoerde vertikale strengperstrap mogelijk is om ook bij gedeeltelijk gevulde schroefgangen veel afschuifenergie in het te verwerken materiaal te brengen, kan de strengpersinrichting werken met zeer hoge toerentallen en zodoende met een hoge produktieopbrengst.

35 Het gebruik van kneedschijven in een dubbele worm- extrusiepers is bekend. De kneedschijven hebben tot doel het materiaal in een wig te trekken. Het door de spleet stromende materiaal wordt onderworpen aan een afschuifbewerking. Daar de kneed- 8003410 -3- • Λ schijven een bepaalde breedte hebben, stroomt het gesmolten materiaal aan weerszijden van de kneedschijven in axiale richting naar beneden. Een aantal kneedschijven zijn steeds met een bepaalde hoekverdraaiing axiaal achter elkaar aangebracht, zodat het gesmol-5 ten materiaal aan weerszijden van elke kneedschijf in de aangrenzende kanalen kan wegstromen. Hierdoor wordt van kanaal tot kanaal een uitstekende menging verkregen. Afhankelijk van de opstelling van de versprongen kneedschijven wordt door de telkens verdraaide kneedschijven een positieve of een negatieve axiale transportwerking 10 verkregen.

De volgens de uitvinding aangebrachte cilindrische pennen hebben het voordeel dat wordt voorkomen dat het voorgecomprimeerde materiaal met het plastificeerorgaan meedraait, zodat de afschuif- en transportwerking van de kneedschijven respektievelijk 15 het transportdeel van de worm doelmatig kan funktioneren.

Doordat het vertikale plastificeerorgaan aan de bovenkant is gelegerd, kan dit orgaan met hoge toerentallen werken.

Het aanlopen tegen de binnenwand van de cilinder kan zodoende worden vermeden en de slijtage kan worden verkleind. Bovendien kan de 20 bovenste legertop van het plastificeerorgaan worden gebruikt voor het opnemen van roer- of voorverdichtingselementen in de vultrech-ter.

Bij voorkeur zijn de in de boring van het huis van de vertikale cilinder stekende cilindrische pennen verstelbaar.

25 Hierdoor is het mogelijk de afstand tussen het uiteinde van de pen en de omtrek van het tegenover de betreffende cilindrische pen gelegen ringvormige deel van de worm of van de betreffende cirkelvormige schijf tussen de kneedschijven te veranderen. Afhankelijk van de betreffende materiaaleigenschappen van het te verwerken 30 materiaal worden de cilindrische pennen met een grotere of met een kleinere afstand ingesteld.

Volgens de uitvinding is het vertikale plastificeerorgaan in het gebied waar de strengperstrappen elkaar kruisen voorzien van kneedschijven, die tegen de transportinrichting in ver-35 sprongen ten opzichte van elkaar zijn aangebracht. Op deze wijze wordt het doorgeven van het plastische materiaal vergemakkelijkt, en wordt voorkomen dat het materiaal in het onderste axiale drukla- 8003410 -4- ger doordringt.

Indian de strengpersinrichting in de verbindings-opening in de kruising van de beide strengperstrappen een verstelbare smoorinrichting heeft, is volgens de uitvinding het vertikale 5 plastificeerorgaan in de kruising van de beide strengperstrappen ontgeven door een draaibare cilindrische huls die is voorzien van een doorlaatopening. Deze draaibare cilinder maakt het mogelijk om de druk van het materiaal te regelen en zodoende de verblijftijd, de afschuivingsintensiviteit en de temperatuur van het ma-10 teriaal. Door de doorlaatopening van de cilindrische huls meer of minder voor de verbindingsopening in de kruising van de beide strengperstrappen te brengen, wordt de druk in de vertikale streng-perstrap beïnvloed. De dwarsdoorsnede van de doorlaatopening voor het in de horizontale strengperstrap tredende materiaal wordt 15 zodoende veranderd.

In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de doorlaatopening van de cilindrische huls voor een naar buiten leidende nevenuitlaat van de vertikale strengperstrap worden gebracht. Met behulp van deze gunstige konstruktie 20 kan de de werkdruk in de eerste strengperstrap regelende cilindrische huls tegelijkertijd worden gebruikt als aanloopventiel. Tijdens het aanlopen van de strengpersinrichting wordt de doorlaatopening van de cilindrische huls in het verlengde van de nevenuitlaat in de kruising geplaatst. Het toegevoerde materiaal treedt via 25 de nevenuitlaat naar buiten. Wanneer het uittredende materiaal voldoende is geplastificeerd, wordt de cilindrische huls gedraaid en komt de doorlaatopening van de cilindrische huls tegenover de verbindingsopening van de beide strengperstrappen. Bij de uitlaat van de strengpersinrichting komt nu direkt het volledig geplastifi-30 ceerde materiaal naar buiten, dat naar de hierachter gekoppelde bewerkingsinrichtingen kan worden gevoerd.

Met behulp van de uitvinding is het mogelijk poeder-of korreivormig materiaal, in het bijzonder kunststof, in afzonderlijke bewerkingstrappen met hoge doorstroming te bewerken. In 35 de eerste met een hoog toerental draaiende vertikale strengperstrap, wordt het te verwerken materiaal toegevoerd, gekomprimeerd, getransporteerd en door het vrijkomen van afschuifenergie gesmolten en gehomogeniseerd. In de horizontale strengperstrap wordt het 8003410 • 1 -5- materiaal op temperatuur gebracht, verder gehomogeniseerd en naar buiten geperst.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvorm van de uitvinding weergeeft.

5 Fig. 1 toont schematisch een tweetraps strengpers inrichting met een vertikale strengperstrap en een horizontale strengperstrap.

Fig. 2 toont een doorsnede van de strengpersinrichting volgens de lijn II-I1 in fig. 1.

10 Fig. 3 toont een doorsnede van de strengpersinrich ting volgens de lijn Ill-Ill in fig. 1.

De strengpersinrichting omvat als eerste verwer-kingstrap een vertikaal aangebrachte strengperstrap 4. Loodrecht op de vertikale strengperstrap 4 en ten opzichte hiervan verplaatst 15 is een horizontale strengperstrap 5 aangebracht. De beide strengperstrappen raken elkaar in de kruising ó.

De vertikale strengperstrap 4 is staande op een huis 7 gemonteerd, in welk huis de motor en de overbrenging voor het aandrijven van het draaibare plastificeerorgaan 8 alsmede de 20 legering hiervan zijn ondergebracht. De horizontale strengperstrap 5 wordt via een steun 9 gedragen door een grondplaat 10 van het huis en aan het tegenover de uitlaat 11 gelegen uiteinde aangedreven door een aandrijving 12.

De vertikale strengperstrap 4 is aan het bovenste 25 uiteinde voorzien van een vultrechter 13 voor poedervormig materiaal. Het poedervormige materiaal wordt vanuit een voorraadhouder 30 via een doseerworm 20 gedoseerd aan de vultrechter 13 afgegeven.

Het in de boring 14 van het huis van de strengperstrap 4 draaibare plastificeerorgaan 8 bevat een transportgedeelte 30 15 tot 19, waartussen ovale, ellipsvormige of driehoekige kneed-schijven 21 zijn aangebracht. De kneedschijven 21 zijn verdraaid ten opzichte van elkaar aangebracht, teneinde een transport van het materiaal in de doorvoerrichting of tegen de doorvoerrichting in te verkrijgen. Door het cilindrische huis 22 van de vertikale 35 strengperstrap 4 steken cilindrische pennen 23, die in bandvormige uitsparingen 24 van de worm grijpen of tegenover cirkelvormige schijven 40 van een overeenkomstige diameter zijn gelegen. De cirkelvormige schijven 40 zijn tussen twee kneedschijven 21 aange- 8003410 -6- bracht. Het door de kneedschijven 21 axiaal voortgestuwde materiaal komt zodoende in kontakt met de cilindrische stiften en kan hierdoor niet met het plastificeerorgaan 8 meeroteren.

Aan het bovenste uiteinde is het vertikale plastifi-5 ceerorgaan 8 voorzien van een zich door de vultrechter 13 uitstrekkende centrale legertap 41. Deze legertop 41 rust in een radiaallager 42, dat in een deksel 43 van het huis van de vultrechter 13 is aangebracht.

Het onderste uiteinde van het plastificeerorgaan is 10 voorzien van een fijne terugvoerschroefdraad 25, die aansluit op de aandrijfschacht 26. Het cilindrische huis 22 is geplaatst op een blokvormig huis 27, dat rondom het onderste deel van het plastificeerorgaan 8 is aangebracht. De in het verlengde van de boring 14 van het huis gelegen boring 28 van het blokvormige huis 27 is 15 vergroot en bevat een draaibaar hierin geplaatste cilindrische huls 29, waarvan de binnendiameter overeenkomt met de binnendiame-ter van het cilindrische huis 22.

Het cilindrische huis 29 is aan het buiten het blokvormige huis 27 uitstekende uiteinde voorzien van een hieraan vast-20 gelaste ring 31, die een hefboomarm 32 of een verstelbaar bedie-ningsorgaan voor het verdraaien van de cilindrische huls 29 bevat.

De cilindrische huls 29 is voorzien van een door-laatopening 33. Via deze doorlaatopening 33 kan het door de vertikale strengperstrap 4 voorgeplastificeerde materiaal via een ver-25 bindingsopening 24 in de horizontale strengperstrop 5 komen. In de cilindrische boring 35 van de horizontale strengperstrap 5 is een transportworm 36 draaibaar aangebracht. Nabij de kruising van de beide strengperstroppen 4 en 5 is het huis van de horizontale strengperstrap 5 voorzien van een ontluchtingsopening 37, die 30 hetzij met de buitenlucht of met een vacuumpomp is verbonden.

Aan het uitlaatuiteinde 11 van de horizontale strengperstrap 5 is met flensen een extrusiemondstuk 38 bevestigd. Tegenover de verbindingsopening 34 in de kruising van de beide strengperstrappen 4 en 5 is een nevenuitlaat 39 naar buitena§ebracht.

35 Zoals blijkt uit de fig. 2 en 3, wordt de nevenuitlaat 39 in de tekening afgedekt door de cilindrische huls 29. De verbindingsopening 34 wordt voor het grootste gedeelte door de doorlaatopening 33 van de cilindrische huls 29 vrij gegeven.

8003410 -7-

De hiervoor beschreven strengpersinrichting werkt als volgt:

Het te verwerken kunststofmateriaal wordt als poeder, maalsel of granulaat in de vultrechter 73 gebracht. Via het 5 eerste transportdeel 15 van het plastificeerorgaan 8 wordt het materiaal meegenomen en naar de hieropvolgende afschuif- en mengdelen 16 tot 19, 21, 23 gevoerd. De kneedschijven 21 vormen met de cilinderwand zich afwisselend vernauwende wigvormige ruimten met nauwe afschuifspleten en ontspanningsruimten voor het 10 materiaal. De in de boring 14 van het huis stekende cilindrische pennen 23 houden het materiaal gedeeltelijk tegen en zorgen voor wervelingen en voor een goede menging van het materiaal alsmede van de eventueel bijgevoegde toevoegingen. Het laatste transportdeel 19 bouwt een transportdruk op, die het nu reeds plastisch 15 gemaakte materiaal in de horizontale strengperstrap 5 drukt. In het overgangsgebied van de doorlaatopening 33 drukken de kneedschijven 21 het materiaal tegen de transportrichting in.

In de horizontale strengperstrap 5 wordt het materiaal ontgast en in de richting van de uitlaat 11 gevoerd. Hier-20 bij wordt een verdere homogenisering en een gelijkmatige tempera-tuursverdeling in het materiaal verkregen. Het materiaal wordt onder druk uit het extrusiemondstuk 38 geperst.

8003410

Claims (5)

1. Tweetraps strengpersinrichting voor thermoplastisch materiaal, in het bijzonder poedervormig kunststofmateriaal, omvattende twee loodrecht op elkaar aangebrachte, afzonderlijk 5 aandrijfbare strengperstrappen waarbij de eerste strengperstrap vertikaal en de tweede strengperstrap horizontaal is aangebracht, en de werkgebieden van de verplaatst ten opzichte van elkaar aangebrachte strengperstrappen elkaar op de kruising raken en zijn voorzien van een verbindingsopening, met het kenmerk, dat 10 het draaibare plastificeerorgaan (8) van de vertikale strengperstrap (4) tussen de transportdelen (16-19) is voorzien van ten opzichte van elkaar versprongen kneedschijven (21), en dat in het werkgebied (14) van de vertikale strengperstrap (4) cilindrische pennen (23) steken, en het vertikale plastificeerorgaan (8) met 15 zijn bovenste uiteinden (41) draaibaar is gelegerd.

2. Strengpersinrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de in de boring (14) van het vertikale cilindrische huis (22) stekende cilindrische pennen (23) verstelbaar zijn.

3. Strengpersinrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het vertikale plastificeerorgaan (8) nabij de kruising van de strengperstrappen (4, 5) is voorzien van kneedschijven (21), die tegen de transportrichting in ten opzichte van elkaar verdraaid zijn aangebracht.

4. Strengpersinrichting volgens conclusie 1, waarbij de verbindingsopening in de kruising van de beide strengperstrappen is voorzien van een verstelbare smoorinrichting, met het kenmerk, dat het vertikale plastificeerorgaan (8) in de kruising (6) van de beide strengperstrappen (4, 5) is omgeven door 30 een draaibare, cilindrische huls (29) die is voorzien van een doorlaatopening (33).

5. Strengpersinrichting volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat de doorlaatopening (33) van de cilindrische huls (29) in het verlengde van een naar buiten leidende 35 nevenuitlaat (39) van de vertikale strengperstrap (4) kan worden gebracht. 000 3 410