WO2015104264A1 - Vorrichtung zum behandeln eines produktes in einem gehäuse - Google Patents

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WO2015104264A1
WO2015104264A1 PCT/EP2015/050109 EP2015050109W WO2015104264A1 WO 2015104264 A1 WO2015104264 A1 WO 2015104264A1 EP 2015050109 W EP2015050109 W EP 2015050109W WO 2015104264 A1 WO2015104264 A1 WO 2015104264A1
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housing
product
screw
periscope
sampler
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Alfred Kunz
Pierre Liechti
Lukas Lehmann
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Definitions

  • the invention relates to a device for treating a product in a housing with housing jacket, which has an inlet and an outlet for the product, wherein in the housing at least one shaft with transport elements for conveying the product in an interior of the housing from the inlet to the Outlet is located.
  • the present invention relates primarily to the industrial sector and here to the treatment of chemical products, in particular of plastics.
  • extruders and mixing kneaders are to be mentioned. Both, however, are fundamentally different. Whereas a screw rotates in an extruder in a corresponding tubular casing shell and thus conveys the product to be treated from an inlet to an outlet in the screw flights, a product space and a gas space are formed in a mixing kneader.
  • the product space is, as the name says, filled with product, the gas space, which is usually located above the product space, fills with the treatment of the product with gas, which is then withdrawn by appropriate vapors.
  • An actual treatment of the product namely a mixing and kneading and transporting takes place only in the product space, the gas space is free of product.
  • mixing kneaders serve very diverse purposes.
  • evaporation with solvent recovery which is carried out batchwise or continuously and often under vacuum.
  • distillation residues and in particular toluene diisocyanates are treated, but also production residues with toxic or high-boiling solvents from chemistry and pharmaceutical production, washing solutions and paint sludge, polymer solutions, elastomer solutions from the solvent, adhesives and sealants.
  • the apparatuses is also a continuous or batchwise contact drying, water and / or solvent-moist products, often also under vacuum, performed.
  • the application is intended primarily for pigments, dyes, fine chemicals, additives such as salts, oxides, hydroxides, antioxidants, temperature-sensitive pharmaceutical and vitamin products, active ingredients, polymers, synthetic rubbers, polymer suspensions, latex, hydrogels, waxes, pesticides and residues from the chemical or pharmaceutical production, such as salts, catalysts, slags, waste liquors.
  • a polycondensation reaction usually continuously and usually in the melt, take place and is mainly used in the treatment of polyamides, polyesters, polyacetates, polyimides, thermoplastics, elastomers, silicones, urea resins, phenolic resins, detergents and fertilizers.
  • a Mischkneter a polycondensation reaction, usually continuously and usually in the melt, take place and is mainly used in the treatment of polyamides, polyesters, polyacetates, polyimides, thermoplastics, elastomers, silicones, urea resins, phenolic resins, detergents and fertilizers.
  • it has application to polymer melts after bulk polymerization to derivatives of methacrylic acid.
  • degassing and / or devolatilization may take place. This is applied to polymer melts, after (co) polymerization of monomer (s), after condensation of polyester or polyamide melts, on spinning solutions for synthetic fibers and on polymer or elastomer granules or powder in the solid state. In general, solid, liquid or multiphase reactions can take place in the mixing kneader.
  • Dissolving and / or degassing in such mixing kneaders takes place in spinning solutions for synthetic fibers, polyamides, polyesters and celluloses.
  • a so-called Flushing takes place in the treatment or production of pigments.
  • a solid state postcondensation takes place in the production or treatment of polyesters, polycarbonates and polyamides, a continuous mashing eg in the treatment of fibers, eg cellulose fibers with solvents, a crystallization from the melt or from solutions in the treatment of salts, Fine chemicals, polyols, alcoholates, compounding, mixing (continuous and / or batchwise) with polymer blends, silicone compositions, sealants, fly ash, coagulating (especially continuously) in the treatment of polymer suspensions.
  • multifunctional processes can also be combined, for example heating, drying, melting, crystallizing, mixing, degassing, reacting - all this continuously or batchwise.
  • This produces and / or treats polymers, elastomers, inorganic products, residues, pharmaceutical products, food products, printing inks.
  • mixing kneading can also take place vacuum sublimation / desublimation, whereby chemical precursors, such as anthraquinone, metal chlorides, ferrocenes, iodine, organometallic compounds, etc. are cleaned.
  • pharmaceutical intermediates can be prepared.
  • Continuous carrier gas desublimation finds e.g. for organic intermediates, e.g. Anthraquinone and fine chemicals instead.
  • a single-shaft and two-shaft mixing kneader are distinguished.
  • a single-shaft mixing kneader is known, for example, from AT 334 328, CH 658 798 A5 or CH 686 406 A5.
  • an axially extending, occupied with disc elements and rotating about a rotational axis in a rotational direction shaft is arranged in a housing. This causes the transport of the product in the transport direction.
  • counter elements are fixedly mounted on the housing.
  • the disc elements are arranged in planes perpendicular to the kneader shaft and form between them free sectors, which form with the planes of adjacent disc elements Knüschreib.
  • a multi-shaft mixing and kneading machine is described in CH-A 506 322.
  • a mixing kneader of the abovementioned type is known, for example, from EP 0 517 068 B1. With him turn in a mixer housing two axially parallel shafts either in opposite directions or in the same direction. In this case, mixing bars applied to disk elements interact with each other. In addition to the function of mixing, the mixing bars have the task of cleaning product-contacted areas of the mixer housing, the shafts and the disk elements as well as possible and thus avoid unmixed zones. Particularly in the case of strongly compacting, hardening and crusting products, the randomness of the mixing bars leads to high local mechanical loads on the mixing bars and the shafts. These force peaks occur in particular when engaging the mixing bars in those zones where the product can escape badly. Such zones are e.g. Given where the disc elements are placed on the shaft.
  • the object of the present invention is to provide a possibility to improve a sampling of the product to be treated.
  • the interior is assigned at least one sampler.
  • an independent structural unit is provided, with which a sampling is accomplished. This is done in a preferred embodiment of the invention continuously.
  • product is discharged in a variety of conditions in small quantities and preferably in any state of aggregation, be it liquid, viscous or free-flowing.
  • the sampler is installed directly in the housing or a housing jacket.
  • the sampler has a periscope-type periscope which extends into the interior of the housing. Preferably, it may even reach as far as the shaft, so that it can also be used as a cleaning element for the shaft.
  • This periscope has an opening which is occupied by a device with which a product sample can be transported through the periscope from the interior and from the housing.
  • this device consists essentially of a screw which rotates in the opening.
  • the screw has worm threads, with which the sample can be transported in the interior of the periscope. This occurs up to a discharge area, followed by a discharge pipe, through which the sample can leave the sampler. So that a sample does not accidentally reach beyond the discharge area, the screw is provided with an opposite course after the discharge area, which also transports the product to the discharge area.
  • gear or drives are provided for operation of the screw corresponding gear or drives are provided.
  • the advantage of the mono-screw is that it can be driven without an intermediate gear.
  • Screws and drives together can be produced inexpensively.
  • the worm in the periscope should be assigned to a displacer.
  • This displacer engages with pins in the intake passages, so that it can lead to a jam of the sample and to a controlled discharge.
  • the pins guarantee a high surface roughness in the housing compared to the flights of the screw, which should have as little product friction as possible. This leads to more favorable friction conditions in the transport part.
  • a secondary worm is associated with passages corresponding to those of the first worm.
  • both screws rotate in the same direction so that the product sample is transported down between them.
  • the two screws are preferably connected to each other via a special gear, based on a planetary gear, so that their rotation is synchronized. In this way, even very small center distances can be realized.
  • the worm shafts are mounted on slide bearings or needle roller bearings.
  • axial roller bearings or ball bearings can also be used.
  • This arrangement with two screws or worm and displacer can of course also be provided at openings which are provided directly in the housing or housing jacket. In this case, then screw or displacer are arranged horizontally.
  • the opening is to be associated with any desired intake element for the product. This applies both to the periscope and to the opening in the housing shell itself.
  • the collection element consists of a chain, which takes along a product sample between them.
  • This chain preferably wraps around two spaced sprockets, with a sprocket being driven.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a sampler according to the invention, inserted in a device for treating a product
  • Figure 2 is a cross section through the sampler taken along line II-II in Figure 1;
  • FIG 3 shows a longitudinal section through a further embodiment of a sampler, used in a Doppelwellenkneter.
  • Figure 4 shows a longitudinal section through a further embodiment of a sampler, inserted into a housing shell of a device for treating a product
  • Figure 5 shows a longitudinal section through a further embodiment of a sampler, inserted into a housing shell of a device for treating a product.
  • a sampler 2 is inserted into a housing shell 1 of a housing of a device for treating a product which is otherwise not shown in more detail.
  • This has a periscope 3, which almost protrudes with its tip 4 to a shaft 5 and thereby penetrates an inner space 6 of the housing.
  • the tip 4 may be formed so that it forms a scraping edge for cleaning the shaft 5.
  • the periscope 3 leads through the housing shell 1 to the outside and is surrounded by a support sleeve 8 in the region of the housing shell 1.
  • To the support sleeve 8 includes a bearing block 9, followed by a gear 10 and / or not shown in detail drive.
  • a screw 1 1 is rotated in the periscope about a longitudinal axis A.
  • This worm 1 1 has two oppositely oriented passages, namely a feed passage 12, which extends from an opening 13 in the periscope to a discharge area 14, while subsequent to the discharge area 14 on the screw 1 1, a counter-rotating passage 15 is. From the discharge area 14 has obliquely downwards a discharge pipe 16, are discharged through the samples.
  • the worm 1 1 itself is held in the bearing block 9 in a bearing 17 and rotates in this bearing 17th
  • the screw 1 1 is backed by a displacer 18. Radially pass through the displacer 18 pins 19, which engage with its tip in the intake passage 12.
  • Any product to be treated for example, a monomer subjected to a polymerization process in the apparatus, is transported from an inlet to an outlet. This is done by means of transport elements, which, not shown in detail but known from the prior art, are arranged on the shaft 5. Kneading bars promote the product to be treated and cooperate with also not shown in detail kneading counter-elements that protrude from a housing inner wall 20 in the interior 6.
  • the product When transporting the product, the product also passes through the sampler 2, so that product can get into the opening 13.
  • the product of the worm 1 1 and the intake passage 12 is detected and conveyed along the longitudinal axis A in the direction of the discharge region 14.
  • the pins 19 act as locking pins.
  • the exemplary embodiment of a sampler 2.1 according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 1 in that a second screw 22 is provided in the periscope 3 instead of the displacer, whose passages coincide with those of the screw 11.
  • This means that the second screw also has a draw-in passage 12.1 and a counter-rotating passage 15.1, which extend on both sides of the discharge region 14, respectively.
  • the other components are identified by the same reference numerals as in FIG.
  • a housing insert 23 is used instead of a periscope in the embodiment of a sampler 2.2 in the housing shell 1, a housing insert 23 is used.
  • This housing insert 23 forms the interior 6 towards an opening 13.1, in which the worm 1 1, however, is now horizontal or horizontal.
  • This screw 1 1 is also associated with the second screw 22 lying. Otherwise, the entire structure corresponds to the exemplary embodiment of a sampler 2.1 according to FIG. 3.
  • a housing insert 23.1 has two openings 13.1 and 13.2. In these openings 13.1 and 13.2 turns an endless chain 24 to two sprockets 25.1 and 25.2, wherein the sprocket 25.2 is driven. In the openings 13.1 and 13.2 samples of the product to be treated are taken and transported by appropriate discharges 26.1 and 26.2 down, depending on whether the endless chain is left or right-handed. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes in einem Gehäuse mit Gehäusemantel (1), welches einen Einlass und einen Auslass für das Produkt aufweist, wobei sich in dem Gehäuse zumindest eine Welle (5) mit Transportelementen zum Befördern des Produktes in einem Innenraum (6) des Gehäuses von dem Einlass zu dem Auslass befindet, soll dem Innenraum (6) zumindest ein Probenehmer (2) zugeordnet sein.

Description

Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes in einem Gehäuse
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes in einem Gehäuse mit Gehäusemantel, welches einen Einlass und einen Auslass für das Produkt aufweist, wobei sich in dem Gehäuse zumindest eine Welle mit Transportelementen zum Befördern des Produktes in einem Innenraum des Gehäuses von dem Einlass zu dem Auslass befindet.
Stand der Technik
Es gibt eine Vielzahl von Vorrichtungen, in denen ein Produkt einer Behandlung unterworfen wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich vor allem auf den industriellen Bereich und hier auf die Behandlung von chemischen Produkten, insbesondere von Kunststoffen. Außer vertikalen Rührkesseln sind auch horizontal angeordnete Vorrichtungen bekannt, wobei insbesondere, jedoch nicht einschränkend, Extruder und Mischkneter zu erwähnen sind. Beide unterscheiden sich allerdings grundlegend. Während bei einem Extruder in einem entsprechenden rohrförmigen Gehäusemantel eine Schnecke dreht und so in den Schneckengängen das zu behandelnde Produkt von einem Einlass zu einem Auslass fördert, werden in einem Mischkneter ein Produktraum und ein Gasraum gebildet. Der Produktraum ist, wie der Name sagt, mit Produkt gefüllt, der Gasraum, der sich meist über dem Produktraum befindet, füllt sich bei der Behandlung des Produktes mit Gas, welches dann durch entsprechende Brüden abgezogen wird. Eine eigentliche Behandlung des Produktes, nämlich ein Mischen und Kneten und auch Transportieren findet nur im Produktraum statt, der Gasraum ist produktfrei.
Insbesondere Mischkneter dienen sehr vielfältigen Zwecken. Als erstes ist das Eindampfen mit Lösungsmittelrückgewinnung zu erwähnen, welches chargenweise oder kontinuierlich und oft auch unter Vakuum erfolgt. Hierdurch werden beispielsweise Destillationsrückstände und insbesondere Toluoldiisocyanate behandelt, aber auch Produktionsrückstände mit toxischen oder hochsiedenden Lösungsmitteln aus der Chemie und Pharmaproduktion, Waschlösungen und Lack-Schlämme, Polymerlösungen, Elastomerlösungen aus der Lösemittelpolymerisation, Klebstoffe und Dichtmassen.
Mit den Apparaten wird ferner eine kontinuierliche oder chargenweise Kontakttrocknung, wasser- und/oder lösemittelfeuchter Produkte, oftmals ebenfalls unter Vakuum, durchgeführt. Die Anwendung ist vor allem gedacht für Pigmente, Farbstoffe, Feinchemikalien, Additive, wie Salze, Oxyde, Hydroxyde, Antioxidantien, temperaturempfindliche Pharma- und Vitaminprodukte, Wirkstoffe, Polymere, synthetische Kautschuke, Polymersuspensionen, Latex, Hydrogele, Wachse, Pestizide und Rückstände aus der chemischen oder pharmazeutischen Produktion, wie Salze, Katalysatoren, Schlacken, Ablaugen gedacht. Anwendung finden diese Verfahren auch in der Lebensmittelproduktion, beispielsweise bei der Herstellung und/oder Behandlung von Blockmilch, Zuckeraustauschstoffen, Stärkederivaten, Alginaten, zur Behandlung von Industrieschlämmen, Ölschlämmen, Bioschlämmen, Papierschlämmen, Lackschlämmen und allgemein zur Behandlung von klebrigen, krustenden zähpastösen Produkte, Abfallprodukten und Zellulosederivaten.
In einem Mischkneter kann eine Polykondensationsreaktion, meist kontinuierlich und meist in der Schmelze, stattfinden und wird vor allem verwendet bei der Behandlung von Polyamiden, Polyester, Polyacetaten, Polyimiden, Thermoplaste, Elastomere, Silikone, Harnstoffharze, Phenolharze, Detergentien und Düngemittel. Zum Beispiel findet sie Anwendung auf Polymerschmelzen nach einer Massepolymerisation auf Derivate der Methacrylsäure.
Stattfinden kann auch eine Polymerisationsreaktion, ebenfalls meist kontinuierlich. Dies wird angewendet auf Polyacrylate, Hydrogele, Polyole, thermoplastische Polymere, Elastomere, syndiotaktisches Polystyrol und Polyacrylamide.
In Mischknetern kann ein Entgasen und/oder Devolatilisieren stattfinden. Angewendet wird dies auf Polymerschmelzen, nach (Co-) Polymerisation von Monomer(en), nach Kondensation von Polyester oder Polyamidschmelzen, auf Spinnlösungen für synthetische Fasern und auf Polymer- oder Elastomergranulate bzw. -pulver im festen Zustand. Ganz allgemein können im Mischkneter feste, flüssige oder mehrphasige Reaktionen stattfinden. Dies gilt vor allem für Backreaktionen, bei der Behandlung von Flusssäure, Stearaten, Cyaniden, Polyphosphaten, Cyanursäuren, Zellulosederivaten, -ester, -äther, Polyacetalharzen, Sulfanilsäuren, Cu-Phthalocyaninen, Stärkederivaten, Ammoniumpolyphosphaten, Sulfonaten, Pestiziden und Düngemittel. Des weiteren können Reaktionen fest-/gasförmig (z.B. Karboxylierung) oder flüssig-/gasförmig stattfinden. Angewendet wird dies bei der Behandlung von Acetaten, Aciden, Kolbe-Schmitt-Reaktionen, z.B. BON, Na-Salicylaten, Parahydroxibenzoaten und Pharmaprodukten.
Reaktionen flüssig/flüssig erfolgen bei Neutralisationsreaktionen und Umesterungsreaktionen.
Ein Lösen und/oder Entgasen in derartigen Mischknetern findet bei Spinnlösungen für synthetische Fasern, Polyamiden, Polyester und Zellulosen statt.
Ein sogenanntes Flushen findet bei der Behandlung bzw. Herstellung von Pigmenten statt. Eine Solid-State-Nachkondensation findet bei der Herstellung bzw. Behandlung von Polyester, Polycarbonaten und Polyamiden statt, ein kontinuierliches Anmaischen z.B. bei der Behandlung von Fasern, z.B. Zellulosefasern mit Lösungsmitteln, eine Kristallisation aus der Schmelze oder aus Lösungen bei der Behandlung von Salzen, Feinchemikalien, Polyolen, Alkoholaten, ein Compoundieren, Mischen (kontinuierlich und/oder chargenweise) bei Polymeren-Mischungen, Silikonmassen, Dichtmassen, Flugasche, ein Koagulieren (insbesondere kontinuierlich) bei der Behandlung von Polymersuspensionen. in einem Mischkneter können auch multifunktionale Prozesse kombiniert werden, beispielsweise Erhitzen, Trocknen, Schmelzen, Kristallisieren, Mischen, Entgasen, Reagieren - dies alles kontinuierlich oder chargenweise. Hergestellt bzw. behandelt werden dadurch Polymere, Elastomere, anorganische Produkte, Rückstände, Pharmaprodukte, Lebensmittelprodukte, Druckfarben. In Misch knetern kann auch eine Vakuumsublimation/ Desublimation stattfinden, wodurch chemische Vorprodukte, z.B. Anthrachinon, Metallchloride, Ferrozene, Jod, metallorganische Verbindungen usw. gereinigt werden. Ferner können pharmazeutische Zwischenprodukte hergestellt werden.
Eine kontinuierliche Trägergas-Desublimation findet z.B. bei organischen Zwischenprodukten, z.B. Anthrachinon und Feinchemikalien statt.
Im Wesentlichen werden einwellige und zweiwellige Mischkneter unterschieden. Ein einwelliger Mischkneter ist beispielsweise aus der AT 334 328, der CH 658 798 A5 oder der CH 686 406 A5 bekannt. Dabei ist in einem Gehäuse eine axial verlaufende, mit Scheibenelementen besetzte und um eine Drehachse in einer Drehrichtung drehende Welle angeordnet. Diese bewirkt den Transport des Produktes in Transportrichtung. Zwischen den Scheibenelementen sind Gegenelemente am Gehäuse feststehend angebracht. Die Scheibenelemente sind in Ebenen senkrecht zur Kneterwelle angeordnet und bilden zwischen sich freie Sektoren, welche mit den Ebenen von benachbarten Scheibenelementen Kneträume ausformen. Eine mehrwellige Misch- und Knetmaschine wird in der CH-A 506 322 beschrieben. Dort befinden sich auf einer Welle radiale Scheibenelemente und zwischen den Scheiben angeordnete axial ausgerichtete Knetbarren. Zwischen diese Scheiben greifen von der anderen Welle rahmenartig geformte Misch- und Knetelemente ein. Diese Misch- und Knetelemente reinigen die Scheiben und Knetbarren der ersten Welle. Die Knetbarren auf beiden Wellen reinigen wiederum die Gehäuseinnenwand.
Diese bekannten zweiwelligen Mischkneter haben den Nachteil, dass sie aufgrund des achtförmigen Gehäusequerschnitts im Bereich der Verbindung der beiden Wellengehäuse eine Schwachstelle aufweisen. In diesem Bereich entstehen bei der Verarbeitung zäher Produkte und/oder bei Prozessen, die unter Druck ablaufen, hohe Spannungen, die nur durch aufwendige konstruktive Massnahmen beherrscht werden können.
Ein Mischkneter der oben genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 517 068 B1 bekannt. Bei ihm drehen in einem Mischergehäuse zwei achsparallel verlaufende Wellen entweder gegensinnig oder gleichsinnig. Dabei wirken auf Scheibenelementen aufgesetzte Mischbarren miteinander. Neben der Funktion des Mischens haben die Mischbarren die Aufgabe, produktberührte Flächen des Mischergehäuses, der Wellen und der Scheibenelemente möglichst gut zu reinigen und damit ungemischte Zonen zu vermeiden. Insbesondere bei stark kompaktierenden, aushärtenden und krustenden Produkten führt die Randgängigkeit der Mischbarren zu hohen örtlichen mechanischen Belastungen der Mischbarren und der Wellen. Diese Kraftspitzen treten insbesondere beim Eingriff der Mischbarren in denjenigen Zonen auf, wo das Produkt schlecht ausweichen kann. Solche Zonen sind z.B. dort gegeben, wo die Scheibenelemente auf der Welle aufgesetzt sind.
Ferner ist aus der DE 199 40 521 A1 ein Mischkneter der o.g. Art bekannt, bei welchem die Tragelemente im Bereich der Knetbarren eine Ausnehmung ausbilden, damit der Knetbarren eine möglichst grosse axiale Erstreckung aufweist. Ein derartiger Mischkneter hat eine hervorragende Selbstreinigung aller produktberührten Flächen des Gehäuses und der Wellen.
In vielen Fällen müssen die zu behandelnden Produkte auf ihre Zusammensetzung und/oder ihren Zustand hin untersucht werden. Dies stellt natürlich eine besondere Schwierigkeit bei den hier in Frage stehenden Vorrichtungen dar, da in der Regel die Behandlung des Produktes in einem geschlossenen Gehäuse stattfindet, und zwar sowohl bei einem Rührkessel als auch bei einem Extruder oder Mischkneter. Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, eine Probeentnahme des zu behandelnden Produktes zu verbessern. Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass dem Innenraum zumindest ein Probenehmer zugeordnet ist.
Das bedeutet, dass erfindungsgemäss eine eigenständige Baueinheit vorgesehen wird, mit der eine Probeentnahme bewerkstelligt wird. Dieses geschieht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kontinuierlich. Das bedeutet, dass während des Behandlungsprozesses, ohne die Maschine abzustellen, Produkt in unterschiedlichsten Zuständen in kleinen Mengen ausgetragen wird und zwar bevorzugt in einem beliebigen Aggregatszustand, sei es flüssig, viskos oder auch rieselfähig. Dabei kann in dem Innenraum ein Überdruck bis z.B. 10 bar oder auch ein tiefes Vakuum, z.B. 3 mbar, herrschen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel der Probenehmer direkt in das Gehäuse bzw. einen Gehäusemantel eingebaut. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Probennehmer ein periskopartiges Sehrohr auf, das sich in den Innenraum des Gehäuses erstreckt. Bevorzugt kann es sogar bis an die Welle reichen, so dass es auch als Reinigungselement für die Welle Verwendung finden kann.
Dieses Sehrohr besitzt eine Öffnung, die von einer Einrichtung belegt ist, mit der eine Produktprobe durch das Sehrohr aus dem Innenraum und aus dem Gehäuse transportiert werden kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht nur darauf beschränkt, besteht diese Einrichtung im wesentlichen aus einer Schnecke, die in der Öffnung dreht. Die Schnecke besitzt dabei Schneckengänge, mit denen die Probe in dem Innere des Sehrohrs weitertransportiert werden kann. Dies geschieht bis zu einem Austragsbereich, an den ein Austragsrohr anschliesst, durch das die Probe den Probennehmer verlassen kann. Damit nicht versehentlich eine Probe weiter über den Austragsbereich hinaus gelangt, ist die Schnecke nach dem Austragsbereich mit einem gegenläufigen Gang versehen, der das Produkt ebenfalls hin zum Austragsbereich verfrachtet. Zum Betrieb der Schnecke sind entsprechende Getriebe bzw. Antriebe vorgesehen. Der Vorteil der Monoschnecke liegt darin, dass sie ohne ein Zwischengetriebe angetrieben werden kann. Schnecken und Antriebe zusammen können kostengünstig hergestellt werden. Bevorzugt soll der Schnecke in dem Sehrohr noch ein Verdränger zugeordnet sein. Dieser Verdränger greift mit Stiften in die Einzugsgänge ein, so dass es hier zu einem Stau der Probe und zu einem gesteuerten Austrag kommen kann. Die Stifte garantieren eine hohe Oberflächenrauhigkeit im Gehäuse verglichen mit den Gängen der Schnecke, die möglichst wenig Produktreibung haben sollen. Dies führt zu günstigeren Reibungsverhältnissen im Transportteil.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anstelle des Verdrängers der Schnecke eine Zweitschnecke zugeordnet, die mit Gängen belegt ist, die denjenigen der ersten Schnecke entsprechen. Bevorzugt drehen beide Schnecken gleichläufig, so dass die Produktprobe zwischen ihnen nach unten befördert wird.
Bei dieser Austragsdoppelschnecke sind die beiden Schnecken bevorzugt über ein Spezialgetriebe, angelehnt an ein Planetengetriebe, miteinander verbunden, so dass ihre Drehung synchronisiert ist. Auf diese Weise können auch sehr kleine Achsabstände realisiert werden.
Der Vorteil der Austragsdoppelschnecke besteht in kürzeren Lagerdistanzen an den Wellen
kleine Bauweise
grosse Einzugsschnecke Eingriff mehrerer Gänge gleichzeitig, dadurch kleinerer spezifischer Flächenbelastung im Gangbereich
kleinere Baukosten Die Lagerung der Schneckenwellen erfolgt über Gleitlager oder Nadellager, bei grösseren Achsabständen können auch axiale Rollenlager oder Kugellager eingesetzt werden.
Diese Anordnung mit zwei Schnecken bzw. Schnecke und Verdränger kann natürlich auch bei Öffnungen vorgesehen werden, die direkt in dem Gehäuse bzw. Gehäusemantel vorgesehen sind. In diesem Fall sind dann Schnecke bzw. Verdränger waagrecht angeordnet.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung soll der Öffnung ein beliebiges Einzugselement für das Produkt zugeordnet sein. Dies gilt sowohl für das Sehrohr als auch für die Öffnung in dem Gehäusemantel selbst.
In einem einfachen Ausführungsbeispiel, auf das allerdings die Erfindung nicht beschränkt ist, besteht das Einzugselement aus einer Kette, welche zwischen sich eine Produktprobe mitnimmt. Diese Kette umschlingt bevorzugt zwei beabstandete Kettenräder, wobei ein Kettenrad angetrieben ist. Mit einer derartigen Anordnung ist auch die Probeentnahme durch zwei Öffnungen in der Gehäusewand möglich, was vor allem für Doppelschnecken-Mischkneter gilt, bei denen dann Probenehmer zwischen an den beiden Wellen im Gehäuse angeordnet sind.
Mit derartigen Probenehmern können sehr gezielt und bewusst auch sehr kleine Mengen an Proben kontinuierlich entnommen werden. Die entsprechende Steuerung erfolgt über die Drehzahl der Schnecke bzw. des Einzugselements, sprich Kette. Das Ziel ist eine Überwachung der Produkt-Qualität und zwar eine Übersicht über das Profil der Konzentration, Temperatur und Viskosität. Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Probenehmer, eingesetzt in eine Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes; Figur 2 einen Querschnitt durch den Probenehmer entlang Linie II-II in Figur 1 ;
Figur 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Probenehmers, eingesetzt in einen Doppelwellenkneter;
Figur 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Probenehmers, eingesetzt in einen Gehäusemantel einer Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes; Figur 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Probenehmers, eingesetzt in einen Gehäusemantel einer Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes.
In Figur 1 ist in einen Gehäusemantel 1 eines ansonsten nicht näher gezeigten Gehäuses einer Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes ein Probenehmer 2 eingesetzt. Dieser besitzt ein Sehrohr 3, das mit seiner Spitze 4 beinahe bis an eine Welle 5 heranragt und dabei einen Innenraum 6 des Gehäuses durchdringt. Die Spitze 4 kann dabei so ausgebildet sein, dass sie eine Schabkante zum Abreinigen der Welle 5 ausbildet. Insbesondere schliesst an die Spitze 4 in diesem Fall eine schräge Stirnfläche 7 an, die mit der Welle 5 einen sich öffnenden Winkel ausbildet. Das Sehrohr 3 führt durch den Gehäusemantel 1 nach aussen und ist im Bereich des Gehäusemantels 1 von einer Stützhülse 8 umfangen. An die Stützhülse 8 schliesst ein Lagerblock 9 an, auf den ein Getriebe 10 und/oder ein nicht näher gezeigter Antrieb folgt.
Von dem Getriebe 10 bzw. dem Antrieb wird eine Schnecke 1 1 in dem Sehrohr um eine Längsachse A gedreht. Diese Schnecke 1 1 weist zwei gegenläufig ausgerichtete Gänge auf und zwar einen Einzugsgang 12, der von einer Öffnung 13 in dem Sehrohr bis zu einem Austragsbereich 14 verläuft, während sich anschliessend an den Austragsbereich 14 auf der Schnecke 1 1 ein gegenläufiger Gang 15 befindet. Vom Austragsbereich 14 weg weist schräg nach unten ein Austragsrohr 16, durch das Proben ausgetragen werden.
Die Schnecke 1 1 selbst ist in dem Lagerblock 9 in einem Lager 17 gehalten und dreht in diesem Lager 17.
In dem Sehrohr 3 wird die Schnecke 1 1 von einem Verdränger 18 hinterfangen. Radial durchziehen den Verdränger 18 Stifte 19, die mit ihrer Spitze in den Einzugsgang 12 eingreifen.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Ein beliebiges zu behandelndes Produkt, beispielsweise ein Monomer, das in der Vorrichtung einem Polymerisationsverfahren unterworfen wird, wird von einem Einlass zu einem Auslass transportiert. Dies geschieht mit Hilfe von Transportelementen, die, nicht näher gezeigt, jedoch aus dem Stand der Technik bekannt, an der Welle 5 angeordnet sind. Knetbarren fördern das zu behandelnde Produkt und arbeiten mit ebenfalls nicht näher gezeigten Knetgegenelementen zusammen, die von einer Gehäuseinnenwand 20 in den Innenraum 6 hineinragen.
Beim Transport des Produktes passiert das Produkt auch den Probenehmer 2, so dass Produkt in die Öffnung 13 gelangen kann. Hier wird das Produkt von der Schnecke 1 1 bzw. dem Einzugsgang 12 erfasst und entlang der Längsachse A in Richtung zum Austragsbereich 14 gefördert. Die Stifte 19 wirken dabei als Sperrstifte.
Das Ausführungsbeispiel eines Probenehmers 2.1 gemäss Figur 3 unterscheidet sich von demjenigen nach Figur 1 , dass in dem Sehrohr 3 anstelle des Verdrängers eine Zweitschnecke 22 vorgesehen ist, deren Gänge mit demjenigen der Schnecke 1 1 übereinstimmen. Das heisst, auch die Zweitschnecke besitzt einen Einzugsgang 12.1 und einen gegenläufigen Gang 15.1 , die sich jeweils beidseits des Austragsbereichs 14 erstrecken. Ansonsten sind die übrigen Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen wie in Figur 1 gekennzeichnet. Anstelle eines Sehrohrs ist bei dem Ausführungsbeispiels eines Probenehmers 2.2 in den Gehäusemantel 1 ein Gehäuseeinsatz 23 eingesetzt. Dieser Gehäuseeinsatz 23 bildet zum Innenraum 6 hin eine Öffnung 13.1 aus, in welcher die Schnecke 1 1 , allerdings nunmehr liegend bzw. waagrecht angeordnet ist. Dieser Schnecke 1 1 ist ebenfalls die Zweitschnecke 22 liegend zugeordnet. Ansonsten entspricht der gesamte Aufbau dem Ausführungsbeispiel eines Probenehmers 2.1 gemäss Figur 3.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel eines Probenehmers 2.3 gemäss Figur 5 besitzt ein Gehäuseeinsatz 23.1 zwei Öffnungen 13.1 und 13.2. In diesen Öffnungen 13.1 und 13.2 dreht eine Endloskette 24 um zwei Kettenräder 25.1 und 25.2, wobei das Kettenrad 25.2 angetrieben ist. In den Öffnungen 13.1 und 13.2 werden Proben des zu behandelnden Produktes mitgenommen und durch entsprechende Austräge 26.1 und 26.2 nach unten befördert, je nach dem, ob die Endloskette links- oder rechtsdrehend ist. Bezugszeichenliste
Gehäusemantel 34 67
Probenehmer 35 68
Sehrohr 36 69
Spitze 37 70
Welle 38 71
Innenraum 39 72
Schräge 40 73
Stützhülse 41 74
Lagerblock 42 75
Getriebe 43 76
Schnecke 44 77
Einzugsgang 45 78
Öffnung 46 79
Austragsbereich 47
Gegenläufiger Gang 48 A Längsachse
Austragsrohr 49
Lager 50
Verdränger 51
Stift 52
Gehäuseinnenwand 53
Antrieb 54
Zweitschnecke 55
Gehäuseeinsatz 56
Endloskette 57
Kettenrad 58
Austrag 59
60
61
62
63
64
65
66

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Behandeln eines Produktes in einem Gehäuse mit Gehäusemantel (1 ), welches einen Einlass und einen Auslass für das Produkt aufweist, wobei sich in dem Gehäuse zumindest eine Welle (5) mit Transportelementen zum Befördern des Produktes in einem Innenraum (6) des Gehäuses von dem Einlass zu dem Auslass befindet, dadurch gekennzeichnet, dass dem Innenraum (6) zumindest ein Probenehmer (2, 2.1 , 2.2, 2.3) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Probenahme kontinuierlich erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse bzw. ein Gehäuseeinsatz (23, 23.1 ) zumindest eine Öffnung (13.1 ,
13.2) zur Aufnahme des Produktes aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenehmer (2, 2.1 ) mit einem Sehrohr (3) in den Innenraum (6) des Gehäuses eingreift, wobei das Sehrohr (3) eine Öffnung (13) zur Aufnahme einer Probe des Produktes aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sehrohr (3) bzw. in dem Gehäuseeinsatz (23) zumindest eine Schnecke (1 1 , 22) vorgesehen ist.
6. Vornchtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (1 1 ) in dem Sehrohr (3) bzw. in dem Gehäuseeinsatz (23) und bevorzugt auch in der Öffnung (13, 13.1 ) dreht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (1 1 , 22) einen Einzugsgang (12) und nach einem Austragbereich (14) einen gegenläufigen Gang (15) aufweist.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnecke (1 1 ), gegebenenfalls unter
Zwischenschaltung eines Getriebes (10), ein Antrieb (21 ) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnecke (1 1 ) in dem Sehrohr (3) bzw. in dem Gehäuseeinsatz (23) ein Verdränger (18) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Verdränger (18) aus Stifte (19) in die Einzugsgänge (12) einragen.
1 1 . Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnecke (1 1 ) in dem Sehrohr (3) bzw. in dem Gehäuseeinsatz (23) eine Zweitschnecke (22) zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Schnecken (1 1 , 22) gleichläufig drehen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schnecken (1 1 , 22) über ein Getriebe (10) mit einem Antrieb (21 ) verbunden sind.
14. Vornchtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (13, 13.1 , 13.2) ein Einzugelement (24) für das Produkt angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzugelement eine Kette (24) ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette (24) zwei beabstandete Kettenräder (25.1 , 25.2) umschlingt.
17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzugelement (24) in zwei Öffnungen (13.1 , 13.2) in dem Gehäuse bzw. in dem Gehäuseeinsatz (23.1 ) angeordnet ist.
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