DE1579106A1 - Schneckenpresse zur Vorentwaesserung und Trocknung von Synthesekautschuk - Google Patents

Schneckenpresse zur Vorentwaesserung und Trocknung von Synthesekautschuk

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DE1579106A1 DE19631579106 DE1579106A DE1579106A1 DE 1579106 A1 DE1579106 A1 DE 1579106A1 DE 19631579106 DE19631579106 DE 19631579106 DE 1579106 A DE1579106 A DE 1579106A DE 1579106 A1 DE1579106 A1 DE 1579106A1
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Westermann Dr Hans
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Description

  • Schneckenpresse zur Vorentwässerung und trocknung von Synthesekautschuk Es ist bekannt, Synthesekautschuk in Bandtrocknern oder in Extrudern zu trocknen. Dabei eignen sich Schneckenmaschinen oder Extruder zur Trocknung insbesondere solcher Synthesekautschuke, die sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften auf den dblichen Warmluft-Band trocknern schwer oder gar nicht trocknen lassen.
  • Die Trocknung des Synthesekautschuks umfaßt zwei Verfahrensstufen, und zwar einmal die mechanische Vorentwässerung und zum anderen die thermische Trocknung. Zur Vorentwässerung eignen sich z,B. Vibrationssiebe, Abquetschrollen, Drehzellenfilter, Zentrifugen und Schneckenmaschinen. Da die mechanische Vorentwässerung wesentlich billiger als die thermische Trocknung ist, werden möglichst hohe Entwässerungsgrade angestrebt. Die höchsten Drucke und damit die besten Entwässerungseffekte lassen sich mit Schneckenmaschinen erreichen. Bei den Entwässerungsschnecken drückt die Förderschnecke das zu entwässernde Produkt durch ein Stauorgan, das als Rückfördergewinde, als Lochscheibe oder als Konusteil, der aus zwei ineinanderlaufenden, gegebenenfalls mit Rillen versehenen Konen besteht, ausgebildet sein kann.
  • Die Förderschnecke ist von einem mit schmalen Schlitzen versehenen Korb, dem sogenannten Seiher, umgeben. Durch diese Schlitze tritt das abgequetschte Wasser aus. Eine besondere 12/63 3 Zeichnungen Formgebung der Schlitze verhindert weitgehend einen Produktaustritt, wenngleich sich ein Verkleben des Seihers durch geringe Anteile durchgepreßten Produkts auf die Dauer nicht vermeiden läßt. Dies führt zu einer zeitlich weder fixier- noch kontrollierbaren Abnahme des Entwässerungsgrades. Aus diesem Grund muß die Maschine in entsprechenden Zeitabständen gereinigt werden.
  • Die Trocknung im Extruder kann auf zwei Wegen erfolgen. Einmal durchläuft der in dem Extruder laufend durch Reibung und Konvektion erhitzte vorentwässerte Kautschuk mehrere Entspannungszonen, in denen der Wasserdampf entweicht. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß aus den Ausdampföffnungen Produkt austritt, das an den heißen Entgasungselementen haften bleibt, sich dort infolge der Temperatureinwirkung zersetst und somit eine Verschmutsungsgefahr für den Kautschuk bildet; gleichzeitig verkleben dadurch allmählich die Ausgasöffnungen.
  • So hat man verschiedentlich - meistens jedoch vergeblich - -versucht, diesen Produktaustritt durch Verwendung von Freihalteschnecken, durch Erhöhung der Zahl der Schnecken und durch geeignete Wahl des Drehsinns der Schnecken zu verhindern. Vorteilhaft gestalten sich diese Verfahren unter Verwendung von Vorrichtungen mit Ausdampföffnungen dadurch, daß man durch Messen der Dampfzustände der entweichenden Dämpfe den Trockenvorgang kurzfristig sehr genau verfolgen kann, womit eine Regelung bzw. Steuerung des Trockenvorganges ermöglicht wird. Man hat auch bereits Vorentwässerung und Trocknung in einer Vorrichtung, die mehrere Ausgasöffnungen aufweist, vorgenommen. Ein energetischer Nachteil dieser Trocknungsverfahren ist Jedoch, daß die Wärme-Energie des heiß austretenden trockenen Kautschuks fllr den Trockenvorgang nicht genutzt wird. m anderen können die Nachteile dieser Arbeitsweise unter Ausnutzung der Tatsache umgangen werden, daß unter Druck erhitzte8 Wasser beim Entspannen explosionsartig verdampft.
  • Bei dieser als Expandertrocknung" bekanntgewordenen Verfahrensweise wird der vorentwässerte Kautschuk unter Druck so lange erhitzt, bis die aufgenommene Energie ausreicht, das Wasser bis auf einen Gehalt von weniger als 0,5 ffi zu verdampfen. Dabei muß darauf geachtet werden, daß der auf den Kautschuk ausgeübte Druck immer über dem Siededruck des Wassers liegt, da es andernfalls schon in der Maschine zu Verdampfungen kommt.
  • Es ist einzusehen, daß bei dieser Verfahrensweise die im Kautschuk enthaltene Wassermenge für dessen Aufreißen und Trocknung eine bedeutsame Rolle spielt. Da das "Expanderverfähren" ein radial geschlossenes Gehäuse voraussetzt, ist es aus meßtechnischen Gründen nicht möglich, die Feuchtigkeit kurzfristig wie bei den Maschinen mit Entgasungsöffnungen zu bestimmen. Man muß daher das Verfahren in der Weise durchführen, daß man zunächst in einer Maschine vorentwässert und mit kontrollierbarer Feuchte in die Expandermaschine einführt.
  • Die Kenntnis des Feuchtigkeitsgehaltes ist für die Temperatureinstellung besonders wichtig, da der Kautschuk sowohl ausreichend trocken als auch ohne Schädigung durch zu starke thermische Beanspruchung die Trockenvorrichtung verlassen soll.
  • Es wurde nun gefunden, daß man Synthesekautschuk unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile in vortmlhafterer Weise vorentwässern und trocknen kann, wenn man dazu eine Schnekkenpresse mit einer oder mehreren Schnecken zum mechanischein Voreatwässere von Synthesekautschuk in - hintereinandergeschaltet - einer drucklosen und einer mit Druck beaufschlagten Stufe und zum thermischen Trocknen mittels Expansionstrocknung einsetzt, bei der das Schneckengehäuse am Trichter (5) mit einem die Schneckenwelle (1) halb'umschliesenden Bodenseiher (6) ausgerüstet ist, daß der sich in Förderrichtung anschließende Gehäuseabschnitt als Rundseiher (7) und der folgende Gehäuseabschnitt (8) geschlossen, aber innen mit axial verlaufenden Flüssigkeitsrückströmkanälen (16) versehen und von außen beheizbar ausgeführt ist, während der sich nun anschließende Gehäuseabschnitt als an sich bekannter, geschlossener ebenfalls von außen beheizbarer, mit einem verengten Produktaustrittsquerschnitt versehener Schneckenzylinder ausgebildet ist und daß die Schnecke in an sich bekannter Weise mit verschiedenen Gewindeabschnitten ausgestattet ist, wobei vom Trichter (5) her bis zum 3nde des Gehäuseabschnittes (8) die Schnecke mit einem Fördergewinde (2) ausgerüstet ist, dem sich als Drosselorgan ein kurzer Abschnitt eines Rückfördergewindes (3) und dann wieder bis zum Schneckenende hin ein Fördergewinde (4) anschließt.
  • Mit dieser Schneckenpresse lassen sich Synthesekautschuke aufarbeiten, die durch Polymerisation von Dienen, z. B. 3utadien und dessen Derivaten, wie Isopren oder 2-Chlorbutadien, oder durch Mischpolymerisation von Dienen und olefinisch ungesättigten Monomeren, z.B. Butadien/Styrol, Butadien/Acrylnitril, erhalten werden können. Auch kautachukartige Mischpolymerisate auf Basis olefiniach ungesättigter Monomerer, wie beispielsweise Äthylen/Propylen-Kautschuke, die zudem noch geringe Anteile an Dienen, z03. Biscyclopentadien, einpolymerisiert enthalten, können danach aufgearbeitet werden.
  • Die mechanische Abtrennung des größeren Teiles der FlAesigkeit aus dem Synthese-Kautschuk-Wasser-Gemisch erfolgt in der radial nicht geschlossenen, sogenannten Seiherzone, durch deren Öffnungen das zu entfernende Wasser austreten kann. Bei dem Transport des Kautschuks durch die Schneckengänge entstehen Scherkräfte, die den Kautschuk örtlich begrenzt unter Druck setzen, so daß die an dem Kautschuk anhaftende Oberflächenfeuchtigkeit und ein Teil der Eapillarfeuchtigkeit entfernt wird. Verfahrenswesentlich ist dabei, daß sich in dieser Zone kein Druck aufbaut, wozu nachfolgende Bedingungen erfüllt sein müssen: 1.) Die Schneckengänge dürfen nur teilweise gefüllt sein, d. h. die effektiv mögliche Fördermenge - entsprechend dem Produkt aus dem pro Umdrehung verdrängbaren Volumen pro Steigung multipliziert mit der Umdrehungszahl pro Zeit ein heit - muß größer als die zu fördernde Produktmenge sein.
  • 2.) Die Schneckenstege dürfen auf das von der Flüssigkeit zu befreiende Gemisch nur Kräfte in Umfangsrichtung, nicht aber in radialer Richtung, ausüben. Dies wird durch die in Figur 2 dargestellten Schneckenstege erreicht, bei denen die sogenannte Schubkante, d.h. die - in Drehrichtung gesehen - hintere Kante senkrecht zu der Drehrichtung steht.
  • 3.) Zwischen dem Außendurchmesser der Schneckenstege und dem Seiher muß ein Spiel von mindestens 1 mm herrschen.
  • Auf diese Weise ist es möglich, Synthesekautschuk-Wasser-Gemische durch die Seiherzone zu fördern und dabei gleichzeitig das Wasser abzuquetschen, ohne daß Kautschukteile, deren geometrische Abmessungen größer als die Seiherabmessungen sind, durch die Öffnung des Seihers hindurchgepreßt werden und damit zum Verkleben und Verstopfen des Seihers führen. Kautschukteile, deren geometrische Abmessungen kleiner als die Öffnungen des Seihers sind, werden durch diese hindurchgespült.
  • Die Art und Weise der Ausbildung der Seiheröffnungen hängt stark von den Eigenschaften des Produktes ab. So werden sie z. B. bei der Entwässerung von Synthesekautschuk als lange, schmale Schlitze mit Spaltbreiten von 0,15 bis 2 mm ausgebildet, während man bei pulverförmigem Gut mehr oder weniger feine Siebe mit Maschenweiten von 80 bis 1000 p wählt, die in geeigneter Weise mechanisch abgestützt werden.
  • Die weitere Entfernung des Wassers erfolgt in einer radial geschlossenen Zone steigenden Drucks, die sich unmittelbar an die Seiherzone anschließt. Erhöht man den auf das Synthesekautschuk-Wasser-Gemisch wirkenden Druck, so steigert sich die Menge an aus dem Gemisch abgetrenntem Wasser, da das Gleichgewicht Wasser-Synthesekautschuk zur Synthesekautschuk-Seite hin verschoben wird. Das abgetrennte Wasser wandert in Bereiche niederen Druckes, in denen der Kautschuk mehr Wasser aufnehmen kann. Es tritt also in der so gestalteten Schneckenpresse eine der mittleren Transportgeschwindigkeit des Kautschuks entgegengerichtete Wass-erströmung auf.
  • Der maximal mögliche Abquetschgrad bei einem bestimmten Druck wird erreicht, wenn die Rückströmungsgeschwindigkeit des Wassers in Richtung des Partialdruckgefälles, das gleichzeitig dem absoluten Druckgefälle entspricht, gleich der mittleren Transportgeschwindigkeit des Kautschuks ist. Der einem bestimmten Abquetschgrad entsprechende Druck ist einmal eine Funktion der durch die chemische Zusammensetzung, s. B. bei Polymerisaten, durch Menge und Art der Monomeren, Emulgatoren, Füllstoffe bedingten physikalischen Eigenschaften des Kautschuks, z. B. die Kohäsionskraft zwischen Kautschuk und Wasser, die Form und Größe der Kapillaren, die Festigkeit des Kautschuks gegenüber Verformungen, somit Änderungen der Kapillarabmessungen und zum anderen von den geometrischen Daten und der Leistung der Maschine abhängig.
  • Der zur Erreichung eines bestimmten Abquetschgrades erforderliche Druck wird durch ein Stau- bzw. Drosselorgan erreicht, d. h. durch Organe, die dem Durchfluß des Kautschuks einen Widerstand entgegensetzen und somit einen bestimmten -Druck erforderlich machen, um diesen Widerstand zu überwinden.
  • Als Drosselorgane sind vorzugsweise zwei Arten von Vorrichtungen in gleichem Maße geeignet. Einmal kann das die Schnekkenwellen umgebende Gehäuse am Austragsende durch eine sogenannte Lochplatte oder einen Lochring abgeschlossen werden, auf denen eine bestimmte Anzahl von Löchern mit bestimmten Durchmessern angeordnet ist.
  • Die wichtigsten Parameter dieser Lochplatte bzw. dieses tochringes sind der freie Ouerschnitt aller Löcher, der Lochdurchmesser und die Lochtiefe. Während mit steigender Lochfläche der Widerstand sinkt, steigt sowohl mit steigender Lochtiefe als auch mit abnehmendem Lochdurchmesser der Widerstand pro Flächeneinheit. Ob Lochringe oder Lochplatten eingesetzt werden, hängt von rein maschinentechnischen Gegebenheiten ab. So braucht z. B. bei einseitig gelagerten Maschinen die Welle nicht durch das Stauorgan zu ragen; mithin ist eine Lochplatte geeignet. Dagegen muß bei zweiseitig gelagerten Maschinen die Welle durch das Stauorgan ragen, so daß als Stauorgan nur ein Lochring infrage kommt.
  • Zzm anderen eignen sich als Drosselorgane Rückfördergewinde, worunter Gewinde verstanden werden, die das zu fördernde Gemisch in einer der von den Fördergewinden hervorgerufenen Strömung entgegengesetzten Richtung zu bewegen versuchen.
  • Auf diese Weise wird dem Durchpressen des Gemisches ein Widerstand entgegengesetzt. Das Ausmaß dieses Widerstandes kann sowohl durch eine Veringerung der Rückfördergewinde als auch durch eine Verringerung der Steigung erhöht werden.
  • Diesen Stauorganen ist gemeinsam, daß beim Auftreffen des Gemisches auf die innere Staufläche jeweils der höchste Druck herrscht, während der Druck beim Verlassen des Stauorgans auf den Außendruck, im allgemeinen auf Normaldruck, abfällt.
  • Verfahrenstechnisch sind die beschriebenen Arten von Drosselorganen gleichwertig; sie haben also keinen unterschiedlimachen Einfluß auf den Ablauf des Trocknungsprozesses.
  • Der zum Durchpressen des vom Wasser weitgehend befreiten Synthesekautschuks durch die Drosselorgane erforderliche Druck muß von den Fördergewinden aufgebaut werden. Die effektive Fördermenge eines Schneckengewindes setzt sich dabei aus der theoretischen Fördermenge, die durch die pro Urldrehung verdrängte Menge, multipliziert mit der Umdrehungszahl pro Zeiteinheit, gegeben ist, und dem durch den Gegendruck entstehenden Rückstrom zusammen. Der Rtokstrom nimmt mit steigendem Gegendruck und steigender Spaltenabmessung zu, während er mit steigender Schneckenlänge bei konstantem Gegendruck abnimmt, da dann der Druckgradient kleiner wird. Das bedeutet einmal, daß zur Erzielung eines bestimmten Gegendruckes bei einer gegebenen Schneckenausbildung eine bestimmte Schneckenlänge erforderlich ist.
  • Zm anderen kann man bei gegebener Schneckenlänge den Gegendruck bzw. den Druckgradient erhöhen, wenn man den RUckstrom, z. B. durch Vergrößerung der Spaltabmessungen, erhöht.
  • Sc lie31ich läßt sich durch Erhöhung des Rückstromes die efletiv zurückfließende Wassermenge vergrößern und somit der Abquetscheffekt wesentlich verbessern.
  • In den Abbildungen 1 bis 3 ist eine beispielhafte Ausfffhrungsform der erfindungsgemäßen Schneckenpresse dargestellt.
  • Der zu entwässernde Kautschuk tritt durch den Trichter (5) in das mit dem Bodenseiher (6) versehene Gehäuse ein, wird von den Fördergewinden (2) erfaßt und gelangt in den Rundseiher (7). Bedingt durch die bei dem Transport auftretenden Scherkräfte wird bereits ein Teil des Wassers entfernt, ohllc daß sich in der Seiherzone, die z. B. von dem Rundseiher (7) gebildet wird, ein für die Vorentwässerung wirksamer Druck aufbaut. Durch den Seiher fließt das abgetrennte Wasser zum überwiegenden Teil ohne wesentlichen Druckgradienten ab. Damit ist die Verstopfungsgefahr für den Seiher beseitigt.
  • Der so vorentwässerte Kautschuk wird von den Förderschnecken (2) in das radial geschlossene beheizbare Gehäuse (8) transportiert. Da das Produkt durch die Stauorgane, z. B. die Rückfördergewinde (3), gepreßt werden muß, haben die Fördergewinde (2) einen entsprechenden Druck aufgebaut. Durch diesen Druckaufbau wird mit steigendem Druck das Gleichgewicht Feststoff/Flüssigkeit immer mehr zur Seite des Feststoffs verschoben. Die abgequetschte Flüssigkeit stromt in Richtung des Druckgefälles, das gleichzeitig dem Partialdruckgefälle der Flüssigkeit entspricht, zurück, kommt in den Seiher (7) und tritt dort durch die Öffnungen aus. Um den Seiher drucklos zu halten, muß das radial geschlossene Gehäuse die Förderschnecken (2) mindestens bis zu der Stelle, an der der Druckaufbau beginnt, umschließen. Die Länge des geschlossenen Gehäuseteiles in der Abpreßzone wird vornehmlich bestimmt durch die Schneckendrehzahl, die Gewindesteigung der Fördergewinde und die Wirksamkeit der eingesetzten Staugewinde (3). Dies kann Gehäuselängen erforderlich machen, die ein 10faches und mehr der Schneckensteigung betragen. Um die Maschine möglichst kurz zu halten, ist es vorteilhaft, durch die Anordnung von Längskanälen (16) die Rückströmung des Kautschuks in der Druckzone zu erhöhen und dadurch den Druckgradienten zu verstärken (vgl. Schnitt A - B in Figur 2). Die Zahl und Ausbildung der Längskanäle (16) ist sowohl von physikalischen Eigenschaften des zu entwässernden Kautschuks als auch von deren Ausgangs- und Endfeuchtigkeit abhängig.
  • Der die Stauzone verlassende vorentwässerte Kautschuk wird in, dem direkt anschließenden radial geschlossenen Gehäuse (9) (Heizzone) durch Konvektion und Reibungswärme auf die Temperatur erhitzt, die erforderlich ist, um das noch vor-@ene Wasser nach dem Austritt aus der Lochplatte (10) unter Entspannen auf Normaldruck zu verdampfen. An keiner Stelle der Heizzone (9) darf dabei der Druck unter den Dampfdruck des Wassers absinken, da andernfalls durch Verdampfungen in der Maschine Unregelmäßigkeiten beim Betrieb auftreten können. Aus diesem Grunde läßt man den Druck in der maschine mit steigender Temperatur ansteigen. Die Austrittsöffnungen der Lochplatte (10) müssen daher derart dimensioniert sein, daß der zum Durchpressen des Kautschuks erforderliche Druck größer als der vor der Lochplatte herrschende Dampfdruck ist.
  • Sobald in den Löchern der Lochplatte der Druck unter den Dampfdruck sinkt, beginnt der Verdampfungsvorgang des Wassers. Der Kautschuk wird dabei aufgerissen und verläßt die Lochplatte (10) als aufgerissener Strang, aus dem die Restfeuchtigkeit durch die darin noch vorhandene Wärmemenge entwucht. Dies hat den Vorteil, daß der Kautschuk schnell abgekühlt wird. Die austretenden Stränge können durch die rotierenden Messer (11) in Stücke definierter Länge geschnitten werden und fallen auf eine Transportvorrichtung, mit der sie z.B. zur Verpackungsanlage befördert werden und auf der noch die letzten Feuchtigkeitsreste verdampfen. Dieser Vorgang kann noch durch ein Anblasen mit kalter oder warmer Luft verstärkt werden. Als Transportvorrichtung kann z.B. ein Transportband, eine Schwingmaschine oder eine pneumatische Transportvorrichtung eingesetzt werden.
  • Bei der Extrusion von Kunststoffen ist es allgemein üblich, aufgebaute ?I3rücken?I von aufgestautem Kunststoff mit Flügelrädern zu zerst@ören. Die Sicherstellung konstanten Produkteinzugs ist bei Kunststoffen gegeben, da deren Deilchengrö-*e uorr,;nlerwcise erheblich unter den Schneckendimensionen liegt und damit den Einzug nicht beeinflußt.
  • Bei der speziell für wasserfeuchte Kautschuktypen geeigneten Vorrichtung handelt es sich um ein Flügelrad (13), dessen Flügel (15) (vgl. Figur 2) unter einem bestimmten Winkel zu der Flügelradachse (14) angeordnet sind. Die geometrischen Abmessungen des Flügelrades (13) sind Funktionen des zu entwässernden Kautschuks und der Dimensionen der Schneckenpresse. Das in den Trichter (5) fallende Produkt (Vgl. Figur 3) wird von den mit dem Winkel M zur Flügelradachse (14) angestellten Flügeln (15) erfaßt und gegen die Förderschnecke (2) gedrückt. Durch die infolge der Relativbewegung der Flügel (15) gegen die Förderschnecken (2) hervorgerufenen Scherkräfte werden bereits örtlich Druckbeanspruchungen auf den Kautschuk ausgeübt, die zu einer ersten Vorentwässerung führen können. Das hierbei ausgequetschte Wasser kann durch den Bodenseiher (7) abfließen. Durch diese Einzugsvorrichtung wird sowohl der Durchsatz erhöht, als auch die Einzugsamplitude geglättet, d.h. die eingezogene Produktmenge pro Zeiteinheit konstant gehalten.
  • Die reibungslose Durchführung des Trocknungsprozesses setzt weiterhin eine gleichmäßige Restfeuchtigkeit nach der Vorentwässerungstufe voraus. Dies bedeutet, da3 der Seiher, aus dem das abgequetschte Wasser abfließt, mit der Zeit nicht verkleben darf. Ein ständiges Preihalten des Seihers ist aber nur möglich, wenn in ihm kein Druck herrscht, durch den das Produkt hindurchgepreßt wird. Genau diese Bedingung wird mit den beanspruchten Vorrichtungen erfüllt.
  • Die Wirkungsweise der beanspruchten Schneckenpresse soll anband des nachfolgenden Beispiels veranschaulicht werden. Die Ausführungsbedingungen selbst lassen sich entsprechend der Art @es zu trockneuden Kautschuks selbstverständlich in vielfacher Weise variieren. So ist es erforderlich, bei der rooknung von beispelsweise cis-1, 4-Polybutadien oder dem als"SBR" bekannten Butadien/Styrol-Ealtkautschuk andere Trocknungsbe-Gingungen und Anordnungen in den Vorrichtungen zu wählen als bei der Trocknung z.B. eines Terpolymeren auf Basis Äthylen/ Propylen. Die Änderungen in den Vorrichtungen können beispielsweise sich erstrecken auf die Gesamtlänge der Maschine, die Länge der Vorentwässerungszone, die in den einzelnen Zonen eingesetzten Schneckenanordnungen, die Ausführung der Lochplatte, die in Lochzahl, Lochdurchmesser und Gesamtaustrittsfläche unterschielich ausgeführt sein kann, sowie der Seiher, bei denen Länge, Spaltweite und Ausführung der Spalt te variable sind.
  • Die erreichbaren Durchsatzwerte werden sowohl durch diese @nderungen in den Vorrichtungen, als auch durch die Art des Elastomeren beeinflußt.
  • Beispiel In einem Doppelschneckenextruder vom Typ "ZSK" (Handelsbezeichnung der Firma Werner und Pfleiderer, Stuttgart) befinden sich Subereinander angeordnete Schnecken mit einem Außendurchmesser von 83 mm und einem Achsabstand von 76 mm bei einer Gehäuselänge von 2410 mm. Die Länge des mit einem Bodenseiher (6) mit 2 mm Spaltbreite und einem seitlich (vgl.
  • Figur 1) angeordneten Flügelrad (13) (Durchmesser: 167 mm) ausgestatteten Einzugsteils beträgt 280 mm. Die Vorentwässerungszone besteht aus einem 120 mm langen Rundseiher mit 2 mm Spaltweite und einem mit 20 atü Dampf beheizbaren 360 mm langen Gehäuseteil mit 10 radial angeordneten Kanälen (16) von 10 mm Durchmesser. Darauf folgt der zum Aufheizen des Kautschuks dienende Teil, bestehend aus geschlosseneun, mit 20 atü Dampf beheizbaren Gehäuseteilen mit einer Gesamtlänge von 1650 mm. Die Förderschnecken (2) sind rechtsgängig, gängig geschnitten und haben bei 120 mm Steigung eine Länge von 720 mm. Die folgenden Stauschnecken (3) haben bei einer Länge von je 20 mm Steigungen von 60 und 30 mm und sind 3gängig mit Linksgewinde geschnitten. Die sich anschlie-Benden Förderschnecken (4) sind 3gängig und rechtsgängig und haben in Richtung des Produktflusses folgende Abmessungen: 320 mm Länge mit 120 mm Steigung, 880 mm Länge mit 80 mm Steigung, 120 mm Länge mit 60 mm Steigung, 100 mm Länge mit 50 mm Steigung und abschließend 40 mm Länge mit 40 mm Steigung.
  • Der Innenraum dieses Schneckenextruders wird abgeschlossen durch eine Lochplatte mit 25 Rund löchern von 5 mm Durchmesser, vor der ein zweiflügeliges rotierendes Messer angeordnet ist.
  • Zur Verarbeitung gelangt ein durch ionische Polymerisation in Hexan hergestelltes Terpolymerisat aus Äthylen/Propylen/ Biscyclopentadien. Das Terpolymerisat, dessen Mooneyplastizität ML-4 = 45 beträgt, fällt im Verlauf der durch Abtreiben des Hexans in heißem Wasser durchgeführten Aufarbeitung in Form wasserfeuchter Krümel an, die etwa 50 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf Feuchtgut, enthalten und einen Durchmesser von 5 bis 10 mm haben. Die feuchten Kautschukkrümel, die eine Temperatur von etwa 20 °C aufweisen, werden über eine Siebvorrichtung von der wäßrigen Phase, in der die Aufarbeitung durchgeführt wurde, abgetrennt und in den Einzugsteil (5) des Extruders eingeführt. Dort werden sie von den unter 45 ° zur Flügelradachse angestellten Flügeln (15) des mit 52 UpM rotierenden Flügelrades (13) erfaßt und den-Förderschnecken (2) zugeführt. Die Schnecken rotieren mit 175 UpM bei einer Antriebsleistung von 51 KW. Die Feuchtigkeit des Terpolymeren fällt nach Burchlaufen-der drucklos betrieh@nen Selherzone auf etwa 30 %, bezogen auf Feuchtgut, ab. Nach Durchlaufen der sich unmittelbar daran anschließenden, unter Druck betriebenen Entwässerungszone beträgt der Feuchtigkeitsgehalt noch etwa- 9,5 %, bezogen auf Feuchtgut.
  • Der so vorentwässerte Kautschuk, der eine Temperatur von 85 °C aufweist, wird in dem radial geschlossenen Gehäuseteil solange weiter erhitzt, bis seine Temperatur bei einem Druck von 43 atü vor der Lochplatte 205 °C beträgt. Der Kautschuk tritt sodann aus der Lochplatte aus, wobei sich das überhitze Wasser auf Normaldruck entspannt und die Temperatur des Kautschuks auf 155 °C abfällt. Der Feuchtigkeitsgehalt des granulierten Kautschuks fällt von nunmehr 0,8 %, bezogen auf die eingesetzten feuchten Kautschukkrümel, im Verlauf der durch tuft bewirkten Abkühlung des Kautschuks auf weniger als 0,5 . Der Durchsatz beträgt 390 kg/Stunde.
  • Mit den beanspruchten Schneckenpressen ist es möglich, mit vermindertem Energieaufwand und geringeren Investitionskosten als bei den bisher üblichen Aufarbeitungsverfahren die Trocknung von Synthesekautschuk durchzuführen, wobei die Durchführung von Vorentwässerung und Trocknung in einer Maschine die Gewähr für ein verschmutzungsfreies Endprodukt bietet.

Claims (3)

  1. Patentansprüche 1. Schneckenpresse mit einer oder mehreren Schnecken zum mechauischen Vorentwässern von Synthesekautschuk in - hintereinandergeschaltet - einer drucklosen und einer mit =Ück beaufschlagten Stufe und zum thermischen Trocknen mituels Expansionstrocknung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schneckengehäuse am Trichter (5) mit einem die Schneckenwelle (1) halb umschließenden Bodenseiher (6) ausgerüstet ist, daß der sich in Förderrichtung anschlieBende Gehäuseabschnitt als Rundseiher (7) und der folgende Gehäuseabschnitt (8) geschlossen, aber innen mit axial verlaufenden Flüssigkeitsrückströmkanälen (16) versehen und von außen beheizbar ausgeführt ist, während der sich nun anschließende Gehäuseabschnitt als an sich bekannter, geschlossener ebenalls von außen beheizbarer, mit einem verengen Produktaustrittsduerschnitt versehener Schneckenzylinder ausgebildet ist und daß die Schnecke in an sich bekannter Weise mit verschiedenen Gewindeabschnitten ausgestattet ist, wobei vom Trichter (5) her bis zum Ende des Gehäuseabschnittes (8) die Schnecke mit einem Fördergewinde (2) ausgerüstet ist, dem sich als Drosselorgan ein kurzer Abschnitt eines Rückfördergewindes 3) und dann wieder bis zum Schneckenende hin ein Bördergewinde (4) anschließt.
  2. 2. Schneckenpresse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n u z e i c h n e t, daß der verengte Produktaustrittsquerschnitt als an sich bekannte Lochplatte ausgeführt ist.
  3. 3. Schneckenpresse nach Anspruch 1 zum besseren Einzug des Koagulats, d a d u r c h g e k e nn s e i c h n e t, daß unterhalb der Trichteröffnung (5) in der Seitenwand neben der Schneckenwelle (1) ein an sich bekanntes Flügelrad angeordnet ist, dessen Achse waagerecht und in eines rechten Winkel zur Schneckenachse verläuft und dessen Flügel einen Anstellwinkel zwischen 0 und 90° haben.
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