DE2520244B2

DE2520244B2 - Beschickungsvorrichtung fuer eine schneckenstrangpresse

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Publication number: DE2520244B2
Application number: DE19752520244
Authority: DE
Priority date: 1975-05-07
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2520244C3; DE2520244A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für eine Schneckenstrangpresse zum Plastifizieren, Kneten und Homogenisieren von in rieselfähigem Zustand eingegebenem Material, insbesondere von plastizierbaren keramischen Massen und Kunststoffen, mit mindestens einer' in einer zugeordneten Gehäusebohrung drehbar angeordneten Schnecke, wobei der mindestens einen Gehäusebohrung ein evakuierbarer und gasdicht mit dem Gehäuse verbundener Aufgabebehälter vorgeordnet ist, und wobei ein die Materialzufuhr steuernder Füllstandgeher im Aufgabebehälter vorgesehen ist.

Eine derartige Beschickungsvorrichtung für eine Schneckenstrangpresse ist aus der US-PS 30 36 335 bekannt. Die Materialzufuhr erfolgt hierbei über eine Einfüll-Leitung, in der ein von dem Füllstandgeber gesteuertes Ventil vorgesehen ist, aufgrund des Vakuums im Aufgabebehälter, wobei mit dem Materialstrom Luft in den Behälter eingesaugt wird, die wiederum über eine Vakuumpumpe mit vorgeschalteten Filtern abgesaugt wird. Insbesondere bei Einsatz von pulverförmiger!! Material wird beim Evakuieren ein Teil dieses Materials mitgerissen und führt nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit zu Verstopfungen der Filter, die dann gereinigt werden müssen. Weiterhin ist nicht auszuschließen, daß dieses Material durch die Filter hindurch in die Vakuumpumpe gelangt und dort zu Verschleißerscheinungen führt. Schließlich kann dann, wenn überhaupt Luft in nennenswertem Umfang in den Aufgabebchälter gelangt, trotz des Vorhandenseins der Vakuumpumpe nicht ausgeschlossen werden, daß die Luft - wenn auch in geringem Umfang - in die Schneckenstrangpresse gelangt. Dies ist aber insofern wiederum nachteilig, als derartige evakuierbare Beschickungsvorrichtungen nur an Schneckenstrangpressen eingesetzt werden, die selbst wiederum unter Teilvakuum arbeiten, damit das in der Schneckenstrangpresse piastizierte oder aufgeschmolzene Material frei von flüchtigen Bestandteilen bleibt oder wird.

Aus der Zeitschrift »Gummi-Asbest-Kunststoffe«, 1970, Heft 11, Seiten 1222 und 1224 ist eine Beschickungsvorrichtung für eine Schneckenstrangpresse bekannt, bei der ein Aufgabebehälter mit dem Gehäuse der Schneckenstrangpresse verbunden ist, und der über eine Vakuumschleuse mit der Gehäusebohrung der Schneckenstrangpresse verbunden ist. Um den Übertritt von Material in die Vakuumpumpe zu verhindern, sind Staubfilter vorgesehen, die sich aber insofern bei Einsatz von feinem oder pulverförmigem Material schnell zusetzen und zu Betriebsstörungen führen können. Außerdem ist auch hierbei nicht auszuschließen, daß Material in die Vakuumpumpe gelangt und diese beschädigt.

Aus der US·PS 27 85 455 sind als Vakuumschleusen ausgebildete Zellenradschleusen bekannt. Aus der DT-OS 18 02 694 sind Zellenradschleusen als Dosiereinrichtungen bekannt.

Aus der DT-AS 15 29 822 ist es bekannt, in einem einer Aufgabeschnecke für eine Schneckenstrangpresse vorgeordneten Aufgabebehälter ein Rührwerk vorzusehen, mittels dessen Brückenbildungen und damit Störungen der Materialzufuhr zur Aufgabeschnecke unterbunden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschickungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß ein Lufteintritt in den Aufgabebehälter bei der fortlaufenden Zugabe von Material in den Aufgabebehälter weitgehend ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Dem Aufgabebehälter ist eine Vakuumschleuse zur Materialzufuhr vorgeschaltet:

b) der Vakuumschleuse ist eine Dosiereinrichtung vorgeschaltet;

c) der Füllstandgeber ist mit dem Motor der Dosiereinrichtung gekoppelt;

d) es ist eine Steuereinrichtung für die Vakuumschleuse in Abhängigkeit von dem Volumenstrom der Dosiereinrichtung vorgesehen, die den Motor der Vakuumschleuse derart steuert, daß das jeweilige Gesamtfördervolumen der Vakuumschleuse pro Zeiteinheit etwa gleich dem von der Dosiereinrichtung zugeführten Volumenstrom ist.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß irgendeine Luftzufuhr zum Aufgabebehälter praktisch völlig unterbunden wird, da unabhängig von der pro Zeiteinheit zuzuführenden Materialmenge die Vakuumschleuse ständig vollständig mit Material gefüllt ist, so daß sie keine Luft zusammen mit dem Material in den Aufgabebehälter transportieren kann, wie es bei einem

Arbeiten der Vakuumschleuse mit Teilfüllung der Fall ware. Da praktisch keine Luft in den Aufgabebehältcr gelangen kann, braucht auch praktisch keine Luft abgesaugt zu werden, so daß entsprechende einer Vakuumpumpe vorgeschaltete Filter sie!' nicht zusetzen können. In der Regel können diese Filter sogar vollständig entfallen. Außerdem kann das Material nicht in Vakuumpumpe gelangen und dort nicht zu Vcr-Schleißerscheinungen führen. Schließlich kann sich hierbei auch nicht Luft — wenn auch nur in feinster Verteilung — am Material anlagern und trotz des Vorhandenseins einer Vakuumpumpe in die Schneckenstrangpresse gelangen.

Wenn als Dosiereinrichtung eine Dosierwaage, beispielsweise eine Bandwaage, vorgesehen ist, dann ist gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung der Steuereinrichtung eine Multiplizierstufe zur Einstellung des spezifischen Schüttgewichts des Materials zugeordnet. Hierdurch erfolgt also praktisch eine Umrechnung des Gewichts des von der Dosiereinrichtung pro Zeiteinheit der Vakuumschleuse zugeführten Materials auf dessen Volumen. Zweckmäßigerweise wird als Vakuumschleuse eine bekannte Zellenradschleuse vorgesehen. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn im Aufgabebehälter ein Rührwerk vorgesehen ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Material im Aufgabebehälter nicht Brücken bilden kann, die ein Nachfließen des Materials aus dem Aufgabebehälter in die Gehäusebohrung verhindern. Da das Material selber im Aufgabebehälter als praktisch gasdichte Absperrung der Einlaßöffnung im Gehäuse gegen Vakuumzone in der Schneckenstrangpresse dient, ist es insoweit von Vorteil, immer einen gleichbleibenden Füllstand zu erhalten.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die einen vertikalen Längsschnitt durch eine Schneckenstrangpresse mit einer vorgeschalteten Beschickungsvorrichtung und einer nachgeschalteten Entgasungseinrichtung zeigt, näher erläutert.

In einem Gehäuse 1 ist eine Schnecke 2 angeordnet, die aus einer Schneckenwelle 3 besteht, auf der schraubenlinienförmig verlaufende Schneckenwindungen 4 angebracht sind, zwischen denen Schneckengänge 5 liegen. Die Schnecke 2 ist in einer Gehäusebohrung 6 des Gehäuses t derart angeordnet, daß die Schneckenwindungen 4 nur ein geringes Laufspiel gegenüber der Wand der Gehäusebohrung 6 haben. Das Gehäuse 1 besteht aus einzelnen Abschnitten Γ, 1", V" und 1"", die jeweils mittels zugeordneter Flansche 7, von denen nur zwei dargestellt sind, fluchtend zusammeng^chraubt sind. Die Abschnitte 1' bis I"" des Gehäuses 1 sind zwischen stirnseitigen Tragplatten 8 bzw. 9 angeordnet, die auf einem Fundament IO abgestützt sind. Die .Schneckenwelle 3 ist durch die Tragplatte 8 hindurchgeführt und wird von dieser Seite von einem Motor 11 unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 12 und einer Kupplung 13 angetrieben. Hinter der Tragplatte 9 ist das austrittsseilige Ende 14 des Gehäuses 1 angeordnet. Auf der Schneckenwelle 3 sind f>o Stauscheiben 15 angebracht, in denen das zu behandelnde Material besonders intensiv geknetet wird. Derartige Stauscheiben sind aus der DT-PS 9 40 109 (entsprechend US-PS 28 14 472 und GB-PS 7 55 069) bekannt. In der Nähe der Tragplatte 8 ist eine Beschickungsvorrichtung 16 vorgesehen. Diese besteht im wesentlichen aus einem trichterförmigen Aufgabebehälter 17, der gasdicht oberhalb einer mit der Gehäusebohrung 6 verbundenen Einzugsöffnung 18 des Gehäuses 1 angeordnet und mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Auf einem oberen deckelartigen Abschluß 19 des Aufgabebehälters, 17 ist ein Motor 20 angeordnet, auf dessen fliegend gelagerter Welle 21, die ebenfalls gasdicht durch den Abschluß 19 hindurchgeführt ist, rahmenartige Rührelemente 22 angebracht sind, die die Innenwand des unteren trichterartigen Teils 23 des Behälters 17 überstreichen, wodurch verhindert wird, daß sich in diesem Bereich Material unter Brückenbildung stauen kann. Damit ist ein einwandfreier Nachlauf des in dem Aufgabebehälter 17 befindlichen pulverförmigen oder granulatförmigen Materials durch die Einzugsöffnung 18 in die Einzugszone A der Schneckenstrangpresse gewährleistet.

Auf einem horizontalen Absatz 24 des deckelartigen Abschlusses 19 ist eine als Zellenradschleuse ausgebildete, handelsübliche Vakuumschleuse 25 angebracht, die von einem Motor 26 antreibbar ist. Entsprechend ihrer Funktion als Vakuumschleuse ist das Zellenrad 27 gegenüber seinem Gehäuse 28 gasdicht abgedichtet. Die Auslaßseite 29 der Vakuumschleuse 25 mündet in den Aufgabebehälter 17. Einlaßseitig ist der Vakuumschleu se 25 ein Zuführirichter 30 vorgeschaltet, der mit einer Entlüftungsöffnung 31 versehen ist. In den Zuführtrichter 30 mündet eine Dosiereinrichtung 32 ein, über die das in der Schneckenstrangpresse zu behandelnde pulver- oder granulatförmige Material in den Zuführtrichter 30 der Vakuumschleuse 25 eingegeben wird. Der Dosiereinrichtung 32 ist ein Vorratsbunker 33 für dieses Material vorgeschaltet. Der Antrieb der Dosiereinrichtung 32 erfolgt mittels eines Motors 34.

Im oberen Bereich des trichterartigen Teils 23 des Aufgabebehälters 17 ist ein handelsüblicher Füllstandgeber 35 angebracht, der jeweils ein Signal abgibt, wenn der Materialspiegel 36 im Aufgabebehälter 17 unter einen vorgegebenen Wert absinkt oder über einen vorgegebenen Wert ansteigt.

Dieser Materialspiegel 36 liegt auf jeden Fall unterhalb der Auslaßseite 29 der Vakuumschleuse 25. Wird eines dieser beiden Signale vom Füllstandgeber 35 gegeben, so läuft es über eine mehradrige Leitung 37 zu einer Signalverarbeitungseinrichtung 37'. Von dieser Signalverarbeitungseinrichtung 37' wird der Motor 34 der Dosiereinrichtung 32 entweder bei Vorliegen eines den maximalen Füllstand anzeigenden Signals auf geringere Drehzahl oder bei Vorliegen eines den minimalen Füllstand repräsentierenden Signals auf höhere Drehzahl geschaltet, d. h. die aus dem Vorratsbunker 33 in den Zuführtrichter 30 der Vakuumschleuse 25 eingegebene Materialmenge pro Zeiteinheit wird verringert oder erhöht. Bei der Dosiereinrichtung 32 kann es sicn um eine jeweils handelsübliche Dosierwaage oder volumetrisch arbeitende Dosiereinrichtung handeln. In der Zeichnung ist schematisch eine handelsübliche Bandwaage dargestellt.

|e nach der von der Dosiereinrichtung 32 registrierten, dem Zuführtrichter 30 zugeführten Materialmenge wird über einen entsprechenden Drehzahlregler 48 der Motor 26 und damit das Zellenrad 27 derart angetrieben, daß das von der Dosiereinrichtung 32 zugeführte Materialvolumen immer gleich dem Gesamtdurchsatzvolumen der Vakuumschleuse ist; d. h. die Drehzahl des Zellenrades wird so nachgesteuert, daß das Gesamtvolumen des Zellenrades 27 multipliziert mit der Drehzahl des Zellenrades 27 pro Zeiteinheit immer etwa gleich dem pro Zeiteinheit von der Dosiereinrichtung 32 zugeführten Materialvolumen ist. Wenn die

DosicrcinrichUing 32 — wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Fall — als Dosierwaage arbeitet, also das durchlaufende Materialgcwichl pro Zeiteinheit registriert, wird dem Drehzahlregler 48 noch eine Multiplizierstufc 38 vorgeschaltet, die die von der Regislrierslufe 39 der Dosiereinrichtung 32 kommenden Signale mit dem Schüttgewicht (spezifischen Gewicht) des Materials multipliziert, damit dem pro Zeiteinheit durch die Dosiereinrichtung geförderten Materialvolumen entsprechende Signale zum Drehzahlregler 48 kommen. Durch diese Maßnahmen wird gewährleistet, daß praktisch keine Luft mit dem Material durch die Vakuumschleuse 25 in den Aufgabebehälter 17 gelangen kann.

Am oberen deckelartigen Abschluß 19 des Aufgabebehälters 17 ist eine mit dessen Innenraum verbundene Leitung 40 angebracht, über die der Innenraum des Aufgabebehällers 17 mittels einer Vakuumpumpe 41 weitgehend evakuiert werden kann.

Die Gehäusebohrung 6 ist im Bereich der Durchführung der Schneckenwelle 3 durch die Tragplatte 8 durch gasdichte Wellendichtungcn 42, beispielsweise handelsübliche Simmerringe, abgedichtet.

Der Einzugszone A im Gehäuse 1 folgt eine Druckaufbau- und Plastifizierzonc B. der eine durch die Slauschciben 15 gebildete Knetzone C nachgeschaltct ist. Im Anschluß daran ist eine Entspannungszonc D, in der das in Förderrichtung 43 durch das Gehäuse 1 geförderte und inzwischen plastifizierte oder aufgeschmol/.cnc Material entgast wird, vorgesehen. Hierzu ist über einer entsprechenden Entgasungsbohrung 44 eine Haube 45 gasdicht mit dem Gehäuse 1 verbunden, von der eine Leitung 46 zu einer Vakuumpumpe 47 führt. Wenn die durch die Entgasungsbohrung 44, die

ίο Haube 45, die Leitung 46 und die Vakuumpumpe 47 gebildete Entgasungseinrichtung fortgelassen ist, dann dient ausschließlich die den Aufgabebehälter 17 teilweise evakuierende Vakuumpumpe 41 als Emgasungseinrichtung, was in vielen Fällen bereits ausrcichend ist.

Als zu behandelnde Materialien kommen keramische Pulver, z. B. Katalysatorträgermassen, oder Kunststoffpulver bzw. Kunststoffgranulat in Betracht.

In einem praktisch realisierten Fall wurde eine pulvrige Katalysatorträgermasse mit einer Korngröße von 5 bis 50 μιη in den Aufgabebehälter 17 eingegeben, wobei bei einer Füllstandshöhe von 50 bis 60 cm oberhalb der Einzugsöffnung 18 des Gehäuses 1 eine ausreichende gasdichte Absperrung gegen die Vakuum-

zone erreicht wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Beschickungsvorrichtung für eine Schneckenstrangpresse zum Plastizieren, Kneten und Homoge· niesieren von in rieselfähigem Zustand eingegebenem Material, insbesondere von plastizierbaren keramischen Massen und Kunststoffen, mit mindestens einer in einer zugeordneten Gehäusebohrung drehbar angeordneten Schnecke, wobei der mindestens einen Gehäusebohrung ein evakuierbarer und gasdicht mit dem Gehäuse verbundener Aufgabebehälter vorgeordnet ist, und wobei ein die Materialzufuhr steuernder Füllstandgeber im Aufgabebehälter vorgesehen, ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Dem Aufgabebehälter (17) ist eine Vakuumschleuse (25) zur Materialzufuhr vorgeschaltet;

b) der Vakuumschleuse (25) ist eine Dosiereinrichtung (32) vorgeschaltet;

c) der Füllstandgeber (35) ist mit dem Motor (34) der Dosiereinrichtung (32) gekoppelt;

d) es ist eine Steuereinrichtung für die Vakuumschleuse (25) in Abhängigkeit von dem Volumenstrom der Dosiereinrichtung (32) vorgesehen. die den Motor (26) der Vakuumschleuse derart steuert, daß das jeweilige Gesamtfördervolumen der Vakuumschleuse pro Zeiteinheit etwa gleich dem von der Dosiereinrichtung zugeführten Volumenstrom ist.

2. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch I mit einer Dosierwaage, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung eine Multiplizierstufe (38) zur Einstellung des spezifischen Schüttgewichts des Materials zugeordnet ist.

3. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vakuumschleuse (25) eine Zellenradschleuse vorgesehen ist.

4. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufgabebehälter (17) ein Rührwerk vorgesehen ist.