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VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN VON KUGELN
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Kugeln
aus einer Schmelze des Kugelmateriales, die -tropfenförmig in einer inerten Flüssigkeit
verteilt - darin zum Bilden der Kugelform der Wirkung der Oberflächenspannung ausgesetzt
wird und anschliessend durch Abkühlung in Kugelform erstarren gelassen wird, sowie
auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Derartige Verfahren sind beispielsweise aus den DE-PSen 1 295 531
und 1 918 685 oder aus der DE-OS 2 107 051 bekannt geworden. Bei allen diesen Verfahren
ist man davon ausgegangen, dass das Kugelmaterial zunächst in flüssige Form gebracht
wurde, worauf es in Tropfen zerteilt in die inerte Flüssigkeit eingeführt wurde.
Naturgemäss besitzen derartige Schmelzen eine erhebliche Viskosität und Adhäsionskraft.
Es kann daher nicht ausbleiben, dass sich beim Zerteilen der Schmelze in Tröpfchen
und Tropfen Fäden bilden, die einer einwandfreien Ausbildung der Kugelform abträglich
sind. Dazu kommt, dass die Grösse der so gebildeten Kugeln von mancherlei Faktoren
-wie Temperatur, Druck der Schmelze od.dgl. - abhängig ist, wobei all diese Faktoren,
die Einhaltung vorbestimmter Kugelgrössen erschweren. Vorlallem aber benötigt die
Erzeugung und Abtrennung der Tropfen viel Zeit, was einem hohen Durchsatz entgegensteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine höhere Ausstossleistung
zu erhalten. Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass das Kugelmaterial in im
wesentlichen noch festem, jedoch bereits entsprechend dem Kugelvolumen zerteilten
Zustand in die Flüssigkeit
eingebracht wird, dass als Flüssigkeit
eine bei Erhitzung temperaturbeständige Flüssigkeit verwendet wird, und dass das
Kugelmaterial in der Flüssigkeit auf Schmelztemperatur erhitzt wird, worauf die
fertigen Kugeln abgekühlt werden. Das Zerteilen des Kugelmaterials in noch festem
Zustande kann nämlich mit herkömmlichen Methoden viel leichter exakt vorgenommen
werden, und durch das Einbringen des im wesentlichen noch festen Materiales in bereits
zerteiltem Zustande in die inerte Flüssigkeit wird eine Fadenbildung vermieden.
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Wenn nun die Flüssigkeit annähernd das gleiche spezifische Gewicht,
zweckmässig ein geringfügig kleineres, wie die Schmelze bzw. das Kugelmaterial besitzt
und/oder die Viskosität der inerten Flüssigkeit angepasst wird, so ist gesichert,
dass das noch feste Kugelmaterial nicht nach dem Eindringen in die Flüssigkeit sofort
zu Boden sinkt und dort aufgrund des Eigengewichtes oder durch Quetschung durch
benachbartes Kugelmaterial verformt wird. Wie später noch erläutert wird,ist es
vorteilhaft, wenn das spezifische Gewicht der Flüssigkeit geringfügig kleiner gewählt
wird, und zwar in einem solchen Masse, dass beim Absinken von geschmolzenem Kugelmaterial
sich nicht aufgrund der Sinkgeschwindigkeit eine Formung (Tropfenform) ergibt.
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Während als Kugelmaterial zweckmässig ein Kunststoff,vorzugsweise
Polyamid, z.B. PA 12, verwendet wird, eignet sich als Flüssigkeit vor allem Silikonöl.
Silikonöl ist nicht nur inert und sehr temperaturbeständig, sondern es wird auch
in vielen verschiedenen Dichten und Zähigkeiten erzeugt, so dass es leicht an die
Dichte des Kugelmateriales angepasst werden kann.
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Im Prinzip ist es zwar denkbar, das Verfahren so durchzuführen, dass
mit Hilfe einer entsprechenden Strahlung selektiv nur das in der Flüssigkeit befindliche,
zerteilte Kugelmaterial erhitzt wird. In der Praxis wird es sich jedoch als einfacher
erweisen,
die Flüssigkeit selbst auf Schmelztemperatur zu erhitzen.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist üblicherweise
eine Heizeinrichtung zur Erzielung einer Schmelze des Kugelmateriales und wenigstens
einen Behälter für die inerte Flüssigkeit auf, und ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizeinrichtung zwecks Erhitzung des Kugelmateriales in der inerten Flüssigkeit
an wenigstens einen Behälter angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden
Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen,
wobei die Fig. 1 bis 3 je einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform zeigen und
Fig. 3A eine Draufsicht im Sinne der Linie A-A der Fig. 3.
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Gemäss Fig. 1 ist ein Trogeimerförderer 1 vorgesehen, ähnlich, wie
er aus den DE-PSen 2 428 176 oder 2 558 378 bekannt geworden sind. Derartige Trogeimerförderer
besitzen den Vorteil, dass sie sehr gut zum Fördern von Flüssigkeiten geeignet sind
und ein hohes Durchsatzvolumen aufweisen. Dabei sind an Kettengliedern 2 trogförmige
Eimer 3 befestigt, von denen der jeweils vordere Eimer 3 den dahinterliegenden mit
einer Wandkrümmung 4 übergreift, so dass Schüttgüter verlustfrei und ohne Verschmutzungsgefahr
fortlaufend in die Tröge 3 eingefüllt werden können. Die Ketten 2 sind in bekannter,
hier nicht dargestellter Weise über Rollen geführt.
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An der linken Seite der Fig. 1 ist zu Beginn der Vorrichtung ein Bandförderer
5 vorgesehen und in nicht dargestellter Weise gelagert. Mit Hilfe des Bandförderers
5 wird schmelzbares Material in festem Zustande angeliefert. Dieses Material ist
z.B. aus Kunststoffstangen viereckigen Querschnittes gleichmässig
zu
Kunststoffquadern 6 zerteilt, die an der Oberseite des Bandförderers 5 in bereits
vereinzelter Form herangebracht werden. Es ist dabei nicht erforderlich, dass pro
Längeneinheit des Bandes des Förderers 5 nur ein einziger Kunststoffquader 6 herangebracht
wird, sondern es können über die Breite des Bandes nebeneinander auch mehrere, jedoch
von einander separierte Materialteilchen vorgesehen sein. Wesentlich ist lediglich,
dass nach Tunlichkeit Materialanhäufungen vermieden werden, um später Verklebungen
einzelner Kunststoffkörper zu vermeiden.
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Die Trogeimer 3 sind bis zu einem vorbestimmten Niveau 7 mit einer
inerten und hitzebeständigen Flüssigkeit gefüllt, die vorzugsweise wenigstens annähernd
(unter Berücksichtigung der späteren Temperaturunterschiede) die gleiche Dichte
wie das Kunststoffmaterial 6 aufweist, so dass die Teile 6 in der Flüssigkeit 7
schweben oder wenigstens nicht mit ihrem vollen Gewicht am Grunde der Flüssigkeit
aufliegen.
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie die Kunststoffquader vom Bandförderer
5 in einen Trogeimer 3 eingefüllt werden, und es ist strichliert angedeutet, wie
die Quader 6 in der Flüssigkeit 7 schweben. Hierauf durchläuft der Trogeimerförderer
1 einen Tunnelofen 8 oder eine ähnliche Heizeinrichtung, dem beispielsweise Heissgase
im Gegenstrom über einen Einlass 9 zugeführt und von einem Auslass 10 abgeführt
werden. In diesem Tunnelofen od.dgl. wird die Flüssigkeit 7 in den Trogeimern 3
bis zur Schmelz temperatur des zu Kugeln zu formenden Materiales 6 erhitzt. Dementsprechend
ist die Fördergeschwindigkeit des Trogeimerförderers 1 und die Temperatur im Tunnelofen
8 abgestimmt.
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Mit dem Erweichen der Kunststoffquader 6 kommt die Oberflächenspannung
mehr und mehr zur Wirkung, so dass das ursprünglich quaderförmige Material spätestens
gegen den Ausgang 11 des Tunnelofens 8 Kugelgestalt annimmt, wie dies anhand der
Kugeln
6' ersichtlich ist.
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In diesem Zustande werden die Trogeimer 3 über eine Zwischenzone 12
einer Kühleinrichtung 13 zugeführt, die im Prinzip gleichartig wie der Tunnelofen
8 aufgebaut sein kann, durch die jedoch zwischen Einlass 14 und Auslass 15 Kühlluft
hindurchgeführt wird. Auf diese Weise wird das zu Kugeln 6' geformte Material erstarren
gelassen und später in nicht dargestellter Weise den Trogeimern 3 wieder entnommen,
beispielsweise indem die Trogeimer 3 an einer Wenderolle über ein schräg angeordnetes
Sieb entleert werden, wodurch die fertigen Kugeln in einen Behälter abrollen, wogegen
die Flüssigkeit in einem unter dem Sieb angeordneten Sammelbehälter aufgefangen
wird. Selbstverständlich können anstelle eines Siebes auch andere Trennvorrichtungen
verwendet werden, beispielsweise eine solche, wie sie später anhand der Fig. 3 beschrieben
wird.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 durchläuft das Kugelmaterial 6 eine
lotrechte Bahn bei seiner Behandlung statt des im wesentlichen horizontalen Transportweges
bei der Ausführung nach Fig. 1. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch verdeutlicht
wird, ergeben sich eine Anzahl von Vereinfachungen bei einer derartigen Anordnung.
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Zunächst ist anstelle einer Vielzahl von Behältern 3 (Fig. 1) ein
einziger, säulenförmiger Behälter 103 vorgesehen, der allerdings aus mehreren Behälterabschnitten
3a, 3b, 3c, 3d, einem Konusabschnitt 3e, einem Ventilabschnitt 3f und einem Endabschnitt
3g besteht.
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Statt des Bandförderers 5 der Fig. 1 ist hier eine Vereinzelungsvorrichtung
mit einem Förderer 5a kombiniert. Diese Vorrichtung weist einen Vorratsbehälter
16 für das bereits zerteilte, beispielsweise ebenfalls quaderförmige (auch Zylinderscheibchen
wären
denkbar), , Kugelmaterial 6 auf. An den Vorratsbehälter 16 schliessteine Art Zellenrad
17, das von einem Motor 18 antreibbar ist. An den Motor 18 ist eine Motorsteuerschaltung
19 angeschlossen, wobei die Motorgeschwindigkeit über ein Einstellglied R vorwählbar
ist.
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Durch das Zellenrad 17 werden einzelne Materialteilchen nacheinander
durch eine Röhre 20 gesandt, die im vorliegendem Ausführungsbeispiel zwei Mündungen
21, 22 aufweist. Im*Bedurrh eine reiche der Mündung 22 ist eineSvom Motor 18 angetriebene
Nocke 23 periodisch betätigte Klappe 24 vorgesehen, die das eine Mal das Kugelmaterial
6 der Mündung 21 zuleitet und die Mündung 22 abdeckt, das andere Mal in die aus
Fig. 2 ersichtliche Stellung gelangt, in der die Mündung 22 freigegeben wird. Auf
diese Weise wird eine gleichmässige örtliche Verteilung des Kugelmateriales 6 über
den Querschnitt des Behälters 103 gesichert. Es versteht sich, dass auch mehr als
zwei Ausmündungen 21, 22 vorgesehen sein können, dass einer einzigen Ausmündung
eine, z.B. rotierende, Verteilerscheibe zugeordnet sein kann und dass das Abdecken
verschiedener Ausmündungen auch auf andere Weise und mit anderen Antrieben erfolgen
kann.
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Das aus den Mündungen 21, 22 austretende Kugelmaterial 6 gelangt in
den oberen Behälterabschnitt 3a, der als Doppelmantelgefäss mit einem ihn umgebenden
Mantel 25 ausgebildet ist.
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Der Mantel 25 kann in bekannter Weise mit Schraubengängen versehen
sein, durch die ein Wärmeträger, beispielsweise Heisswasser, in gleichmässigen Windungen
um den Behälterabschnitt 3a herumführbar ist. Hierbei wird dieser Wärmeträger zweckmässig
im Gleichstrongeführt, d.h. von einem mit einem Regler versehenen Wärmetauscher
26 über einen Einlass 28 eingespeist und an der Unterseitelvon einem Auslass 27
abgezogen.. Dadurch wird einer sonst möqlichen Konvektionsströmung innerhalb der
Flüssiqkeit 7 entgegenqewirkt.Zur rascheren Erwärmung des oberen Abschnittes der
in dem Behälter 103 enthaltenen Flüssigkeitssäule einer inerten Füssigkeit,
d.i.
z.B. Silikonöl, können von der Behälterwandungdes Behälterabschnittes 3a im Querschnitt
kreuzförmig oder speichenartig abstehende Wärmeleitbleche 29 eingebaut sein.
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Der Behälterabschnitt 3a bildet mit dem darunterliegenden Behälterabschnitt
3b die Heizzone des Behälters 103, wobei je nach dem verwendeten Kugelmaterial es
zweckmässig sein mag, im Behälter 3a eine Vorheizung und im Behälter 3b eine höhere
Temperatur vorzusehen oder umgekehrt das Kugelmaterial im Bereiche des Behälters
3a schockartig auf eine hohe Temperatur zu erhitzen und im Behälterabschnitt 3b
gerade so viel Wärme zuzuführen, dass das Kugelmaterial im geschmolzenen Zustande
erhalten wird. Dementsprechend ist auch der Behälterabschnitt 3b mit einem Mantel
25 versehen, der mit einem Wärmeaustauscher 26 in Verbindung steht. Die Einzelheiten
dieser Anordnung entsprechen der oben beschriebenen. Es versteht sich aber auch,
dass beide Abschnitte 3a, 3b zu einem gemeinsamen Abschnitt 3a' zusammengefasst
sein können, wie dies später anhand der Fig. 3 beschrieben wird. In jedem Falle
entsprechen die Behälterteile 3a, 3b der Fig. 2 bzw. 3a' der Fig. 3 einer Heizzone
8a bzw. der vom Tunnelofen 8 gebildeten Heizzone der Fig. 1.
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Daran schliesst sich ebenso wie in Fig. 1 eine Zwischenzone 12a, die
in Fig. 2 von einem Behälterabschnitt 3c gebildet ist, der von einer Isolierschicht
30 umgeben sein kann. Auf diese Zwischenzone 12a folgt eine Kühlzone 13a, die im
Falle der Fig. 2 von den Behälterabschnitten 3d und 3e gebildet ist, in der das
Kunststoffmaterial 6 nach Bildung von Kugeln 6' ohne besondere Massnahmen auskühlen
bzw. erstarren lassen wird. Die Kugeln sammeln sich dann im Bereiche eines Klappenventiles
31 des Ventilabschnittes 3f und können durch Verstellung der Klappe 31 um 900 in
den darunterbefindlichen Endteil 3g abgelassen werden.
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Jeder der Behälterteile 3a bis 3g ist mit dem benachbarten Behälterteil
über Flanschen 32 und Befestigungsschrauben 33 verbunden. Obwohl diese Verbindung
bei den Behälterteilen 3a bis 3f nach ihrer Herstellung eine bleibende ist und daher
auch durch andere Verbindungen oder durch einstückige Ausführung ersetzt werden
kann, hat sie für den Behälterteil 3g eine weitere Funktion. Um nämlich die fertigen
Kugeln dem Behälterteil 3g entnehmen zu können, wird das Klappenventil 31 in die
aus Fig. 2 ersichtliche Stellung gebracht, d.h. geschlossen. Schliesslich wird ein
Ablasshahn 34 geöffnet und der obere Teil der Flüssigkeitssäule des Endteiles 3g
abgelassen.
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Sodann kann der Endteil 3g vom Ventilteil 3f durch Lösen der zugehörigen
Schrauben 33 abmontiert werden, und man kann die in einem Sieb 35 im Inneren des
Endteiles 3g angesammelten Kugeln herausheben und entleeren. Anschliessend wird
der Endteil 3g samt dem leeren Sieb 35 wieder am Ventilteil 3f angeschraubt.
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Während mit Hilfe der Vorrichtung gemäss Fig. 2 zwar eine kontinuierliche
Zufuhr von Kugelmaterial 6, jedoch nur eine chargenweise Entnahme der fertigen Kugeln
möglich ist, zeigt Fig. 3 eine andere Ausführung mit rein kontinuierlichem Betrieb.
Wiederum ist ein säulenförmiger Behälter 203 vorgesehen, der eine Heizzone 8a, eine
Zwischenzone 12a und eine Kühlzone 13a aufweist, von denen gewünschtenfalls die
Zwischenzone 12a auch weggelassen werden kann. Der Inhalt des Behälters 203 ist
wie im Behälter 103 eine inerte, temperaturbeständige Flüssigkeit, deren Dichte
geringfügig kleiner ist als die des Kugelmateriales 6. Durch Veränderung der Dichte
oder Zähigkeit kann die "Transportgeschwindigkeit",d.h. die Sinkgeschwindigkeit,
des Kugelmateriales 6 bzw. 6' beeinflusst werden. Eine andere Einflussgrösse ist
beispielsweise das Volumen des Kugelmateriales,das jedoch meist aufgrund der gewünschten
Kugelgrösse vorgegeben ist. Wie bereits erwähnt, eignet sich Silikonöl besonders
für diese Zwecke, weil Oelsorten verschiedener Dichte
und Zähigkeiten
am Markte sind und durch Mischen verschiedener Sorten auch Zwischenwerte für die
Dichte erhältlich sind. Andere denkbare Flüssigkeiten sind beispielsweise Wasser-Glykol-Gemische
usw.
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Anstelle des Förderers 5a gemäss Fig. 2 dient hier für die Funktionen
des Transportes und des Vereinzelns sowie auch der gleichmässigen Verteilung der
Material stücke 6 über den Querschnitt des Behälters 203 (vgl. die Teile 21 bis
24 in Fig. 2) ein kreisförmig schwingender Wendelförderer 5b, dem das Kugelmaterial
durch einen Einfülltrichter 35 auf den Grund des Wendelgefässes 36 zugeführt wird,
von wo es durch die kreisförmige Schwingbewegung über eine Wendelfläche 37 nach
oben gefördert wird. Die Materialteilchen 6 bewegen sich dabei zur Folge der kreisförmigen
Schüttelbewegung an der Aussenwand 38 des Gefässes 36 entlang. Zweckmässig im Bereiche
der obersten Wendel, insbesondere im Bereiche der letzten 180° befindet sich eine
Ablenkfläche 39, die sich von der Aussenwand 38 schräg gegen die Mitte zu erstreckt,
deren freies Ende 40 hingegen um ein solches Mass gegenüber der Breite der Wendelbahn
37 versetzt ist, dass ein quaderförmiger Materialteil 6 in der Diagonale gerade
noch passieren kann. Dadurch wird gesichert, dass an dieser Schikane 39 jeweils
nur ein einziges Materialteilchen 6 hindurchgelassen wird und diese so voneinder
separiert bzw. vereinzelt werden. Sollte entlang der Bahn 37 einmal eine grössere
Menge gleichzeitig angeliefert werden, so kann es höchstens geschehen, dass ein
Teil dieser Menge seitlich abgedrängt wird und auf die nächste Stufe (vgl. Fig.
3) zurückfällt. Zur Einstellung des Durchlassquerschnittes am freien Ende der Schikane
39 kann deren Winkel zur Wendelbahn 37 einstellbar sein.
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Auf diese Weise werden die Materialteilchen 6 einer Mündungswendel
41 zugeführt, von deren Mündung sie in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise in den
Behälter 203 fallen. Dabei erfolgt
eine gleichmässige Verteilung
über den Querschnitt des Behälters 203 dadurch, dass eben der Wendelförderer Sb
eine kreisförmige Schwingbewegung ausführt, so dass die vereinzelten Materialteilchen
6 an verschiedenen Stellen der Flüssigkeitsoberfläche in den Behälter 203 fallen.
Wegen dieser dreifachen Funktion des Wendelförderers 5b ist seine Anwendung in diesem
Zusammenhang von besonderen Vorteil.
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Der Behälter 3a' ist wiederum mit einem Oel- oder Heisswassermantel
25 ausgerüstet und besitzt seitlich von den Behälterwänden abstehende und über einen
Teil des Radius des Behälterteiles 3a' ragende Wärmeleitrippen 29a, die an ihrer
Oberkante in der ersichtlichen Weise abgeschrägt sind, um etwaiges darauffallendes
Kugelmaterial 6 in das Behälterinnere abzulenken. Der Mantel 25 ist in der bereits
beschriebenen Weise mit einem Wärmetauscher verbunden.
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An die Heizzone 8a schliesst sich die Zwischenzone 12a, die in diesem
Falle von einem Behälterteil 3d gebildet ist. Dieser Behälterteil 3d ist ebenso
wie im Falle der Fig. 2 ohne die Isolierschicht 30 ausgebildet, so dass bereits
in der Zwischenzone 12a die Abkühlung beginnen kann. Dies setzt voraus, dass die
Heizzone 8a genügend lang ist bzw. die Dichten des Kunststoffmateriales 6 und der
Flüssigkeit 7 so weit aneinander angeglichen sind, dass die Umformung von der Quaderform
zur Kugelform bereits am unteren Ende des Behälterteiles 3a' erfolgt. Die Zwischenzone
12a hat dabei lediglich den Zweck, die gegenseitige energetische Beeinflussung von
Heizzone 8a und Kühlzone 13a zu vermindern, was umso leichter ist, als sich die
gekühlte Zone ja unten befindet und daher eine Konvektionsströmung der Flüssigkeit
7 sich an sich nicht ausbilden kann.
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Auf den Behälterteil 3d folgt in der Kühlzone 13a ein baulich dem
Behälterteil 3a der Fig. 2 entsprechender Behälterteil 3a", der jedoch mit seinem
Mantel 25 nicht an einen Zufluss für
einen Wärmeträger angeschlossen
ist, sondern an eine Kühlmittelquelle (nicht dargestellt). Zur besseren Verteilung
der Kühlung können hier wiederum die kreuzförmig angeordneten Kühlbleche 29 oder
Kühlrippen 29a vorgesehen sein.
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Um nun eine kontinuierliche Entnahme der fertigen Kugeln am unteren
Ende des Gefässes 203 zu ermöglichen, ist an den Behälterteil 3a" ein Konusteil
42 angeschraubt, der in zylinderförmigen Ausbauchungen 43 seiner Gehäusewandung
zwei mit einem Gummibelag 44 versehene Quetschwalzen 45 gelagert hat. Die Quetschwalzen
45 sind durch angedeutete Druckfedern 46 gegeneinander gedrückt, doch mag es gewünschtenfalls
genügen, eine einzige federbelastete Walze gegen eine ortsfest gelagerte Walze vorzusehen.
Die Walzenoberfläche ist zweckmässig gegen die Gehäuseausbauchungen 43 abgedichtet,
beispielsweise durch an der Walzenoberfläche auf ruhende Gummileisten. Bezüglich
der Dichtung braucht jedoch kein übermässiger Aufwand getrieben zu werden, da geringe
Leckverluste an Flüssigkeit 7 kaum in die Waagschale fallen.
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Die Quetschwalzen 45 werden auf nicht dargestellte Weise so rasch
(bzw. langsam) angetrieben, dass die im Konusteil 42 ankommenden fertigen Kugeln
zwischen sie geraten, erfasst werden und - eingebettet in dem Gummibelag 44 - nach
aussen gedrückt werden, wogegen die Flüssigkeit 7 im Inneren des Behälters 203 wegen
der Elastizität des Belages 44 zurückgehalten wird. Mit einer derartigen Trennvorrichtung
ist daher eine einwandfreie und kontinuierliche Trennung von Kugeln und Flüssigkeit
möglich.
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Das erfindungsgemässe Verfahren soll nachstehend noch an Hand von
Beispielen erläutert werden.
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Beispiel 1 Im Handel erhältliche Pellets von Polyamid 12 mit den ungefähren
Massen
von 2 x 2 x 1,5 mm wurden einzeln in eine Vorrichtung gemäss Fig. 2 gefördert. Der
säulenförmige Behälter 103 dieser Vorrichtung war mit Silikonöl von 1000 cSt (bei
25° C) und einem spezifischen Gewicht von 0,97 g/ccm (bei 200 C) gefüllt, womit
es spezifisch etwas leichter als der Kunststoff war. Die Höhe des Behälters 103
war so abgestimmt, dass sich auf Grund der Sinkgeschwindigkeit des Kunststoffmateriales
eine Gesamtverweildauer von etwa 20 Minuten ergab.
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Davon betrug die Verweilzeit innerhalb der Heizzone 8a ungefähr 12
Minuten. Das Silikonöl wurde in der Heizzone 8a auf 2300 C aufgeheizt. Nach 20 Minuten
erhielt man im Endabschnitt 35 gleichmässig geformte Polyamidkugeln von etwa 1,46
mm Durchmesser (die Differenz zum theoretischen Volumen der eingefüllten Kunststoffquaderergibt
sich wohl durch deren abgerundete Ecken). Die Sinkgeschwindigkeit des Kunststoffmateriales
wurde dabei in einem Bereich gehalten, bei dem für jeden durchlaufenen Meter 350
bis 600s benötigt wurden, doch kann die dafür benötigte Zeit noch höher liegen.
So ergeben sich Behälterhöhen zwischen 1,5 und 4m.
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Beispiel 2 In einer Vorrichtung gemäss Fig. t wurden Polyäthylenstückchen
eingeführt, die man von einer extrudierten Stange in gleichmässig grossen Scheiben
abgeschnitten hatte. Die Dichte des Materiales betrug bei 1650 C 0,84 g/ccm. Ein
Behälter 3 war mit Silikonöl einer Dichte von 0,94 g/ccm und einer Zähigkeit von
20 cSt gefüllt, das in der Heizzone 8 auf 165° C aufgeheizt wurde. Durch das Erhitzen
wurden die Dichten so weit einander angeglichen, dass das Kugelmaterial in der Flüssigkeit
schwebte. Die Verweilzeit des Kugelmateriales in der Heizzone 8. betrug 8 min. 30
sec., die Gesamtverweilzeit etwa 17 min., nach welcher Zeit gleichmässig geformte
Kugeln erhalten wurden.
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Beispiel 3 Um die Leistungskapazität mit einem derartigen Verfahren
an der Vorrichtung gemäss Fig. 2 festzustellen, wurde ein Dauerversuch unter den
Bedingungen gemäss Beispiel 1 durchgeführt. Es ergab sich, dass innerhalb von 24
Stunden etwa 150 000 Kugeln erhalten werden konnten.
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In weiteren Versuchen wurden Kugeln von 0,5 bis 5 mm hergestellt,
wobei Acetalherz, Polymethylmethacrylat, PVC, Stearin (zur Herstellung von Wachsperlen)
und ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat als Kugelmaterial verwendet
wurden. Es zeigte sich dabei, dass im Vergleich die Kugeln aus Polyamid gemäss Beispiel
1 den Anforderungen in Rührwerksmühlen am besten entsprechen.
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Ausser mit den genannten Oelsorten können auch mit Rüböl, Leinöl und
Olivenöl, sowie mit einer synthetischen, von der Firma Vaughan unter der Bezeichnung
HFA vertriebenen Flüssigkeit gute Resultate erzielt werden, doch erwies sich Si-Silikonöl
wegen seiner verschiedenen Dichten und Viskositäten am vielseitigsten. Da die Zähigkeit
und die Dichte sich mit der Temperatur unterschiedlich ändern, können durch richtige
Wahl der Heiztemperatur diese Parameter ebenfalls beeinflusst werden.