DE1273804B

DE1273804B - Vorrichtung zum Nachtrocknen von Kautschukkruemeln

Info

Publication number: DE1273804B
Application number: DEF41026A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Groene; Dr Edgar Muschelknautz
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1963-10-11
Filing date: 1963-10-18
Publication date: 1968-07-25
Also published as: GB1090595A; NL6411803A; NL6412084A; DE1407950A1; US3315806A; GB1034947A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 29h

Deutsche KL: 39 a6 -1/06

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

P 12 73 804.4-16 (F 41026)

18. Oktober 1963

25. Juli 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachtrocknen von Kautschukkrümeln im Anschluß an deren Entwässerung und Trocknung in einer einen Füllstutzen, einen Flüssigkeitsablaß und eine Düsenplatte aufweisenden Schneckenpresse mit einer im Anschluß an die Düsenplatte angeordneten Ringdüse mit einem rohrförmigen, in eine Förderleitung auslaufenden Tubus und einem nachgeordneten Abscheider.

Ein wichtiger Arbeitsschritt bei der Herstellung von Kautschukmassen ist die Trocknung des im Verlauf der Fabrikation anfallenden wasserfeuchten Materials. Für einen solchen Trocknungsprozeß sind verschiedene technische Arbeitsweisen bekannt. Man kann z. B. das feuchte Material als dünnes Band oder in Form einer lockeren Schicht durch einen geheizten und belüfteten Ofen führen. Dabei sind relativ lange Verweilzeiten erforderlich. Während dieser Zeit wird das Produkt an der Oberfläche und im Innern thermisch ungleichmäßig beansprucht, was bei empfindliehen Substanzen zu Schwankungen in den technologischen Eigenschaften führen kann. Schwierigkeiten ergeben sich ferner bei stark klebenden Produkten, die sich im trockenen Zustand nur schwer und unvollständig von der Unterlage entfernen lassen. Schließlieh ist ein umfangreicher apparativer und räumlicher Aufwand erforderlich.

Nach einer anderen Methode erfolgt die Trocknung der Kautschukmassen unter Wärmezufuhr in einem Schneckenextruder. Das Wasser wird dabei dampfförmig durch eine oder mehrere Ausdampföffnungen abgeführt. Es läßt sich praktisch, vor allem beim Arbeiten mit vermindertem Druck, nicht vermeiden, daß Kautschukkrümel mitgerissen werden und zu Verschmutzungen bzw. Verstopfungen in den Ausdampföffnungen und Rohrleitungen führen. Da das getrocknete Produkt noch eine gewisse Zeit in der Schnecke bleibt, besteht ferner die Gefahr einer Veränderung oder Schädigung der technologischen Eigenschaften durch die beträchtliche thermische und mechanische Beanspruchung in trockenem Zustand.

Man hat ferner vorgeschlagen, Kautschukmassen nach dem sogenannten »Expansionsverfahren« zu trocknen. Nach dieser Methode wird das feuchte Material in einem Schneckenextruder, gegebenenfalls unter Zuführung von Wärme, zunächst komprimiert und anschließend durch Düsen mit relativ kleinem Durchmesser extrudiert. Ist die Temperatur des extrudierten feuchten Produktes genügend hoch, d. h. liegt sie hinreichend oberhalb des Siedepunktes von Wasser, so erfolgt außerhalb der Schnecke infolge der Entspannung und der plötzlichen Verdampfung Vorrichtung zum Nachtrocknen von
Kautschukkrümeln

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

5090 Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Edgar Muschelknautz,

Dr. Heinz Gröne, 5090 Leverkusen

des eingeschlossenen Wassers ein explosionsartiges Zerreißen des extrudierten Kautschuks. Die besonderen Schwierigkeiten dieses Verfahrens bestehen darin, einerseits die auseinanderspritzenden Kautschukkrümel möglichst quantitativ zu sammeln und der weiteren Verarbeitung zuzuführen und zum anderen den Wasserdampf vollständig zu entfernen. Nach der bisher üblichen Arbeitsweise, bei der die Entspannung in einen größeren Raum hinein erfolgt, kommt es an den Wandungen des dabei verwendeten kasten- bzw. haubenartigen Expansionsraumes zur Bildung einer Kautschukschicht und zu Kondensationserscheinungen. Eine laufende Überwachung und Reinigung dieses »Expansionskastens« ist daher notwendig. Trotzdem ist es nicht zu vermeiden, daß sich im laufenden Betrieb feuchte Kautschukteilchen von den Wandungen ablösen und ins Trockengut und somit ins Fertigprodukt gelangen. Die Folge ist ein erhöhter Anfall an Ausschußware.

Andererseits besitzt das »Expansionsverfahren« für die Trocknung von kautschukartigem Material einige bemerkenswerte technische Vorteile: einfache und betriebssichere Ausführung des Schneckenextruders, geringer Kraftbedarf und schonende Behandlung des Kautschuks während des Trocknungsvorganges, da die stärkste mechanische und thermische Beanspruchung des Kautschuks überwiegend zu einem Zeitpunkt erfolgt, wo noch Wasser zugegen ist. Es besteht somit starkes Interesse nach einem Verfahren, das es gestattet, die geschilderten Vorteile des »Expansionsverfahrens« voll auszunutzen, ohne die bisherigen schwerwiegenden Nachteile, die in der mangelhaften Beherrschung des Prozesses hinter dem Schneckenextruder liegen, in Kauf nehmen zu müssen.

In dem älteren Patent 1232 340 ist ein Verfahren zur Trocknung von Kautschukmassen mit einem Schneckenextruder nach dem Expansionsverfahren

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beschrieben. Dabei läßt man die Expansion in einem Haube ausgebildete Absaugleitung 11 steht mit kleinen Raum erfolgen, in den gegebenenfalls er- einem Ejektor 13 in Verbindung. Unter dem Abwärmte Luft eingeführt wird. Zur Trocknung des scheider 8 befindet sich eine Schüttelrinne 14 zur erhaltenen Gemisches aus Kautschukkrümeln, Wasser- Aufnahme und weiteren Förderung von Kautschukdampf und Luft wird das Gemisch dann in einen 5 krümeln 15.

Zyklon geleitet. Menge und Zustand der dem Expan- Die Luftmenge soll so bemessen sein, daß mit

sionsraum zugeführten Luft sind so abgestimmt, daß möglichst großer Gutbeladung gefördert wird, damit der Wasserdampf überhitzt bleibt. Die erhaltenen eine laufende Selbstreinigung der Wände möglich ist. heißen Kautschukkrümel besitzen aber eine erheb- Die Gutbeladung ist andererseits nach oben durch liehe Klebrigkeit und neigen dazu, bei Berührung mit 10 die bei kautschukartigen Stoffen von einer bestimmden Wänden des Zyklons hängenzubleiben und das ten Grenze an schlechter werdende Abscheidung beGerät zu verstopfen. ' grenzt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, mit Be-Es ist bekannt, zum Abscheiden von Staub einen ladungen von stündlich 0,1 bis 4 kg, vorzugsweise Abscheider zu benutzen (deutsche Patentschrift zwischen 1 und 2 kg Gut je Kilogramm Luft, zu för-611 307). 15 dem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Die Luftgeschwindigkeit soll so hoch sein, daß die

Vorrichtung zu schaffen, bei der die Krümel nicht größeren Teilchen beim Aufprallen auf die Wände mit Umlenkwänden in Berührung kommen und daran genug Energie haben, kleinere an den Wänden klehängenbleiben können. bende Teilchen wieder loszuschlagen. Es hat sich ge-

Gemäß der Erfindung ist bei der obengenannten _ao zeigt, daß man mit Geschwindigkeiten zwischen Vorrichtung vorgesehen, daß der Abscheider eine in 15 und 40 m/s, bevorzugt zwischen 25 und 35 m/s, eine die Förderleitung umschließende Ringkammer befriedigend fördern und abscheiden kann, mündende Luftzuführungsleitung und einen das Ende Die Lufttemperatur soll im ganzen Fördersystem

der Förderleitung umschließenden, den Luftstrom in so hoch sein, daß der Wasserdampf überhitzt bleibt, eine Absaugleitung umlenkenden Ringwulst am Aus- 25 Bei kleiner Luftmenge und hohem Druck sind daher trittsende der Ringkammer aufweist. höhere Temperaturen nötig als bei großer Luftmenge

. Durch die Anordnung dieses Abscheiders ist die und kleinem Druck. Der Druck selbst spielt für die praktisch vollständige Abscheidung von kleinsten Förderung keine wichtige Rolle. Man kann mit Nor-Käutschukpartikeln aus dem Wasserdampf-Luft- maldruck, Unter- oder Überdruck arbeiten. Da die Strom erreicht, ohne daß die Kautschukkrümel an ₃₀ Temperatur auch das Verhalten der Kautschuk-Wänden der Vorrichtung hängenbleiben können. Die krümel und besonders ihre Klebrigkeit beeinflußt, durch Mitreißen von Kautschukteilchen in die Ab- kann man sie den jeweils gegebenen Bedingungen saugleitung hervorgerufenen Verluste halten sich in anpassen. Im allgemeinen haben sich bei der Trocksehr geringen Grenzen. .. nung verschiedener synthetischer Kautschuktypen,

Da in dem Förderrohr bis an den Abschluß große 35 wie Polybutadien, Polyisopren, Butadien-Styrol-, und überall gleiche Luftgeschwindigkeiten herrschen, Butadien-Nytril-Kautschuk u. a., Lufttemperaturen ist die Gefahr des Absetzens und Anklebens von von 30 bis 120° C, vorzugsweise 60 bis 110° C, be-Kautschukteilchen an den Wandungen des Förder- währt.

rohrs und Abscheiders sehr gering. Die technisch Die zur Strahlumlenkung nötige Zweitluftmenge

einfache Konstruktion des Abscheiders bedingt ferner 40 liegt zwischen 10 und 2O*'/ο der Förderluftmenge, der eine hohe Betriebssicherheit und eine leichte Zugang- Anfangsdruck der Zweitluft 15 bis 25¹Vo über dem lichkeit. Es bereitet daher keine Schwierigkeiten, den der Förderluft.

Abscheider ständig unter Kontrolle zu halten und Die Vorrichtung eignet sich für die Trocknung aller

gegebenenfalls in einfacher Weise zu reinigen oder kautschukartigen Substanzen, wie beispielsweise auszuwechseln. 45 Emulsionspolymerisate, wie Polychloropren, Buta-

Zweckmäßigerweise mündet die Luftzuführungs- dien-Styrol-, Butadien-Acryhiitril-Copolymere, ferner leitung tangential in die Ringkammer ein, so daß das Block- und/oder Lösungspolymerisate, wie PoIyzugeführte Medium in der Ringkammer in Rotation butadien, Polyisopren, Butadien-Isopren-, Butadienversetzt wird und als Rotationsschicht aus dem Ring- Styrol-, Äthylen-Propylen-, Äthylen-Propylen-Hexaschlitz austritt, die nach dem Austritt den Rohrstrahl 50 dien-, Äthylen-Propylen-Dicyclopentadien-, Butadienumgibt. Die Luftzuführungsleitung mündet vorteil- Biscycloheptadien-, Butadien-Divinylbenzol-Copolyhaft auch axial in die Ringkammer, und es sind in der mere. Selbstverständlich lassen sich auch Verschnitte Ringkammer Leitschaufeln zur Drallerzeugung ange- kautschukartiger Produkte mit Füllstoffen, wie Ruß, ordnet. Kieselsäure, Metalloxyden, mit Weichmachern, wie

Eine Vorrichtung zum Nachtrocknen zeigt die 55 paraffinischen, naphthenischen und aromatischen Zeichnung in schematischer Darstellung. ölen sowie Estern, mit gutem Erfolg trocknen und

Eine mit einem Füllstutzen 1 und einem Flüssig- aufarbeiten. Auch Polymerisate und Copolymerisate keitsablaß 2 versehene Schneckenpresse 3 trägt eine mit mehr thermoplastischen Eigenschaften lassen sich Düsenplatte 4, an die ein rohrförmiger Tubus 5 an- mit der Vorrichtung einwandfrei aufarbeiten, geschlossen ist. Zwischen der Düsenplatte 4 und dem 5o Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung liegt darin, Tubus 5 befindet sich eine Ringdüse 6 für die Zu- daß dabei der Plastizitätsgrad der aufzuarbeitenden führung der Förderluft. Der Tubus 5 ist über eine Kautschukmassen in sehr weiten Grenzen schwanken Förderleitung 7 mit einem Abscheider 8 verbunden. kann. So lassen sich einerseits sehr feine Kautschuk-Der Abscheider 8 besteht aus einem Rohr in der Ver- teilchen nahezu vollständig abscheiden. Aber auch längerung der Förderleitung 7, einem Ringwulst 9, 65 Kautschuktypen mit hohem »Nerv«, die bei der einer Ringkammer 10 und einer Absaugleitung 11. Trocknung nach dem Expansionsverfahren größere In die Ringkammer 10 wird durch Luftzuführungs- Teilchen oder sogar strangförmige Schnüre ergeben, leitung 12 Zweitluft tangential eingeführt. Die als werden ohne Schwierigkeiten gefördert und abge-

schieden. Dadurch erübrigt es sich unter Umständen, an der Düsenplatte der Schneckenpresse eine Schneidevorrichtung zur Zerkleinerung solcher nervigen Kautschukmassen anzubringen. Die Arbeitsweise der Vorrichtung sei an Hand des folgenden Beispiels erläutert:

In den Füllstutzen 1 der Schneckenpresse 3 werden feuchte Polybutadienkrümel mit einem Wassergehalt von etwa 15% eingegeben. Ein Teil des Wassers wird im Extruder abgequetscht und am Ablaß 2 abgeführt. Die Temperatur vor der Düsenplatte 4 'liegt bei 150° C, der Druck beträgt etwa 80 atü. Der feuchte und erhitzte Kautschuk expandiert in den Tubus 5. Über die Ringdüse 6 wird Luft von 90° C mit etwa 0,1 atü Überdruck eingeblasen. Die Luftgeschwindigkeit in der Förderleitung 7 beträgt 30 m/s, die Gutbeladung stündlich 1 kg Kautschuk je 1 kg Luft und Wasserdampf. Das Kautschuk-Luft-Wasserdampf-Gemisch gelangt in den Abscheider 8, an dessen offenem Ende eine ringförmige scharfe Umlenkung des Gasstrahles um den Wulst 9 herum erfolgt, die mit Hilfe eines über die Ringkammer 10 zusätzlich eingeblasenen Luftstroms von 0,25 atü Anfangsdruck bewirkt wird. Die Zweitluftmenge beträgt 15°/o der Förderluftmenge. Luft und Wasserdampf werden über die Absaugleitung 11 abgeführt. Die Kautschukkrümel 15, die eine Temperatur von 80 bis 85° C aufweisen, gelangen über die Schüttelrinne 14 zur weiteren Verarbeitung.

Claims

30 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Nachtrocknen von Kautschukkrümeln im Anschluß an deren Entwässerung und Trocknung in einer einen Füllstutzen, einen Flüssigkeitsablaß und eine Düsenplatte aufweisenden Schneckenpresse mit einer im Anschluß an die Düsenplatte angeordneten Ringdüse mit einem rohrförmigen, in eine Förderleitung auslaufenden Tubus und einem nachgeordneten Abscheider, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (8) eine in eine die Förderleitung (7) umschließende Ringkammer (10) mündende Luftzuführungsleitung (12) und einen das Ende der Förderleitung (7) umschließenden, den Luftstrom in eine Absaugleitung (11) umlenkenden Ringwulst (9) am Austrittsende der Ringkammer (10) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungsleitung (12) tangential in die Ringkammer (10) einmündet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungsleitung (12) axial in die Ringkammer (10) einmündet und in der Ringkammer (10) Leitschaufeln zur Drallerzeugung angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am Austrittsende der Ringkammer (10) angeordnete Ringwulst (9) mit dem Ende der Förderleitung (7) einen konzentrischen Ringschlitz bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (10), in die die Luftzuführungsleitung (12) axial mündet, von einer zweiten, eine tangential mündende Luftzuführungsleitung aufweisenden Ringkammer umschlossen ist, deren Austrittsende mit dem Austrittsende der ersten Ringkammer (10) einen zweiten konzentrischen Ringschlitz bildet.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Absaugleitung (11) ein den Saugstrom erzeugender Ejektor angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 611 307;
britische Patentschriften Nr. 774 309, 856 326,
330;
USA.-Patentschrift Nr. 2371722.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 232 340.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen