DE2143973A1

DE2143973A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeiten aus elastomeren Polymeren

Info

Publication number: DE2143973A1
Application number: DE19712143973
Authority: DE
Inventors: Robert Kent Piqua Ohio Slaby (V.St.A.)
Original assignee: The French Oil Mill Machinery Co., Piqua, Ohio (V.St.A.)
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1972-03-16
Also published as: JPS5436183B1; BE772425A; NL7112231A; FR2109759A5; US3672641A; GB1366323A

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath! β _ ^₂ Wiesbaden 25.8.71

Dr. Dieter Weber " β-λαμ»

Dipl.-Phys. Klaus Seiffert 91/0070 ⁹ ^t061M) ^37Vt0

^r ^J «■ I 4ν3ΰ /j Telegramnudressei WILIPATENT

PATENTANWÄLTE

V/s eh. - 5320

Anmelder: French Oil Mill Machinery Company-Post Office Box 920 Piqua, Ohio

Priorität in den USA vom Ik. September I970 US Serial Nr. 71 639

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeiten aus elastomeren Polymeren

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeiten, Wasser, verschiedenen Kohlenwasserstoffen usw., sowohl in flüssiger als auch, dampfförmiger Phase, aus elastomerem polymerem Material. Im Text der vorliegenden Beschreibung sind solche Materialien, wie natürliche und synthetische Polymere, von denen einige Wasser oder andere Flüssigkeiten in ihrem natürlichen Zustand aufweisen können oder auch als Ergebnis von Produktionsverfahren zur Herstellung von synthetischen polymeren Materialien, diejenigen Materialarten, aus denen Flüssigkeit oder Dampf entfernt wird. Die gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffene Vorrichtung wird im allgemeinen in die Klasse kontinuierlicher mechanischer Schraubenpressen eingeordnet, die im Unterschied zu den Maschinenarten mit jeweils einer Füllung, für eine kontinuierliche Behandlung polymerer Materialien geeignet sind, um im wesentlichen alle

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Feuchtigkeitsspuren aus dem Material zu entfernen, vorzugsweise ein poröses pelletartiges Produkt zu bilden, das in geeigneter Weise in Ballen geformt und verpaokt oder für eine andere Produktform weiterverarbeitet werden kann.

Typische bekannte Vorrichtungen die%r Art zum Entfernen to Feuohtigkeits aus elastomeren Polymeren sind in den USA-Patents ohr! f ten 3 225 453 und 3 382 538 gezeigt. Diese Patente gehen auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung zurück. Eine weitere Verbesserung bsi derartiges^ Verrichtungen ist in der USA^Fatentsehrift J 518 936 offenbart, die ein ringförmiges Mitte-lprefeen-Bressaiglieä zeigt, das besonders bei der Steuerung und Kontrolle des Ortes in der Fresse nützlich ist, wo Flüssigkeit und/oder Dampf aim den Matexfel entfernt werden, um solob. eine Entfernung der Flüssigkeit und Dämpfe zu optimieren. In dor eatepraeiien4en, ebenfalls νιϊ den Anmelder der vorliegeudeii Anmeldung zurückgehenden USA-Patentenmeldung mit de» Aktenzeichen 753 64? ist eine Presse mit einem ersten Abschnitt, der im wesentlichen äha- _ lieh dem in Car USA-Patentschrift 3 225 453 ist, angeordnet, um durch eine abgeschrägte konische Hülse in eine Extruderhlil β enanordnung auszutragen, die am Ende der Presse außerhalb der abgefragten Hülse angebracht ist und dadurch in wirksamer Weise im wesentlichen trockene polymere Materialien durch eine Formplatte extrudiert. Eine sich drehende Schneidvorrichtung arbeitet mit der Formplatte zusammen und trennt das extrudierte Material in geeigneter Pelletform.

Wenn eine erhebliche Fltissigkeitsmenge, wie z.B. zurückgehaltenes Wasser, in dem Material verbleibt, wenn es aus einer

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Presse ausgetragen wird, gibt es ein ziemlich heftiges Entweichen der Flüssigkeit. Dies erfolgt aufgrund des großen Druckabfalles des erwärmten Materials und der sich ergebenden Verdampfung der Flüssigkeit, die sich durch die verbleibende Materialmasse explosionsartig rasch verbreitet. Abhängig von der Heftigkeit dieser explosiven Tätigkeit, die ihrerseits von der beim Austrag vorhandenen Flüssigkeitsmenge abhängt, werden große Mengen feiner Teilchen ("Feinstoffe¹¹) gebildet. Diese Feinstoffe werden hinsichtlich ,der Tatsache, daß sie an benachbarten Oberflächen hängenbleiben, Verunreinigungen und neigen dazu, das Kondensat zu absorbieren und/oder von längerer Berührung mit heißen Oberflächen sichzüaKsetzen, und bauen sich dann bis zu der Stelle auf, wo Klumpen angesammelter Feinstoffe losbrechen und in das eigentliche Produkt hineinfallen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, von denen Teile in der genannten USA-Patentanmeldung 753 6^7 beschrieben sind, wird polymeres Material durch einen Schraubenpressenbehälter geleitet, der mit einer beachtlichen Zahl von JJränage- oder Entlastungsöffnungen versehen ist, vorzugsweise als feine Schlitze zwischen Wandsohienen, die angrenzend rund um den gesamten BehäÄr oder Teile, desselben befestigt sind. Innerhalb dieses Behälters ist eine Reihe von unterbrochenen Schraubenplattenkörpexnauf einer drehbaren Welle angeordnet. Diese Schraubenplattenkörper können das Material durch den Behälter vortreiben, und einige oder alle Schraubenplatten können genutet oder geschlitzt sein, um die weitere Bearbeitung des Materiales zu fördern, wenn es zusammengepreßt und durch den Behälter vorwärts getrieben wird. Die Schrau-

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benplattengüeder sind durch Kragen voneinander getrennt, die ebenfalls auf den Wellen getragen werden. Im Bereich der Kragen befinden sich Trenn- oder Zerreißstäbe oder -anschlage, die sich naoh innen von der Behälterwand erstrecken, um die Drehung des Materials in dem Behälter festzuhalten und mit den Schraubenplatten zusammenzuarbeiten, um das Material zu bearbeiten, wenn es durch den Behälter gefördert wird. Vorzugsweise sind die Körper der Schraubenplattenglieder (oder einige von ihnen) von fortlaufend steigendem Durchmesser, und jene Kragen zwischen den Schraubenplattengliedern mit unterschiedlichen Durohmessern sind in geeigneter Weise abge%hrägt, um einen glatten Ringdurchgang abfallenden Volumens zu bilden, derart, daß das Material zusammengedrückt wird, wenn es bearbeitet und durch den Behälter gefördert wird.

Vor dem End- oder Extruderabschnitt befindet sich eine nach innen schräg verlaufende Hülse, die den Endschraubenplattenkörper der Hauptschneckenanlage umgibt und damit zusammenarbeitet, um das Material in den Extruderabschnitt zu richten. Dieser Abschnitt weist eine oder mehrere zusätzliche Schraubenplatten kleineren Durchmessers auf, die auf dem Ende der Welle getragen werden und in einer zylindrischen Hülse arbeiten, die sich vom Ende der abgeschrägten Hülse zum Austrag der Presse erstreckt, wo die Formplatte quer zur zylindrischen Hülse befestigt ist. Vorzugsweise sind das Innere der zylindrischen Extruderhülse und die äußere Kante der Reihe von Platten im Extruderabsohnitt mit einem gehärteten Material, wie z.B. Stellit, verkleidet, um eine Lagerhai terung für den auf der Welle befestigten Kragarm vorzusehen,

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der von dem Zuführende der Presse angetrieben wird und ich durch den Behälter und in den Extruderabschnittszylinder erstreckt, im wesentlichen ungehaltert mit Ausnahme einer möglichen Berührung zwischen den Wänden des Extruderzylinderabsohnittes und der darin arbeitenden Sohraubenplatten. Wenn man voraussetzt, daß eine zusätzliche Wellenhalterung entlang dem Gehäuse notwendig ist, können geeignete Lagerbüchsen, wie in der USA-Patentsohrift 3 276 354 offenbart, hinzugefügt werden.

Die in dieser Anmeldung beschriebene Verbesserung bezieht sich auf die Konstruktion und die Anordnung insbesondere des entlasteten Endpressenabsohnittes, der in die vorgenannte abgesoiirägte Hülse austrägt, die unmittelbar vor dem Extruderabschnitt angeordnet ist. In diesem Bereich des Pressengehäuses befindet sioh eine nach außen abgeschrägte Hülse hinter einem einstellbaren ringförmigen Drosselkörper, der im allgemeinen von der in dem USA-Patent 3 518 936 gezeigten Art ist. Durch den Pressenbehälter oder Pressenförderer geführtes Material läuft zwischen diesem einstellbaren Drosselkörper und dem abgeschrägten Kragen hinduroh und kommt als relativ dünnes bahnartiges Bandmaterial heraus in und um die folgende Schraubenplatte, die einen Körper von wesentlich kleinerem Durohmesser hat, als das große Ende des abgeschrägten Kragens. Somit wird das Material in eine Expansionskammer gefördert, wo mechanischer Druck auf das Material entlastet wird, und diese Kammer wird zur uragebenuun Atmosphäre der Presse duroh dl^ vorgenannten Schlitze in den Wänden des Pressenbehältei ·. entlaset.

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Die Sohraubenplattenreihe in diesem Expansionsabschnitt ist von erheblich größerer Neigung, so daß sie Material aufnimmt und es nach vorne mit größerer Geschwindigkeit durch das größere Volumen der Expansionskammer fördert. Diese Schraubenplattenreihe kann genutet sein, um das Bearbeiten des Materials in diesem Bereich zu fördern und die Freigabe der eingekapselten Feuchtigkeit, der Dämpfe usw. zu unterstützen. Aus dieser Sohrauben-jjlattenreihe mit langer Neigung wird da» Material zu einer stark gesohrägten Sohrauben-plattenreihe gefördert, die mit der vorgenannten abgeschrägten Hülse zusammenarbeitet, ™ um das Material zu führen und in den Extruderzylinderabschnitt vorzutreiben. Die Lage und die Befestigung der abgeschrägten Hülse ist derart, daß sie eine gewisse Größe des Längsschubes der fördernden Schraubenplatten aufnimmt und somit die Formplatte von einem gewissen Endreaktionsschub von der Hauptsobr okenanlage freigibt.

Durch den einstellbaren Drosselkorper gehendes Material wird in eine relativ dünne Bahn geformt, die einer überhitzten Umfe gebung unlttelbar vor dem Eintritt im den folgenden Expansionsbereioh ausgesetzt wird, wo der Druck auf das Material wesentlich reduziert wird und Feuchtigkeit oder Dämpfe rasch entweichen. Somit findet in diesem Expansionsberefch oder -zone eine beachtliche Reduktion des Feuchtigkeitsgehaltes im Material statt sowie auch ein Temperaturabfall, wenn die Feuchtigkeit rasch entweicht. Somit wird kühleres Material zu dem folgenden Extruder-Pelletisierabsohnitt geleitet. Durch die Steuerung der einstellbaren Drossel können die Temperatur und der Feuchtigkeitsgehalt des Materials in dem Expansinnsbe^ioh gesteuert und kontrolliert werden, und somit kann der Grad des plötzlichen

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Entweiohens bei dem Extruderabsohnittsaustrag durch die Formplatte in gleicher Weise gesteuert und kontrolliert werden. Dies führt zu einer bestimmten Reduktion des Wertes von beim Formausgang gebildeten Feinstoffen.

Bei einer anderen AusfUhrungsform der Erfindung gibt es einen weiteren ringförmigen Drosselkörper, der mit fester Veränderung versehen sein kann und im wesentlichen aufstromseitig von dem einstellbaren Drosselkörper und der Expansionskammer angeordnet ist. Dieser aufstromseitige Drosselkörper arbeitet zur Erzeugung eines gewissen Riickdruckwertes in den Anfangszuständen des Pressengehäuses, wodurch sich ergibt, daß das Material in wirksamer Weise durch alle Behälterabschnitte bearbeitet werden kann, wobei die Verdampfung der Dämpfe in dem Material gefördert wirdi oder das Ausdrucken der Flüssigkeiten aus dem Material mit folgender Entfernung entweder durch Dränage oder Verdampfung, wodurch ein Beitrag zur Gesamtwirkung der Maschine geleistet wird. Diesem aufstromseitigen Drosselkörper kann erwiinsohtenfalls ein Expansionsabschnitt etwas größeren inneren Volumens folgen.

Die Formplatte ist vorzugsweise in einem Gehäuse zusammen mit der Welle und dem Antrieb für die drehbare Schneidvorrichtung befestigt, die mit dem Äußeren der Formplatte zusammenarbeitet. Dieses Gehäuse ist in geeigneter Weise an einer Seite des Hauptgehäuseaufbaues neben dem Austragende des Extruder-Zylinderabsohnittes klappbar. Hierdurch 1st es möglich, die gesamt·

Unteranlage von dem Zylinderabschnitt fortzusohwenken und die

einigen für de 209812/104 4 ..₈.

von Formplatt· leicht xu reinigen für den Fall, daß einige deren

öffnungen möglicherweise verstopft sind. Zusätzlioh ferner ist ein Extruderabsehnitt vorgesehen, der einen Zylinder oder eine Hülfe einschließt Hit einer im wesentlichen zylindrischen inneren Oberfläche und einer abgeschrägten äußeren Oberfläche, deren Durchmesser von Auslaß oder Austragsende fort abnimmt. Diese Anordnung schafft die Möglichkeit eines schnellen Entfernens des gesamten Extruderzylinders für den Fall, daß er duroh Abtrieb oder dgl. infolge Lager- «fagriff gegen den Extruderzylinder duroh die in ihm arbeitenden Endextrudereohneokenplatten abgenutzt ist. Diese Konstruktion gestattet das Ersetzen des Extruderzylinders als eine unabhängige Einlage und gestattet auch das leiohte Ersetzen der Endsohrauben-Plattenglieder, womit die Ausfallzeit der Masohine während des Ersetzens dieser Teile minimal gehalten wird.

Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen vorzusehen zum Entfernen im wesentlichen der gesamten Feuchtigkeit, Dämpfe usw. aus elastomeren polymeren Materialien

er und für die folgende Produktion geeignet poröser Pellets oder ähnlicher Konfigurationen von dem Material, alles in einem laufenden Prozeß und mit minimaler Erzeugung von Feinstoffen in dem Produkt oder um dieses herum, um eine Verunreinigung des Produktes minimal zu halten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmögliohkeiten vorliegen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

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Fig. 1 «in· Seitenansioht ·1η·Γ Sehraubenpreaeemmaaokime gem. dar vorliegenden Erfindung, bat dar Teile abgebrochen sind und ein Teil la Queraohnitt gezeigt ist,

Fig. 2 eine abgebroohene Endansioht vom Austragende dar Maaohine, la allgemeinen entlang dar Linie 2-2 dar Fig. I₁

Fig. 3 einen vergrößerten Sohnitt dar Formplatte, Fig. 4 einen abgebreohenen Schnitt dureh dam Behälter,

im allgemeinen entlang der Linie 4-4 der Fig. 1 und

Fig. 3 eine abgebroohene perspektivische Anaiaht unter Darstellung des Sohneidgehäuees und des Amtriebe, dar in eine offene Stellung gesohwenkt iat.

Die in Fig. 1 gezeigte Sohraubenpresse weist eine Baaia und einen Rahmen 10 auf, der einen Getriebekasten 12 und eine naoh oben vorspringende Endhalterung 13 haltert. Das obere Ende der Halterung 13 iat ebenfalls fest vermittels eines Paares länglioher Ankerbolzen 14 am Gehäuse 12 angebracht. Eine längliche Trommel oder ein Gehäuse 15 ist von dem Rahmen gehaltert und weist mehrere Dränageabschnitte 16,17 und einen Extruderaustragsabsohnitt 18 auf.

Die Behälterabsohnitte 16 und 17 sind jeweils von einem Paar in Fig. 4 gezeigter entsprechender halbzylindrisoher Teile 20 gebildet, die jeweils mehrere axial beabstandete gebogene

lang-Rippen 22 aufweisen, die duroh axial gestreokte einstUokige

Flansohkurper 23 verbunden sind. Jedes Paar entspre&nder

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Behälterteile 20 ist durch mehrere nicht dargestellte Ankerbolzen feat angebracht, die aioh durch eine Reihe von ausgefluchteten Bohrungen 24 erstrecken, die in den Planschkör- - pern 23 gebildet sind. Die Rippen 22 der entsprechenden Behälterteile 20 arbeiten zur Bildung einer zylindrischen Bohrung 25 zusammen, und mehrere sich axial erstreckende, in Pig, 4 gezeigte Wandaohienen 28 kleiden die Bohrung 25 unter Bildung einer sylindrlaohen Druckkammer 30 aus. Die Stab« 28 sind am Umfang duroh nicht dargestellte keilförmige Afc·taste halter beabstandet und bilden enge sich axial er-P streckende Dränageöffnungen oder Schlitze 31 und werden in jedem Behalterteil 20 durch sich axial erstreckende Rückhalteatäbe 35 (rig. 4) zurückgehalten, die axial be abstände te Brach- oder Trennkörper 36 aufweisen, die aioh radial nach innen in die Druckkammer 30 erstrecken»

Der Abschnitt 18 weist ein rohrförmiges Gehäuse 38 mit Endbuxen 39 auf, die an den Enden des Gehäuses 38 befestigt sind« Sine nicht perforierte Hülse 44 mit einem zylindrischen Inneren und einem schräg verlaufenden Äußeren ist in den Buxen angeordnet und bildet eine zylindrische Kammer 45, die eine Verlängerung der Druckkammer 30 bildet. Das Gehäuse 38 wiederum ist «wischen den auf der Rahmenhalterung 13 und auf dem Ende des Abschnittes 17 getragenen Endplatten 40 angebracht« Die Kammer 45 hat keine Dränageöffnungen und hat einen etwad kleineren Durohmesser als die Druckkammer Ein glatter Übergang besteht von der Kammer 30 zur Kammer durch eine ringförmige Hülse 48 mit konisoher innerer Ober fläohe 49.

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Ein Einlaßgehäuee 55 ist am Einlaßende des Behälters 15 angebracht und hat eine Einlaßöffnung 58, die das zu pressende Material aufnimmt« Eine längliche Schneckenanlage 6O erstreckt sich durch das Einlaßgehäuse 55 und die Kammern 15 und 45 und schließt eine Welle 62 ein, die mit einem geeigneten Antriebsmotor 6h durch eine Reduktionsgetriebekette verbunden ist, die in dem Getriebegehäuse 12 angeordnet ist.

Die Schneckenanorndung 60 weist eine Zuführschnecke 65 auf, die Bur Drehung mit der Welle 62 befestigt ist und sich durch den Boden des Einlaßgehäuses 55 zum Teil in den ersten Gehäuseabschnitt 16 erstreckt« Innerhalb des ersten Gehäuseabschnittes, auf der Welle 62 befestigt, und mit dieser drehbar befindet sich eine Folge abgeschrägter Kragen 66 und ein zylindrischer Kragen 67, zwischen denen Schnekenkörper 70 befestigt sind, die Körperteile aufweisen, welche bezüglich des Durchmessers dem größeren Durchmesser des vorhergehenden Kragens entsprechen, und zumindest einige der Sehneckenplattenreihen auf den Schneckenkörpern sind, wie bei 7² gezeigt, genutet, . Anschläge oder Stäbe 36 erstrecken sich gegen die entsprechenden Kragen zwischen den Schneckenplatten und hemmen die Drehung des Materials mit der Schnecke, wenn die Welle gedreht wird, um das Material durch das Gehäuse vorwärts zu treiben.

Gegen das entfernte Ende des Abschnittes 16 hin befindet sich ein abgeschrägter Kragen 75» der eine entgegengesetzt abgeschrägte abstromseitige Kante 76 aufweist, gefolgt von einem

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Sehneckenkörper 78 mit einer Plattenreihe von wesentlich größerer Neigung als die vorhergehenden Öchnakenplatten. Der Körper des Schneckenkörpers 78 entspricht bezüglich des Durchmessers dem angrenzenden Teil des entgegengesetzt abgeschrägten Kragenteiles 78 und bildet somit eine Expansionskammer 80 innerhalb dc_B. abstromseitigen Endesdes Behälterabsclmittes 16. Mit dem nach außen abgeschrägten Abschnitt des Kragens 75 arbeitet ein Drossel- oder Ringkörper 82 zusammen, der mit dem Kragen 75 eine beschränkte ringförmige Öffnung vorsieht, durch die das ganze Material ™ bei der Bewegung in die Expansionskammer 80 hinein hindurchlaufen muß. Vorzugsweise die gesamte Länge des Gehäuseabschnittes 16 ist mit Dränageöffnungen zwischen den Wandschienen 28 gebaut bzw. versehen, obwohl in einigen Ausführungsbeispielen erwünscht sein kann, Teile dieses Behälterabschnittes zu haben, bei denen die Abstandshalter zwischen den Wandschienen fortgelassen sind, oder eine äquivalente Konstruktion, um Abschnitte zu bilden, aus denen keine Dränage oder Entlastung erhaltbar ist.

Die zwischen dem Ring 82 und dem Kragen 75 vorgesehene öffnung erzeugt in wirksamer Weise einen gewünschten Rückdruckwert in den aufstromseitigen Teilen des Behälterabschnittes 16, wodurch sichergestellt ist, daß das Material in diesem Abschnitt in geeigneter Weise bearbeitet und entwässert wird. Das durch die vorgenannten Öffnungen in die Kammer 80 laufende Material wird beim Laufen durch die Öffnung in die Expansionskammer einem abfallenden mechanische.^ Druck ausgesetzt. Dies gestattet der Flüssig-

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keit, bei niedrigerem Druck zu verdampfen, und zwar infolge der vorhergehenden Bearbeitung und Erwärmung des die Flüssigkeit enthaltenden Materials auf eine tJberhitzbedingung. Der Schneckenkörper 78 mit der längeren Neigung trägt dieses Material nach oben gegen das Ende des Behälterabschnittes 16 und um den zylindrischen Kragen 69 herum und stellt sicher_t daß immer eine gewisse Leere in der Expansionskammer 80 ist, damit sich das Material¹ bei der Bearbeitung von der Plattenreihe des Schneckenkörpers 78 und beim Fortschreiten des Entlastens und raschen Fortbewegens oder Abfließenlassender Feuchtigkeitstaschen aus dem Material sich ausdehnen kann«

Das Material wird in den Behälterabschnitt 17 gefördert, wo es von dem ersten Schneckenkörper 85 aufgenommen und dann von einer Folge von Schneckenkörpern 86 gefördert wird, von denen einige genutete Platten, wie dargestellt, haben können, vorbei an einem ersten abgeschrägten Kragen 87 und folgenden zylindrischen Kragen 88_β Wiederum erstrecken sich Trennstäbe 86 gegen den Kragen zum gleichen Zweck,wie oben erwähnt.

Das Material läuft dann über einen entgegengesetzt abgeschrägten Kragen 90 und wird von einem Schneckenkörper 92 kleineren Durchmessers aufgenommen, der in einem bewegbaren Ring- oder ürosselkörper 95 arbeitet. Dieser Ringkörper ist axial von der Sehneokenanordnung bewegbar gegen einen abgeschrägten Kragen 96 und von diesem fort, um eine einstellbare Öffnung 98 vorzusehen, durch die das ganze Material

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gehen muß. Der Ringkörper 95 kann längs gegen den Kragen 96 und von diesem fort bewegt werden, vermittels seiner Gewindeverbindung 100 mit einem Steuerzahnrad 102, das von einem Ritzel I03 gedreht wird, welches von geeigneten Übersetzungszahnrädern 104 und einem nicht dargestellten Motor oder irgendeiner anderen Leistungsquelle angetrieben wird. Einzelheiten eines solchen einstellbaren RingkVrpers sind vollständiger in der USA-Patentschrift 3 518 936 beschrieben·

Ein Schneckenkörper 110 folgt dem abgeschrägten Kragen und kann eine genutete Schneckenplatte und einen Körper von wesentlich kleinerem Durchmesser haben, wobei eine Expansionskammer 112 vorgesehen ist, die sich an einem kurzen zylindrischen Kragen 114 vorbei zu einem abgeschrägten Schneckenkörper 115 erstreckt, der am Ausgang vom Behälterabschnitt 17 innerhalb des abgeschrägten Kragens 49 arbeitet« Der einstellbare Ringkörper 95 schafft eine enge Steuerung bezüglich des Maßes der Öffnung 98· Der auf das Material in diesem Bereich ausgeübte Druck, gefolgt von der Expansion des Materials in der Kammer 112 und die Bearbeitung des Materials von den genuteten Platten des Schneckenkörpers 110 wiederum schafft eine genaue Kontrolle und Steuerung bezüglich des Feuchtigkeitswertes in dem Material, wodurch die Vorrichtung die Feuchtigkeit an dieser Stelle auf nahezu 196 zu reduzieren vermag. Das sich ergebende plötzliche Abgehen und die Entlastung der Feuchtigkeit in dem Bereich der Expansionskammer 112, die von beabstandeten Vfandschienen umgeben ist, wie oben beschrieben, fördert die Kühlung des

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polymeren Materials und stellt sicher, daß das Material innerhalb der gewünschten Temperaturgrenzen gehalten wird, wenn es in den Extruderabschnitt 18 mit wenig oder ohne verbleibende Feuchtigkeit geführt wird.

Dem abgeschrägten Schneckenkörper 115 folgend trägt und treibt die Welle innerhalb der Hülse 44 einen ersten Sohneokenkörper 120, der von einem kurzen zylindrischen Kragen 122 und einem zweiten Schneckenkörper 125 bei» Ende der Welle 62 gefolgt ist und vorzugsweise nahe seinem Austragsende eine Doppelschraubenplatte hat. Ein TRenn- oder Zerreißstift 127 wird von einer Einpassung 128 in dem Gehäuse 138 gehaltert und erstreokt sich durch die Hülse 44 gegen den Kragen 122. Dieser Stift kann ein Thermoelement zur Temperaturanzeige des Materials an dieser Stelle aufweisen. Vorzugsweise sind die äußeren Umfangsfläohen der Platten der Schneokenkörper 120 und 125 z.B. mit Stellit verkleidet und bilden eine enge Fassung mit der inneren zylindrischen Oberfläche der Hülse 44, wodurch eine Lagerhalt er ung für das Austragsende der Schneckenanordnung vorgesehen ist.

Eine in den Figuren 1,3 und 5 gezeigte kreisförmige Formplatte 130 ist vermittels einer Reihe von Schrauben 13i sä dem Körper 40 befestigt und weist eine kreisförmige Anordnung von DUsenöffnungen 134 auf, deren jede von einem in Fig. 3 gezeigten entfernbaren Stöpsel oder Pfropfen 135 gebildet isti der innerhalb einer Gegenbohrung sitzt und sich axial zu einf* flachen Ringfläche 136 erstreckt. Unter Bezug-

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nähme auf Fig, 3 weist die Formplatte 130 einen Mittelpfropfen 138 und eine konisch geformte Kappe 14O auf, die eine zentrale Kammer 142 bildet. Ein Paar radial sich erstreckender Durchgänge 143 sind in der Formplatte I30 gebildet und zu einer Rohrleitung 145 verbunden, um Wasserdampf in die Formplatte I30 zu deren Aufheizung auf eine bestimmte Temperatur zu richten» Die Pfropfen 135 werden mit einem anderen Satz Pfropfen für die Maßveia nderung der Öffnungen 134 ausgetauscht, und die Formplatte I30 kann von-einem Drehgelenk oder einer Angel gehaltert werden, um ein Aufschwenken der Formplatte vorzusehen, nachdem die Schrauben 131 entfernt sind, wodurch eine übliche Auswechslung oder Reinigung der Pffpfen 135 ermöglicht ist.

Ein Gehäuse I50 ist drehbar mit dem Endkörper I3 vermittels einer in Fig· 2 gezeigten Angel verbunden, die einen Drehstift 152 aufweist, der sich durch innerhalb Zwischenpaßöhren 153 und 154 gebildeten ausgefluchteten Bohrungen nach vorn erstreckt, wobei die Öhren am Rahmenkörper I3 bzw. am Gehäuse 100 befestigt sind· Bezüglich Fig. 1 bildet das Gehäuse 100 eine im allgemeinen viereckige Austragkammer mit einem Bodenauslaß I56. Eine Welle I60 ist vermittels einer Lage¹anordnung 162 drehbar gehaltert, die an dem Gehäuse 150 befestigt ist. Das vordere Endteil der Welle erstreckt sich durch die Kammer 155 um einen Drehschneider 1ß5 zu haltern, der am Ende der Welle I60 vermittels einer Reihe von in Fig. 5 gezeigter Schrauben I66 befestigt ist. Der SchneiderI65 weist mehrere am Umfang beabstandete sich radial erstreckende Messer 168 auf, die eng beabstandet von der

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Fläche 136 der Formplatte I30 für die Drehung an den Austragöffnungen 13^ vorbei angeordnet sind.

Ein Motor I70 ist auf dem Gehäuse I50 befestigt und weist eine vermittels eines V-Riemenantriebes 172 am Rückendteil der Welle I60 zur Drehung des Schneiders I65 verbundene Ausgangswelle auf. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Gehäuse 150 an dem aufrechten Endkörper I3 des Rahmens 10 vermittels einer Hrf-he von Schrauben 17^· befestigte Wenn es jedoch erwünscht ist, die Formplatte und/oder den Schneider zu entfernen, werden die Schrauben 17^- entfernt, und das Gehäuse I50 wird gedreht oder in eine offene Position geschwenkt, wie in Fig. 5 gezeigt ist, in der die Schneidvorrichtung von der Formplatte I30 zurückgezogen ist.

Die Halterung für die Formplatte 130 und die Schneidvorrichtung 165 sehen ein bedeutendes Merkmal in dieser Erfindung vor. Durch die Befestigung der Formplatte I30 am Austragsende des Gehäuses und durch die Befestigung der Schneidvorrichtung 165 am Ende der motorbetriebenen Welle I60, die von dem Drehgehäuse I50 gehaltert wird, kann die Schneidvorrichtung 165 leicht und schnell in die in Fig. 5 gezeigte zurückgezogene Position bewegt werden, in der sowohl die Formplatte als auch die Schneidvorrichtung in üblicher Weise für die Wartung und die Entfernung zugänglich sind. Diese Eigenschaft ist besonders wünschenswert, wenn man die Formplattenpfropfen 135 ztr Vergrößerung oder Verkleinerung des Maßes der Austrageöffnungen 13^ oder zur Entfernung der Schneidvorrichtung I65 zum Schärfen der Schneidmesser I68

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auswechseln will. Infolge des Antriebes der Schraubenanlage 60 von ihrem Zuführende und durch die 'drehbare Halterung " der Austragsschnecke 125 mit der Hülse kh ist darüberhinaus nicht notwendig, die Welle 62 durch die Formplatte zu verlängern, mit dem Ergebnis, daß kein ringförmiger Spielraum oder Spalt vorhanden ist, durch den das Material extrudiert werden könnte«

Die Drehverbindung zwischen dem Gehäuse I50 und dem Rahmen P 10, die durch die Schwenkbefestigung vorgesehen ist, sorgt auch für die Erhaltung eines genauen bestimmten freien Raumes zwischen der Formplattenfläche I36 und den Messern I38 der Schneidvorrichtung I65» nachdem eine Formplatte mit einer anderen derselben Dicke ausgewechselt ist» De soweiteren

an

können die Lageranordnung 162 und der Motor auch am Gehäuse 15c befestigten Bahnen angebracht sein und durch eine Führungsschraube oder Schraubenspindel so axial einstellbar sein, daß der freie Raum zwischen den Messern 168 und der Formplattenfläche I36 während der Tätigkeit zum Ausgleich der thermischen Expansion einstellbar sein kann./-.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung betrifft die Lage des einstellbaren Ringes 95 und des zusammenarbeitenden Kragens 96, wodurch eine beschränkte Öffnung auf stromsei tig von der entspannten Expansionskammer 112 vorgesehen ist« Das durch die Bearbeitung in den vorhergehenden Pressenabsohnitten erwärmte Material wird beim Vorbeigehen durch diese Öffnung, der entspannten Expansionskammer und dem Austrag aus dem Druckabsohnitt vorangehend, dem höchsten Druck ausgesetzt·

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Praktisch die gesamte im Material verbleibende Feuchtigkeit wird aufgrund des abnehmenden Druckes auf das erwärmte Material entfernt, wenn es durch diese Öffnung in die Expansionskammer gedrückt wird. Die verbleibende Feuchtigkeit bewegt sich an dieser Stelle sehr rasch fort und entspannt sehr schnell durch die Öffnungen der Wände der Expansionskammer· Die Schnecke in der Expansionskammer kann genutet sein, um das Material in diesem Bereich zu bearbeiten und sicherzustellen, daß die meiste, wenn nicht im wesentlichen die gesamte Feuchtigkeit an dieser Stelle freigegeben wird. Zusätzlich hat diese Schnecke eine Platte größerer Neigung, um das Material durch die Expansionskammer mit größerer Geschwindigkeit zu tragen, als es an der Öffnung vorbei eintritt. Die Entlastungsöffnungen aus der Expansionskammer sind die Abstände zwischen den Wandschienen und somit wird das ganze feste Material in der Kammer festgehalten, während Flüssigkeiten und Gase oder Dämpfe entweichen.

Wenn deshalb das Material in den Extruderabschnitt eintritt, hat es sich aufgrund der Expnsion und der plötzlichen Fortbewegung im wesentlichen der gesamten verbleibenden Feuchtigkeit in der Expansionskammer abgekühlt. Wenn das Material durch das Formstück gedrückt wird und in kleine Stücke oder dgl. geschnitten wird, bleibt nur wenig wenn überhaupt Feuchtigkeit darin, und es ist dann auch wenig Feuchtigkeit vorhanden, wenn das Material aus dem Formstück ausgetragen wird. Dieses vermeidet jedes überschüssige explosionsartige Abgehen von Feuchtigkeit, wenn das Material das Formstück verläßt,

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und es wurde gefunden, daß der Betrag an Feinstoffen erheblich reduziert wird, der sich sonst ergibt, wenn erhebliche Feuchtigkeit enthaltendes Material durch ein Formstück gedrückt und dann explosionsartig freigegeben wird. Die sich ergebende Reduktion an Feinstoffen, praktisch ihre Vermeidung, stellt einen erheblichen Fortschritt bei der Behandlung des gefertigten Produktes dar und ist ebenfalls ein großer Vorteil bezüglich der Wartung, da die Feinstoffe an allen Teilen der Maschine hängen, die dann verunreinigt

^m wird und die sich an der Stelle aufbauen, wo die Vorrichtung für die Reinigung außer Betrieb gesetzt werden muß, oder dieses verunreinigte Material fällt sogar in das fertige Produkt,

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Claims

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Patentansprüche ι

1 , )J Mechanische Schraubenpresse zum Ausdrücken von Flüssigkeit aus einem elastomeren Material mit einem Behälter mit Einrichtungen zur Bildung eines länglichen Preßabschnittes mit einem Einlaßende und einem Austragsende, einer Einrichtung zur Bildung von Fließmittelentlastungs- oder Austrittsöffnungeni die sicn zumindest Teile des Preßabschnittes erstrecken, einem geschlossenen Extruderabschnitt zur Aufnahme des Materials von dem Austragsende des Preßabschnittes und mit einer Austrageöffnung von dem Behälter, einer sich durch den Behälter erstreckenden drehbaren Schraubenanordnung mit einer BedLhe längsbeabstandeter spiraliger bzw. schraubenförmiger, von Kragen getrennten Platten oder Plattenreihen, mit Einrichtungen zur Drehung der Schraubenanordnung, Einrichtungen zum progressiven Zusammenpressen des Materials in dem Preßabschnitt, wenn es sich ä£egen das Austragsende bewegt und dann durch den Extruderabschnitt je nach der Drehung der Schraube und mit Trennstab- oder Zerreißstabeinrichtungen, die von dem Behälter gehaltert sind, und mit in den Preßabschnitt zwischen die Platten vorspringenden Teilen zum Festhalten der Drehung des Materials mit den Platten, wenn das Material über den Kragen zusammengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringkörper aufstromseitig vom Austragende des Preßabschnittes neben einem Kragen befestigt ist und mit dem einen Kragen zur Bildung einer Besciiränkungsöffnung zusammenarbeitet und Einrichtungen zur Bildung einer Expansionskammer in dem Preßabschnitt zwischen der Be a ehr äiücunge öffnung und dem Austrage-

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ende des Preßabschnittes, wobei die Expansionskammer Fließmittelen tlastungs öffnungen darin aufweist, wodurch der Flüssigkeitsgehalt des Materials wesentlich durch rasches Entweichen aus dem Material vor dem Extruderabschnitt reduziert wird,

2») Vorrichtung nah Anspruch 1, {!kennzeichnet durch eine Einrichtung zur Veränderung des Bereiches eier Beschrän- _ kungsöffnung· zur Erreichung einer optimalen Plussigkeitsentfernung und Temperaturerniedrigung vor dem Extruderabschnitt,

3·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _f daß ein Formstück an der Austrage öffnung des Extruderabschnittes befestigt ist«

h_a ) Vorrichtung nach Anspruch 1 ₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungs öffnungen aufs tr oms ei tig von der Beschränkungsöffnung für ein anfängliches rasches Entweichen und/oder für den Flüssigkeitsabfluß aus dem Material angeordnet ist, wenn es zu Anfang bearbeitet wird,,

5·) Mechanische Schraubenpresse zum Herausdrücken von Flüssigkeit aus öinem elastomeren Material und mit einem Behälter mit einer Einrichtung zur Bildung eines länglichen Preßabschnittes mit einem Einlaßende und einem Austragsende, einer Einrichtung zur Bildung '/on Fließraittelentlastungsöffnungen, die sich durch einen größeren Teil des Preßabschnittes erstrecken, einem geschlossenem Ex^

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zur Aufnahme des Materials von dem Austragsende des Preßabschnittes und mit einer Austragsöffnung von dem Behälter, einer drehbaren Schrankanordnung, die sich durch den Behälter erstreckt und eine Reihe von längsbeabständeten spiraligen bzw. schraubenförmigen Plattenreihen oder Platten aufweist, welche durch Kragen getrennt sind, mit Einrichtungen zur Drehung der Schraubenanordnung und Trenn- oder Zerreißstäben, die von dem Gehäuse gehaltert werden, und mit in den Preßabschnitt zwischen die Platten vorspringenden Teilen zur Hemmung der Drehung des Materials mit den Platten, wenn das Material über den Kragen zusammengedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Ringkörper austromseitig von dem Austragsende des Preßabschnittes angeordnet ist, der einen Kragen umgibt und mit diesem zur Bildung einer Be s ohr änkungs öffnung zusammenarbeitet, und daß eine Einrichtung zur Bildung einer Expansionskammer in dem Preßabschnitt zwischen der Be sehr änkungs öffnung und dem Austragsende des Preßabschnittes vorgesehen ist, wobei die Bxpansionskaimner Fließmittelentlastungsöffnungen kleinen Querschnittes hat, um das Material zu halten, wodurch der Flüssigkeitsgehalt des Materials erheblich reduziert wird durch plötzliches Entweichen von dem Material vor dem Extruderabschnitt.

6.) Kontinuierliches Verfahren zum Entfernen von im wesentlichen allen Spuren von Flüssigkeit aus einem elastomeren Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer mit einem Flüssigkeitsgehalt in der Größenordnung von zumindest 5^o in eine S ehr aubenpreßmas chine mit unterbrochenen Platten-

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reihen gegeben wird, dai Polymer In ,einem ersten Preßabschnitt der Maschine zur Erwärmung und Mischung des die Flüssigkeit enthaltenden Materials über die Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit bei Atmosphärendruck bearbeitet und zusammengedrückt wird, daß das zusammengedrückte und erwärmte Polymer durch eine ringförmige Öffnung in dem Preßabschnitt der Maschine und In eine besohränfc&e Expansionskammer gedrückt wird., die auf Atmosphärendruok entlastet ist, wobei die Öffnung-einen beachtlichen Durchmesser und einen relativ dünnen Querschnitt,hat, wodurch das zusammengepreßte und erwärmte Polymer in die Expansionskammerr, als ein relativ dünner homogener Film eintritt, auf welchem der Druck im wesentlichen reduziert wird, wodurch er expandieren kann, um die restliche Flüssigkeit als Dampf freizugeben, der durch die Austritte der Entlastungskammer entweicht, und daß dann das entwässerte Polymer aus der Expansionskammer in einen Extruderabschnitt der Maschine geführt wird und das Polymer durch einen beschränkten Auslaß zum Austrag von der Maschine la wesentlichen ohne weiteres plötzliches Entweichen von Flüssigkeit gedrüokt wird,' wenn das Polymer ausgetragen wird, wodurch die Bildung feiner Partikel zusammen mit dem ausgetragenen Polymer verhindert wird.

7·) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gewisse Menge Flüssigkeit und/ader Dampf entweichen kann und aus der Maschine während der Bearbeitung und des Zutsammendrückens des Materials entspannt.

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