DE2350746A1

DE2350746A1 - Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von granulaten aus pulverfoermigem, koernigem, teigfoermigem oder aehnlichem gut

Info

Publication number: DE2350746A1
Application number: DE19732350746
Authority: DE
Inventors: Horst Bremer
Original assignee: PAPENMEIER KG MASCHF GUENTHER
Current assignee: PAPENMEIER KG MASCHF GUENTHER
Priority date: 1973-10-10
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE2350746C3; DE2350746B2; US4038010A

Description

Günther Papenmeier KG
Maschinen- und Apparatebau
493 Detmold 18

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Granulaten aus pulverförmigem, körnigem^, teigförmigem oder ähnlichem Gut

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Granulaten aus pulverförmigem_s körnigem^ teigförmigem oder ähnlichem Gut_s insbesondere solchem aus Kunststoff_β wobei das zu granulierende Gut zwischen mehreren Walzen mit unterschiedlichen Drehrichtungen zu einem." Fell geformt wird und das Fell zu Granulaten zerteilt wird_o

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Granulaten sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt geworden,, So ist Z₀B₀ durch die Deutsche Patentschrift 972 903 eine Vorrichtung zum Granulieren puder-, pulver-,, pastenförmiger oder teigiger Stoffe,, bestehend aus einem mit Zuführungstrichtern für das zu granulierende Gut versehenen zylindrischen oder konischen mit siebartigen Lochungen versehenen Rohr und darin angeordneter Förder- oder Preßschnecke_s wobei ein oder mehrere um die zentral zum Rohr geführte Achse rotierende Messer zur Zerteilung der. ausgepreßten Formlinge an der Siebfläche entlanggeführt werden, bekannt geworden,,

Bei dieser vorbekannten Granuliervorrichtang vrirä das zu granulierende Gut durch eine Förderschnecke in die eigentliche GraniiMervorrichtung gefördert Die -Förderschnecke kann bei entsprechender Auslegung das Gut vorverdichten_o Durch eine "Druckrolle mit entsprechenden Förderrillen wird das. Gut ohne eine definierbare Burchknetumg direkt durch

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die Formlöcher gedrückt, wo es dann mittels umlaufender Messerin Granulate zerteilt wird_e Es ist also nicht möglich, das Gut definitiv vor der Granulierung zu verdichten bzw. zu komprimieren, um evtl. eingeschlossene Gase zu beseitigen,, Ferner ist eine Homogenisierung des Gutes ausgeschlossen.

Es sind" Granuliervorrichtungen auch bekannt (z,B» Deutsche Auslegeschrift 1 242 846), bei denen das zu granulierende Gut zwar nicht unmittelbar nach Eingabe in die Vorrichtung granuliert wird sondern erst nach einer entsprechenden Verdichtungsphase. Diese Verdichtungsphase erstreckt sich aber auf einen nicht immer ausreichenden Zeitraum, da "das Gut lediglich im Berührungspunkt der Formwalzen verdichtet wird. Eine ausreichende Verdichtung des Gutes kann zwar bei manchen Güten erzielt werden, aber eine Homogenisierung des Gutes unter gleichzeitiger Verdichtung ist ausgeschlossen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Granulaten der- eingangs geschilderten Art derart au schaffen, daß das zu granulierende Gut ,bevor es in die eigentlichen Granulate zerteilt wird_a gut verdichtet, komprimiert und homogenisiert wird_e

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gftn, den Walzen kontinuierlich zugegeben wird und über die Länge der Walzen eine periodisch sich wiederholende Durchknetung des Gutes ohne Gutentnahme derart vorgenommen wird, daß mit jeder Umdrehung der Walzen" das Gut im Walzenspalt in axialer Richtung weitertransportiert wird bis es zu den Austrittsöffnungen an einer der Walzen angelangt ist, wo es dann durch eine Trennvorrichtung in entsprechende Granulate aufgeteilt wird.

Zweckmälig erscheint es Merzu_s die Vorrichtung so auszulegen^, dai vorzugsweise ai^ei parallel angeordnete Walzen verwende*«; v/erden, die in einem, bestimmten Abstand voneinander umlaufen und von denen eine

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mit einer schraubenlinienförmigähnlichen Profilierung versehen ist und am Ende der Profilierung die Gutaustrittsöffmmgen vorhanden sind und die andere Walze eine glatte Oberfläche oder ebenfalls eine Profilierung aufweist und mit höherer Umfangsgeschwindigkeit umläuft«,

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen bestehen darin₀ die Profilierung auf dem Innen- oder Außenmantel der Walzen vorzusehen^ den Abstand der Walzen und somit 'die Spaltweite über die Länge der Walzen gleich_a unterschiedlich und verstellbar zu machen? die profilierte Walze mit zwei Gutaufnahmevorrichtungen und einer gemeinsamen Gutentnahmevorrichtung zu versehene die Gut aufnahmevorrichtung an den Enden der ¥/alze und die Gutentnahmevorrichtung in der Mitte der Walzen anzuordnen_o

Es kann aber auch zweckmäßig sein., die profilierte Walze mit nur einer Gutaufnahmevorrichtung und zwei Gutentnahmevorrichtungen zu versehen_a wobei die Gutaufnahmevorrichtung in der Mitte der Walze und die Gutentnahmevorrichtung an den Enden der Y/alze angeordnet ist«,

Ferner ergibt sich die Möglichkeit^ die Vorrichtung so auszulegen^ daß mindestens zwei Walzen so angeordnet sind₀ daß sich deren Achsen bzw_o die Projektionen der Achsen unter einem einstellbaren Winkel schneiden;, die Walzen beliebige und unterschiedliche Durchmesser Z₀B₀ über die Walzenlänge aufweisen und die Walzen mit veränderbaren Drehzahlen umlaufen.,

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren 1-6 erläuterte

Es zeigen:

Figur 1: Eine schematische Schnittdarstellung einer Granuliervorrielatung mit einer 1 nnen- und Außenwalze;,

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Figur 2: Eine schematische Schnitt dar st ellung einer Gra

nuliervorrichtung mit zwei Außenwalzen.

Figuren 3 und 4: Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Granuliervorrichtung mit einer Innen- und Außen walze in verschiedenen Ansichten im Teilschnitt.

Figuren 5 und 6: Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Granuliervorrichtung mit zwei Außenwalzen in verschiedenen Ansichten mit Teilschnitt.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Granulaten besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einer mittels Elektromotor (1) angetriebenen inneren Walze (2) und einer um diese Walze durch reibschlüssigen Antrieb gelagerten äußeren Walze (3). Der reibschlüssige Antrieb erfolgt einmal indirekt durch die Walze (2) und zum anderen durch die Stützwalzen (4). Die Achsen der beiden Walzen (2,3) verlaufen über ihre gesamte Länge parallel. Die eine Walze (2) besitzt eine glatte Oberfläche, während die andere Walze (3) mit einer schraubenlinienförmigähnlichen Profilierung (5) versehen ist. Am Anfang der schraubenlinienförmigähnlichen Profilierung (5) ist die Gutzuführvorrichtung (6) vorhanden, während am gegenüberliegenden Ende die Gutentnahmevorrichtung, die eigentliche Granuliervorrichtung, bestehend aus den Austrittsöffnungen (7) und der Trennvorrichtung (8), angebracht ist. Die Walzen (2,3) bilden in ihrer gemeinsamen Berührungslinie einen Walzenspalt (9).

Der Arbeitsablauf in dieser Granuliervorrichtung spielt sich in der Art ab, dat Gut wird zunächst kontinuierlich durch die Gut zuführvorrichtung (6) den Waleen (2, 3) am Walzenanfang zugegeben^. Zwischen den Walzen (2,3) wird direkt nach der Gutzugabe aus dem Gut ein FeU geformt. Dieses Fell, welches nicht dargestellt ist, bleibt auf der mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Walze (3) hängen und gelangt nach

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einer Umdrehung der· Walze (3) wieder in den Walzenspalt (9). Da die schneller laufende Walze versucht, das Fell auf der anderen Walze schneller zu bewegen als es diese zuläßt, wird ein Teil des Felles in Umfangsrichtung in die schraubenlinienförmigen Vertiefungen (5) geschoben und damit auch dieser Teil um einen gewissen Bereich entsprechend der Schraubensteigung axial von der Gutzuführvorrichtung (6) weggefördert. Eine zusätzliche Profilierung der Walze (2) in entgegengesetzter Richtung kann den Weitertransport des Felles noch verbessern.

Figur 2 zeigt eine abgewandelte Ausführraigs£orm der erfindungsgemäßen Granuliervorrichtung. Diese Granuliervorrichtung unterscheidet sich gegenüber der nach Figur 1 dadurch^ daß anstelle einer inneren und äußeren Walze, zwei außenliegende Walzen (1O₃Il) zur Fellbildung und somit zur Granulatbildung eingesetzt werden. Die Achsen der beiden Walzen (10,11) laufen ebenfalls über ihre gesamte Länge parallel«, Die Walze (10) besitzt eine glatte OberfLäche_s während die Walze (11) mit einer schraubenlinienförmigen Profilierung (12,13) versehen ist«, Die schraubenlinienförmige Profilierung ist so ausgelegt, daß das zu granu-, lierende Gut jeweils an den Enden (14,15) der Waise (10) kontinuierlich zugegeben wird und von dort zur Mitte der Walze gefördert wird, wo dann an bzw. innerhalb der Walze (11) die Gutentnahmevorrichtung, die eigentliche Granuliervorrichtung, bestehend aus den Austrittsöffnungen (16) mit einer entsprechend angeordneten Trennvorrichtung (17) angebracht ist. Die Trennvorrichtung (17) besteht aus einem innerhalb der Walze (11) drehbar gelagerten Rohr (18), an welchem ein Trennmesser (19) fest angebracht ist. Dieses Trennmesser (19) ist so ausgelegt, daß die abgetrennten Granulate durch dasselbe in den Rohrinnenraum (20) gelangen. Von dort erfolgt die Granulatentnahme beispielsweise zu den weiterverarbeitenden Maschinen. Die Granulatentnahme kann durch zusätzliche Anwendung eines Gebläses mit Luftströmung gemäß Pfeilrichtung (21) unterstützt werden. Der Luftstrom kann so gewählt werden, daß er gleichzeitig eine kühlende Wirkung erzielte Das Ausfuhrungshei-

spiel gemäß Figur 2 zeigt die Granuliervorrichtung mit zwei Gutaufnahmevorriehttingen (14,15) und einer Gutentnahmevorrichtung {16, 17). Es ist aber ohne weiteres möglich, die Vorrichtung so zu gestalten, daß dieselbe mit nur einer Gutaufnahmevorrichtung und einer Gutentnahmevorrichtung versehen ist. Die Gutaufnahmevorrichtung würde dann am Anfang der Walze angeordnet sein und die Gutentnahmevorrichtung am gegenüberliegenden Ende.

Ferner kann die Ausführung gewählt werden, daß die Granuliervorrichtung mit nur einer Gutaufnahmevorrichtung und zwei Gut entnahmevorrichtungen versehen ist. Die Gutaufnahmevorrichtung würde dann in der Mitte der Walzen angebracht sein, während die Gutentnahme jeweils an den Enden der Walzen erfolgen würde.

Die Figuren 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Granuliervorrichtung.

Diese Granuliervorrichtung unterscheidet sich gegenüber denen nach Figur 1 und 2 dadurch, daß mindestens 2 Walzen (22,23) so angeordnet sind, daß sich deren Achsen bzw. die Projektionen der Achsen unter einem einstellbaren Winkel schneiden und der Walzenspalt (24) über die gesamte Walzenlänge gleich, unterschiedlich und verstellbar ist» Die Walzen (22,23) sind so angeordnet, daß eine der Walzen (22) innerhalb der anderen Walze (23) angeordnet ist. Angetrieben wird die innere Walze (22) z.B. mittels Elektromotor (25), während die Walze (23) durch reibschlüssige Verbindung angetrieben wird. Damit die Walze (23) in ihrer vorbestimmten Lage bleibt, sind entsprechende Stützwalzen (26) vorgesehen. Die Granulierung des Gutes erfolgt in der Art, daß das Gut an der Stelle (27) kontinuierlich zugegeben wird, beim Drehen bzw. Abwälzen der Walzen (22,23) entsprechend der dargestellten Pfeilrichtungen, wird das zu granulierende Fell erzeugt. Dieses Fell bleibt auf der mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit umlaufenden Walze hängen und gelangt nach* einer Umdrehung der Walze wieder in den Walzenspalt (24). Da die

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Walzen (22_S23) sich unter einem bestimmten Winkel schneiden und unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten haben, wird das Fell bei jedem Durchgang durch den Walzenspalt (24) um ein bestimmtes Stück von der Gutzufuhr stelle (27) in axialer Richtung weggefördert bis das Gut schließlich an den Austrittsöffnungen (28) an der Walze (23) angelangt ist. Nachdem das Gut durch die Austrittsöffnungen (28) .gelangt ist,, wird es durch eine Trennvorrichtung (29) abgelängt,, Die so erhaltenen Granulate werden beispielsweise direkt weiterverarbeitenden Maschinen zugeführt.

In den Figuren 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Granuliervorrichtung dargestellt. Die Walzen (30,31) sind ebenfalls so angeordnet., daß sich die Achsen derselben bzw. die Projektionen der Achsen unter einem einstellbaren Winkel schneiden. Diese Ausführung unterscheidet sich gegenüber der nach den Figuren

3 und 4 lediglich dadurch, daß zwei außenliegende Walzen Anwendung finden. Auf die Stützwalzen kann verzichtet werden. Mit 32 sind die Austrittsöffnungen bezeichnet, mit 33 die Trennvorrichtung . Die Gutzufuhr erfolgt an der Stelle (35). Der Granuliervorgang von der Gutzufuhr bis zur Gutentnahme ist der gleiche, wie nnter den Figuren 3 und

4 beschrieben.

Bei den Ausführungen gemäß den Figuren 3-6 kann grundsätzlich auf eine Profilierung der Walzenoberfläche verzichtet werden. Zum besseren axialen Transport des Gutes können aber erforderlichenfalls entsprechende Profilierungen berücksichtigt werden.

Die axiale Geschwindigkeit des Gutes in Richtung zu den Austrittsöffnungen ist von verschiedenen Faktoren beeinflussbar, welche je nach Bedarf Anwendung finden können: Dem Winkel, unter welchem sich die Achsen der Walzen bzw. die Projektionen der Achsen schneiden, dem Durchmesser, der Walzen, den Antriebsdrehzahlen, den Oberflächen der Walzen, der Spaltweite zwischen den Walzen und schließlich von den Eigenschaften des zu granulierenden Materials,

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Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile sind zusammenfassend darin zu sehen, daß kein zu granulierendes Gut nach der Guteingabe in die Vorrichtung ohne einer entsprechenden Verdichtungs-, Komprimier- oder Homogenisierungsphase direkt aus derselben entnommen werden kann. Hierdurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß diese Vorrichtung beispielsweise direkt einer bekannten Heiz- Kühlmischer-Kombination nachgeschaltet werden kann. Somit ist es möglich, auf rentable Art und Weise Granulate zu erzeugen, da die bisher verwendeten Aggregate wie Walzwerk, Zerkleinerungsmühle, Extruder usw. entfallen.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Granulaten aus pulverförmigem, körnigem, teigförmigem oder ähnlichem GuX₃ insbesondere solchem aus Kunststoff, wobei das zu granulierende Gut zwischen mehreren Walzen mit unterschiedlichen Drehrichtungen zu einem Fell geformt wird und das Fell zu Granulaten zerteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut den Walzen kontinuierlich zugegeben wird und über die Länge der Walzen eine periodisch sich wiederholende Durchknetung des Gutes ohne Gutentnahme derart vorgenommen wird₃ daß mit jeder Umdrehung der Walzen das Gut im Walzenspalt in axialer Richtung weitertransportiert wird, bis es zu den Austrittsöffnungen an einer der Walzen angelangt ist_s wo es dann durch eine Trennvorrichtung in entsprechende Granulate aufgeteilt wird_o

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwei parallel angeordnete Walzen (2,3,10,11) verwendet werden.,, die in einem bestimmten Abstand voneinander umlaufen und von denen eine mit einer schraubenlinienförmigähnlichen Profilierung (5,12,13) versehen ist und am Ende der Profilierung die Gutaustrittsöffnungen (7,16) vorhanden sind und die andere Walze eine glatte Oberfläche oder ebenfalls eine Profilierung aufweist und mit höherer Umfangsgeschwindigkeit umläuft_o

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (5, 12_S13) auf dem Innenmantel oder Außenmantel der Walzen (2,3,10,11) angebracht ist_s

Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet^ daß

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der Abstand der Walzen und somit die Spaltweite (9) über die Länge der Walzen gleich, unterschiedlich und verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Walze (11) mit zwei Gutaufnahmevorrichtungen (14,15) und einer gemeinsamen Gutentnahmevorrichtung (16,17) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutaufnahmevorrichtungen (14,15) an den Enden der Walze (1Ö) und die Gutentnahmevorrichtung (16,17) in der Mitte der Walze (11) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierte Walze mit einer Gutaufnahme vorrichtung und zwei Gutentnahmevorrichtungen versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gut aufnahmevorrichtung in der Mitte der Walze und die Gutentnahmevorrichtungen an den Enden der Walze angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutentnahme bei der Ausführung der Außenprofilierung durch den Walzeninnenraum erfolgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutentnahme durch die zusätzliche Anordnung eines Gebläses unterstützt wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Walzen (22,23,30,31) so angeordnet sind, daß sich deren Achsen bzw. die Projektionen

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der Achsen unter einem einstellbaren Winkel schneiden und daß der Walzenspalt (24) über die gesamte Walzenlänge gleich^ unterschiedlich und verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (22,23,30,31) so angeordnet sind, daß sie sich auf ihren äußeren Mantelflächen abwälzen und eine der Walzen mit Gutaustrittsöffnungen .(28, 32) versehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (22,23) so angeordnet sind, daß die äußere Mantelfläche der einen" Walze (22) auf der inneren Mantelfläche der anderen (23) sich abwälzt und die äußere Walze mit Gutaus- trittsöffnungen (28) versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutzufuhr (27,35) am gegenüberliegenden Ende der Gutaustrittsöffnungen (28,32) erfolgt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß ' die Walze (23,30) mit den Gutaustrittsöffnungen gegenüber der anderen Walze mit niedrigerer Umfangsgeschwindigkeit umläuft.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (22,23,30,31) glatte, profilierte oder glatte und profilierte Oberflächen aufweisen,

17. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (2,3,10,11,22,23,30,31) beliebige und unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (2,3,10, 11, 22, 23, 30_a 31) mit veränderbaren Drehzahlen umlaufen,

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