DE2625609A1

DE2625609A1 - Entgasungs- und umwandlungsextruder

Info

Publication number: DE2625609A1
Application number: DE19762625609
Authority: DE
Inventors: Kimiyasu Hanaki; Yukimasha Morishima; Minoru Yoshida
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1976-06-08
Publication date: 1977-04-21
Also published as: BR7603557A; GB1521624A; SU700054A3; JPS54938B2; IT1068736B; DE2625609B2; JPS5249267A; US4029300A; DE2625609C3

Description

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

ST 3-541 P/D/ro

The Japan Steel Works, Ltd., Tokyo, Japan Entgasungs- und Umwandlungsextruder

Die Erfindung betrifft einen Entgasungs- und Umwandlungsextruder mit zwei benachbarten, in einem Zylinder gelagerten Schrauben, die parallel zueinander verlaufen und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Entgasungs- und Umwandlungsextruder, bei dem die Entgasung, das Vertreiben des Lösungsmittels und die Umwandlung von synthetischen Harzen direkt erfolgen-

Eine der Schwierigkeiten bei diesem Verfahren besteht darin, daß in herkömmlichem Polyäthylen, das von einem Polymerisierungsgerät abgegeben wird, ein Äthylenmonomer und dergleichen enthalten sind, welche bei dem Polymerisierungsverfahren unreagiert vorliegen, so daß Explosionsgefahr besteht. Es ist aus Sicherheitsgründen gesetzlich verboten, Erzeugnisse zu transportieren, die ein Äthylenmonomer oder dergleichen enthalten. Um das Äthylenmonomer und der-

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gleichen zu entfernen, wurde herkömmlicherweise bisher ein Verfahren durchgeführt, bei dem Teilchen aus herkömmlichem Polyäthylen von einem Behälter aufgenommen werden und mit heißer Luft oder inaktivem Gas vom Boden aus durchblasen werden, so daß das Äthylenmonomer und dergleichen, welche in den Teilchen enthalten sind, mit der heißen Luft aus dem Behälter entfernt werden. Diese entfernten giftigen Gase, wie das Äthylenmonomer und ähnliche Gase, werden jedoch in der Luft verteilt und gefährden die Gesundheit der Einwohner, die um die Fabriken herum wohnen, in denen synthetische Harze hergestellt werden, und zur Zeit wird dies im Hinblick auf die Verseuchung zu einem schwerwiegenden Umweltproblem. Ferner muß herkömmliches Polyäthylen umgewandelt bzw. modifiziert werden, insbesondere im Hinblick auf seine optischen Eigenschaften, um seine Eigenschaften im festen Zustand zu verbessern.

Bei der Herstellung von synthetischem Gummi wurde andererseits bereits ein Verfahren zur Abscheidung von Hexan aus dem synthetischen Gummi, in dem Hexan als Lösungsmittel bei dem Polymerisierungsverfahren benutzt wurde, angewendet, und zwar ein Wasserverdrängungsverfahren, dieses Verfahren erfordert jedoch sehr große Wassermengen.

Bei Anwendung dieses Verfahrens gelangt Hexan in das Wasser und muß von dem synthetischen Gummi zusammen mit dem Wasser abgetrennt werden, was zur Erzeugung von hexanhaltigem Wasser führt, das im Hinblick auf die Verseuchung nicht direkt in die Kanalisierung geleitet werden kann. Somit ist dafür eine Behandlungsanlage erforderlich.

Um den durch die jetzigen Verfahren verursachten Schwierigkeiten Rechnung zu tragen, ist ein Gerät erforderlich, das gleichzeitig die Teilchenbildung, Entgasung, Vertreibung des Lösungsmittels und Umwandlung von synthetischen Harzen durchführt. Es wurde bereits

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ein Gerät vorgeschlagen, bei dem diese Vorgänge mittels einer einzelnen Vorrichtung in einem Einfach- oder Doppelschraubenextruder wirksam durchgeführt werden.

Der herkömmliche Einfachschraubenextruder zeigt nur wenige Mechanikprobleme, ist jedoch nicht in der Lage, in ausreichendem Maße zu entgasen, Lösungsmittel zu vertreiben oder das Material umzuwandeln. Bei einem herkömmlichen Doppelschraubenextruder treten jedoch verschiedene Schwierigkeiten mechanischer Art auf, die im folgenden beschrieben werden. Er ist so aufgebaut, daß beide Schrauben entweder ineinander eingreifen oder nicht und Windungsgänge bis zu ihren Vorderenden aufweisen, wobei die Schraubenaxialbelastung aufgrund des Druckes aus dem geschmolzenen Harz an den Vorderenden der Schrauben gleichförmig an beiden Schrauben anliegt, jedoch zur Erzielung einer Lagerkonstruktion, die der Schraubenaxialbelastung widersteht, die Lager einen ausreichend großen Außendurchmesser aufweisen müssen, während es jedoch beim Doppelschraubenextruder, da der Abstand zwischen den Achsen beider Schrauben auf einen relativ kleinen Wert begrenzt ist, unmöglich ist, Lager mit einem großen Außendurchmesser zur Lagerung der Vorderenden der Schrauben zu schaffen. Beim Doppelschraubenextruder ist es somit unmöglich, einen Aufbau vorzusehen, der große Axialbelastungen aufnehmen kann, wie sie beim Einfachschraubenextruder möglich sind. In einem Teil, wo die Umschreibenden der zwei Schrauben einander berühren, wird ferner, da ein Hohlraum aufgrund des Erfordernisses der Bearbeitung entsteht, der Rückfluß des geschmolzenen Harzes so groß, so daß an den Vorderteilen der Schrauben ein Harzdruck nicht erzeugt werden kann.

Es ist also ersichtlich, daß einerseits die herkömmlichen Verfahren der Entgasung und Vertreibung des Lösungsmittels die natürliche Umgebung wie Atmosphäre, Wasser u.s.w. verseuchen und Regelungen bezüglich der Vermeidung von Verschmutzung unterliegen und daß andererseits die Extruder, die herkömmlicherweise zur Ver-

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meidung der Schwierigkeiten mit der Verseuchung verwendet wurden, noch verschiedene Nachteile aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Entgasungs- und Umwandlungsextruder zu schaffen, der einerseits die Umweltsschutzbedingungen erfüllt und andererseits günstige mechanische Eigenschaften aufweist. Insbesondere soll der Extruder in der Lage sein, aus herkömmlichem Polyäthylen eine wirkungsvolle Entgasung von Xthylenmonomer und dergleichen, welche dieses während der Herstellung bei den existierenden Verfahren begleiten, oder aus synthetischem Gummi eins wirkungsvolle Vertreibung des Lösungsmittels Hexan oder dergleichen, weiche diesen während des Herstellungsverfahrens begleiten, zu gewährleisten. Ferner soll trotz der Gestaltung mit. doppelter Schraube ein Axiallager am Vorderende der Schraube montiert v/erden können, das einer hohen Axialbelastung widersteht, wie dies bei dem Einfachschraubenextruder der Fall ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Entgasungs- und Umwandlungsextruder der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zylinder vom Hinterende aus in der Reihenfolge wenigstens eine Einfüllöffnung und wenigstens eine Entlüftungsöffnung in seinem oberen Teil aufweist, jede der benachbarten Schrauben vom Hinterende aus der Reihenfolge nach wenigstens einen Förderabschnitt, einen Knetabschnitt, wenigstens einen Mischabschnitt und einen Druckerzeugungsabschnitt aufweist, wobei die Förder- und Mischabschnitte im wesentlichen unterhalb der Einfüllöffnung bzw. unterhalb der Entlüftungsöffnung des Zylinders angeordnet sind, eine der benachbarten Schrauben mit einem Abmessungsabschnitt in Reihe mit dem Druckerzeugungsabschnitt ausgebildet ist, die Förder-, Misch-, Druckerzeugungs- und Abmessungsabschnitts der benachbarten Schrauben jeweils aus einer im wesentlichen kontinuierlichen Windung mit demselben Außendurchmesser gebildet sind und die Richtungen der Windungen der

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jeweiligen Abschnitte bei den benachbarten Schrauben verschieden sind, und jeder Knetabschnitt der benachbarten Schrauben mit einem Einstellring und einem Sperring ausgebildet ist, die darauf jeweils am Hinterende bzw. Vorderende befestigt sind, wobei dazwischen ein Abstand verbleibt und eine Kneteinrichtung auf der Schraube zwischen den Ringen vorgesehen ist, wobei der Außendurchmesser des Einstellrings im wesentlichen derselbe ist wie der der Windung und der Außendurchmesser des Sperrings etwas größer ist als der des Einstellrings und wobei die Einstell- und Sperringe der benachbarten Schrauben in Transversalrichtung so ausgerichtet sind, daß sie einander berührende Umhüllende aufweisen.

Zwischen den Einstellringen ist eine Kolbeneinrichtung so angeordnet, daß ihre Bodenoberfläche im wesentlichen dem Außenumfang der Einstellringe entspricht, wobei die Kolbeneinrichtung dazu eingerichtet ist, von einem Hydraulikzylinder betätigt zu werden, der mit dem Zylinder verbunden ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Wasserdüse vorgesehen, die zu den Knetabschnitten hin geöffnet ist und durch den Zylinder verläuft.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung haben die äußeren Oberflächen der Windungen der Förder- und der Druckerzeugungsabschnitte der jeweiligen Schrauben miteinander eine gemeinsame Einhüllende, während die äußeren Oberflächen der Windungen der Mischabschnitte der jeweiligen Schrauben um wenigstens die Hälfte des durchschnittlichen Ganges der Windungen verschoben sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Schraubenkerne der Druckerzeugungs- und Abmessungsabschnitte nach und nach flacher ausgeführt als bei den davorliegenden Abschnitten.

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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entgasungs- und Umwandlungsextruders;

Fig. 2 eine waagerechte Schnittansicht des in Figur 1 gezeigten Extruders längs der Linie II-II in Figur 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des in Figur 1 gezeigten Extruders längs Linie III-III in Figur 1;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des in Figur 1 gezeigten Extruders längs Linie IV-IV in Figur 1, in vergrößertem Maßstab; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht des in Figur 1 gezeigten Extruders längs Linie V-V in Figur 1.

In den Figuren 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungform der Erfindung dargestellt. Eine Hauptantriebswelle 1, die mittels einer nichtdargestellten Antriebseinrichtung in einer Richtung angetrieben wird, und eine Hilfsantriebswelle 2, die von der Antriebseinrichtung in der entgegengesetzten Richtung angetrieben wird, sind jeweils mit einer Hauptschraube 3 und einer Hilfsschraube 4 verbunden, und zwar über eine geeignete Verbindungseinrichtung. Die Haupt- und die Hilfsschraube 3, 4 sind parallel zueinander innerhalb eines Zylinders 5 drehbar gelagert, der von einem äußeren Heiz-Kühlmantel 6 umgeben ist. Der Zylinder 5 ist an seinem oberen Teil in der Nähe seines hinteren Abschnittes mit einer oberen Einfüllöffnung 7 und an seinem unteren, ganz hinten gelegenen Teil mit einer unteren Einfüllöffnung 8 versehen, wobei die öffnungen 7, 8 jeweils dazu eingerichtet sind, mit geschmolzenem synthetischen Harz bei einer Temperatur von etwa 130° bis 320⁰C und geschmol-.zenem synthetischen Harz mit besonders niedriger Viskosität beschickt zu werden. Das durch die Einfüllöffnungen 7 oder 8 zugeführte synthetische Harz wird mittels der Haupt- und der HiIfs-

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schraube 3, 4 durch den Zylinder 5 hindurch nach vorne transportiert, wobei die Schrauben, wie in Figur 2 durch den Pfeil X angedeutet, sich in entgegengesetzten Richtungen drehen und allgemein jeweils mit einer Rechtswindung bzw. Linkswindung versehen sind. Beide Schrauben 3, 4 sind jeweils in verschiedene Abschnitte aufgeteilt, nämlich Förderabschnitte a₁, a₂, a_, einen Knetabschnitt b, Mischabschnitte C₁ und C₂/ einen Druckerzeugungsabschnitt d und einen Abmessungsabschnitt e. Genauer gesagt sind die Haupt- und die Hilfsschraube 3, 4 der Reihe nach von ihren Enden nahe den Antriebswellen 1 und 2 aus jeweils ausgebildet mit einem Förderabschnitt a₁, der im wesentlichen oberhalb der unteren Einfüllöffnung 8 und unterhalb der oberen Einfüllöffnung 7 liegt, dem Knetabschnitt b, Mischabschnitt C₁, der im wesentlichen unterhalb einer Entlüftungsöffnung 30 zu liegen kommt, einem Förderabschnitt a„, einem Druckerzeugungsabschnitt d, einem Mischabschnitt C₂ , der im wesentlichen unterhalb einer Entlüftungsöffnung 31 angeordnet ist, und dem Abschnitt a₃, Zusätzlich ist die Hauptschraube 3 mit dem Abmessungsabschnitt oder Bemessungsabschnitt e in Reihe mit dem Förderabschnitt a_ ausgebildet. An dieser Stelle ist zu beachten, daß die äußeren Oberflächen der Windungsteile 10 der Haupt- und der Hilfsschraube 3, 4 so angeordnet sind, daß sie in den jeweiligen Förderabschnitten a₁, a~ und a^, wie in Figur 3 gezeigt, an den Stellen aneinander anstoßen, wo beide Schrauben 3 und 4 eine gemeinsame Einhüllende miteinander haben. Im Knetabschnitt b sind beide Schrauben 3, 4 mit einem Einstellring 12 versehen, dessen Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Schrauben 3 und 4 ist, sowie mit einem Sperring 13, dessen Außendurchmesser etwas größer ist als der des Einstellringes 12, wobei die Einstellringe 12 und die Sperringe 13 durch einen Abstand voneinander getrennt sind und jeweils auf der Haupt- und Hilfswelle so angeordnet sind, daß sie in transversaler Richtung zueinander ausgerichtet sind und im wesentlichen sich gegenseitig berührende Umhüllende aufweisen. In der Mitte der Einstellringe jeder der Schrauben 3, 4 ist ein Kolben 14 angeordnet, der verschiebbar in einem Hydraulikzylinder 15 montiert ist, welcher mit

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dem Zylinder 5 an seinem oberen Teil befestigt ist, so daß der Kolben 14 durch Betätigung des Zylinders 15 nach oben und nach unten bewegt werden kann. Siehe hierzu Figur 5. Der Bodenteil des Kolbens 14 ist so ausgebildet, daß er praktisch der Umhüllenden des Außenumfanges beider Einstellringe 12 entspricht. Zusätzlich sind die Haupt- und die Hilfsschraube 3, 4 jeweils mit einer Anzahl von Stiften 16 zwischen den Einstellringen 12 und den Sperringen 13 versehen, wobei die Stifte 16 jeweils auf einer Spirallinie angeordnet sind, deren Spiralensteigungswinkel im wesentlichen derselbe ist oder entgegengesetzt demjenigen der Windungen 10 der Schrauben 3, 4, und sie erstrecken sich über wenigstens eine Hälfte des durchschnittlichen Ganges der Windungen 10. Der Zylinder 5 ist mit einer Düse 18 versehen, die an einem Teil unterhalb der Schrauben 3 und 4 eiren Wassereinlaß 17 aufweist, wo die Stifte 16 eingebettet sind, wie in den Figuren 1 und 4 gezeigt. Die Düse 18 ist von solchem Aufbau, daß das ihr durch den Wassereinlaß 17 zugeführte Wasser unter Druck eine Kugel 20 nach oben drückt, die in eine: hohlen Ventilkammer 19 aufgenommen ist, welche im oberen Teil der Düse 18 gebildet ist und als Rückschlagventil dient, wobei Wasser in die einander zugewendeten Teile der Schrauben 3, 4 im Zylinder 5 durch einen Wasserdurchlaß 19' hindurch eingespritzt wird, der in der Innenwandung der Ventilkammer 19 gebildet ist, sowie durch Wasserauslaßöffnungen 21, die durch die Wandung der Ventilkammer 19 hindurch gebildet sind.

Die Mischabschnitte C₁ und c₂ sind jeweils unterhalb einer ersten und einer zweiten Entlüftungsöffnung 30, 31 angeordnet, die im Zylinder 5 an seinem oberen, vorderen Teil gebildet sind, und die Windungen 10 der Schraubenzüge der Haupt- und der Hilfsschraube 3, 4 sind an der Stelle um einen halben Gang gegeneinander versetzt, wo die Schraubengänge sich berührende Umschreibende in den Mischabschnitten C₁ und c_o miteinander aufweisen, während die Außenoberflächen der Windungen 10 beider Schraubenzüge in den

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Förderabschnitten a_? und a.,, die direkt mit den Mischabschnitten C₁ und C₂ verbunden sind, erneut gegeneinander stoßen, wie aus Figur 2 zu ersehen ist.

Der Schrauberkern des Druckerzeugungsabschnittes d wird nach und nach flacher bzw. dicker als bei den vorhergehenden Förderabschnitten a₂, so daß er vor der zweiten Entlüftungsöffnung 31 direkt einen Druck auf das Harz ausüben kann.

Der Abmessungsabschnitt e ist nur auf der Hauptschraube 3 gebildet, und sein Schraubenkern ist nach und nach flacher bzw. dicker ausgebildet als bei dem vorhergehenden Förderabschnitt a₃, wie im Druckerzeugungsabschnitt d, so daß ein Abmessungsteil 40 zwischen der Innenwandung des Zylinders 5 und dem Fuß des Schraubengewindes gebildet wird.

Wie schon erwähnt wird die untere Einfüllöffnung 8 dazu verwendet, geschmolzenes Harz mit niedriger Viskosität zuzuführen, und wenn die obere Einfüllöffnung 7 verwendet wird, so wird die untere Einfüllöffnung 8 mittels einer geeigneten Abdeckung verschlossen. Wenn die untere Einfüllöffnung 8 verwendet werden soll, so kann ferner die obere Einfüllöffnung 7 als Entlüftungsöffnung zur Entfernung von flüchtigen Stoffen aus dem geschmolzenen Harz verwendet werden.

Anschließend an die vorstehende Beschreibung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Extruders soll nun seine Arbeitsweise beschrieben werden.

Da in den Förderabschnitten a₁, a„ und a_ die Umfangsteile der Windungen 10 der Haupt- bzw. der Hilfsschraube 3 bzw. 4 so ausgebildet sind, daß sie aneinander anstoßen, ist das Fördervermögen für das geschmolzene Harz an den in Figur 3 gezeigten Teilen der Windungen 10 beider Schrauben 3, 4 mit gemeinsamer Umhüllenden groß, so daß die Zufuhr von Harz unter Druck ermöglicht

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wird. Folglich wird geschmolzenes Harz, das über die obere oder untere Einfüllöffnung 7, 8 zugeführt wird, aufgrund dieses Vermögens unter Druck vorwärts getrieben. In dieser Stufe kann durch Einstellung des Kolbens 14, der direkt vor der ersten Entlüftungsöffnung 30 des Knetabschnittes b angeordnet ist, zur Regulierung der zuzuführenden Harzmenge durch Betätigung des Hydraulikzylinders 15 die Fördermenge an geschmolzenem Harz wunschgemäß geregelt werden. Die eingestellte Harzmenge wird somit durch einen Spalt gedrückt, der zwischen den Einstellringen 12 und der Innenwandung des Zylinders 5 gebildet ist, und ferner durch einen Spalt hindurch, der zwischen den Sperringen 13 und der Innenwand des Zylinders 5 gebildet ist. An dieser Stelle muß daran erinnert werden, daß der Außendurchmesser des Sperringes 13 etwas größer ist als der des Einstellringes 12. Im Ergebnis besitzt das geschmolzene Harz eine Neigung, in einen Spalt eingefüllt zu werden, d.h. in den Knetabschnitt b, der zwischen den Ringen 12 und 13 gebildet ist, so daß er innerhalb des Knetabschnittes b unter Druck gesetzt wird. Während dieses Arbeitsschrittes wird Wasser durch die Düse 18 von außen in das heiße Harz eingespritzt, und das Harz und das Wasser werden einem ausreichenden Kneteffekt unterzogen, so daß die flüchtigen Stoffe und dergleichen, die in dem Harz enthalten sind, den Dampf begleiten, der aufgrund der Hitze des Harzes aus dem Wasser entsteht und durch die erste Entlüftungsöffnung entweichen soll.

An dieser Stelle wird deutlich, daß das Einspritzen von Wasser nicht immer erforderlich ist, abhängig von den Eigenschaften des zu behandelnden Harzes, und das Einspritzen von Wasser erfolgt hauptsächlich zur Behandlung von Harzen mit weniger flüchtigen Stoffen, da Wasser deren Entgasungseffekt unterstützt. Da in den Mischabschnitten C₁ und C₂ die Windungen 10 der Haupt- und der Hilfsschraube 3 bzw. 4 um einen halben Gang gegeneinander verschoben sind, wird das Harz, das von der rechtsgerichteten Schraube der Hauptschraube 3 zugeführt wird und das der Hilfsschraube 4 zwischen

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beiden Schrauben 3, 4 umgewendet, was zu einem beträchtlich größeren Mischeffekt führt als bei dem herkömmlichen Einschraubenextruder. Daher erfolgt die Erneuerung der Oberflächen der Harze in aktiver Form innerhalb der Mischabschnitte c. und C2/ so daß ein wirkungsvoller Entgasungseffekt erzielt werden kann.

Wenn die Menge an flüchtigen Stoffen, die ursprünglich in dem geschmolzenen Harz enthalten sind, so groß ist, daß der gewünschte Entgasungseffekt nicht allein durch die erste Entlüftungsöffnung 30 und die zweite Entlüftungsöffnung 31 erreicht werden kann, so können, falls erforderlich, zusätzliche Entlüftungsöffnungen vorgesehen sein so, daß die Menge an flüchtigen Stoffen unter dem gewünschten Wert gehalten werden kann. Ferner können in diesem Falle eine zweite Entlüftungsöffnung 31 und weitere öffnungen an ihren direkt vorne gelegenen Teilen wie bei der ersten Entlüftungsöffnung 30 zur Verbesserung des Entgasungseffektes mit Wasser besprüht werden. Es kann erforderlich sein, daß die Schrauben 3, 4 in der Lage sind, geschmolzenes Harz in Vorwärtsrichtung in den Abschnitten nach der zweiten Entlüftungsöffnung 31 unter Druck zu fördern, abhängig davon, ob eine Teilchenerzeugungsmaschine am Vorderende des Extruders angeordnet ist. In diesem Falle und wenn die Vorderenden der Haupt- und der Hilfsschraube 3, 4 zueinander ausgerichtet sind, wie bei dem herkömmlichen Doppelschraubenextruder, so liegt der Harzdruck, der am Vorderende der beiden Schrauben 3, 4 erzeugt wird, direkt an diesen als Axialbelastung von beträchtlicher Größe an_; da jedoch, wie zuvor erwähnt, der Abstand zwischen beiden Schrauben 3, 4 auf einen relativ kleinen Wert beschränkt ist, können in diesem Doppelschraubenextruder auf keinen Fall Lager eingebaut werden, die widerstandsfähig gegenüber Axialbelastungen sind, wie sie beim Einfachschraubenextruder auftreten. Da jedoch nach der vorliegenden Erfindung die Hauptschraube 3 an ihrem vorderen Endteil als Einfachschraube ausgebildet ist, ist der Harzdruck am Vorderendteil der Hilfsschraube 4 klein. Daher wird die Axialbelastung der ganzen Schrauben im

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wesentlichen allein von der Hauptschraube 3 getragen, und die Lagereinrichtung am Vorderende der Hauptschraube 3 kann leicht so ausgebildet werden, daß sie eine hohe Axialbelastung verträgt, wie sie beim Einfachschraubenextruder auftritt, um einem hohen Harzdruck zu widerstehen, da die Hauptschraube 3 in ihrem Vorderteil als Einfachschraube ausgebildet ist. Daher kann der Spalt zwischen der Hauptschraube 3 und der Innenwandung des Zylinders 5 kleiner gemacht werden, so daß der Rückfluß des Harzes unterdrückt bzw. so gering wie möglich gemacht wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist es also durch die Erfindung leicht möglich, eine Abmessung bzw. Zumessung zur Durchführung einer stabilen Extrusion in dem Hauptschraubenteil zu erreichen. Bei der Behandlung von herkömmlichem Äthylen wird beispielsweise dessen Temperatur durch Einspritzen einer großen Menge Kühlwasser von außen in dieses hinein abgesenkt, so daß es leicht dem Scher - bzw. Abscheidungsvorgang zur Entgasung des A'thylengas unterzogen werden kann, und gleichzeitig kann der Abmessungsabschnitt e der Hauptschraube 3 auf das Harz einen spezifischen Schereffekt ausüben, indem dieses mittels einer Schraube bearbeitet bzw. erneuert wird, die einen Mischkopf aufweist, wie beispielsweise ein sogenanntes "Dulmadge torpedo" oder einen Schmierkopf, so daß seine optischen Eigenschaften absichtlich geändert werden können.

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Leerseite

Claims

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN QO

The Japan Steel Works, Ltd., Tokyo, Japan

Patentansprüche

1 ..J Entgasungs- und Uinwandlungsextruder mit zwei benachbarten, in einem Zylinder gelagerten Schrauben, die parallel zueinander verlaufen und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, dadurch gekennzeichnet, daß

der Zylinder (5) vom Hinterende aus in der Reihenfolge wenigstens eine Einfüllöffnung (7) und wenigstens eine Entlüftungsöffnung (30) in seinem oberen Teil aufweist, jede der benachbarten Schrauben (3, 4) vom Hinterende aus der Reihenfolge nach wenigstens einen Förderabschnitt (a₁, a₂, a_J , einen Knetabschnitt (b), wenigstens einen Mischabschnitt (C₁, c„) und einen Druckerzeugungsabschnitt (d) aufweist, wobei die Förder- und Mischabschnitte im wesentlichen unterhalb der Einfüllöffnung bzw. unterhalb der Entlüftungsöffnung des Zylinders angeordnet sind,

eine der benachbarten Schrauben (3) mit einem Abmessungsabschnitt (e) in Reihe mit dem Druckerzeugungsabschnitt (d) ausgebildet ist,

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ORIGINAL INSPEGtED

die Förder-, Misch-, Druckerζeugungs- und Abmessungsabschnitte der benachbarten Schrauben jeweils aus einer im wesentlichen kontinuierlichen Windung mit demselben Außendurchmesser gebildet sind und die Richtungen der Windungen der jeweiligen Abschnitte bei den benachbarten Schrauben verschieden sind, und jeder Knetabschnitt (b) der benachbarten Schrauben (3, 4) mit einem Einstellring (12) und einem Sperring (13) ausgebildet ist, die darauf jeweils am Hinterende bzw. Vorderende befestigt sind, wobei dazwischen ein Abstand verbleibt und eine Kneteinrichtung auf der Schraube zwischen den Ringen (12, 13) vorgesehen ist, wobei der Außendurchmesser des Einstellrings (12) im wesentlichen derselbe ist wie der der Windung und der Außendurchmesser des Sperrings (13) etwas größer ist als der des Einstellrings (12) und wobei die Einstell- und Sperringe der benachbarten Schrauben in Transversalrichtung so ausgerichtet sind, daß sie einander berührende Umhüllende aufweisen.

2. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kneteinrichtung eine Anzahl von Stiften (16) ist, die an der benachbarten Schraube (3, 4) befestigt sind, so daß sie auf einer Spirallinie angeordnet sind, die einen Spiralenwinkel aufweist, der für wenigstens den halben durchschnittlichen Gang der Windungen im wesentlichen derselbe ist oder entgegengesetzt ist demjenigen der Windungen der jeweiligen Abschnitte der benachbarten Schrauben.

3. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knetabschnitte (b) dazu geeignet sind, über eine Wasserzufuhr-einrichtung, die in der Wandung des Zylinders (5) vorgesehen ist, mit Wasser versorgt zu werden.

4. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolben-Einrichtung (14) in der Wandung des Zylinders (5) zwischen den Einstellringen (12) der

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benachbarten Schrauben (3, 4) vorgesehen ist, die zu den Ringen ausgerichtet ist, so daß der Boden der Kolben-Einrichtung (14) eine Gestalt aufweist, die im wesentlichen dem Außenumfang der Ringe entspricht, wobei die Kolben-Einrichtung (14) mittels einer an dem Zylinder (5) befestigten hydraulischen Zylindereinrichtung (15) betätigbar ist.

5. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfänge der Windungen der Förderabschnitte (a.. , a„, a-J und die Druckerzeugungsabschnitte (d) der benachbarten Schrauben (3, 4) jeweils eine gemeinsame Umschreibende aufweisen, während die Windungen der Mischabschnitte (C₁, c~) der benachbarten Schrauben (3, 4) gegeneinander um praktisch die Hälfte des durchschnittlichen Ganges der Windungen versetzt sind.

6. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerrteile der Windungen in den Druckerzeugungsabschnitten (d) der benachbarten Schrauben (3, 4) nach und nach flacher ausgeführt sind als die der Mischabschnitte (C₁ , Cp) .

7. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernteile der Windung in dem Abmessungsabschnitt (e) einer der benachbarten Schrauben (3) nach und nach flacher wird als bei dem vorausgehenden Druckerzeugungsabschnitt (d) .

8. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Einfüllöffnung (8) unter dem Zylinder (5) am hinteren Teil desselben vorgesehen ist.

9. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abmessungsabschnitt (e)

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der einen der benachbarten Schrauben (3) durch eine Dulmadgetorpedo- oder Schmierkopfschraube ersetzt ist.

10. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach einem der Ansprüche

1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mischabschnitten (C₁, C2) und den Druckerzeugungsabschnitten (d) der benachbarten Schrauben (3, 4) jeweils weitere Förderabschnitte und in Vorwärtsrichtung zwischen den Druckerzeugungsabschnitten (d) der benachbarten Schrauben (3, 4) jeweils weitere Mischabschnitte vorgesehen sind und daß der Zylinder (5) mit einer weiteren Entlüftungsöffnung (31) oberhalb der v/eiteren Mischabschnitte der benachbarten Schrauben (3, 4) versehen ist.

11. Entgasungs- und Umwandlungsextruder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der benachbarten Schrauben (3) mit einem weiteren Förderabschnitt zwischen dem weiteren Mischabschnitt und dem Abmessungsabschnitt (e) versehen ist.

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