DE60030039T2

DE60030039T2 - Kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken

Info

Publication number: DE60030039T2
Application number: DE60030039T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Della Rossa
Original assignee: Costruzioni Meccaniche Luigi Bandera SpA
Current assignee: Costruzioni Meccaniche Luigi Bandera SpA
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: EP1063075A2; IT246782Y1; ATE336355T1; ITMI990379U1; EP1063075B1; ITMI990379V0; US6382826B1; EP1063075A3; DE60030039D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken.
Derzeit werden Extrudiereinrichtungen verschiedener Typen, insbesondere Dünnschnecken-Extrudiereinrichtungen, in dem Extrusionsverfahren verwendet, das für Materialien im Allgemeinen verwendet wird.
Diese Typen einer bekannten Extrudiereinrichtung, die beispielsweise für Materialien verwendet werden, die sich nicht leicht mischen lassen und flüchtige Substanzen enthalten, sind etwas groß; ihre Gesamtabmessungen können bis zu 30–45 mal der Durchmesser der Schnecke sein.
Um diese Extrudiereinrichtungen kürzer zu machen, wurden speziell geformte Schnecken mit variablen Querschnitten konstruiert; die Herstellung solcher Schnecken ist jedoch ziemlich komplex.
Das US-Patent Nr. 2.458.068 offenbart ein Extrudiereinrichtungssystem mit mehreren Parallelschnecken gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Das US-Patent Nr. 5.540.900 zeigt ein Extrudiereinrichtungssystem, das mit Schnecken mit variablen Querschnitten versehen ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Kosten für die Herstellung und Montage solcher Extrudiereinrichtungen sind angesichts der Länge der Extrudiereinrichtungen, der Komponententeile und der zugehörigen Montage, der Betriebs- und der Wartungskosten gleichermaßen hoch.
Der Zweck dieser Erfindung besteht darin, eine Extrudiereinrichtung mit zwei oder mehr Schnecken herzustellen, die die vorstehend im Allgemeinen kurz beschriebenen Probleme einfach und schnell löst.
Ein weiterer Zweck dieser Erfindung besteht darin, eine Extrudiereinrichtung mit kleinen Gesamtabmessungen und kurzer Länge herzustellen, die kompakt ist und für verschiedene Behandlungen von verschiedenen Materialien angepasst werden kann.
Diese und weitere Zwecke werden durch diese Erfindung erreicht, die sich auf eine kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken gemäß Anspruch 1 bezieht.
Der Abschnitt mit langer Teilung besitzt vorzugsweise eine konstante Teilung. Vorteilhafterweise ist der Abschnitt mit langer Teilung auch länger als der Abschnitt mit kurzer Teilung. Insbesondere besitzt der Abschnitt mit kurzer Teilung eine variable Teilung.
In einer speziellen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Abschnitt mit variabler kurzer Teilung Abschnitte mit gegenläufigen Gängen.
Zusätzliche Eigenschaften sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
Die Eigenschaften und Vorteile einer kompakten Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken gemäß dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klar, die als Beispiel und nicht zur Begrenzung mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen gegeben wird, in denen:
1 den Längsschnitt einer kompakten Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken gemäß dieser Erfindung zeigt,
2 ein Querschnitt entlang der in 1 gezeigten Linie II-II ist,
3 ein Querschnitt entlang der in 1 gezeigten Linie III-III ist.
Die Fig. zeigen eine kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken, die zwei Sätze von Schnecken umfasst, wobei die Extrudiereinrichtungsanordnung mit 11 angegeben ist. Die Anzahl von Sätzen von Schnecken und die Anzahl von Schnecken in jedem Satz können sich offensichtlich von den gezeigten unterscheiden.
Die Extrudiereinrichtung 11 besteht aus einem äußeren Gehäuse 12, das zwei Kammern 13 und 14 umfasst, die eine Anzahl von zylindrischen Schnecken enthalten. In dem gezeigten Beispiel enthält die erste Kammer 13 zwei Schnecken 15 und 16, während die zweite Kammer 14 drei Schnecken 17, 18 und 19 enthält.
Die Schnecken 15 und 16 ermöglichen, dass Material von einer Kammer 13 in die andere Kammer 14 durch eine Passage 20 strömt. Das Gehäuse 12 besitzt einen Einlass 21, durch den ein Material oder Gemisch von Materialien in die Extrudiereinrichtung eingespeist wird, und einen Auslass 22, durch den das Material ausgetrieben wird.
Jede Kammer ist durch Gehäuse für die Schnecken, die sie enthält, gebildet; die erste Kammer 13 besteht aus zwei Schneckengehäusen 23 und 24 und die zweite Kammer 14 aus drei Schneckengehäusen 25, 26 und 27.
Die Schnecken 15 und 16 stehen ebenso wie die Schnecken 17, 18 und 19 in der zweiten Kammer 14 miteinander in Eingriff.
Gemäß dieser Erfindung besitzt jede Schnecke einen Abschnitt mit langer Teilung, der mit "A" markiert ist, und einen Abschnitt mit kürzerer Teilung, der mit "B" markiert ist, die in dem gezeigten Beispiel auch von variabler Teilung ist.
Der Abschnitt "A" mit langer Teilung besitzt eine konstante Teilung in dem gezeigten Beispiel, aber seine Teilung könnte auch variabel sein. Vorteilhafterweise ist der Abschnitt "A" mit langer Teilung länger als der Abschnitt "B" mit kurzer Teilung.
Der Abschnitt "B" mit kurzer Teilung besitzt eine variable Teilung, wie erwähnt; in der speziellen, bevorzugten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, besitzt der Abschnitt "B" mit variabler kurzer Teilung Abschnitte "B1" und "B2" mit gegenläufigen Gängen.
Die gegenläufigen Gänge "B1" und "B2" sind nützlich und notwendig, um den Vorschub von Material zu verhindern und seine Strömung von einer Kammer in die andere durch die Passage 20 zu unterstützen.
Mindestens eine der Schnecken in jedem Satz (in dem Beispiel die Schnecke 15 und die Schnecke 18) ist an einem Ende an einem Paar von Differentialen 28 und 29 befestigt. In dieser Weise können infolge der Anwesenheit von Zahnrädern 30–34, die an die Schneckenwellen angesetzt sind und aus den Differentialen austreten, die relativen Geschwindigkeiten der Schnecken 15–19 kontinuierlich verändert werden, was folglich ermöglicht, dass die Gänge von einer Schnecke den Zwischenraum der anderen durchqueren.
Das Mischen und Austreiben von flüchtigen Substanzen werden daher beträchtlich gesteigert und die Substanzen treten aus den Auslässen aus, die mit 35 und 36 markiert sind, von denen jeder mit einem Ventil ausgestattet ist, das in den Fig. nicht gezeigt ist.
Eine Extrudiereinrichtung gemäß dieser Erfindung besitzt daher eine kurze Länge (ungefähr 5–10 mal der Schneckendurchmesser, wohingegen herkömmliche Extrudiereinrichtungen viel länger sind) und ermöglicht ein perfektes Mischen von Produkten, die schwierig zu mischen sind, was sie reiner macht, zusammen mit einer perfekten Entgasung, da alle flüchtigen Substanzen entfernt werden.
Die zwei Kammern 13 und 14, die die zwei Sätze von Schnecken 15, 16 und 17, 18, 19 enthalten, stehen über die Passage oder den Schlitz 20 miteinander in Verbindung, was folglich ermöglicht, dass das Material zwischen einem Satz von Schnecken und dem anderen zirkuliert. Überdies besteht ein ausreichend großer Raum zwischen den Zwischenräumen der Gänge mit langer Teilung, um die Extraktion aller flüchtigen Substanzen durch die Auslässe 35 und 36 zu ermöglichen.
Die durch die Differentiale 28 und 29 bewirkte Geschwindigkeitsänderung ermöglicht eine kontinuierliche Änderung der relativen Geschwindigkeiten der Schnecken, was folglich ermöglicht, dass die Gänge von einer Schnecke den Zwischenraum der anderen durchqueren. Das Mischen und Austreiben von flüchtigen Substanzen wird folglich beträchtlich gesteigert. Die Vorteile dieser Erfindung sind daher offensichtlich.

Claims

Kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Parallelschnecken, mit einem äußeren Gehäuse (12), das mindestens zwei Kammern (13, 14) umfasst; wobei die Kammern jeweils mindestens zwei Schnecken (15, 16, 17, 18, 19) enthalten, welche es einem Material gestatten, von einer Kammer (13) durch eine Passage (20) zu der anderen (14) zu strömen, und welche einen Zuführungseinlass (21) für das durch die Extrudiereinrichtung zu behandelnde Material und einen Auslass (22) für das Material zeigen; wobei die Extrudiereinrichtung vorsieht, dass jede Kammer (13, 14) durch mindestens ein Paar von Gehäusen (23, 24, 25, 26, 27) für das entsprechende Paar der Schnecken (15, 16, 17, 18, 19) ausgebildet ist, welche miteinander in Eingriff sind, wobei jede Schnecke einen Abschnitt (A) mit langer Teilung und einen Abschnitt (B, B1, B2) mit kürzerer Teilung zeigt; dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Schnecken (15, 16; 17, 18, 19) in jeder Kammer (13, 14) ineinandergreifen, wobei die Kammern (13, 14) parallel zueinander angeordnet sind und durch eine Trennwand innerhalb desselben Gehäuses (12) vorgesehen sind, an welcher die Passage (20) angeordnet ist, und wobei mindestens eine der Schnecken (15, 18) in jedem Schneckensatz (15, 16; 17, 18, 19) Differentialen (28, 29) über Zahnräder (30–34) zugeordnet ist, die an den Wellen der Schnecken angesetzt sind und aus den Differentialen austreten, und dadurch, dass der Abschnitt (B) mit der kurzen Teilung eine variable Teilung hat und seine Sektionen (B1, B2) mit gegenläufigen Gängen versehen sind.
Kompakte Extrudiereinrichtung mit mehrere Schnecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Auslässe (35, 36) zeigt, die mit Ventilen versehen sind, zum Austreiben flüchtiger Substanzen aus den Kammern (13, 14).
Kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Schnecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (A) mit der langen Teilung eine konstante Teilung hat.
Kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Schnecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (A) mit der langen Teilung länger ist als der Abschnitt (B, B1, B2) mit der kurzen Teilung.
Kompakte Extrudiereinrichtung mit mehreren Schnecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken zylindrisch sind.