DE10033709A1 - Abführungsvorrichtung für unerwünschte Substanzen aus einem Extruder - Google Patents

Abführungsvorrichtung für unerwünschte Substanzen aus einem Extruder

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Abstract

Die Vorrichtung (18) für die Abführung von unerwünschten Substanzen, wie flüchtigen Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewicht, freien Gasen, Flüssigkeiten und dergleichen, aus dem Zylinder (12) eines Extruders (10), insbesondere für thermoplastische Materialien, enthält ein Gehäuse (20), in dessen Innerem ein langgestreckter Hohlraum (22) ausgebildet ist, der an seinem einen Ende mit dem Innenhohlraum (14) des Zylinders (12) in Verbindung steht, mindestens eine Förderschnecke (26), die drehend in dem langgestreckten Hohlraum (22) im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse (24) gelagert ist; sowie Absaugeinrichtungen, die in dem langgestreckten Hohlraum (22) einen Unterdruck zu erzeugen vermögen. Die Längsachse (24) des langgestreckten Hohlraums (22) bildet mit einer durch die Achse (15) des Zylinders (12) des Extruders (10) verlaufenden waagerechten Ebene einen Winkel zwischen 0 DEG und -45 DEG .

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abführung von unerwünschten Substan­ zen, wie etwa flüchtigen Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewicht, freien Gasen, Flüssigkeiten und dergleichen aus dem Zylinder eines Extruders, der insbesondere zur Verarbeitung von thermoplastischem Material dient. Diese Substanzen entwickeln sich innerhalb des Extruders während der Behandlung des thermostplastischen Materials infolge von Durchmischungs- und Stabilisierungsvorgängen und von regelrechten chemischen Reaktionen.
Im einzelnen enthält die Abführungsvorrichtung:
  • - ein Gehäuse, das in seinem Inneren einen langgestreckten Hohlraum ausbildet, der an einem Ende mit dem Innenhohlraum des Extruderzylinders in Verbindung steht,
  • - mindestens eine innerhalb des erwähnten langgestreckten Hohlraums drehend angebrachte, im wesentlichen zu seiner Längsachse parallel verlaufende Förder­ schnecke und
  • - Absaugeinrichtungen, die in dem erwähnten langgestreckten Hohlraum einen Unter­ druck zu erzeugen vermögen.
Nach einem Stand der Technik ist diese Vorrichtung derart angebracht, daß die Längsachse des langgestreckten Hohlraums im wesentlichen senkrecht oberhalb des Extruders verläuft, während dessen Zylinder eine im wesentlichen waagerechte Achse aufweist.
Beim Betrieb der Vorrichtung werden die unerwünschten Substanzen durch das Gehäuse hindurch von den Absaugeinrichtungen abgesaugt, während das thermo­ plastische Material durch die Drehbewegung der Förderschnecken innerhalb des Extruders gehalten wird.
Die abgesaugten unerwünschten Substanzen neigen überdies zur Kondensierung und fallen infolge der Schwerkraft und der senkrechten Lage des Gehäuses in den Extruder zurück und verunreinigen hierdurch das in Verarbeitung befindliche thermoplastische Material.
Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist eine Einrichtung der in der Beschrei­ bungseinleitung geschilderten Art Erfindungsgegenstand, die dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß die Längsachse des erwähnten langgestreckten Hohlraums mit einer waagerechten, durch die Achse des Extruderzylinders verlaufenden Ebene einen Winkel zwischen 0° und -45°, vorzugsweise zwischen 0° und -18° bildet.
Erfindungsgemäß verhindert die waagerechte oder nach unten geneigte Lage der Gehäuseachse, daß die unerwünschten kondensierten Substanzen in den Extruder zurückfallen; diese werden stattdessen in der Abführungsvorrichtung zurückgehalten. Gleichzeitig ist die Drehbewegung der Förderschnecken hinreichend, um das in Verarbeitung befindliche thermoplastische Material im Inneren des Extruders zu halten. Auf diese Weise werden die unerwünschten Substanzen wirkungsvoll vom thermoplastischen Material getrennt, ohne daß dadurch der Verarbeitungsvorgang des Materials ungünstig beeinflußt wird.
Je nach den Erfordernissen kann der Hohlraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Aufnahme einer einzigen sich drehenden Förderschnecke oder von zwei oder mehreren sich drehenden und ineinandergreifenden Förderschnecken ausgebildet sein.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Extruder, beispielsweise ein Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder, der mit einer Abführungsvorrichtung der soeben beschriebenen Art verbunden ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführ­ lichen Beschreibung hervor, in der anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel erläutert wird. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufriß und Schnitt einer erfindungsgemäßen, mit einem Extruder verbundenen Vorrichtung und
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II von Fig. 1.
Mit der Bezugszahl 10 ist in den Figuren ein Doppelschneckenextruder zur Ver­ arbeitung von thermoplastischen Materialien bezeichnet. Dieser Extruder enthält in an sich bekannter Weise einen Zylinder 12 mit einem Innenhohlraum 14, in dem in einer im wesentlichen waagerechten Ebene zwei zur Achse 15 des Zylinders 12 parallele Schnecken 16 drehend gelagert sind.
Mit dem Extruder 10 ist eine Vorrichtung 18 zur Abführung von unerwünschten Substanzen, wie etwa flüchtigen Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewicht, freien Gasen, Flüssigkeiten und dergleichen, aus dem im Extruder 10 in Verarbeitung befindlichen thermoplastischen Material verbunden.
Diese Vorrichtung 18 enthält ein rohrförmiges Gehäuse 20, das in seinem Inneren einen langgestreckten Hohlraum 22 ausbildet, der an einem Ende mit dem Hohlraum 14 des Extruders 10 in Verbindung steht. In dem Hohlraum 22 sind im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse 24 zwei ineinandergreifende Förderschnecken 26 angebracht. Letztere können mit einer an sich bekannten Antriebseinrichtung, die insgesamt mit der Bezugszahl 28 bezeichnet ist, in Umdrehung versetzt werden.
Die Längsachse 24 des langgestrecken Hohlraums 22 liegt in der gleichen waagerechten Ebene, die durch die Achse 15 des Zylinders 12 des Extruders verläuft, und bildet mit letzterem einen rechten Winkel.
In nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kann die Längsachse 24 mit der waagerechten, durch die Achse 15 des Zylinders 12 des Extruders 10 verlaufenden Ebene einen Winkel zwischen 0° und -45° einschließen, und ihre Projektion auf diese waagerechte Ebene kann mit der Achse 15 einen Winkel zwischen 75° und 105° einschließen.
Aus dem langgestreckten Hohlraum 24 stehen unten eine mit einer Austragsöffnung 34 versehene Nische 32 und oben eine Kammer 36 vor, auf deren oberstem Bereich Absaugeinrichtungen in Form einer Vakuumpumpe 38 angeordnet sind.
Während des Betriebs des Extruders 10 wird eine geschmolzene Masse aus thermoplastischem Material durch die Drehbewegung der Schnecken 16 durch den Hohlraum 14 geschoben. Während dieses Vorgangs entstehen flüchtige Bestandteile mit niedrigem Molekulargewicht, Gase und Flüssigkeiten, die infolge der von der Vakuumpumpe 38 ausgeübten Absaugwirkung durch den Hohlraum 22 des Gehäuses 20 abgeführt werden.
Die Drehbewegung der Schneckenförderer 26 hält jedoch das thermoplastische Material innerhalb des Zylinders 12 und verhindert dadurch, daß es durch den Hohlraum 22 fließt. Hierzu ist es zweckdienlich, daß sich die Schneckenförderer 26 in der gleichen Richtung drehen wie die Schnecken 16 des Extruders 10 und überdies die Abführungsvorrichtung 18 auf der Seite des Extruders 10 angebracht ist, die mit diesem Drehsinn übereinstimmt. Mit anderen Worten, geht man beispielsweise davon aus, daß sich die Schnecken 16 rechtssinnig drehen, ist es zweckmäßig, daß sich auch die Schneckenförderer 26 rechtssinnig drehen und die Vorrichtung 18 auf der rechten Seite des Extruders 10 angebracht ist (für einen Beobachter, der sich vor der Extruderöffnung befindet).
Die aus dem Zylinder 12 abgesaugten unerwünschten Substanzen bewegen sich auf diese Weise in Richtung auf die Kammer 36, wo sie infolge der Geschwindig­ keitsverringerung und der Temperaturerniedrigung auskondensieren und in die Nische 32 fallen, wo sie durch die Austragsöffnung 34 in regelmäßigen Abständen entfernt werden können.
Auf diese Weise verunreinigen sie nicht das in Bearbeitung befindliche thermo­ plastische Material und können ohne jede Unterbrechung des Extrusionsvorgangs beseitigt werden.
Selbstverständlich können bei gleichbleibendem Erfindungsgedanken die Einzel­ heiten der Realisierung und die Ausführungsformen weitgehend von dem beschrie­ benen Ausführungsbeispiel abweichen, ohne daß deshalb dessen Bereich verlassen wird.
Die Vorrichtung für die Abführung von unerwünschten Substanzen, wie flüchtigen Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewicht, freien Gasen, Flüssigkeiten und dergleichen, aus dem Zylinder eines Extruders insbesondere für thermoplastische Materialien, enthält ein Gehäuse, in dessen Innerem ein langgestreckter Hohlraum ausgebildet ist, der an seinem einen Ende mit dem Innenhohlraum des Zylinders in Verbindung steht; mindestens eine Förderschnecke, die drehend in dem langge­ streckten Hohlraum im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse gelagert ist; sowie Absaugeinrichtungen, die in dem langgestreckten Hohlraum einen Unterdruck zu erzeugen vermögen. Die Längsachse des langgestreckten Hohlraums bildet mit einer durch die Achse des Zylinders des Extruders verlaufenden waagerechten Ebene einen Winkel zwischen 0° und -45°.

Claims (11)

1. Vorrichtung (18) für die Abführung von unerwünschten Substanzen, wie etwa flüchtigen Bestandteilen mit niedrigem Molekulargewicht, freien Gasen, Flüssigkeiten und dergleichen, aus dem Zylinder (12) eines Extruders (10) insbesondere für thermoplastische Materialien, wobei zu der Vorrichtung (18) gehören
  • - ein Gehäuse (20), das in seinem Inneren einen langgestreckten Hohlraum (22) ausbildet, der an einem Ende mit dem Innenhohlraum (14) des Zylinders (12) des Extruders (10) in Verbindung steht,
  • - mindestens eine Förderschnecke (26), die drehend in dem langgestreckten Hohl­ raum (22) im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse (24) angebracht ist und
  • - Absaugeinrichtungen, die in dem langgestreckten Hohlraum (22) einen Unterdruck zu erzeugen vermögen,
wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Längsachse (24) des langgestreckten Hohlraums (22) mit einer durch die Achse (15) des Zylinders (12) des Extruders (10) verlaufenden waagerechten Ebene einen Winkel zwischen 0° und 45° einschließt.
2. Vorrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (24) des langgestreckten Hohlraums (22) mit einer waagerechten, durch die Achse (15) des Zylinders (12) des Extruders (10) verlaufenden Ebene einen Winkel zwischen 0° und -15° einschließt.
3. Vorrichtung (18) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem langgestreckten Hohlraum (22) nach unten eine Nische (32) vorsteht, die die unerwünschten Kondensate zu sammeln vermag.
4. Vorrichtung (18) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nische (32) mit einer Austragsöffnung (34) versehen ist.
5. Vorrichtung (18) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem langgestreckten Hohlraum (22) nach oben eine Kammer (36) vorsteht, in deren Oberteil die erwähnten Absaugeinrichtungen angebracht sind.
6. Vorrichtung (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu den erwähnten Absaugeinrichtungen eine Vakuumpumpe (38) gehört.
7. Vorrichtung (18) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion der Längsachse (24) des Hohlraums (22) auf die waagerechte, durch die Achse (15) des Zylinders (12) verlaufende Ebene mit der Achse (15) einen Winkel zwischen 75° und 105° einschließt.
8. Vorrichtung (18) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dazu eine einzige Förderschnecke (26) gehört, die drehend in dem Hohlraum (22) gelagert ist.
9. Vorrichtung (18) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dazu zwei oder mehrere ineinandergreifende Förder­ schnecken (26) gehören, die drehend in dem Hohlraum (22) gelagert sind.
10. Einschnecken-Extruder, dem eine Abführungsvorrichtung (18) nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche beigegeben ist.
11. Doppelschnecken-Extruder, dem eine Abführungsvorrichtung (18) nach irgend­ einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 9 beigegeben ist.
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