DE3328303C1 - Vorrichtung zum Entwaessern und Trocknen von Kunststoffgranulat - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwässern und Trocknen von Kunststoffgranulat der im Oberbegriff des Hauptanspruchs vorausgesetzten Art.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 31 20 792 bekannt.

Das mittels Aufbereitungsanlage erzeugte Kunststoffgranulat erfordert regelmäßig eine Nachbehandlung, die im wesentlichen darin besteht das Kunststoffgranulat im Wasserstrom zu kühlen, vom Transportwasser zu trennen und von an der Oberfläche anhaftendem Wasser zu befreien.

Zu diesem Zweck wird das Kunststoffgranulat-Wassergemisch bei dem aus der DE-OS 31 20 792 bekannten Granulat-Trockner einem in einem Gehäuse vertikal gelagerten Entwässerungsrotor zugeführt. Die Zuführung erfolgt stirnseitig durch den Boden eines den Entwässerungsrotor umgebenden Siebkörpers, die Ableitung des abgeschiedenen Wassers über einen Anschluß im Boden des Gehäuses. Dabei wird das vollständige Granulat-Wassergemisch für eine partielle Wasserabtrennung in der ersten Rotorstufe voll beschleunigt und gegen das Sieb geschleudert, wofür ein beträchtlicher Energieaufwand vonnöten ist. Kunststoffgranulat mit einem spezifischen Gewicht größer 1 ist mit der bekannten Vorrichtung nur schwierig zu entwässern, da sich die Zuführung leicht zusetzt.

Außerdem werden für den Einsatz des bekannten Granulat-Trockners weitere Zusatzeinrichtungen benötigt, die einschließlich der erforderlichen Rohrführungen einen erheblichen Raumaufwand verursachen und bei einem Produktwechsel zeitraubende Reinigungsarbeiten erforderlich machen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorausgesetzten Art zu schaffen, die bei erheblich verringertem Raumbedarf die Nachbehandlung einer breiten Produktpalette an Kunststoffgranulat ermöglicht und den Produktwechsel vereinfacht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1

so gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der gemäß der Erfindung im Gehäuse angeordnete und die erste Förderstufe des Entwässerungsrotors um· schließende Auffangbehälter bewirkt eine räumliche Begrenzung und optimale Funktion der ersten, der Vorentwässerung dienenden Förderstufe.

Durch die räumliche Begrenzung wird erreicht, daß das den Entwässerungsrotor aufnehmende Gehäuse zugleich die Funktion eines Wasserspeichers übernimmt, dem so das Abtropfwasser unmittelbar am Entstehungsort zugeführt werden kann. Das Wasserspeichervolumen kann hierdurch auf das absolut notwendige Maß begrenzt bleiben, so daß bei Produktwechsel keine Rohrführungen sondern nur das im Gehäuse befindliche Wasser gereinigt oder ausgetauscht werden muß. Wasserspeicher und Entwässerungsrotor befinden sich baulich auf einer Ebene, das Wasser-Granulatgemisch ist in

Höhe des Wasserspeichers zuführbar.

Weiterhin wird durch die räumliche Begrenzung der ersten Förderstufe mittels Auffangbehälter erreicht, daß der Hauptanteil des abgeschiedenen Wassers, welcher in der ersten Förderstufe aufgrund deren Gestaltung sich bildet, über einen Siebkörper unmittelbar dem Ansaugebereich einer mit dem Gehäuse verbundenen Saugpumpe zugeführt wird wodurch in kürzester Zeit das Transportwasser seine Betriebstemperatur erreicht.

Die sich aus der Gestaltung der ersten Förderstufe ergebende optimale Funktion ist auch dadurch erreicht, daß das Granulat-Wassergemisch nahezu drucklos im Zulauftopf innerhalb des Auffangbehälters aufgenommen und über eine relativ lange Förderstrecke mittels Schneckensegmenten nach oben gefördert wird, so daß hier bereits bis zu 98% des Wasseranteils abgesondert werden.

Eine Rotationsbeschleunigung des Wasseranteils unterbleibt hierdurch im wesentlichen. Das bei bestimmten Kunststoffarten aufgrund höheren spezifischen Gewichts leicht absinkende Kunststoffgranulat wird durch die Schneckensegmente am Grund des Zulauftopfes leicht aufgenommen.

Durch eine zur Längsachse des Gehäuses parallel versetzte Anordnung des Entwässerungsrotors samt Auffangbehälter im Gehäuse gemäß Anspruch 2 verringern sich die Rohrführungen für die Zuleitung des Granulat-Wassergemisches und der Pumpensaugleitung. Der Wasserspeicher im Gehäuse dämpft die Geräuschentwicklung des Entwässerungsrotors in erheblichem Maße.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 steht der Ansaugpumpe zur Förderung von Transport- und Kühlwasser ein ausreichendes und regelbares Wasserspeichervolumen zur Verfügung.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 ermöglicht eine genaue an die erste Förderstufe angepaßte Fixierung des Zulauftopfes zum Zweck einer wirkungsvollen Granulatförderung und Wasserabscheidung. Diesem Ziel dient auch die Ausbildung nach Anspruch 5, durch die das Granulat mittels tangentialer oberhalb des Anschlusses der Saugpumpe erfolgenden Zuführung praktisch drucklos in die Gänge der Schneckensegmente eingespeist wird.

Nach den Merkmalen des Anspruches 6 lassen sich vorteilhaft auch solche Kunststoffgranalien behandeln, die nur kurze Verweilzeiten im Wasser vertragen wie beispielsweise Polyamid. Die Lagerung des Kerndurchmessers der ersten Förderstufe verhindert das Absetzen von Granulat am Boden des Zulauftopfes.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 wird erreicht, daß das abgeschiedene Transportwasser nicht unmittelbar über dem Ansaugbereich der Pumpe in den Ansaugtopf fällt, sondern in diesen seitlich abfließend eintritt, um ein Aufschäumen und Einschleusen von Luft zu verhindern.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 wird erreicht, daß über die weitere und/ oder die Endstufe des Entwässerungsrotors ausgetragene Flusen aufgefangen werden zur Sicherung des Wasserspeichers im Gehäuse vor Schmutzteilchen.

Bei großen Durchsatzmengen an Kunststoffgranulat ist es vorteilhaft eine weitere, der ersten Förderstufe abschließend nachgeordnete Förderstufe an ihrer entgegen der Förderrichtung gerichteten Stirnfläche kegelförmig auszubilden, um so gezielt größere Wassermengen abzuscheiden.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierin zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung mit Wasserspeicher und Entwässerungsrotor,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in einer anderen Ausbildung,

F i g. 3 eine Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 von oben,
Fig.4 einen Teilschnitt der Vorrichtung gemäß Schnittlinie IV-IV nach F i g. 1,

Fig.5 einen Teilschnitt der Vorrichtung gemäß Schnittlinie V-V nach F i g. 1.

Die Vorrichtung besteht aus einem mittels Blechmantel 2 gebildeten Gehäuse 1, dessen Hohlraum durch ein eine öffnung 4 freilassendes Gehäuse-Oberteil 3 abgedeckt ist. Die öffnung 4 ist durch einen Gehäusedeckel 5 verschließbar und ermöglicht einen raschen Zugang und eine Sichtkontrolle in das Innere des Gehäuses 1, das als Wasserspeicher dient.

Vertikal in das Gehäuse 1 ragend und exzentrisch zur Gehäusemittenachse ist am Gehäuse-Oberteil 3 ein mehrstufiger Entwässerungsrotor 6 angeflanscht, dessen Entwässerungsstufen sich ins Innere des Gehäuses 1 erstrecken.

Ein am Boden 7 des Gehäuses 1 wasserdicht befestigter Auffangbehälter 8 umschließt konzentrisch eine erste Förderstufe 9 des Entwässerungsrotors 6.

Die Länge des Auffangbehälters 8 bestimmt hierbei die Höhe des Wasserspiegels 17 im Gehäuse 1, so daß die Wassersäulen im Auffangbehälter 8 und im Gehäuse 1 nicht miteinander kommunizieren.

Ein Anschluß 10 verbindet den Auffangbehälter 8 mit einer am Gehäuse 1 befestigten Saugpumpe 11, die von einem Motor 12 angetrieben ist.

In diesem Bereich ist der Auffangbehälter 8 durch Erweiterung seines Außendurchmessers in Form eines Ansaugtopfes 13 ausgebildet, wobei diese Querschnittserweiterung eine Erhöhung des Speichervolumens im Ansaugbereich der Saugpumpe 11 bewirkt.

Ein Schwimmerventil 22 dient der Regelung des Wasserstandes 23 im Ansaugtopf 13 durch Ergänzung des Wassers aus dem Wasserspeicher im Gehäuse 1.

Im Inneren des Auffangbehälters 8 befindet sich ein zylinderförmiger Zulauf topf 14, der an einer im Boden 7 des Gehäuses 1 verankerten Stütze 15 befestigt ist. Dieser Zulauftopf 14 kann austauschbar angeordnet sein. Er umgibt einen Teil der Förderstufe 9 des Entwässerungsrotors 6 ebenfalls konzentrisch.
Eine tangential in den Zulauftopf 14 einmündende Produkteinlaßleitung 16 dient zu dessen Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Granuliergehäuse aus welchem Kunststoff-Granulat mittels Wasser ausgetragen wird. Je nach Verfahrensaufgabe ist der zylinderförmige Zulauftopf 14 unterschiedlich ausgebildet.

Bei der Behandlung von Kunststoff-Granulat dessen Verweilzeit in Wasser kurz bemessen sein soll, wie z. B. bei Polyamid oder glasfaserverstärkten Kunststoffen, ist die Zylinderwandung des Zulauftopfes 14 aus einem Lochblech gestaltet, so daß schon unmittelbar bei Eintritt des Granulat-Wassergemisches im Zulauftopf 14 eine Entwässerung eintritt.

In allen anderen Fällen, insbesondere bei der Behandlung von Kunststoff-Granulat mit einem spez. Gewicht < 1, besteht die Zylinderwandung des Zulauftopfes 14 aus einem Vollmantel, wobei das Kunststoff-Granulat durch den sich bildenden Wassersumpf vorteilhaft in die Förderstufe 9 eingeschwemmt wird. Die tangential in den Zulauftopf 14 einmündende Produkteinlaßleitung

•16 unterstützt diesen Effekt.

Die in Förderrichtung des Kunststoff-Granulats gesehen erste Förderstufe 9 des Entwässerungsrotors 6 ist auf ihrer Gesamtlänge mit Schneckensegmenten 18 bestückt.Dabei weisen diese Schneckensegmente 18 eine in Förderrichtung zunehmende Steigung auf, so daß das Kunststoff-Granulat mit längsaxial zunehmender Fördergeschwindigkeit aus dem Zulauftopf 14 transportiert und in aufgelockertem Strom gegen ein den Entwässerungsrotor 6 umschließenden Siebkörper 19 geschleudert wird. Dieser Siebkörper 19, dessen Außenabmessungen den Stufen des Entwässerungsrotors 6 angepaßt sind, ist einerseits mit dem Zulauftopf 14 durch Steckverbindung lösbar verbunden und zum anderen im Gehäuse-Oberteil 3 lösbar verankert.

Ebenfalls im Gehäuse-Oberteil 3 lösbar verankert ist ein Flusenfilter 20, dessen Aufgabe es ist ausgeschleuderte Schmutzteilchen und Flusen zurückzuhalten.

Der in Fig. 1 gezeigte Flusenfilter 20 ist bei stillstehender Vorrichtung zur Reinigung herausnehmbar.

Eine weitere Förderstufe 24 mit schräg an einem zylindrischen Teil größeren Durchmessers angeordneten Flügeln 23 dient der Entfernung des noch durch das Kunststoff-Granulat mitgeschleppten Restwassers in der Größenordnung von ca. 1 —2%.

Der Förderstufe 24 folgt ein zylinderförmiges Gebläseteil 2® mit Flügeln 27, dessen Gebläseluft dem Abtransport des Kunststoff-Granulats über eine Rohrstrecke 28 dient, die wendelförmig nach oben verläuft, im Bedarfsfalle auch in einer Ebene tangential austreten kann.

Im unteren Bereich des Auffangbehälters 8 ist ein in dessen Querschnitt eingepaßtes Leitblech 21 vorgesehen, dessen Abmessungen, wie insbesondere Fig.5 zeigt, im Auffangbehälter 8 einen reduzierten Querschnitt freiläßt. Der dem Anschluß 10 gegenüberliegend angeordnete freie Querschnitt beträgt weniger als 1/3 der Querschnittsfläche des Auffangbehälters 8. Das abgeschiedene Wasser wird hierdurch dem Ansaugtopf 13 beruhigt zugeführt und ein Aufschäumen vermieden.

Gemäß F i g. 2 wird ein Teil der über den Antriebsmotor 29 vorgewärmten Gebläseluft über Durchtrittsöffnungen 30 im Entwässerungsrotor 6 dem oberen Bereich der Förderstufe 9 zugeführt. Dadurch ist bereits in diesem Bereich ein nahezu trockenes Kunststoff-Granulat erzielbar und eine Nachtrocknung in der Rohrstrecke 28 nicht mehr erforderlich.

Bei der Behandlung nicht schwimmfähiger Kunststoff-Granulate ist es vorteilhaft, die Förderstufe 9 mit ihrem Kerndurchmesser im Zulauftopf 14 in einem Lager 34 zu führen.

Dadurch wird verhindert, daß sich absinkendes Granulat zwischen dem Boden des Zulauftopfes 14 und der Förderstufe 9 verkeilt.

Statt dessen kann aber auch eine an der Stirnfläche der Förderstufe 9 angebrachte nicht näher dargestellte Spiralwendel diese Aufgabe übernehmen.

Der ersten Förderstufe 9 folgt abschließend eine stirnseitig mit einer kegelförmigen Ausnehmung 33 ausgebildete zweite Förderstufe 24. Die Flügelspitzen 36 weisen hierbei in den Behälter und dienen gezielt als Abtropfelement für das an der Flügeloberfläche nach außen strömende Restwasser.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Das aus einem nicht näher dargestellten Granuliergehäuse mit Schneideinrichtung geförderte Granulat-Wassergemisch gelangt über die Produkteinlaßleitung 16 in den Zulauftopf 14. Hier wird das Granulat bereits vorentwässert bzw. das Gemisch durch die Förderstufe 9 mittels deren Schneckensegmente 18 mit zunehmender Fördergeschwindigkeit nach oben gefördert. Bei Erreichen des Siebkörpers 19 wird das Wasser abgetrennt und im Auffangbehälter 8 eingefangen. Hierbei werden bis zu 98% des Wasseranteils abgeschieden.

Über die weiteren Trocknungszonen — Förderstufe 24, Gebläsestufe 26 und Rohrstrecke 28 gelangt das trockene Granulat zur nicht näher dargestellten Abfüllstelle.

Die in der weiteren Förderstufe 24 abgeschiedenen Flusen werden im Flusenfilter 20 aufgefangen.

In begrenzten zeitlichen Abständen muß das Flusenfilter 20 gereinigt werden. Bei Bedarf können die Flusen mittels Restwasser zeitweilig über ein mit dem Flusenfilter 20 verbundenes Ablaufrohr 31 und ein Absperrventil 32 ausgeschieden werden.

Die im Auffangbehälter 8 eingefangene Wassermenge gelangt über den freien Durchgang am Leitblech 21 in den Ansaugtopf 13. Eventuell im Ansaugtopf 13 sich ansammelnde Luft kann durch einen Spalt 33 am Leitblech 21 entweichen. Das Wasser im Ansaugtopf 13 wird über die Ansaugpumpe 11 für den Granulattransport als Frischwasser in Pfeilrichtung nach oben gefördert. Der Wasserspeicher 17 im Gehäuse 1 dient der Aufnahme des in der Förderstufe 24 abgeschiedenen Restwassers und als Speicher für den Ansaugtopf 13 dessen Wasserstand 23 durch das Schwimmerventil 22 geregelt ist.

Bei Produktwechsel genügt eine Überprüfung des Wasserspeichers 17 im Gehäuse 1 und ggf. ein Austausch des gespeicherten Wassers über die Ansaugpumpe 11 zur Reinigung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

33 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entwässern und Trocknen von Kunsistoffgranulat mit einem längs einer senkrechten Achse in einem Gehäuse angeordneten und von einem Siebkörper umgebenen, mehrere zylinderförmige Förderstufen aufweisenden Entwässerungsrotor mit Förder- und Belüftungsflügeln, einem rohrförmigen Produkteinlaß im Bereich der unten liegenden ersten Förderstufe und einem Produktauslaß im Bereich des Gehäusedeckels, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Förderstufe (9) eine Zylindermantellänge aufweist, die ein Mehrfaches der Länge jeder weiteren Förderstufe beträgt, daß sie am Umfang mit mehreren Schneckensegmenten (18) bestückt ist, die in Förderrichtung mit zunehmendem Steigungswinkel aufeinanderfolgen, und daß sie von einem nach oben offenen, bodenseitig durch den Gehäuseboden (7) verschlossenen und im Bodenbereich mit dem Anschluß (10) einer Saugpumpe (11) verbundenen Auffangbehälter (8) konzentrisch umschlossen ist und am unteren Ende mit einer Teillänge in einen zylinderförmigen im Auffangbehälter verankerten Zulauftopf (14) eintaucht, in den der Produkteinlaß (16) einmündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Entwässerungsrotors (6) in einer zur Längsachse des Gehäuses (1) zum Produkteinlaß (16) hin parallel versetzten Ebene verläuft

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (8) in seinem Bodenbereich zur Ausbildung eines Ansaugtopfes (13) einen vergrößerten Durchmesser des Zylindermantels aufweist, wobei in dessen Umfang ein Schwimmerventil (22) eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauftopf (14) zylinderförmig ausgebildet und konzentrisch zum Auffangbehälter (8) an einer in dessen Boden verankerten Stütze (15) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Produkteinlaß (16) in den Zulauftopf (14) senkrecht zu dessen Längsachse und über dem Sauganschluß (10) tangential einmündet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauftopf (14) aus einem perforierten Zylindermantel und geschlossenem Boden gebildet ist, welcher ein der Aufnahme des Kerndurchmessers der ersten Förderstufe (9) dienendes Lager (34) aufnimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Auffangbehälter (8) zwischen dem Zulauftopf (14) und dem Ansaugtopf (13) oberhalb des Sauganschlusses (10) angeordnetes, in Form einer Ablaufrinne ausgebildetes, im oberen Bereich mit einem Luftspalt (33) versehenes Leitblech (21) sich über einen Teil des freien Durchtrittsquerschnittes des Auffangbehälters (8) erstreckt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (8) von einem bis in den Eintrittsbereich der ersten Förderstufe (9) reichenden, im Gehäusedeckel (5) befestigten Flusenfilter (20) ringförmig umschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Förderstufe (9) abschließend eine zweite Förderstufe (24) nachgeordnet ist, deren entgegen der Förderrichtung gerichtete Stirnfläche eine kegelförmige Ausnehmung (35) bildet.