AT527833B1

AT527833B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze

Info

Publication number: AT527833B1
Application number: ATA50314/2024A
Authority: AT
Original assignee: 4Next Generation Gmbh
Priority date: 2024-04-15
Filing date: 2024-04-15
Publication date: 2025-07-15
Also published as: WO2025217662A1; AT527833A4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze, insbesondere einer Kunststoffschmelze. Die Vorrichtung (1) umfasst eine erste Förderschnecke (3), einen Schmelzefilter (4), eine Fördervorrichtung (2) und eine Granulierungs-Vorrichtung (5), wobei in die erste Förderschnecke (3) gasbildende Stoffe oder ein Gas mittels einer Zuführvorrichtung (7) einbringbar sind bzw. ist, sodass die Viskosität der Schmelze herabsetzbar ist, sodass dem Schmelzefilter (4) Schmelze mit herabgesetzter Viskosität bereitstellbar ist, und wobei die Fördervorrichtung (2) eine Übergabevorrichtung (15) zum Einbringen der gefilterten Schmelze und eine Entgasungsvorrichtung (16) zum Entgasen der Schmelze aufweist, sodass der Granulierungs-Vorrichtung (5) Schmelze mit hinaufgesetzter Viskosität bereitstellbar ist.

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze.

[0002] Es ist bekannter Stand der Technik, dass in der Kunststoffverarbeitung bzw. insbesondere in der Kunststoffwiederaufbereitung Granulat oder Kunststoffflocken zu Schmelze umgewandelt wird bzw. werden, um diese Schmelze anschließend zu filtern und darauffolgend zu Granulat zu verarbeiten, sodass aufbereitetes Kunststoff-Granulat bereitgestellt werden kann. Zum Filtern der Schmelze kann eine Filtervorrichtung mit einem Sieb mit einem bestimmungsgemäßen Maschenweiter Verwendung finden, wobei die Schmelze mittels einer Förderschnecke durch das Sieb gepresst werden kann. Je nach Temperatur der Schmelze ist dazu ein bestimmter Energieaufwand von Nöten, der unter anderem auch von der Maschenweite des Siebes der Filtervorrichtung abhängig ist. Gattungsgemäße Vorrichtungen oder Verfahren zur Kunststoffverarbeitung wurden beispielsweise aus DE202013009015U 1, EP3995278A 1, EP4223476A1 und US5672304A bekannt.

[0003] Nachteilig bei bekannten Verfahren der Filtration von Kunststoffschmelze ist, dass für einen hinreichenden Durchsatz durch einen Schmelzefilter entweder hohe Drücke oder hohe Temperaturen der Schmelze, die an dem Schmelzefilter mittels der vorgelagerten Förderschnecke bereitgestellt werden müssen bzw. muss, notwendig sind. Beides, sowohl ein hoher Druck als auch eine hohe Temperatur der Schmelze, stellt ein Sicherheitsrisiko dar und kann Anlagenkomponenten nicht notwendigen Belastungen aussetzen, sodass neben dem benötigten Energieaufwand auch wiederkehrende Wartungs- und Instandhaltungsintervalle nachteilig für einen wirtschaftlichen Betrieb sind einer derartigen Vorrichtung sind.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer der Energieaufwand bei der Filtration von Kunststoffschmelze verringerbar ist und gleichzeitig die Sicherheit und die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Vorrichtung gegenüber bekannten Ausführungsformen verbessert sind.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze umfasst die Verfahrensschritte:

- Einbringen von gasbildenden und/oder ausgasenden Stoffen bzw. Stoffgemischen oder eines Gases in ein, In einer ersten Förderschnecke zu Schmelze umwandelbares Granulat oder in die erste Förderschnecke, wobei mittels der ersten Förderschnecke Schmelze und/oder Granulat förderbar ist, sodass die Viskosität der Schmelze durch in der Schmelze gelöstes Gas herabgesetzt wird;

- Filtern der Schmelze mit somit herabgesetzter Viskosität mittels eines Schmelzefilters, wobei der Schmelzefilter der ersten Förderschnecke in eine Förderrichtung der Schmelze nachgelagerten ist;

- Einbringen der somit gefilterten Schmelze in eine, dem Schmelzefilter in Förderrichtung der Schmelze nachgelagerte Fördervorrichtung, insbesondere in eine zweite Förderschnecke, wobei die gefilterte Schmelze mittels einer, in eine erste Förderrichtung der Fördervorrichtung längsgestreckten Übergabevorrichtung eingebracht wird und wobei die gefilterte Schmelze mittels einer, in die erste Förderrichtung der Fördervorrichtung längsgestreckten Entgasungsvorrichtung entgast wird, sodass die Viskosität der Schmelze durch das Ausgasen des in der Schmelze gelösten Gases hinaufgesetzt wird

- Granulieren der Schmelze mit somit wieder hinaufgesetzter Viskosität mittels einer Granulierungs-Vorrichtung;

[0007] Unter Granulat kann in diesem Zusammenhang insbesondere ein Kunststoffgranulat oder auch ein Granulat aus Schleppmitteln oder ausgasenden oder gasbildenden Stoffen verstanden werden, wobei Granulat jedenfalls ein körniges Rohmaterial ist.

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[0008] Unter herabgesetzte Viskosität der Schmelze ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Viskosität der Schmelze durch Zugabe von Gas oder ausgasenden Stoffen oder Stoffgemischen relativ zu dessen Ursprungszustand herabgesetzt ist. Dieser relative Begriff wurde gewählt, da das Verfahren und die nachfolgend beschriebene Vorrichtung, auch im Hinblick auf mögliche unterschiedliche Temperatur- und Druckbereiche der Schmelze, nicht auf einzelne definitive Bereiche der Viskosität der Schmelze einschränkbar sind. Dies auch im Hinblick auf unterschiedlichste Bestandteile einer Schmelze, insbesondere einer Kunststoffschmelze, die sich beim WMederaufbereiten von Kunststoffen oder Mischkunststoffen ergeben können. Analog dazu ist in diesem Zusammenhang der verwendete Begriff der hinaufgesetzten Viskosität der Schmelze zu verstehen.

[0009] Die gasbildenden und/oder ausgasenden Stoffe bzw. Stoffgemische können in diesem Zusammenhang beispielweise Wasser, Alkohole, Schleppmittel, alkoholische Lösungen oder mit Wasser, Alkoholen, Schleppmitteln oder alkoholischen Lösungen getränktes oder benetztes Granulat, insbesondere damit getränktes oder benetztes Kunststoffgranulat oder auch Kunststoffflocken umfassen. Unter einem Gas ist in diesem Zusammenhang beispielsweise Wasserdampf, CO2, ein Inertgas oder eine andere verdampfte Flüssigkeit zu verstehen.

[0010] Unter einer Schmelze ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schmelze aus Kunststoff oder aus einem Kunststoffgemisch zu verstehen, wobei diese jedenfalls innerhalb gewisser Grenzen fließfähig ist und somit eine Viskosität aufweist.

[0011] Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich der Vorteil, dass die Viskosität vor dem Passieren des Schmelzefilters durch das darin aufgenommene Gas herabgesetzt wird, sodass der Widerstand des Schmelzefilter relativ zur dadurch passierbaren Schmelze verringert ist. Somit kann eine Kunststoffschmelze beispielsweise mit geringeren Temperaturen gefiltert werden oder der Druck, der an dem Schmelzefilter anliegt, kann dadurch verringert werden, wobei weiterhin ein gleicher Durchsatz durch den Schmelzefilter ermöglicht ist. In weiterer Folge ist dadurch weniger Energie zur Bereitstellung von bestimmungsgemäßem Druck vor dem Schmelzefilter oder bestimmungsgemäßer Temperatur vor dem Schmelzefilter notwendig, um gleichen Durchfluss durch den Schmelzefilter zu gewährleisten. Ferner werden dadurch auch die Anlagenkomponenten einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschont und die Wirtschaftlichkeit verbessert.

[0012] Ferner kann auch noch vorgesehen sein, dass das Einbringen der Schmelze in die Fördervorrichtung mittels einer Schmelzepumpe dosiert wird, sodass eine volumetrische Füllung bzw. Befüllung der Fördervorrichtung durchgeführt wird. Bei dieser möglichen Maßnahme ist die Schmelzepumpe demnach in Durchflussrichtung der Schmelze gesehen nach dem Schmelzefilter angeordnet. Somit kann eine genaue Dosierung der Beladung der Fördervorrichtung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Schmelzepumpe oder einer weitere Schmelzepumpe vor dem Schmelzefilter positioniert ist. Dadurch kann der Widerstand des Schmelzefilters auf verbesserte Weise überwunden werden und in weiterer Folge auch die Beladung bzw. Beschickung der Fördervorrichtung dosiert werden.

[0013] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung als Doppel-Förderschnecke oder Doppelschnecken-Extruder ausgebildet ist, wobei die Schmelze in einem ersten, einer ersten Schneckenwelle nächstliegenden Gehäusebereich mittels der Übergabevorrichtung eingebracht wird und wobei die Schmelze in einem zweiten, einer zweiten Schneckenwelle nächstliegenden Gehäusebereich mittels der Entgasungsvorrichtung entgast wird. Dadurch kann auf einfache und effektive Weise vermieden werden, dass die in die Fördervorrichtung eingebrachte Schmelze durch die Entgasungsvorrichtung wieder teilweise ausgetragen wird. Somit ist die Entgasung der Schmelze verbessert.

[0014] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die gasbildenten und/oder ausgasenden Stoffe oder das Gas mittels einer, in eine zweite Förderrichtung der Förderschnecke längsgestreckten Zuführvorrichtung in die erste Förderschnecke eingebracht wird. Somit wird das Einbringen von gasbildenden Stoffen oder Gas über eine möglichst große Fläche bewirkt, was eine Homogenisierung der Schmelze und damit eine weiter verbesserte und effiziente Filtration be-

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wirkt.

[0015] Die Erfindung betrifft weiters noch eine Vorrichtung zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze, umfassend, einander in eine Förderrichtung der Schmelze nachgelagert, eine erste Förderschnecke zur Förderung von Schmelze oder von zu Schmelze umwandelbarem Granulat, einen Schmelzefilter, eine Fördervorrichtung, insbesondere wenigstens eine zweite Förderschnecke, und eine Granulierungs-Vorrichtung,

- wobei in die erste Förderschnecke gasbildende und/oder ausgasende Stoffe bzw. Stoffgemische oder ein Gas mittels einer Zuführvorrichtung einbringbar sind bzw. ist, sodass die Viskosität der Schmelze in der Förderschnecke durch in der Schmelze gelöstes Gas herabsetzbar ist, Sodass dem Schmelzefilter Schmelze mit herabgesetzter Viskosität bereitstellbar ist.

[0016] Die Vorrichtung ist weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung eine, in eine erste Förderrichtung der Fördervorrichtung längsgestreckte Übergabevorrichtung zum Einbringen der gefilterten Schmelze und eine, in die erste Förderrichtung der Fördervorrichtung längsgestreckte Entgasungsvorrichtung zum Entgasen der gefilterten Schmelze aufweist, sodass der Granulierungs-Vorrichtung Schmelze mit hinaufgesetzter Viskosität bereitstellbar ist.

[0017] Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Viskosität vor dem Passieren des Schmelzefilters durch das darin aufgenommene Gas herabgesetzt ist, sodass der Widerstand des Schmelzefilter relativ zur dadurch passierbaren Schmelze verringert ist. Somit kann eine Kunststoffschmelze beispielsweise mit geringeren Temperaturen gefiltert werden oder der Druck, der an dem Schmelzefilter anliegt, kann verringert sein, wobei weiterhin ein gleicher Durchsatz durch den Schmelzefilter ermöglicht ist. In weiterer Folge ist dadurch weniger Energie zur Bereitstellung von bestimmungsgemäßem Druck vor dem Schmelzefilter oder bestimmungsgemäßer Temperatur vor dem Schmelzefilter notwendig, um gleichen Durchfluss durch den Schmelzefilter zu gewährleisten, da die Viskosität durch in der Schmelze aufgenommenes Gas bereits herabgesetzt ist. Ferner werden dadurch auch die Anlagenkomponenten der Vorrichtung geschont und die Wirtschaftlichkeit verbessert.

[0018] Die Übergabevorrichtung kann relativ zu einem mittleren Durchmesser D der Fördervorrichtung eine Längserstreckung aus einem Bereich umfassend 100 % bis 900 %, insbesondere 200 % bis 700 %, des Durchmessers D aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass die Ausgasung der Schmelze besonders effektiv ist, indem die Schmelze besonders dünn ausgestrichten werden kann.

[0019] Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Entgasungsvorrichtung als entlang eines Gehäuses der Fördervorrichtung längsgestreckte Breitschlitzdüse, Schlitzdüse oder Strangdüse ausgebildet ist oder dass die Entgasungsvorrichtung als entlang des Gehäuses der Fördervorrichtung In die zweite Förderrichtung der Fördervorrichtung aneinandergereihte Bohrungen ausgebildet ist, sodass die Schmelze zum Hinaufsetzen der Viskosität entgasbar ist. Dadurch wird die Entgasung der Schmelze über einen längsgestreckten Bereich ermöglicht, wodurch eine vergrößerte Oberfläche zur Entgasung bereitgestellt ist, sodass eine möglichst effektive und vollständige Entgasung der Schmelze und somit das effiziente Hinaufsetzen der Viskosität der Schmelze ermöglicht ist.

[0020] Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Fördervorrichtung als Doppel-Förderschnecke oder Doppelschnecken-Extruder mit einem Gehäuse ausgebildet ist, wobei die Übergabevorrichtung in einem ersten, einer ersten Schneckenwelle nächstliegenden Gehäusebereich ausgebildet ist und wobei die Entgasungsvorrichtung in einem zweiten, einer zweiten Schneckenwelle nächstliegenden Gehäusebereich ausgebildet ist. Dadurch kann auf einfache und effektive Weise vermieden werden, dass die in die Fördervorrichtung eingebrachte Schmelze durch die Entgasungsvorrichtung wieder teilweise ausgetragen wird. Somit ist die Entgasung der Schmelze verbessert.

[0021] Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die erste Schneckenwelle im Gehäuse in einem ersten Kanal aufgenommen ist und dass die zweite Schneckenwelle im Gehäuse in einem zweiten Kanal aufgenommen ist, wobei die erste Schne-

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ckenwelle und die zweite Schneckenwelle zueinander kämmend positioniert sind und sich der erste Kanal und der zweite Kanal in einem Kämmungsbereich der Schneckenwellen überschneiden, wobei in einem Überschneidungsbereich des ersten Kanals und des zweiten Kanals ein in Richtung des Kämmungsbereiches der beiden Schneckenwellen vorstehender Gehäuseabschnitt ausgebildet ist. Dadurch kann auf einfache und effektive Weise vermieden werden, dass die in die Fördervorrichtung eingebrachte Schmelze durch die Entgasungsvorrichtung wieder teilweise ausgetragen wird. Somit ist die Entgasung der Schmelze weiter verbessert.

[0022] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zuführvorrichtung als entlang eines Schneckengehäuses der ersten Förderschnecke längsgestreckte Breitschlitzdüse, Schlitzdüse oder Strangdüse ausgebildet ist oder dass die Zuführvorrichtung als entlang des Schneckengehäuses der ersten Förderschnecke in eine zweite Förderrichtung der Förderschnecke aneinandergereihte Bohrungen ausgebildet ist, sodass Gas zum Herabsetzen der Viskosität der Schmelze in einen ersten Förderkanal der ersten Förderschnecke einbringbar ist. Somit wird das Einbringen von gasbildenden Stoffen oder Gas über eine möglichst große Fläche bewirkt, was eine Homogenisierung der Schmelze und damit eine weiter verbesserte und effiziente Filtration bewirkt.

[0023] Ferner kann vorgesehen sein, dass die Zuführvorrichtung als Zuführtrichter ausgebildet ist, wobei mittels des Zuführtrichters Schmelze und/oder zu Schmelze umwandelbares Granulat und/oder gasbildende und/oder ausgasende Stoffe bzw. Stoffgemische und/oder Gas in die Förderschnecke einbringbar sind. Dadurch kann bereits beim Einbringen des zu Schmelze umwandelbaren Granulates oder der zu Schmelze umwandelbaren Kunststoffflocken Gas oder ein gasbildender Stoff in die Förderschnecke eingebracht werden, wodurch die Homogenisierung der Schmelze mit darin gelöstem Gas verbessert ist, was wiederum zu einer effizienten Filterung der Schmelze führt.

[0024] Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn der Zuführtrichter eine Schleuse, insbesondere eine Druckschleuse, und/oder einen Absperrschieber oder eine Zellenschleuse umfasst, wobei Gas in den Zuführtrichter einbringbar ist und im Zuführtrichter mittels der Schleuse ein Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck haltbar ist. Dadurch kann auf einfache Weise mehr Gasvolumen in der Schmelze gelöst werden, wodurch die Viskosität der Schmelze auf effiziente Weise weiter herabsetzbar ist.

[0025] Ferner kann noch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung weiters eine Schmelzepumpe umfasst, wobei die Schmelzepumpe relativ zur Förderrichtung dem Schmelzefilter nachgelagert bzw. zwischen Schmelzefilter und Fördervorrichtung ausgebildet ist, wobei das Einbringen der Schmelze in die Fördervorrichtung mittels der Schmelzepumpe dosierbar ist, sodass die Fördervorrichtung mit Schmelze dosiert beschickbar ist. Bei dieser möglichen Maßnahme ist die Schmelzepumpe demnach in Durchflussrichtung der Schmelze gesehen nach dem Schmelzetilter angeordnet. Somit kann eine genaue Dosierung der Beladung der Fördervorrichtung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Schmelzepumpe oder einer weitere Schmelzepumpe vor dem Schmelzefilter positioniert ist. Dadurch kann der Widerstand des Schmelzefilters auf verbesserte Weise überwunden werden und in weiterer Folge auch die Beladung bzw. Beschickung der Fördervorrichtung dosiert werden.

[0026] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0027] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0028] Fig. 1 eine mögliche erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze;

[0029] Fig. 2 eine mögliche zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze;

[0030] Fig. 3 einen Querschnitt der Fördervorrichtung der möglichen zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze.

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[0031] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0032] Fig. 1 zeigt eine mögliche erste Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze in stark vereinfachter und schematischer Darstellung. In der Fig. 2 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige zweite Ausführungsform der Vorrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden. Die erste Ausführungsform der Vorrichtung 1 und die zweite Ausführungsform der Vorrichtung 1 unterscheidet sich im Wesentlich in der Ausgestaltung einer Fördervorrichtung 2 der Vorrichtung 1. So werden im Folgenden der Einfachheit halber die beiden Ausführungsformen der Vorrichtung 1 gemeinsam beschrieben, wobei auf spezifische Unterschiede separat hingewiesen wird. Im Allgemeinen kann vorgesehen sein, dass einzelne Merkmale der jeweiligen Ausführungsform mit der jeweils anderen Ausführungsform kombinierbar sind. Schließlich zeigt Fig. 3 einen Querschnitt der Fördervorrichtung 2 der zweiten möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1.

[0033] Wie in Fig. 1 ersichtlich, kann die Vorrichtung 1 eine Förderschnecke 3 zur Förderung von Schmelze oder zu Schmelze umwandelbarem Granulat umfassen, wobei in diesem Zusammenhang unter Schmelze insbesondere Kunststoffschmelze und unter Granulat vorzugsweise Kunststoffgranulat oder Kunststoffflocken zu verstehen sind. Weiters kann die Vorrichtung 1 neben der vorhergehend erwähnten Fördervorrichtung 2 auch noch einen Schmelzefilter 4 und eine Granulierung-Vorrichtung 5 umfassen. Die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 1 können dabei in der folgenden Reihenfolge in eine Förderrichtung 6 der Schmelze einander nachgelagert angeordnet sein: Förderschnecke 3, Schmelzefilter 4, Fördervorrichtung 2, Granulierungs-Vorrichtung 5.

[0034] Die Vorrichtung 1 bzw. insbesondere die Förderschnecke 3 kann eine Zuführvorrichtung 7 umfassen, wobei mittels der Zuführvorrichtung 7 gasbildende und/oder ausgasende Stoffe oder ein Gas in die erste Förderschnecke 3 einbringbar sind bzw. ist, sodass die Viskosität der Schmelze in der Förderschnecke 3 durch in der Schmelze gelöstes Gas herabsetzbar ist. Dadurch wird auf einfache Weise ermöglicht, dass dem Schmelzefilter 4 Schmelze mit herabgesetzter Viskosität bereitstellbar ist, sodass mehr Durchsatz durch den Schmelzefilter 4 bei gleichbleibendem Energieaufwand dafür oder eine feinere Filterung bei gleichbleibendem Energieaufwand im Vergleich zur Filterung einer Schmelze mit nicht herabgesetzter Viskosität erreicht werden kann. Die Zuführvorrichtung 7 kann dabei, wie in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, als Zuführtrichter 8 ausgebildet sein, wobei mittels des Zuführtrichters 8 Schmelze und/oder zu Schmelze umwandelbares Granulat und/oder gasbildende und/oder ausgasende Stoffe und/oder Gas in die Förderschnecke 3 einbringbar sind. Weiters kann in diesem Zusammenhang noch vorgesehen sein, dass der Zuführtrichter 8 eine Schleuse 9, insbesondere eine Druckschleuse, und/oder einen Absperrschieber 10 oder eine Zellenschleuse umfasst, wobei Gas in den Zuführtrichter 8 einbringbar ist und im Zuführtrichter 8 mittels der Schleuse 9 ein Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck haltbar ist.

[0035] Alternativ dazu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Zuführvorrichtung 7 als entlang eines Schneckengehäuses 11 der ersten Förderschnecke 3 längsgestreckte Breitschlitzdüse, Schlitzdüse oder Strangdüse ausgebildet ist oder dass die Zuführvorrichtung 7 als entlang des Schneckengehäuses 11 der ersten Förderschnecke 3 in eine zweite Förderrichtung 12 der Förderschnecke 3 aneinandergereihte Bohrungen ausgebildet ist, sodass Gas zum Herabsetzen der Viskosität der Schmelze in einen ersten Förderkanal 13 der ersten Förderschnecke 3 einbringbar ist. Diese alternative Ausgestaltung der Zuführvorrichtung 7 ist nicht dargestellt.

[0036] Des Weiteren kann noch vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung 2 eine, in eine erste

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Förderrichtung 14 der Fördervorrichtung 2 längsgestreckte Übergabevorrichtung 15 zum Einbringen der gefilterten Schmelze und eine, in die erste Förderrichtung 14 der Fördervorrichtung 2 längsgestreckte Entgasungsvorrichtung 16 zum Entgasen der Schmelze aufweist, sodass der Granulierungs-Vorrichtung 5 Schmelze mit hinaufgesetzter Viskosität bereitstellbar ist. Somit wurde die Filterung der Schmelze vorerst durch Herabsetzen der Viskosität begünstigt, um dann anschließend an das Filtern der Schmelze die Schmelze wieder zu entgasen und so die Viskosität der Schmelze wieder hinaufzusetzen bzw. die Viskosität der Schmelze wieder im Bereich der ursprünglichen Viskosität bereitzustellen. Durch das Entgasen der Schmelze können weiters noch unerwünschte Stoffe oder Verschmutzungen aus der Schmelze ausgetragen werden, sofern ein entsprechendes Gas oder ein entsprechender Schleppstoff oder eben ein Schleppgas ausgewählt wurde.

[0037] Es kann auch noch vorgesehen sein, dass die Entgasungsvorrichtung 16 als entlang eines Gehäuses 17 der Fördervorrichtung 2 in die erste Förderrichtung 14 längsgestreckte Breitschlitzdüse, Schlitzdüse oder Strangdüse ausgebildet ist oder dass die Entgasungsvorrichtung 16 als entlang des Gehäuses 17 der Fördervorrichtung 2 in die erste Förderrichtung 14 aneinandergereihte Bohrungen ausgebildet ist, sodass die Schmelze zum Hinaufsetzen der Viskosität der Schmelze entgasbar ist.

[0038] Wie in Fig. 2 dargestellt, kann bei der zweiten möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1 vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung 2 als Doppel-Förderschnecke 18 oder Doppelschnecken-Extruder mit einem Gehäuse 17 ausgebildet ist, wobei die Übergabevorrichtung 15 in einem, einer ersten Schneckenwelle 19 nächstliegenden ersten Gehäusebereich 20 ausgebildet ist und wobei die Entgasungsvorrichtung 16 in einem, einer zweiten Schneckenwelle 21 nächstliegenden zweiten Gehäusebereich 22 ausgebildet ist.

[0039] Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, kann dabei auch noch vorgesehen sein, dass die erste Schneckenwelle 19 im Gehäuse 17 in einem ersten Kanal 23 aufgenommen ist und dass die zweite Schneckenwelle 21 im Gehäuse 17 in einem zweiten Kanal 24 aufgenommen ist, wobei die erste Schneckenwelle 19 und die zweite Schneckenwelle 21 zueinander kämmend positioniert sind und sich der erste Kanal 23 und der zweite Kanal 24 in einem Kämmungsbereich 25 der Schneckenwellen 19 und 21 überschneiden, wobei in einem Überschneidungsbereich 26 des ersten Kanals 23 und des zweiten Kanals 24 ein in Richtung des Kämmungsbereiches 25 der beiden Schneckenwellen 19 und 21 vorstehender Gehäuseabschnitt 27 ausgebildet ist. Da die Übergabevorrichtung 15 im ersten Gehäusebereich 20 und die Entgasungsvorrichtung 16 im zweiten Gehäusebereich 22 ausgebildet ist, wird durch den vorstehenden Gehäuseabschnitt 27 bzw. durch den, in den Überschneidungsbereich 26 hineinragenden Gehäuseabschnitt 27 weitestgehend unterbunden, dass Schmelze, die durch die Übergabevorrichtung 15 in den ersten Kanal 23 eingebracht wird, in die Entgasungsvorrichtung 16 strömt oder durch diese ausgetragen wird.

[0040] Die Vorrichtung 1 ist weiters dazu eingerichtet, dass das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Das Verfahren dient zur Viskositätsänderung und Filtration der Schmelze und umfasst die Verfahrensschritte:

- Einbringen von gasbildenden und/oder ausgasenden Stoffen oder eines Gases in ein, in der ersten Förderschnecke 3 zu Schmelze umwandelbares Granulat oder in die erste Förderschnecke 3, wobei mittels der ersten Förderschnecke 3 Schmelze und/oder Granulat förderbar ist, Sodass die Viskosität der Schmelze durch in der Schmelze gelöstes Gas herabgesetzt wird;

- Filtern der Schmelze mittels des Schmelzefilters 4, wobei der Schmelzefilter 4 der ersten Förderschnecke 3 in die Förderrichtung 6 der Schmelze nachgelagerten ist;

- Einbringen der Schmelze in die, dem Schmelzefilter 4 in Förderrichtung 6 der Schmelze nachgelagerte Fördervorrichtung 2 wobei die Schmelze mittels der, in die erste Förderrichtung 14 der Fördervorrichtung 2 längsgestreckten Übergabevorrichtung 15 eingebracht wird und wobei die Schmelze mittels der, in die erste Förderrichtung 14 der Fördervorrichtung 2 längsgestreckten Entgasungsvorrichtung 16 entgast wird, sodass die Viskosität der Schmelze durch das Ausgasen des in der Schmelze gelösten Gases hinaufgesetzt wird;

- Granulieren der Schmelze mittels der Granulierungs-Vorrichtung 5.

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[0041] Wie bereits vorhergehend ausgeführt, kann im Bezug auf des Verfahren auch noch vorgesehen sein, dass die gasbildenten und/oder ausgasenden Stoffe oder das Gas mittels der, in die zweite Förderrichtung 12 der Förderschnecke 3 längsgestreckten Zuführvorrichtung 7 in die erste Förderschnecke 3 eingebracht wird.

[0042] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann bezüglich der zweiten möglichen Ausführungsform der Vorrichtung 1 auch noch vorgesehen sein, dass die Fördervorrichtung 2 als Doppel-Förderschnecke 18 oder Doppelschnecken-Extruder ausgebildet ist, wobei die Schmelze im, der ersten Schneckenwelle 19 nächstliegenden ersten Gehäusebereich 20 mittels der Übergabevorrichtung 15 eingebracht wird und wobei die Schmelze im, der zweiten Schneckenwelle 21 nächstliegenden zweiten Gehäusebereich 22 mittels der Entgasungsvorrichtung 16 entgast wird.

[0043] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

[0044] Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

[0045] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

[0046] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Vorrichtung

2 Fördervorrichtung

3 Förderschnecke

4 Schmelzefilter

5 Granulierungs-Vorrichtung 6 Förderrichtung

7 Zuführvorrichtung

8 Zuführtrichter

9 Schleuse

10 Absperrschieber

11 Schneckengehäuse

12 Zweite Förderrichtung 13 Erster Förderkanal

14 Erste Förderrichtung

15 Übergabevorrichtung

16 Entgasungsvorrichtung 17 Gehäuse

18 Doppel-Förderschnecke 19 Erste Schneckenwelle 20 Erster Gehäusebereich 21 Zweite Schneckenwelle 22 Zweiter Gehäusebereich 23 Erster Kanal

24 Zweiter Kanal

25 Kämmungsbereich

26 Überschneidungsbereich 27 Gehäuseabschnitt

Claims

A ‚hes AT 527 833 B1 2025-07-15 Ss N Patentansprüche

1. Verfahren zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze umfassend die Verfahrensschritte: - Einbringen von gasbildenden Stoffen oder eines Gases in ein, in einer ersten Förderschnecke (3) zu Schmelze umwandelbares Granulat oder in die erste Förderschnecke (3), wobei mittels der ersten Förderschnecke (3) Schmelze und Granulat förderbar sind, sodass die Viskosität der Schmelze durch in der Schmelze gelöstes Gas herabgesetzt wird; - Filtern der Schmelze mittels eines Schmelzefilters (4), wobei der Schmelzefilter (4) der ersten Förderschnecke (3) in eine Förderrichtung (6) der Schmelze nachgelagerten ist; - Einbringen der Schmelze in eine, dem Schmelzefilter (4) in Förderrichtung (6) der Schmelze nachgelagerte Fördervorrichtung (2), wobei die Schmelze mittels einer, in eine erste Förderrichtung (14) der Fördervorrichtung (2) längsgestreckten Übergabevorrichtung (15) eingebracht wird und wobei die Schmelze mittels einer, in die erste Förderrichtung (14) der Fördervorrichtung (2) längsgestreckten Entgasungsvorrichtung (16) entgast wird, sodass die Viskosität der Schmelze durch das Ausgasen des in der Schmelze gelösten Gases hinaufgesetzt wird; - Granulieren der Schmelze.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Schmelze in die Fördervorrichtung (2) mittels einer Schmelzepumpe dosiert wird, sodass eine volumetrische Füllung bzw. Befüllung oder Beschickung der Fördervorrichtung (2) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (2) als Doppel-Förderschnecke (18) oder Doppelschnecken-Extruder ausgebildet ist, wobei die Schmelze in einem, einer ersten Schneckenwelle (19) nächstliegenden ersten Gehäusebereich (20) mittels der Übergabevorrichtung (15) eingebracht wird und wobei die Schmelze in einem, einer zweiten Schneckenwelle (21) nächstliegenden zweiten Gehäusebereich (22) mittels der Entgasungsvorrichtung (16) entgast wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gasbildenten und/oder ausgasenden Stoffe oder das Gas mittels einer, in eine zweite Förderrichtung (12) der Förderschnecke (3) längsgestreckten Zuführvorrichtung (7) in die erste Förderschnecke (3) eingebracht wird.

5. Vorrichtung (1) zur Viskositätsänderung und Filtration einer Schmelze, umfassend, einander in eine Förderrichtung (6) der Schmelze nachgelagert, eine erste Förderschnecke (3) zur Förderung von Schmelze oder von zu Schmelze umwandelbarem Granulat, einen Schmelzefilter (4), eine Fördervorrichtung (2) und eine Granulierungs-Vorrichtung (5),

- wobei in die erste Förderschnecke (3) gasbildende Stoffe oder ein Gas mittels einer Zuführvorrichtung (7) einbringbar sind bzw. ist, sodass die Viskosität der Schmelze in der Förderschnecke (3) durch in der Schmelze gelöstes Gas herabsetzbar ist, sodass dem Schmelzefilter (4) Schmelze mit herabgesetzter Viskosität bereitstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Fördervorrichtung (2) eine, in eine erste Förderrichtung (14) der Fördervorrichtung (2) längsgestreckte Übergabevorrichtung (15) zum Einbringen der gefilterten Schmelze und eine, in die erste Förderrichtung (14) der Fördervorrichtung (2) längsgestreckte Entgasungsvorrichtung (16) zum Entgasen der Schmelze aufweist, sodass der Granulierungs-Vorrichtung (5) Schmelze mit hinaufgesetzter Viskosität bereitstellbar ist.

6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasungsvorrichtung (16) als entlang eines Gehäuses (17) der Fördervorrichtung (2) längsgestreckte Breitschlitzdüse, Schlitzdüse oder Strangdüse ausgebildet ist oder dass die Entgasungsvorrichtung (16) als entlang des Gehäuses (17) der Fördervorrichtung (2) in die erste Förderrichtung (14) aneinandergereihte Bohrungen ausgebildet ist, sodass die Schmelze zum Hinaufsetzen der Viskosität entgasbar ist.

7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (2) als Doppel-Förderschnecke (18) oder Doppelschnecken-Extruder mit einem Gehäuse (17) ausgebildet ist, wobei die Übergabevorrichtung (15) in einem, einer ersten Schneckenwelle (19) nächstliegenden ersten Gehäusebereich (20) ausgebildet ist und wobei die Entgasungsvorrichtung (16) in einem, einer zweiten Schneckenwelle (21) nächstliegenden zweiten Gehäusebereich (22) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneckenwelle (19) im Gehäuse (17) in einem ersten Kanal (23) aufgenommen ist und dass die zweite Schneckenwelle (21) im Gehäuse (17) in einem zweiten Kanal (24) aufgenommen ist, wobei die erste Schneckenwelle (19) und die zweite Schneckenwelle (21) zueinander kämmend positioniert sind und sich der erste Kanal (23) und der zweite Kanal (24) in einem Kämmungsbereich (25) der Schneckenwellen (19, 21) überschneiden, wobei in einem Überschneidungsbereich (26) des ersten Kanals (23) und des zweiten Kanals (24) ein in Richtung des Kämmungsbereiches (25) der beiden Schneckenwellen (19, 21) vorstehender Gehäuseabschnitt (27) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (7) als entlang eines Schneckengehäuses (11) der ersten Förderschnecke (3) längsgestreckte Breitschlitzdüse, Schlitzdüse oder Strangdüse ausgebildet ist oder dass die Zuführvorrichtung (7) als entlang des Schneckengehäuses (11) der ersten Förderschnecke (3) in eine zweite Förderrichtung (12) der Förderschnecke (3) aneinandergereihte Bohrungen ausgebildet ist, sodass Gas zum Herabsetzen der Viskosität der Schmelze in einen ersten Förderkanal (13) der ersten Förderschnecke (3) einbringbar ist.

10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (7) als Zuführtrichter (8) ausgebildet ist, wobei mittels des Zuführtrichters (8) Schmelze und/oder zu Schmelze umwandelbares Granulat und/oder gasbildende und/oder ausgasende Stoffe und/oder Gas in die Förderschnecke (3) einbringbar sind.

11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführtrichter (8) eine Schleuse (9), insbesondere eine Druckschleuse, und/oder einen Absperrschieber (10) oder eine Zellenschleuse umfasst, wobei Gas in den Zuführtrichter (8) einbringbar ist und im Zuführtrichter (8) mittels der Schleuse (9) ein Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck haltbar ist.

12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) weiters eine Schmelzepumpe umfasst.

13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzepumpe relativ zur Förderrichtung (14) dem Schmelzefilter (4) nachgelagert bzw. zwischen Schmelzefilter (4) und Fördervorrichtung (2) ausgebildet ist, wobei das Einbringen der Schmelze in die Fördervorrichtung (2) mittels der Schmelzepumpe dosierbar ist, sodass die Fördervorrichtung (2) mit Schmelze dosiert beschickbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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