DE1908414A1 - Verfahren zum Behandeln von staub- und pulverfoermigen Materialien und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Behandeln von staub- und pulverfoermigen Materialien und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens

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DE1908414A1 DE19691908414 DE1908414A DE1908414A1 DE 1908414 A1 DE1908414 A1 DE 1908414A1 DE 19691908414 DE19691908414 DE 19691908414 DE 1908414 A DE1908414 A DE 1908414A DE 1908414 A1 DE1908414 A1 DE 1908414A1
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Description

BUSS ACJ BASEL
I et 4 η
Verfahren zum Behandeln von staub- und jmlyerförmigen Materialien und Einrichtung sur Ausübung des Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung bezieht 9ieh §uf ein Vei'iahxen zum Behandeln von ataubr- und pulverformigen' Materialien,, die mittels einer Zuführschnecke eine?- Misch- und KneteinriGhtung zugeführt und in dieser gegebenenfalls unter Wärmezufuhr yerdichtet und gefördert werden sowie auf eine 3inrichtung zur Ausübung des
In der ?erf ahrens te chiiifc stellt sich oft die .iufgabe, ein als Pulver oder Staub vorliegendes; Materiell; meist anschliessend an einen TrQcknungsirozess, zu verdichten und entweder: direkt in einen Umwandlungg-prozess einz.usp.eis.en oder aber die gewonnenen verdi.chteten Agglqmergite in eiri möglichsit gleichmassiges feinkörniges gut zu trennen. Zu diesem Zwecke werden mit einer ZviführechneGke ausgerüstete ^is?)i- ^nd Kneteinrichtungen verwendet. Dabei ^ri|te^ ^psae Schwierigkeiten bei der förderung und ferdichtung^ der etajüib- wd gulverförmigen Materialien auf.
S1;au|», und ?i|f§5 %fg|§|§i
■ ..xi» ■ ■■ SiiiiiliSli
BAD ORIGINAL
- I ■"■:. : 19QS4U
deren Mehte fegen der grossen Anzahl Teilchen mit ent§Br§ehen4 vielen Kanten sehr klein, ist,, wodurch das Schüttgevi?iGhj|. ungünstig niedrig bleibt. .
Bei sehr feinen Teilchen ergibt sich zudem■ *öln:'ungünstig-gpf ''"' Verhältnis νοη Teilchengewicht zu TeilchenoberflaGhe, "§q dass' ' die Gewichtsbelastung' der Gberfl|ich,e so gering fifi, dass .4J-S ", Teilchen selbst im Ruhezustand von Luftp.glstern getragen werden. Lufteinschlüsse können, also die Teilch.en auseinander> dr§ngefi und maehejn die Packung noch lo.ckerer und das oGhüttgewiGht wird noch weiter erniedrigt. Grleichzeitig neigt sich das (ju;t immer mehr zürn, Sc tu. es sen,, d.h. es kann sich v»ie eine Flüssigkeit verhalten. Je nach Luf tverdrängung, statischer ,ladung od- 4%l· k&iin es zu Ansetzen des Pulvers und zu einer Brückenbildung in den Zuführqrganen kommen, velb wiederum mit schwerwiegenden .NaGhteilen verbunden ist., .. , ...... ..:. ..-.■/. , ,V
Ein weiterer und oftmals entscheidender Nachteil entsteht daraus, dass selbst vorher getrocknete/Pulver· und Stäube wegen ihrer grossen Öberflache und der-." durch die Kleinheit gegebenen Zugänglichfceit zu Rissen und Popen/in. der Kornstruktur gehügerrii Bestfeuchte festhalten oder gierig wieder, aufn^ehmen? dann zumeist diese Feuchte beim ansehliessenden f freigesetzt wird./Dazu kommt BiOch» diss, die beim ip freiwerdenden Dampfe oder Grase oftmals in die Zuführeinrichtu^g zuf,üei;SGhlagen und dort z.u S'törung§|i" j^ ·
BAD ORIGfNAL
α 19084U
In den nachfolgenden Verarbeitungseinrichtungen werden die vorverdichteten Pulver endgültig verdichtet oder sogar, zu einer zusammenhängenden Masse agglomeriert. Je nach Erfordernis erfolgt dies unter Einfluss von Druck: oder »/arme, einzeln oder in Kombination.
Auch bei dieser Verarbeitung traten Nachteile auf.Einerseits war es oftmals nicht möglich zu verhindern, dass die Wirkung der Vorverdichtung bei Eintritt in die nachfolgende Einrichtung teilweise wieder verloren ging, also ein Teil des Pulvers wieder fluidisierte und schwierig zur Verdichtung gebracht werden konnte. Andererseits war es auch bisher nicht immer möglich, den endgültigen Verdichtungsgrad homogen und gleichmassig einzustellen, insbesondere auch dann, wenn die Agglomeration der Pulver mit einem AufschmelzVorgang verbunden wurde. Venn dann in vielen Fällen die Agglomerate vor weiteren Verarbeitungsvorgängen erneut zerkleinert werden müssen, um ein körniges-Gut zu erhalten, so waren bisher bekannte Verdichtungsverfahren mit dem schwerwiegenden Nachteil verbunden, dass der Zerkleinerungsvorgang einen zugrossen Staubanteil ergab.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei welchen die angeführten Nachteile vermieden werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Behandeln von βtaub- und pulverförmigen Materialien, die mittels einer Zuführschnecke
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BAD OBlGtNAL.
*■■ 19084 U
einer Misch- und Kneteinrichtung zugeführt und in dieser gege- benenfalls unter Wärmezufuhr verdichtet und gefördert werden, ist dadurch gekennzeichnet, daes die.l|.a1;e,rialien in der Zuführechnecke entgast und vorverdichtet werden. Zweckmässigerweise werden die Materialien in der Misch- und Kneteinrichtung während oder vorgängig der Druck- und/oder Wärmebehandlung einer weiteren Entgasung unterworfen.
Die Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens weist eine horizontale Misch- und Kneteinrichtung mit rotierender und hin- und hergehender Schnecke auf, welcher eine vertikale Zuführeinrichtung vorgeschaltet ist, die eine Einfüllöffnung für die zu behandelnden Materialien aufweist. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Zuführschnecke einen wahlweise an eine Vakuum- und eine Druckquelle arischliess;-baren Einsatz besitzt, welcher einen filtefartigen Abschluss gegenüber dem Behandlungsraum der Zuführschnecke aufweist*
In dieser Weise wird bei der Zufuhr und beim Vorverdichten von staub- oder pulverförmigen Materialien die gasförmigen Einschlüsse gleichzeitig entfernt.
Steht der Behandlungsraum der Misch- und Kneteinrichtung mit dem Entgasungseineatz in Verbindung, so werden die sich in der Misch- und Kneteinrichtung bildenden Dämpfe ebenfalls entfernt, womit ein erneutes Auftreten von Fluidisierung in der Verarbeitungseinrichtung verhindert wird.
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Vorteilhafterweise kann der Entgasungseinsatz ein zy Gehäuse mit zylindrischem Filterkörper aufweisen, welcher aus porösem gegebenenfalls elastisch nachgiebigem Material besteht. Der Raum zwischen dem Filterkörper und der Gehäusewand, wo Vakuum oder Druck angelegt wird, kann durch eine Bohrung mit dem Gehäuseinnere der Misch- und Kneteinrichtung in Verbindung stehen. Wird kurzzeitig anstelle von Vakuum Druck angelegt, so erfolgt eine Reinigung des Filterkörpers, so dass die Poren desselben nicht verstopft werden.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Vorrichtung im Vertikalschnitt dargestellt.
Die Einrichtung zum Behandeln von staub- und pulverförmigen Materialien weist eine horizontale Misch- und Kneteinrichtung 1 und ;eine vertikale Zuführeinrichtung 2 auf .Die Misch- und Kneteinrichtung 1 ist mit einem zylindrischen nur teilweise gezeichneten Gehäuse 3 versehen, in welchem eine rotierende und gegebenenfalls hin- und hergehende Welle 4 angeordnet ist* Diese ist mit unterbrochenen Schneckengängen 5 ausgebildet, die mit auswechselbaren Knetzähnen 6 zusammenwirken. Die Knetzähne erstrecken sich durch ■ 0>e Wand dee-Gehäuses 3 und ragen in den Knet- und Mischraum ;7 hinein. Mit 8 ist ein Anschlussrohr bezeichnet, durch welöhes' ein Schutzgas in das Innere des Gehäuses 3 eingeführt werden kann. Der Antrieb der Welle 4 erfolgt in konventioneller Weis ig durch einen Elektro»
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ORIGINAL INSPECTeD
motor mit Getriebe, welche Teile im Gehäuse 9 untergV sind. - ■: . - :
Am Eintrittsende der Misch- und Kneteinrichtung' 1 xät eitn ^ '-'-.^n--Flansch 10 vorgesehen, mit welchem das untere j£nde der verti- ' ' kalen Zuführeinrichtung 2 verbunden ist. Diese weist ein" zylindrisches Gehäuse 11 auf, mit Eintrittsstützen 12 füi· das zu verarbeitende staub- oder pulverförmige Material. Im Gehäuse 11 ist eine Förderschnecke 13 untergebracht·, welche von einem ' Motor 14 über ein Winkelgetriebe 15 angetrieben wirdJ Das untere Ende der Zuführeinrichtung 2 ist als lEntgasungseinsätz 16 ausgebildet. Der Einsätz ist mit einem zylindrischen Gehäuse 17 mit Schauglas 18 versehen und weist einen, radialen" Flansch 19 zum Anschluss an eine Vakuum- oder Druckqüelle auf. Im Gehäuse 17 befindet sich ein zylindrischer Filterkcrper 20 aus porösem gegebenenfalls elastisch nachgiebigem Material, welcher einen Raum 21 umschliesst, der die Fortsetzung des Behandlungsraumes 22 im Gehäuse 11 bildet; ί
Der Raum 23 zwischen dem Filterkörper 20 und Gehäuse 17 steht durch eine strichpunktiert gezeichnete Bbhrungr 24 mit clem; :/„Λ'":.?.. Knet- und Mischraum 7 in Verbindung; - t.,
Die zu verarbeitenden Materialien «erden durch den Eintrittsstutzen 12 der Zuführeinrichtung 2 zugeführtund mittelsάβτ '\ Schnecke 13 vertikal gefördert. Durch Ansetzen von'Yakuum an " den Flansch 19 wird im Raum 23·Unterdruck erzeugt, so dass
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■ ORSGiNAL INSPECTED
V T90&4U
eine Entgasung des zu bearbeitenden Materials erfolgt. Dabei wirkt dae Vakuum nur indirekt auf das zu fördernde Material ein, wobei die Bewegung der Förderschnecke unbeeinflusst bleibt. Auf der Innenseite des Filterkörpers 20 setzt sich zuerst Pulverschicht an, welche als Feinfilter dient. Um eine Verstopfung der Entgasungsöffhungen des Filterkörpers zu verhindern, ,kann diese Pulverschicht bei Bedarf rasch von der Innenfläche des Filterkörpers 20 entfernt werden, indem anstelle von Vakuum kurzzeitig Druck angewendet wird. Das entgaste Material gelangt in die Misch- und Kneteinrichtung 1, wo eventuell zusätzlich entstehende Gase durch die Bohrung 24 abgesaugt werden. Im Bedarfsfalle kann durch das Rohr 8 ein Schutzgas eingeführt «erden, wobei das Schneckengehäuse gegen den Entgasungsteil in bekannter Art z.B. mittels Stauung und Materialpfropfen gedichtet sein muss. Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens und der Vorrichtung besonders schwierige verfahrenstechnische Probleme gelöst werden können. So war es möglich, die Verarbeitung vom polyolefin-Pulver in kontinuierlichem Arbeitsgang durchzuführen- Der aus den Reaktoren gewonnene Polymer wurde wie üblich gewaschen und getrocknet und in Silo zwisehengelagert bevor er nach Vormischen der Zuführeinrichtung zugeführt wurde. Es ist aus technischen Gründen nicht möglich, die Rohmaterialien in den Silo im Hinblick auf Restfeuchte konditioniert zu halten, daher ist der Gehalt an Restfeuchte von
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ÖÄD ORIGINAL
Silo zu Silo verschieben. Bei längerer lagerdauer ist auch eventuell mit einer neuerlichen Feuchtigkeitsaufnahme zu rechnen.- Das Material ist staub- Mb pulverförmig mit lie igung, zum Fluidisieren und Jchieseen. Bereits geringe Aenderungen* des Gehalts an Restfeuchte ändern die Fördereigenschaften des Materials sehr wesentlich, insbesondere wenn sich in der Verarbeitungsmaschine aus der Materialfeuchte Dampf blasen bilden, die in die Zuführeinrichtung zurückschlagen, das Material Fluidisieren und einen guten Einzug verhindern. Dies wird deutlich an Schwankungen der Durchsatzkapazität, die zwischen 200-550 kg/h bei einer Maschinengruppe bei sonst gleichem Material aber verschiedener Restfeuchte liegen können. Mit der vorgeschlagenen .Einrichtung konnte der Durchsatz auf konstant 600 kg/h gesteigert werden und wurde nicht mehr durch die schwankende Restfeuchte im Rohmaterial beeinflusst. Nach dem Verdichten konnte die Schmelze am Kneteraustritt und an der Granuliersehnecke unter zusätzliches Vakuum gesetzt werden, um einen nichtpolymerisierten Gehalt an Monomer abzusaugen.
Bei der Herstellung von härtbaren Kunststoff Pressmassen wer~ den Füllstoffe mit Harzlösung getränkt und mit Pigment und anderen Zusatzstoffen zu grosser Feinheit vermählen, um später Presslingen von gleichmässiger Farbtönung und sauberer Oberflache zu erhalten.
Die sehr fein gemahlenen Pulver müssen noch verdichtet und ge \ -8- 909845/1395
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körnt werden, bevor sie zum Beschicken der Pressen geeignet sind. Gleichzeitig ist es von grossem Vorteil, wenn bei dieser Verarbeitungszwischenstufe der Polymerisationsgrad genau eingestellt werden kann, um gleichmässig die gewünschten Fliesszeiten an den Pressautomaten entsprechend regeln*zu können. Es ist bekannt, dass diese genaue Einstellung des Fliessgrades in sehr vielen Fällen mit Hilfe von jiinschneckenpre3sen durchgeführt wird, in denen der Verdichtungsvorgang mit homogenen Mischen, Kneten und gesteuerten Aufschmelzen verbunden wird. Hierauf wird-das Material zu schnitzelartigem Grobgranulat geformt, welches nach Abkühlen feinkörnig gebrochen wird.
Die Leistung einer ProdüktionsgrÖsse lag bisther bei zwischen 250-400 kg/h und musste jeweils, der unterschiedlichen zwischen 3-6 % liegenden'Materialfeuchte angepasst werden. Die Materialfeuchte führte im Kneter zu Dampfbildung während des Aufschmelz ens. Der Dampf schlägt in das zugeführte Pulver zurück und verhinderte zusammen mit den LufteinSchlussen eine leistung ss te ige rung. Die gleiche Produlctionsgrösse wurde auf die ■■■-.·.■■■ ■ : . ■■■-.■ .-■ ;
vorgeschlagenen Einrichtungen umgebaut und ergab eine Steigerung der Durchsatzleistung auf über 600 fcg/h. Als bemerkenswerte weitere Vorteile ergaben sich eine grosse Beständigkeit /der Eahrweise, unbeeinflusst durc-h den Gehalt der zugeführten Bulvermisctoung an Itufteinscihluss und Best feuchte. Auch die
-ireriiesse*te Homogenität ist ibemerfcenswert und /führte «dass :der /S-fcauibanrteil %eim /M;a©ftSölgeniden BcecXben «iif
BAD ORIGINAL
10 % gehalten werden konnte. Ausserdem zeigte as sich als vorteilhaft, dass durch die vorhergehende sowie nachherige Entgasung auch die Dichte des/Grobgranulates erhöht -wurde-,-'-da;.".
weniger Fein-Poreneinschlüsse im Granulat vorhanden waren. '
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BADORJOJNAL

Claims (4)

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1. Verfahren zum Behandeln von staub- und pulverförmiger! Materialien, die mittels einer Zuführschnecke einer Misch- und Kneteinrichtung zugeführt und in dieser gegebenenfalls unter V.'ärmesufuhr verdichtet und gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien in der Zuführschnecke entgast und vorverdichtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien in der Misch- und Kneteinrichtung während oder, vorgängig der Druck— und/oder Wärmebehandlung einer ™ weiteren üitgasung unterworfen werden.
3· Einrichtung zur Ausübung des Verfahrene nach Anspruch 1, welche eine horizontale Misch- und Kneteinrichtung mit rotierender und gegebenenfalls hin- und hergehender Schnecke aufweist, welcher eine vertikale Zuführeinrichtung vorgeschaltet ist, die eine Sinfüllöffnung für die zu behandelnden Materialien aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Zuführschnecke einem wahlweise an äk eine Vakuum-,und eine Oruckquelle anschliessbaren Sinsatz besitzt, welcher einen filterartigen Abschluss gegenüber dem Behandlungsraum der Zuführschnecke aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Entgasungseinsatz ein zylindrisches Gehäuse mit
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BAD ORIGINAL
zylindrischem Pilterkörper aufweist, welcher aus porösem gegebenenfalls 'elastisch nachgiebigem Material bestehto
5« Einrichtung nach Ansprüchen 5 und 4f dadurch gekennzeichnet 9 dass der Raum zwischen dem Pilterkörper und der Gehäuse= wand, wo Takuum oder Druck angelegt wird, durch eine Bohrung mit dem ©efaäuseinnere der Misch- und Kneteinrichtung in Verbindung steht.
9098457139b
obiginaL inspected
DE19691908414 1968-03-08 1969-02-20 Verfahren zum Behandeln von staub- und pulverfoermigen Materialien und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens Pending DE1908414A1 (de)

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