Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Agglomerieren von vorzerkleinerten thermoplas tischen Kunststoffabfällen, insbesondere von Folienschnitzeln, die zu einem homogenen, rieselfähigen und abriebfesten Agglo merat verdichtet werden, das sich im Zuge der industriellen Wiederverwertung als Aufgabematerial für Extruder, Strangpres sen, Spritzgießmaschinen und dergleichen Kunststoffmaschinen eignet.The invention relates to a method and an apparatus for continuous agglomeration of pre-shredded thermoplas table plastic waste, especially from shredded foils, to a homogeneous, free-flowing and abrasion-resistant agglo merat be compacted in the course of industrial Recycling as feed material for extruders, extrusions sen, injection molding machines and the like plastic machines is suitable.
Zu diesem Zweck sind bereits Anlagen bekannt, in denen die Kunststoffabfälle zunächst in einer Schneidmühle zu Schnitzeln, Flittern oder Flocken zerkleinert und anschließend der eigent lichen Agglomeriervorrichtung zugeführt werden.For this purpose, plants are already known in which the Plastic waste to shred first in a granulator, Shredded flakes or flakes and then the actual union agglomeration device.
Eine solche Agglomeriervorrichtung ist bereits in der DE-PS 26 14 730 beschrieben. Sie besteht im wesentlichen aus einem scheibenförmigen, peripher von einer ringförmigen Lochmatrize begrenzten Ringraum, dem die Folienschnitzel mittels einer Förderschnecke axial zugeführt werden. In dem scheibenförmigen Ringraum rotiert mindestens ein Preßflügel, dessen wirksame Flanke mit der Lochmatrize eine umlaufende Plastifizierkammer bildet. Darin werden die Folienschnitzel durch Friktionswärme entsprechend ihrem jeweiligen thermischen Fließbereich plasti fiziert, also in einen teigartigen Zustand versetzt und in diesem Zustand von dem Druckglied des Preßflügels durch die Lochmatrize hindurchgepreßt, wobei sie zu hochwertigen Agglo meraten verdichtet werden. Dabei stellt sich ein Gleichge wichtszustand zwischen dem Strömungswiderstand in der Lochma trize und dem jeweiligen spezifischen plastischen Fließzustand ein, der ein schädliches Überhitzen bei der Agglomerierung aller gebräuchlichen thermoplastischen Kunststoffsorten verhin dert.Such an agglomeration device is already in DE-PS 26 14 730 described. It essentially consists of one disk-shaped, peripherally of an annular perforated matrix limited annular space, to which the shredded film is attached by means of a Screw conveyor are fed axially. In the disc-shaped Annulus rotates at least one press wing, its effective Flank a circumferential plasticizing chamber with the die forms. In it, the shredded film is caused by the heat of friction plasti according to their respective thermal flow range infected, i.e. put in a dough-like state and in this state of the pressure member of the press wing by the Hole matrix pressed through, forming high-quality agglo merate. This creates an equilibrium weight state between the flow resistance in the hole dimension trize and the respective specific plastic flow state one that is harmful overheating during agglomeration of all common types of thermoplastic different.
Eine andersartige Agglomeriervorrichtung ist aus der DE-PS 14 54 875 bekannt. Diese besteht im wesentlichen aus zwei relativ zueinander drehbaren, mit Reibelementen besetzten, axial zuein ander verstellbaren Scheiben, die ebenfalls einen scheibenför migen Ringraum bilden, dem die Folienschnitzel mittels einer Förderschnecke zentral zugeführt werden. Im Randbereich der beiden Scheiben geht der Ringraum in einen verstellbaren, engen Ringspalt über, in dem die durch Friktionswärme im Ringraum plastifizierten Folienschnitzel bei ihrer Passage unter Druck einwirkung agglomeriert werden.Another type of agglomeration device is known from DE-PS 14 54 875 known. This essentially consists of two relative mutually rotatable, with friction elements, axially to each other other adjustable discs, which also form a disc form an annular space to which the shredded film is attached using a Screw conveyor can be fed centrally. In the edge area of the the two discs, the annulus goes into an adjustable, narrow Annular gap in which the friction heat in the annulus plastified shredded film as it passes under pressure influence can be agglomerated.
Beiden bekannten Agglomeriervorrichtungen ist somit gemeinsam eine Zuführeinrichtung, die als Förderschnecke axial in einen scheibenförmigen Ringraum mündet, in dem die Folienschnitzel durch Friktionswärme plastifiziert und anschließend unter Druck agglomeriert werden.Both known agglomerating devices are therefore common a feed device, which acts as a screw conveyor axially in one disk-shaped annular space, in which the film chips plasticized by frictional heat and then under pressure be agglomerated.
Das ordnungsgemäße Arbeiten dieser bekannten Agglomeriervor richtungen hat zur Bedingung, daß die Folienschnitzel in mög lichst trockenem Zustand eingespeist werden. Denn bei der Ver arbeitung von feuchten oder gar nassen Folienschnitzeln produ ziert der Agglomerator poröse, zum Abrieb neigende Agglomerate geringer Dichte, die für die Weiterverarbeitung in Extrudern und ähnlichen Kunststoffmaschinen unbrauchbar sind. Zudem er geben sich erfahrungsgemäß schon bei einem geringen Feuchtig keitsgehalt von etwa 5 Gew.-% auch Schwierigkeiten bei der Ein speisung in den Agglomerator, wodurch dessen Durchsatzleistung spürbar zurückgeht.The proper functioning of these known agglomerations directions has the condition that the film shredder possible in as dry as possible. Because with Ver processing of moist or even wet film chips produ the agglomerator adorns porous agglomerates that tend to wear low density, for further processing in extruders and similar plastic machines are unusable. He also Experience has shown that they give off even a little moisture content of about 5 wt .-% also difficulties in the one feed into the agglomerator, which increases its throughput noticeably decreases.
Man war daher bislang gezwungen, die Folienschnitzel in spe ziellen Anlagen zu trocknen, was die Wirtschaftlichkeit der Ag glomerierung durch zusätzliche Kosten für Anschaffung, Raum bedarf und Energieaufwand der Trocknungsanlagen erheblich be lastet.Up to now, therefore, it has been forced to feed the shredded film to dry plants, which affects the economy of Ag Glomeration through additional costs for purchase, space needs and energy expenditure of the drying systems burdens.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaft lichkeit der Agglomerierung von feuchten bis nassen Kunst stoffabfällen durch verfahrenstechnische Maßnahmen am Agglo merator derart zu verbessern, daß sich die in der Anschaffung teuren und im Betrieb unwirtschaftlichen Trocknungsanlagen er übrigen. The invention is therefore based on the object, the economy Possibility of agglomeration of damp to wet art waste through procedural measures at the agglo to improve merator in such a way that the purchase expensive and uneconomical drying systems remaining.
Diese Aufgabe wird bei der Agglomerierung gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Verfahrensmaßnahmen er findungsgemäß dadurch gelöst, daß zur unmittelbaren Agglo merierung von feuchten bis nassen thermoplastischen Kunststoff abfällen deren Entfeuchtung von der für die Plastifizierung der jeweils verarbeiteten Kunststoffsorte benötigten Wärmeenergie durch Verdampfen der Feuchtigkeit besorgt wird, wobei der Dampf aus dem entsprechend aufgelockerten Schnitzelhaufwerk nach dessen Durchströmen entgegen der Zuförderrichtung entweicht.This task is carried out in the agglomeration according to the The preamble of claim 1 outlined procedural measures solved according to the invention in that for immediate agglomeration meration of moist to wet thermoplastic waste their dehumidification from that for plasticizing the each type of plastic processed requires thermal energy is done by evaporating the moisture, the steam from the correspondingly loosened wood chips the flow of which escapes counter to the feed direction.
Erfindungsgemäß wird demnach die bei der Agglomerierung ohne hin im Überfluß erzeugte Friktionswärme zur Verdampfung der mit den Schnitzeln zugeförderten Feuchtigkeit und damit zu ihrer kostengünstigen Trocknung in vorteilhafter Weise ausgenutzt. Dabei wird der Feuchtigkeit, normalerweise also Wasser, durch Umwandlung in Wasserdampf Gelegenheit geboten, das zugeförderte Schnitzelhaufwerk entgegen der Förderrichtung diffusionsartig zu durchströmen. Die treibende Kraft hierzu liefert der Dampf druck, der sich an der "Eintrittsfront" des Agglomerators in folge der mit der Verdampfung einhergehenden Volumenver größerung aufbaut. Dadurch wird der Dampf im Bestreben nach Druckausgleich gezwungen, sich den Weg des geringsten Strö mungswiderstandes zu suchen. Diesen findet er erfindungsgemäß bei dem zugeförderten, entsprechend aufgelockerten Schnitzel haufwerk.According to the invention, the agglomeration without friction heat generated in abundance for the evaporation of the the chips conveyed moisture and thus to their exploited inexpensive drying in an advantageous manner. The moisture, usually water, is thereby Conversion to water vapor provided an opportunity for the supplied Wood chips against the conveying direction diffusion-like to flow through. The driving force for this is steam pressure, which is at the "entrance front" of the agglomerator in follow the volume ver associated with evaporation builds up. This makes the steam strive for Pressure equalization forced the path of the least flow search resistance. He finds this according to the invention with the supplied, loosened schnitzel heap.
Die meist aus Wasser bestehende Feuchtigkeit kann im Schnitzel haufwerk in zweierlei Formen in Erscheinung treten. Einesteils kann das Wasser in Form dünner Schichten an den Schnitzeln mit tels Adhäsionskräften haften, was durch längeres ungeschütztes Lagern der Abfälle im Freien, insbesondere wenn sie hygros kopisch sind, verursacht sein kann. Das Wasser kann andernteils aber auch zwischen den Schnitzeln angesiedelt sein, was dann der Fall ist, wenn bei verschmutzten Folien, z. B. bei den in zunehmender Menge anfallenden Landwirtschaftsfolien, der Agglo merierung Waschstufen vorgeschaltet sind. In diesen Fällen weist das Schnitzelhaufwerk außer dem durch Adhäsionskräfte an die Schnitzel gebundenen "Haftwasser" zusätzlich auch noch zwi schen den Schnitzeln mehr oder weniger frei bewegliches "Zwickelwasser" auf, das durch Druck zumindest teilweise aus den Schnitzelhaufwerk herausgepreßt werden kann.The moisture, which usually consists of water, can be found in the schnitzel haufwerk appear in two forms. Partly can use the water in the form of thin layers on the chips adhesion forces, which is caused by prolonged unprotected Store the waste outdoors, especially if it is hygroscopic are copious, can be caused. The water can otherwise but also between the chips, what then the case is when dirty foils, e.g. B. in in increasing amount of agricultural films, the agglo washing stages are connected upstream. In these cases instructs the wood chips in addition to that by adhesive forces the schnitzel bound "sticky water" additionally between two the chips move more or less freely "Gussel water" on that at least partially by pressure the wood chips can be pressed out.
Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Entfeuchtungs verfahrens geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Nebenan spruchs 2. Ausgehend von den im Oberbegriff dieses Vorrich tungsanspruchs umrissenen baulichen Gattungsmerkmalen kenn zeichnet sich diese Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch, daß zur unmittelbaren Agglomerierung von feuchten bis nassen Kunst stoffabfällen die Zuführeinrichtung in ihrem Mündungsbereich als Diffusionsschnecke ausgebildet ist, deren Ummantelung mit Perforationen versehen ist, aus denen die durch die Friktions wärme des Agglomerators in Dampf umgewandelte Feuchtigkeit ent weicht, wobei zwischen der Diffusionsschnecke und dem eintrag seitigem Teil der Zuführeinrichtung eine Dampfsperre vorgesehen ist. One for carrying out the dehumidification according to the invention Appropriate device is the subject of the next door Proverb 2. Starting from the preamble of this Vorrich design-related structural features According to the invention, this device is characterized in that for the immediate agglomeration of damp to wet art waste the feed device in its mouth area is designed as a diffusion screw, whose sheathing with Perforations are provided, from which the through the friction heat of the agglomerator is converted into moisture gives way, being between the diffusion screw and the entry part of the feeder provided a vapor barrier is.
Dieser selbständige Nebenanspruch enthält demnach das Merkmals minimum einer Vorrichtung, die es der in Dampf umgewandelten Feuchtigkeit ermöglicht, durch das zugeförderte Schnitzel haufwerk zurückzudiffundieren und anschließend daraus zu ent weichen. Dabei wird durch die zum einragseitigen Teil der Zu führeinrichtung hin vorgesehene Dampfsperre die Diffusions schnecke beiderseits von Strömungsbarrieren begrenzt, deren hohe Strömungswiderstände sowohl das Einströmen des Dampfes in den Agglomerator als auch sein Zurückströmen über die Diffu sionsschnecke hinaus in den eintragseitigen Teil der Zuführ einrichtung verhindern. Somit kann die an der Eintrittsfront des Agglomerators in Dampf umgewandelte Feuchtigkeit nur durch die Perforationen der Diffusionsschnecke entweichen.This independent ancillary claim therefore contains the characteristic minimum of a device that converts it to steam Moisture is made possible by the supplied schnitzel to diffuse back the heap and then to ent it give way. This is due to the part of the Zu to the upside the vapor barrier provided diffusion snail bounded on both sides by flow barriers, the high flow resistances both the inflow of steam in the agglomerator as well as its backflow over the diffuser sionsschnecke in the entry-side part of the feed prevent furnishing. So it can be on the entrance front of the agglomerator only through moisture converted into steam the perforations of the diffusion screw escape.
Für die im Plastifizierbereich des Agglomerators herrschenden Temperaturen sind aufgrund des sich dort einstellenden ther misch-plastischen Gleichgewichtszustandes die spezifischen Fließbereiche der jeweils verarbeiteten Kunststoffsorten maß gebend. Diese können je nach Kunststoffsorte zwischen 100 und 250° liegen. Die Temperaturen an den wirksamen Maschinen teilen des Agglomerators sind infolge Hitzestaus indes ent sprechend höher. Bei Kontakt mit derart hohen Temperaturen ver dampft die von den Schnitzeln in relativ geringen Gewichtsan teilen mitgeführte Feuchtigkeit an der Eintrittsfront des Agglomerators schlagartig, und zwar noch bevor die Schnitzel selbst in den Agglomerator eintreten. For those in the plasticizing area of the agglomerator Temperatures are due to the therm mixed-plastic equilibrium state the specific Flow areas of the respective processed plastic grades giving. Depending on the type of plastic, these can be between 100 and 250 °. The temperatures on the effective machines parts of the agglomerator are ent ent due to heat build-up speaking higher. When in contact with such high temperatures steams the from the chips in a relatively low weight share entrained moisture on the inlet front of the Agglomerators suddenly, even before the schnitzel even enter the agglomerator.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen vorgeschlagenen zusätzlichen baulichen Maß nahmen, mit denen die Effektivität der Diffusionsschnecke durch Optimierung ihrer Strömungsverhältnisse noch weiter gesteigert werden kann. Im Zuge dieser Zielsetzung wird mit den in den An sprüchen 3 bis 7 vorgeschlagenen Maßnahmen der Zweck verfolgt, die Packungsdichte der Folienschnitzel aufzulockern und dadurch in der Diffusionsschnecke den Strömungswiderstand des Schnitzelhaufwerkes für den zurückströmenden Dampf möglichst niedrig zu halten. Zudem bewirkt die im Anspruch 9 gekenn zeichnete Maßnahme die Kondensierung des aus den Perforationen entwichenen Dampfes mittels eingespritztem Kühlwassers. Die mit der Kondensierung des Dampfes einhergehende Volumenkontraktion erzeugt an den Perforationen Unterdruck, der zusätzlich einen Sog auf den in der Diffusionsschnecke zurückströmenden Dampf ausübt.Further details of the invention result from the in the Subordinate claims proposed additional structural dimensions who took the effectiveness of the diffusion screw through Optimization of their flow conditions increased even further can be. In the course of this objective, the in Propositions 3 to 7 proposed measures the purpose is to loosen the packing density of the film chips and thereby in the diffusion screw the flow resistance of the Wood chips for the backflowing steam if possible to keep low. In addition, the effect in claim 9 Drew measure the condensation of the perforations escaped steam by means of injected cooling water. With the volume contraction associated with the condensation of the steam generates negative pressure at the perforations, which also creates a Sucked on the steam flowing back in the diffusion screw exercises.
Von diesen zusätzlichen baulichen Maßnahmen kann der Fachmann bei der konstruktiven Auslegung der erfindungsgemäßen Agglo meriervorrichtung entsprechend dem jeweiligen Bedarfsfall, also je nach Feuchtigkeitsgehalt und Kunststoffsorte, einzeln oder in Kombination wahlweise Gebrauch machen, und zwar so viel wie für die angestrebte Entfeuchtung nötig, mit Rücksicht auf die Herstellungskosten aber so wenig wie möglich. Damit ist im Dauerbetrieb ein Gleichgewichtszustand zu erzielen, bei dem aus den Perforationen der Diffusionsschnecke genau so viel Feuch tigkeit in Dampfform entweicht, wie an der Eintrittsfront des Agglomerators verdampft. Je niedriger sich der Dampfdruck bei diesem Gleichgewichtszustand einstellt, desto intensiver ist, naturgesetzlich bedingt, die Verdampfung an der Eintrittsfront des Agglomerators.The person skilled in the art can take advantage of these additional structural measures in the constructive design of the agglo according to the invention Merier device according to the respective need, so depending on moisture content and type of plastic, individually or use in combination, as much as necessary for the desired dehumidification, considering the Manufacturing costs but as little as possible. So that is in Continuous operation to achieve a state of equilibrium in which just as much moisture in the perforations of the diffusion screw action in the form of steam escapes, as at the entrance front of the Agglomerators evaporated. The lower the vapor pressure at this equilibrium state, the more intense due to natural law, the evaporation on the entrance front of the agglomerator.
Der mit der Erfindung erzielte technische Fortschritt ist nicht allein darin zu sehen, daß durch relativ einfache bauliche Maßnahmen an der ohnehin vorhandenen Zufördereinrichtung des Agglomerators sich die hohen Kosten für Anschaffung und den Be trieb einer gesonderten Trocknungsanlage erübrigen. Vielmehr erbringt die Erfindung noch den weiteren Vorteil, daß für die Diffusions-Entfeuchtung keine zusätzliche Energie aufzuwenden ist. Zwar wird durch die Verdampfung der Feuchtigkeit an der Eintrittsfront des Agglomerators dem Plastifizierungsprozeß Verdampfungswärme entzogen, doch schlägt dieser Wärmeverbrauch in der Energiebilanz deshalb nicht zu Buche, weil der Agglo merator durch Umwandlung seiner Antriebsenergie in Friktions energie in den Plastifizierkammern Wärme in solchem Überfluß erzeugt, daß zur Vermeidung von Hitzestaus ohnedies ständig Wärme mittels Durchlaufkühlung aus dem Agglomerator abgeführt werden muß. Aufgrund dieser Eigenart des Agglomerators er möglicht es demnach die Erfindung, die Entfeuchtung hinsicht lich des Energieaufwandes sozusagen zum Nulltarif zu ermög lichen.The technical progress achieved with the invention is not only to be seen in the fact that by relatively simple structural Measures on the already existing feeder of the Agglomerators the high cost of purchasing and loading drive a separate drying system. Much more The invention provides the further advantage that for Diffusion dehumidification does not require additional energy is. Although the evaporation of moisture on the Entry front of the agglomerator the plasticizing process Evaporation heat removed, but this heat consumption beats in the energy balance not because of the agglo merator by converting its drive energy into friction Energy in the plasticizing chambers Heat in such abundance generated that to avoid heat buildup anyway anyway Heat dissipated from the agglomerator by means of continuous cooling must become. Because of this peculiarity of the agglomerator he Accordingly, the invention enables dehumidification of the energy expenditure, so to speak, free of charge lichen.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im einzelnen näher erläutert. Das Beispiel bezieht sich auf den in der Praxis häufigen Fall, bei dem der Agglomerierung von Kunststoffolien ein Waschprozeß vorge schaltet ist, so daß die Folienschnitzel außer dem an ihren Oberflächen durch Adhäsionskräfte gebundenen Haftwasser auch zwischen ihnen angesiedeltes Zwickelwasser enthalten.Based on the embodiment shown in the drawing the invention is explained in more detail. The example refers to the common case in practice where the Agglomeration of plastic films pre-washed is switched, so that the shredded foil besides that on their Surfaces of adhesive water bound by adhesive forces too contain gusset water located between them.
In der zeichnerischen Darstellung zeigt:The drawing shows:
Fig. 1 eine Agglomeriervorrichtung gemäß der Erfindung im Axialschnitt; . Figure 1 is an agglomerator according to the invention in axial section;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie II-II in Fig. 1 FIG. 2 is a sectional view along the line II-II in FIG. 1
Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 in größerem Maßstab im Längsschnitt und in Draufsicht; Fig. 3 shows a detail of Figure 1 on an enlarged scale in longitudinal section and in plan view.
Fig. 4 eine weitere Einzelheit aus Fig. 1 in größerem Maß stab. Fig. 4 stab another detail from Fig. 1 to a greater extent.
Die Agglomeriervorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem Agglomerator 1, dessen Zuführeinrichtung 2 als Förder schnecke ausgebildet ist. Beide bilden ein zusammenhängendes Rotationsaggregat, dessen gemeinsame Antriebswelle 3 mittels einer Riemenscheibe 4 angetrieben und beidseitig in Lager gruppen 5 und 6 gelagert ist. Von diesen ist die antriebs seitige Lagergruppe 5 im Agglomeratorgehäuse 7 untergebracht. Die durchgehende Antriebswelle 3 ist über die gesamte Länge der Zuführeinrichtung 2 von dem Kernmantel 3' der Förderschnecke abgedeckt. The agglomerating device according to the invention consists of an agglomerator 1 , the feed device 2 is designed as a screw conveyor. Both form a coherent rotary assembly, the common drive shaft 3 driven by a pulley 4 and groups on both sides in bearings 5 and 6 is mounted. Of these, the drive-side bearing group 5 is accommodated in the agglomerator housing 7 . The continuous drive shaft 3 is covered over the entire length of the feed device 2 by the core jacket 3 'of the screw conveyor.
Der Agglomerator 1 entspricht im wesentlichen dem in der DE-Pa tentschrift 26 14 730 beschriebenen Gerät. Demzufolge besteht er aus einer vorderen Ringwand 8 und einer hinteren Ringwand 9, die beide mit Kühlkammern 8' und 9' versehen sind. Beide Ringwände 8, 9 bilden einen relativ schmalen Ringraum 10, der peripher von einer ringförmigen Lochmatrize 11 begrenzt ist.The agglomerator 1 corresponds essentially to the device described in DE-Pa tentschrift 26 14 730. Accordingly, it consists of a front ring wall 8 and a rear ring wall 9 , both of which are provided with cooling chambers 8 'and 9 '. Both ring walls 8 , 9 form a relatively narrow annular space 10 which is delimited peripherally by an annular perforated die 11 .
In dem Ringraum 10 rotiert, wie insbesondere aus Fig. 2 er sichtlich ist, ein zweiflügeliges Friktionsorgan 12 in Pfeil richtung 12'. Dabei bilden die wirksamen Flanken 13 der beiden Friktionsflügel 14 mit der zylindrigen Innenwand der Loch matrize 11 zwei umlaufende Plastifizierkammern 15, die sich entgegen der Umlaufrichtung stetig verengen, bis sie an einem der beiden an den Friktionsflügel 14 angebrachten Druckglieder 16 ihren Abschluß finden. Die zylindrische Außenwand 17 der Lochmatrize 11 wird von zwei Schabmessern 18 bestrichen, die in Pfeilrichtung 18' umlaufen. Ihre Messerhaltescheibe 19 weist eine Nabe 20 auf, die auf einer zylindrischen Wellen durchführung 21 des Agglomeratorgehäuses 7 gelagert und mit einer Antriebsscheibe 22 versehen ist. Im Bereich der hinteren Ringwand 9 des Agglomerators 1 ist die Antriebswelle 3 mit einer Spezialdichtung 23 versehen. Das Agglomeratorgehäuse 7 ist stirnseitig von einer angeflanschten Frontplatte 24 abge schlossen, die als Halterung sowohl für die vordere Ringwand 8 als auch für die Zuführeinrichtung 2 dient.In the annular space 10 rotates, as can be seen in particular from FIG. 2, a two-leaf friction element 12 in the arrow direction 12 '. The effective flanks 13 of the two friction wings 14 with the cylindrical inner wall of the hole die 11 form two circumferential plasticizing chambers 15 which continuously narrow in the opposite direction to the direction of rotation until they are terminated on one of the two pressure members 16 attached to the friction wings 14 . The cylindrical outer wall 17 of the perforated die 11 is coated with two scraper blades 18 which run in the direction of the arrow 18 '. Your knife holding disc 19 has a hub 20 which is mounted on a cylindrical shaft bushing 21 of the agglomerator housing 7 and is provided with a drive disk 22 . In the area of the rear ring wall 9 of the agglomerator 1 , the drive shaft 3 is provided with a special seal 23 . The agglomerator housing 7 is closed abge from the front by a flanged front plate 24 , which serves as a holder for both the front ring wall 8 and for the feed device 2 .
Die Zuführeinrichtung 2 ist in eine an sich bekannte Preß schnecke 25 und erfindungsgemäß in eine Diffusionsschnecke 26 unterteilt. Die eintragseitig angeordnete Preßschnecke 25 ist in Förderrichtung konisch verengt, wobei ihre konische Um mantelung 27 rundum mit Perforationen 28 versehen ist. Am vor deren Ende der Ummantelung 27 ist ein Eintragstutzen 30 ange ordnet. Die Schneckenwendel 29 der Preßschnecke 25 ist zwei gängig, und sie läuft in der angegebenen Pfeilrichtung 29' um. Die Preßschnecke 25 ist zusätzlich von einem Außenmantel 31 um geben, der mit Spüldüsen 32 besetzt ist und in seinem unteren Bereich als Auffangwanne 33 mit Ablaufstutzen 34 ausgebildet ist.The feed device 2 is in a known press screw 25 and according to the invention divided into a diffusion screw 26 . The press screw 25 arranged on the entry side is conically narrowed in the conveying direction, its conical jacket 27 being provided with perforations 28 all around. At the end of the sheath 27 , an entry nozzle 30 is arranged. The screw helix 29 of the press screw 25 is of two types and rotates in the arrow direction 29 'indicated. The press screw 25 is additionally of an outer jacket 31 to give, which is equipped with rinsing nozzles 32 and is formed in its lower region as a collecting trough 33 with drain connector 34 .
An die Preßschnecke 25 schließt sich erfindungsgemäß die in den Agglomerator 1 einmündende Diffusionsschnecke 26 an, die sich im Unterschied zur Preßschnecke 25 in Förderrichtung konisch erweitert. Hierbei ist am Übergang von der Preßschnecke 25 zur Diffusionsschnecke 26 ein Stauring 35 vorgesehen, der im Be trieb, wie später näher erläutert, eine autogene Dampfsperre bewirkt. Die sich konisch erweiternde Ummantelung 36 der Dif fusionsschnecke 26 ist ebenfalls mit Perforationen 37 versehen, die sich, wie aus Fig. 3 zu ersehen, nach außen konisch er weitern. Ihre Schneckenwendel 38 weist eine gegenüber der Schneckenwendel 29 der Preßschnecke 25 größere Ganghöhe auf. Unmittelbar hinter dem Stauring 35 sind in der Diffusions schnecke 26 Förderorgane 39, 40 mit Lockerungseffekt ange ordnet. Diese bestehen, wie aus Fig. 4 ersichtlich, aus Förder paddeln 39 und aus kammerartigen Einkerbungen 40 an der Schnec kenwendel 38. Zudem ist die Schneckenwendel 38 mit Perfora tionen 41 versehen.According to the invention, the press screw 25 is followed by the diffusion screw 26 which opens into the agglomerator 1 and, in contrast to the press screw 25, widens conically in the conveying direction. Here, a retaining ring 35 is provided at the transition from the press screw 25 to the diffusion screw 26 , which in operation, as explained in more detail below, causes an autogenous vapor barrier. The conically widening casing 36 of the diffusion screw 26 is also provided with perforations 37 which, as can be seen from FIG. 3, conically widen outwards. Your screw helix 38 has a higher pitch than the screw helix 29 of the press screw 25 . Immediately behind the retaining ring 35 are in the diffusion screw 26 conveying members 39 , 40 arranged with loosening effect. These consist, as shown in Fig. 4, paddle from conveyor 39 and chamber-like notches 40 on the Schnec kenwendel 38th In addition, the helix 38 is provided with perforations 41 .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Diffusions schnecke 26 von einem hermetisch abgeschlossenen Gehäusemantel 42 umgeben, an dem ringsum Kühlwasserdüsen 43 angeordnet sind. Im unteren Bereich ist der Gehäusemantel 42 mit einem Ablauf stutzen 44 versehen, an den eine Absaugpumpe 45 angeschlossen ist. Somit handelt es sich hier im Prinzip um einen an sich be kannten Einspritzkondensator 46.In a further embodiment of the invention, the diffusion screw 26 is surrounded by a hermetically sealed housing jacket 42 , on which cooling water nozzles 43 are arranged all around. In the lower area, the housing jacket 42 is provided with a drain pipe 44 to which a suction pump 45 is connected. In principle, this is a known injection capacitor 46 .
Die als Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebene Agglo
meriervorrichtung arbeitet wie folgt:
Der Pfeil 47 in Fig. I symbolisiert den kontinuierlichen Ein
trag der gewaschenen Folienschnitzel in den Eintragstutzen 30
der Preßschnecke 25. Dort werden die Schnitzel von den Schnec
kenwendeln 29 erfaßt und in Richtung der konischen Verengung
des Schneckenmantels 27 gefördert. Dadurch werden sie in zuneh
mendem Maße zusammengepreßt, so daß das zwischen ihnen befind
liche Zwickelwasser zumindest teilweise aus dem Schnitzelhauf
werk herausgepreßt wird und dabei aus den Perforationen 28 in
die Auffangwanne 33 entweicht, von wo es durch den Ablauf
stutzen 34, wie durch Pfeil 48 angedeutet, zusammen mit dem
durch die Spüldüsen 32 zu Reinigungszwecken sporadisch einge
spritzten Spülwasser abfließt.
The agglomerating device described as an exemplary embodiment of the invention works as follows:
The arrow 47 in FIG. I symbolizes the continuous entry of the washed shredded film into the entry nozzle 30 of the press screw 25 . There, the schnitzel from the Schnec kenwendeln 29 are detected and promoted in the direction of the conical narrowing of the screw shell 27 . As a result, they are pressed together to an increasing extent, so that the gusset water between them is at least partially pressed out of the woodpile work and thereby escapes from the perforations 28 into the collecting trough 33 , from where it closes through the drain 34 , as indicated by arrow 48 indicated, together with the sporadically injected rinsing water flows through the rinsing nozzles 32 for cleaning purposes.
Beim anschließenden Hindurchdrücken der Schnitzel durch den am Ende der Preßschnecke 25 angeordneten Stauring 35 erhält das Schnitzelhaufwerk seine größte Packungsdichte. Auf diese Weise bildet es infolge seines hohen Strömungswiderstandes eine auto gene Dampfsperre gegenüber der sich in Förderrichtung an schließenden Diffusionsschnecke 26.When the chips are subsequently pushed through the retaining ring 35 arranged at the end of the press screw 25 , the chips accumulate their greatest packing density. In this way, due to its high flow resistance, it forms an auto-gene vapor barrier with respect to the diffusion screw 26 closing in the conveying direction.
Die im Stauring 35 erreichte hohe Packungsdichte wird am Beginn der Diffusionsschnecke 26 mittels der Förderorgane 39, 40, die Lockerungseffekte auf die Schnitzel ausüben, sofort wieder auf gelöst, und die Schnitzel werden durch die Schneckenwendel 38 in Richtung des Agglomerates 1 weiter befördert. Dabei bleibt der aufgelockerte Zustand des Schnitzelhaufwerkes durch die an steigende Ganghöhe der zusätzlich mit den Perforationen 41 ver sehenen Schneckenwendel 38 erhalten. Zudem trägt auch die Raum vergrößerung infolge der konischen Erweiterung der Diffusions schnecke 26 zur Auflockerung des dem Agglomerator 1 zugeförder ten Schnitzelhaufwerkes bei.The high packing density achieved in the accumulation ring 35 is immediately released again at the beginning of the diffusion screw 26 by means of the conveying elements 39 , 40 , which exert loosening effects on the chips, and the chips are conveyed further in the direction of the agglomerate 1 by the screw spiral 38 . The loosened state of the wood chips remains intact due to the increasing pitch of the screw spiral 38 additionally provided with the perforations 41 . In addition, the space enlargement due to the conical expansion of the diffusion screw 26 contributes to loosening the agglomerator 1 th wood chips.
Bei Annäherung der Schnitzel an den Agglomerator 1 werden sie mit den dort herrschenden hohen Temperaturen konfrontiert, die je nach verarbeiteter Kunststoffsorte bis zu 300°C betragen können. Die Entstehung solch hoher Temperaturen läßt sich an hand der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung des Agglo merators 1 anschaulich erklären. Bei der Rotation des zweiflü geligen Friktionsorgans 12 in dem von der Lochmatrize 11 umge benen Ringraum 10 üben die wirksamen Flanken 13 der beiden Friktionsflügel 14 intensive Reibkräfte auf die in die beiden umlaufenden Plastifizierkammern 15 eingespeisten Schnitzel aus. Diese Reibkräfte nehmen im Bereich der Verengung der Plastifi zierkammern 15 progressiv zu. Dadurch werden in diesem Bereich die Kunststoffschnitzel so weit erweicht, daß sie in diesem plastifizierten Zustand von den Druckgliedern 16 durch die Per forationen der Lochmatrize 11 bei gleichzeitiger Agglomerierung hindurchgepreßt werden. Dabei stellt sich im Dauerbetrieb ein Gleichgewichtszustand ein, bei dem sich der temperaturabhängige Erweichungsgrad der jeweils verarbeiteten Kunststoffsorte mit dem Strömungswiderstand der Lochmatrize 11 die Waage hält. So beträgt beispielsweise die Erweichungstemperatur für Poly ethylen etwa 130°C, für Polyamid hingegen etwa 250°C. Um den Hitzestau innerhalb des Agglomerators in erträglichen Grenzen zu halten, wird ständig Wärme mittels der an den beiden Ringwänden 8, 9 vorgesehenen Kühlkammern 8', 9' abgeführt. Gleichwohl ist die Temperatur an den wirksamen Maschinenteilen des Agglomerators, insbesondere an dem rotierenden, ungekühlten Friktionsorgan 12 um einiges höher als es dem jeweiligen Er weichungsgrad der Kunststoffe entspricht, so daß an der Ein trittsfront des Agglomerators mit Temperaturen von 200 bis 300°C zu rechnen ist.When the chips are approached to the agglomerator 1 , they are confronted with the high temperatures prevailing there, which, depending on the type of plastic processed, can be up to 300 ° C. The emergence of such high temperatures can be clearly explained using the sectional view of the agglomerator 1 shown in FIG. 2. During the rotation of the zweiflü geligen Friktionsorgans 12 in the reverse of the matrix of holes 11 surrounded annular space 10, the effective flanks 13 practice of the two Friktionsflügel 14 intensive frictional forces fed to the circulating in the two plasticizing chambers 15 from chips. These frictional forces increase progressively in the area of the narrowing of the plastic chamber 15 . As a result, the plastic chips are softened so far in this area that they are pressed in this plasticized state by the pressure members 16 through the perforations of the die 11 with simultaneous agglomeration. In steady-state operation, a state of equilibrium is established in which the temperature-dependent degree of softening of the type of plastic processed is balanced with the flow resistance of the die 11 . For example, the softening temperature for polyethylene is about 130 ° C, for polyamide about 250 ° C. In order to keep the heat build-up within the agglomerator within tolerable limits, heat is continuously removed by means of the cooling chambers 8 ', 9 ' provided on the two ring walls 8 , 9 . Nevertheless, the temperature on the effective machine parts of the agglomerator, in particular on the rotating, uncooled friction element 12, is somewhat higher than it corresponds to the respective degree of softening of the plastics, so that temperatures of 200 to 300 ° C. are to be expected at the entrance front of the agglomerator is.
Bei Kontakt mit derart hohen Temperaturen verdampft das von den Folienschnitzel in relativ geringen Gewichtsanteilen mitge führte Wasser schlagartig, und zwar noch bevor das rotierende Friktionsorgan 12 die Schnitzel in die umlaufenden Plastifi zierkammern 15 des Agglomerators 1 einziehen kann. Es ist zu vermuten, daß aufgrund der sehr großen Gesamtfläche der relativ dünnen Folienschnitzel die mitgeführte Feuchtigkeit auf den Schnitzeln dünne, durch Adhäsionskräfte anhaftende Filme bil det, deren Trennung von den Schnitzeln ohnehin nur über die Dampfphase möglich ist.Upon contact with such high temperatures, the water entrained by the film chips in relatively small proportions of weight evaporates suddenly, even before the rotating friction element 12 can pull the chips into the rotating plasticizing chambers 15 of the agglomerator 1 . It can be assumed that due to the very large total area of the relatively thin film chips the entrained moisture on the chips is thin films adhering by adhesive forces, the separation of which from the chips is only possible via the vapor phase anyway.
Der auf diese Weise an der Eintrittsfront des Agglomerators 1 erzeugte Wasserdampf strömt nun in der Diffusionsschnecke 26 aufgrund der durch die vorstehend beschriebenen Lockerungs maßnahmen geschaffenen günstigen Strömungsverhältnisse entgegen der Förderrichtung des durchlässig gewordenen Schnitzelhauf werkes zurück. Da für den Dampf die Strömungswiderstände sowohl im Agglomerator 1 als auch in der vom Stauring 35 bewirkten autogenen Dampfsperre wesentlich größer sind als in dem in der Diffusionsschnecke 26 im aufgelockerten Zustand zugeförderten Schnitzelhaufwerk, kann der Dampf nur durch die an der Umman telung 36 der Diffusionsschnecke 26 vorgesehenen Perforationen 37 entweichen. Dabei strömt der Dampf in den Einspritzkondensa tor 46 aus, wo er durch das mittels der Düsen 43 eingespritzte Kühlwasser kondensiert. Infolge der mit der Kondensierung ein hergehenden Volumenkontraktion wird im Kondensator 46 ein Un terdruck erzeugt, der auf den in der Diffusionsschnecke 26 zu rückströmenden Dampf einen zusätzlichen Sog ausübt. Das Konden sat wird zusammen mit dem eingespritzten Kühlwasser mittels der Pumpe 45 abgesaugt, wobei auch Gase, insbesondere die mit den Schnitzeln eingeschleppte Luft, abgeführt werden. The water vapor generated in this way at the inlet front of the agglomerator 1 now flows back into the diffusion screw 26 due to the favorable flow conditions created by the loosening measures described above, counter to the direction of conveyance of the pulp pellet which has become permeable. Since the flow resistances for the steam both in the agglomerator 1 and in the autogenous vapor barrier caused by the retaining ring 35 are substantially greater than in the pulp aggregate supplied in the loosened state in the diffusion screw 26 , the steam can only be produced by the coating 36 of the diffusion screw 26 provided perforations 37 escape. The steam flows out into the injection condenser 46 , where it condenses through the cooling water injected through the nozzles 43 . As a result of the concomitant volume contraction, a negative pressure is generated in the condenser 46 , which exerts an additional suction on the steam to be returned in the diffusion screw 26 . The condensate is sucked off together with the injected cooling water by means of the pump 45 , and gases, in particular the air carried in with the chips, are also removed.
Das aus den Perforationen der Lochmatrize 11 in dünnen Strängen aus-tretende Agglomerat wird von den beiden Schabmesser 18 in definierten, ihrer Umlauffrequenz entsprechenden Längen abge teilt. Danach treten die solchermaßen hochverdichteten Agglo meratkörner bei dem Pfeil 50 aus dem Agglomerator 1 aus, wobei sie nur mehr einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,5% aufweisen.The agglomerate emerging from the perforations of the perforated die 11 in thin strands is divided by the two scraper blades 18 in defined lengths corresponding to their rotational frequency. Thereafter, the agglomerate grains thus highly compacted emerge from the agglomerator 1 at the arrow 50 , with only a moisture content of less than 0.5%.
Die Erfindung ist zwar für die unmittelbare Agglomerierung von feuchten bis nassen Folienschnitzel beschrieben, doch ist ihr tragendes Prinzip, wonach die in einer Verarbeitungsvorrichtung benötigte Wärmeenergie für die Entfeuchtung von Kunststoff abfällen während ihrer Zuführung ausgenutzt wird, generell auch für ähnlich gelagerte Fälle brauchbar, beispielsweise bei der Regranuliertechnologie. The invention is true for the immediate agglomeration of wet to wet shredded film described, but you fundamental principle, according to which in a processing device heat energy required for dehumidifying plastic waste during its supply is generally used usable for similar cases, for example in the Regranulation technology.
Bezugszeichenliste
Reference list11
Agglomerator
Agglomerator
22nd
Zuführeinrichtung
Feeding device
33rd
Antriebswelle
drive shaft
33rd
' Kernmantel der Förderschnecke
'' Shell of the screw conveyor
44th
Riemenscheibe
Pulley
55
Lagergruppe antriebsseitig
Bearing group on the drive side
66
Lagergruppe eintragseitig
Storage group on the entry side
77
Agglomeratorgehäuse
Agglomerator housing
88th
vordere Ringwand
front ring wall
88th
' Kühlkammer dazu
'' Cooling chamber to do so
99
hintere Ringwand
rear ring wall
99
' Kühlkammer dazu
'' Cooling chamber to do so
1010th
Ringraum
Annulus
1111
Lochmatrize
Punch matrix
1212th
Friktionsorgan
Frictional organ
1212th
' Drehrichtung dazu
'Direction of rotation
1313
wirksame Flanken
effective edges
1414
Friktionsflügel
Friction wing
1515
Plastifizierkammer
Plasticizing chamber
1616
Druckglied
Pressure member
1717th
zylindrische Außenwand
cylindrical outer wall
1818th
Schabmesser
Scraper
1818th
' Drehrichtung dazu
'Direction of rotation
1919th
Messerhaltescheibe
Knife holding disc
2020th
Nabe dazu
Hub
2121
Wellendurchführung
Shaft bushing
2222
Antriebsscheibe
Traction sheave
2323
Spezialdichtung
Special seal
2424th
Frontplatte
Front panel
2525th
Preßschnecke
Press screw
2626
Diffusionsschnecke
Diffusion screw
2727
Ummantelung f. Preßschnecke
Sheathing f. Press screw
2828
Perforationen dazu
Perforations to it
2929
Schneckenwendel dazu
Helix to it
2929
' Drehrichtung dazu
'Direction of rotation
3030th
Eintragstutzen
Entry nozzle
3131
Außenmantel
Outer jacket
3232
Spüldüsen
Rinsing nozzles
3333
Auffangwanne
Drip pan
3434
Ablaufstutzen
Drain connector
3535
Stauring
Storage ring
3636
Mantel der Diff.
Schnecke
Coat of diff. slug
3737
Perforationen dazu
Perforations to it
3838
Schneckenwendel
Helix
3939
Förderpaddel
Conveyor paddle
4040
Einkerbungen in
Wendel
Notches in Wendel
4141
Perforationen in
Wendel
Perforations in Wendel
4242
abgedichtetes Ge
häuse
sealed housing
4343
Kühlwasserdüsen
Cooling water nozzles
4444
Ablaufstutzen
Drain connector
4545
Absaugpumpe
Suction pump
4646
Einspritzkondensa
tor
Injection condenser
4747
Schnitzeleintrag
Schnitzel entry
4848
Austritt f. Zwic
kelwasser
Exit f. Between water
4949
Austritt für Kon
densat, Kühlwasser
und Luft
Outlet for condensate, cooling water and air
5050
Austritt der Agglo
merate
Exit of the agglomerate
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