Vorrichtung zum Abkühlen, Granulieren und Trocknen von schmelzflüssig aus Düsen austretenden Strängen aus thermoplastischen Kunststoffen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abkühlen, Granu¬ lieren und Trocknen von schmelzflüssig aus Düsen austretenden Strängen aus thermoplastischen Kunststoffen mit einer die Stränge in einem Kühl- flüssigkeitsbad führenden Kühleinrichtung, der ein eine Messerwalze enthaltendes Granulatorgehäuse und ein daran angeschlossener Abführ¬ schacht mit einem Sieb zur Kühlflüssigkeitsabscheidung nachgeordnet sind.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 26 27 263 bekannt. Bei dieser Vorrichtung besteht die Kühleinrichtung aus einer an ihrem obe¬ ren Ende mit Kühlwasser beschickten Ablaufrinne, die an ihrem unteren Ende in ein eine Messerwalze enthaltendes Granulatorgehäuse einmündet. An das Granulatorgehäuse ist ein Abführschacht angeschlossen, und zwar in horizontaler Richtung, da das Granulatorgehäuse aufgrund einer gerun- deten Rückwand die von der Messerwalze von den Strängen abgeschnitte¬ nen Granulatkörner entsprechend umlenkt. Die Granulatkörner verlassen das Gehäuse im wesentlichen in horizontaler Richtung, was durch einen im Gehäuse dicht neben der Schnittstelle der Messerwalze vorgesehenen Kühlwasserzulauf unterstützt wird. Das Kühlwasser schwemmt die abge- schnittenen Granulatkörner längs der gerundeten Rückwand des Granula¬ torgehäuses in die Horizontalrichtung über ein im Boden des horizontal gerichteten Abführschachtes angeordneten Siebs hinweg, wobei durch das Sieb infolge Schwerkraft das das Granulat begleitende Wasser teilweise abgeführt wird. Die Intensität dieser Wasserabscheidung ist relativ gering,

da, wie gesagt, hierfür nur die auf das Wasser wirkende Schwerkraft ausgenutzt wird. Die Folge davon ist, daß das den Abführschacht ver¬ lassende Granulat noch eine erhebliche Oberflächenfeuchtigkeit aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Trocknungsgrad von Granulat, das mittels einer Messerwalze von nassen bzw. feuchten Strän¬ gen abgetrennt worden ist, zu erhöhen und dabei eine besondere Trock¬ nungsvorrichtung, die mit einem geringen Energiebedarf auskommt, zu schaffen.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß das Sieb derart angeordnet ist, daß die von der Messerwalze von den Strängen abgetrennten Granu¬ latkörner im wesentlichen mit der den Granulatkörnern von der Messer¬ walze gegebenen Geschwindigkeit auf direktem Wege auf das Sieb auftreffen.

Durch die Erfindung wird die von der schnellaufenden Messerwalze auf die Granulatkörner übertragene erhebliche kinetische Energie ausgenutzt, das Wasser von den Granulatköraern abzuschleudern. Die Granulatkörner werden nämlich jeweils von den einzelnen Messern der Messerwalze abgeschnitten und etwa tangential von der Messerwalze abgeschleudert. Dabei ergeben sich für die Granulatkörner Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 10 m pro/See. Wenn ein Granulatkorn mit der¬ artiger Geschwindigkeit auf ein Sieb auftrifft, wird am Granulatkorn anhaftendes Wasser praktisch vollständig von diesem weggeschleudert, wobei das Wasser durch das Sieb hindurchtreten und damit abgeleitet werden kann. Um dies zu erreichen, ist das Sieb derart angeordnet, daß die von der Messeϊwalze von den Strängen abgetrennten Granulatkörner ohne eine dazwischen liegende Umlenkung oder Aufprallstelle, also auf direktem Wege auf das Sieb auftreffen.

Die den Granulatkörnern gegebene kinetische Energie wird aufgrund des notwendigen Antriebs der Messerwalze automatisch aufgebracht, so daß also für die Beschleunigung der Granulatkörner praktisch auf die Um¬ fangsgeschwindigkeit der Messerwalze keine zusätzliche Energie erforder- lieh ist.

Zweckmäßig ordnet man das Sieb mit einem solchen Winkel in bezug auf die Auftreffrichtung der Granulatkörner an, daß diese in Richtung auf ein nachgeordnetes Sieb abprallen. In diesem Falle wird ein weiteres Sieb für das Abschleudern von Restwasser von dem Granulat ausgenutzt, da die Granulatkörner in diesem Falle zweimal nacheinander auf ein Sieb auftreffen. Diese Hintereinanderschaltung von Sieben kann man auch mehrfach vorsehen.

Es ist auch möglich, mindestens eines der Siebe als Bogensieb auszubil¬ den, wie ein solches z. B. in der DE-PS 31 05 609 dargestellt ist. Dieses Bogensieb kann so angeordnet werden, daß Granulatkörner entweder schräg auf dieses auftreffen oder tangential an das Bogensieb herange¬ führt werden.

Um an den Sieben gegebenenfalls anhaftende Kühlflüssigkeit abzuleiten, kann man mindestens einem Sieb eine Zuführung für aufzublasende Luft zuordnen. Die so in den Strom des Granulates eingeblasene Luft ent¬ weicht dann über die Siebe und reißt an diesem gegebenenfalls haftendes Wasser mit.

Die Menge des durch dem Granulator nachgeschaltete Siebe abzuführen¬ den Wassers läßt sich dadurch verringern, daß man dem Granulatorge¬ häuse einen Vorabscheider für die Kühlflüssigkeit vorordnet. Ein solcher Vorabscheider ist an sich aus der DE-PS 33 36 032 bekannt. Es erreicht

dann _, nur noch relativ wenig Restwasser den Granulator, so daß nur dieses von den Sieben abgeführt werden muß.

Die den Granulatkörnern schließlich noch innewohnende Wärme läßt sich in bekannter Weise dazu ausnutzen, durch Verdampfung Restwasser von den Granulatkörnern abzuführen. Um dies zu erreichen, stellt man die Kühlung der Stränge so ein, daß eine den Granulatkörnern innewohnen¬ de Wärme belassen ist, die nach Abprall der Granulatkörner auf das bzw. die Siebe für eine weitgehende Verdampfung von die Granulatkör- ner noch benetzendes Wasser ausreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 die Vorrichtung mit einem dem Granύlator nach¬ geschalteten Sieb und einer aus Transportbändern bestehenden Kühleinrichtung, Figur 2 die Ausgestaltung des dem Granulator nachgeschal¬ teten Siebes als Bogensieb, Figur 3 die Vorrichtung mit zwei nachgeschalteten Sieben und einer Ablaufrinne als Kühleinrichtung, Figur 4 eine Mehrzahl von dem Granulator nachgeschalte¬ ten Sieben mit Einlassen für einzublasende Luft.

Figur 1 zeigt in schematischer, vereinfachter Darstellung eine Vorrichtung zum Abkühlen, Granulieren und Trocknen von Strängen 1, die schmelz¬ flüssig aus Düsen des Düsenkopfes 2 austreten. Die Stränge 1 werden von der Zuleitvorrichtung 3 aufgefangen, die an ihrem linken Ende mit einem Überlauf 4 für den Zutritt von Kühlwasser versehen ist, das über die Zuleitvorrichtung 3 abfließt und dabei die Stränge 1 mitnimmt. Die

Zuleitvorrichtung 3 leitet die Stränge 1 dann über das Leitblech 5 einem Paar von Transportbändern 6 und 7 zu, die jeweils mittels Umlenkrollen 8, 9 sowie 10, 11 die Stränge 1 derart führen, daß die nebeneinander¬ laufenden Teile der Transportbänder 6 und 7 einen Vorschub für die s Stränge in Richtung auf das Granulatorgehäuse 12 bewirken. Hinter dem Auslauf der beiden Transportbänder 6 und 7 im Bereich zwischen den Umlenkrollen 9 und 11 ist ein weiteres Leitblech 13 angeordnet, das die Stränge 1 dem Eingang 14 des Granulatorgehäuses 12 zuführt. Das von der Zuleitvorrichtung 3 gelieferte Kühlwasser läuft dabei innerhalb dieser o Kühleinrichtung über das Leitblech 5, zwischen den beiden Transportbän¬ dern 6 und 7 hindurch und über das Leitblech 13 ab, kühlt dabei die Stränge 1 und gelangt dann in den Eingang 14 des Granulatorgehäuses 12.

s Unmittelbar hinter dem Eingang 14 des Granulatorgehäuses 12 werden die Stränge 1 von den beiden Einzugswalzen 15 und 16 erfaßt und mit definierter Vorschubgeschwindigkeit über das Gegenmesser 17 der Mes¬ serwalze 18 zugeführt. Die Messerwalze 18 dreht sieh in Richtung des eingezeichneten Pfeils mit hoher Drehzahl, z. B. 1000 U/min. Die einzel- 0 nen Messer der Messerwalze 18 schneiden entsprechend der Vorschubge¬ schwindigkeit der Stränge 1 entsprechend lange Granulatkörner 19 von den Strängen 1 ab, die aufgrund der relativ hohen Umfangsgeschwindig¬ keit der Messerwalze 18 mit gleicher Geschwindigkeit von der Messerwal¬ ze 18 weggeschleudert werden. Die Granulatkörner 19 werden dabei etwa 5 tangential von der Messerwalze 18 weggeschleudert und zwar gemäß dem eingezeichneten Pfeil unter einem mehr oder minder großen Winkel von der Stütze 20 des Gegenmessers 17 weg.

An das Granulatorgehäuse 12 ist der Abführschacht 21 angeflanscht, der 0 das Sieb 22 enthält. Das Sieb 22 ragt in einen solchen Winkel innerhalb

des Abführschachtes 21 soweit in Richtung auf das Granulatorgehäuse 12, daß die Granulatkörner 19 von der Messerwalze 18 auf direktem Wege auf das Sieb 22 auftreffen. Die den Granulatkörnern 19 von der Messer¬ walze 18 aufgedrückte kinetische Energie wird also weitgehend für den Aufprall der Granulatkörner 19 auf das Sieb 22 ausgenutzt, so daß an den Granulatkörnern 19 anhaftendes Wasser von diesen praktisch voll¬ ständig abgeschleudert wird. Das Wasser kann dann durch das Sieb 22 entsprechend den eingezeichneten gekrümmten Pfeilen abfließen und läuft im Inneren des Ablaufschachtes 21 herunter und über den Ablaufstutzen 23 ab.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird ohne zusätzlichen Energieaufwand eine besondere Trocknungsvorrichtung zur Wirkung gebracht, nämlich das Sieb 22, wobei die von der Messerwalze 18 den Granulatkörnern 19 automatisch gegebene kinetische Energie in vollem Umfang für den Trocknungsvorgang ausgenutzt wird.

Figur 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1, wobei es sich um die Gestaltung des Siebes handelt, das hier als Bogensieb 24 ausgebildet ist. Die Granulatkörner 19 treffen hier in einem sehr stump¬ fen Winkel bzw. fast tangential auf das Bogensieb 24 auf, wobei wie bei der Vorrichtung gemäß Figur 1 zunächst durch den Aufprall das an den Granulatkörnern 19 anhaftende Wasser weitgehend abgeschleudert wird. Im weiteren Flug der Granulatkörner 19 wandern diese dann über den Bogen des Bogensiebes 24, wobei aufgrund dieser Führung auf die - Granulatkörner 19 und damit auf das an ihnen haftende Wasser eine Zentrifugalkraft ausgeübt wird, die zusätzlich für das Abschleudern von Restwasser ausgenutzt wird.

In der Figur 3 ist eine weitere Abwandlung gegenüber der Vorrichtung nach Figur 1 dargestellt, bei der die Kühleinrichtung im wesentlichen aus einer Ablaufrinne 25 besteht, der das von dem Überlauf 4 stammende Kühlwasser von der Zuleitvorrichtung 3 zugeführt wird. In die Ablaufrin- ne 25 ist das als Auslaß wirkende Vorabscheidungssieb 26 eingebaut, das dann zum Einsatz kommen kann, wenn die durch die Ablaufrinne 25 gegebene Kühlstrecke für eine ausreichende Kühlung der Stränge 1 sorgt, so daß das Kühlwasser vor dem Granulatorgehäuse 12 weitgehend abge¬ führt werden kann. Das Kühlwasser gelangt dabei durch das Sieb 26 in den Ablauftrichter 27 und wird von dort durch den Hals 28 weggeleitet. Diese Vorabscheidung des Kühlwassers am Ende der Ablaufrinne 25 erleichtert die Trocknung de.* Granulatorkörner 19 nach dem Schneiden mittels der Messerwalze 18.

Die Granulatkörner 19 treffen hier wie bei der Vorrichtung gemäß Figur 1 auf das Sieb 29, das in gleicher Weise angeordnet ist wie das Sieb 22 in Figur 1. Dem Sieb 29 dicht gegenüber angeordnet ist das weitere Sieb 30, so daß vom Sieb 29 abprallende Granulatkörner 19 anschließend auf das Sieb 30 auftreffen. Am Sieb 30 kann somit nochmals Restwasser von den Granulatkörnern 19 abgeschleudert werden. Die vom Sieb 30 her¬ abfallenden Granulatkörner 19 treffen dann auf das dritte im Abführ¬ schacht 21 vorgesehene Sieb 31 auf, über das sie dann gewissermaßen herabrieseln, wobei nochmals eventuell vorhandenes Restwasser abgeschie¬ den werden kann.

Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der zunächst wie beim Aus¬ führungsbeispiel gemäß Figur 1 ein dem Aufprall der Granulatkörner 19 dienendes Sieb 32 vorgesehen ist, dem für das Herabrieseln der Granu¬ latkörner 19 zwei weitere Siebe 33 und 34 in Zick-zack-Anordnung nachgeschaltet sind. Um insbesondere an den Sieben 33 und 34 haften-

des Wasser abzuführen, das gegebenenfalls den kontinuierlichen Durchtritt von Wasser verhindern könnte, sind hier die beiden Luftzuführungen 35 und 36 vorgesehen, durch die auf das Sieb 33 bzw. das Sieb 34 ein Luftstrom aufgeblasen wird. Die Gefahr des Haftens von Wasser an den Sieben ist bei dem Sieb 32 darum geringer, weil auf das Sieb 32 die Granulatkörner 19 mit ihrer relativ hohen kinetischen Energie auftreffen. Die über die Luftzuführungen 35 und 36 in den Abführschacht 21 ein- geblasende Luft tritt in erheblichem Umfang durch die Siebe 33 und 34 hindurch und nimmt dabei an diesen anhaftendes Wasser mit.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß dem Granulatorgehäuse 12 die verschiedensten Kühleinrichtungen vorgeschaltet werden können, also nicht nur die Transportbänder 6 und 7 oder die Ablaufrinne 25. Es ist auch möglich, z. B. ein die zu kühlenden Stränge führendes Wasserbad dem Granulatgehäuse vorzuschalten. Außerdem sind unter dem Begriff "Sieb" alle Gestaltungen zu verstehen, bei denen Blech oder dergleichen mit einer Vielzahl von Durchlässen solcher Größe versehen ist, ' daß das Kühlwasser, nicht aber das Granulat, hindurchtreten kann, z. B. also ein Lochblech oder ein Stabsieb.