DE102020103912A1 - Transport device for conveying plastic particles and method for comminuting plastic particles - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung (1) zum Befördern von Kunststoffpartikeln (2) entlang eines Transportwegs (3), der sich ausgehend von einem Einlassbereich (4) bis zu einem in eine Weiterverarbeitungseinrichtung (5) mündenden Auslassbereich (6), erstreckt, wobei die Transportvorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Kunststoffpartikel (2) beim Befördern entlang des Transportwegs (3) auf einen vorbestimmten Kompaktierungsgrad zu kompaktieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kompaktieren und/oder Zerkleinern von Kunststoffpartikeln (2, 2'). Die Transportvorrichtung umfasst ein sich entlang des Transportwegs (3) erstreckendes Gehäuse (7) mit einem Gehäuseinnenraum (8), wobei das Gehäuse (7) im Einlassbereich (4) Einlassmittel (9) zur Aufnahme der Kunststoffpartikel (2) und im Auslassbereich (6) Auslassmittel (10) zum Auslass der kompaktierten Kunststoffpartikel (2'), aufweist, eine drehbar in dem Gehäuse (7) aufgenommene und über einen Antrieb antreibbare Schnecke (11), die gebildet ist aus einem Schneckenkörper (12), der sich entlang des Transportwegs (3) von einem ersten Schneckenkörper-Ende (21) bis zu einem zweiten Schneckenkörper-Ende (22) erstreckt und einen sich wendelförmig entlang des Schneckenkörpers (12) erstreckenden Steg (13) aufweist, wobei der Schneckenkörper (12) in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes (22) einen zunehmenden Durchmesser (D) aufweist, einem zwischen dem Steg (13) verlaufenden wendelförmigen Transportkanal (14), wobei der Transportkanal (14) eine sich in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes (22) abnehmende Querschnittsfläche (Q) aufweist, und einer im Bereich des zweiten Schneckenkörper-Endes (22) fluchtend zum Schneckenkörper (12) angeordnete Schneckenspitze (15), die sich in Richtung des Transportwegs (3) konisch verjüngt.Um die Kunststoffpartikel bei der Beförderung in Richtung der Weiterverarbeitungsvorrichtung effektiv auf eine gewünschte Weiterverarbeitungstemperatur zu bringen und in eine für die Weiterverarbeitung vorteilhafte Form zu überführen, weist das Gehäuse (7) zumindest einen Kühl- und/oder Heizmitteleinlass (16) auf, über welchen ein Kühl- oder Heizmittel, insbesondere flüssiger Stickstoff oder Luft, in den Transportkanal (14), insbesondere im Gegenstrom zu einer Beförderungsrichtung der Kunststoffpartikel (2, 2'), einleitbar ist.The present invention relates to a transport device (1) for transporting plastic particles (2) along a transport path (3) which extends from an inlet area (4) to an outlet area (6) opening into a further processing device (5), wherein the transport device (1) is designed to compact the plastic particles (2) during transport along the transport path (3) to a predetermined degree of compaction. The invention also relates to a method for compacting and / or comminuting plastic particles (2, 2 '). The transport device comprises a housing (7) extending along the transport path (3) with a housing interior (8), the housing (7) in the inlet area (4) having inlet means (9) for receiving the plastic particles (2) and in the outlet area (6) ) Outlet means (10) for discharging the compacted plastic particles (2 '), a screw (11) which is rotatably received in the housing (7) and drivable via a drive and which is formed from a screw body (12) which extends along the The transport path (3) extends from a first screw body end (21) to a second screw body end (22) and has a web (13) extending helically along the screw body (12), the screw body (12) in the direction of the second screw body end (22) has an increasing diameter (D), a helical transport channel (14) running between the web (13), the transport channel (14) extending in the direction of the second screw body rper end (22) has decreasing cross-sectional area (Q), and one in the region of the second screw body end (22) in alignment with the screw body (12) arranged screw tip (15) which tapers conically in the direction of the transport path (3) To effectively bring the plastic particles to a desired further processing temperature during transport in the direction of the further processing device and to convert them into a form that is advantageous for further processing, the housing (7) has at least one coolant and / or heating medium inlet (16) via which a cooling system - or heating means, in particular liquid nitrogen or air, can be introduced into the transport channel (14), in particular in countercurrent to a conveying direction of the plastic particles (2, 2 ').
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zum Befördern von Kunststoffpartikeln entlang eines Transportwegs. Die Transportvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Kunststoffpartikel beim Befördern entlang des Transportwegs auf einen vorbestimmten Kompaktierungsgrad zu kompaktieren. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Kompaktieren und/oder Zerkleinern von Kunststoffpartikeln.The present invention relates to a transport device for transporting plastic particles along a transport path. The transport device is designed to compact the plastic particles during transport along the transport path to a predetermined degree of compaction. The present invention also relates to a method for compacting and / or comminuting plastic particles.
Zerkleinerte Kunststoffe, insbesondere pulverförmige Kunststoffe, werden für unterschiedliche Verwendung benötigt. Derartige Materialien können beispielweise als Ausgangsmaterialien für additive Herstellungsverfahren (z.B. 3D-Druckverfahren), Pulverbeschichtungsverfahren oder ähnlichen verwendet werden. Je nach Anwendungsgebiet kann die benötigte Partikelgröße bzw. Partikelgrößenverteilung (auch Korngrößenverteilung) variieren. Um ein solches Pulver herzustellen ist es bekannt, ein zunächst stückig vorliegendes polymeres Ausgangsmaterial, beispielsweise ein thermoplastisches Polymer, in einem Zerkleinerungsschritt (ausgeführt in einer Zerkleinerungsvorrichtung wie einer Mahlvorrichtung) zu einem Pulver zu zerkleinern. Anschließend wird das Pulver in einem Siebvorgang dahingehend gesiebt, dass die gewünschte Korngrößenverteilung erhalten wird. Ein derart gesiebtes Pulver kann verpackt und an Kunden ausgeliefert werden. Das voranstehend genannte stückige polymere Ausgangsmaterial (welches der Zerkleinerung unterzogen wird) kann beispielsweise in Form eines Granulats vorliegen, also in Form von granulösen Rohmaterial-Kunststoffpartikeln. Kunststoffgranulat umfasst körnige Partikel von einheitlicher Größe, ohne dabei jedoch eine einheitliche geometrische Form bzw. ebene Oberflächen aufzuweisen. Polymergranulate werden üblicherweise mittels kontinuierlicher Schneckenknet- und Extrusionsverfahren hergestellt, bei denen ein festes Polymeredukt durch Zuführen von thermischer Energie und/oder mechanischen Scherkräften in die Schmelze überführt wird und der resultierende Polymerstrang über einen Schneideprozess in Polymergranulat zerschnitten wird.Crushed plastics, especially powdered plastics, are required for different uses. Such materials can be used, for example, as starting materials for additive manufacturing processes (e.g. 3D printing processes), powder coating processes or the like. Depending on the area of application, the required particle size or particle size distribution (also grain size distribution) can vary. In order to produce such a powder, it is known to comminute a polymeric starting material initially present in lumps, for example a thermoplastic polymer, in a comminution step (carried out in a comminution device such as a grinding device) to a powder. The powder is then sieved in a sieving process in such a way that the desired particle size distribution is obtained. Such a sieved powder can be packaged and delivered to customers. The above-mentioned lumpy polymeric starting material (which is subjected to the comminution) can be present, for example, in the form of granules, that is to say in the form of granular raw material plastic particles. Plastic granulate comprises granular particles of a uniform size, but without having a uniform geometric shape or flat surfaces. Polymer granules are usually produced by means of continuous screw kneading and extrusion processes, in which a solid polymer starting material is transferred into the melt by adding thermal energy and / or mechanical shear forces and the resulting polymer strand is cut into polymer granules via a cutting process.
Aus der
Weiterhin ist es bekannt, einen Kunststoff zunächst in einem Lösungsmittel aufzulösen und daraus Partikel zu gewinnen, beispielsweise die erhaltene Lösung zu zerstäuben bzw. zu versprühen und die erhaltenen Tröpfchen so lange isoliert zu halten, bis das Lösungsmittel im Wesentlichen verdampft ist. Bei diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, den Kunststoff auf höhere Temperaturen zu erwärmen, sodass chemische Veränderungen nicht zu befürchten sind. Jedoch kann das Lösungsmittel chemisch auf den Kunststoff einwirken und dessen Eigenschaften nachteilig beeinflussen.It is also known to first dissolve a plastic in a solvent and to obtain particles therefrom, for example to atomize or spray the resulting solution and to keep the resulting droplets isolated until the solvent has essentially evaporated. With this process it is not necessary to heat the plastic to higher temperatures, so that chemical changes are not to be feared. However, the solvent can act chemically on the plastic and adversely affect its properties.
Im industriellen Einsatz sind Vorrichtungen und Verfahren zum Zerkleinern (insbesondere Mahlen) von Kunststoffen bei Cryotemperatur bekannt. Die
Unter einer cryogenen Temperatur wird im Allgemeinen eine Temperatur unter minus 150°C verstanden. Für die vorliegende Erfindung eignen sich hingegen auch Temperaturen oberhalb von minus 150°C, solange ein ausreichender Kühleffekt erzielt werden kann.A cryogenic temperature is generally understood to mean a temperature below minus 150 ° C. For the present invention, on the other hand, temperatures above minus 150 ° C. are also suitable, as long as a sufficient cooling effect can be achieved.
Beim Zerkleinern von Kunststoffen (insbesondere Kunststoffgranulat) wird in der Regel nicht unmittelbar ein pulverförmiges Endprodukt erhalten, wie es vom Markt verlangt und gewünscht wird. Der Kunde gibt eine gewünschte Korngrößenverteilung des pulverförmigen Materials vor, wie sie zum Beispiel für einen bestimmten 3D Drucker benötigt werden. Um die gewünschte Korngrößenverteilung zu erhalten, werden die pulverförmigen Kunststoffe (wie sie durch die Zerkleinerung erhalten werden) zumindest einmal gesiebt, wobei unproblematisch auch mehrere Siebvorgänge sequentiell durchgeführt werden können. Dabei ist die Korngrößenverteilung auch vom Typ des Zerkleinerungsverfahrens und des Siebens abhängig. Gemäß der in der hiesigen Erfindungsbeschreibung verwendeten Terminologie ist unter einer „Korngrößenverteilung“ synonym auch eine „Partikelgrößenverteilung“ zu verstehen.When plastics (especially plastic granulate) are comminuted, a powdery end product is generally not obtained immediately, as required and desired by the market. The customer specifies a desired grain size distribution of the powdery material, as required, for example, for a specific 3D printer. In order to obtain the desired particle size distribution, the pulverulent plastics (as obtained by the comminution) are sieved at least once, and several sieving processes can be carried out sequentially without any problems. The grain size distribution is also dependent on the type of comminution process and sieving. According to the terminology used in the present description of the invention, a “particle size distribution” is also to be understood synonymously as a “particle size distribution”.
Wie schon erwähnt, lassen sich die meisten Kunststoffe nur gekühlt in einer gewünschten Feinheit bzw. Korngrößenverteilung zerkleinern. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kunststoffgranulat zusammen mit von einer Zerkleinerungseinrichtung rückgeführtem Grobgut-Pulver (ungewünschter Partikelgröße oder Partikelgrößenverteilung) in eine Kühlschnecke zu dosieren und mittels eines Kühlmittels zu kühlen. Im Anschluss daran wird die Kunststoffpartikel-Mischung einer Weiterverarbeitungseinheit, insbesondere einer Zerkleinerungseinheit zugeführt, in letzterer zerkleinert und sodann gesiebt. Klassische Kühlschnecken existieren in vielerlei Varianten, z.B. Trog- und Rohr-Varianten, denen jedoch zum Nachteil gereicht, dass der entsprechende Trog bzw. das Rohr nicht vollständig mit Material befüllt werden können. Beim Einsatz von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel, verdampft dieser beim Auftreffen auf die Kunststoffpartikel. Insbesondere die Kunststoffpartikel der pulverförmigen (rückgeführten) Kunststoffkomponente bewirken durch ihre hohe spezifische Oberfläche eine besonders schnelle Verdampfung des flüssigen Stickstoffs. Die sich dabei ausbildende N2-Gasschicht erschwert den Kälteübergang zwischen den Partikeln und erhöht die notwendige Verweilzeit der Kunststoffpartikel bis zum Erreichten der zur Zerkleinerung benötigten Temperatur.As already mentioned, most plastics can only be comminuted to a desired fineness or grain size distribution when they are cooled. It is known from the prior art to dose plastic granulate together with coarse powder (undesired particle size or particle size distribution) returned by a comminution device into a cooling screw and to cool it by means of a coolant. Subsequently, the plastic particle mixture is fed to a further processing unit, in particular a comminution unit, comminuted in the latter and then sieved. Classic cooling screws exist in many variants, for example trough and pipe variants however, it has the disadvantage that the corresponding trough or pipe cannot be completely filled with material. When using liquid nitrogen as a coolant, it evaporates when it hits the plastic particles. In particular, the plastic particles of the powdery (recycled) plastic component cause the liquid nitrogen to evaporate particularly quickly due to their high specific surface area. The N 2 gas layer that forms in the process makes the cold transition between the particles more difficult and increases the necessary dwell time of the plastic particles until the temperature required for comminution is reached.
Klassische Kühlschnecken weisen zudem häufig Nachteile hinsichtlich einer mangelnden Gasdichtigkeit auf, weshalb häufig in unerwünschter Weise (ungekühltes) Pulvermaterial in die Zerkleinerungsvorrichtung eingetragen wird. Durch eine solche Sogwirkung in Richtung der Zerkleinerungsvorrichtung kann die Verweilzeit von feinerem Pulvermaterial in der Kühlschnecke deutlich geringer sein als die Verweilzeit der granulären Kunststoffpartikel. Die daraus resultierenden Temperaturunterschiede wirken sich negativ auf eine homogene Zerkleinerung aus.Classic cooling screws also often have disadvantages with regard to a lack of gas tightness, which is why (uncooled) powder material is often introduced into the comminution device in an undesirable manner. As a result of such a suction effect in the direction of the comminution device, the dwell time of finer powder material in the cooling screw can be significantly shorter than the dwell time of the granular plastic particles. The resulting temperature differences have a negative effect on homogeneous size reduction.
Basierend auf dem Voranstehenden unterliegt die vorliegende Erfindung der Aufgabe eine Transportvorrichtung zum Befördern von Kunststoffpartikeln entlang eines Transportwegs bereitzustellen, mit welcher Kunststoffpartikel bei der Beförderung in Richtung einer Weiterverarbeitungsvorrichtung effektiv auf eine gewünschte Weiterverarbeitungstemperatur gebracht, insbesondere gekühlt, und in eine für die Weiterverarbeitung vorteilhafte Form überführt werden können.Based on the foregoing, the present invention is based on the object of providing a transport device for transporting plastic particles along a transport path, with which plastic particles are effectively brought to a desired further processing temperature during transport in the direction of a further processing device, in particular cooled, and converted into a form that is advantageous for further processing can be.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Transportvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.To solve this problem, a transport device with the features of claim 1 is proposed.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kompaktieren und/oder Zerkleinern von Kunststoffpartikeln bereitzustellen, bei welchem die Kunststoffpartikel bereits vor dem Zerkleinern auf eine gewünschte Temperatur gebracht, insbesondere gekühlt, und in eine für die Zerkleinerung vorteilhafte Form überführt werden können.Furthermore, the present invention is based on the object of providing a method for compacting and / or comminuting plastic particles, in which the plastic particles can be brought to a desired temperature before comminution, in particular cooled, and converted into a form that is advantageous for comminution.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 vorgeschlagen.To solve this problem, a method with the features of
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be pointed out that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technically meaningful manner (also across category boundaries, for example between method and device) and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder“ stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.It should also be pointed out that a conjunction “and / or” used here between two features and linking them must always be interpreted in such a way that only the first feature can be present in a first embodiment of the subject matter according to the invention, in a second embodiment only the second feature can be present and, in a third embodiment, both the first and the second feature can be present.
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Transportvorrichtung zum Befördern von Kunststoffpartikeln entlang eines Transportwegs, der sich ausgehend von einem Einlassbereich bis zu einem in eine Weiterverarbeitungseinrichtung mündenden Auslassbereich erstreckt, wobei die Transportvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Kunststoffpartikel beim Befördern entlang des Transportwegs auf einen vorbestimmten Kompaktierungsgrad zu kompaktieren, umfassend
- a. ein sich entlang des Transportwegs erstreckendes Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum, wobei das Gehäuse im Einlassbereich Einlassmittel zur Aufnahme der Kunststoffpartikel und im Auslassbereich Auslassmittel zum Auslass der kompaktierten Kunststoffpartikel aufweist;
- b. eine drehbar in dem Gehäuse aufgenommene und über einen Antrieb antreibbare Schnecke, die gebildet ist aus
- • einem Schneckenkörper, der sich entlang des Transportwegs von einem ersten Schneckenkörper-Ende bis zu einem zweiten Schneckenkörper-Ende erstreckt und einen sich wendelförmig entlang des Schneckenkörpers erstreckenden Steg aufweist, wobei der Schneckenkörper in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes einen zunehmenden Durchmesser aufweist,
- • einem zwischen dem Steg verlaufenden wendelförmigen Transportkanal, wobei der Transportkanal eine in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes abnehmende Querschnittsfläche aufweist,
- • und einer im Bereich des zweiten Schneckenkörper-Endes fluchtend zum Schneckenkörper angeordneten Schneckenspitze, die sich in Richtung des Transportwegs konisch verjüngt.
- a. a housing extending along the transport path with a housing interior, the housing having inlet means for receiving the plastic particles in the inlet area and outlet means for discharging the compacted plastic particles in the outlet area;
- b. a screw rotatably received in the housing and drivable via a drive, which is formed from
- A screw body which extends along the transport path from a first screw body end to a second screw body end and has a helically extending web along the screw body, the screw body having an increasing diameter in the direction of the second screw body end,
- • a helical transport channel running between the web, the transport channel having a cross-sectional area that decreases in the direction of the second screw body end,
- And a screw tip arranged in the area of the second screw body end in alignment with the screw body, which tapers conically in the direction of the transport path.
Weiterhin ist bei einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung vorgesehen, dass das Gehäuse zumindest einen Kühl- und/oder Heizmitteleinlass aufweist, über welchen ein Kühl- oder Heizmittel, insbesondere flüssiger Stickstoff oder Luft (beispielsweise warme Luft), in den Transportkanal, insbesondere im Gegenstrom zu einer Beförderungsrichtung der Kunststoffpartikel, einleitbar ist. Alternativ zu der - erfindungsgemäß bevorzugten - Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel können auch Kältegase wie CO2, oder Wasserdampf als Kühlmittel verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich zu einem Kühlmitteleinlass kann - wie auch durch die „und/oder“ Verknüpfung zum Ausdruck kommend - ein Heizmitteleinlass vorgesehen sein, über welchen ein wärmendes/heizendes Medium, z.B. heiße Luft, im Gegenstrom in den Transportkanal einleitbar ist. Möglich ist auch, ein und denselben Einlass zur Einleitung eines solchen wärmenden/heizenden Mediums zu verwenden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Variante zumindest einen Kühlmitteleinlass vorzusehen und die Kunststoffpartikel im Gegenstrom zu kühlen, weshalb im Folgenden insbesondere auf vorteilhafte Ausgestaltungen zu dieser Variante Bezug genommen sei.Furthermore, it is provided in a transport device according to the invention that the housing has at least one coolant and / or heating medium inlet has, via which a cooling or heating medium, in particular liquid nitrogen or air (for example warm air), can be introduced into the transport channel, in particular in countercurrent to a conveying direction of the plastic particles. As an alternative to the use of liquid nitrogen as the coolant, which is preferred according to the invention, cooling gases such as CO 2 or water vapor can also be used as the coolant. As an alternative or in addition to a coolant inlet - as expressed by the “and / or” link - a heating medium inlet can be provided, via which a warming / heating medium, for example hot air, can be introduced into the transport channel in countercurrent. It is also possible to use one and the same inlet for introducing such a warming / heating medium. However, the variant is particularly preferably to provide at least one coolant inlet and to cool the plastic particles in countercurrent, which is why reference is made in the following to advantageous embodiments of this variant in particular.
Wie erwähnt, ist die Transportvorrichtung nebst dem Transport (also dem Befördern) der Kunststoffpartikel, dazu ausgebildet, die der Transportvorrichtung zugeführten Kunststoffpartikel zu kompaktieren. Unter einer „Kompaktierung“ ist zu verstehen, dass die zugeführten Kunststoffpartikel - insbesondere eine Mischung von Kunststoffpartikeln unterschiedlicher Partikelgröße, dies kann beispielsweise eine Mischung aus granulären Rohmaterial-Kunststoffpartikeln und Kunststoffpartikeln von aus der Weiterverarbeitungseinrichtung rückgeführten Kunststoffpartikeln sein - zu einem kompakten Produktstrom aus Kunststoffpartikeln verdichtet werden. Dies bedeutet, dass das Volumen einer am Einlassbereich des Transportkanals vorliegenden Schüttung oder Masse von Kunststoffpartikeln beim Befördern durch die Transportvorrichtung abnimmt bzw. die Kunststoffpartikel komprimiert oder verpresst werden. Entsprechend können die der Transportvorrichtung zugeführten Kunststoffpartikel durch die Kompaktierung zu einem verpressten Strang bzw. einer verpressten Stange aus Kunststoffpartikelmasse - ohne Notwendigkeit das Kunststoffmaterial aufzuschmelzen - verarbeitet werden.As mentioned, the transport device, in addition to transporting (ie conveying) the plastic particles, is designed to compact the plastic particles fed to the transport device. “Compaction” means that the supplied plastic particles - in particular a mixture of plastic particles of different particle sizes, this can be, for example, a mixture of granular raw material plastic particles and plastic particles from plastic particles returned from the further processing device - are compressed into a compact product stream of plastic particles . This means that the volume of a bed or mass of plastic particles present at the inlet area of the transport channel decreases when it is conveyed through the transport device or the plastic particles are compressed or pressed. Correspondingly, the plastic particles fed to the transport device can be processed by compacting into a compressed strand or a compressed rod made of plastic particle mass - without the need to melt the plastic material.
Wie vorangehend unter Ziffer a. erwähnt, umfasst die Transportvorrichtung ein sich entlang des Transportwegs erstreckendes Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum, wobei das Gehäuse im Einlassbereich Einlassmittel zur Aufnahme der Kunststoffpartikel und im Auslassbereich Auslassmittel zum Auslass der kompaktierten Kunststoffpartikel aufweist. Der Gehäuseinnenraum kann dabei vorzugsweise eine zylindrische Geometrie aufweisen, also einen zylindrischen Gehäuseinnenraum mit konstantem Durchmesser bereitstellen. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass der Gehäuseinnenraum einen sich entlang des Transportwegs verändernden Durchmesser oder eine sich verändernde Form aufweist, beispielsweise kann sich der Gehäuseinnenraum entlang des Transportwegs nach Art einer Kegelgeometrie verjüngen, also zumindest abschnittsweise einen abnehmenden Durchmesser aufweisen. Um eine ausreichende Kompaktierung der Kunststoffpartikel zu gewährleisten, ist die Form des Schneckenkörpers an die Form des Gehäuseinnenraums anzupassen. Im Falle eines sich entlang des Transportwegs verjüngenden Gehäuseinnenraums kann der Schneckenkörper beispielsweise einen konstanten Durchmesser aufweisen.As above under point a. mentioned, the transport device comprises a housing extending along the transport path with a housing interior, the housing having inlet means for receiving the plastic particles in the inlet area and outlet means for discharging the compacted plastic particles in the outlet area. The housing interior can preferably have a cylindrical geometry, that is to say provide a cylindrical housing interior with a constant diameter. Alternatively, however, it can also be provided that the housing interior has a changing diameter or a changing shape along the transport path, for example the housing interior can taper along the transport path in the manner of a conical geometry, i.e. have a decreasing diameter at least in sections. In order to ensure sufficient compaction of the plastic particles, the shape of the screw body must be adapted to the shape of the interior of the housing. In the case of a housing interior that tapers along the transport path, the screw body can, for example, have a constant diameter.
Das Gehäuse als solches ist dabei nicht auf eine Zylinderform beschränkt, solange der Gehäuseinnenraum die genannte Zylinderform aufweist. Beispielsweise können am Außenbereich des Gehäuses diverse Funktionselemente (beispielsweise Temperier-Einheiten oder Kühlmittel-Einlässe - darauf sei an späterer Stelle noch genauer Bezug genommen) angeordnet sein, die zu einer von einer idealen Zylinderform abweichenden äußeren Gehäuseform führen. Aufgrund einer solchen zylindrischen Geometrie des Gehäuseinnenraums kann es vorteilhaft sein, dass die Transportvorrichtung horizontal angeordnet ist, insbesondere um einen Transport der Kunststoffpartikel entgegen der Schwerkraft (dies wäre z.B. bei vertikaler Anordnung der Fall) zu ermöglichen. Das Zuführen der Kunststoffpartikel durch die Einlassmittel kann beispielsweise durch eine Zuführeinheit erfolgen, welche die Kunststoffpartikel unter Applikation von Druck (z.B. pneumatisch oder hydraulisch) in die Transportvorrichtung befördert. Alternativ kann die Zufuhr der Kunststoffpartikel rein gewichtskraftbasiert erfolgen, z.B. in Form einer Schüttung, welche in einem mit dem Einlassmittel verbundenen Vorlagebehältnis (z.B. einem Trichter, Silo oder Zufuhr-Rohr) vorgelegt ist. Unter einem Einlassmittel kann zunächst eine Öffnung des Gehäuses verstanden werden, beispielsweise eine Lochöffnung. Auch kann das Einlassmittel mehrere benachbarte Gehäuseöffnungen umfassen, beispielsweise um zwei unterschiedliche Typen von Kunststoffpartikeln (unter einem „unterschiedlichen Typ“ kann eine chemische, physikalische oder mechanische Abweichung, im einfachsten Fall ein unterschiedlicher Partikeldurchmesser zu verstehen sein) in den Einlassbereich der Transportvorrichtung zu führen. Ferner kann unter einem Einlassmittel eine mit einem Sperrmittel (z.B. ein Shutterelement oder ein Sperrventil) versehene Gehäuseöffnung zu verstehen sein. Ferner können unter einem Einlassmittel auch eine oder mehrere an dem Gehäuse angeordnete (angeformte oder montierte) Füllstutzen zu verstehen sein.The housing as such is not limited to a cylindrical shape as long as the housing interior has the said cylindrical shape. For example, various functional elements (for example temperature control units or coolant inlets - this will be referred to in more detail later) can be arranged on the outer area of the housing, which lead to an outer housing shape deviating from an ideal cylindrical shape. Due to such a cylindrical geometry of the housing interior, it can be advantageous for the transport device to be arranged horizontally, in particular to enable the plastic particles to be transported against gravity (this would be the case, for example, with a vertical arrangement). The feeding of the plastic particles through the inlet means can for example be done by a feeding unit which conveys the plastic particles under application of pressure (e.g. pneumatically or hydraulically) into the transport device. Alternatively, the plastic particles can be fed in purely based on weight, e.g. in the form of a bed which is placed in a storage container (e.g. a funnel, silo or feed pipe) connected to the inlet means. An inlet means can initially be understood as an opening in the housing, for example a hole opening. The inlet means can also comprise several adjacent housing openings, for example in order to guide two different types of plastic particles (a “different type” can mean a chemical, physical or mechanical deviation, in the simplest case a different particle diameter) into the inlet area of the transport device. Furthermore, an inlet means can be understood to mean a housing opening provided with a blocking means (e.g. a shutter element or a blocking valve). Furthermore, an inlet means can also be understood to mean one or more filler nozzles arranged (molded or mounted) on the housing.
Wie vorangehend unter Ziffer b. ausgeführt, umfasst die Transportvorrichtung ferner eine drehbar in dem Gehäuse aufgenommene und über einen Antrieb antreibbare Schnecke. Die Schnecke lässt sich dabei über einen geeigneten Antrieb (beispielsweise einen elektrischen Antrieb) in eine Drehbewegung bzw. Rotation versetzen.As above under point b. executed, the transport device further comprises a rotatably received in the housing and drivable via a drive screw. The snail can set it in a rotary motion or rotation via a suitable drive (for example an electric drive).
Die Schnecke ist gebildet aus einem Schneckenkörper, der sich entlang des (vorzugsweise horizontalen) Transportwegs von einem ersten Schneckenkörper-Ende bis zu einem zweiten Schneckenkörper-Ende erstreckt und einen sich wendelförmig entlang des Schneckenkörpers erstreckenden Steg aufweist, wobei der Schneckenkörper in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes einen zunehmenden Durchmesser aufweist. Der Schneckenkörper ist vorzugsweise derart in dem Gehäuse angeordnet, dass er sich mit seiner Längsachse über den Einlassbereich hinaus erstreckt, d.h. über die Einlassmittel in die Transportvorrichtung zugeführte Kunststoffpartikel treffen in einem Kanalabschnitt des von dem Schneckenkörper und dem Steg gebildeten Transportkanal zumindest teilweise auf dem Schneckenkörper auf. Entscheidend ist, dass die Kunststoffpartikel bereits in einem im Bereich der Einlassmittel angeordneten Einlassbereich in den Transportkanal gelangen und in Richtung des Auslassbereichs weiterbefördert werden können.The screw is formed from a screw body which extends along the (preferably horizontal) transport path from a first screw body end to a second screw body end and has a helical web extending along the screw body, the screw body in the direction of the second screw body -End has an increasing diameter. The screw body is preferably arranged in the housing in such a way that its longitudinal axis extends beyond the inlet area, i.e. plastic particles fed into the transport device via the inlet means hit the screw body at least partially in a channel section of the transport channel formed by the screw body and the web . It is crucial that the plastic particles already reach the transport channel in an inlet area arranged in the area of the inlet means and can be conveyed further in the direction of the outlet area.
Wie schon erwähnt, weist der Schneckenkörper in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes einen zunehmenden Durchmesser auf, wodurch der Transportkanal - bei gleichbleibendem Innendurchmesser des Gehäuseinnenraums entlang des Transportwegs - kleiner wird. Eine solche Ausbildung bewirkt, dass die durch den Transportkanal aufgrund der Schneckenbewegung beförderten Kunststoffpartikel bzw. eine Kunststoffpartikelmasse gepresst bzw. kompaktiert werden.As already mentioned, the screw body has an increasing diameter in the direction of the second screw body end, as a result of which the transport channel becomes smaller - while the inner diameter of the housing interior along the transport path remains the same. Such a design has the effect that the plastic particles or a plastic particle mass conveyed through the transport channel due to the screw movement are pressed or compacted.
Der Transportkanal erstreckt sich - wie erwähnt - wendelförmig entlang des Schneckenkörpers, wobei der Transportkanal räumlich durch zwei benachbarte Stegbereiche, einen Schneckenkörpergrund und eine zylindrische Innenwand des Gehäuses begrenzt wird. Der Transportkanal weist aufgrund der vorangehend beschriebenen Ausgestaltung des Schneckenkörpers, insbesondere aufgrund des entlang des Transportwegs zunehmenden Durchmessers des Schneckenkörpers, in gleicher Richtung ein abnehmendes Volumen auf. Die Volumenabnahme kann auch durch eine in Richtung des zweiten Schneckenkörper-Endes abnehmende Querschnittsfläche des Transportkanals beschrieben werden. Das Vorsehen des Stegs an dem Schneckenkörper ermöglicht in Zusammenwirkung mit der über den Antrieb ausgeführten Drehbewegung der Schnecke bzw. des Schneckenkörpers den Transport der Kunststoffpartikel entlang des Transportkanals, während die Kompaktierung durch die Verengung des Transportkanals erfolgt.As mentioned, the transport channel extends helically along the screw body, the transport channel being spatially delimited by two adjacent web areas, a screw body base and a cylindrical inner wall of the housing. Due to the configuration of the screw body described above, in particular due to the increasing diameter of the screw body along the transport path, the transport channel has a decreasing volume in the same direction. The decrease in volume can also be described by a cross-sectional area of the transport channel that decreases in the direction of the second screw body end. The provision of the ridge on the screw body enables the plastic particles to be transported along the transport channel in cooperation with the rotational movement of the screw or the screw body carried out via the drive, while the compaction takes place through the narrowing of the transport channel.
Im Bereich des zweiten Schneckenkörper-Endes ist fluchtend zum Schneckenkörper eine Schneckenspitze angeordnet, die sich in Richtung des Richtung des Transportwegs konisch verjüngt und ebenfalls ein Bestandteil der Schnecke ist. Die Schneckenspitze kann einteilig mit dem Schneckenkörper ausgebildet sein oder an diesem über geeignete Befestigungsmittel befestigt sein. Wie an späterer Stelle noch zu erwähnen ist, kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Transportkanal in dem Verbindungsbereich mit einem scheibenartig ausgebildeten Mundstück abschließt, wobei das Mundstück eine Öffnung aufweist, die dazu ausgebildet ist, dass die kompaktierten Kunststoffpartikel, beispielsweise in Form eines kompaktierten Kunststoffstrangs, durch die Öffnung in Richtung der Weiterverarbeitungseinrichtung hindurchtreten können. Die erwähnte Schneckenspitze bewirkt nun, dass im Bereich des Mundstücks bzw. der dort vorgesehenen Öffnung eine gleichmäßige Kompaktierung bzw. Verpressung der Kunststoffpartikel bzw. der Partikelmasse erfolgt. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Schneckenspitze an die Geometrie und Größe der Öffnung des Mundstücks angepasst wird, insbesondere dahingehend, dass die Schneckenspitze zentriert in der Öffnung des Mundstücks ausläuft. Die Schneckenspitze dient also unter anderem der Führung des Kunststoffstrangs oder einer kompaktierten Kunststoffpartikelmasse bestimmter Konsistenz in Richtung des Mundstücks. Das Mundstück kann sich entlang des Transportwegs konisch verjüngen, was zu einer gleichmäßigeren Druckverteilung (bzw. Verteilung der Presskräfte) im Bereich der Schneckenspitze führen kann.In the area of the second end of the screw body, a screw tip is arranged in alignment with the screw body, which tip tapers conically in the direction of the transport path and is also a component of the screw. The screw tip can be designed in one piece with the screw body or attached to it by suitable fastening means. As will be mentioned later, according to an advantageous embodiment of the invention it can be provided that the transport channel terminates in the connection area with a disk-like mouthpiece, the mouthpiece having an opening which is designed to allow the compacted plastic particles, for example in the form of a compacted plastic strand through which the opening can pass in the direction of the further processing device. The aforementioned screw tip now causes the plastic particles or the particle mass to be uniformly compacted or pressed in the region of the mouthpiece or the opening provided there. It is advantageous in this context if the screw tip is adapted to the geometry and size of the opening of the mouthpiece, in particular to the effect that the screw tip ends in the center of the opening of the mouthpiece. The screw tip thus serves, among other things, to guide the plastic strand or a compacted plastic particle mass of a certain consistency in the direction of the mouthpiece. The mouthpiece can taper conically along the transport path, which can lead to a more even distribution of pressure (or distribution of the pressing forces) in the area of the screw tip.
Die mit der vorliegenden Transportvorrichtung erzeugbare kompaktierte Kunststoffmasse erleichtert aufgrund vermehrter Feststoffwärmeleitung die Wärmeleitung zwischen den Kunststoffpartikeln, denn im Falle der Kühlungsvariante ist die Wärmeleitung im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen nicht durch die beim Verdampfen des Kühlmittels (z.B. flüssigem Stickstoff) entstehende Gasschicht gehemmt, vielmehr ist eine effektive Wärmeleitung zwischen den Kunststoffpartikeln ermöglicht.The compacted plastic mass that can be generated with the present transport device facilitates the conduction of heat between the plastic particles due to increased solid heat conduction, because in the case of the cooling variant, the heat conduction, compared to the systems known from the prior art, is not caused by the evaporation of the coolant (e.g. liquid nitrogen) Gas layer inhibited, rather an effective heat conduction between the plastic particles is made possible.
Die Kompaktierung verhindert zudem ein Hindurchschnellen besonders kleiner Partikel durch den Transportkanal, ohne dass diese eine ausreichende Kühlung erfahren, ganz im Gegensatz erfahren auch diese Partikel in der vorliegend beschriebenen Transportvorrichtung eine ausreichende Kühlung.The compaction also prevents particularly small particles from rushing through the transport channel without them being adequately cooled; in contrast, these particles are also adequately cooled in the transport device described here.
Insgesamt wird durch die hier vorgeschlagene Ausbildung der Transportvorrichtung, insbesondere durch das Vorsehen der Schneckenspitze, die Ausgestaltung des Transportkanals und des Mundstücks eine gleichmäßigere Zufuhr eines Materialstroms von kompaktierten Kunststoffpartikeln in Richtung einer mit der Transportvorrichtung verbundenen Weiterverarbeitungsvorrichtung, z.B. einer Zerkleinerungsvorrichtung, ermöglicht.Overall, the design of the transport device proposed here, in particular the provision of the screw tip, the design of the transport channel and the mouthpiece, results in a more uniform supply of a Material flow of compacted plastic particles in the direction of a further processing device connected to the transport device, for example a comminution device, allows.
Wie schon erwähnt zeichnet sich die Transportvorrichtung dadurch aus, dass das Gehäuse zumindest einen Kühl- oder Heizmitteleinlass aufweist, über welchen ein Kühl- oder Heizmittel, insbesondere flüssiger Stickstoff oder Luft, in den Transportkanal, insbesondere im Gegenstrom zu einer Beförderungsrichtung der Kunststoffpartikel, einleitbar ist. Nachfolgend sei auf die Kühlungsvariante Bezug genommen: Die Zufuhr von Kühlmittel durch einen solchen Kühlmitteleinlass in den Transportkanal ermöglicht eine cryogene Kühlung der Kunststoffpartikel bzw. einer kompaktierten Kunststoffpartikelmasse. Eine Kühlung kann insbesondere bei Zerkleinerungsvorgängen, beispielsweise beim Zermahlen von Kunststoffen, notwendig sein, denn die Mehrzahl der Polymere lässt sich nur gekühlt in einer gewünschten Feinheit zerkleinern. Auch kann mittels einer solchen cryogenen Kühlung die Wirtschaftlichkeit von Zerkleinerungsprozessen erhöht werden. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ermöglicht die hiesige Transportvorrichtung eine effektivere Kühlung bei gleichzeitig verbessertem Durchsatz von Kunststoffpartikeln. Wird als Kühlmittel beispielsweise flüssiger Stickstoff verwendet, und wird dieser auf in den Transportkanal eingeleitet, so verdampft der flüssige Stickstoff beim Auftreffen auf die im Transportkanal befindlichen Kunststoffpartikel. Insbesondere Kunststoffpartikel von geringem Durchmesser bewirken aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche eine schnelle Verdampfung. Die sich dabei ausbildende und um die Kunststoffpartikel verteilte Gasschicht aus Stickstoff erschwert die Wärmeleitung und somit die Kühlung auf sämtliche Kunststoffpartikel. Mit dem bei der hiesigen Erfindung zugrunde gelegten Gegenstrom-Kühl-Prinzip wird diesem Nachteil entgegengewirkt und die Kühlungseffizienz verbessert. Letzteres gilt insbesondere für den Wärme- bzw. Kälteübergang von kleinen Partikeln.As already mentioned, the transport device is characterized in that the housing has at least one cooling or heating medium inlet via which a cooling or heating medium, in particular liquid nitrogen or air, can be introduced into the transport channel, in particular in countercurrent to a transport direction of the plastic particles . Reference is made below to the cooling variant: The supply of coolant through such a coolant inlet into the transport channel enables cryogenic cooling of the plastic particles or a compacted plastic particle mass. Cooling may be necessary in particular during comminution processes, for example when grinding plastics, because the majority of polymers can only be comminuted to a desired fineness when cooled. Such cryogenic cooling can also increase the economic efficiency of comminution processes. In contrast to systems known from the prior art, the local transport device enables more effective cooling with an improved throughput of plastic particles at the same time. If, for example, liquid nitrogen is used as the coolant and this is introduced into the transport channel, the liquid nitrogen evaporates when it hits the plastic particles located in the transport channel. In particular, plastic particles with a small diameter cause rapid evaporation due to their high specific surface area. The gas layer of nitrogen that forms and is distributed around the plastic particles makes it more difficult to conduct heat and thus to cool all of the plastic particles. With the countercurrent cooling principle on which the present invention is based, this disadvantage is counteracted and the cooling efficiency is improved. The latter applies in particular to the heat or cold transfer of small particles.
Aufgrund des Gegenstrom-Prinzips kann das Kühlmittel-Gas (N2) den Transportkanal in einer zur Förderrichtung der Kunststoffpartikel entgegensetzten Richtung durchströmen. Entsprechend kann ein Anteil des Kühlmittel-Gases durch den Einlassbereich des Gehäuses (für die Kunststoffpartikel) austreten und eine Vorkühlung der Kunststoffpartikel (vor dem Einlass) in die Transportvorrichtung bzw. den Transportkanal bewirken. Gleichsam kann das Kühlmittel-Gas (insbesondere N2) an den genannten Stellen einer Inertisierung der Kunststoffpartikel bewirken. Beim Durchströmen der Kunststoffpartikel (in einem dem Einlass zum Gehäuse vorgelagerten Bereich, z.B. einem Silo oder Trichter) sorgt ein solches Inertgas ferner dafür, dass keine Umgebungsfeuchte mit den Kunststoffpartikeln vor der Zufuhr in den Transportkanal in Verbindung treten kann, was insbesondere bei der Verarbeitung von hygroskopischen Polymeren (z.B. Polyamid, z.B. PA6, oder thermoplastisches Urethan, TPU) vorteilhaft ist. Auch kann das austretende Kühlmittel-Gas nach dem Austritt aus dem Einlassbereich der Kunststoffpartikel in Richtung einer der Transportvorrichtung nachgeordneten Zerkleinerungsvorrichtung, insbesondere Mahlvorrichtung, umgeleitet werden, um zur Kühlung des Zerkleinerungsprozesses eingesetzt zu werden. Auch kann das Kühl-Gas in den Siebkreis eines der Zerkleinerungsvorrichtung nachgeordneten Siebvorrichtung eingeleitet werden der zur Inertisierung von anderen Vorrichtungsbestandteilen (der Zerkleinerungsvorrichtung oder Siebvorrichtung) verwendet werden. Damit wird die Nutzungseffektivität des verwendeten Kühlmittels bzw. Kühl-Gases deutlich erhöht. Nebst der Abfuhr oder Umleitung des Kühl-Gases durch den genannten Einlassbereich (der Kunststoffpartikel) kann/können zusätzlich oder alternativ auch ein/oder mehrere eigens zum Ableiten des Kühl-Gases vorgesehene(r) Auslass/Auslässe in dem Gehäuse angeordnet sein.Due to the countercurrent principle, the coolant gas (N 2 ) can flow through the transport channel in a direction opposite to the conveying direction of the plastic particles. Correspondingly, a portion of the coolant gas can exit through the inlet area of the housing (for the plastic particles) and cause the plastic particles to be precooled (before the inlet) into the transport device or the transport channel. At the same time, the coolant gas (in particular N 2 ) can render the plastic particles inert at the points mentioned. When flowing through the plastic particles (in an area upstream of the inlet to the housing, e.g. a silo or funnel), such an inert gas also ensures that no ambient moisture can come into contact with the plastic particles before they are fed into the transport channel, which is particularly important when processing hygroscopic polymers (e.g. polyamide, e.g. PA6, or thermoplastic urethane, TPU) is advantageous. The exiting coolant gas can also be diverted after exiting the inlet area of the plastic particles in the direction of a comminution device downstream of the transport device, in particular a grinding device, in order to be used for cooling the comminution process. The cooling gas can also be introduced into the sieve circuit of a sieve device arranged downstream of the comminution device, which is used to inert other device components (the comminution device or sieve device). This significantly increases the effectiveness of the coolant or cooling gas used. In addition to the discharge or diversion of the cooling gas through the inlet area (the plastic particles), one / or more outlet (s) provided specifically for discharging the cooling gas can additionally or alternatively be arranged in the housing.
Wie vorangehend bereits beschrieben wurde, nimmt die Querschnittsfläche des Transportkanals entlang des Transportwegs der Kunststoffpartikel (in Richtung des zweiten Gehäuseendes) ab. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass sich der Kanal in dieser Richtung verengt. Primär resultiert dies aus dem entlang des Transportwegs zunehmenden Durchmesser des Schneckenkörpers bei gleichbleibendem Innendurchmesser des Gehäuses, in welches der Schneckenkörper aufgenommen ist. Der Schneckenkörper weist also in einer Richtung entlang des Transportwegs eine zunehmende Schneckenkörper-Steigung auf. Daraus resultiert, dass im Gegenstrom zur Beförderungsrichtung der Kunststoffpartikel in den Transportkanal eingeleitetes Kühlmittel (z.B. flüssiger Stickstoff bzw. Stickstoffgas) über die Länge des Transportkanals zwischen den Kunststoffpartikeln herausgepresst wird. Dadurch wiederrum wird eine Verflüssigung der Kunststoffpartikel vermieden und das Stickstoffgas kann nach dem Austreten aus dem Transportkanal recycelt, zum Kühlen oder als Inertgas weiterverwendet werden.As already described above, the cross-sectional area of the transport channel decreases along the transport path of the plastic particles (in the direction of the second housing end). Conversely, this means that the channel narrows in this direction. This primarily results from the increasing diameter of the screw body along the transport path while the inside diameter of the housing in which the screw body is received remains the same. The screw body thus has an increasing screw body pitch in one direction along the transport path. As a result, coolant (e.g. liquid nitrogen or nitrogen gas) introduced into the transport channel in countercurrent to the direction of transport of the plastic particles is pressed out over the length of the transport channel between the plastic particles. This in turn avoids liquefaction of the plastic particles and the nitrogen gas can be recycled after exiting the transport channel, used for cooling or as an inert gas.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der zumindest eine Kühl- und/oder Heizmitteleinlass in einem benachbart zu dem Auslassbereich angeordneten Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Der Kühl- und/oder Heizmitteleinlass kann dabei in Form einer Injektionsdüse ausgebildet und über ein entsprechendes Einlassventil steuerbar sein. Die Anordnung des zumindest einen Kühl- und/oder Heizmitteleinlasses im Bereich des zweiten Gehäuseendes ermöglicht eine Durchströmung des Transportkanals im Gegenstrom. Der Kühl- und/oder Heizmitteleinlass kann auch mehrere über den Umfang des Gehäuses verteilte Einlässe umfassen, was eine gleichmäßige Einströmung von Kühl- oder Heizmittel in den Transportkanal gewährleistet. Wie schon durch die vorangehend verwendete Terminologie der Anordnung „zumindest eines Kühl- und/oder Heizmitteleinlasses“ zum Ausdruck kommend, können über die Länge des Transportkanals (also entlang des Transportwegs) mehrere Kühl- und/oder Heizmitteleinlässe verteilt bzw. angeordnet sein, um eine besonders flexible Kühl- oder Heizmitteldosierung bzw. Temperatureinstellung an unterschiedlichen Stellen des Transportkanals zu gewährleisten.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the at least one cooling and / or heating medium inlet is arranged in a housing section arranged adjacent to the outlet area. The coolant and / or heating medium inlet can be designed in the form of an injection nozzle and can be controlled via a corresponding inlet valve. The arrangement of the at least one coolant and / or heating medium inlet in the area of the second housing end enables a flow through the transport channel in countercurrent. The cooling and / or heating medium inlet can also comprise several inlets distributed over the circumference of the housing, which ensures a uniform flow of cooling or heating medium into the transport channel. As already expressed by the terminology used above for the arrangement of “at least one coolant and / or heating medium inlet”, several cooling and / or heating medium inlets can be distributed or arranged over the length of the transport channel (that is, along the transport path), around one to ensure particularly flexible coolant or heating medium metering or temperature setting at different points of the transport channel.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zumindest eine Temperier-Einheit, insbesondere Heiz-Einheit, aufweist, mit welcher eine Temperatur im Gehäuseinnenraum (und damit der Kunststoffpartikel bzw. der Kunststoffmasse) einstellbar ist. Je nach Ausgangsmaterial, also je nach Art, chemischer und physikalischer Eigenschaften der zu transportierenden und zu kompaktierenden Kunststoffpartikeln kann es erforderlich sein, vor einer Weiterverarbeitung (z.B. Zerkleinerung) einen Aufheiz-Kühl Zyklus zu durchlaufen. Auch das Durchlaufen einer Mehrzahl von Aufheiz-Kühl Zyklen kann vor der Zufuhr der kompaktierten Kunststoffpartikel in eine Weiterverarbeitungsvorrichtung (Zerkleinerungsvorrichtung wie eine Mühle) erforderlich sein. Dazu kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass an dem Gehäuse entlang des Transportwegs eine Mehrzahl von beabstandet zueinander angeordneten Temperier-Einheiten, insbesondere Heiz-Einheiten, angeordnet sind, mit denen die Temperatur im Gehäuseinnenraum einstellbar ist. Auch aus Gründen der über den Transportweg variierenden (abnehmenden) Größe des Transportkanals kann es erforderlich sein, die Temperatur an mehreren Stellen des Transportkanals gezielt einzustellen. Ferner können durch eine solche Ausgestaltung (sofern gewünscht) Temperaturgradienten über die Länge des Transportkanals gezielt eingestellt werden. Die Temperier-Einheiten können dabei dahingehend ausgebildet sein, dass an einer bestimmten Längsposition des Gehäuses ein bezogen auf einen zylindrischen Gehäuseinnenraum symmetrischer Temperatureintrag erfolgt, dazu können die Temperier-Einheiten symmetrisch um den inneren Umfang verteilte Temperier-Elemente umfassen. Auch können die Temperier-Einheiten das Gehäuse ringförmig umgeben und sich entlang eines vorgegebenen Längsabschnitts erstrecken.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the device has at least one temperature control unit, in particular heating unit, with which a temperature in the housing interior (and thus the plastic particles or the plastic compound) can be set is. Depending on the starting material, i.e. depending on the type, chemical and physical properties of the plastic particles to be transported and compacted, it may be necessary to go through a heating-cooling cycle before further processing (e.g. comminution). It may also be necessary to run through a plurality of heating-cooling cycles before the compacted plastic particles are fed into a further processing device (comminution device such as a mill). To this end, according to a further advantageous embodiment of the invention in a transport device according to the invention, a plurality of spaced apart temperature control units, in particular heating units, are arranged on the housing along the transport path, with which the temperature in the housing interior can be adjusted is. Also for reasons of the size of the transport channel varying (decreasing) over the transport route, it may be necessary to set the temperature in a targeted manner at several points of the transport channel. Furthermore, by such a configuration (if desired), temperature gradients can be set in a targeted manner over the length of the transport channel. The temperature control units can be designed in such a way that at a certain longitudinal position of the housing there is a symmetrical temperature input with respect to a cylindrical housing interior; for this purpose, the temperature control units can include temperature control elements distributed symmetrically around the inner circumference. The temperature control units can also surround the housing in a ring shape and extend along a predetermined longitudinal section.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine Mehrzahl von entlang des Transportwegs verteilten Kühlmitteleinlässen aufweist, die vorzugsweise jeweils zwischen zwei benachbart angeordneten Temperier-einheiten angeordnet sind. Dadurch ist die Applikation mehrerer der vorgenannten Kühl-Heiz-Zyklen auf die im Transportkanal beförderten Kunststoffpartikel respektive die kompaktierte Kunststoffmasse ermöglicht. Für manche Kunststoffarten kann es (für eine an die Kompaktierung anschließende Weiterverarbeitung, insbesondere einer Zerkleinerung) von Vorteil sein, vorangehend zu einer Kühlung einen Heiz-Zyklus zu durchlaufen. Auch die umgekehrte Variante eines initial ausgeführten Kühl-Vorgangs und eines daran anschließenden Aufheizvorgangs ist möglich.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the housing has a plurality of coolant inlets distributed along the transport path, which are preferably each arranged between two adjacent temperature control units. This enables several of the aforementioned cooling-heating cycles to be applied to the plastic particles conveyed in the transport channel or the compacted plastic mass. For some types of plastic (for further processing following compaction, in particular comminution), it can be advantageous to go through a heating cycle prior to cooling. The reverse variant of an initially executed cooling process and a subsequent heating process is also possible.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung eine derart an dem Gehäuse angeordnete Temperaturmesseinheit vorgesehen sein, dass eine Messung einer in dem Transportkanal und/oder den Kunststoffpartikeln vorliegenden Temperatur ermöglicht ist. Die Temperaturmesseinheit kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle des Gehäuses bzw. dem Transportkanal angeordnet sein. Ferner können mehrere solche Temperaturmesseinheiten an unterschiedlichen Stellen des Gehäuses bzw. des Transportkanals vorgesehen sein, um die Temperatur entlang des Transportkanals zu überprüfen. Basierend auf der gemessenen Temperatur kann der Einlass von Kühlmittel in den Transportkanal oder das Aufheizen des Transportkanals bzw. der Kunststoffpartikel veranlasst werden. Dies kann durch eine geeignete Steuereinheit durchgeführt werden, die mit der/den Temperier-Einheit(en) und/oder der/den Kühlmittelzufuhreinheiten steuerungstechnisch verbunden ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, a temperature measuring unit arranged on the housing can be provided in a transport device according to the invention such that a temperature present in the transport channel and / or the plastic particles can be measured. The temperature measuring unit can in principle be arranged at any point on the housing or the transport channel. Furthermore, several such temperature measuring units can be provided at different points on the housing or the transport channel in order to check the temperature along the transport channel. Based on the measured temperature, the inlet of coolant into the transport channel or the heating of the transport channel or the plastic particles can be initiated. This can be carried out by a suitable control unit which is connected in terms of control technology to the temperature control unit (s) and / or the coolant supply unit (s).
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum Befördern und Kompaktieren einer Mischung von Kunststoffpartikeln unterschiedlicher Partikelgröße ausgebildet und optimiert ist, wobei die Mischung der Kunststoffpartikel vorzugsweise eine Mischung aus granulären Rohmaterial-Kunststoffpartikeln und Kunststoffpartikeln von aus der Weiterverarbeitungseinrichtung rückgeführten Kunststoffpartikeln ist. Insbesondere kann die Mischung von Kunststoffpartikeln Partikelgrößen von 1 µm bis 5 mm aufweisen, also eine relativ große Größenspanne abdecken. Bei Zerkleinerungsprozessen von Kunststoffen kann häufig nicht die vollständige Menge der zerkleinerten Kunststoffpartikel in einer gewünschten Partikelgrößenverteilung hergestellt werden. Entsprechend müssen die zerkleinerten Partikel im Anschluss an die Zerkleinerung mit einer Siebvorrichtung gesiebt werden. Dabei ausgesiebtes Zerkleinerungsgut von beispielsweise zu großer Partikelgröße (jedoch in Pulverform) kann mit der vorliegenden Erfindung in besonders einfacher Weise einem erneuten Zerkleinerungsprozess unterzogen werden, nämlich indem es gemeinsam mit granulären Rohmaterial-Kunststoffpartikeln der mit der Erfindung vorgeschlagenen Transportvorrichtung zugeführt und in dieser kompaktiert wird, bevor ein daraus erzeugter Kunststoffstrang erneut der Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the device is designed and optimized for conveying and compacting a mixture of plastic particles of different particle sizes, the mixture of plastic particles preferably being a mixture of granular raw material plastic particles and plastic particles of plastic particles returned from the further processing device. In particular, the mixture of plastic particles can have particle sizes of 1 μm to 5 mm, that is to say cover a relatively large size range. When plastics are shredded, it is often not possible to produce the full amount of the shredded plastic particles in a desired particle size distribution. Accordingly, the comminuted particles must be sieved with a sieve device following the comminution. The crushed material sieved out, for example, with a particle size that is too large (but in powder form) can be used with the present Invention can be subjected to a new comminution process in a particularly simple manner, namely by being fed together with granular raw material plastic particles to the transport device proposed by the invention and compacted in this before a plastic strand produced therefrom is fed back to the comminuting device.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung eine in den Transportkanal mündende Gehäuseöffnung als Einlassmittel vorgesehen sein, wobei die Gehäuseöffnung zur Aufnahme der Kunststoffpartikel mit einer Zuführeinheit, insbesondere einem Vorlagetrichter, verbindbar ist, wobei über die Zuführeinheit die Kunststoffpartikel, insbesondere Mischung der Kunststoffpartikel in den Transportkanal zuführbar sind. Ein solche Vorlagetrichter kann zusätzlich mit einer Zuführeinheit verbunden sein, über welchen aus einer Weiterverarbeitungsvorrichtung rückgeführte Kunststoffpartikel, insbesondere Kunststoffpulver, in den Vorlagetrichter und gemeinsam mit weiteren Kunststoffpartikeln, z.B. granulären Rohmaterial-Kunststoffpartikeln. Auch können die granulären Rohmaterial-Kunststoffpartikel und die rückgeführten Kunststoffpartikel über zwei gesonderte Gehäuseöffnungen unmittelbar in den Transportkanal dosiert werden. Die Zufuhr über einen Vorlagetrichter, in welchem die unterschiedlichen Kunststoffpartikel zunächst vorgelegt und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Misch- oder Auflockerungsvorrichtung vermischt/aufgelockert werden können ist jedoch bevorzugt, um eine homogene kompaktierte Kunststoffmasse zu erzeugen.According to a further advantageous embodiment of the invention, a housing opening opening into the transport channel can be provided as inlet means in a transport device according to the invention, the housing opening for receiving the plastic particles being connectable to a feed unit, in particular a feed hopper, the plastic particles, via the feed unit, in particular a mixture of the plastic particles can be fed into the transport channel. Such a feed hopper can additionally be connected to a feed unit, via which plastic particles, in particular plastic powder, returned from a further processing device into the feed hopper and together with other plastic particles, e.g. granular raw material plastic particles. The granular raw material plastic particles and the returned plastic particles can also be dosed directly into the transport channel via two separate housing openings. The supply via a feed funnel, in which the different plastic particles are initially placed and optionally mixed / loosened by an additional mixing or loosening device, is preferred, however, in order to produce a homogeneous compacted plastic mass.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest eine weitere Gehäuseöffnung zur Zudosierung von Zusatzstoffen, insbesondere Flüssigkeiten, Feststoffen oder pastösen Stoffen, in den Transportkanal aufweist. Auch geschmolzene Kunststoffe können über eine solche Gehäuseöffnung in den Transportkanal eingefügt werden. Ferner ist es möglich über eine solche Gehäuseöffnung ein Trennmittel zuzugeben, beispielsweise um die Klebrigkeit und Agglomerationsbildung einer innerhalb der Transportvorrichtung befindlichen Kunststoffmasse herabzusetzen. In diesem Kontext sei darauf hingewiesen, dass eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung ohne Weiteres geeignet ist in Kombination mit einer in der internationalen Patentanmeldung (Anmeldeaktenzeichen PCT/
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass das Gehäuse im Auslassbereich gasdicht und/oder druckdicht abschließt. Eine gasdichte bzw. druckdichte Verbindung ist erforderlich, um ein Hindurchschnellen von Kunststoffpartikeln in die Weiterverarbeitungsvorrichtung sowie ein unkontrolliertes Entweichen von (gasförmigem) Kühlmittel zu vermeiden. Die Gas- bzw. Druckdichtigkeit der Transportvorrichtung im Auslassbereich kann beispielsweise durch einen kompaktierten Kunststoffstrang (gebildet aus kompaktierten Kunststoffpartikeln bzw. kompaktierter Kunststoffmasse) bereitgestellt werden, der durch eine Öffnung in einem im Auslassbereich vorgesehenes Mundstück hindurchtritt. Alternativ oder zusätzlich kann im Auslassbereich ein Verbindungsbereich angeordnet sein, über welchen das Gehäuse gasdicht und/oder druckdicht mit der Weiterverarbeitungsvorrichtung verbunden werden kann. Vorzugsweise ist die gesamte Transportvorrichtung, insbesondere der Transportkanal gasdicht und/oder druckdicht ausgebildet.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the housing closes gas-tight and / or pressure-tight in the outlet area. A gas-tight or pressure-tight connection is necessary in order to prevent plastic particles from rushing through into the further processing device and from uncontrolled escape of (gaseous) coolant. The gas or pressure tightness of the transport device in the outlet area can be provided, for example, by a compacted plastic strand (formed from compacted plastic particles or compacted plastic mass) which passes through an opening in a mouthpiece provided in the outlet area. Alternatively or additionally, a connection area can be arranged in the outlet area, via which the housing can be connected to the further processing device in a gas-tight and / or pressure-tight manner. The entire transport device, in particular the transport channel, is preferably designed to be gas-tight and / or pressure-tight.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Transportkanal im Auslassbereich mit einem Mundstück abschließt, wobei das Mundstück eine Öffnung aufweist, die dazu ausgebildet ist, dass die kompaktierten Kunststoffpartikel, beispielsweise in Form eines kompaktierten Kunststoffstrangs, durch die Öffnung in Richtung der Weiterverarbeitungseinrichtung hindurchtreten können. Mit einem mit einer Öffnung versehenen Mundstück als Abschluss des Transportkanals kann die kompaktierte Kunststoffmasse (aus den Kunststoffpartikeln geformt) einer besonderen - für eine nachfolgende Weiterverarbeitung, z.B. Zerkleinerung vorteilhaften - Formgebung unterzogen werden. Letztlich ist die Gestalt, Form und Größe der Öffnung im Mundstück maßgebend für die Form und Größe des aus der Transportvorrichtung austretenden kompaktierten Kunststoffstrangs. Dabei kann die Öffnung des Mundstücks unterschiedliche Geometrien aufweisen, entlang des Transportwegs in Richtung der Weiterverarbeitungseinrichtung beispielsweise eine durchgehend zylindrische Geometrie, eine konisch verjüngende Geometrie oder eine konisch zunehmende Geometrie. Das Mundstück kann in einer Richtung quer zum Transportweg unterschiedliche Querschnittsgeometrien aufweisen, beispielsweise eine kreisförmige, elliptische.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the transport channel terminates with a mouthpiece in the outlet area, the mouthpiece having an opening which is designed to allow the compacted plastic particles, for example in the form of a compacted plastic strand , can pass through the opening in the direction of the further processing device. With a mouthpiece provided with an opening as the end of the transport channel, the compacted plastic mass (formed from the plastic particles) can be of a special type - for subsequent processing, e.g. Comminution advantageous - shaping. Ultimately, the shape, shape and size of the opening in the mouthpiece is decisive for the shape and size of the compacted plastic strand emerging from the transport device. The opening of the mouthpiece can have different geometries, for example a continuously cylindrical geometry, a conically tapering geometry or a conically increasing geometry along the transport path in the direction of the further processing device. The mouthpiece can have different cross-sectional geometries in a direction transverse to the transport path, for example a circular, elliptical one.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Öffnung eine Querschnittsfläche aufweist, die der Querschnittsfläche des Transportkanals an jenem Ort entspricht, an dem der Schneckenkörper den größten Durchmesser aufweist. Dieses besondere Erfordernis vermeidet ein ungewünschtes Verpressen und damit ein mögliches (ebenfalls ungewünschtes) Aufschmelzen des Kunststoffs nach dem Durchlaufen des Transportkanals. Zu geringe Öffnungsgrößen sind daher ungewünscht.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the opening has a cross-sectional area which corresponds to the cross-sectional area of the transport channel at the location where the screw body has the largest diameter. This special requirement avoids undesired pressing and thus a possible (likewise undesired) melting of the plastic after it has passed through the transport channel. Openings that are too small are therefore undesirable.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Schneckenkörper dahingehend ausgebildet ist, dass ein aus dem größten Durchmesser und dem geringsten Durchmesser des Schneckenkörpers gebildetes Verhältnis Werte von 1,1 bis 3,0 annimmt. Dieser Wertebereich gibt besonders vorteilhafte Abmessungen der Durchmesser des Schneckenkörpers an.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided in a transport device according to the invention that the screw body is designed in such a way that a ratio formed from the largest diameter and the smallest diameter of the screw body assumes values of 1.1 to 3.0. This range of values indicates particularly advantageous dimensions of the diameter of the screw body.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Transportvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Kompaktierungsgrad einstellbar ist durch
- a. den Füllgrad des Transportkanals, beispielweise mit Kunststoffpartikeln, Kühl- oder Heizmittel und/oder Zusatzstoffen;
- b. eine Drehzahl der Schnecke;
- c. die Art von zu dosierten Zusatzstoffen,
- d. eine im Transportkanal vorliegende Temperaturverteilung, und/oder
- e. einem Querschnittsverlauf des Transportkanals entlang des Transportwegs.
- a. the degree of filling of the transport channel, for example with plastic particles, cooling or heating agents and / or additives;
- b. a speed of rotation of the screw;
- c. the type of additives to be dosed,
- d. a temperature distribution present in the transport channel, and / or
- e. a cross-sectional profile of the transport channel along the transport path.
Sämtliche der vorgenannten Parameter bieten Spielraum zur Anpassung eines Kompaktierungsgrads und können automatisiert (z.B. unter Einsatz eines entsprechenden Algorithmus) oder manuell angepasst werden. Der Füllgrad kann sich über die Befüllung mit Kunststoffpartikeln über die Einlassmittel einstellen, die Beschickung mit Kühlmittel über die Kühlmitteleinlässe und die Beschickung mit Zusatzstoffen über gesonderte Gehäuseöffnungen. Sämtliche der genannten Einlässe oder Gehäuseöffnungen können druckdicht abschließbar sein. Die Drehzahl der Schnecke kann über den Antrieb bzw. eine zugehörige Steuereinheit eingestellt werden. Die Art der zu dosierten Zusatzstoffe kann über eine entsprechende Materialauswahl eingestellt werden. Die Temperaturverteilung kann über die Art und Menge an zu dosiertem Kühl- oder Heizmittel sowie der Auswahl eines geeigneten Kühl- und/oder Heizmitteleinlasses (sofern mehrere Kühl- und/oder Heizmitteleinlasse vorgesehen sind) angepasst werden, gleichsam über die Ansteuerung einer oder mehrerer Temperier-Einheit(en). Der Querschnittsverlauf des Transportkanals lässt sich durch die Form und Größe des Schneckenkörpers sowie die Form und Größe des Gehäuseinnenraums einstellen. Auch ist denkbar, an dem Schneckenkörper und/oder einer Innenwand des Gehäuseinnenraums raumverändernde Elemente (z.B. ausfahrbare Klappen, Schaufeln, Flansche etc.) vorzusehen, mit welchem die Form und Größe des Gehäuseinnenraums eingestellt werden kann. Weiterhin kann auch der an dem Schneckenkörper angeordnete Steg zu einer Veränderung des Querschnittsverlaufs des Transportkanals verwendet werden, denn der Steg trägt mit seinen Abmessungen, insbesondere seiner Stegbreite zur Form und Größe des Transportkanals bei.All of the aforementioned parameters offer scope for adapting a degree of compaction and can be adapted automatically (e.g. using a corresponding algorithm) or manually. The degree of filling can be adjusted by filling with plastic particles via the inlet means, charging with coolant via the coolant inlets and charging with additives via separate housing openings. All of the named inlets or housing openings can be lockable in a pressure-tight manner. The speed of the screw can be adjusted via the drive or an associated control unit. The type of additives to be dosed can be set by selecting the appropriate material. The temperature distribution can be adapted via the type and amount of coolant or heating medium to be metered and the selection of a suitable coolant and / or heating medium inlet (if several cooling and / or heating medium inlets are provided), as it were via the control of one or more temperature control Units). The cross-sectional course of the transport channel can be adjusted by the shape and size of the screw body and the shape and size of the housing interior. It is also conceivable to provide space-changing elements (e.g. extendable flaps, blades, flanges, etc.) on the screw body and / or an inner wall of the housing interior, with which the shape and size of the housing interior can be adjusted. Furthermore, the web arranged on the screw body can also be used to change the cross-sectional profile of the transport channel, because the web contributes with its dimensions, in particular its web width, to the shape and size of the transport channel.
Eine Transportvorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich insgesamt zudem durch ihre kompakte Bauweise aus. Anstatt separate Heiz- und Kühlschnecken vorzusehen, sind die genannten Funktionalitäten (Kühlen, Heizen, letztlich also eine gezielte Temperatureinstellung und Temperaturkontrolle) in einer Vorrichtung vereint. Unproblematisch lässt sich die Transportvorrichtung auch lediglich zum als Transport- und Heizschnecke betreiben, indem z.B. auf eine Zufuhr von Kühlmittel verzichtet wird. Durch die Temperier-Einheiten und die Kühlmitteinlässe können Temperier-Zonen und Kühl-Zonen entlang des Transportwegs frei definiert werden. In jenem Bereich des Schneckenkörpers nahe der Schneckenspitze baut sich zunehmend Druck bei der Kompaktierung auf, weshalb dieser Abschnitt auch als Druckaufbauzone bezeichnet werden kann.A transport device according to the invention is also characterized overall by its compact design. Instead of providing separate heating and cooling screws, the mentioned functionalities (cooling, heating, ultimately a targeted temperature setting and temperature control) are combined in one device. The transport device can also be operated as a transport and heating screw without any problems, for example by dispensing with a supply of coolant. With the temperature control units and the coolant inlets, temperature control zones and cooling zones can be freely defined along the transport route. In that area of the screw body near the screw tip, pressure increasingly builds up during compaction, which is why this section can also be referred to as the pressure build-up zone.
Es sei erwähnt, dass es sich bei der Weiterverarbeitungseinrichtung um eine Zerkleinerungsvorrichtung handeln kann, jedoch auch um eine reine Abfülleinrichtung, was bedeutet, dass unmittelbar im Anschluss an die Kompaktierung zunächst keine Weiterverarbeitung (z.B. Zerkleinerung) erfolgt. Die kompaktierte Kunststoffmasse kann in diesem Fall abgefüllt, gelagert oder zur Weiterverarbeitung abtransportiert werden.It should be mentioned that the further processing device can be a shredding device, but also a pure filling device, which means that no further processing (e.g. shredding) takes place immediately after the compaction. In this case, the compacted plastic mass can be filled, stored or transported away for further processing.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, eine Anordnung aus einer Mehrzahl der vorangehend beschriebenen Schnecken (beispielsweise parallel oder in Reihe) in einem gemeinsamen Gehäuse oder in separaten Gehäusen vorzusehen. Bei Anordnung der Schnecken und somit auch der Schneckenkörper (samt Steg) in einem gemeinsamen Gehäuse, können diese dahingehend angeordnet und ausgebildet sein, dass sie gemeinsam einen Transportkanal ausbilden (sowohl bei paralleler Anordnung als auch bei Anordnung in Reihe). Bei Anordnung in separaten Gehäusen werden separate Transportkanäle ausgebildet. Eine Anordnung der Schnecken hintereinander (in Reihe) kann eine Kompaktierung von Kunststoffpartikeln in unterschiedlichen (beispielsweise zunehmenden) Kompaktierungsgraden in den einzelnen Schneckenstufen ermöglichen. Eine parallele Anordnung kann den Durchsatz erhöhen.In a further embodiment of the invention it can be provided to provide an arrangement of a plurality of the screws described above (for example parallel or in series) in a common housing or in separate housings. When the screws and thus also the screw body (including the web) are arranged in a common housing, they can be arranged and designed in such a way that they jointly form a transport channel (both with a parallel arrangement and with an arrangement in series). When arranged in separate housings, separate transport channels are formed. Arranging the screws one behind the other (in a row) can enable plastic particles to be compacted in different (for example increasing) degrees of compaction in the individual screw stages. A parallel arrangement can increase throughput.
Wie eingangs erwähnt wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ferner durch ein Verfahren zum Kompaktieren und/oder Zerkleinern von Kunststoffpartikeln gelöst. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a. Zuführen der Kunststoffpartikel, insbesondere einer Mischung von Kunststoffpartikeln unterschiedlicher Partikelgröße, in eine Transportvorrichtung;
- b. unter Einsatz der Transportvorrichtung: Befördern der Kunststoffpartikel entlang eines Transportweges bis zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung, wobei die Kunststoffpartikel beim Befördern auf einen vorbestimmten Kompaktierungsgrad kompaktiert werden;
- c. unter Einsatz der Weiterverarbeitungseinrichtung: Zerkleinern, insbesondere Mahlen, der Kunststoffpartikel.
- a. Feeding the plastic particles, in particular a mixture of plastic particles of different particle sizes, into a transport device;
- b. using the transport device: transporting the plastic particles along a transport path to a further processing device, the plastic particles being compacted to a predetermined degree of compaction during transport;
- c. using the further processing device: comminuting, in particular grinding, the plastic particles.
Gemäß der vorgeschlagenen Erfindung wird beim Befördern und Kompaktieren der Kunststoffpartikel ein Kühl- oder Heizmittel, insbesondere flüssiger Stickstoff oder Luft, im Gegenstrom zu einer Beförderungsrichtung der Kunststoffpartikel in den Transportkanal eingeleitet.According to the proposed invention, when the plastic particles are conveyed and compacted, a cooling or heating medium, in particular liquid nitrogen or air, is introduced into the transport channel in countercurrent to a conveying direction of the plastic particles.
Sämtliche der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung können auch zur Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden, weshalb an dieser Stelle auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen sei.All of the above-described design options of a transport device according to the invention can also be used to design a method according to the invention, which is why reference is made to the preceding statements at this point.
Entsprechend kann es vorteilhaft sein, dass bei einem mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren eine nach einem der Ansprüchen 1 bis 14 ausgebildete Transportvorrichtung verwendet wird.Accordingly, it can be advantageous that a transport device designed according to one of claims 1 to 14 is used in a method proposed by the invention.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Transportvorrichtung eine Mischung aus granulären Rohmaterial-Kunststoffpartikeln und Kunststoffpartikeln von aus der Weiterverarbeitungseinrichtung rückgeführten Kunststoffpartikeln zugeführt wird. Nebst der Verarbeitung derartiger Kunststoffpartikel (z.B. mit unterschiedlichen Partikelgrößen) lassen sich mit dem o.g. Verfahren problemlos weiche und/oder klebrige Kunststoffe oder Kunststoffmischungen, beispielsweise thermoplastische Polymere, verarbeiten bzw. Zerkleinern.According to a particularly advantageous embodiment of a method according to the invention, it can be provided that the transport device is supplied with a mixture of granular raw material plastic particles and plastic particles of plastic particles returned from the further processing device. In addition to processing such plastic particles (e.g. with different particle sizes), soft and / or sticky plastics or plastic mixtures, for example thermoplastic polymers, can be processed or comminuted with the above-mentioned method without any problems.
Durch die Kühlung und Kompaktierung der Kunststoffpartikel beim Transport in Richtung der Weiterverarbeitungseinrichtung (insbesondere Zerkleinerungsvorrichtung) wird ein effizienter und wirtschaftlicher Zerkleinerungsprozess ermöglicht. Dabei kann eine zielgenaue Einstellung des zur Kompaktierung benötigten Kühlmittels in besonders einfacher und flexibler Weise vorgenommen werden. Durch die druckdichte Ausbildung und Verbindung der Transportvorrichtung mit der Weiterverarbeitungseinrichtung wird bei einem erfindungsgemäß ausgeführten Zerkleinerungsverfahren vermieden, dass aus der Transportvorrichtung ungewünschtes (nicht kompaktiertes) Kunststoffmaterial aufgewirbelt wird und in Richtung der Weiterverarbeitungseinrichtung gelangt.The cooling and compacting of the plastic particles during transport in the direction of the further processing device (in particular the comminution device) enables an efficient and economical comminution process. In this case, the coolant required for compacting can be set precisely in a particularly simple and flexible manner. The pressure-tight design and connection of the transport device with the further processing device prevents undesired (non-compacted) plastic material from being whirled up from the transport device and reaching the further processing device in a comminution method carried out according to the invention.
Nach einer weiteren Ausgestaltung eines mit der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Transportvorrichtung ausschließlich aus der Weiterverarbeitungseinrichtung rückgeführte Kunststoffpartikel zugeführt werden. Bei einer solchen Ausgestaltung wird keine Zufuhr von Rohmaterial-Kunststoffpartikeln vorgenommen. Dabei kann vorgesehen sein, kontinuierlich Kunststoffpartikel aus der Weiterverarbeitungseinrichtung über den Einlassbereich der Transportvorrichtung (zur Kompaktierung) zu zuführen. Gleichwohl kann aber auch vorgesehen sein, rückgeführte Kunststoffpartikel zunächst in einem Puffer vorzulegen und bedarfsgerecht (also diskontinuierlich) der Transportvorrichtung zu zuführen. Der Puffer ist in diesem Fall vorteilhafter Weise mit dem Einlassbereich sowie einer Rückführungsleitung der Weiterverarbeitungseinrichtung verbunden.According to a further embodiment of a method proposed by the invention, it can be provided that plastic particles returned exclusively from the further processing device are fed to the transport device. With such a configuration, no feed of raw material plastic particles is undertaken. It can be provided that plastic particles are continuously fed from the further processing device via the inlet area of the transport device (for compacting). At the same time, however, it can also be provided that returned plastic particles are initially placed in a buffer and fed to the transport device as required (that is, discontinuously). In this case, the buffer is advantageously connected to the inlet area and to a return line of the further processing device.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigt schematisch:
-
1 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer mit der Erfindung vorgeschlagenen Transportvorrichtung.
-
1 a representation of an embodiment of a proposed with the invention transport device.
In der
Beim Befördern der Kunststoffpartikel
Wie dargestellt, umfasst die Transportvorrichtung
In dem Gehäuse
Die Schnecke
Das Gehäuse
Neben der dargestellten Gehäuseöffnung
Das Gehäuse
Das über den Kühl- und/oder Heizmitteleinlass
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- TransportvorrichtungTransport device
- 22
- KunststoffpartikelPlastic particles
- 2'2 '
- kompaktierte Kunststoffpartikelcompacted plastic particles
- 2a2a
- Rohmaterial-KunststoffpartikelRaw material plastic particles
- 2b2 B
- zerkleinerte Kunststoffpartikelcrushed plastic particles
- 33
- TransportwegTransport route
- 44th
- EinlassbereichInlet area
- 55
- WeiterverarbeitungseinrichtungFurther processing device
- 66th
- AuslassbereichOutlet area
- 77th
- Gehäusecasing
- 88th
- GehäuseinnenraumHousing interior
- 99
- EinlassmittelInlet means
- 1010
- AuslassmittelOutlet means
- 1111
- Schneckeslug
- 1212th
- SchneckenkörperSnail body
- 1313th
- Stegweb
- 1414th
- TransportkanalTransport channel
- 1515th
- SchneckenspitzeSnail tip
- 1616
- Kühl- und/oder HeizmitteleinlassCooling and / or heating medium inlet
- 1717th
- Temperier-EinheitTemperature control unit
- 1818th
- TemperaturmesseinheitTemperature measuring unit
- 1919th
- Gehäuseöffnung (Einlassmittel)Housing opening (inlet means)
- 2020th
- ZuführeinheitFeed unit
- 2121
- erstes Schneckenkörper-Endefirst end of the screw body
- 2222nd
- zweites Schneckenkörper-Endesecond end of the screw body
- 2323
- Gehäuseöffnung (weitere Seitenbeschickung)Housing opening (further side loading)
- 2424
- MundstückMouthpiece
- 2525th
- Öffnungopening
- 2626th
- RückführleitungReturn line
- 2727
- Kunststoffmasse-StrangPlastic mass strand
- 2828
- TransportrohrTransport tube
- 2929
- Antriebdrive
- 3030th
- GehäuseinnenwandHousing inner wall
- 3131
- Linieline
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 202016106243 U1 [0003]DE 202016106243 U1 [0003]
- WO 2007008480 A1 [0005]WO 2007008480 A1 [0005]
- EP 2957598 A1 [0005]EP 2957598 A1 [0005]
- EP 2019/069103 [0038]EP 2019/069103 [0038]
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-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: OTTEN, DITTMAR, DE Free format text: FORMER OWNER: DRESSLER GROUP GMBH & CO. KG, 53340 MECKENHEIM, DE |
|
R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |