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Big-Bag-Austrageeinheit und flexibler Schneckenförderer beschicken Doppelschneckenextruder auf engstem Raum

WOONSOCKET, RI, USA — The Plastics Group of America fertigt Thermoplastik in einer alten Fabrik in Woonsocket, Richmont. Als das Unternehmen versuchte, die Kapazität mit Doppelschnecken- anstelle von Einzelschnecken-Compoundieranlagen zu erhöhen, verkomplizierte die relativ niedrige Deckenhöhe des Werks das Anlagenlayout. Doch mit sorgfältiger Planung und dem Einsatz von Big-Bag-Austrage- und Förderanlagen konnte das Unternehmen alles auf einer einzigen Ebene seines 5574 Quadratmeter großen Gebäudes unterbringen.

Die Geschichte beginnt im Jahr 2001 mit der Entscheidung, den ersten Doppelschneckenextruder mit 68 mm Durchmesser für die Compoundierung hinzuzufügen. (Die Inbetriebnahme erfolgte im Jahr 2002.)

„Wir haben eine begrenzte Kopffreiheit im Werk — nur 4,2 bis 4,8 m", sagt Duane T. Delaney, technischer Leiter der The Plastics Group. Der Extruder und die Hilfseinrichtungen mussten in diesen Raum passen. Das Durchdringen der Decke wurde diskutiert, aber Delaney war davon überzeugt, dass die Effizienz oder, viel wichtiger, auch die Arbeitssicherheit nicht steigen würde, wenn man Plattformen hinzufügte, um Zugang zu Zusatzgeräten wie Trichtern zur Versorgung des Extruders zu erhalten. Stattdessen entwarf er eine Compoundieranlage, bei der die gesamte Ausrüstung auf einer Etage Platz fand.

Delaney mag die mehrstufigen Plattformen für Zuführ- und andere Hilfssysteme der meisten Doppelschneckenlinien nicht. „Sie erheben sich 6 bis 9 Meter hoch, machen es schwierig und gefährlich, die Ausrüstung zu reinigen und zu warten, und sie erhöhen die Kosten einer Compoundierlinie durch Plattformen, Geländer und Leitern um 100'000 bis 2000000 Dollar", sagt er.

„Unsere Produktionsphilosophie dagegen ist, alles sicher, einfach und unkompliziert zu machen", fügt Delaney hinzu.

Schutz der Additiveigenschaften

Die vier Harztrichter des Doppelschneckenextruders werden über pneumatische Leitungen aus Silos beschickt. Das Additivzuführsystem war jedoch eine Herausforderung, da es neben der Höhenbegrenzung mehrere weitere Anforderungen erfüllen musste. Die The Plastics Group verwendet viele Additive, Füllstoffe und Verstärkungsmittel, von Talkum, Glimmer, Calciumcarbonat und Bariumsulfat bis hin zu Glasfasern und Kügelchen. Der Transport pulverförmiger Additive und Füllstoffe von einem entfernten Standort über ein pneumatisches oder mechanisches System zu einem Dosierer würde relativ hohe Kosten für den Förderer und die Installation sowie eine intensivere Wartung durch die längeren Fördersysteme mit sich bringen. Die Förderung von Glasfasern über größere Entfernungen würde auch die Möglichkeit einer Beschädigung des Materials erhöhen, was mit Beeinträchtigungen der Verbundeigenschaften verbunden wäre.

Delaney wurde sich klar, dass die Lösung ein Big-Bag-Entleerungssystem in Kombination mit einem kostengünstigeren und wartungsfreundlicheren flexiblen Schneckenförderer in der Nähe der Compoundierlinie war. Der Entleerer würde Big-Bags in einen Trichter an seiner Basis entleeren, und der flexible Schneckenförderer würde Additive durch ein Schrägrohr zu einem Zuführer oben auf der Compoundierlinie fördern.

Zur Lage des Doppelschneckenextruders sagt Delaney: „Der 4,7 m hohe Austrag konnte nur an einer Stelle Platz finden und der Doppelschnecken-Additivförderer nur an einer Stelle befüllt werden. Es wurde offensichtlich, dass ein flexibler Schneckenförderer ein einfaches, direktes System nach unseren Bedürfnissen ist."

Diese Einrichtung wäre außerdem effizienter — und sicherer —, als wenn ein Arbeiter 23-kg-Big-Bag mit Zusatzstoffen von einer Plattform aus manuell öffnen und in den Zuführtrichter entleeren würde. Dieser Prozess könnte Sackreste und andere Verunreinigungen in den Compoundiervorgang einbringen, Bodenfläche für die Sacklagerung einnehmen und die Entsorgung der leeren Säcke zu einem kostspieligen Problem machen.

Durch die Integration einer Big-Bag-Austrageeinheit und eines flexiblen Schneckenförderers dagegen konnten Füllstoffe oder Verstärkungsmittel nun schnell zur Additivzuführung transportiert werden. „Die Extruder haben jeweils fünf gravimetrische Dosiersysteme." Eins ist für Additive und die anderen sind für Harze. „Das Material muss schnell genug zur Additivzuführung transportiert werden, um eine genaue Dosierung zu gewährleisten", sagt er. So muss beispielsweise ein 45,3 kg schwerer Additivzusatz in 10 Sekunden vom Austragstrichter zum Förderer geleitet werden. Ein Gewichtsverlustkontrollsystem startet und stoppt den flexiblen Schneckenförderer, sobald der Aufgabetrichter die vorgegebenen Gewichtswerte erreicht.

Die Kombination von Big-Bag-Austrageeinheit und flexiblem Schneckenförderer funktionierte so gut, dass The Plastics Group 2007, als sie eine zweite Hochgeschwindigkeits-Doppelschneckenlinie mit einem Durchmesser von 70 mm spezifizierte (die Inbetriebnahme erfolgte 2008), eine weitere Big-Bag-Austrageeinheit und einen weiteren flexiblen Schneckenförderer bestellte.

Die Austrageeinheit hat mehrere Funktionen

Für beide Anlagen spezifizierte das Unternehmen die Big-Bag-Austrageeinheit BFC von Flexicon. Die Big-Bag werden an einer viereckigen, recht niedrigen Hebevorrichtung mit Z-CLIP™-Big-Bag Schlaufenhaltern eingehängt und von einem Elektrohubzeug mit Laufkatze auf einem auskragenden I-Träger in Position gebracht.

Ein pneumatisches POWER-CINCHER™-Durchflussregelventil regelt den Durchfluss durch den Big-Bag Stutzen. Dies erfolgt durch eine Reihe gebogener Edelstahl-Gelenkstangen, die den Stutzen konzentrisch horizontal zuklemmen, um den Big-Bag lösen zu können, sowie vertikal strecken, um Materialaustritte zu vermeiden. Das Ventil ermöglicht außerdem das Schließen und Wiederöffnen des Auslaufs für teilweise entleerte Big-Bag.

Die BFC-Austrageeinheit hat einen SPOUT-LOCK™-Klemmring, über den der Auslauf des Big-Bags an einem TELE-TUBE™-Teleskoprohr befestigt wird. Dieses Rohr hält den Zug nach unten am Klemmring aufrecht, hält den Auslauf straff und verhindert, dass das Material den Stutzen beim Entleeren aufbläht oder verstopft.

Beide Austrageeinheiten sind mit einem Paar pneumatischer FLOW-FLEXER™-Agitationsplatten ausgestattet, die den Boden des Big-Bags anheben und absenken, um einen optimalen Durchfluss zu gewährleisten und eine vollständige Entleerung zu erzielen.

Die The Plastics Group bestellt in der Regel Big-Bag mit einem Gewicht von 453 bis 1132 kg. Einige der verwendeten Additive werden in 1359-kg-Big-Bags geliefert. Daher wurden die BFC-Big-Bag-Austragsrahmen für 1812 kg Traglast ausgelegt.

Der originale flexible Schneckenförderer mit einem Durchmesser von 150 mm, der in einem Winkel von 35 Grad installiert ist, transportiert das Material 5,2 m weit zum Aufgabetrichter. Delaney sagt, dass sich die flexible Schraube beim Drehen im Außenrohr aus Polymer selbst zentriert und eine effiziente Materialzufuhr zu den Zuführungen gewährleistet, ohne die Glasfasern und andere Verstärkungskomponenten zu beschädigen.

Der zweite flexible Schneckenförderer mit einem Durchmesser von 115 mm läuft 8,4 m in einem flachen Winkel, um das Material in die Additivzuführung des Doppelschneckenextruders zu entleeren.

Delaney sagt, dass die beiden flexiblen Flexicon-Schneckenförderer je nach zu compoundierendem Material 22,7 bis 907 kg Additive pro Stunde verarbeiten. Das Unternehmen wechselt im Durchschnitt ein- bis zweimal am Tag das Material. Ein typischer Lauf dauert 18 Stunden.

Zuführsystem erweist sich als zuverlässig

Die BFC-Austrageeinheiten und flexiblen Schneckenförderer haben praktisch keinerlei Ausfälle. „Wir müssen nur die normale Wartung durchführen", sagt Delaney.

Zuverlässigkeit ist für unseren Betrieb unerlässlich. „Wenn eines dieser Systeme ausfällt, gibt es kein Backup." Und da jede Linie fast 32 Tonnen Material pro Stunde verarbeiten kann, könnten weniger zuverlässige Austrage- und flexible Schneckenfördersysteme große Produktionsprobleme verursachen.

Die The Plastics Group veröffentlicht keine Umsatzzahlen, aber Delaney sagt, dass das Geschäft in den Endmärkten so breit gefächert ist, dass der Umsatz auch in Rezessionszeiten stabil bleibt. Das Unternehmen liefert gefülltes und verstärktes Polypropylen sowie recycelte Polyolefine, schlagfestes Polystyrol und ABS für die Bereiche Automobil, Freizeit, Verpackung, Bau, Geräte, Spielwaren, Haushaltsartikel und andere Anwendungen.

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Big-Bag-Austrageeinheit und flexibler Schneckenförderer beschicken Doppelschneckenextruder auf engstem Raum

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Die The Plastics Group installierte ihre erste Big-Bag-Austrageeinheit und einen flexiblen Schneckenförderer, um Additive zu einem Doppelschneckenextruder zu transportieren. Der Big-Bag wird mit einem auf einem freitragenden I-Träger laufenden Elektrohubwerk positioniert. FLOW-FLEXER™-Walkplatten heben und senken die Unterseite des Big-Bags zur vollständigen Entleerung.

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Die erste von The Plastics Group installierte Big-Bag-Austrageeinheit verfügt über einen flexiblen Schneckenförderer mit 150 mm Durchmesser, der das Material 5,2 m zu einem Zuführtrichter auf einem Doppelschneckenextruder transportiert.

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Die Flexibilität der Förderleitungsführung ermöglichte es der The Plastics Group, zwei Flexicon Big-Bag-Austrageeinheiten auf engstem Raum aufzustellen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines kostspieligen Netzwerks von Pneumatikleitungen.

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Der flexible Schneckenförderer mit einem Durchmesser von 115 mm aus der zweiten Big-Bag-Austrageeinheit durchläuft eine Wand zum Additivtrichter auf dem Extruder und löst so ein Platzproblem.

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Die Big-Bag-Austrageeinheiten entleeren die Additive in einen Trichter, der mit einem pneumatischen Turbinenvibrator und einem mechanischen Rührwerk den Materialfluss in den Einlass des flexiblen Schneckenförderers fördert.

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Viele der verarbeiteten Additive sind Pulver, deren Förderung über lange Strecken durch die Anlage schwierig und kostspielig wäre.

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