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Verfahrensbeschreibung
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Für die Mehrkomponentendosierung sind die folgenden Verfahren
wählbar:
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Freifließende
Hauptkomponente mit dosierten Nebenkomponenten
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| Die Gemischaufbereitung auf dem Extruder mit kontinuierlicher
gravimetrischer Dosierung garantiert eine optimale Mischgüte in
Zusammensetzung und Kontinuität.
Die freifließende Hauptkomponente ist ein Variante, die in der Extrusion
häufig anzutreffen ist. Einsatzbereiche sind die Blas- und Flachfolie-
Extrusion, sowie die Rohr- und Profilextrusion. Die gravimetrisch verwogene
Hauptkomponente kommt ohne Dosiereinheit aus. Das Material fließt wie bei
der einzelnen Trichterwaage direkt in den Extruder.
Bei Spectrocolor G wird die Hauptkomponente zentral oder wie im Bild gezeigt
von der Seite gespeist. Die Nebenkomponenten werden über einen Trichter
gesammelt in den Kernstrom geführt. Bei diesem Verfahren ist es typisch,
daß eine Durchmischung erst durch Verwirbelung im Einzugsbereich der
Schnecke und dann beim Aufschmelzen stattfindet.
Kennzeichnend für die freifließende Hauptkomponente ist die
Fähigkeit selbstregulierend das Fehlen einer Neben- Komponente
auszugleichen. Die Neuware aus der Hauptkomponente kann beispielsweise
ausbleibendes Mahlgut von der Nebenkomponente ersetzen. Diese Eigenschaft kommt
der Betriebssicherheit zu Gute.
Die Einbettung von Mahlgut und Masterbatch in den Kernstrom sorgt für
einen gleichmäßigen Materialstrom ohne Ablagerung und Separation.
 Gemischdosierung mit
freifließender Hauptkomponente
Die Steuerung der freifließenden Hauptkomponente benötigt die
Schneckendrehzahl des Extruders als Referenz für das Einzugsverhalten.
Tritt eine Änderung des Arbeitspunktes auf, so werden die Nebenkomponenten
synchron gefahren, um die Änderung nicht nur auf die Hauptkomponente
wirken zu lassen. Aus dem Gesamtdurchsatz der Dosieranlage wird der
Kalibrierfaktor für die Extruderdrehzahl errechnet. Damit ist es
möglich, einem Extruder, der eine Schmelzepumpe speist und dabei pumpt,
ein optimales Gemisch vorzulegen. Das gleiche gilt für große
Arbeitspunktänderungen, wie sie beim Anfahren auftreten.
Bei der Auslegung des Sammeltrichters für die Nebenkomponenten muß
der Austritts- Querschnitt so gewählt werden, daß der maximale
Durchsatz der Nebenkomponenten sicher austreten kann. Anderenfalls steigt das
Niveau und der Max- Sensor spricht an, wodurch die Nebenkompomponenten
abgeschaltet werden. Die Neuware aus der Hauptkomponente fließt weiter
und speist den Extruder unterbrechungsfrei auch ohne Nebenkomponenten.
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(zum Anfang)
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Gemischdosierung bei unterfüttertem Betrieb eines
Extruders
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Die Gemischaufbereitung auf dem Extruder mit kontinuierlicher
gravimetrischer Dosierung garantiert eine optimale Mischgüte in
Zusammensetzung und Kontinuität.
Alle Komponenten werden einzeln über Schneckendosierer durchsatzgeregelt
ausgetragen. In der Mischkammer fallen die Körner auf eine schräg
stehende Platte und mischen sich untereinander durch Abprallen in alle
Richtungen. In idealer Vermischung gelangt das Material unmittelbar in den
Einzug des Extruders. Die Gefahr einer Entmischung besteht nicht.
Die Unterfütterung des Extruders ist die typische Betriebsart für
Doppelschnecken- Extruder. Der Extruder kann mehr Material abtransportieren,
als über die Dosierstation geliefert wird. Dadurch bildet sich keine
Materialvorlage im Einzug.
In der gleichen Betriebsart kann auch eine Transporteinheit, z.B. ein
Förderband, beschickt werden.
Gemischdosierung auf einem Extruder im unterfütterten Betrieb
Zur Gewährleistung des unterfütterten Betriebs des Extruders
muß die Dosierstation den Arbeitspunkt des Extruders kennen, um ihren
Durchsatz darauf entsprechend anpassen zu können. Dazu wird die
Schneckendrehzahl N des Extruders gemessen und gemäß der
Durchsatzkennlinie skaliert. Proportional zur Drehzahl erhält man den
rechnerisch ermittelten Extruderdurchsatz mEX. Die Unterfütterung wird
über den Unterdosier- Faktor eingestellt. Das Ergebnis ist der Gesamt-
Solldurchsatz mSoll für die Dosierstation. Die einzelne Dosierkomponente
erhält ihren Anteil entsprechend dem zugewiesenen prozentualen
Verhältnis und regelt entsprechend den Komponentendurchsatz mSoll_1...n .
Die Einstellung des Unterdosier- Faktor erfolgt auf Basis praktischer Erfahrung
mit Material und Extruder. Mit diesem Faktor wird der Durchsatz der
Dosierstation um ca. 10% geringer eingestellt, als der des Extruders. Beim
Anfahren der Anlage kann die Unterdosierung noch stärker wirkend
vorgegeben werden. Ist die Unterfütterung nicht mehr garantiert, so steigt
die Materialvorlage stetig und ohne Begrenzung an. Deshalb wird ein Max- Sensor
zur Sicherheit eingesetzt, der sowohl über die Alarmierung auf den
Betriebszustand aufmerksam macht, als auch die Dosierstation abschaltet.
Bei richtig eingestellter Dosierung folgt die Dosierstation dem Extruder in
allen Arbeitsbereichen über die Änderung des Durchsatzes proportional
zur Extruder- Schneckendrehzahl
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(zum Anfang)
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Dosierung mit Niveauregelung
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Die Gemischaufbereitung auf dem Extruder mit kontinuierlicher
gravimetrischer Dosierung garantiert eine optimale Mischgüte in
Zusammensetzung und Kontinuität.
Alle Komponenten werden einzeln über Schneckendosierer durchsatzgeregelt
ausgetragen. In der Mischkammer fallen die Körner auf eine schräg
stehende Platte und mischen sich untereinander durch Abprallen in alle
Richtungen. In idealer Vermischung gelangt das Material unmittelbar in den
Einzug des Extruders. Die Gefahr einer Entmischung besteht nicht.
Bei voll gefüttertem Extruder muß die Dosierung auf die vom Extruder
aufgenommene Menge abgestimmt werden. Hierzu dient eine kapazitiv messende
Stabsonde, die den Füllstand vor dem Extrudereinzug erfaßt. Die
Aufgabe der Niveauregelung besteht darin, die Dosierstation so anzusteuern,
daß eine definierte Niveauhöhe eingehalten wird. Unterfütterung
oder ein Überlaufen des Materials wird so vermieden.
Die Niveauregelung eignet sich für den Betrieb aller Einschneckenextruder,
die gefüllt gefahren werden. Der besondere Vorteil der Lösung liegt
darin, daß die Dosierstation auf beliebiger Höhe oberhalb des
Extruders stehen kann. Über ein Fallrohr gelangt das Material ohne
Entmischung zur Niveausonde. Eine Versatz von Extruder und Dosierstation ist
über die Rohranbindung ebenfalls zu bewerkstelligen.
Gemischdosierung mit Niveauregelung vor dem Extruder
Bei der Niveauhöhenregelung besteht der Regelkreis aus der
Niveaumessung und der Dosierstation als Stellelement. Eine Änderung des
Extruderdurchsatz wird über eine Niveauänderung erfaßt.
Entsprechend wird der Gesamt- Solldurchsatz mSoll nachgeführt. Die
Niveauhöhe gibt im stationären Betrieb den Durchsatz des Extruders
an.
Die Niveausonde ist bei kleinem Durchsatz bis zum oberen Rand und bei
großem Durchsatz nur im unteren Bereich bedeckt. Ein Max- Sensor meldet
im Alarmfall das Überfüllen und schaltet die Dosierstation ab.
Die Dosierung folgt dem Extruder bei allen Arbeitspunktwechseln über die
Änderung des Durchsatzes entsprechender der Niveaumessung.
Es ist sicherzustellen, daß die Dosierstation die maximale
Durchsatzleistung des Extruders liefert, da sonst eine Unterdosierung auftritt.
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(zum Anfang)
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Start-/Stop Betrieb
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Die Gemischaufbereitung auf dem Extruder mit kontinuierlicher
gravimetrischer Dosierung garantiert eine optimale Mischgüte in
Zusammensetzung und Kontinuität.
Alle Komponenten werden einzeln über Schneckendosierer durchsatzgeregelt
ausgetragen. In der Mischkammer fallen die Körner auf eine schräg
stehende Platte und mischen sich untereinander durch Abprallen in alle
Richtungen. In idealer Vermischung gelangt das Material unmittelbar in den
Einzug des Extruders. Die Gefahr einer Entmischung besteht nicht.
Zwei Sensoren, die den Füllstand vor dem Extrudereinzug mit einer Ober-
und Untergrenze erfassen, stellen die Materialzufuhr zum Extruder sicher. Der
Betrieb der Dosierstation wird freigegeben (Start), wenn der Min- Sensor
angesprochen hat und wieder gesperrt (Stop), wenn die Materialsäule den
Max- Sensor erreicht hat. Der Zyklus wiederholt sich, sobald der
Materialfüllstand den Min- Sensor freigegeben hat.
Die Niveauregelung eignet sich für den Betrieb aller Einschneckenextruder,
die gefüllt gefahren werden. Der besondere Vorteil der Lösung liegt
darin, daß die Dosierstation auf beliebiger Höhe oberhalb des
Extruders stehen kann. Über ein Fallrohr gelangt das Material ohne
Entmischung zur Niveausonde. Ein Versatz von Extruder und Dosierstation ist
über die Rohranbindung ebenfalls zu bewerkstelligen.
 Gemischdosierung im Start-/ Stop-
Betrieb
Die Meßstrecke ist so zu dimensionieren, daß von der kleinsten
Komponente mindestens 100g pro Befüllzyklus dosiert werden. Der fest
vorgewählte Gesamt- Solldurchsatz mSoll ist ca. 10-20% höher
anzusetzen, als der max. Extruderdurchsatz.
Die Dosierung folgt dem Extruder bei allen Arbeitspunktwechseln. Das
Taktverhältnis stellt sich entsprechend ein. Die Einschaltzeit ist kurz
bei kleinem Durchsatz und lang bei großem Durchsatz. Die Ausschaltzeit
zeigt das entgegengesetzte Verhalten.
Das Verfahren eignet sich auch hervorragend für den Chargenbetrieb ohne
daß eine Mischeinheit nachgeschaltet werden muß.
Im Chargenbetrieb ist die Einschaltzeit von der gewünschten Menge und dem
Gesamt- Durchsatz der Dosierstation abhängig. Die Ausschaltzeit ist
dagegen unabhängig von der Dosierung.
 Gemischdosierung zur
Abfüllung einer Charge im Start-/ Stop- Betrieb
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