AT383540B - Schnecke fuer einen kunststoffextruder - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Schnecke für einen Kunststoffextruder mit einer axial verlau- fenden, luftdicht abgeschlossenen Bohrung und einem flüssigen Wärmeträger. 



   Es ist aus der DE-PS Nr. 1267833 eine derartige Schnecke bekannt, wobei in der Bohrung ein koaxial dazu verlaufendes und mit einem flüssigen Wärmeträger gefülltes Rohr zum axialen
Temperaturausgleich im Bereich der Schnecke vorgesehen ist. Dieses Rohr ist an beiden Enden zum Durchlass des Wärmeträgers geöffnet und über Zapfen abgestützt. Zwischen dem Rohr und der axialen Bohrung sind Schraubengänge vorgesehen, durch die bei Drehung der Schnecke der Wärmeträger zur Schneckenspitze gefördert und dort in das Innere des Rohres gepresst wird.
Der Druck zwingt die Flüssigkeit zum Durchlauf und Verlassen des Rohres, um erneut der Förde- rung durch die Schraubengänge unterworfen zu werden.

   Mit diesem Umlauf des Wärmeträgers wird durch Wärmeentzug im Bereich der wärmeren Schneckenspitze und Wärmeabgabe im kühleren
Einzugsbereich der Schnecke ein annähernd axialer Temperaturausgleich erzielt. Als Folge der laminaren Strömung kommt es bei dieser bekannten Ausführung allerdings zu einem schlechten
Wärmetransport und damit verbunden zu einem schlechten Wärmeübergang. Ausserdem ist der
Wärmetransport von der Schneckendrehzahl abhängig. 



   Es ist weiters eine Ölumlauftemperierung bekannt, wobei in einem Heiz-Kühlaggregat tem- periertes Öl als Wärmeträger über Druckleitungen und dem Schneckenrohr zur Schneckenspitze und ausserhalb des Rohres wieder zurückgepumpt wird. Dabei kommt es zu einer Wärmeübertra- gung durch Konvektion zwischen Vor- und Rücklauf des Wärmeträgeröls und zwischen dem zurück- fliessenden Öl und der Schnecke. Diese Ausbildung ist mit dem Nachteil eines teilweisen Energie- verlustes verbunden, da nicht die ganze der Schneckenspitze entzogene Energie dem Einzugs- bereich zugeführt, sondern ein Teil mit dem Wärmeträger der Schnecke transportiert wird. Ausser- dem erfordert die Abdichtung beim Eintritt des Temperaturmediums in die Schnecke eine aufwen- dige Konstruktion. 



   Es ist   weiters-beispielsweise   zur Kühlung von Reaktoren - ein sogenanntes Wärmerohr bekannt, mit   dem - unabhängig   von Gravitation und Pumpen, allein durch ein Temperaturgefälle ein Umlauf des Übertragungsmittels erreicht wird. Dieses Prinzip beruht auf Kapillarkräften bzw. der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Die Innenwand des aus einem allseits geschlos- senen Hohlraum gebildeten Wärmerohres ist mit einem eine Kapillarstruktur aufweisenden Docht ausgebildet. Wird beispielsweise im Bereich des einen Wärmerohrendes Wärme zugeführt, so verdampft dort die Wärmeträger-Flüssigkeit und der Dampf strömt in Richtung des Temperaturgefälles zum andern Ende. Dort kondensiert er unter Abgabe seiner Verdampfungswärme und wird vom Docht unter Ausnutzung der Kapillarkräfte wieder dem Verdampfungsbereich zugeführt. 



   Schliesslich ist   noch - gemäss   DE-AS 1729344 - eine innen kühlbare Schnecke für einen Kunststoffextruder bekannt. Diese weist eine axiale Bohrung auf, die zu etwa 1/3 mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Der restliche Raum der Bohrung wird evakuiert und hermetisch verschlossen. In der Bohrung sind Schneckengänge eingearbeitet, die die Kühlflüssigkeit durch die Schneckendrehung zur Schneckenspitze hin fördern. Diese bekannte Ausführung erfordert eine relativ aufwendige axiale Schneckenbohrung. 



   Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Schnecke der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Schneckenausbildungen und bei geringem konstruktiven Mehraufwand ein weitgehend gleichmässiger axialer Temperaturausgleich ermöglicht wird. 



   Diese Aufgabe wird bei einer Schnecke der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an der Innenwand der Bohrung ein Kapillarsystem angeordnet ist. Mit einer derartig ausgebildeten Schnecke ist bei einem minimalen konstruktiven Aufwand ein weitestgehender axialer Temperaturausgleich erzielbar, wobei durch das direkt an der Innenwand der Bohrung anliegende und für den Transport des Wärmeträgers erforderliche Kapillarsystem ein direkter und daher verzögerungsfreier Wärmeübergang von der Schneckenspitze auf den Wärmeträger und von diesem über das Kapillarsystem auf die Schnecke erreichbar ist. 



   Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kapillarsystem aus mehreren Lagen Drahtnetz gebildet ist. Eine derartige Kapillarstruktur ist relativ einfach herstellbar und besonders zuverlässig für einen ständigen Flüssigkeitstransport über 

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 die Kapillardruckdifferenz. 



   Die Erfindung wird nun im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels näher erläutert. 



   Die Schnecke --1-- mit Schneckengängen zum Transport des Kunststoffes in Richtung zur
Schneckenspitze weist eine zentrale und koaxiale Bohrung --2-- auf. Diese im Bereich des
Schneckenschaftes einen geringfügig grösseren Durchmesser aufweisende Bohrung --2-- ist im
Bereich der Durchmesserverkleinerung durch einen Verschluss --3-- luftdicht abgeschlossen. 



   Innerhalb des luftdicht abgeschlossenen Bereiches der Bohrung --2-- ist ein an deren Innenwand anliegendes Kapillarsystem --4-- angeordnet. Dieses ist aus mehreren Lagen Drahtnetz gebildet und dient ähnlich der Wirkung eines Dochtes als Transportmedium für den ebenfalls innerhalb des luftdicht abgeschlossenen Bereiches der Bohrung --2-- befindlichen flüssigen Wärmeträger. 



   Der beispielsweise aus Wasser bestehende Wärmeträger verdampft an den wärmsten Stellen im Bereich der Schneckenspitze unter Aufnahme der Verdampfungswärme und kondensiert an den kältesten Stellen im Einzugsbereich der Schnecke unter Abgabe der Verdampfungswärme. Das
Kondensat wird mit Hilfe des Kapillarsystems unter Ausnutzung der Kapillarkraft zurück zum Verdampfer transportiert. Durch das direkt an die Innenwand der Bohrung --2-- anliegende Kapillarsystem ist sowohl eine rasche Aufnahme als auch Abgabe der Wärme möglich. 



   Im Rahmen der Erfindung kann an Stelle des beschriebenen Kapillarsystems ebenso ein anderes bekanntes System verwendet werden. So kann beispielsweise die Flüssigkeit auch in einer oder mehreren koaxial zur Bohrung der Schnecke angeordnete, zylinderförmige Netzarterien in axialer Richtung transportiert werden. Diese zylinderförmigen Netzarterien sind über rippenförmige Kapillarstege mit der Innenwand der Schneckenbohrung verbunden. Zum Transport des Wärmeträgers entlang der Innenwand der Schneckenbohrung dienen Rillen, die in Form eines Spitzgewindes in die Innenwand geschnitten sind. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Schnecke für einen Kunststoffextruder mit einer axial verlaufenden luftdicht abgeschlossenen Bohrung und einem flüssigen Wärmeträger, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand der Bohrung (2) ein Kapillarsystem (4) angeordnet ist.

Claims (1)

1. 2. Schnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapillarsystem (4) aus mehreren Lagen Drahtnetz gebildet ist.