AT513247B1 - Anfahrventil für eine Granuliervorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Anfahrventil für eine Granuliervorrichtung mit einem Gehäuse (1) und einem das Gehäuse (1) verschiebbar durchsetzenden, zylindrischen Umschaltschieber (2) beschrieben, der einen Zulauf (6) für eine Kunststoffschmelze wahlweise mit einem Schmelzeablauf (7) oder einem Granulierkopf der Granuliervorrichtung verbindet. Um einen dichten Durchtritt des Umschaltschiebers (2) durch das Gehäuse (1) sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass einer der beiden einerseits durch das Gehäuse (1) und anderseits durch den Umschaltschieber (2) gebildeten Ventilteile beidseits des Zulaufs (6) für die Kunststoffschmelze eine gegen den jeweils anderen Ventilteil offene, konische Ringausnehmung (9) für einen Dichtungsring (10) aufweist, der über einen Druckring (11) axial beaufschlagbar ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 513 247 B1 2014-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Anfahrventil für eine Granuliervorrichtung mit einem Gehäuse und einem das Gehäuse verschiebbar durchsetzenden, zylindrischen Umschaltschieber, der einen Zulauf für eine Kunststoffschmelze wahlweise mit einem Schmelzeablauf oder einem Granulierkopf der Granuliervorrichtung verbindet.

[0002] Den Schneckenextrudern von Granuliereinrichtungen nachgeordnete Anfahrventile haben die Aufgabe, in der Anfahrstellung den Schmelzestrang umzulenken, bis ein den Anforderungen für einen ordnungsgemäßen Granuliervorgang entsprechender Schmelzestrang sichergestellt werden kann. Der in einem Gehäuse axial verschiebbar gelagerte Umschaltschieber weist daher im Allgemeinen zwei Schaltstellungen auf, in denen der Schmelzezulauf vom Extruder entweder mit einem in einen Sammelbehälter mündenden Schmelzeablauf oder mit dem an das Anfahrventil angeschlossenen Granulierkopf verbunden wird. Aufgrund der verschiebbaren Lagerung des Umschaltschiebers im Gehäuse besteht insbesondere im Übergangsbereich zwischen den beiden Schaltstellungen die Gefahr, dass zufolge des Förderdrucks auf den Schmelzestrang dünnflüssige Schmelze in den Gleitspalt zwischen Umschaltschieber und Gehäuse eindringt und durch diesen Gleitspalt nach außen gelangt. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass der Umschaltschieber üblicherweise beheizt wird, sodass mit erheblichen Temperaturbelastungen zu rechnen ist, die die dichte Durchführung des Umschaltschiebers durch das Gehäuse beeinträchtigen.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Anfahrventil der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass trotz der schwierigen Betriebsbedingungen ein dichter Durchtritt des Umschaltschiebers durch das Gehäuse gewährleistet werden kann.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass einer der beiden einerseits durch das Gehäuse und anderseits durch den Umschaltschieber gebildeten Ventilteile beidseits des Zulaufs für die Kunststoffschmelze eine gegen den jeweils anderen Ventilteil offene, konische Ringausnehmung für einen Dichtungsring aufweist, der über einen Druckring axial beaufschlagbar ist.

[0005] Aufgrund der den Dichtungsring aufnehmenden konischen Ringausnehmung wird der Dichtungsring bei einer axialen Beaufschlagung entlang der Konusfläche radial gegen den jeweils anliegenden, anderen Ventilteil gedrückt, sodass der Umschaltschieber gegenüber dem Gehäuse beidseits des Zulaufs für die Kunststoffschmelze abgedichtet ist. Bei einer angepassten axialen Beaufschlagung des Dichtungsrings können somit auch die auftretenden Wärmebelastungen des Umschaltschiebers und des Gehäuses berücksichtigt werden. Damit wird in einfacher Weise ein Schmelzeaustritt aus dem Gehäuse des Anfahrventils unterbunden.

[0006] Der Querschnitt des Dichtungsrings kann an sich unterschiedlich gewählt werden, weil die Konusfläche der Ringausnehmung bei einer axialen Beaufschlagung des Dichtungsrings zwangsläufig eine radiale Beaufschlagungskomponente zur Folge hat. Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn der Dichtungsring einen keilförmigen Querschnitt mit einem an den Öffnungswinkel der konischen Ringausnehmung angepassten Keilwinkel aufweist, weil in diesem Fall die Flächenbelastung des Dichtungsrings vergleichsweise klein gehalten werden kann.

[0007] Um einfache Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, kann das Gehäuse auf den vom Umschaltschieber durchsetzten Stirnseiten die gegen den Umschaltschieber offene, konische Ringausnehmung für den Dichtungsring aufweisen. Damit durchsetzt der Umschaltschieber das Gehäuse auf beiden Stirnseiten flüssigkeitsdicht. Es ist aber auch möglich, den Dichtungsring nicht dem Gehäuse, sondern dem Umschaltschieber zuzuordnen, weil es ja lediglich darum geht, den Umschaltschieber dicht im Gehäuse zu führen. Zu diesem Zweck kann der Umschaltschieber an beiden Enden eine die Ringausnehmung bildende, einspringende Ringschulter aufweisen, wobei der an einem Kopfstück vorgesehene Druckring das stirnseitige Ende des Umschaltschiebers umgreift. Auch mit dieser etwas aufwendigeren Konstruktion wird die dichte Aufnahme des Umschaltschiebers im Gehäuse sichergestellt und damit ein Schmelzeaustritt 1 /6 österreichisches Patentamt AT513 247B1 2014-03-15 aus dem Gehäuse unterbunden.

[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0009] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Anfahrventil in einem schematischen Axialschnitt, [0010] Fig. 2 dieses Anfahrventil ausschnittsweise im Bereich eines Dichtungsrings im Axial schnitt in einem größeren Maßstab und [0011] Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Anfahrventils in einem größeren Maßstab.

[0012] Das Anfahrventil weist gemäß den Fig. 1 und 2 ein Gehäuse 1 auf, das durch einen Umschaltschieber 2 durchsetzt wird. Dieser Umschaltschieber 2 wird über die Kolbenstange 3 eines nicht näher dargestellten Stellzylinders betätigt und weist zwei Strömungskanäle 4 und 5 auf, die den Schmelzestrom eines an den Zulauf 6 angeschlossenen Schneckenextruders wahlweise mit einem im Ausführungsbeispiel durch den Strömungskanal 5 selbst gebildeten Schmelzeablauf 7 oder einem Granulierkopf einer an einen Speisekanal 8 des Gehäuses 1 angeschlossenen Granuliervorrichtung verbinden. In der in der Fig. 1 dargestellten Anfahrstellung des Anfahrventils wird der Schmelzestrom über den Schmelzeablauf 7 in einen Sammelbehälter gefördert, bis der Schmelzestrom den Anforderungen für die anschließende Granulierung der Granuliervorrichtung genügt. Durch eine Betätigung des Stellzylinders wird der Umschaltschieber 2 über die Kolbenstange 3 im Gehäuse 1 axial verschoben, sodass der Strömungskanal 4 des Umschaltschiebers 2 den Zulauf 6 mit dem Speisekanal 8 des Gehäuses 1 verbindet, womit der Granulierkopf der angeschlossenen Granuliervorrichtung in Betrieb genommen wird.

[0013] Um die Gefahr eines Austretens der Kunststoffschmelze aus dem Gehäuse 1 zu unterbinden, ist das Gehäuse 1 auf den vom Umschaltschieber 2 durchsetzten Stirnseiten mit je einer Dichtung versehen. Diese Dichtung umfasst gemäß der Fig. 2 eine den Umschaltschieber 2 umschließende und gegen den Umschaltschieber 2 offene, konische Ringausnehmung 9, in die ein Dichtungsring 10 eingesetzt ist. Dieser Dichtungsring 10 ist vorzugsweise mit einem keilförmigen Querschnitt versehen, dessen Keilwinkel dem Öffnungswinkel der konischen Ringausnehmung 9 entspricht. Der Dichtungsring 10 wird über einen Druckring 11 mit Hilfe von Klemmschrauben 12 in axialer Richtung beaufschlagt, sodass der Dichtungsring 10 entlang der Konusfläche der Ringausnehmung 9 verlagert wird. Mit dieser axialen Verlagerung geht eine radiale Verlagerung einher, die ein dichtes Anliegen des Dichtungsrings 10 am Mantel des Umschaltschiebers 2 bedingt, wobei der Durchtritt des Umschaltschiebers 2 durch das Gehäuse 1 des Anfahrventils auf den beiden Stirnseiten vorteilhaft gegenüber einem Schmelzeaustritt abgedichtet wird.

[0014] Zum Unterschied zu der Fig. 1 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 der Dichtungsring 10 nicht dem Gehäuse 1, sondern dem Umschaltschieber 2 zugeordnet. Der Umschaltschieber 2 bildet zu diesem Zweck an seinen beiden Enden eine einspringende, die Ringausnehmung 9 bildende, konische Ringschulter, an die sich der im Querschnitt keilförmige Dichtungsring 10 anlegt. Zur axialen Beaufschlagung der Dichtungsringe 10 dienen wiederum Druckringe 11, die an Kopfstücken 13 vorgesehen sind und das jeweilige stirnseitige Ende des Umschaltschiebers umgreifen. Mit der axialen Beaufschlagung der Dichtungsringe 10 über die Kopfstücke 13 werden die Dichtungsringe 10 entlang der konischen Ringausnehmungen 9 radial nach außen gegen die Wand der Aufnahmebohrung des Gehäuses 1 für den Umschaltschieber verdrängt, was eine entsprechende Abdichtung des Umschaltschiebers in der Aufnahmebohrung des Gehäuses 1 zur Folge hat.

[0015] Als Dichtungsring 10 können entsprechende Ringe aus Aluminium, Messing, aber auch in Abhängigkeit von der Schmelzetemperatur temperaturfeste, faserverstärkte Kunststoffe bei niedrig schmelzenden Kunststoffen eingesetzt werden. Der Werkstoff der Dichtungsringe 10 muss eine für die Dichtungswirkung in Verbindung mit der Konusfläche der Ringausnehmung 9 ausreichende Verformbarkeit aufweisen. 2/6

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT513 247 B1 2014-03-15 Patentansprüche 1. Anfahrventil für eine Granuliervorrichtung mit einem Gehäuse (1) und einem das Gehäuse (1) verschiebbar durchsetzenden, zylindrischen Umschaltschieber (2), der einen Zulauf (6) für eine Kunststoffschmelze wahlweise mit einem Schmelzeablauf (7) oder einem Granulierkopf der Granuliervorrichtung verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden einerseits durch das Gehäuse (1) und anderseits durch den Umschaltschieber (2) gebildeten Ventilteile beidseits des Zulaufs (6) für die Kunststoffschmelze eine gegen den jeweils anderen Ventilteil offene, konische Ringausnehmung (9) für einen Dichtungsring (10) aufweist, der über einen Druckring (11) axial beaufschlagbar ist.
2. 2. Anfahrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (10) einen keilförmigen Querschnitt mit einem an den Öffnungswinkel der konischen Ringausnehmung (9) angepassten Keilwinkel aufweist.
3. 3. Anfahrventil Nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) auf den vom Umschaltschieber (2) durchsetzten Stirnseiten die gegen den Umschaltschieber (2) offene, konische Ringausnehmung (9) für den Dichtungsring (10) aufweist.
4. 4. Anfahrventil Nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschaltschieber (2) an beiden Enden eine die Ringausnehmung (9) bildende, einspringende Ringschulter aufweist und dass der an einem Kopfstück (13) vorgesehene Druckring (11) das stirnseitige Ende des Umschaltschiebers umgreift. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 3/6