DD132475B1 - DEVICE FOR GRANULATING THERMOPLASTIC PLASTICS - Google Patents
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Description
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere zum Granulieren unter V/asser.The invention relates to a device for granulating thermoplastics, in particular for granulating under water.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, die im plastischen Zustand aus den Düsenbohrungen einer Lochplatte austretenden Kunststoff-Stränge durch ein Kühlmittel zu kühlen und dadurch ein Schneiden durch rotierende Messer zu gleichmäßigem Granulat zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird das Granuliergehäuse über einen Eintrittsstutzen vollständig unter Wasser gesetzt und das geschnittene Granulat mit dem Wasserstrom durch einen Austrittsstutzen einer Trenn- und Granulattrockeneänrichtung zugeführt. Wie z, B. in der DT ~ AS 1454 754 dargestellt, erfolgt die Zuführung des Kühlraittelstromes dabei axial durch die als Hohlwelle ausgebildete den Messerkopf tragende Antriebswelle direkt вп der Lochplatte oder durch einen tangential an derIt is known to cool the plastic strands emerging from the nozzle bores of a perforated plate in the plastic state by a coolant, thereby enabling cutting by means of rotating blades into uniform granules. For this purpose, the Granuliergehäuse is completely set under water via an inlet nozzle and fed the cut granules with the flow of water through an outlet nozzle of a separation and Granulattrockeneänrichtung. As shown, for example, in DT ~ AS 1454 754, the supply of the cooling medium flow takes place axially through the drive shaft, which is designed as a hollow shaft and carries the cutter head, directly through the perforated plate or through a tangential to the
der Lochplatte zugekehrten Seite des Granuliergehäuses angeordneten Eintrittsstutzen. Beide Einrichtungen haben den Nachteil, daß durch die unmittelbare Zuführung des Kühlmittels an die Lochplatte eine starke Abkühlung derselben eintritt, was ein Erfrieren der Kunststoffstränge in den Düsenbohrungen zur Folge haben kann und eine hohe Zuführung von Heizenergie in die Lochplatte erfordert. Außerdem verbleibt der von der Lochplatte weggespülte Granulatstrom durch eine ungünstige Anordnung der Austrittsstutzen in größerer Entfernung von der Lochplatte am Granuliergehäuse unnötig lange Zeit in diesem, was häufig die Ursache von Verstopfungen durch Granulatablagerungen ist. Ungewollte Granulatablagerungen, insbesondere bei Granulaten niederer Dichte, führen zur Agglomeration des Granulates und damit zu größeren Ablagerungen.the perforated plate facing side of the Granuliergehäuses arranged inlet nozzle. Both devices have the disadvantage that due to the direct supply of the coolant to the perforated plate, a strong cooling thereof occurs, which can result in a freezing of the plastic strands in the nozzle bores and requires a high supply of heating energy in the perforated plate. In addition, the flushed away from the perforated plate granule flow remains due to an unfavorable arrangement of the outlet nozzle at a greater distance from the perforated plate on Granuliergehäuse unnecessarily long time in this, which is often the cause of blockages by granular deposits. Unwanted granule deposits, especially in the case of granules of low density, lead to agglomeration of the granules and thus to larger deposits.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, unter Beibehaltung des Prinzips des Granulierens von Kunststoffsträngen unter Wasser eine übermäßige Abkühlung und damit einen Produktionsausfall der Lochplatte zu vermeiden und das geschnittene Granulat ohne Verzug aus dem Granuliergehäuse zu transportieren, um Verstopfungen durch Agglomeration zu vermeiden.The aim of the invention is, while maintaining the principle of granulation of plastic strands under water to avoid excessive cooling and thus a loss of production of the perforated plate and to transport the cut granules without delay from the Granuliergehäuse to avoid clogging by agglomeration.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffsträngen unter Wasser zu schaffen, deren Lochplatte vom zugeführten Kühlraittelstrom nicht direkt berührt wird und deren Kühlmittelaustritt so gestaltet ist, daß möglichst kurze Verweilzeiten des Granulat-Kühlmittelgemisches im Granuliergehäuse auftreten.The invention has for its object to provide a device for granulating thermoplastic polymer strands under water, the perforated plate is not directly affected by the supplied cooling medium flow and the coolant outlet is designed so that the shortest possible residence times of the granular coolant mixture occur in the granulation.
Erfindungsgeraäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein bekanntermaßen die Schneideinrichtung umgebendes Granuliergehäuse mittels einer Trennwand in eine Granulatauffangkammer und eine Kühlmittelzuführkaramer unterteilt ist.Erfindungsgeraäß the object is achieved by a known the cutting device surrounding granulating is divided by a partition in a granule collecting chamber and a Kühlmittelzuführkaramer.
Die Kühlmittelzuführkammer ist mit einem in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung tangential angeordneten Eintrittsstutsen und die Granulatauffangkamraer auf der der Lochplatte zugekehrten Seite mit einem ebenfalls in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung tangential angeordneten Austrittsstutzen versehen. Mittels radial verlaufender und in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung schräger, paralleler oder in Richtung der Granulatauffangkammer konisch sich verjüngender Schlitze in der Trennwand ist die Kühlraittelzuführkammer mit der Granulatauffangkamraer verbunden. Außerdem ist die Kühlmittelzuführk&mmer über Kanüle sowie einera ringförmigen Verteilerraum und einem auf dem Messerträger der Schneideinrichtung angeordneten Flügelkranz mit in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung schrägen Leitflügeln mit der Granulatauffangkamraer verbunden.The Kühlmittelzuführkammer is provided with a tangentially arranged in the direction of rotation of the cutter inlet stubs and the Granulatauffangkämraer on the perforated plate facing side with a likewise in the rotational direction of the cutting device tangentially arranged outlet nozzle. By means of radially extending and in the rotational direction of the cutting device oblique, parallel or in the direction of the granule collecting chamber conically tapered slots in the partition, the Kühlraittelzuführkammer is connected to the Granulatauffangkämraer. In addition, the Kühlmittelzuführk &m is connected via cannula and an annular annular space and arranged on the knife carrier of the cutting device vane with inclined in the direction of rotation of the cutter guide vanes with the Granulatauffangkamraer.
Die Summe der Querschnittsflächen der Austritte der Schlitze in der Trennwand und die der Kanäle ist dabei kleiner als die Querschnittefläche des Eintrittsstutzens für das Kühlmittel.The sum of the cross-sectional areas of the outlets of the slots in the partition wall and that of the channels is smaller than the cross-sectional area of the inlet connection piece for the coolant.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:The operation of the device according to the invention is the following:
Das Kühlmittel wird über den tangentialen Eintrittsstutzen der Kühlmittelzuführkammer zugeleitet und über die Schlitze in der Trennwand sowie über die Kanäle zum Verteilerraum und von dort über den Flügelkrans der Granulatauffangkammer getrennt zugeführt. Durch die geringe Querschnittsfläche der Schlitze und Kanäle gegenüber der des Eintrittsstutzens tritt infolge der Druckerhöhung der Kühlmittelstrom mit einer hohen Geschwindigkeit durch die genannten Öffnungen in die Granulatauffangkammer ein und bringt auf Grund der in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung schrägen Ausführung der Schlitze in der Trennwand und Leitflügei des Flügelkranzes den in die Granulatauffangkanmsr gepreßten Kühlmittelstrom in eine schnelle Rotation.The coolant is supplied via the tangential inlet nozzle of the coolant supply chamber and supplied via the slots in the partition wall and via the channels to the distribution chamber and from there via the wing crane of the granule collecting chamber separately. Due to the small cross-sectional area of the slots and channels opposite to the inlet nozzle occurs due to the pressure increase the coolant flow at a high speed through said openings in the granule collecting chamber and brings due to the direction of rotation of the cutting device oblique design of the slots in the partition and Leitflügei of the wing the pressed into the Granulatauffangkanmsr coolant flow in a fast rotation.
Die aus den Düsenbohrungen austretenden Kunststoffstränge werden mittels der Schneideinrichtung zu feinen Granulaten geschnitten, in den rotierenden Kühlmittelstrom abgeleitet und danach durch den direkt an der Lochplatte angeordneten Austrittsstutzen vom Kühlmittelstrom unverzüglich aus der Granulatauffangkammer befördert.The plastic strands emerging from the nozzle bores are cut into fine granules by means of the cutting device, discharged into the rotating coolant stream and then conveyed immediately from the granulate collecting chamber by the coolant nozzle outlet nozzle arranged directly on the perforated plate.
Für ein sicheres Freispülen der Lochplatte bzw. der Schneidmesser von Granulaten sorgt dabei der aus dem Flügelkranz austretende Teilstrom, der sychron mit der Schneideinrichtung rotiert.For a safe flushing of the perforated plate or the cutting blade of granules while leaving the vane ring escaping partial flow, which rotates synchronously with the cutter.
Durch eine strömungstechnisch günstige Gestaltung des Austrittsbereiches des Kühlmittels aus dem Flügelkranz wird erreicht, daß der Teilstrom zwar das geschnittene Granulat erfaßt und in den rotierenden Kühlmittelstrom in der Granulatauf fangkamraer ableitet, dabei aber nicht direkt auf die Lochplatte trifft und diese unterkühlt.By a fluidically favorable design of the outlet region of the coolant from the vane ring is achieved that the partial flow while the cut granules detected and fangkamraer in the rotating coolant flow in the Granulatauf, but not directly hits the perforated plate and this undercooled.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Die zugehörige Zeichnung zeigt:The accompanying drawing shows:
Fig. 1: Schnitt A-A durch das Granuliergehäuse Fig. 2: Schnitt B-B durch das Granuliergehäuse Fig. 3ί Schnitt C-C durch die Schlitze der Trennwand Fig. 4: Ansicht von X auf die Leitflügel des Flügelkranzes Fig. 5: Draufsicht auf das GranuliergehäuseFig. 1: Section A-A through the Granuliergehäuse Fig. 2: Section B-B through the Granuliergehäuse Fig. 3ί Section C-C through the slots of the partition wall Fig. 4: View of X on the guide vanes of the wing ring Fig. 5: Top view of the Granuliergehäuse
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einer vor dem Extruderaustritt angeordneten Lochplatte 1 mit Düsenbohrungen 2. Vor der Lochplatte 1 befindet sich eine Schneideinrichtung, bestehend aus den Schneidmessern 3» dem Messerträger 18 und einer Antriebswelle 4·.The device according to the invention according to FIG. 1 consists of a perforated plate 1 with nozzle bores 2 arranged in front of the extruder outlet. In front of the perforated plate 1 there is a cutting device consisting of the cutting knives 3 'the knife carrier 18 and a drive shaft 4 ·.
Diese Einrichtung ist von einem in zwei Kammern unterteilten Granuliergehäuse 5 umgeben.This device is surrounded by a granulator housing 5 divided into two chambers.
Das Granuliergehäuse 5 besteht aus der Granulatauffangkammer 6 und der Kühlwasserzuführkammer 7t die durch eine Trennwand 8 voneinander getrennt sind. Das Granuliergehäuse 5 ist gemäß Figuren 1 und 5 an der Kühlwasserzuführkammer 7 mit einem tangential angeordneten Eintrittsstutzen 9 für den Kühlmitteleintritt, und an der Granulatauffangkammer 6 mit einem ebenfalls tangential angeordneten Austrittsstutzen IO für den Austritt des Kühlmittels mit dem geschnittenen Granulat versehen. Dabei sind gemäß Fig. 2 der Eintrittsstutzen 9 und der Austrittsstutzen 10 tangential so am Granuliergehäuse 5 angeordnet, daß das Kühlmittel die Kammern des Granuliergehäuses 5 in Rotationsrichtung R der MesserträgerJ18 passiert. Die Größe der Differenz der Querschnitte von Eintrittsstutzen 9 und Austrittsstutzen 10 ist abhängig von der vorgesehenen Durchsatzleistung der Granuliereinrichtung.The granulating 5 consists of the granule collecting chamber 6 and the cooling water supply chamber 7 t which are separated by a partition 8 from each other. The granulating 5 is provided according to Figures 1 and 5 at the Kühlwasserzuführkammer 7 with a tangentially arranged inlet nozzle 9 for the coolant inlet, and at the granule collecting chamber 6 with a likewise tangentially arranged outlet nozzle IO for the exit of the coolant with the cut granules. 2, the inlet connection 9 and the outlet connection 10 are arranged tangentially on the granulating housing 5 such that the coolant passes through the chambers of the granulating housing 5 in the direction of rotation R of the knife carrier J18. The size of the difference of the cross sections of inlet connection 9 and outlet connection 10 depends on the intended throughput of the granulating device.
Die Trennv/and 8 ist, wie die Figuren 2 und 3 zeigen, mit mehreren in Rotationsrichtung R des Messerträgers 18 schrägen Schlitzen 11 versehen. Die Kühlmittelzuführkammer 7 ist durch Kanäle 12 mit einem ringförmigen Verteilerraum 13 verbunden. Auf der Antreibswelle 4 befindet sich ein Flügelkranz 14, mit wiederum in Rotationsrichtung R der Messerträger 18 schräg angeordneten Leitflügelii 15, gemäß Fig. 4.The Trennv / and 8, as shown in Figures 2 and 3, provided with a plurality of slanted in the direction of rotation R of the blade carrier 18 slots 11. The coolant supply chamber 7 is connected by channels 12 to an annular distributor chamber 13. On the drive shaft 4 is a vane ring 14, in turn, in the direction of rotation R of the blade carrier 18 obliquely arranged Leitflügelii 15, as shown in FIG. 4th
Der äußere Ring des Flügelkranzes 14 ist durch einen Kragen 16 verlängert und überdeckt damit einen Ringstutzen 17 am Verteilerraum 13.The outer ring of the vane ring 14 is extended by a collar 16 and thus covers a ring nozzle 17 on the distributor chamber 13.
Der Messerträger 18 ist im Kühlmittelaustrittsbereich 19 des Flügelkranzes 14 strömungstechnisch so gestaltet, daß im Zusammenwirken mit dem äußeren Ring des Flügelkranzes 14 der austretende Kühlmittelstrom von der Lochplatte abgeleitet wird.The blade carrier 18 is fluidically designed in the coolant outlet region 19 of the vane ring 14, that in conjunction with the outer ring of the vane ring 14 of the exiting coolant flow is derived from the perforated plate.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Wirkungsweise: Das Kühl- bzw. Fördermittel, im besonderen Wasser, wird über den Eintrittsstutzen 9 der Kühlwasserzuführkammer 7 zugeleitet. Der so eintretende Kühlmittelstrom teilt sich in einen größeren Anteil der über die Schlitze 11 in der Trennwand 8 und in einen kleineren Anteil, der über die Kanäle 12, den Verteilerraum und den Flügelkranz 14 in die Granulatauffangkammer 6 geleitet wird.The device according to the invention has the following mode of action: The cooling or conveying means, in particular water, is fed via the inlet connection 9 to the cooling water supply chamber 7. The thus entering coolant flow is divided into a larger proportion of the over the slots 11 in the partition 8 and in a smaller proportion, which is passed through the channels 12, the distribution space and the vane ring 14 in the granule collecting chamber 6.
Durch die im freien Querschnitt geringere Fläche der Schlitze 11 und Kanäle 12 gegenüber dem Querschnitt des Eintrittsstutzens 9 tritt der Kühlmittelstrom durch die Druckerhöhung mit einer hohen Geschwindigkeit durch die genannten Öffnungen in die Granulatauffangkammer 6 und bringt auf Grund der schrägen Anordnung der Öffnungen nach kurzer Zeit den in die Granulatauffangkamraer 6 gepreßten Kühlmittelstrom in schnelle Rotation.Due to the smaller cross section in the free cross section of the slots 11 and channels 12 with respect to the cross section of the inlet nozzle 9, the coolant flow passes through the pressure increase at a high speed through said openings in the granule collecting chamber 6 and brings due to the oblique arrangement of the openings after a short time in the Granulatauffangkamraer 6 pressed coolant flow in rapid rotation.
Infolge der in Rotationsrichtung R des Messerträgers 18 schräg angeordneten Schlitze 11 und den in gleicher Richtung angeordneten Leitflügeln 15 des Flügelkranzes 14 rotiert das Kühlmittel in der gleichen Richtung wie der Messerträger 18.As a result of the slits 11 arranged obliquely in the direction of rotation R of the knife carrier 18 and the guide vanes 15 of the vane ring 14 arranged in the same direction, the coolant rotates in the same direction as the knife carrier 18.
Die aus den Düsenbohrungen 2 der Lochplatte 1 austretenden Kunststoffstränge werden mittels der rotierenden Schneidmesser 3 zu feinen Granulaten geschnitten, in den rotierenden Kühlmittelstrom abgeleitet und unmittelbar danach durch den Austrittsstutzen 10 aus der Granulatauffangkammer б befördert.The plastic strands emerging from the nozzle bores 2 of the perforated plate 1 are cut into fine granules by means of the rotating cutting blade 3, discharged into the rotating coolant stream and conveyed immediately thereafter through the outlet nozzle 10 out of the granulate collecting chamber b.
Da besonders bei hohen Durchsatzleistungen die Freispülung der Lochplatte 1 bzw. der Schneidmesser 3 von Granulaten wichtig ist, erfolgt die zusätzliche Zuführung eines Teilstromes des Kühlmittels durch die Kanäle 12, den Verteilerraum 13 und den Flügelkranz 14, der durch die Anordnung der Leitflügel 15 auf eine Rotation in gleicher Richtung des Messerträgers 18 gebracht wird.Since the flushing of the perforated plate 1 and the cutting blade 3 of granules is particularly important at high throughput, the additional supply of a partial flow of the coolant through the channels 12, the distribution chamber 13 and the vane ring 14, by the arrangement of the guide vanes 15 on a Rotation is brought in the same direction of the knife carrier 18.
Durch die strömungstechnische Gestaltung des Messerträgers 18 und des äußeren Ringes des Flügelkranzes 14 trifft der hier austretende Teilstrom des Kühlmittels nicht direkt auf die Loch-Due to the flow-related design of the knife carrier 18 and the outer ring of the vane ring 14, the partial flow of the coolant leaving here does not strike the hole
platte I1 wodurch ein Einfrieren der Kunststoffstränge in den Düsenbohrungen 2 verhindert wird und dient vorwiegend der Ableitung des geschnittenen Granulates zu dem rotierenden Kühlmittelstrom.plate I 1 whereby a freezing of the plastic strands in the nozzle holes 2 is prevented and serves mainly to the derivation of the cut granules to the rotating coolant flow.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht zur weiteren Gesclwindigkeits- und Druckerhöhung des Kühlmittels eine konisch sich verjüngende Ausführung der Schlitze 11 in der Trennwand 8 in Richtung der Granulatauffangkammer 6 vor.An advantageous embodiment of the device provides for further Geslwindigkeits- and pressure increase of the coolant, a conically tapered design of the slots 11 in the partition wall 8 in the direction of the granule collecting chamber 6.
Claims (2)
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