DE102007016347A1

DE102007016347A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat

Info

Publication number: DE102007016347A1
Application number: DE102007016347A
Authority: DE
Inventors: Frank Garbe
Original assignee: Rieter Automatik GmbH
Current assignee: Automatik Plastics Machinery GmbH
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2008-10-09
Also published as: TW200920578A; US8317504B2; US20100109177A1; WO2008119336A1; US20120119002A1; JP2010523361A; CN101687343A; BRPI0809440A2; KR20090128440A; JP5036861B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat, mit einem Granulator, der einen im Wesentlichen kontinuierlich geförderten Kunststoffmassestrom in Granulatteilchen zerteilt, wobei der Granulator (17, 40) eine Schneideinrichtung (21, 22; 32, 33, 34) umfasst, deren Schneidorgane beim Zerteilen des Kunststoffs am Kunststoffmassestrom zum Eingriff kommen und wobei die Vorrichtung (1, 31) zumindest einen Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) umfasst, mit dem an der Vorrichtung (1, 31), insbesondere am Granulator (17, 40), auftretende Schwingungen erfasst werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung bei der Herstellung von Kunststoffgranulat nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs.
Gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren werden bei der Herstellung von Kunststoffgranulat eingesetzt. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Polymerisationsreaktoren nachgeordnet, um den im Reaktor polymerisierten Kunststoff in eine einfach zu transportierende und gut lagerbare Form zu bringen. Der aus dem Reaktor ausströmende Kunststoffmassestrom wird in einem Granulator in kleine Granulatteilchen zerteilt. Diese Granulatteilchen können einfach dosiert und gut gefördert werden. Außerdem können die Granulatteilchen in Säcken verpackt und anschließend transportiert und gelagert werden. Auch Compoundier-Anlagen, in denen ein Polymer mit Additiven zu einem Compound gemischt wird, können gattungsgemäße Vorrichtungen nachgeordnet sein.
Um den Kunststoffmassestrom in die Granulatteilchen zerteilen zu können, umfasst der Granulator eine Schneideinrichtung, deren Schneidorgane beim Zerteilen des Kunststoffs am Kunststoffmassestrom zum Eingriff kommen. Dabei ist es sowohl denkbar, dass der Kunststoff noch in Schmelze und damit plastisch verformbar ist, als auch dass der Kunststoff bereits zu einem festen Strang erstarrt ist.
Gattungsgemäße Vorrichtungen zum Granulieren von Kunststoffmasseströmen sind beispielsweise in der DE 199 31 222 A1 und der DE 103 02 645 A1 beschrieben. Bei der erstgenannten Vorrichtung werden die Kunststoffstränge zunächst soweit abgekühlt, dass sie einen strangförmigen Festkörper bilden. Diese Kunststoffstränge werden dann mit einer rotierenden Schneidwalze über einer feststehenden Schneidleiste in Granulatteilchen zerteilt. Bei der zweitgenannten Vorrichtung wird der flüssige Kunststoff in eine von Wasser durchströmte Kammer gefördert und dort mittels über die Auslassdüsen streichender Messer zerteilt.
Der Granulierprozess ist hochkomplex und wird durch eine Vielzahl von Randbedingungen beeinflusst. Weiterhin ist für das Granulierergebnis der Zustand der Granuliervorrichtung von großer Bedeutung, insbesondere weil es beim Granulieren zu hohem Verschleiß kommen kann, der das Granulierergebnis negativ beeinflusst. Bei den bekannten Granuliervorrichtungen ist eine kontinuierliche Prozessüberwachung bzw. eine kontinuierliche Überwachung des Zustands der Granuliervorrichtung nicht möglich. Vielmehr ist es Aufgabe des Bedienpersonals anhand bestimmter Parameter, beispielsweise durch Kontrolle des Granulierergebnisses oder durch bestimmte Prozessmaßnahmen, beispielsweise einer vorausschauenden Instandhaltung, für eine ausreichende Prozesskontrolle des Granulierprozesses bzw. eine ausreichende Zustandskontrolle der Granuliervorrichtung zu sorgen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neue Granuliervorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat vorzuschlagen, die eine verbesserte Prozess- und/oder Zustandsüberwachung erlaubt. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Granuliervorrichtung mit verbesserter Prozess- und/oder Zustandsüberwachung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren nach der Lehre der beiden unabhängigen Hauptansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Vorrichtung zumindest einen Schwingungssensor umfasst, mit dem am Granulator auftretende Schwingungen erfasst werden können. Versuche an Granuliervorrichtungen haben gezeigt, dass die in der Vorrichtung auftretenden Schwingungen den Granulierprozess bzw. den Zustand der Granuliervorrichtung signifikant kennzeichnen. Durch Erfassung der an der Granuliervorrichtung auftretenden Schwingungen können die darin den Granulierprozess bzw. den Zustand der Vorrichtung signifikant kennzeichnenden Informationen in einfacher Weise ausgewertet bzw. abgeleitet werden.
In welcher Weise die mit dem Schwingungssensor erfassten Schwingungssignale weiterverarbeitet werden, ist grundsätzlich beliebig. In einer besonders einfachen Variante ist an der Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein Bildschirm oder ein Drucker, vorgesehen mit der die mit dem Schwingungssensor erfassten Frequenzsignale bzw. der über die Zeit erfasste Frequenzverlauf angezeigt werden kann. Durch entsprechende Prüfung dieser Anzeige hat das Bedienpersonal dann die Möglichkeit, in einfacher Weise Schlüsse aus dem Signalverlauf zu ziehen und daraus geeignete Maßnahmen abzuleiten. Alternativ bzw. additiv zur einfachen Anzeige der Frequenzsignale bzw. des Frequenzverlaufs kann an der Vorrichtung auch eine Frequenzanalyseeinrichtung vorgesehen sein. Dazu kann beispielsweise eine entsprechend geeignete Software auf dem Leitrechner der Vorrichtung installiert werden. Mit der Frequenzanalyseeinrichtung kann dann der mit dem Schwingungssensor erfasste Frequenzverlauf analysiert werden, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Analyse automatisch abläuft.
Welcher Schwingungsparameter mit dem Schwingungssensor erfasst wird, ist grundsätzlich beliebig. Besonders signifikant zur Beschreibung des Granulierprozesses bzw. des Zustands der Granuliervorrichtung ist es, wenn die am Granulator effektiv auftretende Schwingungsstärke gemessen wird. Tritt beispielsweise an der Vorrichtung ein erhöhter Verschleiß auf, so wird der Lauf der Maschine unruhiger, wodurch sich die effektiv auftretende Schwingungsstärke vergrößert. Bei Überschreiten einer bestimmten Schwingungsstärke ist eine ordnungsgemäße Prozesssicherheit des Granulierprozesses dann nicht mehr gegeben.
Es gibt verschiedenste Möglichkeiten zur Durchführung der Frequenzanalyse mit der Frequenzanalyseeinrichtung. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Frequenzanalyseeinrichtung Referenz-Frequenzverläufe oder Referenz-Frequenzsignale gespeichert. Diese gespeicherten Referenz-Frequenzverläufe oder Referenz-Frequenzsignale korrelieren dabei mit bekannten, den Granulierprozess oder den Zustand der Granuliervorrichtung signifikant charakterisierenden, Merkmalen. Durch Vergleich des mit dem Schwingungssensor erfassten Ist-Frequenzverlauf mit den gespeicherten Referenzverläufen bzw. Referenzsignalen kann auf den aktuellen Prozess– bzw. Vorrichtungszustand geschlossen werden.
Besonders signifikant ist es dabei, wenn in der Frequenzanalyseeinrichtung Referenz-Schwingungspegel gespeichert werden. Bei diesen Referenz-Schwingungspegeln handelt es sich um Einzelwerte, die jeweils eine bestimmte Schwingungsstärke charakterisieren. Die an der Vorrichtung mit dem Sensor erfasste effektiv auftretende Schwingungsstärke wird mit diesem Referenz-Schwingungspegel verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein Schluss hinsichtlich des Prozesszustands bzw. des Vorrichtungszustands gezogen.
In Erweiterung des erfindungsgemäßen Prinzips zur Erfassung von Schwingungssignalen an der Granuliervorrichtung kann zusätzlich in der Vorrichtung auch noch ein Schwingungsaktuator vorgesehen werden. Mit diesem Schwingungsaktuator können gezielt Schwingungssignale, beispielsweise Schwingungsimpulse, zur Frequenzanregung erzeugt werden. Die zu dieser Frequenzanregung korrelierende Signalantwort wird mit dem Schwingungssensor erfasst, so dass aus der Korrelation zwischen Schwingungsanregung und Schwingungsantwort wiederum Schlüsse hinsichtlich des Prozesszustands bzw. des Vorrichtungszustands gezogen werden können.
Die Bauart des Granulators in der Granuliervorrichtung ist grundsätzlich beliebig. Nach einer Bauform sind in dem Granulator eine feststehende Schneidleiste und ein angetriebener Schneidrotor vorgesehen, wobei die Kunststoffstränge im Schneidspalt zwischen Schneidleiste und Schneidrotor zu Granulat zerteilt werden. Diese Art der Granulierung wird außerordentlich signifikant durch die dabei auftretenden Schwingungssignale charakterisiert und ist deshalb hervorragend zur Realisierung des erfindungsgemäßen Prinzips geeignet.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Schwingungssensor an der Schneidleiste und/oder am Schneidrotor auftretende Schwingungen erfasst. Durch Analyse der an der Schneidleiste bzw. am Schneidrotor auftretenden Schwingungen kann insbesondere sehr gut auf den im Granulator auftretenden Verschleiß geschlossen werden, um auf diese Weise eine effektive Verschleißüberwachung zu realisieren.
Alternativ zur Bauform des Granulators mit Schneidleiste und Schneidrotor (Stranggranulator) kann das erfindungsgemäße Prinzip auch an Bauformen realisiert werden, die eine feststehende Düsenplatte und diese Düsenplatte überstreichende rotierende Messer umfasst (Unterwassergra nulator). Aus den Düsen in der Düsenplatte tritt der plastische Kunststoff in Strängen in eine von Wasser durchströmte Kammer aus und wird noch vor dem Erstarren von den die Düsenplatte überstreichenden Messern in Granulatteilchen zerteilt. Bei dieser Bauform des Granulators ist es besonders sinnvoll, wenn der Schwingungssensor an der Düsenplatte und/oder an den Messern auftretende Schwingungen erfasst. Auch hier kann die Schwingungsanalyse bevorzugt zur Verschleißüberwachung eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Granuliervorrichtung wird dadurch gekennzeichnet, dass zunächst mit einem Schwingungssensor die am Granulator der Granuliervorrichtung auftretenden Schwingungen erfasst und anschließend die so gemessenen Schwingungssignale in einer Frequenzanalyseeinrichtung analysiert werden. Mit den Ergebnisdaten der Frequenzanalyse wird dann die Überwachung des Herstellungsprozesses bzw. des Zustands der Granuliervorrichtung überwacht.
Durch geeignete Frequenzanalyse ist es beispielsweise möglich auf Materialeigenschaften des zu granulierenden Materials, insbesondere auf die Temperatur, die Feuchtigkeit und/oder die Geometrie des Granulats zu schließen und die Einhaltung bestimmter Grenzwerte zu überwachen.
Alternativ bzw. additiv dazu ist es auch möglich durch Frequenzanalyse auf die richtige Einstellung des Granulators, beispielsweise die richtige Justierung des Schneidspalts zwischen Rotor und Schneidleiste, zu schließen.
Darüber hinaus kann durch geeignete Frequenzanalyse auch auf den Verschleiß der Granuliervorrichtung geschlossen und eine Verschleißüberwachung realisiert werden.
Auf diese Weise kann abhängig vom Ergebnis der Verschleißüberwachung eine präventive Instandhaltungsmaßnahme vorgeschlagen und/oder ausgelöst werden.
Aus dem Analyseergebnis der Frequenzanalyse kann insbesondere ein Restlaufparameter, beispielsweise eine Restlaufzeit der Granuliervorrichtung, bis zur Durchführung einer unumgänglichen Instandhaltungsmaßnahme berechnet werden, um auf diese Weise Folgen für die weitere Prozessplanung ableiten zu können.
Insbesondere kann der Restlaufparameter mit den Anforderungsparametern von laufenden und/oder anstehenden Produktionschargen verglichen werden. Auf diese Weise ist es möglich abzuschätzen, ob die laufende oder anstehende Produktionscharge noch vor der Instandhaltungsmaßnahme abgewickelt werden kann. Ergibt sich beispielsweise nur noch eine relativ kurze Restlaufzeit bis zu dem Zeitpunkt, an dem aufgrund des Frequenzanalyseergebnisses mit einem signifikanten Verschleißschaden gerechnet werden muss, so kann bereits im Vorfeld eine Ersatzgranuliervorrichtung angefahren und die nächste Produktionscharge auf diese Ersatzgranuliervorrichtung umgeleitet werden. Auch ist es denkbar geeignete Wartungsmaßnahmen vor Beginn des Granulierens einer neuen Charge vorzuziehen bzw. zwischenzuschieben.
Eine besonders einfache und effektive Frequenzanalyse ergibt sich, wenn die erfassten Ist-Frequenzverläufe mit gespeicherten Referenz-Frequenzverläufen oder gespeicherten Referenz-Frequenzsignalen verglichen werden.
Treten während des Betriebs einer Granuliervorrichtung neue, bisher unbekannte signifikante Ereignisse auf, können die während dieser Ereignisse erfassten Ist-Frequenzverläufe als neue Referenz-Frequenzverläufe bzw. neue Referenz-Frequenzsignale gespeichert werden, um auf diese Weise die Datenbank der Referenzfrequenzen zu erweitern (Teaching der Referenzfrequenzen).
Um das Teaching von Referenzfrequenzen zu vereinfachen, kann nach Auftreten von signifikanten Ereignissen ein entsprechendes Teaching durch die Anlagensteuerung automatisch angeboten werden, wobei der neue Referenz-Frequenzverlauf erst nach Quittierung durch das Bedienpersonal gespeichert wird.
Beim Vergleich der Ist-Frequenzverläufe mit den Referenz-Frequenzverläufen ist eine Vielzahl von Strategien denkbar. Nach einer möglichen Strategie wird überwacht, ob sich der Ist-Frequenzverlauf an ein bestimmtes Referenz-Frequenzsignal bzw. an einen bestimmten Referenz-Frequenzverlauf annähert. Unterschreitet die Annäherung einen bestimmten Toleranzwert, so kann ein Warnsignal generiert werden, um das Bedienpersonal vor dem Eintreten eines mit dem Referenz-Frequenzverlauf bzw. mit dem Referenz-Frequenzsignal korrelierenden Ereignisses zu warnen.
Das Warnsignal kann dabei Informationen über das zu erwartende Ereignis und/oder Information über die Dauer bis zum Eintreten dieses Ereignisses ausgehend von der Frequenzanalyse enthalten.
Alternativ bzw. additiv zur Generierung eines Warnsignals kann auch ein Alarmsignal und/oder eine Notabschaltung generiert bzw. ausgelöst werden.
Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante wird die mit dem Schwingungssensor erfasste effektiv auftretende Schwingungsstärke mit einem gespeicherten Referenz-Schwingungspegel verglichen.
Nach einer weiteren Verfahrensvariante wird mit einem Schwingungsaktuator ein Schwingungssignal, insbesondere ein Schwingungsimpuls, zur Frequenzanregung des Granulators erzeugt. Die am Granulator dadurch verursachten Schwingungen werden mit dem Schwingungssensor erfasst. Soweit eine Frequenzanalyseeinrichtung vorgesehen ist, kann aus dem Vergleich zwischen dem mit dem Aktuator erzeugten Schwingungssignal und der am Granulator gemessenen Schwingungsantwort auf den Zustand des Prozesses bzw. der Vorrichtung geschlossen werden.
Eine besonders differenzierte Analyse ist möglich, wenn in der Frequenzanalyseeinrichtung der mit dem Frequenzsensor erfasste Frequenzverlauf durch mathematische Frequenzanalyseverfahren, insbesondere durch Fouriertransformation, in einzelne Frequenz-Komponenten eines Frequenzspektrums zerlegt wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass bestimmte Frequenz-Komponenten im Hinblick auf bestimmte signifikante Ereignisse oder signifikante Zustände oder Systemkomponenten überwacht werden.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine Stranggranuliervorrichtung zur Granulierung von erstarrten Kunststoffsträngen mit Schneidrotor und Schneidleiste in perspektivischer Ansicht;
2 eine Unterwassergranuliervorrichtung mit Düsenplatte und Schneidmessern im Querschnitt.
In 1 ist eine Granuliervorrichtung 1 zum Granulieren von schmelzflüssig aus hier nicht dargestellten Düsen austretenden Strängen 2 aus Kunststoff dargestellt. Gezeigt ist das Ende der auf die ebenfalls nicht dargestellte Kühlstrecke folgende Entwässerungsstrecke, in der die Stränge 2 von dem umlaufenden Förderband 3 getragen und transportiert werden, wobei das Förderband 3 von der angetriebenen Umlenkwalze 4 bewegt wird. Insoweit handelt es sich um Stand der Technik.
An die Entwässerungsstrecke schließt sich die Einlaufauflage 5 an, auf die durch das bewegte Förderband 3 die Stränge 2 geschoben werden. Die Einlaufauflage 5 weist zwischen den beiden Wänden 6 und 7 (letztere ist abgebrochen gezeichnet) die beiden Stufen 8 und 9 auf, denen sich die Auflageflächen 10, 11 und 12 vor- bzw. nachordnen. Dabei reicht die Auflagefläche 10 bis dicht an das Förderband 3 heran, so dass die vom Förderband 3 antransportierten Stränge 2 sicher auf die Auflagefläche 10 geschoben werden. Die Stufe 8 wird zur Bildung der Schlitzdüse 13 ausgenutzt, die sich quer über die Einlaufauflage 5 erstreckt. Entsprechend ist in der Stufe 9 die Schlitzdüse 14 ausgebildet, die sich ebenfalls quer über die Einlaufauflage 5 erstreckt. Diesen Schlitzdüsen wird über den rohrförmigen Luftanschluss 15 unter Druck stehende Luft zugeführt, so dass aus den Schlitzdüsen 13 bzw. 14 ein durch die jeweils vier nebeneinander liegenden kurzen Pfeile angedeuteter Luftstrom austritt, der auf die auf den Auflageflächen 11 und 12 aufliegenden Strängen einwirkt und diese mitreist, so dass die weitere Förderung der Stränge 2 auch in den Bereich der Einlaufauflage 5 gewährleistet ist. Diese Wirkung des Luftstroms reicht bis zum Ende der Auflagefläche 12, die in den Eingang eines Granulators 17 reicht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass in dem vom Ende des Transportbandes 3 bis zum Eingang des Granulators 17 reichenden Bereich, der von der Einlaufauflage 5 ausgefüllt wird, ein Zug auf die Stränge 2 ausgeübt wird, der zu einer sicheren Führung der Stränge bis in den Granulator 17 führt, so dass es in dem Bereich hinter der Entwässerungsstrecke, also nachdem die Stränge 2 das Transportband 3 verlassen haben, nicht zu unerwünschtem Schlängeln und damit einer Verwirrung der Stränge kommt.
Der Granulator 17 umfasst, wie aus dem Stand der Technik bekannt, zwei Einzugswalzen 18 und 19, die zwischen sich einen Einzugsspalt offen lassen, in den der Einlauf 20 des Granulators 17 hineinragt. Die von den Einzugswalzen 18 und 19 eingezogenen Stränge gelangen auf ein feststehendes Schneidmesser 21, gegen das ein Schneidrotor 22 läuft und die Stränge zu Granulatteilchen 23 zerschneidet.
In das Schneidmesser 21 und den Schneidrotor 22 sind jeweils Schwingungssensoren 24 und 25 integriert, um die im Granulator 17 beim Zerschneiden der Granulatteilchen 23 auftretenden Schwingungen zu erfassen. Die mit den Sensoren 24 und 25 erfassten Schwingungssignale werden über nicht dargestellte Leitungen zur Steuerung der Granulier vorrichtung 1 weitergeleitet und dort mit einer Frequenzanalyseeinrichtung ausgewertet. Die Analyseergebnisse geben dabei Informationen über den Zustand des Granulierprozesses bzw. den Zustand der Granuliervorrichtung 1, insbesondere des Granulators 17. Insbesondere kann auf den Verschleiß im Granulator 17 durch geeignete Schwingungsanalyse geschlossen werden.
In 2 ist eine Vorrichtung 31 mit einem Granulator 40 gezeigt mit einer Düsenplatte 32 und einem rotierenden Messerkopf 33 gezeigt, dessen Messer 34 die Austrittsseite 35 der Düsenplatte 32 überstreichen und dabei aus den Düsen 36 und 37 austretende Kunststoffschmelze zu Granulatteilchen zerschneiden. Die Düsenplatte 32 enthält eine größere Anzahl von ringartig angeordneten Düsen 36 und 37, die in 2 nicht dargestellt sind. Bei dieser Gestaltung handelt es sich um eine bekannte Anordnung.
Der Messerkopf 33 wird über die Rotorachse 38 in Rotation versetzt, wobei die Rotorachse 38 zusammen mit dem Messerkopf 33 und den Messern 34 in einem Gehäuse 39 untergebracht sind, das von einem Kühlmedium durchströmt wird, welches in den Einlass 41a einströmt und über den Auslass 41b abströmt. Die Kühlflüssigkeit nimmt dabei das von den Messern 34 geschnittene Granulat mit und transportiert die Granulatteilchen aus dem Gehäuse 39 heraus. Das Gehäuse 39 ist dabei mit der Düsenplatte 32 fest verbunden.
Die Rotorachse 38 ist mit einer Antriebswelle 43 des Antriebmotors 42 verbunden, z. B. durch Verschrauben oder Verstiften. Der innere Raum des Gehäuses 39 ist gegenüber dem Außenraum durch eine Wellendichtung 80 abgedichtet, die einerseits gegen die Rotorachse 38 andrückt und andererseits in einem Rohrstück 44 gelagert ist, das über seinen Flansch 45 einen Bestandteil des Gehäuses 39 bildet. Die Antriebswelle 43 setzt sich in den Antriebsrotor 56 fort und trägt diesen, bei dem es sich um einen bekannten Kurzschlussläufer einer elektrischen Asynchronmaschine handeln kann. Der Antriebsrotor 56 dreht sich in einem Stator 46, dem in bekannter Weise die erforderliche elektrische Energie zugeführt wird, um den Antriebsrotor 56 in Drehung zu versetzen. Der Stator 46 ist bekannter und üblicher Weise in dem Motorgehäuse 47 gelagert. Das Motorgehäuse 47 ruht über die beiden Stützen 48 und 49 auf einem Traggestell 50, das zusammen mit der Düsenplatte 32 stationär gelagert ist, womit der Abstand zwischen der Düsenplatte 32 und Traggestell 50 dauernd festgehalten ist.
An einem Schenkel 51 des Traggestells 50 ist das Linear-Verstellorgan 52 befestigt, das durch eine bekannte linear wirkende Verschiebeeinrichtung gebildet ist, z. B. wie symbolisch in dem Linear-Verstellorgan 52 angedeutet, durch eine Kolbenzylinder-Einheit. Das Linear-Verstellorgan 22 wirkt über seinen axial verschiebbaren Stößel 53 auf die zwischen ihm und der Rotorachse 38 angeordneten Bauteile, womit die Verschiebung des Stößels 53 sich auf die Rotorachse 38 und damit auf den Messerkopf 33 auswirkt. Auf diese Weise ergibt sich eine gewünschte Einstellung zusammen mit den Messern 34, insbesondere zum Ausgleich eines Verschleißes, wobei die Messer 34 sowohl in Anlage zu der Düsenplatte 32 als auch in einem bestimmten Abstand zu Düsenplatte 32 gebracht werden. Zwischen dem Linear-Verstellorgan 52 und der Düsenplatte 32 besteht somit eine starre Verbindung über das Traggestell 50, das Rohrstück 44 und das Gehäuse 39.
In der Düsenplatte 32 und zwischen dem Traggestell 50 und dem Linear-Verstellorgan 52 sind jeweils Schwingungssensoren 60 bzw. 61 eingebaut, mit denen die Schwingungen an der Düsenplatte 32 bzw. die Schwingungen an den Messern 34 detektiert werden können. Über nicht dargestellte Signalleitungen werden die Messsignale der Schwingungssensoren 60 und 61 zu einer Frequenzanalyseeinrichtung weitergeleitet, die in die Steuerung der Granuliervorrichtung 31 integriert ist. Durch Frequenzanalyse der mit den Schwingungssensoren 60 und 61 gemessenen Frequenzsignale kann auf den Zustand des Granulierprozesses bzw. auf den Zustand der Granuliervorrichtung 31 geschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19931222 A1 [0004]
- DE 10302645 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgranulat, mit einem Granulator, der einen im Wesentlichen kontinuierlich geförderten Kunststoffmassestrom in Granulatteilchen zerteilt, wobei der Granulator (17, 40) eine Schneideinrichtung (21, 22; 32, 33, 34) umfasst, deren Schneidorgane beim Zerteilen des Kunststoffs am Kunststoffmassestrom zum Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 31) zumindest einen Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) umfasst, mit dem an der Vorrichtung (1, 31), insbesondere am Granulator (17, 40), auftretende Schwingungen erfasst werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 31) eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere einen Bildschirm oder einen Drucker, umfasst, an der der mit dem Schwingungssensor erfasste Frequenzverlauf angezeigt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 31) eine Frequenzanalyseeinrichtung umfasst, mit der der mit dem Schwingungssensor erfasste Frequenzverlauf, insbesondere automatisch, analysiert werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) die am Granulator (17, 40) effektiv auftretende Schwingungsstärke gemessen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frequenzanalyseeinrichtung Referenz-Frequenzverläufe oder Referenz-Frequenzsignale gespeichert sind und mit dem vom Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) erfassten Frequenzverlauf verglichen werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frequenzanalyseeinrichtung Referenz-Schwingungspegel gespeichert sind und mit der vom Schwingungssensor erfassten effektiv auftretenden Schwingungsstärke verglichen werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 31) einen Schwingungsaktuator umfasst, mit dem Schwingungssignale, insbesondere Schwingungsimpulse, zur Frequenzanregung erzeugt werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Granulator (17) eine feststehende Schneidleiste (21) und einen angetriebenen Schneidrotor (22) aufweist, wobei die Kunststoffstränge im Schneidspalt zwischen Schneidleiste (21) und Schneidrotor (22) zu Granulatteilchen zerteilt werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (24, 25) an der Schneidleiste (21) und/oder am Schneidrotor (22) auftretende Schwingungen, insbesondere zur Verschleißüberwachung, erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Granulator (40) eine feststehende Düsenplatte (32) umfasst, die Düsen (36, 37) zum Austritt von plastische Kunststoffsträngen aufweist und von rotierenden Messern (34) zum Zerteilen der plastische Kunststoffstränge überstrichen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungssensor (60, 61) an der Düsenplatte (32) und/oder an den Messern (34) auftretende Schwingungen insbesondere zur Verschleißüberwachung, erfasst.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1, 31) zur Herstellung von Kunststoffgranulat, mit einem Granulator (17, 40), der einen im Wesentlichen kontinuierlich geförderten Kunststoffmassestrom in Granulatteilchen zerteilt, wobei der Granulator (17, 40) eine Schneideinrichtung (21, 22; 32, 33, 34) umfasst, deren Schneidorgane beim Zerteilen des Kunststoffs am Kunststoffmassestrom zum Eingriff kommt, insbesondere zum Betrieb einer Vorrichtung (1, 31) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, – dass mit einem Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) die an der Vorrichtung (1, 31), insbesondere am Granulator (17, 40), auftretenden Schwingungen erfasst werden; – die gemessenen Schwingungssignale in einer Frequenzanalyseeinrichtung analysiert werden; – mit den Daten der Frequenzanalyseeinrichtung der Herstellungsprozess und/oder der Zustand der Vorrichtung (1, 31) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Daten der Frequenzanalyseeinrichtung die Materialeigenschaften des zu granulierenden Materials, insbesondere die Temperatur, die Feuchtigkeit und/oder die Geometrie des zu granulierenden Materials, überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Daten der Frequenzanalyseeinrichtung die Einstellung des Granulators (17, 40) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Daten der Frequenzanalyseeinrichtung der Verschleiß des Granulators (17, 40) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Analyseergebnis präventive Instandhaltungsmaßnahmen vorgeschlagen und/oder ausgelöst werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Analyseergebnis ein Restlaufparameter, insbesondere eine Restlaufzeit, bis zur Durchführung einer Instandhaltungsmaßnahme berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Restlaufparameter mit den Anforderungsparametern von laufenden und/oder anstehenden Produktionschargen verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frequenzanalyseeinrichtung der mit dem vom Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) erfasste Ist-Frequenzverlauf mit einem gespeicherten Referenz-Frequenzverlauf und/oder einem gespeicherten Referenz-Frequenzsignal verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ist-Frequenzverlauf, insbesondere nach Auftreten einer signifikanten Frequenzänderung, als neuer Referenz-Frequenzverlauf und/oder als neues Referenz-Frequenzsignal gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung eines Ist-Frequenzverlaufs als neuer Referenz-Frequenzverlauf nach Quittierung durch das Bedienpersonal erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annäherung des Ist-Frequenzverlaufs an einen bestimmten Referenz-Frequenzverlauf und/oder ein bestimmtes Referenz-Frequenzsignal ein Warnsignal generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal Informationen über das zu erwartende Ereignis und/oder Informationen über die Dauer bis zum Eintreten dieses Ereignisses enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichung des Ist-Frequenzverlaufs über einen bestimmten Referenz-Frequenzverlauf und/oder über ein bestimmtes Referenz-Frequenzsignal ein Alarmsignal generiert und/oder eine Notabschaltung ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) erfasste effektiv auftretende Schwingungsstärke mit einem gespeicherten Referenz-Schwingungspegel verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Schwingungsaktuator ein Schwingungssignal, insbesondere ein Schwingungsimpuls, zur Frequenzanregung des Granulators erzeugt wird und die am Granulator dadurch verursachten Schwingungen mit dem Schwingungssensor (24, 25; 60, 61) erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frequenzanalyseeinrichtung der mit dem Frequenzsensor (24, 25; 60, 61) erfasste Frequenzverlauf durch mathematische Frequenzanalyseverfahren, insbesondere durch Fouriertransformation, in einzelne Frequenz-Komponenten eines Frequenzspektrums zerlegt wird.