DE102013016898A1

DE102013016898A1 - Innenkühlkörper für eine Blasfolienanlage, Blasfolienanlage mit einem solchen Innenkörper sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Blasfolienanlage

Info

Publication number: DE102013016898A1
Application number: DE201310016898
Authority: DE
Inventors: Daniel Bühl; Christoph Lettowsky; Holger Schumacher
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2013-10-13
Filing date: 2013-10-13
Publication date: 2015-04-16
Also published as: WO2015051774A1; EP3055118A1; CA2927312A1; US20160257056A1; CN105636760A; DE112014004710A5

Abstract

Die Erfindung schlägt vor, Paraffinkondensat an einem Innenkühlkörper einer Blasfolienanlage entweder zu vermeiden oder kontrolliert entstehen zu lassen und abzuführen, sodass Schädigungen am Folienschlauch reduziert oder sogar vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Innenkühlkörper für eine Blasfolienanlage, eine Blasfolienanlage mit einem solchen Innenkörper sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Blasfolienanlage. Insbesondere betrifft die Erfindung einen solchen Innenkühlkörper für eine Blasfolienanlage, der einen Mantel aufweist, um welchen herum beim Betrieb der Blasfolienanlage ein von der Ringdüse kommender Blasfolienschlauch gegen die Schwerkraft aufsteigen oder mit der Schwerkraft absteigen kann.
Blasfolienanlagen sind technisch sehr bewährte Anlagen, um radial wie axial verstreckte Folien aus einer Schmelze zu erzeugen. Ein Kunststoffrohmaterial, üblicherweise in Form von Granulat, wird in einem Extruder aufgeschmolzen. Die Schmelze wird einem Blaskopf mit einer Ringdüse zugeführt. Aus der Ringdüse tritt der Kunststoff als Formmasse schmelzeförmig aus, und zwar je nach Orientierung der Anlage üblicherweise vertikal nach unten oder vertikal nach oben, wobei letzteres im Allgemeinen als der modernere Ansatz angesehen wird. Durch die in den Innenraum des so erzeugten Folienschlauchs eingeblasene Luft weitet sich der Folienschlauch auf. Somit erfolgt eine Verstreckung quer zur Maschinenrichtung. Gleichzeitig ziehen am oberen Ende der Anlage zwei Abzugswalzen den dort angekommenen, erstarrten und flachgelegten Folienschlauch mit einer höheren Geschwindigkeit als die Austrittsgeschwindigkeit aus der Ringdüse beträgt, so dass zusätzlich eine Verstreckung in Längsrichtung des Folienschlauchs erfolgt.
Das mechanische Verstrecken erfolgt im unteren Bereich des aufsteigenden Folienschlauchs, wenn eine Anlage betrachtet wird, welche von unten nach oben arbeitet, was hier nachstehend der Einfachheit halber beschrieben werden soll, wobei offensichtlich ist, dass sämtliche folgenden Ausführungen bei einer andersherum arbeitenden Anlage analog umzudrehen sind. Oberhalb der Frostlinie kann der Folienschlauch dann eine Kalibrierung und eine Flachlegung durchlaufen, wobei oberhalb der Frostlinie die Verwundbarkeit der Folienoberfläche deutlich geringer ist als unterhalb der Frostlinie.
Um den Folienschlauch möglichst schnell erstarren zu lassen, somit also die Frostlinie möglichst niedrig legen zu können, wird der Folienschlauch im Allgemeinen nicht nur von außen mit kühlender Luft beaufschlagt, sondern weist zusätzlich in seinem Inneren einen sogenannten Innenkühlkörper auf. Dieser kann beispielsweise mit einer kühlenden Flüssigkeit oder einer Kühlluft durchströmt sein, und/oder es kann eine kühle Luftströmung im Inneren des Folienschlauchs erzeugt werden.
Der Folienschlauch kann jedoch ab und zu die Oberfläche des Innenkühlkörpers berühren oder dieser zumindest sehr nahe kommen.
Leider kann manchmal eine Kondensation von Paraffin – oder anderer Fraktionsniederschlag mit niedrigem Molekulargewicht – am Innenkühlkörper auftreten. Wenn ein guter unimodaler Kunststoff in der Blasfolienanlage verarbeitet wird, dann ist diese Gefahr zwar recht klein. Denn ein solcher Kunststoff setzt sich ausschließlich aus Bestandteilen zusammen, deren Molekulargewicht nah an einem einheitlichen Wert liegt. Bereits bei einem schlechteren unimodalen Kunststoff hingegen, also bei einem Kunststoff, bei dem die Bestandteile eine stärker gespreizte Bandbreite an Molekulargewichten aufweisen, steigt aber der Anteil der Bestandteile mit sehr niedrigem Molekulargewicht, also beispielsweise Paraffin, deutlich an. Das gleiche Problem ist bei bimodalen oder mehrmodalen Kunststoffen zu beobachten.
Sobald sich Paraffinkondensat an der Oberfläche des Innenkühlkörpers befindet, kann die Folie bei einer Berührung oder bei einem Nahekommen an die eigentliche Oberfläche des Innenkühlkörpers in Kontakt mit dem kondensierten Paraffin kommen und somit Paraffin mitnehmen. Dies führt zu einer optischen Beeinträchtigung der hergestellten Folie. Gerade dann, wenn die Folie zum Verpacken von Produkten für Endverbraucher gedacht ist, ist dies oft unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern oder ihm eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst diese Aufgabe ein Innenkühlkörper für eine Blasfolienanlage, mit einem Mantel, um welchen herum beim Betrieb der Blasfolienanlage ein von einer Ringdüse erzeugter Blasfolienschlauch gegen die Schwerkraft aufsteigen oder mit der Schwerkraft absteigen kann, wobei der Mantel einen Paraffinkondensatfernhalter zum Fernhalten von Paraffinkondensator von möglichen Berührungsstellen des Blasfolienschlauchs am Mantel aufweist, also für radial außen am Innenkühlkörper vorstehende Stellen des Mantels.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Als ein „Innenkühlkörper” sei ein solcher Körper verstanden, der zwischen der Ringdüse am Blaskopf und dem Abzug an der Achse für die aufsteigende oder absteigende Folie angeordnet ist und über ein aktives Kühlmittel verfügt, also über Mittel durch Durchströmung des Innenkühlkörpers selbst und/oder des Innenraums der Folie.
Der „Mantel” ist grob gesagt die Oberfläche des Innenkühlkörpers, welche zum aufsteigenden oder absteigenden Folienschlauch hin gerichtet ist. Die Oberfläche des Mantels ist nicht glatt, sondern weist „radial außen vorstehende Stellen” auf. Dies bedeutet so viel, als dass beim Anlegen einer kreisringförmigen kleinsten Umgebenden an den Mantel auf einer beliebigen Höhe des Innenkühlkörpers, bezogen auf eine Längserstreckungsrichtung des Innenkühlkörpers, wobei die kleinste Umgebende eine Ebene senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Innenkühlkörpers beschreibt, sich die kleinste Umgebende nicht deckungsgleich mit dem Mantel legt, sondern mindestens eine Berührungsstelle hat, bevorzugt zahlreiche gleichmäßig um die kreisringförmige Umgebende angeordnete Berührungsstellen, aber auch Abweichungen, wobei bevorzugt diese ebenfalls gleichmäßig beabstandet um den Umfang verteilt sind. Mit einfachen Worten ist also der Querschnitt des Innenkühlkörpers senkrecht zu dessen Längserstreckungsrichtung zumindest über einen gewissen Längsabschnitt entlang der Längserstreckungsrichtung nicht kreisförmig, sondern weicht von einer Kreisform ab. Beispielsweise kann der Innenkühlkörper an seinem Mantel Strömungsverwirbelungserhebungen aufweisen, so dass sich eine turbulente Luftströmung an der Oberfläche des Innenkühlkörpers bildet, welche eine Polsterwirkung für die Folie bildet und somit Berührungen zwischen Folie und Innenkühlkörper mindert.
Der Erfindungsgrundgedanke des Paraffinkondensatfernhalters teilt sich in zwei prinzipielle Möglichkeiten auf: Entweder kann eine Kondensation als solche vermindert oder sogar vermieden werden; oder das Kondensieren wird bewusst zugelassen, dann aber örtlich kontrolliert, wobei gleichzeitig für eine gezielte Abfuhr des Kondensats gesorgt wird.
Gemäß dem ersten Ansatz kann also der Paraffinkondensatfernhalter einen Paraffinkondensationsminderer oder Paraffinkondensationsvermeider aufweisen.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Beschreibungseinleitung durchgängig von Paraffin und demgemäß von Paraffinkondensat und Paraffinkondensatfernhaltern gesprochen wird. Dies geschieht jedoch nur zur Vereinfachung der Sprache. Zu schützen beansprucht wird nicht nur das Fernhalten von Paraffinkondensat, sondern darüber hinaus generell das Fernhalten von Niederschlägen – sowohl in Form von Kondensat als auch in Form von Sublimat – nicht nur von Paraffin, sondern generell von Paraffin oder anderen sich aus der Kunststoff-Formmasse lösenden Fraktionen. Wann immer im Rahmen der hier vorliegenden Anmeldung von „Paraffinkondensat...” gesprochen wird, sei dies so zu verstehen, dass mit einem generelleren Blickwinkel dort auch „Fraktionsniederschlag...” stehen könnte.
Ein solcher Paraffinkondensationsminderer oder Paraffinkondensationsvermeider kann nach einer Ausführungsform der Erfindung ein kontinuierliches oder diskontinuierliches aktives Heizmittel für die möglichen Berührungswellen am Mantel aufweisen. Dieser Gedanke ist überraschend, weil der Innenkühlkörper schließlich zum Kühlen der ihn umgebenden Luft im Inneren des Blasfolienschlauchs dienen soll. Ein Heizmittel reduziert naturgemäß die Kühlwirkung. Es wird jedoch vorgeschlagen, dass die beheizte Fläche des Mantels deutlich kleiner ist als die gekühlte Fläche des Mantels, sie kann beispielsweise höchstens ein Fünftel, höchstens ein Zehntel, höchstens ein Zwanzigstel oder noch weniger an Anteil der Gesamtfläche des Mantels ausmachen. Insbesondere sei daran gedacht, ganz gezielt nur die radial nach außen vorstehenden Stellen des Mantels zu heizen, also beispielsweise mit einer elektrischen Heizung oder einer Heizfluidführung zu versehen. Die Heizfluidführung muss nicht einmal als Bohrung im Innenkühlkörper ausgeführt sein, sondern kann beispielswiese auch außen entlang als Rohr oder Schlauch gelegt sein.
Eine alternative oder kumulative Ausführung eines Paraffinkondensationsminderers oder Paraffinkondensationsvermeiders weist eine Oberflächenbeschichtung am Mantel auf, vor allem gesprüht und/oder gesintert, und/oder einen Oberflächenüberzug. Diese Methoden zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Oberfläche des Innenkühlkörpers gegenüber dessen eigentlichem Werkstoff, aus welchem der Innenkühlkörper also aufgebaut ist, modifizieren. Auf diese Weise kann gezielt eine Modifikation dahingehend bewirkt werden, dass sich Paraffinkondensat entweder nicht mehr oder nur weniger niederschlägt.
Beispielsweise kann die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug Silikon aufweisen oder aus Silikon bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenbezug können Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweisen oder daraus bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug können Kautschuk aufweisen oder aus Kautschuk bestehen, insbesondere Naturkautschuk; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug kann Chromnitrid aufweisen oder daraus bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug kann ein Elastomer aufweisen oder aus einem Elastomer bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug kann einen Thermoplast aufweisen oder aus einem Thermoplast bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenbezug kann einen Duroplast aufweisen oder aus einem Duroplast bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug kann Keramik aufweisen oder aus Keramik bestehen; und/oder die Oberflächenbeschichtung kann Graphit und/oder DLC aufweisen; und/oder der Oberflächenüberzug kann Keramik aufweisen oder aus Keramik bestehen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die vorstehenden Werkstoffe oder Werkstoffmischungen bzw. Naturprodukte oder Naturprodukt-Werkstoff-Mischungen auch kombinieren lassen. Außerdem sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass unter einer Beschichtung auch ein härterer Belag verstanden werden kann, insbesondere mit einer höheren Eindrückhärte der Oberfläche als die Eindrückhärte des Grundmaterials aufweist, wobei letzteres beispielsweise Stahl sein kann.
Die Erfinder haben bei zahlreichen Versuchen mit verschiedensten Materialien die vorstehenden Materialien als die am besten geeigneten herauskristallisiert. Gegenwärtig wird vermutet, dass die vorteilhaften erzielten Wirkungen auf die Oberflächenspannung bzw. auf die Oberflächenenergie der Materialien zurückzuführen ist. Im physikalischen Grundsatz benetzen Stoffe mit niedrigerer Oberflächenenergie solche mit höherer Oberflächenenergie. Die vorstehenden Materialien, welche sich bei Versuchen als sehr vorteilhaft herausgestellt haben, haben zumindest überwiegend eine niedrigere Oberflächenenergie als Paraffin bzw. generell gesagt als die niedermolekulare Fraktion, deren Kondensation es zu vermeiden gilt. Insbesondere gilt dies im Falle von Silikon. Anhand konkreter Zahlen hat das Paraffin nach den Messungen der Erfinder üblicherweise eine Oberflächenenergie zwischen 19 und 25,5 mN/m. PTFE hingegen beispielsweise hat im Allgemeinen eine Oberflächenenergie zwischen 15 mN/m und 21 mN/m. Dennoch konnten auch mit PTFE gute Ergebnisse erzielt werden.
Diese Gedanken abstrahierend wird vorgeschlagen, dass der Paraffinkondensationsminderer oder Paraffinkondensationsvermeider an den möglichen Berührungsstellen am Mantel, also entweder an den radial am meisten vorstehenden Stellen am Mantel oder aber zumindest an den nicht am wenigsten radial vorstehenden Stellen am Mantel, einen Bereich aufweist, der eine Oberflächenenergie unter 19 mN/m aufweist, insbesondere mit einer Oberflächenenergie von 15 mN/m bis 19 mN/m.
Alternativ kann eine Beschichtung vorgesehen sein, welche die Oberflächenenergie erhöht.
Dem zweiten Grundgedanken der Erfindung folgend kann der Paraffinkondensatfernhalter alternativ oder kumulativ zu einem Minderer oder Vermeider einen von den möglichen Berührungsstellen abgeschirmten Paraffinkondensatsammelkanal für auskondensiertes Paraffin aufweisen, bevorzugt mit einem lokalen Paraffinkondensationsverstärker an einer Zuleitung zum Paraffinkondensatsammelkanal.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Der „Paraffinkondensatsammelkanal” soll als Kanal ausgestaltet sein, somit also gerade nicht weit offen zu der vorbeiströmenden Folie sein, was ihn von herkömmlichen Strömungsverwirbelungserhebungen am Innenkühlkörper abgrenzt. Denn dort bilden sich zwischen den Strömungsverwirbelerhebungen radial nach außen offene Kanäle aus. Hier vorliegend geht es demgegenüber darum, den Paraffinkondensatsammelkanal möglichst gut abzuschirmen gegenüber dem vorbeilaufenden Folienschlauch, damit keine Bewegung im Folienschlauch Gefahr läuft, in den Bereich des Paraffins im Paraffinkondensatsammelkanal zu schlagen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im gesamten Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung die Verwendung von unbestimmten Artikeln wie „ein”, „zwei” usw. im Regelfall als Mindestens-Angaben zu verstehen sei, also als „mindestens ein...”, „mindestens zwei...” usw., sofern sich nicht an der jeweiligen Stelle aus dem Kontext oder sogar ausdrücklich ergibt, dass dort etwa nur „genau ein...”, „genau zwei...” usw. gemeint sein soll.
Hier am konkreten Beispiel wird zwar von einem Paraffinkondensatsammelkanal gesprochen. Dies ist aber so zu verstehen, dass einer oder mehrere solcher Paraffinkondensatsammelkanäle vorhanden sein sollen.
Trotz seiner abgeschirmten Ausgestaltung muss eine Zuleitung von den radial außenliegenden Stellen am Innenkühlkörper zum Paraffinkondensatsammelkanal vorliegen. Insbesondere kann sie dadurch gestaltet sein, dass das auskondensierte Paraffin schlitzartige Durchflussmöglichkeiten an der Oberfläche des Mantels hin von den radialen außenliegenden möglichen Berührungsstellen der Folie zu dem abgeschirmten Paraffinkondensatsammelkanal vorfindet.
Bevorzugt erstreckt sich ein Paraffinkondensatsammelkanalnetz über eine gesamte Längserstreckung des Innenkühlkörpers, zumindest aber über einen wesentlichen Teil des Innenkühlkörpers, insbesondere zumindest über die Hälfte der Längserstreckung des Innenkühlkörpers oder über ein Drittel der Längserstreckung des Innenkühlkörpers. Anderenfalls wären Bohrungen vonnöten, um auskondensiertes Paraffin von den Kanälen hin zum Inneren des Innenkühlkörpers zu führen und dort weiter abzuleiten, was aber im Regelfall als aufwändiger und somit kostenträchtiger erscheint als einfach ein durchgehendes Kanalnetz außen am Innenkühlkörper, aber unter der Abschirmung, vorzusehen.
Der lokale Kondensationsverstärker ist bevorzugt just an den radial am meisten oder jedenfalls nicht radial am wenigsten nach außen vorstehenden Stellen am Innenkühlkörper angeordnet. Beispielsweise kann ein Kühlschlauch oder ein Kühlrohr außen am eigentlichen Körper des Innenkühlkörpers entlanggeführt sein, idealerweise unterhalb derselben Abschirmung, welche auch den Paraffinkondensatsammelkanal abschirmt. Vor allem kann der Paraffinkondensatsammelkanal gleichzeitig die Fluidführung für das Kühlfluid aufnehmen, also ein Kühlrohr oder einen Kühlschlauch.
Die Erfinder gehen davon aus, dass bei einer lokalen Abkühlung der radial außenliegenden Stellen Paraffin gezielt zur Kondensator zu bewegen ist, wobei dann dafür zu sorgen ist, dass dieses möglichst schnell von den kritischen, radial außenliegenden möglichen Berührungsstellen weggeführt wird und den Paraffinkondensatsammelkanal erreicht oder jedenfalls unter die Abschirmung gelangt.
Deshalb wird vorgeschlagen, radial innerhalb der radial am meisten außenliegenden Stellen eine Erwärmung oder eine die Oberflächenenergie herabsetzende oder heraufsetzende Beschichtung oder Modifizierung vorzusehen.
Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, dass der Innenkühlkörper an der Blasfolienanlage dazu eingerichtet ist, abwechselnd von einem Kühlmittel und von einem Heizmittel durchströmt zu werden oder jedenfalls abwechselnd gekühlt und geheizt zu werden. Während der Kühlphasen wird Paraffinkondensat gezielt erzeugt; während der sich anschließenden Heizphasen läuft dieses leichter in den Paraffinkondensatsammelkanal hinein.
Bei einer etwas aufwändigeren Steuerung ist denkbar, dass Bereiche am Innenkühlkörper gleichzeitig entgegengesetzt geheizt oder gekühlt werden können. Auf diese Weise gibt es immer gekühlte Bereiche, welche gezielt das Paraffin kondensieren lassen.
In konkreten Ausgestaltungen sei denkbar, dass das Kühlmittel des lokalen Kondensationsverstärkers eine Kühlschlange aufweist, insbesondere ausgestaltet als ein Helixelement und/oder als ein Ringelement. Besonders bevorzugt ist das Helixelement, weil sich dieses idealerweise in einem Stück über die gesamte Länge oder jedenfalls über eine sehr große Länge des Innenkühlkörpers entlang dessen Längserstreckungsrichtung erstrecken kann, wobei beispielsweise daran gedacht werden kann, das Helixelement in einem ebenfalls helixförmig verlaufenden Paraffinkondensatsammelkanal verlaufen zu lassen.
Alternativ oder kumulativ kann eine Ausgestaltung der Erfindung vorsehen, dass das Kühlmittel Teil einer Kühleinrichtung ist, welche auch ein zweites Kühlmittel aufweist, wobei die beiden Kühlmittel mit unterschiedlichen Kühlleistungen beaufschlagbar sind, so dass sich am Innenkühlkörper unterschiedliche Temperaturen ausbilden.
Ein Kühlmittel kann thermoelektrisch temperierbar gestaltet sein. Auf diese Weise lässt sich lokal gezielt eine gewünschte Temperatur oder zumindest eine Temperaturdifferenz einstellen.
Die Zuleitung zum Paraffinkondensatsammelkanal kann trichterartig von den möglichen Berührungsstellen am Mantel zum Einsammeln des Paraffinkondensats hin zum Paraffinkondensatsammelkanal führen, wobei der Paraffinkondensatsammelkanal bevorzugt als Ringspalt am Innenkühlkörper ausgestaltet ist.
Unter einer Ausgestaltung eines trichterartigen Zulaufs sei zu verstehen, dass Schuppen an einem zentralen Körper des Innenkühlkörpers mit Abstandshaltern zum zentralen Körper angebracht sind, wobei die Schuppen trichterartig auf einer radial außenliegenden Seite des Paraffinkondensatsammelkanals liegen. Bei einer solchen Gestaltung wird mit einfachen Worten eine fast tannenzapfenartige Oberfläche geschaffen.
Die Schuppen sind bevorzugt als eine Vielzahl Einzelelemente ausgeführt. Alternativ hierzu lässt sich jedoch auch vorstellen, dass die Schuppen als Ringblechstreifen oder Spiralblechstreifen ausgebildet sind, entweder über den kompletten Kreisumfang oder sogar die Spirale durchlaufend oder segmentiert.
Damit die Schuppen eine das Ablaufen von Kondensat gut unterstützende Wirkung haben und somit tatsächlich trichterförmig wirken können, wird vorgeschlagen, dass die Schuppen eine Winkel von unter 90°, bevorzugt von 5° bis 30°, zur Schwerkraftwirkungsrichtung aufweisen.
Um die Ablaufwirkung von Kondensat alternativ oder kumulativ zur Winkelstellung zu unterstützen, wird vorgeschlagen, dass die Schuppen beheizbar an eine Heizeinrichtung angeschlossen sind, wobei die Heizeinrichtung bevorzugt aus dem Inneren des Innenkühlkörpers gespeist ist und/oder elektrisch mit Energie versorgbar ist.
Wenn die Schuppen unterschiedlich im Vergleich zu benachbarten Schuppen am selben Innenkühlkörper beheizbar sind, so dass sich Temperaturprofile entlang des Umfangs und/oder entlang der Längserstreckungsrichtung des Innenkühlkörpers gezielt einstellen lassen, dann kann auf die Genauigkeit der Folienproduktion weiter Einfluss genommen werden.
Es wurde bereits erwähnt, dass es von Vorteil sein kann, wenn die Schuppen thermoelektrisch beheizbar sind.
Die im Moment bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass ein Kühlmittel, insbesondere in Form eines Rohrs oder Schlauches, für die Schuppen ebenfalls radial außen beabstandet zum zentralen Körper angeordnet ist, bevorzugt entweder radial außen an den Abstandshaltern und/oder mit dem Kühlmittel als Abstandshalter oder zusätzlicher Abstandshalter dienend. Bei einer solchen Gestaltung lassen sich rohr- oder schlauchförmige Leitungen für ein Kühlmittel einfach außen an der Oberfläche des zentralen Körpers des Innenkühlkörpers anordnen, wobei sich radial außerhalb des Schlauchs oder Rohres die Schuppen befinden können, entweder am Schlauch oder Rohr angebracht, oder aber mit einem Abstandshalter gegenüber dem Innenkühlkörper angeordnet.
Es wurde bereits erläutert, dass bei der Variante des Paraffinkondensatsammelkanals als Grundgedanke angestrebt wird, das Paraffin gezielt auskondensieren zu lassen, dann aber gezielt aus dem Bereich innerhalb des Folienschlauchs abzuführen. Dafür ist es von Vorteil, wenn der Paraffinkondensatsammelkanal ein Heizmittel zum Heizen des Paraffinkondensats in einem fließfähigen Zustand und/oder zum Verdampfen des Paraffinkondensats aufweist.
Um den Paraffinkondensatsammelkanal nicht das gesamte Kondensat führen zu lassen, kann vorgesehen sein, ein Sammelbecken zum Zwischenspeichern des Paraffinkondensats vorzusehen, entweder beispielsweise im Verlauf des Paraffinkondensatsammelkanals angeordnet oder an einem der Enden eines Paraffinkondensatsammelkanals.
Es versteht sich, dass eine Blasfolienanlage, welche mit einem Innenkühlkörper wie vorstehend beschrieben ausgestattet ist, unmittelbar ebenfalls vorteilhaft ist.
Analoges gilt für ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Blasfolienanlage, wobei ein Innenkühlkörper wie vorstehend beschrieben dazu verwendet und so eingestellt wird, dass Paraffinkondensat von möglichen Berührungsstellen des Mantels des Innenkühlkörpers mit dem auf- oder absteigenden Blasfolienschlauch möglichst ferngehalten wird, und zwar entweder durch Vermindern oder Vermeiden des Niederschlags von Paraffinkondensat an den möglichen Berührungsstellen oder durch gezieltes Entstehenlassen und gezieltes Abführen von Paraffinkondensat oder durch beides.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigt
die einzige Figur schematisch eine Hälfte eines Innenkühlkörpers in einem Längsschnitt entlang eines kurzen Abschnittes entlang der Längserstreckungsrichtung des Innenkühlkörpers mit einer Schuppenanordnung auf Abstandshaltern und einem Kühlschlauch
Der Innenkühlkörper 1 in der Figur (nur zum Teil im Längsschnitt dargestellt) besteht im Wesentlichen aus einem zentralen Körper 2, der üblicherweise aus Metall gefertigt ist und in seinem Inneren (nicht dargestellt) Führungen für Luft oder eine Kühlflüssigkeit aufweist. Der zentrale Körper 2 und somit der gesamte Innenkühlkörper 1 erstrecken sich entlang einer zentralen Achse 3, welche somit zugleich die Längserstreckungsrichtung des Innenkühlkörpers 1 festlegt.
Bezogen auf die zentrale Achse 3 befindet sich in einem Abstand 4 eine Oberfläche 5 des zentralen Körpers 2 des Innenkühlkörpers 1.
An der Oberfläche 5 sind mit stabförmigen Abstandshaltern 6 (exemplarisch gekennzeichnet) Schuppen 7 (exemplarisch gekennzeichnet) angeordnet, und zwar an jedem Abstandshalter 6 bevorzugt genau eine Schuppe 7.
Die Schuppen 7 sind jedoch nicht direkt an den Abstandshaltern 6 angeordnet. Vielmehr ist an die Abstandshalter 6 zunächst eine beispielsweise in Kreisringform oder Spiralform (im Verlauf nicht dargestellt) verlaufende Kühlschläuche bzw. einen durchgehend verlaufenden Kühlschlauch 8 (exemplarisch gekennzeichnet) angebracht. Außen an den Kühlschlauch sind dann die Schuppen 7 angebracht. Die Schuppen 7 können beispielsweise einfach an den Kühlschlauch 8 angehängt werden. Durch die Massenverteilung der angehängten Schuppe – ansonsten durch eine gezielte den Winkel bestimmende Befestigung – nimmt diese einen Winkel 9 gegenüber der zentralen Achse 3 ein, beispielsweise ungefähr 20°.
Ein unteres Ende 10 (exemplarisch gekennzeichnet) einer Schuppe 7 ist radial so weit näher zum zentralen Körper 2 hingeführt als ein zugehöriges oberes Ende 11 derselben Schuppe, dass das untere Ende 10 der Schuppe radial weiter innenliegt als ein unten benachbartes oberes Ende 12 der darunterliegenden Schuppe, und zwar bevorzugt so, dass eine Schuppenaußenseite 13 am unteren Ende 10 der Schuppe 7 gerade nicht oberhalb des darunterliegenden Verlaufs des Kühlschlauchs 8 endet, sondern bei vertikaler Betrachtung nach unten auf eine Schuppeninnenseite 14 der darunterliegenden Schuppe trifft.
Im Betrieb der Blasfolienanlage (nicht dargestellt) wird der Innenkühlkörper 1 zum Kühlen eines bevorzugt nach oben aufsteigenden Folienschlauchs 15 eingesetzt.
Auskondensierendes Paraffin wird sich vor allem an radial außenliegenden Kondensationsstellen 16 (exemplarisch beziffert) bilden, weil die dortigen jeweiligen oberen Enden der Schuppen 7 sehr kühl sind. Bilden sich dort einmal die Kondensattropfen, können diese leicht der Schwerkraft folgend die Schuppenaußenseite 13 entlanglaufen. Kommen die Tropfen am unteren Ende 10 der Schuppen 7 an, kann der Paraffinkondensattropfen einfach nach unten auf die Schuppeninnenseite 14 der darunterliegenden Schuppe abtropfen. Dies setzt sich von Schuppe zu Schuppe fort, so dass sich radial innerhalb der Schuppen ein freier Kanal 17 dazu nutzt, das Paraffin nach unten abzuführen.
Bezugszeichenliste

1: Innenkühlkörper
2: zentraler Körper
3: zentrale Achse
4: Abstand
5: Oberfläche
6: Abstandshalter
7: Schuppe
8: Kühlschlauch
9: Winkel
10: unteres Ende
11: zugehöriges oberes Ende
12: unten benachbartes oberes Ende
13: Schuppenaußenseite
14: Schuppeninnenseite
15: Folienschlauch
16: Kondensationsstelle
17: Kanal

Claims

Innenkühlkörper für eine Blasfolienanlage, mit einem Mantel, um welchen herum beim Betrieb der Blasfolienanlage ein von einer Ringdüse kommender Blasfolienschlauch gegen die Schwerkraft aufsteigen oder mit der Schwerkraft absteigen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel einen Fraktionsniederschlagfernhalter zum Fernhalten von Paraffinkondensat oder anderem Niederschlag von möglichen Berührungsstellen des Blasfolienschlauchs am Mantel aufweist, also für radial außen am Innenkühlkörper vorstehende Stellen des Mantels.
Innenkühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagfernhalter einen Fraktionsniederschlagsminderer oder Fraktionsniederschlagsvermeider aufweist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagsminderer oder Fraktionsniederschlagsvermeider ein kontinuierliches oder diskontinuierliches Heizmittel für die möglichen Berührungsstellen am Mantel aufweist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagsminderer oder Fraktionsniederschlagsvermeider eine Oberflächenbeschichtung, vor allem gesprüht und/oder gesintert, und/oder einen Oberflächenüberzug aufweist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug Silikon aufweist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug Kautschuk aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug Chromnitrid aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug ein Elastomer aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug ein Thermoplast aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug ein Duroplast aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug Keramik aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche Kork aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung oder der Oberflächenüberzug diamantähnlichen Kohlenstoff (DLC) und/oder Graphit aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung eine höhere Eindrückhärte als ein Grundmaterial des Innenkühlkörpers aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagsminderer oder Fraktionsniederschlagsvermeider an den möglichen Berührungsstellen am Mantel einen Bereich mit einer Oberflächenenergie unter 19 mN/m aufweist, insbesondere mit von 15 mN/m bis 19 mN/m.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagsminderer oder Fraktionsniederschlagsvermeider an den möglichen Berührungsstellen am Mantel einen Bereich mit einer Oberflächenenergie über 19 mN/m aufweist, insbesondere mit über 20 oder 21 mN/m.
Innenkühlkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagfernhalter einen von den möglichen Berührungsstellen abgeschirmten Fraktionsniederschlagsammler für auskondensiertes Paraffin oder anderen Niederschlag in Form von Kondensat oder Sublimat aufweist, bevorzugt mit einem lokalen Kondensationsverstärker an einer Zuleitung zum Fraktionsniederschlagsammler, wobei der Fraktionsniederschlagsammler in bevorzugter Ausführungsform einen Fraktionsniederschlagsammelkanal und/oder einen Fraktionsniederschlagabsorger aufweist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationsverstärker ein Kühlmittel aufweist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel eine Kühlschlange aufweist, insbesondere ausgestaltet als ein Helixelement und/oder als ein Ringelement.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel Teil einer Kühleinrichtung ist, welche auch ein zweites Kühlmittel aufweist, wobei die beiden Kühlmittel mit unterschiedlichen Kühlleistungen beaufschlagbar sind.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel thermoelektrisch zu temperieren eingerichtet ist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung zum Fraktionsniederschlagsammler trichterartig von den möglichen Berührungsstellen am Mantel zum Einsammeln des Paraffinkondensats oder anderen Niederschlags hin zum Fraktionsniederschlagsammler führt, wobei der Fraktionsniederschlagsammler bevorzugt als Fraktionsniederschlagsammelkanal ausgestaltet ist und der Fraktionsniederschlagsammelkanal bevorzugt als Ringspalt am Innenkühlkörper ausgestaltet ist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Schuppen an einem zentralen Körper des Innenkühlkörpers mit Abstandshaltern zum zentralen Körper angebracht sind, wobei die Schuppen trichterartig auf einer radial außen liegenden Seite des Fraktionsniederschlagsammlers liegen.
Innenkühlkörper nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuppen als eine Vielzahl Einzelelemente ausgeführt sind.
Innenkühlkörper nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuppen als Ringblechstreifen oder Spiralblechstreifen ausgebildet sind, entweder durchlaufend oder segmentiert.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuppen einen Winkel von unter 90°, bevorzugt von 5° bis 30°, zur Schwerkraftwirkungsrichtung aufweisen.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuppen beheizbar an eine Heizeinrichtung angeschlossen sind, wobei die Heizeinrichtung bevorzugt aus dem Inneren des Innenkühlkörpers gespeist ist.
Innenkühlkörper nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuppen unterschiedlich im Vergleich zu benachbarten Schuppen beheizbar sind.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuppen thermoelektrisch beheizbar sind.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittel für die Schuppen ebenfalls radial außen beabstandet zum zentralen Körper angeordnet ist, bevorzugt entweder radial außen an den Abstandshaltern und/oder mit dem Kühlmittel als Abstandshalter oder zusätzlicher Abstandshalter dienend.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagsammelkanal ein Heizmittel zum Halten des Paraffinkondensats oder anderen Niederschlags in einem fließfähigen Zustand und/oder zum Verdampfen des Paraffinkondensats oder anderen Niederschlags aufweist.
Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionsniederschlagsammelkanal ein Sammelbecken zum Zwischenspeichern des Paraffinkondensats oder anderen Niederschlags aufweist.
Blasfolienanlage mit einem Innenkühlkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage nach Anspruch 34, wobei ein Innenkühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 33 dazu verwendet und ggf. so eingestellt wird, dass Paraffinkondensat oder anderer Niederschlag von möglichen Berührungsstellen des Mantels des Innenkühlkörpers mit dem auf- oder absteigenden Blasfolienschlauch möglichst ferngehalten wird, und zwar entweder durch Vermindern oder Vermeiden des Niederschlags von Paraffinkondensat oder anderem Niederschlag an den möglichen Berührungsstellen, oder durch gezieltes Entstehenlassen und gezieltes Abführen von Paraffinkondensat oder anderem Niederschlag, oder durch beides.