DE10234228B4

DE10234228B4 - Anfahrventil für einen Extruder, insbesondere einen Zweischneckenextruder

Info

Publication number: DE10234228B4
Application number: DE2002134228
Authority: DE
Inventors: Gregor Chszaniecki
Original assignee: KraussMaffei Berstorff GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 2002-07-27
Filing date: 2002-07-27
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2022-07-28
Also published as: US7011112B2; US20050189025A1; DE10234228A1

Abstract

Anfahrventil für einen Extruder, insbesondere einen Zweischneckenextruder, umfassend
– ein mittelbar oder unmittelbar an einem Extruderzylinder befestigbares Ventilgehäuse (10) mit einer ersten Durchflussöffnung (12), wobei das Ventilgehäuse (10) mit fluchtend mit dem Schneckenraum ausgerichteter erster Durchflussöffnung am Extruderzylinder anordenbar ist und der Querschnitt der ersten Durchflussöffnung (12) groß genug ausgebildet ist, um im Extruder angeordnete Extruder-Schnecken durch die Durchflussöffnung hindurchzuziehen, sowie
– einen mit seiner Achse senkrecht zur Fließrichtung eines Fluids oder einer Schmelze im Ventilgehäuse (10) angeordneten Ventilbolzen (20) mit zumindest einer weiteren Durchflussöffnung (22), welche in einer Position fluchtend mit der ersten Durchflussöffnung (12) des Ventilgehäuses (20) anordenbar ist und deren Querschnitt ebenfalls groß genug ausgebildet ist, um die im Extruder angeordneten Extruder-Schnecken durch diese zweite Durchflussöffnung hindurchzuziehen,
– wobei der Ventilbolzen (20) im Ventilgehäuse (10) verstellbar angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anfahrventil für einen Extruder, insbesondere einen Zweischneckenextruder.
Zur Vereinfachung des Anfahrprozesses bei Extrudern, insbesondere Zweischneckenextrudern, besonders bei der Granulieranwendung werden üblicherweise Anfahrventile verwendet. Nur so lässt sich der Zeitpunkt des Austritts von Schmelze aus der Schneidplatte und damit der richtige Zeitpunkt zum Einschalten von Granulator und Transportwasser präzise ermitteln.
Anfahrventile, sind auf dem Markt erhältlich, müssen herkömmlicherweise jedoch komplett, inkl. des nachfolgenden Granulators (z. B. Unterwassergranulator), abgebaut und aus dem Weg geräumt werden, bevor die Schnecke aus dem Extrudergehäuse herausgezogen werden kann.
Bezüglich eines Unterwassergranulators mit drehgelenkig gelagerter Wasserrohrleitung wird allgemein auf die DE 101 51 434 A1 verwiesen, in der die Vorteile eines einfach wegklappbaren Unterwassergranulators beschrieben sind.
Bei einem Unterwassergranulator zerschneidet üblicherweise ein rotierendes Messerwerkzeug einer Schneideinrichtung eine Vielzahl von aus einem Extruder durch eine mit Düsenbohrungen versehene Lochplatte ausgedrückte Stränge aus Schmelze in kurze Stücke. Dies führt zu einem Granulat. Der Unterwassergranulator ist im Betrieb an den Extruder angekoppelt, vorzugsweise unter Zwischenschaltung des oben genannten Anfahrventils.
Der schwenkbare Unterwassergranulator gemäß der DE 101 51 434 A1 gibt im weggeklapptem Zustand bereits den Raum vor dem Extruder frei. Bei Verwendung einer Schneidplatte mit Schnellverschluss kann diese in kürzestmöglicher Zeit abmontiert werden, um die Extruderschnecke bei weggelassenem Anfahrventil aus dem Extrudergehäuse zu ziehen.
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein Anfahrventil anzugeben, dass zur Verwendung bei einem Extruder, insbesondere einem Zweischneckenextruder gedacht ist und die schnelle Demontage der Extruderschnecken gewährleistet.
Diese Aufgabe ist durch ein Anfahrventil mit den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Demgemäß schließt sich an den Extruder ein Ventilgehäuse mit einer ersten Durchflussöffnung an. Das Ventilgehäuse nimmt einen Ventilbolzen auf, dessen Achse im wesentlichen senkrecht zur Fließrichtung des Fluids oder der Schmelze angeordnet ist. Der Ventilbolzen weist eine zweite Durchflussöffnung auf, welche mit einer ersten Durchflussöffnung des Ventilgehäuses zur Herstellung einer Gesamtöffnung durch das Anfahrventil in Übereinstimmung gebracht werden kann. Die beiden Durchflussöffnungen sind von ihrer Dimension her derart ausgeführt, dass die im Extruder angeordneten Extruderschnecken durch die Gesamtdurchflussöffnung hindurchziehbar sind. Auf diese Art und Weise stellt ein Anfahrventil keine Behinderung für eine Demontage oder Montage der Extruderschnecken dar. Wird ein Zweischneckenextruder verwendet, so können die Durchflussöffnungen vorzugsweise in Form von Brillenbohrungen ausgebildet sein.
Zusätzlich zu der zweiten Durchflussöffnung im Ventilbolzen ist – axial auf gleicher Höhe, radial jedoch versetzt – eine im wesentliche Nut-förmige Ausnehmung am Außenumfang des Ventilbolzens angeordnet. Mit dieser Nut-förmigen Ausnehmung lässt sich ein Schmelzestrom, der über einen Eintrittskanal in das Anfahrventil eingeleitet wird, in einer Position des Ventilbolzens in einen Anfahrkanal um- und aus dem Anfahrventil ausleiten. In einer anderen Stellung des Bolzens verbindet die zweite Durchflussöffnung den Eintritts- und Austrittskanal der ersten Durchflussöffnung des Ventilgehäuses. Die Umschaltung kann durch Drehung des Ventilbolzen um die Rotationsachse erfolgen. Alternativ kann eine Umschaltung auch mittels einer Verschiebung des Ventilbolzens erfolgen.
Um den Durchmesser des Bolzens möglichst klein zu halten, wird dieser so in dem Ventilgehäuse angeordnet, dass die Mittelachsen der Extruderschnecke oder der Extruderschnecken die Mittelachse des Bolzens schneiden.
Natürlich kann der Ventilbolzen manuell betätigt werden. Alternativ ist eine Betätigung über einen Antrieb, z. B. einen hydraulischen oder elektrischen Antrieb möglich. Das Anfahrventil kann als separates Teil ausgearbeitet sein. Vorteilhaft ist jedoch auch eine Ausführungsform, in der es in einen Extruder eingearbeitet ist, dazu kann die Bohrung für den Sitz des Drehbolzens in den Extruderzylinder eingefügt sein.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung, insbesondere anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
1 eine perspektivische Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen Anfahrventils gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Darstellung wie 1, jedoch mit nebeneinander angeordnetem Gehäuse und Bolzen,
3 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Anfahrventils gemäß 1 mit einer ersten Bolzenstellung und
4 eine Schnittdarstellung wie 3, jedoch mit einer zweiten Bolzenstellung.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein erfindungsgemäßes Anfahrventil 10 separat und ohne die Anbringung an einen Extruder dargestellt. Das erfindungsgemäße Anfahrventil wird bei dessen Verwendung in üblicher Weise am ausgangsseitigen Ende eines Extruders, evtl. zwischen einem Extruder und einer Siebeinrichtung und/oder einem Extruder und einer Granuliereinrichtung, vorgesehen.
Das Anfahrventil umfasst ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuses 10, in welchem in Richtung der Rotations- und Längsachse axial mittig eine Brillenbohrung 12 angeordnet ist.
Quer zur Längsachse des zylindrischen Gehäuses 10 sowie zur Orientierung der Brillenbohrung 12 ausgerichtet, ist eine Bohrung 14 in dem Ventilgehäuse 10 angeordnet, in dem ein Ventilbolzen 20 drehbar und passgenau aufgenommen ist.
Der Ventilbolzen 20 weist ebenfalls eine Brillenbohrung 22 derart auf, dass diese durch Drehen des Bolzens 20 im Gehäuse 10 in einer Position mit der Brillenbohrung 12 ausrichtbar ist. Überdies ist axial auf gleicher Höhe, radial jedoch versetzt eine in etwa Nut-förmige Ausnehmung 24 an der Außenseite des Ventilbolzen 20 angeordnet.
Die Funktionsweise der Brillenbohrungen 12 und 22 sowie der Nut-förmigen Ausnehmung 24 gehen aus den Schnittdarstellungen 3 und 4 hervor.
In 3 ist eine Schnittdarstellung des Anfahrventils zu erkennen, dass eine erste Brillenbohrung 12 mit einem Eintrittskanal 16 und einem Austrittskanal 18 besitzt. Der Eintrittskanal 16 ist auf der Seite eines nicht näher dargestellten Extruders angeordnet und deckt sich bezüglich seines Querschnittes im wesentlichen mit dem ausgangsseitigen Schneckenraum eines Extruderzylinders.
Die zweite Durchlassöffnung 22 im Ventilbolzen 10 ist durch entsprechende, rotatorische Drehung des Ventilbolzens 10 mittels des Hebels 26 mit der ersten Durchlassöffnung 12 ausrichtbar, so dass die Eintritts- und Austrittsöffnungen 16 und 18 über die zweite Durchlassöffnung in vollem Umfang miteinander verbunden werden.
Die Durchlassöffnungen 12 bzw. 22 sind ferner derart ausgebildet, dass die in einem Extrudergehäuse angeordneten Doppelschnecken durch die mit den Durchlassöffnungen 12 und 22 gebildete Gesamtöffnung hindurch heraus gezogen werden können.
Bei der Ventilstellung gemäß 4 ist der Ventilbolzen um etwa 80° im Uhrzeigerrichtung verdreht, so dass nunmehr keine Verbindung zwischen dem Eintritts- und dem Austrittskanal 16 bzw. 18 über die Durchlassöffnung 22 besteht.
Dagegen ist jetzt eine Fluidverbindung zwischen dem Eintrittskanal 16 und Anfahrkanal 19 gebildet, und zwar über die Nut-förmige Ausnehmung 24, die am Außenumfang des Ventilbolzens 10 ausgebildet ist. Die in 4 dargestellte Ventilbolzenposition stellt die Anfahrstellung dar, in der vom Extruder kommende Schmelze nach unten aus dem Anfahrventil ausgeleitet wird.
Die in 3 dargestellte Ventilposition ist die normale Betriebsposition, in der die im Extruder hergestellte Schmelze durch das Anfahrventil hindurch zu einer weiteren Station, beispielsweise einer Siebeinrichtung oder einer Granuliereinrichtung, geführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung gewährt auf einfache Art und Weise, dass bei Verwendung eines Anfahrventils nicht auf leichte Demontage von Extruderschnecken verzichtet werden muss.

10: Gehäuse
12: Gehäusedurchflussöffnung
14: Gehäusebohrung
16: Eintrittskanal
18: Austrittskanal
19: Anfahrkanal
20: Ventilbolzen
22: Bolzenöffnung
24: nutförmige Ausnehmung
26: Hebel

Claims

Anfahrventil für einen Extruder, insbesondere einen Zweischneckenextruder, umfassend – ein mittelbar oder unmittelbar an einem Extruderzylinder befestigbares Ventilgehäuse (10) mit einer ersten Durchflussöffnung (12), wobei das Ventilgehäuse (10) mit fluchtend mit dem Schneckenraum ausgerichteter erster Durchflussöffnung am Extruderzylinder anordenbar ist und der Querschnitt der ersten Durchflussöffnung (12) groß genug ausgebildet ist, um im Extruder angeordnete Extruder-Schnecken durch die Durchflussöffnung hindurchzuziehen, sowie – einen mit seiner Achse senkrecht zur Fließrichtung eines Fluids oder einer Schmelze im Ventilgehäuse (10) angeordneten Ventilbolzen (20) mit zumindest einer weiteren Durchflussöffnung (22), welche in einer Position fluchtend mit der ersten Durchflussöffnung (12) des Ventilgehäuses (20) anordenbar ist und deren Querschnitt ebenfalls groß genug ausgebildet ist, um die im Extruder angeordneten Extruder-Schnecken durch diese zweite Durchflussöffnung hindurchzuziehen, – wobei der Ventilbolzen (20) im Ventilgehäuse (10) verstellbar angeordnet ist.
Anfahrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussöffnungen (12, 22) für einen Zweischneckenextruder in Form von Brillenbohrungen ausgebildet sind.
Anfahrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilbolzen (20) zusätzlich zu der zweiten Durchflussöffnung (22) axial auf gleicher Höhe mit dieser, jedoch radial versetzt, eine nutförmige Ausnehmung (24) an dessem Außenumfang angeordnet ist.
Anfahrventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Durchflussöffnung (12) einen Eintritts- (16) und einen Austrittskanal (18) in dem Ventilgehäuse (10) umfasst, welche über die zweite Durchflussöffnung (22) im Ventilbolzen strömungsmäßig verbindbar sind.
Anfahrventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eintritts- (16) und ein Anfahrkanal (19) vorgesehen sind, die über die nutförmige Ausnehmung (24) im Ventilbolzen (20) strömungsmäßig miteinander verbindbar sind.
Anfahrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilbolzen (20) derart angeordnet ist, dass die Mittelachse der Extruderschnecke oder die beiden Mittelachsen der zwei Extruderschnecken eines Doppelschneckenextruders die Mittelachse des Ventilbolzens schneiden.
Anfahrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb zum Betätigen des Ventilbolzens (20) vorgesehen ist.
Anfahrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahrventil in dem Gehäuse eines Extruders, insbesondere in einem Extruderzylinder, integriert ist.