DE10246153B3

DE10246153B3 - Assembly to feed additives into a molten polymer flow, for preoriented yarn melt spinning, has a planet wheel pump with planet wheels fitted with feed outflows and selective connections to additives/polymer inflows

Info

Publication number: DE10246153B3
Application number: DE10246153A
Authority: DE
Inventors: Horst Finder; Bernd Helmstorff
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: Lurgi Zimmer GmbH
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-10-02

Abstract

The assembly to feed additives into a flow of molten polymers has a channel as a flow passage for the molten polymer, and a planet wheel pump for a dosed feed of additives. The pump has at least three planet wheels, each with a feed channel (18) for the delivery of a polymer or additive, and an outflow channel (19). At least two feed channels (18'-18') can be linked selectively to an inflow (24) for a polymer or an additive, or connected in a flow link to the polymer passage channel. The change in the mixture ratios is through a valve body (2), where two housing sections (20,21) are screwed together in different settings. A unit to stop the polymer flow uses compressed air to solidify the molten polymer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspeisen von Additiven in einen Polymerschmelzestrom.The present invention relates to a device for feeding additives into a polymer melt stream.

In Direktspinnereien wird Polymer über ein weitverzweigtes Leitungssystem an die Produktionslinien zur Herstellung von Fasern und Filamentgarnen verteilt. Auf diesem Weg können Teilströme des Polymers durch Einmischen von Additiven modifiziert werden. Beispielsweise können Additive zur Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit von POY-Filamentgamen, flammenhemmende Reagenzien oder Zusätze zur Einfärbung des Polymers eingemischt werden.In direct spinning mills, polymer is widely branched Line system to the production lines for the production of fibers and filament yarns distributed. In this way, partial flows of the polymer can be modified by mixing in additives. For example can Additives for increasing the production speed of POY filament yarn, flame retardant Reagents or additives for coloring of the polymer are mixed.

Die DE 40 39 857 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Modifizierung von Polymerschmelzeströmen, bei der dem Hauptschmelzestrom ein Teilschmelzestrom entnommen wird. Über einen Extruder gelangen die Additive zu einer Förderpumpe. Der um die Additive ergänzte Teilschmelzestrom wird dann wieder dem Hauptschmelzestrom zugeführt.The DE 40 39 857 A1 describes a device for the continuous modification of polymer melt streams, in which a partial melt stream is taken from the main melt stream. The additives are fed to a feed pump via an extruder. The partial melt stream supplemented by the additives is then fed back to the main melt stream.

Aus der DE 100 49 617 A1 ist eine Vorrichtung zum Einspeisen von Additiven in einen Polymerschmelzestrom bekannt, bei der ein Teilstrom von dem Hauptschmelzestrom abgezweigt und zur Einmischung eines Additivs einer Planetenradpumpe zugeführt wird. Die Planetenradpumpe verfügt über sechs Planetenräder, die sechs gleiche Teilströme proportional zur Drehzahl fördert. Ein Teilstrom ist das Additiv, während die anderen fünf Teilströme Polymer sind, die über Stichleitungen aus der Produktleitung in die Planetenradpumpe strömen. Der Additivstrom wird jeweils zur Hälfte über das Sonnen- und das Planetenrad mit gleichen volumetrischen Teilen Polymer zu zwei Austrittsbohrungen gefördert, und Additiv und Polymer werden anschließend in einem ersten Mischer durchmischt. In einem zweiten Mischer werden die restlichen Polymerströme aus der Planetenradpumpe zugeführt und zu einer Vorvermischung im volumetrischen Verhältnis 1 : 5 vereint. Im Anschluß daran wird die Vormischung in die Produktleitung eingespeist, wo Polymer und Vormischung in einer weiteren Mischstrecke homogenisiert werden.From the DE 100 49 617 A1 A device for feeding additives into a polymer melt stream is known, in which a partial stream is branched off from the main melt stream and fed to a planetary gear pump for mixing in an additive. The planetary gear pump has six planetary gears that deliver six equal partial flows proportional to the speed. One partial flow is the additive, while the other five partial flows are polymer, which flow from the product line into the planetary gear pump via branch lines. Half of the additive flow is conveyed via the sun and planet gears with the same volumetric parts of polymer to two outlet bores, and the additive and polymer are then mixed in a first mixer. In a second mixer, the remaining polymer streams are fed from the planetary gear pump and combined for premixing in a volumetric ratio of 1: 5. The premix is then fed into the product line, where polymer and premix are homogenized in a further mixing section.

Das Mischungsverhältnis zwischen Additiv und Polymer ist abhängig von der Drehzahl der Planetenradpumpe. Die Drehzahl der Pumpe kann aber nur innerhalb eines bestimmten Bereichs verändert werden. Damit sind der Einstellung des Mischungsverhältnisses über die Drehzahl Grenzen gesetzt.The mixing ratio between additive and Polymer is dependent from the speed of the planetary gear pump. The speed of the pump can but can only be changed within a certain range. So that’s the Setting the mixing ratio via the Speed limits set.

Zur Umstellung der Produktion von Fasern ohne Additiv auf ein Additiv oder mit einem anderen Additiv ist grundsätzlich ein Abstellen der Spinnanlage erforderlich. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen sollte aber die Produktion bei laufender Spinnanlage umgestellt werden können.To change the production of Fibers without an additive on an additive or with another additive is fundamental a shutdown of the spinning system required. For economic reasons, however production can be changed while the spinning system is running.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einspeisen eines Additivs in einen Polymerschmelzestrom zu schaffen, die ein größeres Einsatzspektrum bietet.The invention has for its object a Device for feeding an additive into a polymer melt stream to create a wider range of uses offers.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is solved with the features specified in claim 1. advantageous embodiments the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet ein größeres Einsatzspektrum durch die variable Einstellung des Mischungsverhältnisses der Vormischung zwischen Additiv und Polymer. Insbesondere kann das Mischungsverhältnis auf 5 : 1, 4 : 2 und 3 : 3 eingestellt werden. Die Einstellung des Mischungsbehältnisses kann grundsätzlich bei laufender Spinnanlage erfolgen.The device according to the invention offers a larger range of uses by the variable setting of the mixing ratio of the premix between Additive and polymer. In particular, the mixing ratio can be 5: 1, 4: 2 and 3: 3 can be set. The setting of the mixing container can basically with the spinning system running.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Durchgangskanal auf, der den Einlaß und Auslaß für den Polymerschmelzestrom verbindet. Die Dosierung des Additivs erfolgt mit einer Planetenradpumpe, die mindestens drei Planetenräder aufweist, denen jeweils ein Zulaufkanal zum Zuführen von Polymer oder Additiv und ein Ablaufkanal zum Abführen von Polymer oder einem Additiv-Polymergemisch zugeordnet sind.The device according to the invention has a Through channel on which the inlet and outlet for the polymer melt flow combines. The additive is dosed with a planetary gear pump, the at least three planet gears which each have an inlet channel for supplying polymer or additive and a drain channel for discharging Polymer or an additive-polymer mixture assigned.

Die Zulaufkanäle führen zu Zulauföffnungen des Planentenrads, wobei für jede Zulauföffnung ein separater Zulaufkanal vorhanden sein kann. Mehrere Zulaufkanäle können auch zu einem gemeinsamen Zuführkanal zusammengeführt sein. Beispielsweise können mehrere Zulaufkanäle über einen Ringkanal miteinander verbunden sein.The inlet channels lead to inlet openings of the Planet wheel, being for every inlet opening there may be a separate inlet channel. Multiple inlet channels can also to a common feed channel together his. For example several inlet channels via one Ring channel to be connected.

Die Einrichtung zum Verändern des Mischungsverhältnisses der Vormischung zwischen Polymer und Additiv ist derart ausgebildet, dass mindestens zwei Zulaufkanäle wahlweise entweder mit einem Einlaß für Additiv oder mit dem Durchgangskanal strömend verbunden werden können, wobei die verbleibenden Zulaufkanäle mit dem Durchgangskanal strömend verbunden sind. Dabei müssen die Zulaufkanäle nicht direkt mit dem Einlaß für Additiv bzw. dem Durchgangskanal verbunden sein, die Verbindung kann auch mit weiteren Zwischenkanälen hergestellt werden.The device for changing the mixing ratio the premix between polymer and additive is designed such that at least two inlet channels either with an additive inlet or with the through-channel streaming can be connected the remaining inlet channels with the through channel streaming are connected. Doing so the inlet channels not directly with the additive inlet or the through channel, the connection can also with further intermediate channels getting produced.

Wenn die Produktion ohne Einmischen von Additiv erfolgen soll, werden alle Zulaufkanäle mit dem Durchgangskanal strömend verbunden. Ansonsten werden ein oder mehrere Zulaufkanäle mit dem Einlaß für Additiv strömend verbunden, während die verbleibenden Zulaufkanäle mit dem Durchgangskanal strömend verbunden sind.If the production without interference Additive is to be used, all inlet channels with the through channel streaming connected. Otherwise, one or more inlet channels with the Additive inlet streaming connected while the remaining inlet channels flowing with the through-channel are connected.

Von Vorteil ist, dass die Einrichtung zum Verändern des Mischungsverhältnisses eine Umstellung der Produktion über die Drehzahlgrenzen der Planetenradpumpe hinaus erlaubt. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweigt von dem Durchgangskanal ein Zuführkanal für Polymer ab, mit dem die mindestens zwei Zulaufkanäle strömend verbunden werden können, d. h. die Zulaufkanäle sind nicht direkt mit dem Durchgangskanal verbunden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht eine Einrichtung zum Absperren des Zuführkanals für Polymer vor, die ein Verändern des Mischungsverhältnisses auch dann erlaubt, wenn hierzu Umbauarbeiten an der erfindungsgemäßen Vorrichtung erforderlich sein sollten, bei denen ohne Abschalten der Spinnanlage Polymer oder Additiv austreten könnte.It is advantageous that the device for changing the mixing ratio allows a change in production beyond the speed limits of the planetary gear pump. In a preferred embodiment of the device according to the invention device branches off from the through-channel a feed channel for polymer, with which the at least two inlet channels can be connected in a flowing manner, ie the inlet channels are not directly connected to the through-channel. A particularly preferred embodiment provides a device for shutting off the feed channel for polymer, which allows the mixing ratio to be changed even if this requires conversion work on the device according to the invention, in which polymer or additive could escape without switching off the spinning system.

Die Einrichtung zum Absperren des Zuführkanals für Polymer ist vorzugsweise als eine Einrichtung zum Erstarren des Polymerstroms ausgebildet. Vorteilhafterweise weist die Einrichtung zum Erstarren des Polymerstroms einen den Zuführkanal für Polymer umschließenden Strömungskanal für ein Kühlmedium auf, wobei als Kühlmedium zweckmäßigerweise Druckluft verwandt wird.The device to shut off the feed channel for polymer is preferably as a means for solidifying the polymer stream educated. Advantageously, the device for solidification of the polymer stream into the feed channel for polymer enclosing flow channel for a cooling medium on, being the cooling medium expediently Compressed air is used.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung zum Verändern des Mischungsverhältnisses verfügt über einen Ventilkörper mit einem ersten und zweiten Gehäusekörper, die in unterschiedlichen Positionen miteinander verschraubt werden können. In den Gehäusekörpern sind Strömungspfade derart ausgebildet, dass in Abhängigkeit von der Position, in der die Gehäusekörper miteinander verschraubt sind, die Zulaufkanäle entweder strömend mit dem Einlaß für Additiv oder mit dem Durchgangskanal verbunden sind. Damit kann das Mischungsverhältnis allein durch Abschrauben des einen Gehäusekörpers und Wiederaufschrauben in einer anderen Position verändert werden. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der Vermeidung von Toträumen, an denen sich Rückstände bilden können, sowie der Möglichkeit einer strömungsoptimierten Formgebung.A particularly preferred embodiment the facility for changing the mixing ratio has one valve body with a first and second housing body that can be screwed together in different positions. In the housing bodies are flow paths formed such that depending on the position in which the housing body with each other are screwed, the inlet channels either pouring with the inlet for additive or are connected to the through channel. This allows the mixing ratio alone by unscrewing one housing body and Re-screwing can be changed in a different position. An essential one Advantage of this embodiment lies in avoiding dead spaces, where residues form can, as well as the possibility a flow optimized Shaping.

Die Planetenradpumpe mit den Zu- und Ablaufkanälen und der Durchgangskanal mit dem Einspeiseelement sind vorzugsweise in einem Gehäusekörper angeordnet, der ein oder mehrteilig sein kann. Mit diesem Gehäusekörper ist vorzugsweise der Ventilkörper der Einrichtung zum Verändern des Mischungsverhältnisses verschraubt. Es sind aber auch andere Verbindungstechniken möglich.The planetary gear pump with the and drainage channels and the through-channel with the feed element are preferred arranged in a housing body, which can be one or more parts. With this housing body is preferably the valve body the facility for changing the mixing ratio screwed. However, other connection techniques are also possible.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.In the following an embodiment of the Invention explained with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 das Leitungselement, das Zwischenelement und die Pumpenbaugruppe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung, wobei der Ventilkörper nicht dargestellt ist, 1 the line element, the intermediate element and the pump assembly of the device according to the invention in a perspective, partially sectioned illustration, the valve body not being shown,

2 eine weitere perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung der Vomchtung von 1, 2 another perspective, partially sectioned representation of the ruling of 1 .

3 das obere Teilstück des Zwischenelements zusammen mit dem Ventilkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer, teilweise geschnittener Explosionsdarstellung, 3 the upper section of the intermediate element together with the valve body of the device according to the invention in a perspective, partially sectioned exploded view,

4 eine Ansicht der Vorrichtung von 3 aus der Richtung des Pfeils IV, 4 a view of the device of 3 from the direction of arrow IV,

5 das obere Teilstück des Zwischenelements zusammen mit dem Ventilkörper in der Draufsicht, 5 the top section of the intermediate element together with the valve body in plan view,

6 Zwischenelement und Ventilkörper in der Seitenansicht, 6 Side element and valve body in side view,

7 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 6, 7 a section along the line AA of 6 .

8 einen Schnitt entlang der Linie B-B von 6, 8th a section along the line BB of 6 .

9 einett Schnitt entlang der Linie C-C von 6, 9 a section along the line CC of 6 .

10 verschiedene Ansichten des ersten und zweiten Gehäusekörpers des Ventilkörpers in einer ersten Position zur Einstellung eines Mischungsverhältnisses von 5 : 1 in schematischer Darstellung, 10 different views of the first and second housing body of the valve body in a first position for setting a mixing ratio of 5: 1 in a schematic representation,

11 verschiedene Ansichten des ersten und zweiten Gehäusekörpers des Ventilkörpers in einer zweiten Position zur Einstellung eines Mischungsverhältnisses von 4 : 2 in schematischer Darstellung. 11 different views of the first and second housing body of the valve body in a second position for setting a mixing ratio of 4: 2 in a schematic representation.

Die Vomchtung zum Einspeisen von Additiven ist eine Weiterentwicklung der Einspeisevorrichtung, die in der DE 100 49 617 A1 im Einzelnen beschrieben ist. Auf die Offenbarung dieser deutschen Offenlegungsschrift wird daher ausdrücklich Bezug genommen.The device for feeding additives is a further development of the feed device which is used in the DE 100 49 617 A1 is described in detail. Reference is therefore expressly made to the disclosure of this German published application.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen mehrteiligen Gehäusekörper 1 (1 und 2) und einen Ventilkörper 2 (3 und 4) auf, die miteinander verschraubt sind. Die 1 und 2 zeigen nur den mehrteiligen Gehäusekörper 1 der Vorrichtung.The device according to the invention has a multi-part housing body 1 ( 1 and 2 ) and a valve body 2 ( 3 and 4 ) that are screwed together. The 1 and 2 only show the multi-part housing body 1 the device.

Der mehrteilige Gehäusekörper 1 weist ein Leitungselement 3, ein Zwischenelement 4 mit einem unteren ersten und einem oberen zweiten Teilstück 4a, 4b und eine Pumpenbaugruppe 5 auf, die in der vorgenannten Reihenfolge übereinander angeordnet sind.The multi-part housing body 1 has a line element 3 , an intermediate element 4 with a lower first and an upper second section 4a . 4b and a pump assembly 5 on, which are arranged one above the other in the aforementioned order.

In dem Leitungselement 3 ist ein Durchgangskanal 6 ausgebildet, der sich aus einem radialen Kanalabschnitt 8 und einem axialen Kanalabschnitt 7 zusammensetzt, die im rechten Winkel zueinander verlaufen.In the pipe element 3 is a through channel 6 formed, which consists of a radial channel section 8th and an axial channel section 7 composed that run at right angles to each other.

Das untere Zwischenelement 4a, das an das Leitungselement 3 angeflanscht ist, weist ein im Wesentlichen rohrförmiges Einspeiseelement 9 auf, das sich in den axialen Kanalabschnitt 7 des Durchgangkanals 6 erstreckt.The lower intermediate element 4a that to the line element 3 is flanged, has an essentially tubular feed element 9 on that is in the axial channel section 7 of the through channel 6 extends.

Um das Einspeiseelement 9 sind Öffnungen 10 in gleichbleibenden Abständen umfangsmäßig verteilt angeordnet, durch die Schmelze stromauf des Einspeiseelements 9 in das Zwischenelement 4 ein- oder austreten kann.To the feed element 9 are openings 10 arranged circumferentially distributed at constant intervals, through the melt upstream of the feed element 9 in the intermediate element 4 can enter or exit.

Das Einspeiseelement 9 weist einen ersten oberen Abschnitt 9', der im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, und einen zweiten unteren Abschnitt 9" auf, der in Strömungsrichtung konisch zusammenläuft. In Analogie dazu weist der axiale Kanalabschnitt 7 des Durchgangskanals 6 einen ersten zylindrischen Abschnitt 7' und einen zweiten konischen Abschnitt 7'' auf. Zwischen der Wandung des axialen Kanalabschnitts 7 und der Außenwand des Einspeiseelements 9 ist ein Ringkanal 11 ausgebildet, der über die gesamte Länge einen im Wesentlichen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt hat. An den zweiten Abschnitt 7'' des axialen Kanalabschnitts 7 schließt sich in Strömungsrichtung ein dritter Abschnitt 7''' an, dessen Strömungsquerschnitt wiederum dem Strömungsquerschnitt des zweiten Abschnitts 7'' entspricht.The feed element 9 has a first upper section 9 ' which is essentially cylindrical is formed, and a second lower portion 9 " on, which converges conically in the direction of flow. By analogy, the axial channel section points 7 of the through channel 6 a first cylindrical section 7 ' and a second conical section 7 '' on. Between the wall of the axial channel section 7 and the outer wall of the feed element 9 is a ring channel 11 formed, which has a substantially constant flow cross-section over the entire length. The second section 7 '' of the axial channel section 7 a third section closes in the direction of flow 7 ''' whose flow cross-section in turn corresponds to the flow cross-section of the second section 7 '' equivalent.

In dem Einspeiseelement 9 ist ein erster axialer Einspeisekanal 12 ausgebildet, der sich bis zu der Unterseite des Zwischenelementteilstücks 4a erstreckt, wobei in dem Einspeisekanal 12 ein erster statischer Mischer 13 angeordnet ist. In dem zweiten Zwischenelementteilstück 4b ist ein zweiter axialer Einspeisekanal 14 ausgebildet, der mit dem ersten Einspeisekanal 12 fluchtet. In dem oberen Kanalabschnitt des zweiten Einspeisekanals 14 ist ein zweiter statischer Mischer 15 angeordnet. Die statischen Mischer 13, 15 sind lediglich schematisch dargestellt und können beispielsweise aus mehreren versetzt angeordneten Leitungselementen bestehen.In the feed element 9 is a first axial feed channel 12 formed up to the bottom of the intermediate element section 4a extends, being in the feed channel 12 a first static mixer 13 is arranged. In the second intermediate element section 4b is a second axial feed channel 14 trained with the first feed channel 12 flees. In the upper channel section of the second feed channel 14 is a second static mixer 15 arranged. The static mixers 13 . 15 are only shown schematically and can for example consist of several staggered line elements.

Der nicht dargestellte Polymerschmelzeteilstrom, der von dem Hauptschmelzestrom abgezweigt wird, fließt bei Betrieb der Vorrichtung über den Einlaß 16 in den Durchgangskanal 6 und über den Auslaß 17 wieder aus dem Durchgangskanal ab, während das Additiv-Polymergemisch über das Einspeiseelement 9 mittig in den Polymerstrom eingespeist wird.The partial polymer melt stream, not shown, which is branched off from the main melt stream flows through the inlet when the device is in operation 16 in the through channel 6 and over the outlet 17 back out of the through channel, while the additive-polymer mixture via the feed element 9 is fed into the middle of the polymer stream.

Die Dosierung des Additivs erfolgt mit der Pumpenbaugruppe 5, die eine nicht dargestellte Planetenradpumpe mit einem Sonnenrad und sechs Planetenrädern umfasst. Jedem Planetenrad ist ein Zulaufkanal 18 und ein Ablaufkanal 19 zugeordnet. Die Zulaufkanäle 18 führen entweder Polymer oder Additiv, während die Ablaufkanäle 19 entweder Polymer oder ein Additiv-Polymergemisch führen.The additive is dosed with the pump assembly 5 , which comprises a planet gear pump, not shown, with a sun gear and six planet gears. There is an inlet channel for each planet gear 18 and a drain channel 19 assigned. The inlet channels 18 carry either polymer or additive during the drain channels 19 lead either polymer or an additive-polymer mixture.

Bei der vorliegenden Ausführungsform mit einer Planetenradpumpe, die sechs Planetenräder aufweist, sind drei Zulaufkanäle 18', 18'', 18''' vorgesehen, die entweder Polymer oder Additiv führen, während die verbleibenden drei Zulaufkanäle nur Polymer führen.In the present embodiment with a planet gear pump that has six planet gears, there are three inlet channels 18 ' . 18 '' . 18 ' provided that carry either polymer or additive, while the remaining three feed channels only carry polymer.

Die Zulaufkanäle 18, die nur Polymer führen, erstrecken sich von den Öffnungen 10 in dem Leitungselement 3, durch das Zwischenelement 4 bis zu den Eintrittsöffnungen 5a der Planetenradpumpe. Der Verlauf der Zulaufkanäle 18', 18'', 18''', die wahlweise Polymer oder Additiv führen, wird nachfolgend noch im Einzelnen beschrieben.The inlet channels 18 that only carry polymer extend from the openings 10 in the line element 3 , through the intermediate element 4 to the entry openings 5a the planetary gear pump. The course of the inlet channels 18 ' . 18 '' . 18 ' which optionally carry polymer or additive is described in detail below.

Die Dosierung des Additivs mit der Planetenradpumpe beruht darauf, dass der Strom von einem Zulaufkanal in zwei gleiche Teile in die Zahnlücken von Sonnen- und Planetenrad aufgeteilt wird. Dementsprechend sind jedem Ablaufkanal die beiden Hälften der beiden Zulaufströme aus den benachbarten Zulauflcanälen zugeordnet.The dosage of the additive with the Planetary gear pump relies on the flow from an inlet channel in two equal parts in the tooth gaps of the sun and planet gears is divided. Accordingly, each drain channel is the two halves of the two feed streams from the neighboring inlet channels assigned.

Wenn die Vorrichtung beispielsweise mit einem Mischungsverhältnis der Vormischung von Polymer zu Additiv von 5 : 1 betrieben wird, führt ein Zulaufkanal Additiv und fünf Zulaufkanäle Polymer, während zwei Ablaufkanäle ein Polymer-Additivgemisch und vier Ablaufkanäle Polymer führen. Wird die Vorrichtung mit einem Mischungsverhältnis von 4 : 2 betrieben, führen zwei Zulaufkanäle Additiv und vier Zulaufkanäle Polymer, während vier Ablaufkanäle Additiv-Polymergemisch führen.For example, if the device with a mixing ratio the premixing of polymer to additive is operated at 5: 1, introduces Inlet channel additive and five supply channels Polymer while two drainage channels a polymer additive mixture and four drain channels polymer. Will the Device operated with a mixing ratio of 4: 2, to lead two inlet channels Additive and four inlet channels Polymer while four drainage channels Additive-polymer mixture lead.

Bei der vorliegenden Planetenradpumpe mit sechs Planetenrädern sind sechs Ablaufkanäle 19 vorgesehen, von denen zwei Ablaufkanäle zu dem zweiten Mischer 13 im zweiten Einspeisekanal 12 und vier Ablaufkanäle zu dem ersten Mischer 15 im ersten Einspeisekanal 14 führen.In the present planetary gear pump with six planetary gears, there are six drainage channels 19 provided two drain channels to the second mixer 13 in the second feed channel 12 and four drain channels to the first mixer 15 in the first feed channel 14 to lead.

Nachfolgend wird der Verlauf der drei Zulaufkanäle 18', 18'', 18''' zum wahlweisen Zuführen von Polymer oder Additiv beschrieben. Der wahlweise Betrieb der Zulaufkanäle mit Additiv oder Polymer ist mit dem Ventilkörper 2 möglich, der eine Umlenkung der Ströme erlaubt.The following is the course of the three inlet channels 18 ' . 18 '' . 18 ' described for optional addition of polymer or additive. The optional operation of the inlet channels with additive or polymer is with the valve body 2 possible, which allows a diversion of the currents.

Der Ventilkörper 2 weist einen ersten Gehäusekörper 20 und einen zweiten Gehäusekörper 21 auf, die miteinander verschraubt sind. Der erste Gehäusekörper 20 des Ventilkörpers 2 ist seitlich an dem mehrteiligen Gehäusekörper 1 mit dem Leitungselement 3, Zwischenelement 4 und der Pumpenbaugruppe 5 angesetzt und mit dem Gehäusekörper 1 ebenfalls verschraubt. Die Schrauben, mit dem der zweite mit dem ersten Gehäusekörper 20, 21 des Ventilkörpers 2 verschraubt ist, sind mit den Bezugszeichen 22 und die Schrauben, mit denen der erste Gehäusekörper 20 des Ventilkörpers 2 mit dem Gehäusekörper 1 verschraubt ist, mit dem Bezugszeichen 23 versehen.The valve body 2 has a first housing body 20 and a second housing body 21 that are screwed together. The first case body 20 of the valve body 2 is on the side of the multi-part housing body 1 with the line element 3 , Intermediate element 4 and the pump assembly 5 attached and with the housing body 1 also screwed. The screws with which the second with the first housing body 20 . 21 of the valve body 2 is screwed are with the reference numerals 22 and the screws that hold the first case body 20 of the valve body 2 with the housing body 1 is screwed with the reference symbol 23 Mistake.

Der zweite Gehäusekörper 21 des Ventilkörpers 2 weist einen Anschluß 24 für einen Extruder zum Zuführen eines Additivs auf. In dem Ventilkörper 2 sind verschiedenen Strömungspfade ausgebildet, mit denen in Abhängigkeit von der Position, in der der zweite Gehäusekörper 21 mit dem ersten Gehäusekörper 20 des Ventilkörpers 2 verschraubt wird, die drei oben genannten Zulaufkanäle entweder mit Additiv oder Polymer beaufschlagt werden.The second case body 21 of the valve body 2 has a connection 24 for an extruder for feeding an additive. In the valve body 2 are formed different flow paths with which depending on the position in which the second housing body 21 with the first housing body 20 of the valve body 2 is screwed, the three above-mentioned inlet channels are acted upon with either additive or polymer.

Von dem Polymerschmelzeteilstrom, der durch den Durchgangskanal 6 strömt, wird über zwei benachbarte Öffnungen 10 in dem Leitungselement 3 stromauf des Einspeiseelements 9 Polymer abgezweigt. Hierzu sind in dem oberen Teilstück 4a des Zwischenelements die von den Öffnungen 10 abgehenden Zulaufkanäle 18 über einen Ringkanal 53 (4) miteinander verbunden, von dem sich ein gemeinsamer Zuführkanal 25 für Polymer in den ersten Gehäusekörper 20 des Ventilkörpers 2 bis zu dessen Stirnfläche 26 erstreckt (4).From the partial polymer melt stream flowing through the through-channel 6 flows through two neighboring openings 10 in the line element 3 upstream of the feed element 9 Polymer branched. For this are in the upper section 4a of the intermediate element from the openings 10 outgoing inlet channels 18 via a ring channel 53 ( 4 ) interconnected, from which there is a common feed channel 25 for polymer in the first housing body 20 of the valve body 2 up to its face 26 extends ( 4 ).

Den Planetenrädern der Planetenradpumpe sind zwei Zulaufkanäle 18', 18" zugeordnet, die über einen Ringkanal 50 miteinander verbunden sind und in einen gemeinsamen Zuführkanal 34 für Additiv oder Polymer übergehen, der sich ebenfalls in den ersten Gehäusekörper 20 des Ventilkörpers 3 bis zu dessen Stirnfläche 26 erstreckt. Die Ein- bzw. Austrittsöffnungen 27, 28 der gemeinsamen Zuführkanäle 25, 34 sind an der Stirnfläche 26 des ersten Gehäusekörpers 20 derart angeordnet, dass sie in der rechten Hälfte der Stirnfläche übereinander liegen (10 und 11).The planet gears of the planet gear pump have two inlet channels 18 ' . 18 " assigned via a ring channel 50 are interconnected and in a common feed channel 34 for additive or polymer, which is also in the first housing body 20 of the valve body 3 up to its face 26 extends. The entry and exit openings 27 . 28 of the common feed channels 25 . 34 are on the face 26 of the first housing body 20 arranged in such a way that they lie one above the other in the right half of the end face ( 10 and 11 ).

Auch der dritte Zulaufkanal 18''', der wahlweise mit Polymer oder Additiv beaufschlagt werden kann, erstreckt sich in den ersten Gehäusekörper 20 des Ventilkörpers 2 bis zu dessen Stirnfläche 26 (3). Die Ein- bzw. Austrittsöffnung 29 des dritten Zulaufkanals 18''' liegt zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen 27, 28 in der linken Hälfte des Gehäusekörpers. Die drei Ein- und Austrittsöffnungen 27, 28, 29 sind derart angeordnet, dass sie auf einem Kreis liegen, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse 51 des Ventilkörpers 3 liegt (10 und 11).Also the third inlet channel 18 ' , which can optionally be loaded with polymer or additive, extends into the first housing body 20 of the valve body 2 up to its face 26 ( 3 ). The entrance or exit opening 29 of the third inlet channel 18 ' lies between the inlet and outlet openings 27 . 28 in the left half of the case body. The three entry and exit openings 27 . 28 . 29 are arranged so that they lie on a circle, the center of which is on the longitudinal axis 51 of the valve body 3 lies ( 10 and 11 ).

Von dem Anschluß 24 zum Zuführen von Additiv erstreckt sich schräg durch den zweiten Gehäusekörper 21 des Ventilkörpers 2 ein Zuführkana131 für Additiv, dessen Ein- bzw. Austrittsöffnung 32 an der Stirnfläche 33 des zweiten Gehäusekörpers 21 angeordnet ist. Der radiale Abstand zwischen der Längsachse 51 und der Öffnung 32 entspricht dem Radius des Kreises, auf dem die Ein- bzw. Austrittsöffnungen 27, 28, 29 an der Stirnfläche 26 des ersten Gehäusekörpers 20 des Ventilkörpers 2 liegen.From the connection 24 for feeding additive extends obliquely through the second housing body 21 of the valve body 2 a feed channel 131 for additive, its inlet or outlet opening 32 on the face 33 of the second housing body 21 is arranged. The radial distance between the longitudinal axis 51 and the opening 32 corresponds to the radius of the circle on which the inlet and outlet openings 27 . 28 . 29 on the face 26 of the first housing body 20 of the valve body 2 lie.

In dem zweiten Gehäusekörper 21 des Ventilkörpers 2 ist darüber hinaus ein Bypass 56 derart ausgebildet, dass eine Strömungsverbindung entweder zwischen den Öffnungen 27 und 28 (10) oder den Öffnungen 28 und 29 (11) hergestellt werden kann, wenn die beiden Gehäusekörper 20, 21 in der entsprechenden Position miteinander verschraubt werden.In the second housing body 21 of the valve body 2 is also a bypass 56 formed such that a flow connection either between the openings 27 and 28 ( 10 ) or the openings 28 and 29 ( 11 ) can be produced if the two housing bodies 20 . 21 screwed together in the appropriate position.

10 zeigt die Stellung, in der die beiden Gehäusekörper 20, 21 des Ventilkörpers 2 verschraubt werden, um für die Vormischung ein Mischungsverhältnis von 5 : 1 einzustellen. In dieser Position ist der Zuführkanal 31 für Additiv mit dem Zulaufkanal 18''' (Öffnung 29) verbunden (3), während mittels des einen Bypasskanal bildenden Strömungspfades 56 der Zuführkanal 25 (Öffnung 28) für Polymer über den gemeinsamen Zuführkanal 34 (Öffnung 27) mit den Zulaufkanälen 18', 18'' verbunden ist (4). Folglich wird nur ein Zulaufkanal 18''' mit Additiv beaufschlagt, das über den Anschluß 24 aus dem nicht dargestellten Extruder zugeführt wird, wobei die verbleibenden Zulaufkanäle 18' und 18'' mit Polymer beaufschlagt werden. 10 shows the position in which the two housing bodies 20 . 21 of the valve body 2 screwed to set a mixing ratio of 5: 1 for the premix. The feed channel is in this position 31 for additive with the inlet channel 18 ' (Opening 29 ) connected ( 3 ) while using the flow path forming a bypass channel 56 the feed channel 25 (Opening 28 ) for polymer via the common feed channel 34 (Opening 27 ) with the inlet channels 18 ' . 18 '' connected is ( 4 ). As a result, only one inlet channel 18 ' with additive applied via the connection 24 is fed from the extruder, not shown, the remaining feed channels 18 ' and 18 '' be charged with polymer.

Über die Zulaufkanäle 18 gelangen Polymerschmelze bzw. Additiv in die Planetenradpumpe, in der es bei den das Additiv fördernden Zahnrädern zur Kombination von Additiv und Polymerschmelze kommt. Ein Additiv-Polymerschmelze-Gemisch fließt durch die beiden dem Additiv-Zulaufkanal unmittelbar benachbarten Ablaufkanäle 19, wohingegen durch die verbleibenden Ablaufkanäle reine Polymerschmelze zurückfließt.Via the inlet channels 18 polymer melt or additive reach the planetary gear pump, in which there is a combination of additive and polymer melt in the gearwheels conveying the additive. An additive-polymer melt mixture flows through the two outlet channels immediately adjacent to the additive inlet channel 19 , whereas pure polymer melt flows back through the remaining drainage channels.

Das Additiv-Polymerschmelze-Gemisch strömt über zwei Ablaufkanäle in den ersten statischen Mischer 13 im zweiten Einspeisekanal 12, um dort intensiv vorvermischt zu werden. Das aus dem zweiten Einspeisekanal austretende Gemisch gelangt dann in den zweiten Einspeisekanal 14, dem über die verbleibenden vier Ablaufkanäle 19 Polymerschmelze zuströmt. Mit dem ersten statischen Mischer 15 werden die Ströme zu einer Vormischung mit dem Mischungsverhältnis 5:1 vermischt, die aus dem Einspeiselement 9 austritt und in den Durchgangskanal 6 gelangt.The additive-polymer melt mixture flows into the first static mixer via two discharge channels 13 in the second feed channel 12 to be pre-mixed intensively there. The mixture emerging from the second feed channel then passes into the second feed channel 14 , via the remaining four drainage channels 19 Polymer melt flows in. With the first static mixer 15 the streams are mixed to a premix with the mixing ratio 5: 1, which comes from the feed element 9 exits and into the through channel 6 arrives.

Zur Einstellung eines Mischungsverhältnisses von Polymer und Additiv von 4: 2 wird der zweite Gehäusekörper 21 des Ventilkörpers 2 nach Lösen der Schrauben 22 abgenommen und in der in 11 gezeigten Position wieder mit dem ersten Gehäusekörper 20 verschraubt. In dieser Position verbindet der Bypass 56 den Zuführkanal 25 (4) für Polymer (Öffnung 28) mit dem Zulaufkanal 18''' (Öffnung 29), während Additiv aus dem Zuführkanal 31 über den gemeinsamen Zuführkanal 34 (Öffnung 27) in die Zulaufkanäle 18', 18'' strömt. Folglich werden die beiden Zulaufkanäle 18', 18'', die zuvor mit Polymer beaufschlagt worden sind, mit Additiv beaufschlagt, wohingegen der Zulaufkanal 18''', der zuvor mit Additiv beaufschlagt worden ist, mit Polymer beaufschlagt wird. Damit werden insgesamt zwei Zulaufkanäle der sechs Zulaufkanäle 18 mit Additiv und vier Zulaufkanäle mit Polymer beaufschlagt.To set a mixing ratio of polymer and additive of 4: 2, the second housing body 21 of the valve body 2 after loosening the screws 22 removed and in the in 11 shown position again with the first housing body 20 screwed. In this position the bypass connects 56 the feed channel 25 ( 4 ) for polymer (opening 28 ) with the inlet channel 18 ' (Opening 29 ) while additive from the feed channel 31 via the common feed channel 34 (Opening 27 ) into the inlet channels 18 ' . 18 '' flows. As a result, the two inlet channels 18 ' . 18 '' , which have previously been charged with polymer, with additive, whereas the inlet channel 18 ' which has previously been charged with additive is charged with polymer. This makes a total of two inlet channels of the six inlet channels 18 with additive and four inlet channels with polymer.

Wenn ein Additiv nicht zugeführt werden soll, kann der zweite Gehäusekörper 21 des Ventilkörpers 2 aber auch gegen einen nicht dargestellten, nach Art eines Deckels ausgebildeten Gehäusekörper ausgetauscht werden, der eine Strömungsverbindung zwischen sämtlichen Ein- und Austrittsöffnungen 27, 28, 29 herstellt. Folglich werden dann alle Zblaufkanäle 18 mit Polymer beaufschlagt, das über den Zuführkanal 25 von dem Durchgangskanal 6 abgezweigt wird.If an additive is not to be added, the second housing body can 21 of the valve body 2 but can also be exchanged for a housing body, not shown, designed in the manner of a cover, which has a flow connection between all inlet and outlet openings 27 . 28 . 29 manufactures. As a result, all access channels then become 18 charged with polymer via the feed channel 25 from the through channel 6 is branched off.

Grundsätzlich sind aber auch alle anderen Varianten möglich, beispielsweise können mehr als drei Zulaufkanäle gleichzeitig mit Additiv beaufschlagt werden. Auch kann die Anzahl der Planetenräder erhöht werden, wodurch sich zwangsläufig weitere Zu- und Ablaufkanäle ergeben.But basically everyone is other variants possible, for example more than three inlet channels can be loaded with additive at the same time. Also the number the planet gears elevated be inevitable further inlet and outlet channels result.

Um die zur Einstellung unterschiedlicher Mischungsverhältnisse erforderlichen Umbauarbeiten vornehmen zu können, braucht der Hauptschmelzestrom nicht unterbrochen zu werden. Es ist lediglich eine Unterbrechung des Polymerstroms erforderlich, der von dem durch den Durchgangskanal 6 fließenden Teilschmelzestrom abgezweigt wird. Hierzu ist eine Einrichtung 35 zum Absperren des Polymerstroms vorgesehen, der durch den Zuführkanal 25 fließt (6 und 7). Es handelt sich dabei um eine Einrichtung, mit der der Polymerstrom erstarrt (eingefroren) werden kann. Die Einrichtung weist einen den Zuführkanal 25 für Polymer umschließenden Druckluftkanal 36 auf, der mit einem nicht dargestellten Druckluftanschluß versehen ist. In dem von dem Druckluftkanal 36 umschlossenen Bereich verjüngt sich der Zuführkanal 32 für Polymer.The main melt flow need not be interrupted in order to be able to carry out the conversion work required to set different mixing ratios. All that is required is an interruption in the polymer flow from that through the through channel 6 flowing partial melt stream is branched off. There is a facility for this 35 provided to shut off the polymer flow through the feed channel 25 flows ( 6 and 7 ). It is a Device with which the polymer stream can be solidified (frozen). The device has a feed channel 25 for polymer enclosing compressed air duct 36 on, which is provided with a compressed air connection, not shown. In that of the compressed air duct 36 enclosed area, the feed channel tapers 32 for polymer.

Vor den Umbauarbeiten wird der Druckluftkanal 36 mit Druckluft als Kühlmedium beaufschlagt, wodurch die Schmelze langsam erstarrt. Dann kann der zweite Gehäusekörper 21 des Ventilkörpers 2 abgenommen, wieder in einer anderen Position aufgeschraubt oder zur Herstellung einer Strömungsverbindung zwischen den Öffnungen 27, 28, 29 durch einen als Verschlussdeckel ausgebildeten Gehäusekörper ersetzt werden. Daraufhin wird die Druckluftzufuhr abgeschaltet, so dass wieder Polymer durch den Zuführkanal 25 strömt.Before the renovation work the compressed air duct 36 acted on with compressed air as the cooling medium, whereby the melt slowly solidifies. Then the second housing body 21 of the valve body 2 removed, screwed on again in another position or to establish a flow connection between the openings 27 . 28 . 29 be replaced by a housing body designed as a sealing cover. The compressed air supply is then switched off, so that polymer again through the supply channel 25 flows.

Von Vorteil ist, dass die gesamte Anordnung immer mit einem Medium beaufschlagt ist, so dass sich keine Rückstände ablagern können.The advantage is that the whole Arrangement is always loaded with a medium, so that do not deposit any residues can.

Claims

Device for feeding additives into a polymer melt stream with an inlet ( 16 ) and an outlet ( 17 ) for the polymer melt flow, a through channel connecting the inlet and outlet ( 6 ) for the polymer melt flow, a planetary gear pump ( 5 ) with at least n = 3 planet gears, each with an inlet channel ( 18 ) for feeding polymer or additive and a drain channel ( 19 ) for discharging polymer or an additive-polymer mixture, and a feed element extending into the through-channel ( 9 ), which is connected in a flowing manner to the through-channel, characterized by a device for changing the mixing ratio between polymer and additive, which is designed such that at least two inlet channels ( 18 ' . 18 '' . 18 '' ) either with an inlet ( 24 ) for additive or with the through channel ( 6 ) can be connected in a flowing manner, the remaining inlet channels ( 18 ) are connected to the through channel in a flowing manner.

Device according to claim 1, characterized in that from the through channel ( 6 ) a feed channel ( 25 ) branches off for polymer, with which the at least two inlet channels ( 18 ' . 18 '' . 18 '' ) can be connected in a flowing manner.

Device according to claim 2, characterized in that a device ( 35 ) to shut off the through channel ( 6 ) branching supply channel ( 25 ) is provided for polymer.

Device according to claim 3, characterized in that the device ( 35 ) to shut off the feed channel ( 25 ) is designed for polymer as a device for solidifying the polymer stream.

Device according to claim 4, characterized in that the device ( 35 ) to solidify the polymer stream through the feed channel ( 25 ) for polymer enclosing flow channel ( 36 ) for a cooling medium.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the flow channel ( 36 ) is designed for a cooling medium as a compressed air channel.

Device according to claim 2, characterized in that the device for changing the mixing ratio comprises a valve body ( 2 ) with a first and a second housing body ( 20 . 21 ) which can be screwed together in different positions, with flow paths ( 56 ) are designed such that, depending on the position in which the housing bodies are screwed together, the inlet channels ( 18 ' . 18 '' . 18 '' ) either with the one from the through channel ( 6 ) branching first feed channel ( 25 ) for position polymer or with one of the inlet ( 24 ) for additives outgoing second feed channel ( 31 ) are fluidly connected for additive.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the first and second housing body ( 20 . 21 ) with mutually facing contact surfaces ( 26 . 33 ) can be screwed to each other in a sealing manner, the inlet channels ( 18 ' . 18 '' . 18 '' ) for additive or polymer and the feed channel ( 25 ) for polymer up to the contact surface ( 26 ) of the first housing body ( 20 ) and the feed channel ( 31 ) for the additive up to the contact surface ( 33 ) of the second housing body ( 21 ) extend.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a plurality of inlet channels ( 18 ) with a common feed channel ( 34 ) are connected.

Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the planetary gear pump ( 5 ) with the inlet and outlet channels ( 18 . 19 ) and the through channel ( 6 ) with the feed element ( 9 ) in a single or multi-part housing body ( 1 ) are arranged, the valve body ( 2 ) with the housing body ( 1 ) is screwed.