DE10312187A1

DE10312187A1 - Düsenanordnung eines Unterwasser-Granulators

Info

Publication number: DE10312187A1
Application number: DE10312187A
Authority: DE
Inventors: Achim Hölpert; Stefan Dahlheimer
Original assignee: Rieter Automatik GmbH
Current assignee: Rieter Automatik GmbH
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: DE10312187B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenanordnung eines Unterwasser-Granulators mit einer Düsenplatte, an deren einer Seite eine Wasserkammer mit einem darin neben der Düsenplatte angeordneten Messerrotor und an deren anderer Seite eine Schmelzekanäle enthaltende Rückwand angeordnet ist, mit der die Düsenplatte in fester Verbindung steht, und mit Wärmequellen zur Beheizung der Düsenplatte. Die Düsenplatte ist mit einem Außenkonus in einem Innenkonus der die Wärmequellen enthaltenden Rückwand eingepasst und mittels in die Rückwand eingeführter Schrauben an dieser befestigt, wobei der Konuswinkel so gelegt ist, dass er das Ansetzen und Abnehmen der Düsenplatte in Richtung Wasserkammer ermöglicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düsenanordnung eines Unterwasser-Granulators mit einer Düsenplatte, an deren einer Seite eine Wasserkammer mit einem darin neben der Düsenplatte angeordneten Messerrotor und an deren anderer Seite eine Schmelzekanäle enthaltende Rückwand angeordnet ist, mit der die Düsenplatte in fester Verbindung steht, und mit Wärmequellen zur Beheizung der Düsenplatte.
Eine derartige Düsenanordnung ist in der DE 196 42 389 A1 offenbart. Bei dieser Düsenanordnung ist die Düsenplatte an der Rückwand mittels Schrauben befestigt, die von der Seite der Wasserkammer her die Düsenplatte durchdringen und mit ihrem Gewinde in die Rückwand eingeschraubt sind. Radial von außen sind als Heizpatronen ausgebildete Wärmequellen in die Düsenplatte eingelassen, womit der die Düsenplatte durchströmende Kunststoff auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird. Die notwendige Abdichtung zwischen Düsenplatte und Rückwand erfolgt dadurch, dass diese beiden Bauteile in ebener Anordnung aufeinander aufliegen, wobei zur Erzielung der erforderlichen Dichtigkeit die betreffenden Oberflächen eine entsprechende Oberflächengüte aufweisen müssen. Da bei derartigen Düsenanordnungen regelmäßig die Düsen gereinigt werden müssen, ist es erforderlich, die Düsenplatte unter Lösen der Schrauben von der Rückwand abzunehmen, wobei die notwendige Mitnahme der Heizpatronen diese Abnahme und Behandlung der Düsenplatte erschwert. Die Heizpatronen müssen dann von einem Fachmann abgeklemmt und später wieder angeklemmt werden, was den Reinigungsprozess erheblich behindert, der als Produktionsunterbrechung immer möglichst kurz zu halten ist. Bei der bekannten Düsenanordnung ist die Unterbringung der Heizpatronen in der Düsenplatte darum besonders sinnvoll, weil im Bereich der einander gegenüberstehenden Flächen der Düsenplatte und der Rückwand im radialen äußeren Bereich ein einen Wärmefluss behindernder Spalt vorgesehen ist, aufgrund dessen sich die Anpresskräfte zwischen Düsenplatte und Rückwand auf einen relativ kleinen Bereich der gegenseitigen Anlage konzentrieren, was aus Gründen einer sicheren Abdichtung der Rückwand gegenüber der Düsenplatte erforderlich ist. In den Schmelzekanälen herrschen nämlich normaler Weise Drücke bis zu 250 bar, gegenüber denen die Anlageflächen von Rückwand und Düsenplatte abdichtend standhalten müssen.
Eine andere Gestaltung der Düsenplatte ist in der DE 100 02 408 A1 offenbart. Die Druckschrift zeigt nur eine Düsenplatte, die mit einem Konus in eine Anlagewand einzusetzen ist, die zur Anlage eines elektrischen Heizelementes dient. Damit spielen also die Düsenplatte mit der Anlagewand die gleiche Rolle wie die Düsenplatte in der vorstehend behandelten Druckschrift, wobei in beiden Fällen das bzw. die Heizelemente im Bereich der Düsenplatte bzw. dieser selbst vorgesehen sind. Zur Reinigung der Düsenplatte muss diese zusammen mit der Anlagewand von dem notwendiger Weise dahinterliegenden Wasserkasten abgenommen werden, wobei wegen der Ausrichtung des genannten Konus eine Trennung von Düsenplatte und Anlagewand in Richtung vom Wasserkasten weg erfolgen muss, also in einer Richtung, die ein Entfernen des Wasserkastens erforderlich macht.
Schließlich sei noch auf die EP 0 293 269 B1 verwiesen, in der ebenfalls eine Düsenanordnung eines Unterwasser-Granulators offenbart ist, ohne dass dabei jedoch die Lage von Heizelementen angesprochen wird. Die in der Druckschrift dargestellte Düsenplatte wird ähnlich wie beim Gegenstand der DE 196 42 389 A1 mit einer ebenen Fläche an eine Art Rückwand herangezogen, wozu ein die Düsenplatte einfassender Spannring mit einem Innenkonus dient, der sich gegen einen Außenkonus der Düsenplatte setzt. Abgesehen von dem Fehlen jeglichen Hinweises auf die Lage von Heizelementen zeigt die genannte europäische Patentschrift auch nur relativ kurze, ebene Anlageflächen gegenüber eine Rückwand, womit bezüglich der Abdichtung der Düsenplatte gegenüber der Rückwand die gleichen Probleme bestehen wie beim Gegenstand der DE 196 42 389 A1 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gestaltung und Anordnung der Düsenplatte so vorzusehen, dass eine leichte Abnehmbarkeit der Düsenplatte von der Rückwand und deren sichere Abdichtung gegenüber der Rückwand gewährleistet ist, wobei eine Behinderung der Prozedur des Abnehmens durch irgendwelche Wärmequellen vermieden werden soll. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass die Düsenplatte mit einem Außenkonus in einen Innenkonus der die Wärmequellen enthaltenden Rückwand eingepasst ist und mittels in die Rückwand eingeführter Schrauben an dieser befestigt ist, wobei der Konuswinkel so gelegt ist, dass er das Ansetzen und Abnehmen der Düsenplatte in Richtung Wasserkammer ermöglicht.
Die direkte Aufnahme der Düsenplatte mit ihrem Außenkonus in den Innenkonus der Rückwand ermöglicht es, bei Lösen der die Düsenplatte haltenden Schrauben die Düsenplatte von der Rückwand in Richtung Wasserkasten abzunehmen, ohne dabei durch irgendwelche Wärmequellen an dieser Prozedur behindert zu sein, da diese von der Rückwand aufgenommen sind. Dabei bietet die Aufnahme des Außenkonus der Düsenplatte in den Innenkonus der Rückwand naturgemäß einen hohen Dichtigkeitsgrad, wobei außerdem durch die ineinander eingepassten Konusse auch eine intensive Wärmeübertragung von den in der Rückwand enthaltenden Wärmequellen möglich ist, die natürlich aufgrund der Gestaltung der aneinander anliegenden Flächen als Konus besonders begünstigt wird.
Zur Befestigung der Düsenplatte an der Rückwand gestaltet man die Düsenanordnung zweckmäßig so, dass die Düsenplatte an ihrem äußeren Rand von den Schrauben durchsetzt ist, die die Düsenplatte in den Innenkonus drücken. Bei dieser Gestaltung lassen sich die Schrauben innerhalb der Wandung der Wasserkammer problemlos anbringen und lösen, was für die Prozedur der Reinigung der Düsenplatte von Vorteil ist.
Die Befestigung der Düsenplatte an der Rückwand kann man auch so gestalten, dass die Düsenplatte mit ihrem äußeren Rand von einem Klemmring eingefasst wird, der von den Schrauben durchsetzt ist und die Düsenplatte in den Innenkonus drückt. Zweckmäßig werden der Klemmring und der Wasserkasten einstückig ausgebildet, wodurch man im Falle getrennter Ausbildung der Wasserkammer eine besondere Abdichtung zwischen Wasserkammer und Klemmring einspart.
Den Klemmring kann man in mehrere Segmente aufteilen, was die Montage des Klemmringes erleichtert, wenn dieser nicht einstückig mit der Wasserkammer ausgebildet ist. In diesem Falle ist also das Muttergewinde für die Schrauben im Klemmring eingebracht. Die Ausrichtung der Schrauben in Schrägrichtung durch die Rückwand ergibt dabei die Möglichkeit, ohne irgendeine Behinderung durch die Wasserkammer die Schrauben anzubringen und zu lösen.
Zweckmäßig gestaltet man die Rückwand so, dass diese Bestandteil eines Anfahrventils ist, das als in die Rückwand eingelassener Schieber ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Gestaltung der gesamten Düsenanordnung.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 die Düsenanordnung im Schnitt mit direkt an der Rückwand angeschraubter Düsenplatte;
2 die Befestigung der Düsenplatte an der Rückwand mittels eines Klemmrings;
3 die Befestigung der Düsenplatte mittels eines aufgeteilten Klemmrings.
Die in der 1 dargestellte Düsenanordnung für einen Unterwasser-Granulator enthält die Düsenplatte 1, über deren Austrittsseite 2 die Messer 3 eines Messerrotors 4 gleiten. Die Düsenplatte 1 wird von einer Anzahl von längs eines Kreises angeordneten Düsenbohrungen durchsetzt, von denen die Düsenbohrungen 5 und 6 dargestellt sind. Die Düsenplatte 1 liegt an der Rückwand 7 an, wobei die Auflageflächen durch den Außenkonus 8 der Düsenplatte 1 und den Innenkonus 9 der Rückwand 7 gebildet sind. Diese beiden Konusse passen ineinander und bilden beim Eindrücken der Düsenplatte 1 in den Innenkonus 9 der Rückwand 7 eine besonders gute Abdichtung gegenüber dem die Düsenplatte 1 durchströmenden flüssigen Kunststoff. Die Rückwand 7 wird von einem konisch verlaufenden Ringkanal 10 durchsetzt, der sich gegen die durch den Pfeil dargestellte Stromrichtung in den Zuführungskanal 11 fortsetzt. Dieser Zuführungskanal 11 führt in bekannter Weise z.B. zu einem Extruder, der den aufgeschmolzenen Kunststoff zuleitet.
Die Befestigung der Düsenplatte 1 an der Rückwand 7 erfolgt mittels der Schrauben 12 und 13, die den äußeren Rand der Düsenplatte 1 durchsetzen und in ein entsprechendes Gewinde in der Rückwand 7 eingeschraubt sind. Mit dem Anziehen der Schrauben 12 und 13 wird die Düsenplatte 1 mit ihrem Außenkonus 8 in den Innenkonus 9 der Rückwand 7 eingepresst, womit eine hohe Abdichtung zwischen Rückwand 7 und Düsenplatte 1 gewährleistet ist.
In der Rückwand 7 sind die Heizpatronen 14 und 15 als Wärmequellen zur Beheizung der Düsenplatte 1 eingelassen, die ihre Wärme zunächst an die Rückwand 7 abgeben, die diese Wärme über die dichtende Verbindung von Innenkonus 9 und Außenkonus 8 auf die Düsenplatte 1 leitet. Damit wird trotz der Anbringung der Heizpatronen 14 und 15 außerhalb der Düsenplatte 1 gewährleistet, dass diese eine ausreichende Erwärmung erhält. Die Heizpatronen 14 und 15 werden über die Leitungen 38, 39 mit Strom versorgt.
Der Düsenplatte 1 ist die Wasserkammer 16 nachgeordnet, der über den Einlass 17 Kühlwasser zuströmt und zusammen mit dem Granulat über den Auslass 18 abströmt. Die Wasserkammer 16 ist mittels des Flansches 19 an der Rückwand 7 befestigt, und zwar mittels der Schrauben 20 und 21, die den Flansch 19 durchsetzen und in entsprechende Gewindelöcher in der Rückwand 7 eingeschraubt sind.
Zur Abnahme der Düsenplatte 1 von der Rückwand 7 werden die Schrauben 12 und 13 gelöst, woraufhin die Düsenplatte 1 in die Wasserkammer 16 hinein abgenommen werden kann, sofern die Wasserkammer 16 auf ihrer der Düsenplatte 1 abgewandten Seite über eine entsprechende Öffnung verfügt. Solche Öffnungen sind meistens vorhanden, da auf dieser Seite der Wasserkammer 16 ein Antriebsmotor für die Drehung des Messerrotors 4 vorgesehen ist, der über die Achse 22 angetrieben wird. Hierbei handelt es sich um eine bekannte Gestaltung, so dass diesbezüglich auf eine ins Einzelne gehende Erläuterung verzichtet werden kann.
Bei der Düsenanordnung gemäß 2 handelt es sich um eine bezüglich der grundlegenden Bauelemente gleiche Gestaltung, wie sie die Düsenanordnung gemäß 1 zeigt. Allerdings erfolgt die Befestigung der Düsenplatte 1 an der Rückwand 7 mittels des Klemmrings 23, der aus dem Flansch 19 radial nach innen heraus wächst und hier Bestandteil der äußeren Wandung 24 der Wasserkammer 16 ist. Der Klemmring 23 umfasst die Düsenplatte 1 an deren äußeren Rand und hält damit die Düsenplatte 1 fest, die hier mittels der Schrauben 20 und 21 über den Klemmring 23 an die Rückwand 7 angedrückt wird. Die Abdichtung von Düsenplatte 1 und Rückwand 7 ergibt sich in gleicher Weise wie beim Gegenstand der 1 aufgrund von Innenkonus 9 der Rückwand 7 und Außenkonus 8 der Düsenplatte 1. Um eine besondere Abdichtung zwischen dem Klemmring 23 bzw. dem Flansch 19 einerseits und der Düsenplatte 1 andererseits zu gewährleisten, ist zwischen Klemmring 23 und Düsenplatte 1 im Bereich ihres äußeren Randes die Dichtungsscheibe 25 eingesetzt, die in erster Linie dafür sorgt, dass aus der Wasserkammer 16 kein Wasser Richtung auf die Rückwand 7 vordringen kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 handelt es sich um eine Abwandlung gegenüber der Anordnung gemäß 2. Der Klemmring zur Befestigung der Düsenplatte 1 ist hier in mehrere Segmente 26 und 27 aufgeteilt (insgesamt sind drei aneinander anschließende Segmente vorgesehen), die mittels der Schrauben 28, 29 an die Rückwand 7 herangezogen werden. Die Rückwand 7 ist hierzu mit den Aussparungen 30 und 31 versehen, in die die Schrauben 28 und 29 in Schrägrichtung eingesetzt und in die Segmente 26 und 27 eingeschraubt sind. Die Segmente 26 und 27 drücken über Schrägflächen 32 und 33 gegen entsprechende Schrägflächen der Düsenplatte 1 und drücken diese bei Anziehen der Schrauben 28 und 29 in den Innenkonus 9 der Rückwand 7 hinein. Bei dieser Gestaltung besteht die Möglichkeit, die Schrauben 28 und 29 von der Seite der Rückwand 7 her ein- und auszuschrauben, so dass mit Lösen der Schrauben 28 und 29 die Düsenplatte 1 frei wird und durch die Wasserkammer 16 abgenommen werden kann.
Die Beheizung der Düsenplatte 1 erfolgt hier über ein die Heizungskanäle 36 und 37 durchströmendes Heizungsmedium, insbesondere Wärmeträgeröl. Auch bei dieser Gestaltung der Wärmequellen gelangt die der Rückwand 7 zugeführte Wärme über die Auflage von Innenkonus 9 der Rückwand 7 und Außenkonus 8 der Düsenplatte 1, so dass also auch durch diese Art der Beheizung eine ausreichende Erwärmung der Düsenplatte 1 sichergestellt ist.
Die anhand der vorstehend behandelten Ausführungsbeispiele erläuterte Gestaltung der erfindungsgemäßen Düsenanordnung ermöglicht es auch, das für einen Unterwasser-Granulator notwendige Anfahrventil mit der Rückwand 7 zu verbinden. Dies geschieht gemäß den 1 bis 3 in der Weise, dass in die Rückwand 7 der Schieber 34 eingelassen ist, der quer zu dem Zuführungskanal 11 verschoben werden kann und dabei diesen entweder durchschaltet (siehe Darstellung in den 1, 2 und 3) oder absperrt, wobei dann die aus dem Zuführungskanal 11 zugeführte Schmelze über die Ableitung 35 weggeführt wird.

Claims

Düsenanordnung eines Unterwasser-Granulators mit einer Düsenplatte (1), an deren einer Seite eine Wasserkammer (16) mit einem darin neben der Düsenplatte (1) angeordneten Messerrotor (4) und an deren anderer Seite eine Schmelzekanäle (10) enthaltende Rückwand (7) angeordnet ist, mit der die Düsenplatte (1) in fester Verbindung steht, und mit Wärmequellen (14, 15) zur Beheizung der Düsenplatte (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (1) mit einem Außenkonus (8) in einen Innenkonus (9) der die Wärmequellen (14, 15) enthaltenden Rückwand (7) eingepasst ist und mittels in die Rückwand (7) eingeführter Schrauben (12, 13; 20, 21) an dieser befestigt ist, wobei der Konuswinkel so gelegt ist, dass er das Ansetzen und Abnehmen der Düsenplatte (1) in Richtung Wasserkammer (16) ermöglicht.
Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (1) an ihrem äußeren Rand von den Schrauben (12, 13) durchsetzt ist, die die Düsenplatte (1) in den Innenkonus (9) drücken.
Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (1) mit ihrem äußeren Rand von einem Klemmring (23) eingefasst ist, der von den Schrauben (20, 2l) durchsetzt ist und die Düsenplatte (1) in den Innenkonus (9) drückt.
Düsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (23) und der Wasserkasten (16) einstückig ausgebildet sind.
Düsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring in mehrere Segmente (26, 27) aufgeteilt ist.
Düsenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (28, 29) in Schrägrichtung die Rückwand (7) durchsetzen und jeweils in ein Gewinde in dem Klemmring (26, 27) eingeschraubt sind.
Düsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (7) Bestandteil eines Anfahrventils (34) ist, das als in die Rückwand (7) eingelassener Schieber ausgebildet ist.