DE1141436B

DE1141436B - Device for cooling thermoplastic molded parts

Info

Publication number: DE1141436B
Application number: DE1961P0026787
Authority: DE
Inventors: Stanley Howard Adcock Thompson
Original assignee: Parnall and Sons Ltd
Current assignee: Parnall and Sons Ltd
Priority date: 1960-04-05
Filing date: 1961-03-18
Publication date: 1962-12-20
Also published as: GB928536A; CH384193A

Description

Vorrichtung zum Kühlen thermoplastischer Formteile Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von unter Wärmeeinwirkung geformten Gegenständen aus thermoplastischem Material, um nach dem Preß-oder Spritzvorgang das Entfernen dieser Teile aus der Form zu beschleunigen. Device for cooling thermoplastic molded parts The invention relates to a device for cooling heat-molded articles Made of thermoplastic material to remove after the pressing or injection molding process speed these parts out of shape.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist gekennzeichnet durch die Kombination einer Kühlluftleitung, eines um diese Leitung herum liegenden Wärmetauschers zur Kühlung der durchströmenden Luft, ferner einer Luftwirbel-Kühlröhre, deren Einlaß an die Kühlluftleitung angeschlossen ist, sowie einer Vertellerieftung, die an die Luftwirbel-Kühköhre angeschlossen ist und die die Kaltluft dieser Röhre auf die Oberfläche des zu kühlenden Formteiles lenkt. The cooling device according to the invention is characterized by Combination of a cooling air line and a heat exchanger located around this line for cooling the air flowing through, furthermore an air vortex cooling tube, the inlet of which is connected to the cooling air line, as well as a recess that is attached to the Air vortex cooling tube is connected and the cold air from this tube to the The surface of the molded part to be cooled directs.

Vorzugsweise ist die Luftwirbel-Kühlröhre mit einem Kühlmantel versehen und dieser Kühlmantel in den Kühlkreis eingeschaltet, der von dem dem Wärmetauscher zugeführten Kühlmittel durchströmt wird. Vorteilhaft ist ferner ein von derselben Kühlflüssigkeit durohströmter weiterer Wärmetauscher vorgesehen, der die vom ersten Wärmetauscher in die Luftwirbel-Kühlröhre geführte Luft weiter kühlt. The air vortex cooling tube is preferably provided with a cooling jacket and this cooling jacket switched into the cooling circuit that of the heat exchanger supplied coolant is flowed through. One of these is also advantageous Cooling liquid durohströmter further heat exchanger provided, which from the first Heat exchanger in the air vortex cooling tube further cools air.

Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor. These and other details of the invention will emerge from the following Description of an embodiment shown in the drawing.

Es zeigt Fig. 1 ein Schema der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Luftwirbel-Kühlröhre der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der mit einem Luftverteilungsrohr verbundenen Kühlröhre, Fig. 5 und 6 geschnittene Seitenansichten zweier abweichender Ausgestaltungen des Verteilungsrohres.1 shows a diagram of the cooling device according to the invention, Fig. 2 is a partially sectioned side view of an air vortex cooling tube of Cooling device according to the invention, Fig. 3 shows a section along the line A-A of Fig. 2, Fig. 4 is a perspective view of the connected to an air distribution pipe Cooling tube, FIGS. 5 and 6 sectional side views of two different configurations of the distribution pipe.

Aus dem Schema der Fig. 1 ist ein Wärmetauscher zu entnehmen, der im wesentlichen aus einem mit einer thermischen Isolierung versehenen Tank 7 besteht. Das in diesem Tank vorhandene Kühlmittel 8 ist Glykol (Dioxyäthan). Dieses Kühlmittel wird seinerseits durch einen Kühikreis gekühlt, der in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist und der eine Verdampferschlange 9 (im Tank 7) enthält, ferner einen motorisch angetriebenen Kompressor 11), einen Kondensatorll, einen Flüssigkeitsbehälter 12, ein Sperrventil 13, einen Trockenapparat 14 und ein thermostatisch gesteuertes Expansionsventil 15; an die Verdampferschlange 9 schließt sich eine Rückführleitung 16 an, die das Kühlmittel wieder zum Kompressor 10 führt. From the scheme of FIG. 1, a heat exchanger can be seen which consists essentially of a tank 7 provided with thermal insulation. The coolant 8 present in this tank is glycol (dioxyethane). This coolant is in turn cooled by a cooling circuit, which is shown in Fig. 1 with dash-dotted lines Lines is shown and which includes an evaporator coil 9 (in the tank 7), further a motor-driven compressor 11), a condenser, a liquid container 12, a shut-off valve 13, a dryer 14 and a thermostatically controlled one Expansion valve 15; a return line connects to the evaporator coil 9 16, which leads the refrigerant back to the compressor 10.

In den Tank 7 taucht weiterhin eine schrauben- förmige Rohrleitung 17 ein, die so angeschlossen ist, daß sie Druckluft von einem Kompressor 18 zum Einlaß einer Luftwirbelröhre 19 (Vortex-Röhre, Typ »Hilsch«) führt. In the tank 7 there is still a screw- shaped pipeline 17, which is connected so that compressed air from a compressor 18 to Inlet of an air vortex tube 19 (vortex tube, type "Hilsch") leads.

Wie am besten aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, besteht die Wirbelröhre 19 aus einem rohrförmigen Körper 20, an dessen eines Ende ein Lufteinlaßrohr 21 angesetzt ist, das die Luft tangential zu der zylindrischen Innenwand des Rohrkörpers in diesen einführt. Unterhalb des Einlaßrohres 21 ist die Wirbelröhre 19 mit einem Endstück 22 versehen, das eine zentrale Öffnung 23 aufweist. Durch diese Öffnung 23 kann der gekühlte Teil der in die Röhre eingeführten Luft, d. h. die zum Kühlen der Formteile benötigte Kaltluft, ausströmen. As best seen in Figures 2 and 3, there is the vortex tube 19 from a tubular body 20, at one end of which an air inlet pipe 21 is set that the air tangential to the cylindrical inner wall of the tubular body introduces into this. Below the inlet pipe 21 is the vortex tube 19 with a End piece 22 is provided which has a central opening 23. Through this opening 23, the cooled part of the air introduced into the tube, i.e. H. those for cooling the cold air required by the molded parts.

Das andere Ende der Röhre 19 ist mit einer einstellbaren Drossel 24 versehen, durch die sich der Heißluftanteil einregulieren läßt. Vorteilhaft erhält die Wirbelröhre 20 eine kegelstumpfförmige Gestalt, die sich vom unteren Endstück 22 zu dem oberen Heißluft-Drosselauslaß 24 erweitert. The other end of the tube 19 is with an adjustable throttle 24, which can be used to regulate the proportion of hot air. Receives beneficial the vortex tube 20 has a frustoconical shape extending from the lower end piece 22 expanded to the upper hot air throttle outlet 24.

Vorteilhaft wird das Einlaßrohr 21 und das mit dem Durchbruch 23 versehende Endstück 22 aus einem wärmeisolierenden Material, wie beispielsweise Polyamid, hergestellt, um Wärmeverluste in diesem Bereich der Röhre zu verringern. The inlet pipe 21 and that with the opening 23 are advantageous providing end piece 22 made of a heat insulating material, such as Polyamide made to reduce heat loss in this area of the tube.

Zwischen dem Tank 7 und der Einlaßseite der Wirbelröhre 19 ist in der Luftleitung 25 ein zweiter Wärmetauscher 26 vorgesehen, der die zur Einlaßseite der Wirbelröhre geführte Luft weiter kühlt. Between the tank 7 and the inlet side of the vortex tube 19 is in the air line 25 a second Heat exchanger 26 is provided, the the air supplied to the inlet side of the vortex tube further cools.

Dieser Wärmetauscher 26 enthält zwei konzentrisch zueinander angeordnete flexible Rohre 27 und 28, die mit Buchsen an beiden Enden so verbunden sind, daß ein Ringraum 30 um das innere Rohr 27 entsteht (vgl.This heat exchanger 26 contains two concentric to one another flexible tubes 27 and 28 connected with sockets at both ends so that an annular space 30 is created around the inner tube 27 (cf.

Fig. 3). Auf diese Weise wird die im inneren Rohr 27 strömende Luft durch das Kühlmittel S, das aus dem Tank 7 in den äußeren Ringraum 30 gepumpt wird, gekühlt. Vorzugsweise enthält auch die Wirbelröhre 19 einen solchen Kühlmantel 31, der in Reihe mit dem Kühlmantel-Ringraum 30 liegt und gleichfalls von der Kühlflüssigkeit 8 durchströmt wird.Fig. 3). In this way, the air flowing in the inner pipe 27 becomes by the coolant S, which is pumped from the tank 7 into the outer annular space 30, chilled. The vortex tube 19 preferably also contains such a cooling jacket 31, which is in series with the cooling jacket annulus 30 and also from the cooling liquid 8 is flowed through.

Das Kühlmittel 8 strömt - entsprechend der gestrichelten Linie in Fig. 1 - vom Tank 7 durch ein Einstellventil 32 über den Wärmetauscher 26 und den Kühlmantel 31 der Wirbeiröhre 19 zurück zum Tank 7; die Bewegung des Kühlmittels wird durch eine elektromotorisoh angetriebene Pumpe 33 bewirkt, die im Tank 7 untergebracht ist. Ein Teil des in diesem Kreis fließenden Kühlmittels wird über eine by-pass-Leitung über ein Ventil 34 in den Tank 7 zurückgeführt, um das Kühlmittel in dem Tank zur Verbesserung des Wärmeüberganges in Bewegung zu setzen. The coolant 8 flows - according to the dashed line in FIG Fig. 1 - from the tank 7 through an adjusting valve 32 via the heat exchanger 26 and the Cooling jacket 31 of vortex tube 19 back to tank 7; the movement of the coolant is effected by a pump 33 driven by an electric motor, which is housed in the tank 7 is. Part of the coolant flowing in this circuit is passed through a by-pass line returned to the tank 7 via a valve 34 to return the coolant in the tank To improve the heat transfer in motion.

Der Kaltluftauslaß 35 der Wirbelröhre 19 ist mit einer Verteilerleitung verbunden, die die Kaltluft über die Oberfläche eines Formstückes aus thermoplastischem Material leitet, das aus seiner Form in der Maschine herausgelöst werden soll. Wie beispielsweise in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht ist, kann der Kaltluftauslaß der Wirbelröhre 19 mit einem endlosen geschlossenen Rohr 36 verbunden sein, das das Formstück 37 umgibt. Die Wandung des Rohres 36 ist mit Durchbrüchen 38 versehen, durch die die Kaltluft unmittelbar in Richtung auf das Formstück austritt. The cold air outlet 35 of the vortex tube 19 is connected to a manifold connected, which the cold air over the surface of a molding made of thermoplastic Conducts material that is to be removed from its shape in the machine. As For example, as illustrated in Figs. 4 and 5, the cold air outlet the vortex tube 19 be connected to an endless closed tube 36, the the shaped piece 37 surrounds. The wall of the tube 36 is provided with openings 38, through which the cold air exits directly in the direction of the fitting.

Abweichend hiervon ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 der Kaltluftauslaß 35 der Wirbelröhre 19 auf einer wärmeisolierenden Haube 39 angeordnet, die so geformt ist, daß sie das Formstück 40 umgreift; auf diese Weise verlaufen die Kaltluftströme in dem Raum zwischen der Haube und dem Formstück. In the exemplary embodiment according to FIG. 6, this differs from this Cold air outlet 35 of the vortex tube 19 is arranged on a heat-insulating hood 39, which is shaped so that it engages around the fitting 40; run this way the cold air flows in the space between the hood and the fitting.

In der Praxis treten nun leicht Schwierigkeiten auf, wenn die vom Kompressor 18 gelieferte Druckluft wesentlich unter die Umgebungstemperatur gekühlt werden soll. Diese Schwierigkeiten erklären sich insbesondere aus der Bildung von Eis an der Innenwandung der Kühlschlange 17, was den Wärmeübergang erheblich verschlechtert und den Durchtrittsquerschnitt verringert. Diese Schwierigkeiten lassen sich dadurch vermeiden, daß die Luft mit einem Zusatz von Glykol (Dioxyäthan) versehen wird, und zwar ehe sie in die Kühlschlange 17 des Tanks 7 eintritt. Hierdurch wird die Wandung der Kühlschlange 17 angefeuchtet, was zur Folge hat, daß das in der Kühlschlange kondensierte Wasser infolge der durch die Lösung Glykol-Wasser bewirkten Gefrierpunktserniedrigung flüssig bleibt. In practice, difficulties arise easily when the vom Compressor 18 supplied compressed air is cooled significantly below the ambient temperature shall be. These difficulties are explained in particular by the formation of Ice on the inner wall of the cooling coil 17, which significantly worsens the heat transfer and reduces the passage cross-section. These difficulties can be solved by it avoid adding glycol (dioxyethane) to the air, namely before it enters the cooling coil 17 of the tank 7. This will make the Wall of the cooling coil 17 moistened, which has the consequence that the cooling coil condensed water as a result of the lowering of the freezing point caused by the glycol-water solution remains fluid.

Das Einführen von Glykol in die Druckluftleitung läßt sich vorteilhaft in der Weise durchführen, daß in der Leitung 25 ein Abscheider 43 und ein Druck- schmierapparat 41, der mit Glykol an Stelle von Öl gefüllt ist, vorgesehen wird. Das Glykol wird dann nach dem Austritt aus der Kühlschlange 17 durch einen gewöhnlichen Abscheider 42 wieder von der Luft getrennt. The introduction of glycol into the compressed air line can be advantageous perform in such a way that in line 25 a separator 43 and a pressure lubricator 41, which is filled with glycol instead of oil, is provided. The glycol will then after exiting the cooling coil 17 through an ordinary separator 42 again separated from the air.

Bei einer praktischen Ausführung der vorstehend beschriebenen Kühlvorrichtung ergaben sich im Betrieb folgende Werte: Der Kühlschlange 17 im Tank 7 wurde Druckluft mit einem Druck von 5,3 atü zugeführt; die Temperatur des Kühlmittels 8 im Tank wurde auf 70 C gehalten. Die Temperatur der Druckluft am Eingang der Kühlschlange 17 war 200 C. Am Einlaß des Wärmetauschers 26 war die Lufttemperatur auf etwa 0° C vermindert. Wenn der Heißluft-Drosselauslaß 24 der Wirbeiröhre 19 geschlossen war und das Kühlmittel 8 auch den Mantel 31 der Wirbeiröhre durch strömte, so wurde am Kaltluftauslaß 35 der Wirbelröhre 19 eine Temperatur von etwa 260 C bei einem Durchsatz von 0,43 m3/min gemessen. In a practical embodiment of the cooling device described above The following values resulted during operation: The cooling coil 17 in the tank 7 became compressed air fed at a pressure of 5.3 atmospheres; the temperature of the coolant 8 in the tank was kept at 70 ° C. The temperature of the compressed air at the inlet of the cooling coil 17 was 200 C. At the inlet of the heat exchanger 26, the air temperature was at about 0 ° C decreased. When the hot air throttle outlet 24 of the vortex tube 19 is closed and the coolant 8 also flowed through the jacket 31 of the vortex tube, so became at the cold air outlet 35 of the vortex tube 19 a temperature of about 260 C at a Measured throughput of 0.43 m3 / min.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for cooling under the action of heat molded articles made of thermoplastic material, characterized by the Combination of a cooling air line (25, 17), one around this line (17) Heat exchanger (7, 8, 9) for cooling the air flowing through, also an air vortex cooling tube (19), the inlet of which is connected to the cooling air line, and a distribution line (36, 39), which is connected to the air vortex cooling tube and which the cold air this tube directs onto the surface of the molded part (40) to be cooled.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the Heat exchanger has a tank (7) which holds the cooling liquid (8) and the Contains evaporator (9) of a cooling device cooling the cooling medium.

3. Cooling device according to claims 1 and 2, characterized in that that between the heat exchanger (7, 8, 9) and the air vortex cooling tube (19) another Heat exchanger (26) is provided, the air supplied to the air vortex cooling tube continues to cool and in turn from the tank (7) by a pump (33) supplied coolant (8) flows through '.

4. Cooling device according to claims 1 to 3, characterized in that that the air vortex cooling tube (19) has a cooling jacket (31) from which the tank (7) via the pump (33) supplied coolant (8) flows through.

5. Cooling device according to claims 1 to 4, characterized in that that in the cooling air line (25) before the heat exchanger (7, 8, 9) a pressure lubrication device (41) for introducing glycol and in the cooling air line behind the heat exchanger a separator (42) is provided. ~~~~~~~~~ Publications considered: Engineering magazine from August 1, 1958, pp. 154 to 156.