DE19501725A1

DE19501725A1 - Non return valve for molten plastics for co-extrusion applications

Info

Publication number: DE19501725A1
Application number: DE19501725A
Authority: DE
Inventors: Joerg Alexander
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Brueckner Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1995-08-17

Abstract

The non-return valve, esp. for molten plastics, has an insert (2) with overflow drillings (5) in the transit between the valve chamber (6) and the outlet section (4). The insert (2) has a socket (10) surface at the side towards the valve entry, matching the valve body (9) shape, and acting as a counter surface for it. An emptying channel (11) at the start of the valve chamber (6) is at the wall, connected to the chamber (6) through a throttle (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil insbesondere für Kunststoffschmelzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Rückschlagventile sind durch die DE 41 08 790 C2 sowie die EP 0 315 797 A1 bekannt.The invention relates to a check valve in particular for Plastic melting according to the preamble of claim 1. Such check valves are known from DE 41 08 790 C2 and EP 0 315 797 A1 are known.

In Kunststoffschmelzen verarbeitenden Anlagen kommt es häufig vor, daß verschiedene Schmelzeströme zusammengeführt werden, beispielsweise bei der Coextrusion, bei Mischeinrichtungen oder Wechselfiltern. Bei dabei erforderlich werdenden Unterbrechun gen eines der Schmelzeströme muß dann verhindert werden, daß es auf Grund der Druckverhältnisse zum Eindringen von Schmelze aus noch im Betrieb befindlichen Leitungen in die stillgesetzte Leitung kommt. Vielfach wird daher die stillgesetzte Leitung durch Abkühlung eingefroren. Da zur Gewährleistung ausreichen der rheologischer Eigenschaften der geförderte Kunststoff oft erheblich über die Schmelztemperatur des Kunststoffes hinaus erhitzt wird, vergeht dann längere Zeit bis zum Abkühlen der Schmelze auf einen Wert, bei dem wärmebedingte Veränderungen in der Schmelze nicht mehr auf treten. Zwar können beim Wiederan fahren der Anlage auch die verbliebenen Rückstände aufgeschmol zen werden, sie sind jedoch in der Regel unbrauchbar geworden und müssen beseitigt werden, was zu erheblichen Schwierigkeiten führen kann.It happens frequently in plastic processing plants that different melt flows are brought together, for example in coextrusion, in mixing devices or Easy-change filters. If interruptions become necessary One of the melt streams must then be prevented from due to the pressure conditions to penetrate the melt lines still in operation in the shutdown Line is coming. The shutdown line is therefore often shut down frozen by cooling. As sufficient to guarantee the rheological properties of the plastic being promoted often significantly above the melting temperature of the plastic is heated, then it takes a long time until the Melt to a level where heat-related changes in the melt no longer occurs. Although when restarting the remaining residues are melted on the system zen, but they have usually become unusable and must be eliminated, which creates significant difficulties can lead.

Die durch die eingangs genannten Druckschriften bekannten Rück schlagventile sind zur Verwendung als Rückschlagventile für Kunststoffschmelzen praktisch ungeeignet. Zum einen weisen sie Toträume auf, in denen die Strömungsgeschwindigkeit so stark absinkt, daß auch während des Betriebs die Gefahr der Bildung von Rückständen bzw. Schmelzeanteilen mit erheblich verlänger ter Verweildauer in der Leitung besteht, deren Eigenschaften soweit verändert sind, daß sie zu erheblichen Qualitätsminde rungen der Produktion führen können. Bei der DE 41 08 790 C2 ist es insbesondere der im Eingangsbereich des Mediums vorgese hene Führungsring, in dessen Strömungsschatten die Rückstands bildung praktisch nicht zu vermeiden ist. Auch die zur starken Vergrößerung der Berührungsfläche mit der wegen ihrer in der Regel hohen Viskosität laminar strömenden Schmelze führenden, gleichzeitig der Abstützung des Ventilkörpers dienenden Füh rungsrippen müssen zur örtlichen Verlängerung der Verweilzeit und zu den erwähnten Anlagerungen führen. Das gleiche gilt für das durch die EP 0 315 797 A1 bekannte Rückschlagventil. Hinzu kommt, daß die beiden bekannten Ventile beispielsweise bei Verwendung als vor abwechselnd aktivierten Schmelzefiltern in den Zuleitungen eingebaute Rückschlagventile den Nachteil zei gen, daß bei einer zum Filterwechsel erforderlichen Umschaltung zwischen den Zuleitungen das bisher benutzte Rückschlagventil mit stehender Schmelze gefüllt bleibt.The back known from the publications mentioned above Check valves are for use as check valves for Plastic melts are practically unsuitable. For one thing, they point Dead spaces in which the flow rate is so strong decreases that even during operation there is a risk of education of residues or melt components with considerably longer the length of time in the line exists, its properties are changed so far that they lead to considerable quality impairment production. In DE 41 08 790 C2 it is especially the one that is read in the entrance area of the medium hene guide ring, in the flow shadow the residue education is practically unavoidable. Even the strong ones Enlargement of the contact area with the in the Usually high viscosity leading laminar flowing melt, at the same time serving to support the valve body Ribs must be used to extend the residence time locally and lead to the aforementioned deposits. The same applies the check valve known from EP 0 315 797 A1. In addition comes that the two known valves for example Use as before alternately activated melt filters in check valves installed in the supply lines show the disadvantage conditions that when switching to change the filter the check valve previously used between the supply lines remains filled with standing melt.

Aufgabe der Erfindung ist ein Rückschlagventil insbesondere für Kunststoffschmelzen, das frei ist von Strömungstoträumen und bei dem bei Unterbrechung der Schmelzeförderung eine Schmel zeströmung im Ventil aufrechterhalten bleibt. Die Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is a check valve in particular for Plastic melting that is free from flow dreams and in the case of an interruption of the melt conveyance a melt flow in the valve is maintained. The task is solved by claim 1.

Durch die Anpassung der Form des Widerlagers an die Form des mit Beginn des Schmelzedurchganges den Einlauf freigebenden Ventilkörper werden Ablagerungen an dem Widerlager verhindert. Durch die Anordnung eines über eine Drossel mit der Ventilkam mer verbundenen Entleerungskanals am einlaufseitigen Beginn der Ventilkammer wird erreicht, daß - etwa beim Umschalten zum Fil terwechsel - durch den aus der aktiven Leitung zurückwirkenden, zum Aufsetzen des Ventilkörpers auf den Ventilsitz führenden Schmelzedruck ein ständiger Schmelzefluß vom Ventilauslaß zu dem Entleerungskanal aufrechterhalten werden kann. Ebenso kann beispielsweise das Ventil durch Spülen bei geschlossen bleiben dem Einlauf nach Beendigung einer Schmelzeförderung praktisch vollständig von Schmelzeresten minderer Qualität befreit wer den.By adapting the shape of the abutment to the shape of the with the start of the melt passage releasing the enema Valve bodies prevent deposits on the abutment. By arranging a via a throttle with the valve mer connected drainage channel at the inlet end of the Valve chamber is achieved that - for example when switching to Fil terwechsel - through the retroactive effect from the active line to place the valve body on the valve seat Melt pressure a constant melt flow from the valve outlet to the drainage channel can be maintained. Likewise can For example, the valve remains closed by flushing the enema practically after the end of a melt conveyance who is completely freed of residual melt of inferior quality the.

Anhand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.Based on the design shown in the attached drawing Example, the invention is explained.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels; Fig. 1 longitudinal section of a first embodiment;

Fig. 2 Querschnitt entlang II-II in Fig. 1; Fig. 2 cross section along II-II in Fig. 1;

Fig. 3 Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels: Fig. 3 is a longitudinal section of a further embodiment:

Fig. 4 Querschnitt entlang IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 cross section along IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5 Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels ähnlich Fig. 3, jedoch mit durch einen Stopfen verschließbarem Entlee rungskanal; Fig. 5 is a longitudinal section of an embodiment similar to Figure 3, but with a closable by a plug Entlee approximately channel.

Fig. 6 Querschnitt entlang VII-VII in Fig. 5; Fig. 6 cross section along VII-VII in Fig. 5;

Fig. 7 Einzelheit aus Fig. 5 mit vergrößerter Darstellung des Entleerungskanals. Fig. 7 detail of Fig. 5 with an enlarged view of the drainage channel.

Der Durchflußkanal 4, 6, 7 des von einem Heizmantel 3 umgebenen Ventilgehäuses 1 setzt sich zusammen aus dem Schmelzeeinlauf 7, der sich anschließenden, den Ventilkörper 9 aufnehmenden Ven tilkammer 6 mit erweitertem Durchmesser und dem Schmelzeaus tritt 4, der durch Überströmbohrungen 5 mit der Ventilkammer verbunden ist. Der Übergang von dem Schmelzeeinlauf 7 zur Ven tilkammer 6 ist als Ventilsitz 8 ausgebildet.The flow channel 4 , 6 , 7 of the valve housing 1 surrounded by a heating jacket 3 is composed of the melt inlet 7 , the subsequent valve body 9 receiving Ven tilkammer 6 with an enlarged diameter and the Schmelzeaus occurs 4 , which through overflow bores 5 with the valve chamber connected is. The transition from the melt inlet 7 to Ven tilkammer 6 is designed as a valve seat 8 .

Der Schmelzeaustritt 4 wird durch ein becherförmiges Einsatz stück 2 gebildet. Der Innenraum 4 des Einsatzstück 2 ist durch dicht über seinem Boden vorgesehene Überströmbohrungen 5 mit der Ventilkammer 6 verbunden. Der Außendurchmesser des Einsatz stücks 2 ist derart bemessen, daß der Ventilkörper durch die das Einsatzstück aufnehmende Gehäusebohrung in die Ventilkammer verbracht werden kann.The melt outlet 4 is formed by a cup-shaped insert piece 2 . The interior 4 of the insert 2 is connected to the valve chamber 6 through overflow bores 5 provided just above its base. The outer diameter of the insert 2 is dimensioned such that the valve body can be placed in the valve chamber through the housing bore receiving the insert.

Die zur Ventilkammer 6 weisende Stirnwand 14 des Einsatzstücks 2 ragt soweit in die Ventilkammer 6, daß die seitlichen Aus tritte der Überströmbohrungen 5 in sie münden. Die Stirnwand 14 selbst weist eine flache, kugelkalottenförmige Pfanne 10 auf, die das Widerlager für den insbesondere, wie dargestellt, ku gelförmigen Ventilkörper 9 bildet. Durch die besondere Form des Widerlagers 10 und insbesondere die dargestellte Form des Über gangs von der Pfanne 10 zu den Überströmbohrungen 5 werden Strömungshindernisse weitgehend vermieden.The facing to the valve chamber 6 end wall 14 of the insert 2 protrudes so far into the valve chamber 6 that the lateral steps from the overflow bores 5 open into it. The end wall 14 itself has a flat, spherical cap-shaped pan 10 , which forms the abutment for the, in particular, as shown, ku-shaped valve body 9 . Due to the special shape of the abutment 10 and in particular the shape of the transition shown from the pan 10 to the overflow holes 5 flow obstacles are largely avoided.

Um beispielsweise auch während eines Filterwechsels, zu dem das Ventil von der Auslaßseite her mit Druck beaufschlagt wird und sich schließt, im Ventil einen Schmelzestrom aufrecht zu erhal ten, ist im Einlaßbereich der Ventilkammer 6 ein Auslaßkanal 11 vorgesehen, der sich mit einer den Schmelzeverlust auf ein nicht vermeidbares Maß begrenzenden Drossel 13 als Einlaß be vorzugt nach außen erweitert. Der Auslaßkanal 11 ist bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 3 nicht verschließbar und wird daher auch bei geschlossenem Ventil dann, wenn am Ausgang der Ventilkammer Schmelzedruck anliegt, ständig von Schmelze durchströmt, so daß die Schmelze in der Ventilkammer und in der Leitung nicht verkrackt oder durch eine unzulässig hohe Ver weildauer geschädigt wird und ggf. später nach einer Wieder inbetriebnahme des Rohrleitungsstranges zu Minderqualitäten, beispielsweise Fadenrissen, führt.In order, for example, during a filter change, to which the valve is pressurized from the outlet side and closes, to maintain a melt flow in the valve, an outlet channel 11 is provided in the inlet region of the valve chamber 6 , which deals with a loss of melt an unavoidable dimension limiting throttle 13 preferably expanded as an inlet to the outside. The outlet channel 11 is not closable in the embodiments according to FIGS . 1 and 3 and is therefore continuously flowed through by melt even when the valve is closed when melt pressure is present at the outlet of the valve chamber, so that the melt in the valve chamber and in the line does not is cracked or damaged by an impermissibly long dwell time and may lead to poor quality, e.g. thread breaks, later after the pipeline has been restarted.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführung des erfin dungsgemäßen Rückschlagventils, bei welcher der Ventilsitz 8 so nahe wie möglich an die Eingangsöffnung des Schmelzeeinlaufs 7 gerückt ist. Außerdem sind - wie besonders Fig. 4 zeigt - die Mündungen der Überströmbohrungen 5 stark erweitert und derart ausgerundet, daß den Schmelzestrom behindernde Prallflächen 15 (Fig. 2) hier praktisch vermieden werden. Der Auslaßkanal 11 ist hier in den an den Ventilsitz 8 anschließenden, sich zur Ventilkammer 6 hin erweiternden Eingangsbereich 16 gelegt und so weit wie möglich an den Ventilsitz 8 herangerückt. Dadurch wird bei mit dem Schließen des Ventils zum Filterwechsel erfol gender Strömungsumkehrung oder bei Spülung des Ventils im we sentlichen der gesamte Innenraum des Ventilgehäuses 1 zwischen der Auslaßöffnung und dem Ventilsitz 8 von der Schmelzeströmung zum Auslaßkanal 11 erfaßt.The Figs. 3 and 4 show a further embodiment of the OF INVENTION to the invention non-return valve, wherein the valve seat 8 as close as possible to the inlet opening of the melt inlet 7 moved. In addition, as shown in FIG. 4 in particular, the mouths of the overflow bores 5 are greatly expanded and rounded out in such a way that baffles 15 ( FIG. 2) which prevent the melt flow are practically avoided here. The outlet channel 11 is here placed in the inlet area 16 adjoining the valve seat 8 and widening towards the valve chamber 6 and has moved as far as possible towards the valve seat 8 . As a result, with the closing of the valve for filter change successful gender flow reversal or when flushing the valve in essence, the entire interior of the valve housing 1 between the outlet opening and the valve seat 8 is detected by the melt flow to the outlet channel 11 .

Eine besondere Weiterbildungsform des erfindungsgemäßen Schmel zerückschlagventils weist einen gegenüber der weiter oben gege benen Beschreibung modifizierten Auslaßkanals 11 auf, der bei normalem Betrieb mit stetigem Schmelzefluß geschlossen werden kann. Hierzu ist der Auslaßkanal 11 auch hier so, wie bei der Ausführung nach Fig. 3, so nahe wie möglich an die Eingangsöff nung des Schmelzeeinlaufs 7 gerückt und zu einer erweiterten Auslaßkammer 19 (Fig. 7) geführt, die bei der dargestellten Ausführung in den einlaßseitigen Flansch 17 gelegt und im we sentlichen parallel zur Flanschaußenfläche bis zum Begrenzungs rand des Flansches 17 geführt ist.A special form of further development of the melt check valve according to the invention has an outlet channel 11 which is modified compared to the description given above and which can be closed during normal operation with a constant melt flow. For this purpose, the outlet channel 11 is, as in the embodiment according to FIG. 3, moved as close as possible to the inlet opening of the melt inlet 7 and leads to an expanded outlet chamber 19 ( FIG. 7), which in the embodiment shown in the inlet-side flange 17 placed and in essence parallel to the flange outer surface up to the boundary edge of the flange 17 is guided.

Die Auslaßkammer 19 hat im Mündungsbereich des Auslaßkanals 11 einen Eingangsbereich und ist im Anschluß an diesen über den größten Teil ihrer Länge so stark erweitert, daß sie einen ein schraubbaren, mit einem zentralen Schmelzekanal 21 versehenen Hohlstopfen 20 aufnehmen kann. Der zentrale Schmelzekanal 21 ist als am hinteren Stopfenende 24 verschlossene Sackbohrung ausgeführt und steht durch in dem verjüngten Stopfenende 24 eingebrachte, in den Schmelzekanal 21 mündende radiale Bohrun gen 22 mit dem Eingangsbereich der Auslaßkammer 19 in Verbin dung.The outlet chamber 19 has an entrance area in the mouth area of the outlet channel 11 and is subsequently extended so much over most of its length that it can accommodate a screwable hollow plug 20 provided with a central melt channel 21 . The central melt channel 21 is designed as a blind hole closed at the rear plug end 24 and is in the tapered plug end 24 introduced into the melt channel 21 radial holes 22 gene with the input region of the outlet chamber 19 in connec tion.

Bei einer Weiterbildungsform entsprechend der Darstellung ist der Stopfen 20 durch einen dünnen, in die hintere Kammer 19 mit Spiel hineinragenden Zapfen 27 verlängert, so daß zwischen der Kammerwand und dem Zapfen 27 sowie im anschließenden Bereich 24 des verjüngten Stopfens 20 eine Drossel 13 gebildet wird, deren Durchlaßquerschnitt durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Stopfens 20 verändert werden kann.In a further development form as shown, the plug 20 is extended by a thin pin 27 projecting into the rear chamber 19 with play, so that a throttle 13 is formed between the chamber wall and the pin 27 and in the adjoining area 24 of the tapered plug 20 , whose passage cross section can be changed by screwing the plug 20 more or less deeply.

Durch Einschrauben des Hohlstopfen 20 bis zum Anschlagen der an seinem hinteren Ende vorgesehenen konischen Ringfläche 23 an der durch die Stufenbohrung gebildeten Gegenfläche kann die Auslaßkammer 19 verschlossen werden.By screwing the hollow plug 20 until the conical annular surface 23 provided at its rear end strikes the counter surface formed by the stepped bore, the outlet chamber 19 can be closed.

Bei der dargestellten Ausführung ist der Schmelzekanal 21 im Sechskantkopf 26 des Hohlstopfens 20 zu einem Anschlußgewinde 25 erweitert, so daß die austretende Schmelze abgeleitet werden kann.In the embodiment shown, the melt channel 21 in the hexagon head 26 of the hollow plug 20 is expanded to a connecting thread 25 , so that the emerging melt can be drained off.

BezugszeichenlisteReference list

1 Ventilgehäuse
2 Einsatzstück
3 Heizung
4 Schmelzeaustritt, Durchflußkanal
5 Überströmbohrung
6 Ventilkammer, Erweiterung, Kammer
7 Schmelzeeinlauf, Durchflußkanal
8 Ventilsitz
9 Ventilkörper
10 Widerlager
11 Entleerungskanal
12 Strömungsrichtung
13 Drossel, Drosselkanal
14 Stirnwand
15 Prallfläche
16 Eingangsbereich
17 Flansch
18 Einlaß
19 Auslaßkammer
20 Hohlstopfen
21 Schmelzekanal
22 Radialbohrung
23 Ringfläche
24 Endabschnitt
25 Anschlußgewinde
26 Sechskantkopf, Kopf
27 Zapfen 1 valve housing
2 insert
3 heating
4 melt outlet, flow channel
5 overflow hole
6 valve chamber, extension, chamber
7 melt inlet, flow channel
8 valve seat
9 valve body
10 abutments
11 emptying channel
12 flow direction
13 throttle, throttle channel
14 end wall
15 baffle
16 entrance area
17 flange
18 inlet
19 outlet chamber
20 hollow plugs
21 melt channel
22 radial bore
23 ring surface
24 end section
25 connecting threads
26 hexagon head, head
27 cones

Claims

1. Check valve especially for plastic melts with a valve housing ( 1 ), a provided in the housing NEN, a chamber-like extension ( 6 ) having flow channel ( 4 , 7 ) with a arranged in this, displaceable by the flow medium, in the closing direction to a valve seat ( 8 ) attachable valve body ( 9 ) and a stop surface ( 10 ) for the valve body ( 9 ) when the valve is open,
characterized in that
in the transition between the valve chamber ( 6 ) and the running part ( 4 ) an insert piece ( 2 ) provided with overflow bores ( 5 ) is provided,
that the insert ( 2 ) send with its to Ventileinlaufwei, as to the shape of the valve body ( 9 ) adapted flat pan ( 10 ) formed end face the Widerla ger ( 10 ) for the valve body ( 9 ) and
that at the inlet-side start of the valve chamber ( 6 ) in the valve chamber wall via a throttle ( 13 ) connected to the chamber ( 6 ) drainage channel ( 11 ) is provided.

2. Check valve according to claim 1, characterized in that the valve body ( 9 ) is a ball and the surface of the abutment ( 10 ) with the same radius as the Ven tilkörper ( 9 ) shaped spherical cap-shaped hollow shape.

3. Check valve according to claim 1 or 2, characterized in that the inlets of the overflow bores ( 5 ) provided in the insert ( 2 ) have smooth transitions and a plump surface-free shape.

4. Check valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the emptying channel ( 11 ) to an expanded Auslaßkam mer ( 19 ) and the outlet chamber ( 19 ) through a with a central melt channel ( 21 ) provided hollow plug ( 20th ) is lockable.

5. Check valve according to claim 4, characterized in that the central melt channel ( 21 ) is a blind bore and extends into an end portion ( 24 ) of the hollow plug ( 20 ), which has a reduced diameter and with the outlet chamber ( 19 ) an annular space ( 13 ), which is connected to the melt channel ( 21 ) via transverse bores ( 22 ) in the end section ( 24 ) with a reduced diameter.

6. Check valve according to claim 4 or 5, characterized in that the throttle ( 13 ) of the drainage channel ( 11 ) in the one input region of the outlet chamber ( 19 ) and is formed by the annular space ( 13 ).

7. Check valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that the outlet chamber (19) is placed in the inlet-side valve flange (17) and opens into the circular-cylindrical outer edge of the flange (17).

8. Check valve according to one of claims 4 to 7, characterized in that in the head ( 26 ) of the hollow plug ( 20 ), an internal thread ( 25 ) is introduced as a connection for melt discharge.

9. Check valve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet ( 13 ; 18 ) of the drainage channel ( 11 ) is arranged in wesent union in the immediate vicinity of the valve seat ( 8 ).

10. Check valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the valve seat ( 8 ) is provided as close as possible to the valve input ( 7 ).