DE19635578A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kreislaufkühlung von Schlauchfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Innen- und/oder Außenkühlung einer extrudierten Schlauchfolie beim Folienblasverfahren, wobei die Schlauchfolie durch ein im Kreis geführtes Kühlmittel gekühlt wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus Blasfolienanlagen extrudierte Schlauchfolien, im folgenden auch als Schlauch bezeichnet, werden sofort nach dem Extrusionsvorgang durch einen Kühlstrom gekühlt. In der Regel geschieht dies mit Hilfe eines den Anforderungen angepaßten Luftstromes, der zuvor mit Hilfe eines Wärmetauschers auf Temperaturen zwischen 0°C und 20°C abgekühlt wurde. Dieser wird von außen und gegebenenfalls auch von innen auf den Schlauch geblasen.

Die Abzugsgeschwindigkeit der Schlauchfolien, und damit die Leistung einer Blasfolienanlage, läßt sich dadurch erhöhen, daß die Temperatur des Kühlstromes abgesenkt wird. Hierzu wird in der FR-A-2 579 517 vorgeschlagen, ein tiefkaltes flüssiges Gas, vorzugsweise flüssigen Stickstoff, als Kühlmedium einzusetzen. Die Schlauchfolie wird durch den verdampften Stickstoff oder mit durch Stickstoff abgekühlte Luft gekühlt. Dadurch wird die Kühlwirkung gegenüber der Luftkühlung derart gesteigert, daß sehr hohe Abzugsgeschwindigkeiten auch bei geringen Abzugshöhen erreicht werden, da die Länge der Kühlstrecke beträchtlich verkürzt werden kann. Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist jedoch, daß in dem Bereich, in dem der Kühlstrom mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt, sich durch das Auskondensieren von Wasserdampf Wassertröpfchen oder Schnee auf dem extrudierten Schlauch niederschlagen und zu einer Beeinträchtigung der Schlauchqualität führen können. Desweiteren ist die Kälteausnutzung des Stickstoffs bei diesem Verfahren sehr schlecht, wodurch das Verfahren unwirtschaftlich ist.

In der DE-OS-20 41 685 wird ebenfalls ein Verfahren zum Kühlen eines extrudierten Folienschlauches offenbart, bei dem ein flüssiges Gas, beispielsweise Stickstoff, als Kühlmittel Verwendung findet. Auch bei diesem Verfahren tritt das oben beschriebene Problem der Kondensation von Wasserdampf bei einer Taupunktunterschreitung auf. In einer Verfahrensvariante wird ein Kreislaufprozeß vorgeschlagen, bei dem das Kühlmittel nach dem Kühlen des Schlauches zurückgewonnen, wieder verflüssigt und erneut zur Kühlung eingesetzt wird, um den Kühlmittelverbrauch zu senken und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erhöhen. Es werden jedoch keine Verfahrenschritte aufgezeigt, in welcher Weise eine derartige Rückgewinnung erfolgen kann. Auch ist diese Methode beim Einsatz von Stickstoff als Kühlmittel von Nachteil, da eine Wiederverflüssigung des eingesetzten Stickstoffs kostenintensiv und unwirtschaftlich ist.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein wirtschaftliches Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Effektivität der Kühlung erhöht werden, um eine Steigerung der Ausstoßleistung der Blasfolienanlagen zu erreichen und um durch eine effizientere Wärmeabfuhr die mechanischen Folieneigenschaften zu verbessern. Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.

Verfahrensseitig wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Teilstrom des Kühlmittels aus der Kreislaufführung herausgeleitet und neues Kühlmittel dem Kreislauf zugeführt wird.

Wird ein Kühlstrom, wie dies bisher bei den oben beschriebenen Luftkühlungen der Fall ist, lediglich einmal an dem heißen Extrudat vorbeigeführt, steigt die Temperatur des Kühlstromes gegenüber seiner Eintrittstemperatur nur um wenige Grad an. Wird daher beispielsweise tiefkalter Stickstoff von -150°C als Kühlmittel eingesetzt, so wird nur ein sehr geringer Teil der theoretisch möglichen Kühlwirkung ausgenutzt. Große Mengen "Kältekapazität" werden ungenutzt in die Atmosphäre geleitet. Durch die erfindungsgemäße Kreislaufführung des Kühlmittels wird dieses mehrfach zur Kühlung eingesetzt, wodurch der Wirkungsgrad, d. h. die Kälteausnutzung, beträchtlich gesteigert wird. Gemäß der Erfindung wird ein bestimmter Teilstrom des Kühlmittels aus dem Kreislauf herausgeleitet und eine gewisse Menge neuen, kalten Kühlmittels zugeführt. Durch diese Kreislaufführung mit dem aus dem Kreislauf herausgeleiteten Teilstrom, d. h. einem kontrollierten Verluststrom, müssen lediglich die von dem heißen Schlauch aufgenommene Kälteenergie und die durch den Verluststrom entweichende Kälteenergie durch neu zugeführtes, kaltes Kühlmittel ersetzt werden.

Bei Kühlmitteltemperaturen unter 0°C besteht die Gefahr, daß in der Umgebungsluft enthaltener Wasserdampf auskondensiert und sich Tröpfchen, Schnee oder Eiskristalle auf dem extrudierten Schlauch bilden, der dadurch in seinen physikalischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden kann. Erfindungsgemäß ist es deshalb von Vorteil, den mit dem Kühlmittel gekühlten Bereich des Schlauches luftdicht gegen die Umgebung zu isolieren, so daß keine Umgebungsluft in den gekühlten Bereich eindringen kann.

Die Erfindung kann zur Innenkühlung und/oder zur Außenkühlung verwendet werden. Vorteilhaft ist der Kühlmittelkreislauf für die Innenkühlung mit dem für die Außenkühlung verbunden. Dadurch können einige Bauteile, wie z. B. Rohre, Ventile, Verdichter oder Wärmetauscher, eingespart werden. Die Temperatur und der Druck in beiden Kreisläufen sowie die Kühlmittelmengen können getrennt geregelt werden, indem die Verlustströme entsprechend eingestellt werden.

Als geeignetes Kühlmittel hat sich Stickstoff erwiesen. Aber auch andere Gase, wie Kohlendioxid und Luft, sind erfindungsgemäß geeignet. Jedoch ist immer darauf zu achten, daß der Taupunkt des Kühlmittels nicht unterschritten wird, um ein Auskondensieren zu vermeiden. Besonders bevorzugt wird gasförmiger Stickstoff zur Kühlung eingesetzt, da es beim Einsatz von flüssigem Stickstoff durch das unkontrollierte Verdampfen von Flüssigkeitstropfen zu Druckschwankungen kommt.

Wird Stickstoff als Kühlmittel verwendet, so wird vorteilhaft als neu zugeführtes Kühlmittel verdampfter Stickstoff eines Flüssigstickstofftanks eingesetzt. Der Druck, mit dem der Stickstoff in den Kreislauf eingebracht wird, wird durch den Verdampfer nach dem Flüssigstickstofftank eingestellt. Der Stickstoff liegt dann in der Regel mit einem Druck von etwa 5 bar vor. Meist ist im Kühlkreislauf ein niedrigerer Druck vorgesehen, von Vorteil liegt er zwischen Umgebungsdruck und 1,2 bar, so daß der Stickstoff vor der Einbringung in den Kühlmittelkreislauf entspannt wird.

Für den stationären Betrieb einer Folienblasanlage ist darauf zu achten, daß das Verhältnis zwischen Innen- und Außendruck des Schlauches nach dem Extruder konstant gehalten wird, um ein gewünschtes Aufblasverhältnis zu erlangen. Zweckmäßigerweise wird daher nach Abstimmung der Druckverhältnisse die Menge des aus der Kreislaufführung herausgeleiteten Kühlmittels und die des neu zugeführten Kühlmittels genauso groß gewählt, wodurch das Druckverhältnis und somit das Aufblasverhältnis konstant gehalten werden.

Im Falle einer gewünschten Änderung des Aufblasverhältnisses kann es wünschenswert sein, das Verhältnis zwischen Innen- und Außendruck des Schlauches gezielt zu ändern, um beispielsweise den Schlauch stärker aufzublasen. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Menge des aus der Kreislaufführung entnommenen Kühlmittels und die des neu zugeführten Kühlmittels getrennt geregelt werden können, so daß der Druck auf der oder den erfindungsgemäß gekühlten Schlauchseite(n) entsprechend verringert oder erhöht werden kann. Temperatur und Druck im Kühlmittelkreislauf hängen von der Größe des Verluststromes und der Menge des neu zugeführten Kühlmittels ab und können über diese den Anforderungen entsprechend eingestellt werden.

Die Abkühlgeschwindigkeit des heißen Schlauches hängt von der Temperaturdifferenz zwischen dem Schlauch und dem Kühlmittel ab. Vorzugsweise wird deshalb Kühlmittel mit Temperaturen unter 0°C verwendet. Dadurch wird die Kühlwirkung vergrößert, so daß höhere Abzugsgeschwindigkeiten erreicht werden. Da die Länge der Kühlstrecke verkürzt werden kann, können niedrigere Anlagenhöhen realisiert werden.

Eine besonders effiziente Abkühlung wird bei Verwendung von tiefkaltem Kühlmittel erreicht. Zweckmäßigerweise wird daher Stickstoff mit einer Temperatur unter -100°C in den Kühlkreislauf eingeleitet. Dadurch wird eine sehr schnelle Abkühlung des Schlauches erzielt, wodurch aufgrund der gesteigerten Abzugsgeschwindigkeit die Produktivität einer derartigen Blasfolienanlage deutlich erhöht wird.

Von Vorteil wird durch entsprechende Wahl der Verfahrensbedingungen, wie z. B. Abzugsgeschwindigkeit, Kühlmittelmenge, Kühlmitteltemperatur, Größe des Verluststromes und Menge des neu zugeführten Kühlmittels, die Abkühlung des Schlauches gezielt eingestellt. Es ist so möglich, den Schlauch entweder sehr schnell schockartig abzukühlen oder aber langsam und gleichmäßig. Auch die Gefrierlinie, d. h. die Linie, ab der der Schlauch in den festen Aggregatszustand übergegangen ist, kann je nach den Anforderungen an verschiedene Stellen gelegt werden. Durch diese gezielte und effektive Abkühlung können die optischen und mechanischen Eigenschaften des Schlauches den Anforderungen angepaßt werden, wodurch sich eine Steigerung der Produktqualität erreichen läßt.

Eine weitere Steigerung der Effektivität des Verfahrens wird vorzugsweise durch eine zusätzliche Kühlung des im Kreislauf geführten Kühlmittels erreicht. Dadurch wird ein Teil der durch den heißen Schlauch aufgenommenen Kälteenergie durch die Zusatzkühlung kompensiert. Der Bedarf an neu zugeführtem Kühlmittel wird so gesenkt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das im Kreislauf geführte Kühlmittel im Wärmetausch durch das neu zugeführte Kühlmittel zu kühlen. Beim Einsatz von Stickstoff als Kühlmittel wird der neu zugeführte Stickstoff bevorzugt durch Verdampfen eines Flüssigstickstoffvorrates gewonnen. Bei der Verdampfung von flüssigem Stickstoff entzieht dieser der Umgebung Wärme. Besonders zweckmäßig ist es daher, den im Kreislauf geführten, gasförmigen Stickstoff im Wärmetausch durch den verdampfenden Stickstoff zu kühlen. So wird die ansonsten ungenutzt der Umgebung entzogene Verdampfungsenergie dem als Kühlstrom dienenden Stickstoff entnommen, der dadurch in gewünschter Weise abgekühlt wird.

Der Innenraum des Schlauches ist bei den üblichen Folienblasanlagen durch den Schlauch selbst und im unteren Bereich durch den Blaskopf gegen die Umgebungsluft abgedichtet und mit dem Blasmedium gefüllt. Bevorzugt wird, wenn lediglich eine erfindungsgemäße Außenkühlung verwendet wird, im Inneren des Schlauches Stickstoff als Blasmedium eingesetzt. Besonders zweckmäßig ist es in diesem Fall, auch eine Innenkühlung des Schlauches vorzusehen. Diese kann entweder ebenfalls durch das Verfahren gemäß der Erfindung oder aber durch andere Kühlmethoden, beispielsweise im Wärmetausch mit gekühltem Stickstoff, erfolgen.

Die Isolation des Außenbereiches des gekühlten Schlauches gegen die Umgebungsluft und insbesondere gegen Feuchtigkeitseintritt kann durch ein Gehäuse oder eine Umhüllung erfolgen. Es ist jedoch darauf zu achten, daß eine derartige Umhüllung nicht mit dem extrudierten Schlauch in Berührung kommt, da ansonsten ein ungehinderter Abzug des Schlauches nicht gewährleistet wäre und es außerdem zu Beschädigungen des Schlauches kommen könnte. Von Vorteil wird daher eine Isolation gegen die das Äußere des gekühlten Schlauchbereiches umgebende Atmosphäre nicht ganz bis an den Schlauch herangezogen. Bevorzugt wird nun der Druck im Inneren dieser Isolation, d. h. der Druck des im Kreislauf geführten Kühlmittels, höher gewählt als der Umgebungsdruck. Dadurch entweicht durch den zwischen der Isolation und dem Schlauch befindlichen Spalt stets ein Teilstrom des Kühlmittels und verhindert so das Eindringen von Luft. Die Menge des entweichenden Teilstromes, der in diesem Fall den Verluststrom darstellt, wird außerdem der neu zugeführten Kühlmittelmenge, der durch den Schlauch entzogenen Wärmemenge, und den gewünschten Druckverhältnissen im Kreislauf angepaßt.

Von Vorteil werden die Verfahrensparameter, wie z. B. Temperatur und Menge des zugeführten Kühlmittels, Umwälzrate des im Kreislauf geführten Kühlmittels oder Größe des Verluststromes, so gewählt, daß die Differenz zwischen Eintrittstemperatur des neu eingeleiteten Kühlmittels und Austrittstemperatur des Verluststromes mindestens 50 K beträgt. Dadurch wird der Kühlmittelverbrauch minimiert und das Verfahren arbeitet besonders wirtschaftlich.

Neben dem beschriebenen Verfahren bezieht sich die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Schlauchfolien mit einer Ringdüse zur Extrusion einer geschmolzenen Kunststoffmasse und einer Zuführung für ein Blasmedium zum Aufblasen der Kunststoffmasse zu einer Schlauchfolie, sowie einem koaxial zur Ringdüse angeordneten Kühlring mit Kühlstrom-Düsen zur Zuführung von Kühlmittel zur Außenkühlung der Schlauchfolie.

Erfindungsgemäß ist dazu koaxial mit der Ringdüse vom Außendurchmesser des Kühlringes ausgehend eine nach oben gezogene Umhüllung vorgesehen, welche an ihrem oberen Ende einen radial nach innen gezogenen Ringdeckel besitzt, und welche eine Zuleitung für neu zuzuführendes Kühlmittel aufweist.

Bei üblichen Blasfolienanlagen wird der Kühlstrom an dem heißen Schlauch vorbeigeleitet und entweicht anschließend in die Atmosphäre. Erfindungsgemäß ist um den zu kühlenden Bereich des Schlauches eine Umhüllung gezogen, so daß ein Großteil des als Kühlstrom eingesetzten Kühlmittels nicht in die Umgebung entweichen kann. Lediglich ein gewisser Verluststrom wird durch den zwischen dem Ringdeckel und dem Schlauch bestehenden Spalt an die Umgebung abgegeben. Über eine Leitung kann neues, kaltes Kühlmittel zugeführt werden, um die Temperatur und den Druck des Kühlmittels in der Umhüllung auf vorbestimmtem Niveau zu halten. Durch eine entsprechende Formgebung der Umhüllung wird aufgrund der Zufuhr neuen Kühlmittels das innerhalb der Umhüllung befindliche Kühlmittel zur Zirkulation angeregt, so daß das Kühlmittel mehrfach zur Kühlung des Schlauches verwendet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlung kann auf eine Isolation des Schlauchinneren gegenüber der Umgebungsluft verzichtet werden, da diese bereits durch den Schlauch selbst sowie den am unteren Ende des Schlauches befindlichen Blaskopf vorgenommen wird. Es ist jedoch darauf zu achten, daß ein Blasmedium, wie z. B. Stickstoff, eingesetzt wird, welches an dem gekühlten Schlauch nicht kondensiert.

Zweckmäßigerweise ist die Umhüllung thermisch isoliert, um das zirkulierende Kühlmittel auf möglichst tiefer Temperatur zu halten.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Ringdeckel einen verstellbaren Innendurchmesser auf. Dadurch kann der Spalt zwischen dem Schlauch und dem Ringdeckel, durch den der Verluststrom entweicht, zum einen dem Durchmesser des Schlauches, zum anderen den gewünschten Verfahrensbedingungen angepaßt werden.

Vorzugsweise weist die Umhüllung mindestens eine Rückleitung für das Kühlmittel zu den Kühlstrom-Düsen auf, so daß im Betrieb der Vorrichtung mit dem Schlauch ein das Kühlmittel im Kreislauf führender Strömungskanal gebildet wird. Dadurch wird eine bessere Kreislaufführung des Kühlmittels und damit eine höhere Kühlwirkung erreicht. Beispielsweise können über den Umfang der Umhüllung verteilt mehrere Rückleitungen von oben, d. h. aus dem Bereich des Ringdeckels, nach unten in die Nähe der Kühlstromdüsen laufen.

Es hat sich herausgestellt, daß eine einzige koaxial mit der Umhüllung angeordnete ringförmige Rückleitung von oben nach unten eine besonders gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels über den gesamten Schlauchumfang bewirkt. Dadurch wird einerseits eine gleichmäßige Kühlung erreicht und andererseits werden Druckschwankungen im Bereich des Schlauches, wie sie durch eine nicht rotationssymmetrische Anordnung der Rückleitungen hervorgerufen werden können, vermieden.

In einer besonders bevorzugten Variante befinden sich in dem Strömungskanal ein oder mehrere Verdichter oder Ventilatoren, die die Zirkulation des Kühlmittels verstärken.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Ringdeckel oberhalb der Gefrierlinie des Schlauches anzubringen. Der Schlauch wird somit auch nach der Gefrierlinie schneller abgekühlt, wodurch niedrigere Abzugshöhen realisiert werden können und das Aufrollen des Schlauches früher eingeleitet werden kann.

Zur Senkung des Kühlmittelverbrauchs ist von Vorteil ein Wärmetauscher in dem Kreislauf, d. h. innerhalb der Umhüllung und/oder in der Rückleitung, vorgesehen, in dem das im Kreislauf geführte Kühlmittel gekühlt wird, so daß der Bedarf an neuem, kaltem Kühlmittel verringert wird.

Die Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Schlauchfolien mit einem Blaskopf, welcher eine Ringdüse zur Extrusion einer geschmolzenen Kunststoffmasse und eine Zuführung für ein Kühlmittel zum Aufblasen der Kunststoffmasse zu einer Schlauchfolie und zur Innenkühlung der Schlauchfolie, sowie eine Ableitung zum Abführen des überschüssigen Kühlmittels aus dem Inneren der Schlauchfolie aufweist.

Erfindungsgemäß weist die Ableitung eine Verbindungsleitung zu der Zuführung für das Kühlmittel auf, wobei die Verbindungsleitung eine Leitung zur Abgabe eines Teilstromes des Kühlmittels an die Umgebung und eine Leitung zur Versorgung mit neuem Kühlmittel besitzt, und wobei koaxial mit der Ringdüse vom Außendurchmesser des Blaskopfes ausgehend eine nach oben gezogene Umhüllung vorgesehen ist, welche an ihrem oberen Ende einen radial nach innen gezogenen Ringdeckel besitzt.

Erfindungsgemäß wird das in das Schlauchinnere eintretende Kühlmittel durch eine Ableitung aus dem Schlauch herausgeführt und über eine Verbindungsleitung wieder zum Blaskopf und in das Innere des Schlauches geleitet. Über eine weitere Versorgungsleitung, die mit der Verbindungsleitung verbunden ist, kann neues Kühlmittel in den Kreislauf eingebracht werden. Die Abgabeleitung dient dazu einen Kühlmittel-Teilstrom aus dem Kreislauf herauszuführen, um die gewünschten Temperatur- und Druckverhältnisse im Schlauch inneren sicherzustellen. Der Kreislaufprozeß wird vorzugsweise durch Mittel zum Umwälzen des Kühlmittels, wie Ventilatoren, Verdichter oder Pumpen, aufrechterhalten.

Bei der erfindungsgemäßen Innenkühlung ist um das gekühlte Äußere des Schlauches eine Umhüllung vorgesehen. Zur Aufrechterhaltung eines Gegendruckes gegen den Innendruck wird die Umhüllung mit einem nicht auskondensierenden Gas wie Stickstoff gefüllt, wodurch ein zu starkes Aufweiten des Schlauches verhindert wird. Gleichzeitig wird durch diese mit Gas gefüllte Umhüllung das Eindringen von Feuchtigkeit zu dem gekühlten Bereich des Schlauches vermieden.

Auch bei der Innenkühlung hat es sich als günstig herausgestellt, das im Kreislauf geführte Kühlmittel zu kühlen. Hierzu ist in der Verbindungsleitung ein Wärmetauscher vorgesehen, der bei Verwendung von verdampfendem Flüssigstickstoff als Kühlmittelquelle besonders vorteilhaft dessen Verdampfungswärme ausnutzt.

Die Erfindung weist wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Durch die Abkühlung mit kaltem Kühlmittel kann zum einen die Extrusionsgeschwindigkeit von Blasfolienanlagen beträchtlich gesteigert werden, zum anderen können durch die gezielte, entweder schockartige oder gleichmäßige, Abkühlung des Schlauches die physikalischen Eigenschaften definiert eingestellt werden. Die schnellere Abkühlung erlaubt eine Erniedrigung der Abzugshöhe und ein früheres Aufrollen des Schlauches. Durch die erfindungsgemäße Kreislaufführung mit kontrolliertem Verluststrom wird der Kühlmittelverbrauch drastisch gesenkt, so daß ein sehr wirtschaftliches Verfahren zur Kühlung von Schlauchfolien zur Verfügung steht. Das Auskondensieren von Wasserdampf auf dem extrudiertem Schlauch mit seinen negativen Folgen auf die Produktqualität wird durch die Isolation gegen die Umgebung wirksam verhindert.

Im folgenden soll anhand der schematischen Zeichnung die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. In der einzigen Figur ist eine Blasfolienanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

Eine geeignete Kunststoffmasse wird durch Erhitzen plastifiziert und durch eine Ringdüse 1 im Blaskopf 2 gepreßt. Durch die koaxial mit der Ringdüse 1 angeordnete ringförmige Düse 3 wird gasförmiger Stickstoff als Blasmedium in das Innere des Schlauches 4 geblasen und der Schlauch 4 dadurch aufgeweitet. Die Schlauchfolie 4 dehnt sich unter dem Druck des Blasmediums aus bis eine Abkühlung an der sogenannten Gefrierlinie 5 auftritt. Der abgekühlte zylindrische Schlauch 4 wird dann über nicht dargestellte Leitbleche und Umlenkwalzen einer Aufwickelanlage zugeführt.

Überflüssiger Stickstoff im Schlauchinneren wird über eine zentrale Leitung 6 abgezogen und aus wirtschaftlichen Gründen wieder der Düse 3 zugeführt. Der in das Schlauch innere geblasene Stickstoff dient neben dem Aufblasen des Schlauches 4 auch der Innenkühlung des Schlauches 4. Hierzu wird der über die Leitung 6 entzogene Stickstoff durch einen Wärmetauscher 7 geführt und im Wärmetausch mit verdampfendem Stickstoff abgekühlt.

Die Ringdüse 1 ist von einem Kühlring 8 umgeben, der auf seinem Umfang mehrere Kühlstrom- 9 und Stützstrom-Düsen 10 aufweist. Mittels der Kühlstrom-Düsen 9 ist sowohl die Menge des ausströmenden Kühlstroms als auch dessen Austrittsrichtung einstellbar. Als Kühlmedium wird tiefkalter, gasförmiger Stickstoff mit einer Temperatur unter -150°C eingesetzt. Der Stickstoff strömt durch die Düsen 9 entlang der äußeren Oberfläche des Schlauches 4 und kühlt dabei den Schlauch 4 ab.

Erfindungsgemäß wird der Stickstoff im Kreislauf geführt und so mehrfach zur Kühlung verwendet. Hierzu befindet sich oberhalb der Gefrierlinie 5 eine Irisblende 11, deren Innendurchmesser verstellt werden kann. So kann die Größe des zwischen dem Schlauch 4 und der Irisblende 11 entstehenden Ringspaltes 12 unter anderem dem Durchmesser des Schlauches 4 angepaßt werden. Am Rand der Irisblende 11 ist ein Mantel 13 befestigt, der sich bis an den unteren Rand des Kühlringes 8 zieht, und so bis auf den Ringspalt 12 einen abgeschlossenen, ringförmigen Bereich zwischen dem Schlauch 4 und dem Mantel 13 bildet. In dem Mantel 13 befindet sich eine Zuleitung 14, durch die kalter, gasförmiger Stickstoff in diesen Bereich eingeleitet werden kann.

Ferner ist im Inneren des durch den Schlauch 4 und den Mantel 13 gebildeten, ringförmigen Hohlraumes eine ringförmige Schikane 15 angeordnet, die mit dem oberen Rand des Kühlringes 8 fest verbunden ist. Dadurch bildet sich zwischen dem Schlauch 4 bzw. dem Mantel 13 und der Schikane 15 eine in der Figur durch die Pfeile 17 gekennzeichnete Kreislaufführung für den Stickstoff. Durch mehrere axialsymmetrisch verteilte Verdichter 16 wird der durch die Leitung 14 zugeführte Stickstoff in einem Kreislauf durch die Kühlstrom-Düsen 9 entlang der Schlauchoberfläche 4 und wieder zurück zu den Düsen 9 geführt.

Durch die Leitung 14 wird verdampfter Stickstoff eines Flüssiggastanks eingeleitet. Die dabei nötige Verdampfungswärme wird in einem üblichen, nicht dargestellten Wärmetauscher, der in dem durch den Mantel 13 und die Schikane 15 gebildeten Strömungskanal angeordnet ist, dem im Kreislauf geführten Stickstoff entzogen, der dadurch gekühlt wird.

Der heiße Schlauch 4 wird durch den vorbeiströmenden Stickstoff gekühlt, wobei sich der Stickstoff um einige Grad erwärmt. Jedoch herrscht immer noch ein genügend großer Temperaturunterschied zwischen dem Stickstoff und dem Schlauch 4, so daß dieser noch mehrfach zur Kühlung verwendet werden kann. Durch den oben beschriebenen Wärmetauscher sowie durch den über die Leitung 14 neu zugeführten Stickstoff wird der im Kreislauf befindliche Stickstoff gekühlt. Durch den Ringspalt 12 entweicht ein einstellbarer Verluststrom, der zum einen den Eintritt von Feuchtigkeit durch den Ringspalt 12 verhindert, welche sich auf der gekühlten Schlauchoberfläche niederschlagen würde, und zum anderen das Einstellen der Druckverhältnisse zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Schlauches 4 ermöglicht.

Die Irisblende 11 ist oberhalb der Gefrierlinie 5 angeordnet, so daß auch nach der Gefrierlinie 5 eine schnelle Abkühlung des Schlauches 4 bewirkt wird. Dadurch können niedrigere Säulenhöhen realisiert werden und der Aufrollprozeß kann früher eingeleitet werden.

Claims (17)

1. Verfahren zur Innen- und/oder Außenkühlung einer extrudierten Schlauchfolie beim Folienblasverfahren, wobei die Schlauchfolie durch ein im Kreis geführtes Kühlmittel gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Kühlmittels aus der Kreislaufführung (17) herausgeleitet und neues Kühlmittel dem Kreislauf (17) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Kühlmittel gekühlte Bereich der Schlauchfolie (4) luftdicht gegen die Umgebung isoliert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stickstoff als Kühlmittel eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des aus der Kreislaufführung (17) herausgeleiteten Kühlmittels und die des neu zugeführten Kühlmittels gleich sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des aus der Kreislaufführung (17) herausgeleiteten Teilstromes einstellbar ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung ein Kühlmittel mit einer Temperatur unter 0°C verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung ein tiefkaltes Kühlmittel mit einer Temperatur unter -100°C verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kreislauf (17) geführte Kühlmittel gekühlt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kreislauf (17) geführte Kühlmittel im Wärmetausch durch das neu zugeführte Kühlmittel gekühlt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kreislauf (17) geführte Kühlmittel auf einen höheren Druck als Umgebungsdruck gebracht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Kreislaufführung (17) herausgeleitete Teilstrom gegenüber dem neu zugeführten Kühlmittel um mindestens 50 K erwärmt wird.

12. Vorrichtung zur Herstellung von Schlauchfolien mit einer Ringdüse zur Extrusion einer geschmolzenen Kunststoffmasse und einer Zuführung für ein Blasmedium zum Aufblasen der Kunststoffmasse zu einer Schlauchfolie, sowie einem koaxial zur Ringdüse angeordneten Kühlring mit Kühlstrom-Düsen zur Zuführung eines Kühlmittels zur Außenkühlung der Schlauchfolie, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial mit der Ringdüse (1) vom Außendurchmesser des Kühlringes (8) ausgehend eine nach oben gezogene Umhüllung (13) vorgesehen ist, welche an ihrem oberen Ende einen radial nach innen gezogenen Ringdeckel (11) besitzt, und welche eine Zuleitung (14) für neu zuzuführendes Kühlmittel aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringdeckel (11) einen verstellbaren Innendurchmesser aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (13) mindestens eine Rückleitung für das Kühlmittel zu den Kühlstrom-Düsen (9) aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückleitung und/oder innerhalb der Umhüllung (13) ein Wärmetauscher vorgesehen ist.

16. Vorrichtung zur Herstellung von Schlauchfolien mit einem Blaskopf, welcher eine Ringdüse zur Extrusion einer geschmolzenen Kunststoffmasse und eine Zuführung für ein Kühlmittel zum Aufblasen der Kunststoffmasse zu einer Schlauchfolie und zur Innenkühlung der Schlauchfolie, sowie eine Ableitung zum Abführen des überschüssigen Kühlmittels aus dem Inneren der Schlauchfolie aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung eine Verbindungsleitung zu der Zuführung für das Kühlmittel aufweist, wobei die Verbindungsleitung eine Leitung zur Abgabe eines Teilstromes des Kühlmittels an die Umgebung und eine Leitung zur Versorgung mit neuem Kühlmittel besitzt, und daß koaxial mit der Ringdüse vom Außendurchmesser des Blaskopfes ausgehend eine nach oben gezogene Umhüllung vorgesehen ist, welche an ihrem oberen Ende einen radial nach innen gezogenen Ringdeckel besitzt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung ein Wärmetauscher vorgesehen ist.