DE19637378A1 - Device and method for granulating plastics - Google Patents
Device and method for granulating plasticsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von Kunststoffen, die einen Messerflügel aufweist, der in einer flüssigkeitsdurchströmten Granulierhaube angeordnet ist.The invention relates to a device for granulating Plastics, which has a knife wing, which in a is arranged through which the granulation hood flows.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Granulieren von Kunststoffen, bei dem die Granulierung in einer Flüssigkeit von einem Granuliermesser durchgeführt wird und bei dem die Flüssigkeit das Granuliermesser umströmt.The invention also relates to a method for granulating of plastics, in which the granulation in a liquid of a pelletizer and where the liquid flows around the pelletizer.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung werden beispielsweise in der DE-AS 26 46 309 beschrieben. Gemäß dem Stand der Technik sind die Messerflügel mit Spülbohrungen versehen und eine Teilmenge des von unten in die Granulierhaube einströmenden Granulierwassers wird zentral auf die Messerflügel geleitet.Such a method and device described for example in DE-AS 26 46 309. According to the State of the art, the knife blades are provided with rinsing holes and a subset of the bottom into the pelletizer Incoming pelletizing water is placed centrally on the knife blades headed.
In der DE-AS 23 28 019 wird eine weitere Granuliervorrichtung für Kunststoffe beschrieben, bei der der Granuliervorgang unter Einwirkung eines Kühlflüssigkeitsstromes erfolgt. Die Kühlflüssigkeit wird gemäß dieser Druckschrift über eine Messerwelle zugeführt und von der Messerwelle auf die Messerflügel geleitet. Sowohl gemäß der DE-AS 26 46 309 als auch gemäß der DE-AS 23 28 019 erfolgt die Förderung des Granulierwassers über eine spezielle Förderpumpe.DE-AS 23 28 019 describes a further granulating device for Plastics described in which the granulation process under Influence of a coolant flow takes place. The coolant is fed according to this document via a knife shaft and from the knife shaft to the knife wing. Both according to the DE-AS 26 46 309 as well as according to DE-AS 23 28 019 takes place Conveying the pelletizing water via a special feed pump.
Aus der GB-PS 1 049 232 ist es für die Granulierung von Kunststoffen bekannt, eine Wasserzufuhr in den Bereich der Granulierhaube zentral von unten vorzunehmen und die Wasserströmung in Teilströme zu separieren. From GB-PS 1 049 232 it is for the granulation of plastics known, a water supply in the area of the pelletizer centrally from below and the water flow in partial flows separate.
Gemäß dem Stand der Technik ist es nicht in ausreichender Weise möglich, dafür Sorge zu tragen, daß eine entsprechend den jeweiligen aktuellen Einsatzanforderungen optimal angepaßte Kühlwasserströmung erfolgt. Dies führt dazu, daß ein Einklemmen der Granulate im Bereich des Granuliermessers nicht ausgeschlossen werden kann. Ebenfalls können durch den Stand der Technik noch nicht alle Anforderungen an einen energiesparenden Betrieb erfüllt werden.According to the state of the art, it is not sufficient possible to ensure that one according to the respective optimally adapted to current application requirements Cooling water flow takes place. This leads to the fact that the Granules in the area of the granulating knife are not excluded can be. Can also by the prior art does not meet all requirements for energy-saving operation will.
Ebenfalls kann durch den Stand der Technik nicht ausgeschlossen werden, daß geschnittene Granulate in der Granulierhaube kollidieren und Agglomerate (Mehrfachkörner) bilden.Also cannot be ruled out by the state of the art that cut granules collide in the granulating hood and form agglomerates (multigrain).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß in einfacher Weise eine belastungsorientierte Kühlung erfolgen kann.The object of the present invention is therefore a device of to be constructed in such a way that in simple Way a load-oriented cooling can take place.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Messerflügel als Fördereinheit für die Flüssigkeitsdurchströmung ausgebildet ist.This object is achieved in that the Knife blades as a conveying unit for the flow of liquid is trained.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß die Strömungssicherheit verbessert und der Energieverbrauch vermindert wird.Another object of the present invention is a method of to improve the type mentioned in the introduction so that the Flow safety improved and energy consumption reduced becomes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß spätestens nach Abschluß einer Anlaufphase die Strömung der Flüssigkeit mindestens überwiegend durch den Messerflügel erzeugt wird. This object is achieved in that at the latest after completion of a start-up phase, the flow of the liquid is generated at least predominantly by the knife wing.
Durch die Verwendung des Messerflügels als Fördereinrichtung für die Flüssigkeitsdurchströmung besteht eine unmittelbare Kopplung zwischen den jeweiligen Arbeitsbedingungen des Granuliermessers und der Flüssigkeitsdurchströmung. Hierdurch kann in jeder Arbeitssituation eine optimale Umströmung der Granuliermesser hervorgerufen werden. Durch die bereitgestellten großen Querschnitte für den Wasserzulauf kann eine relativ große Wassermenge mit relativ geringem Eneregieaufwand zugeführt werden. Durch die Wasserströmung werden die entstehenden Granulate sofort vom Granuliermesser wegtransportiert. Ein Einklemmen der Granulate zwischen dem Granuliermesser und einer vor dem Granuliermesser angeordneten Lochplatte ist somit nicht möglich. Ebenfalls können sich keine Granulate zentrisch zwischen der Lochplatte und den Messerflügeln ansammeln. Bei der Granulation von Kunststoffen, die zur Agglomeration neigen, kann eine gemäß dem Stand der Technik erforderliche Granulierwassermenge reduziert werden.By using the knife wing as a conveyor for the Liquid flow is a direct coupling between the respective working conditions of the pelletizer and the flow of liquid. This allows everyone Optimal flow around the pelletizer are caused. Due to the large cross-sections provided a relatively large amount of water can be used for the water supply low energy consumption can be supplied. Through the The resulting granules are immediately removed from the water flow Granulating knife transported away. Pinching the granules between the pelletizer and one in front of the pelletizer arranged perforated plate is not possible. You can also no granules centrally between the perforated plate and the Collect knife wings. When granulating plastics, the tend to agglomerate, one according to the prior art required amount of pelletizing water can be reduced.
Zur Bereitstellung einer ausreichenden Strömung an Granulierflüssigkeit in einer Anlaufphase der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß die Granulierhaube mit einer zusätzlichen Granulierwasserumwälzpumpe als Anlaufunterstützung verbunden ist.To provide adequate flow Granulating liquid is in a start-up phase of the device suggested that the granulating hood with an additional Pelletizing water circulation pump is connected as start-up support.
Zur Bereitstellung eines großen Strömungsquerschnitts zur Ermöglichung einer Förderung einer großen Menge an Granulierflüssigkeit mit relativ geringem Energieaufwand ist es vorteilhaft, daß sich durch ein Granulierkopfgehäuse hindurch in Richtung auf die Granulierhaube ein Granulierwasserkanal erstreckt, der mit einer Strömungsrichtung im wesentlichen in Richtung einer Mittellinie der Messerwellenlagerung angeordnet ist. To provide a large flow cross section for Allowing a large amount of funding It is granulating liquid with relatively little energy consumption advantageous that in through a pelletizer housing A granulating water channel extends towards the granulating hood, the one with a flow direction essentially in the direction of a Center line of the knife shaft bearing is arranged.
Eine gleichmäßige Zuführung von plastifiziertem Kunststoff kann dadurch erfolgen, daß im Bereich des Granulierkopfgehäuses als Schmelzekanal für plastifizierte thermoplastische Kunststoffe ein Ringspalt angeordnet ist, der den Granulierwasserkanal im wesentlichen konzentrisch umgibt.A uniform supply of plasticized plastic can in that in the area of the pelletizing head housing as Melt channel for plasticized thermoplastics Annular gap is arranged, the pelletizing water channel in essentially concentrically surrounds.
Eine zweckmäßige räumliche Orientierung besteht darin, daß das Granulierkopfgehäuse mit einer Schmelzezuführung derart gekoppelt ist, daß im Anschluß an eine Einströmöffnung des Granulierkopfgehäuses eine Schmelzeumleitung in den Schmelzekanal um etwa 90° vorgesehen ist.A convenient spatial orientation is that the Granulating head housing coupled with a melt feed in such a way is that following an inflow opening of the Granulation head housing a melt redirection into the melt channel is provided by about 90 °.
Ein besonders hoher Wirkungsgrad bei der Strömungserzeugung kann dadurch realisiert werden, daß der Messerflügel relativ zu einer radialen Richtung schräggestellte Granuliermesser aufweist.A particularly high efficiency in the generation of flow can can be realized in that the knife wing relative to a radial inclined pelletizer.
Zur Gewährleistung sowohl eines guten Partikelabtransportes im Bereich der Messerflügel als auch eines effektiven Abtransportes des Granulates aus dem Bereich der Granulierhaube wird vorgeschlagen, daß eine geteilte Granulierwasserzuführung für die Granulierhaube vorgesehen ist.To ensure both a good particle removal in the Area of the knife blades as well as an effective removal of the Granules from the area of the granulating hood are proposed that a divided granulating water supply for the granulating hood is provided.
Eine Überleitung der Kunststoffschmelze in den Bereich der Messerflügel erfolgt dadurch, daß im Bereich einer Überleitung des Granulierkopfgehäuses in die Granulierhaube eine Lochplatte angeordnet ist.A transfer of the plastic melt into the area of Knife wing takes place in that in the area of a transition of the Granulation head housing in the granulation hood a perforated plate is arranged.
Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die Lochplatte im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und eine zentral angeordnete Durchströmungsausnehmung für das Granulierwasser aufweist. An expedient embodiment is that the perforated plate is essentially annular and a central arranged through-flow recess for the granulating water having.
Ein besonders hoher energetischer Wirkungsgrad kann dadurch erreicht werden, daß nach Erreichen eines Betriebszustandes die Strömung an Granulierflüssigkeit ausschließlich vom Granuliermesser erzeugt wird.This enables a particularly high level of energy efficiency be achieved that after reaching an operating state Flow of granulating liquid exclusively from the granulating knife is produced.
Ein vorteilhafter Granulierablauf wird dadurch bereitgestellt, daß der Granuliervorgang in einer Wasserströmung durchgeführt wird.An advantageous pelletizing process is provided in that the Granulation process is carried out in a water flow.
Zur optimalen Anpassung an jeweils aktuell vorliegende Betriebsbedingungen wird vorgeschlagen, daß bei zunehmender Belastung des Granuliermessers eine zunehmende Strömung der Flüssigkeit zum Abtransport von sich verfestigenden thermoplastischen Kunststoffpartikeln erzeugt wird.For optimal adaptation to the currently available Operating conditions suggest that with increasing Loading of the pelletizing knife an increasing flow of Liquid for the removal of solidifying thermoplastic Plastic particles is generated.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, exemplary embodiments of the invention are schematic shown. Show it:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Granuliervorrichtung und Fig. 1 is a partially sectioned plan view of a granulating device and
Fig. 2 eine Frontalansicht eines Messerflügels. Fig. 2 is a front view of a knife wing.
Gemäß Fig. 1 ist vorgesehen, eine im wesentlichen horizontal ausgerichtete Schmelzezuführung in ein Granulierkopfgehäuse 2 in rechtwinkliger Richtung von der Seite einmünden zu lassen. Die Schmelzezuführung 1 dient dabei zur Verbindung mit einem Extruder, einer Zahnradpumpe oder einem Filter. Es ergibt sich hierdurch eine Schmelzeeinlaufrichtung 3.According to FIG. 1, it is provided that a substantially horizontally oriented melt feeder opens into a pelletizing head housing 2 in a right-angled direction from the side. The melt feed 1 serves for connection to an extruder, a gear pump or a filter. This results in a melt inlet direction 3 .
In der Granulierhaube 6 ist rotationsfähig ein Messerflügel 7 geführt. In Richtung auf das Granulierkopfgehäuse 2 vor dem Messerflügel 7 ist eine Lochplatte 8 angeordnet. In einer Wandung 9 des Granulierkopfgehäuses 2 erstreckt sich im wesentlichen in horizontaler Richtung ein Schmelzekanal 10, der die aus dem Bereich der Schmelzezuführung 1 in den Bereich des Granulierkopfgehäuses 2 gelangende Kunststoffschmelze in Richtung auf die Lochplatte 8 leitet.A knife blade 7 is guided in the granulating hood 6 so that it can rotate. A perforated plate 8 is arranged in the direction of the pelletizing head housing 2 in front of the knife wing 7 . In a wall 9 of the pelletizing head housing 2 , a melt channel 10 extends essentially in the horizontal direction, which guides the plastic melt coming from the area of the melt feed 1 into the area of the pelletizing head housing 2 in the direction of the perforated plate 8 .
Bei einem Austritt aus der Lochplatte 8 wird die Kunststoffschmelze durch den Messerflügel 7 zerkleinert. Eine Abkühlung sowie eine Förderung der Granulate erfolgt durch das Granulierwasser, das den Messerflügel 7 umströmt.When the perforated plate 8 exits, the plastic melt is comminuted by the blade wing 7 . The granulating water, which flows around the knife blade 7, cools and conveys the granules.
Im Anschluß an die Granulierhaube 6 sind eine Messerwellenlagerung 11 sowie ein Antrieb 12 im Bereich eines Gestells 13 angeordnet. Der Antrieb 12 ist über eine Welle 14 mit dem Messerflügel 7 gekoppelt.A knife shaft bearing 11 and a drive 12 are arranged in the region of a frame 13 following the pelletizing hood 6 . The drive 12 is coupled to the blade wing 7 via a shaft 14 .
Aus der teilweisen Querschnittdarstellung des Granulierkopfgehäuses 2 in Fig. 1 ist insbesondere erkennbar, daß der Schmelzekanal 10 als ein Ringspalt ausgebildet ist, der im wesentlichen konzentrisch einen Kühlwasserkanal 15 umgibt. Zur Bereitstellung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Kunststoffschmelze im Schmelzekanal 10 erweitert sich ein Überleitungsbereich 16 zur Umleitung der Kunststoffschmelze aus der Schmelzeeinlaufrichtung 3 in die Strömungsrichtung 5, ausgehend von einer der Schmelzezuführung 1 zugewandten Einströmöffnung in eine der Einströmöffnung 17 abgewandte Richtung. Zur gleichmäßigen Verteilung der Kunststoffschmelze ist daran gedacht, den Überleitungsbereich 16 mit einer ausreichend großen Querschnittfläche 18 zu versehen.From the partial cross-sectional view of the pelletizing head housing 2 in FIG. 1 it can be seen in particular that the melt channel 10 is designed as an annular gap which essentially concentrically surrounds a cooling water channel 15 . In order to provide the most uniform possible distribution of the plastic melt in the melt channel 10 , a transfer area 16 for diverting the plastic melt from the melt inlet direction 3 into the flow direction 5 expands, starting from an inflow opening facing the melt feed 1 into a direction facing away from the inflow opening 17 . To evenly distribute the plastic melt, it is contemplated to provide the transfer area 16 with a sufficiently large cross-sectional area 18 .
Die in Fig. 1 vorgesehene Anordnung der Bauelemente in horizontaler Richtung stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, grundsätzlich sind jedoch auch andere Orientierungen im Raum möglich. Bevorzugt beträgt aber auch bei anderen Orientierungen im Raum ein von der Schmelzeeinlaufrichtung 3 und der Strömungsrichtung aufgespannter Winkel etwa 90°. The arrangement of the components in the horizontal direction provided in FIG. 1 represents a preferred embodiment, but in principle other orientations in space are also possible. However, in the case of other orientations in space, an angle spanned by the melt inlet direction 3 and the flow direction is preferably approximately 90 °.
Fig. 2 zeigt eine Frontalansicht des Messerflügels 7. Der Messerflügel 7 besteht aus der Messerscheibe 21 und dem Granuliermesser 19. Fig. 2 shows a frontal view of the knife blade. 7 The knife blade 7 consists of the knife disk 21 and the granulating knife 19 .
Die Messerscheibe 21 weist eine Aufspannfläche 20 und eine Verbindung zur Welle 14 auf.The cutter disc 21 has a clamping surface 20 and a connection to the shaft 14 .
Die Granuliermeser 19 sind auf der Aufspannfläche 20 gehaltert.The pelletizer 19 are held on the clamping surface 20 .
Die Messer 19 sind bezüglich einer radialen Richtung schräg gestellt. Bezüglich einer Rotationsrichtung 22 erfolgt die Schrägstellung der Messer 19 derart, daß bezüglich einer radialen Orientierung die auf der Aufspannfläche gehalterten Enden der Messer 19 weiter in Rotationsrichtung 22 orientiert sind als die der Aufspannfläche 20 abgewandten Enden. Hierdurch kann die Schneidwirkung verbessert werden.The knives 19 are inclined with respect to a radial direction. With respect to a direction of rotation 22 , the blades 19 are inclined in such a way that, with respect to a radial orientation, the ends of the blades 19 held on the clamping surface are oriented further in the direction of rotation 22 than the ends facing away from the clamping surface 20 . This can improve the cutting effect.
Durch die Schrägstellung der Messer 19 wird eine turbinenartige Gestaltung des Messerflügels 7 bereitgestellt, der in Kombination mit dem Kühlwasserkanal 15 eine turbinenartige Wirkung entsprechend einer Kreiselpumpe entfaltet.The inclined position of the knives 19 provides a turbine-like design of the knife blade 7 , which in combination with the cooling water duct 15 has a turbine-like effect in accordance with a centrifugal pump.
Bei einem Anfahren der Vorrichtung ist insbesondere daran gedacht, während der Anlaufphase eine zusätzliche Granulierwasserumwälzpumpe einzusetzen, um auch bei geringer Rotationszahl des Messerflügels 7 bereits eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit der Granulierflüssigkeit zu gewährleisten. Nach Erreichen eines Betriebszustandes wird die Granulierwasserumwälzpumpe abgeschaltet, und die Förderung des Granulierwassers erfolgt ausschließlich durch die Saugwirkung des Messerflügels 7. Die Förderung des Granulierwassers kann hierdurch ohne zusätzlichen Energieaufwand für den Betrieb der Granulierwasserumwälzpumpe erfolgen. Durch die Strömung erfolgt ebenfalls ein Abtransport der sich verfestigenden thermoplastischen granulierten Kunststoffpartikel.When starting up the device, it is particularly thought to use an additional pelletizing water circulation pump during the start-up phase, in order to ensure a sufficient flow rate of the pelletizing liquid even with a small number of rotations of the blade wing 7 . After an operating state has been reached, the pelletizing water circulation pump is switched off, and the pelletizing water is conveyed exclusively by the suction action of the blade wing 7 . The pelletizing water can thus be conveyed without additional energy expenditure for the operation of the pelletizing water circulation pump. The flow also removes the solidifying thermoplastic granulated plastic particles.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ebenfalls daran gedacht, die Strömung des Granulierwassers vor der Granulierhaube 6 zu teilen. Der eine Teil der Granulierwasserströmung würde wie bei der Ausführungsform in Fig. 1 zentral in die Granulierhaube 6 eingeleitet werden, der andere Strömungsanteil würde von unten oder von der Rückseite in die Granulierhaube geleitet werden. Die Förderung der Teilmengen des Granulierwassers erfolgt aufgrund der Saugwirkung der Messerflügel 7. Grundsätzlich gilt hierbei, daß eine hohe Rotationsdrehzahl beziehungsweise eine hohe Anzahl von Messern 19 eine hohe Saugwirkung und eine niedrige Drehzahl beziehungsweise eine geringere Anzahl von Messern 19 eine geringere Saugwirkung zur Folge haben.According to a further embodiment, it is also contemplated to divide the flow of the granulating water in front of the granulating hood 6 . One part of the pelletizing water flow would be introduced centrally into the pelletizing hood 6 , as in the embodiment in FIG. 1, the other part of the flow would be led into the pelletizing hood from below or from the rear. The partial amounts of the pelletizing water are conveyed due to the suction effect of the knife blades 7 . The basic principle here is that a high rotational speed or a high number of knives 19 result in a high suction effect and a low speed or a lower number of knives 19 result in a lower suction effect.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die vorgesehene Strömungsführung auftretende Druckunterschiede an dem Messerflügel 7 relativ gering ausfallen und hierdurch im Bereich des Granuliermessers 9 angreifende Axialkräfte vermindert werden. Hierdurch kann eine verlängerte Lebensdauer unterstützt werden.A further advantage is that the pressure differences occurring on the knife blade 7 are relatively small due to the flow guidance provided, and axial forces acting in the region of the pelletizing knife 9 are thereby reduced. This can support an extended lifespan.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KRUPP WERNER & PFLEIDERER GMBH, 70469 STUTTGART, D |
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8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |