DE19739747A1

DE19739747A1 - Thermoplastic extrusion head nozzle array for granulator

Info

Publication number: DE19739747A1
Application number: DE19739747A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Hunke
Original assignee: Rieter Automatik GmbH
Current assignee: Rieter Automatik GmbH
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-11

Abstract

Four parallel, equally-spaced rows (3) of openings (2) populate the extrusion nozzle head. Each four openings form a group (4), lying on a grid pattern of four rows (3) and four columns (9). In any group, each nozzle opening belongs to a single row and a single column. An Independent claim is included for the corresponding granulation method. Preferred features: successive groups have identical nozzle configurations. A guide surface (not shown) carries adjacent, emergent plastic strands. Nozzle groups are diagonal to the rows. Row openings lie on equally-spaced lines. The guide has an intake flap. This directs strands over the cooled guide during operation. Otherwise it causes them to bypass cooling. The cooled flap section dimension perpendicular to the withdrawal mechanism, is at least 9 mm greater than the spacing between the first and fourth nozzle rows.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stranggießen und Granulieren von Strängen aus thermoplastischem Kunststoff.The invention relates to a device and a method for continuous casting and pelletizing strands of thermoplastic material.

Aus der DE-AS 25 03 455 ist eine Stranggranulieranlage mit einem Düsen kopf bekannt, an dem eine Reihe von Düsenöffnungen angeordnet sind. Die aus dem Düsenkopf extrudierten Kunststoffstränge fallen auf eine wasser bespülte, schräge Ablaufrinne und werden einem Granulator zugeführt. Die Ablaufrinne springt gegenüber der Verbindungslinie von den Düsen und einem vor der Schneidwalze angeordneten Einzugswalzenpaar in Transport richtung der Stränge sowohl hinter den Düsen als auch vor den Einzugs walzeneingang in Richtung auf die Stränge vor. Das Vorspringen der Ab laufrinne ermöglicht eine besonders gleichmäßige Zufuhr der Stränge zur Schneidwalze des Granulators und eine gute Führung derselben auf der Ablaufrinne.DE-AS 25 03 455 is a strand pelletizer with a nozzle Head known, on which a number of nozzle openings are arranged. The Plastic strands extruded from the nozzle head fall onto a water flushed, inclined drainage channel and are fed to a granulator. The Drainage channel jumps from the nozzles and opposite the connecting line a pair of feed rollers arranged in front of the cutting roller in transport direction of the strands both behind the nozzles and in front of the feed roller entrance in the direction of the strands. The lead of the Ab The trough enables the strands to be fed particularly evenly Cutting roller of the granulator and good guidance of the same on the Drainage channel.

Es ist ferner aus DE-PS 37 29 686 bekannt, an den gegenüberliegenden Kanten eines Düsenkopfes jeweils zwei Reihen von Düsenöffnungen anzubrin gen. Für jede der beiden Doppelreihen sind zwei übereinander angeordnete Leitbleche vorgesehen. Auf diese Weise werden zwei spiegelbildlich zuein ander angeordnete Kühlstrecken für die Kunststoffstränge gebildet. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist der relativ hohe konstruktive Aufwand und der Umstand, daß ein Selbsteinfädeln der Kunststoffstränge problematisch ist. It is also known from DE-PS 37 29 686, on the opposite Make two rows of nozzle openings on the edges of a nozzle head For each of the two double rows there are two arranged one above the other Baffles provided. In this way, two are mirror images of each other other cooling lines arranged for the plastic strands formed. Disadvantageous on this device is the relatively high design effort and The fact that self-threading the plastic strands is problematic.

Besonders nachteilig ist die aus Sicherheitsgründen notwendige Ummantelung der Leitbleche mit einem Gehäuse, so daß die Stränge entlang der Kühl strecke nicht einsehbar sind und bei einer Störung nicht ohne weiteres manuell eingegriffen werden kann.The sheathing necessary for safety reasons is particularly disadvantageous the baffles with a housing so that the strands along the cooling are not visible and not easily in the event of a fault can be intervened manually.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Ver fahren zum Stranggießen und Granulieren von Kunststoffsträngen bereit zu stellen, das eine sehr hohe Belegungsdichte eines Granulators vorgegebener Breite ermöglicht und für ein Selbsteinfädeln der Kunststoffstränge geeignet ist.It is an object of the present invention, an apparatus and a ver are ready for continuous casting and granulation of plastic strands make a very high occupancy of a granulator Width allows and suitable for self-threading the plastic strands is.

Dieses Ziel wird mit den in den Ansprüchen 1 bzw. 8 angegebenen Mitteln erreicht, wobei die Unteransprüche bevorzugte Ausführungsformen darstellen.This goal is achieved with the means specified in claims 1 and 8, respectively achieved, the subclaims representing preferred embodiments.

Danach sind am Düsenkopf einer Vorrichtung zum Stranggießen und Granu lieren von Kunststoffsträngen vier im wesentlichen parallele und gleichmäßig voneinander beabstandete Reihen von Düsenöffnungen zum Extrudieren von Kunststoffsträngen in einer Gruppenstruktur angeordnet. Eine derartige Gruppe weist das Muster eines aus vier Reihen und aus vier Spalten beste henden Gitters auf. Der Gruppe gehören jeweils nur eine Düsenöffnung aus jeder Reihe und nur eine Düsenöffnung aus jeder Spalte an. Der Düsen durchmesser liegt dabei bevorzugt im Bereich von 6 bis 12 mm und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 7,5 bis 8,5 mm.Then there is a device for continuous casting and granulation at the nozzle head lieren of plastic strands four substantially parallel and even spaced rows of nozzle openings for extruding Plastic strands arranged in a group structure. Such Group assigns the pattern one of four rows and four columns best grid. Only one nozzle opening belongs to the group each row and only one nozzle opening from each column. The nozzles diameter is preferably in the range of 6 to 12 mm and entirely particularly preferably in the range from 7.5 to 8.5 mm.

Eine besonders dichte Aufeinanderfolge von Strängen läßt sich erzielen, wenn aufeinanderfolgende Gruppen von Düsen eine im wesentlichen identi sche Düsenkonfiguration aufweisen, d. h. das von den Düsenöffnungen einer Gruppe gebildete Muster sich wiederholt. A particularly dense succession of strands can be achieved if successive groups of nozzles are essentially identi have a nozzle configuration, d. H. the one from the nozzle openings Group of patterns formed repeats itself.

Vorteilhafterweise kann die Leiteinrichtung, trotz der vier Reihen von extrudierten Strängen, durch eine Ablaufrinne gebildet werden, wie sie im Stand der Technik bekannt ist.Advantageously, despite the four rows of extruded strands, formed by a gutter, as in State of the art is known.

Mit erfindungsgemäßen Ausführungsformen läßt sich auf einfache Weise eine besonders dichte Belegung eines Granulators einer bestimmten Breite erzie len. Da der Granulator das teuerste Teil einer Stranggranuliereinrichtung ist und die erfindungsgemäßen Modifikationen gegenüber dem Stand der Technik nicht besonders aufwendig sind, läßt sich kostengünstig eine sehr kompakte und leistungsfähige Anlage verwirklichen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich daher unter weniger günstigen Platzverhältnissen anwenden. Vor teilhaft ist auch, daß in der Praxis erprobte und bewahrte Systemkomponen ten bekannter Vorrichtungen verwendet werden können. Dies stellt einen weiteren Kostenvorteil dar und erhöht die Akzeptanz der neuen Technologie bei deren möglichen Anwendern. Ferner hat eine Steigerung des Durchsatzes des Granulators durch eine dichtere Belegung gegenüber der Steigerung der Abzugsgeschwindigkeit den Vorteil, daß die mit der Leistungssteigerung verbundene Erhöhung des Geräuschpegels wesentlich geringer ausfällt.With embodiments according to the invention, a educate particularly dense coverage of a granulator of a certain width len. Because the pelletizer is the most expensive part of a strand pelletizer and the modifications according to the invention compared to the prior art are not particularly expensive, a very compact can be inexpensively and realize efficient system. The method according to the invention can therefore be used under less favorable space. Before Another part is that system components that have been tried and tested in practice known devices can be used. This represents one represents a further cost advantage and increases the acceptance of the new technology with their possible users. It also has an increase in throughput of the granulator through a denser occupancy compared to the increase in Take-off speed the advantage that with the increase in performance associated increase in the noise level is much lower.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen.Further advantages, features and possible uses of the present Invention result from the following description of an embodiment Example in connection with the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Unteransicht eines Düsenkopfes; FIG. 1 shows the bottom view of a nozzle head;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Seitenansicht des Düsenkop fes; Figure 2 is a section through the side view of the nozzle head fes.

Fig. 3 eine Stranggranulieranlage, und Fig. 3 is a strand pelletizer, and

Fig. 4 eine Vorderansicht der aus dem Düsenkopf austreten den Kunststoffstränge. Fig. 4 is a front view of the plastic strands emerging from the nozzle head.

In Fig. 1 ist eine Unteransicht des Düsenkopfes gemäß einem erfindungs gemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Darstellung ist ebenso wie bei den folgenden Figuren nicht maßstäblich gewählt. Es sind vier Reihen 3 von Düsenöffnungen 2 gezeigt. Die Düsenöffnungen sind zu einer Gruppe 4 zu sammengefaßt, die diagonal zu den Reihen 3 verläuft. Einer Gruppe gehört immer nur eine Düsenöffnung 2 aus einer Reihe 3 und eine Düsenöffnung aus jeder Spalte 9 an. Die erste Düsenöffnung einer nachfolgenden Gruppe ist in derselben Reihe angeordnet wie die erste Düsenöffnung der vorherge henden Gruppe. Diese Düsenkonfiguration ist aufgrund ihrer einfachen Geometrie besonders leicht zu konstruieren und herzustellen.In Fig. 1 a bottom view of the nozzle head is shown according to an embodiment of the Invention. As with the following figures, the representation has not been chosen to scale. Four rows 3 of nozzle openings 2 are shown. The nozzle openings are combined to form a group 4 which runs diagonally to rows 3 . A group always has only one nozzle opening 2 from a row 3 and one nozzle opening from each column 9 . The first nozzle opening of a subsequent group is arranged in the same row as the first nozzle opening of the previous group. This nozzle configuration is particularly easy to design and manufacture due to its simple geometry.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schnittdarstellung mit Projektion einer Gruppe 4 von Düsenöffnungen 2 sowie die erste Düsenöffnung einer nachfolgenden Gruppe. In der Schnittdar stellung ist je eine Düsenöffnung 2 aus jeder Reihe 3 dargestellt, aus der je ein Kunststoffstrang 5 austritt und auf die Leiteinrichtung 6 fällt. In der projizierten Darstellung der Düsenöffnungen sollen die Kreise, die die Düsenöffnungen 2 umgeben, die maximale Aufweitung der aus den Düsen öffnungen austretenden Kunststoffstränge andeuten. Fig. 2 shows a side view of a device according to the invention in a sectional view with projection of a group 4 of nozzle openings 2 and the first nozzle opening of a subsequent group. In the sectional view, one nozzle opening 2 from each row 3 is shown, from each of which a plastic strand 5 emerges and falls on the guide device 6 . In the projected representation of the nozzle openings, the circles that surround the nozzle openings 2 are intended to indicate the maximum widening of the plastic strands emerging from the nozzle openings.

Die Düsenöffnungen haben in diesem Beispiel einen Durchmesser von 8 mm und sind daher insbesondere zur Extrusion von bis zu 150 kg/h Polyethylen terephthalat (PETP) geeignet. Um ein Verkleben der extrudierten Stränge 5 zu vermeiden, die sich unmittelbar nach dem Austritt aus der Düsenöffnung 2 tropfenartig verbreitern, wie in Fig. 4 gezeigt, und zum Schwingen neigen, müssen die Ränder der Düsenöffnungen bzw. Bohrungen einen Abstand von etwa 10 mm voneinander einhalten. Beim Eintritt in den Granulator besitzen die Stränge 5 bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 120 m/Min. noch einen Durchmesser von 3 mm. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Düsenöffnungen 2 beträgt, wenn diese auf eine Linie projiziert werden, 5 mm. Dieser als Teilung bezeichnete Abstand kenn zeichnet die Belegung der als Ablaufrinne ausgestalteten Leiteinrichtung 6 und des Granulators 8 mit Kunststoffsträngen. Die Belegung des Granulators 8 mit Kunststoffsträngen beträgt somit in diesem Beispiel 60%.In this example, the nozzle openings have a diameter of 8 mm and are therefore particularly suitable for extruding up to 150 kg / h of polyethylene terephthalate (PETP). In order to avoid sticking of the extruded strands 5 , which widen drop-like immediately after emerging from the nozzle opening 2 , as shown in FIG. 4, and tend to oscillate, the edges of the nozzle openings or bores must be spaced apart by approximately 10 mm adhere. When entering the granulator, strands 5 have a take-off speed of 120 m / min. still a diameter of 3 mm. The distance between the centers of the nozzle openings 2 is 5 mm when they are projected onto a line. This distance, referred to as division, characterizes the occupancy of the guiding device 6 designed as a drainage channel and the granulator 8 with plastic strands. The occupancy of the granulator 8 with plastic strands is thus 60% in this example.

Während der Abstand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Düsenöff nungen der gezeigten Gruppe 4 18 mm beträgt, sind die Mittelpunkte benachbarter Düsenöffnungen einer Reihe 3 mit 20 mm beabstandet. Das heißt, der Sicherheitsabstand zwischen benachbarten Düsenöffnungen einer Reihe liegt, trotz der hohen bzw. dichten Belegung des Granulators, deutlich im sicheren Bereich.While the distance between the centers of adjacent nozzle openings of the group 4 shown is 18 mm, the centers of adjacent nozzle openings of a row 3 are spaced 20 mm apart. This means that the safety distance between adjacent nozzle openings in a row is, despite the high or dense occupancy of the granulator, clearly in the safe area.

Fig. 3 zeigt eine Stranggranulieranlage mit Düsenkopf 1 einer als Ablauf rinne gestalteten Leiteinrichtung 6 und einem Granulator 8. Die Ablaufrinne besteht aus einer schwenkbaren Anfahrklappe 7, die nach dem Anfahren der Anlage durch die Stränge geschwenkt wird und diese durchschneidet, und einem nachgeordneten stationären Teil. Fig. 3 shows a strand pelletizer with a nozzle head 1, a guide device 6 designed as a drain and a granulator 8th The drainage channel consists of a swiveling start-up flap 7 , which is pivoted through the strands after the start-up of the system and cuts through them, and a downstream stationary part.

Im Betriebszustand ragt die Anfahrklappe 7 durch die vier Strangreihen. Demgemäß fallen die Stränge 5 nach dem Einschwenken der Anfahrklappe 7 in ihre Betriebsposition auf diese. Die Fallinie der Stränge ist in jeder Reihe wenigstens 15 mm vom nicht benetzten Rand der Anfahrklappe entfernt. Die Fallinien der einzelnen Reihen 3 bis zum Auftreffen der Stränge 5 auf der Anfahrklappe 7 beträgt zwischen 50 und 80 mm.In the operating state, the starting flap 7 projects through the four rows of strands. Accordingly, the strands 5 fall into their operating position after the pivoting of the starting flap 7 . The fall line of the strands in each row is at least 15 mm away from the non-wetted edge of the starting flap. The falling lines of the individual rows 3 until the strands 5 hit the starting flap 7 is between 50 and 80 mm.

Die Anfahrklappe ist gegenüber der Fallinie der Stränge wenigstens 35° geneigt. Die Neigung zwischen dem stationären Teil der Ablaufrinne 6 und der Anfahrklappe 7 beträgt etwas mehr als 20°. Dadurch bildet die Ab laufrinne einen Vorsprung gegenüber der Fallinie der Kunststoffstränge, an den die Stränge mittels der von den Einzugswalzen des Granulators 8 ausgeübten Zugkräfte gepreßt werden. Um Schwingungen zu unterdrücken, weist die Anfahrklappe Führungsnuten für die Kunststoffstränge auf.The starting flap is inclined at least 35 ° with respect to the fall line of the strands. The inclination between the stationary part of the gutter 6 and the starting flap 7 is slightly more than 20 °. As a result, the gutter forms a projection over the fall line of the plastic strands, to which the strands are pressed by means of the tensile forces exerted by the feed rollers of the granulator 8 . In order to suppress vibrations, the start-up flap has guide grooves for the plastic strands.

In Fig. 4 ist die Aufweitung der Kunststoffstränge 5 unmittelbar nach dem Austritt aus den Düsenöffnungen gezeigt. Während die Düsenöffnungen einen Durchmesser von 8 mm besitzen, weiten sich die Stränge auf 9 bis 10 mm auf. Beim Auftreten auf die Anfahrklappe 7 haben sie sich auf 3 mm verjüngt. Daher ist auf einer Leiteinrichtung bzw. Ablaufrinne eine Belegung mit Kunststoffsträngen in einer Teilung von 5 mm, d. h. in einem Abstand der Strangmittelpunkte von 5 mm voneinander möglich, obwohl der Durch messer der Düsenöffnungen 2 8 mm beträgt.In FIG. 4, the expansion of the plastic strands 5 is shown immediately after the exit from the nozzle openings. While the nozzle openings have a diameter of 8 mm, the strands widen to 9 to 10 mm. When stepping onto the approach flap 7 , they have tapered to 3 mm. Therefore, on a guide device or drainage channel, an assignment with plastic strands in a pitch of 5 mm, ie at a distance of the strand center points of 5 mm from each other, is possible, although the diameter of the nozzle openings is 2 8 mm.

Claims

1. Device for the continuous casting and granulation of strands made of thermoplastic with:
a nozzle head ( 1 ) with a plurality of nozzle openings ( 2 ), the diameter of which is at least 4 mm;
a granulator ( 8 ) for comminuting the plastic strands ( 5 ) into granules;
a water-wet, self threading guide (6) for cooling and guiding of the plastic strands (5) which in relation to a line connecting the nozzle openings (2) and the inlet of the granulator (8) in the direction of the strands against jumps, characterized,
that the nozzle head ( 1 ) has four substantially parallel, substantially equally spaced rows ( 3 ) of nozzle openings ( 2 ); and
Four nozzle openings ( 2 ) each form a group ( 4 ) within which the nozzle openings are arranged in the pattern of a grid consisting of the four rows ( 3 ) and four columns ( 9 ) such that the group has one nozzle opening from each row ( 3 ) and a nozzle opening from each column ( 9 ) belongs.

2. Device according to claim 1, characterized in that successive groups ( 4 ) have a substantially identical nozzle configuration.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the guide device ( 6 ) essentially forms a surface in such a way that from a group ( 4 ) of nozzle openings ( 2 ) emerging plastic strands ( 5 ) are arranged side by side on this.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle openings ( 2 ) form a group ( 4 ) which is arranged substantially diagonally to the rows ( 3 ).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when the nozzle openings ( 2 ) of the four rows ( 3 ) are projected onto a line, adjacent nozzle openings have an identical distance from one another.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the guide device ( 6 ) has a pivotable starting flap ( 7 ) which, in the operating state, catches the plastic strands ( 5 ) and in the non-operating state, the plastic strands fall by.

7. The device according to the preceding claim, characterized in that the length of the water-wetted section of the starting flap ( 7 ) perpendicular to the withdrawal direction is at least 9 mm longer than the distance between the first and fourth row of nozzles.

8. Process for the continuous casting and granulation of strands of thermoplastic material with the following steps:
Extruding plastic strands ( 5 );
Moving a section of a water-wetted guide device ( 6 ) through the falling lines of the extruded plastic strands ( 5 );
Cooling and supplying the plastic strands ( 5 ) to a granulator ( 8 );
Shredding the plastic strands ( 5 ) into granules;
marked by
Extruding the strands (5) than four substantially parallel, substantially equally spaced strand rows (3), said four strands (5) form a group (4) within which the strands in the pattern of one of the four rows (3) and consisting of four columns ( 9 ) existing grids are arranged such that the group includes one strand from each row and one strand from each column; and
Collecting the strands ( 5 ) by means of the guide device ( 6 ) and aligning the strands on essentially one level.