DE202005001809U1

DE202005001809U1 - Lochplatte für einen Unterwassergranulator

Info

Publication number: DE202005001809U1
Application number: DE200520001809
Authority: DE
Original assignee: CF Scheer und Cie GmbH and Co KG
Current assignee: Reduction Engineering GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2015-02-05

Abstract

Lochplatte (1) für einen Unterwassergranulator mit Durchtrittsöffnungen (4) für den Durchtritt von Schmelze (S), gekennzeichnet durch einen Flansch (6) zur Klemmfixierung der Lochplatte (1) mit einem Bauteil (2) auf der Schmelzeeintrittseite der Lochplatte (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lochplatte für einen Unterwassergranulator nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 sowie einen Unterwassergranulator mit einer solchen Lochplatte.
Unterwassergranulatoren werden zum Heißgranulieren von Kunststoffen eingesetzt. Dabei wird schmelzflüssiger Kunststoff von einem Extruder durch eine Lochplatte hindurch in eine vollständig mit Wasser geflutete Kammer gespritzt. Die an der Oberfläche der Lochplatte aus Düsenbohrungen austretenden Polymerschmelzestränge werden mittels eines mit hoher Rotationsgeschwindigkeit über die Oberfläche rotierenden Messerkopfes durchtrennt und erstarren im Wasser zu kugel- bzw. linsenförmigem Granulat. Mit einem Wasserstrom wird das Granulat aus der Kammer abgeführt und anschließend getrocknet.
Im Betrieb ist die Lochplatte mit ihrer Schmelzeeintrittseite an einem Bauteil des Extruders befestigt, z. B. einem Anfahrventil oder Schmelzefilter. Erfolgt ein Farb- und/oder Materialwechsel der die Düsenbohrungen durchströmenden Polymerschmelze, muss die Lochplatte abgenommen werden, um sie zu reinigen oder auszuwechseln.
Um ein einfaches Abnehmen der Lochplatte zu ermöglichen, schlägt die DE 103 12 187 A1 vor, die Lochplatte von der Wasserkammer aus an das extruderseitige Bauteil anzuschrauben. In den Schmelzekanälen herrschen hohe Drücke, weshalb die Lochplatte mit einer Vielzahl von Schrauben an dem Bauteil befestigt sein muss, um eine zuverlässige Abdichtung der Lochplatte zu gewährleisten. Aufgrund der hohen Anzahl an Schraubverbindungen ist das Lösen und Montieren der Lochplatte besonders zeitaufwändig.
Ein weiteres Problem beim Lösen der Lochplatte von dem Bauteil besteht darin, dass bei Schmelztemperaturen bis 350 °C gearbeitet wird. Da die gesamte Lochplatte damit sehr heiß ist, besteht für das Personal die Gefahr, sich beim Lösen der Schraubverbindungen an der Lochplatte zu verbrennen. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei durch Verklebungen der Schmelze Verschmutzung der Schrauben auftritt und an den Schrauben Korrosionen entstehen, wodurch das Lösen der Schraubenverbindungen schwer wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lochplatte für einen Unterwassergranulator bereitzustellen, die in einfacher und sicherer Weise ausgewechselt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Lochplatte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Eine erfindungsgemäße Lochplatte für einen Unterwassergranulator besitzt einen Flansch zur Klemmfixierung mit einem Bauteil auf der Schmelzeeintrittseite der Lochplatte, beispielsweise einem Anfahrventil oder Schmelzefilter. Dadurch ist ein besonders einfaches und schnelles Lösen bzw. Montieren der Lochplatte an dem Bauteil gewährleistet. Es müssen nicht zeitaufwendig eine Vielzahl von Schraubverbindungen gelöst werden, sondern die Lochplatte kann durch einfaches Öffnen der Klemmfixierung von dem stromaufwärts angeordneten Bauteil gelöst werden, z. B. durch einfaches Umlegen eines Klemmhebels. Die Kontaktflächen auf der Schmelzeeintrittseite und folglich auch die Stirnfläche des vorgelagerten Bauteils sind damit leicht zugänglich, so dass deren Reinigung einfach durchgeführt werden kann. Dadurch wird bei notwendigen Umbauten viel Zeit eingespart, was auch einen schnelleren Produktionsstart ermöglicht.
Desweiteren erweist sich als vorteilhaft, dass das Personal beim Betätigen der Klemmfixierung nicht mit der heißen Lochplatte in Kontakt kommt und sich so nicht daran verbrennen kann, so dass insbesondere die Sicherheit für das Personal beim Lösen bzw. Montieren der Lochplatte erhöht wird.
Die Lochplatte wird in einem Unterwassergranulator so angeordnet, dass ihre Schmelzeeintrittseite, an der der Flansch ausgebildet ist, mit einem Flansch des extruderseitigen Bauteils in Kontakt ist, um die Lochplatte daran zu befestigen. Vorzugsweise ist zumindest einer der beiden Flansche so ausgebildet, dass der Flanschquerschnitt auf der der Kontaktfläche abgewandten Seite eine Kegelfläche aufweist. Dadurch wird eine radial auf die Kegelfläche wirkende Kraft, wie sie beispielsweise durch eine Durchmesserreduzierung einer an der Kegelfläche angreifenden Spannkette erzeugt werden kann, in eine axiale Klemmkraft gewandelt. Vorzugsweise weist jeder Flansch eine solche Kegelfläche auf, die einander gegengesetzte Neigungen haben. Die Flansche bilden vorzugsweise eine kreisrunde Aussenkontur der Lochplatte bzw. des angrenzenden Bauteils.
In einem ersten Ausführungsbeispiel bildet der Flansch einen integralen Bestandteil der Lochplatte und ist somit unlösbar mit der Lochplatte verbunden. Dadurch ist die Gestaltung einer Lochplatte mit kurzer Baulänge möglich, was einen geringeren Strömungswiderstand und eine geringere mechanische Beanspruchung der Schmelze zur Folge hat. Die einteilige Lochplatte mit Flansch hat den Vorteil, dass der Flansch auf besonders stabile Weise mit der Lochplatte verbunden ist. Dadurch kann die Klemmfixierung mit großen Kräften auf den Flansch einwirken, um somit eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Lochplatte und dem extruderseitigen Bauteil zu gewährleisten.
Ist der Flansch integraler Bestandteil der Lochplatte, so ist die Lochplatte in einer ersten Alternative mit dem Flansch aus einem Stück gefertigt, beispielsweise durch Spanen, durch Umformen (z. B. Schmieden) und/oder durch Urformen (Gießen). In einer zweiten Alternative wird die Lochplatte mit einem separaten Flansch verschweißt, so dass der Flansch einen integralen Bestandteil der Lochplatte bildet.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Flansch lösbar mit der Lochplatte verbunden. Vorzugsweise ist die Lochplatte dann mit dem Flansch verschraubt. Der Vorteil einer solchen Konstruktion besteht darin, dass unterschiedlich geformte Flansche an der Lochplatte befestigt werden können. Dabei kann die Form der Flansche abhängig von der Klemmfixierung gewählt werden, mit der die Lochplatte am extruderseitigen Bauteil befestigt wird.
Vorzugsweise ist auf der Schmelzeeintrittseite der erfindungsgemäßen Lochplatte eine Zentrierung vorgesehen, um die Lochplatte in exakter Lage zu befestigen. Beispielsweise kann die Zentrierung eine Zentriernut umfassen, die mit einem entsprechenden Zentrierbund zusammenwirkt. Dadurch wird verhindert, dass bei der Montage der Lochplatte ein Versatz zwischen den Durchtrittsöffnungen der Lochplatte und den Schmelzekanälen des vorgelagerten Bauteils entsteht. Wenn die Kanäle und die Öffnungen nicht koaxial verlaufen, können Schmelzeablagerungen entstehen. Dann fließt die Schmelze ungleichmäßig, was zu ungleichförmigem Granulat bezüglich des Granulatdurchmessers und der Granulatlänge führen kann.
Die Zentrierung ist vorzugsweise mit axial verlaufenden, insbesondere zylinderförmigen Zentrierflächen ausgebildet. Zwar sind auch konische Zentrierflächen möglich, die das Ansetzen der Lochplatte am extruderseitigen Bauteil sogar erleichtern. Bei minimalen Fertigungstoleranzen liegen aber entweder nur die konischen Zentrierflächen oder nur die Stirnflächen des Bauteils und der Lochplatte auf Kontakt. Bevorzugt werden daher axial verlaufende Zentrierflächen verwendet, die zur Erleichterung des Zusammenfügens angepasst sind.
Als Klemmfixierung kann beispielsweise eine zwei- oder mehrgliedrige (Schnell-) Spannkette eingesetzt werden, die an beiden Flanschen angreift, diese ringförmig umschließt und gegeneinander drängt. Weisen beide Flanschquerschnitte eine Ke gelfläche auf, so wird bevorzugt eine Kegel-Spannkette eingesetzt, die um die beiden Kegelflanschhälften gelegt und mittels einer an der Kette angebrachten Spannvorrichtung gespannt wird. Dabei werden die Zahl der Glieder der Kette und deren Querschnitte so gewählt, dass die Lochplatte und das vorgelagerte Bauteil druckdicht aneinander gedrückt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Darin zeigen:
1 schematisch eine Düsenanordnung eines Unterwassergranulators mit einer erfindungsgemäßen Lochplatte und zwei Gliedern einer Spannkette; und
2 eine bevorzugte Ausführungsform der Lochplatte der 1.
1 zeigt schematisch eine Düsenanordnung eines Unterwassergranulators, wobei eine erfindungsgemäße Lochplatte 1 und ein der Lochplatte vorgelagertes Bauteil 2 dargestellt sind. Beispielsweise kann das Bauteil 2 ein Ventil sein, welches den Zufluss von Schmelze S zur Lochplatte 1 steuert.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Lochplatte 1 mit einem Schmelzeleitkegel 3 versehen, der die Schmelze auf Düsen 4 aufteilt, welche konzentrisch um den Schmelzeleitkegel 3 auf einem regelmäßigen Lochkreis angeordnet sind. Statt eines einzigen Düsenkranzes können auch mehrere Düsenkränze mit unterschiedlichem Lochkreisdurchmesser vorhanden sein. Der Fluss S der Schmelze ist in 1 mit Pfeilen angedeutet. Der Schmelzefluss S teilt sich an der Spitze des Schmelzeleitkegels 3 auf und fließt gleichmäßig über den Umfang des Kegels 3 zu den um den Kegel herum angeordneten Düsen 4.
Die der Wasserkammer (nicht gezeigt) zugewandte Stirnseite 5 der Lochplatte 1 kann besonders gestaltet sein. So sind auf der Stirnseite 5 üblicherweise Verschleißschutz- und Wärmeisolationsschichten angeordnet. Verschleißschutzschich ten mindern den Verschleiß der Lochplattenstirnseite, der sich aufgrund eines in der Wasserkammer rotierenden Messerkopfes (nicht gezeigt), welcher die aus den Düsen 4 austretenden Schmelzestränge zu Granulat schneidet, ergibt. Wärmeisolationsschichten vermindern den Wärmefluss durch die Stirnseite 5 der Lochplatte 1 in das vorbeiströmende Wasser.
Die Lochplatte 1 und das Bauteil 2 sind jeweils mit einer Flanschhälfte 6, 7 versehen. Indem die Flanschhälfte 7 des Bauteils 2 mit der Flanschhälfte 6 der Lochplatte 1 zusammenwirkt, ergeben sie im Querschnitt gemeinsam einen Kegelflansch. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Flanschhälften 6, 7 jeweils integral mit der Lochplatte 1 bzw. dem Bauteil 2 ausgebildet. Die Flanschhälften 6, 7 können auch lösbar an der Lochplatte 1 bzw. am Bauteil 2 fixiert sein, z. B. mittels Schrauben.
Des weiteren zeigt 1 zwei Glieder 8 einer Kegelspannkette, wobei die Spannkette auch mehr Glieder umfassen kann. Dabei wird eine druckdichte Verbindung beider Flanschhälften 6, 7 dadurch erreicht, dass keilförmige Innenflächen 9 der einzelnen Glieder 8 der Spannkette mittels einer an der Spannkette angebrachten Spannvorrichtung die Außenkegelflächen 10 der beiden Kegelflanschhälften 6, 7 zusammendrückt.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Lochplatte 1 der 1. Darin umfasst die Lochplatte 1 auf ihrer Schmelzeeintrittseite eine Zentrierung 11. Dementsprechend weist das extruderseitige Bauteil 2 eine Zentriernut 12 auf, welche einen Zentrierbund 13 der Lochplatte 1 passgenau aufnimmt. Dadurch wird im zusammengefügten Zustand eine exakt koaxiale Lage der beiden Bauteile 1, 2 erreicht, so dass kein Versatz an den Bohrungen für die Schmelze entsteht. Die Zentrierung 11 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie im Querschnitt zylinderförmig ist.

Claims

Lochplatte (1) für einen Unterwassergranulator mit Durchtrittsöffnungen (4) für den Durchtritt von Schmelze (S), gekennzeichnet durch einen Flansch (6) zur Klemmfixierung der Lochplatte (1) mit einem Bauteil (2) auf der Schmelzeeintrittseite der Lochplatte (1).
Lochplatte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschquerschnitt auf der Schmelzeaustrittseite eine Kegelfläche (10) aufweist.
Lochplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6) einen integralen Bestandteil der Lochplatte (1) bildet.
Lochplatte (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (1) mit dem Flansch (6) aus einem Stück gefertigt ist.
Lochplatte (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (1) mit dem Flansch (6) verschweißt ist.
Lochplatte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (1) mit dem Flansch (6) verschraubt ist.
Lochplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Zentrierung (13) auf der Schmelzeeintrittseite der Lochplatte (1).
Lochplatte (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung (13) eine axial verlaufende, insbesondere zylinderförmige Zentrierfläche besitzt.
Unterwassergranulator, umfassend eine Wasserkammer, eine an die Wasserkammer angrenzende Lochplatte (1) für den Durchtritt von Schmelze (S) in die Wasserkammer und zumindest ein weiteres Bauteil (2) auf der Schmelzeeintrittseite der Lochplatte (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (1) eine Lochplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist und das weitere Bauteil (2) einen Flansch (7) aufweist, der mit dem Flansch (6) der Lochplatte (1) zusammenwirkt.
Unterwassergranulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (7) des weiteren Bauteils (2) eine der Lochplatte (1) abgewandte Kegelfläche (10) aufweist.
Unterwassergranulator nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine zumindest zweigliedrige Spannkette, die an beiden Flanschen (6, 7) angreift und diese aufeinander zu drängt.
Unterwassergranulator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkette eine Kegelspannkette ist.