DE202014005708U1 - Device for controlling the temperature of an extruder or a plasticizing cylinder - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders (1) oder eines Plastifizierzylinders, wobei die Vorrichtung mindestens eine temperierende Rohrschlange (8) umfasst, die mäanderförmig gebogen ist, und in mittelbarem oder unmittelbarem Kontakt mit dem Extruder (1) oder Plastifizierzylinder steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäander (9) der mäanderförmig gebogenen Rohrschlange (8) überbogen ausgebildet sind.Device for temperature control of an extruder (1) or a plasticizing cylinder, wherein the device comprises at least one temperature-controlling tube coil (8) which is bent in a meandering shape and is in direct or indirect contact with the extruder (1) or plasticizing cylinder, characterized in that the Meander (9) of the meander-shaped curved pipe coil (8) are formed overbend.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders oder eines Plastifizierzylinders, wobei die Vorrichtung mindestens eine temperierende Rohrschlange umfasst, die mäanderförmig gebogen ist, und in mittelbarem oder unmittelbarem Kontakt mit dem Extruder oder dem Plastifizierzylinder steht.The invention relates to a device for controlling the temperature of an extruder or a plasticizing, wherein the device comprises at least one tempering coil, which is bent meander-shaped, and is in direct or indirect contact with the extruder or the plasticizing.
Bislang werden Extruder bzw. Plastifizierzylinder überwiegend elektrisch beheizt. Teilweise finden sich auch Konzepte für direkt gasbeheizte Anlagen oder auch solche, die mit einem Wärmeträgermedium, beispielsweise einem Fluid, betrieben werden. Insbesondere im Eingangs- und Ausgangsbereich eines Extruders bzw. auch eines Plastifizierzylinders führen hohe Scherkräfte bzw. Druckerhöhungen zu einer Freisetzung von Wärme. Bei Extrudern und Plastifizierzylindern, z. B. von Blasfolienanlagen kann dies zu erheblichen Temperaturspitzen führen. Diese können je nach Art des Kunststoffgranulates zu einer thermischen Schädigung des Granulates führen. Extruder oder Plastifizierzylinder (nachstehend zusammengefasst als Extruder bezeichnet) benötigen daher neben einer Beheizung häufig eine zusätzliche lokale Kühlung an den gefährdeten Bereichen.So far, extruders or plasticizing cylinders are mainly heated electrically. In some cases, there are also concepts for directly gas-heated plants or even those that are operated with a heat transfer medium, such as a fluid. Particularly in the inlet and outlet regions of an extruder or a plasticizing cylinder, high shear forces or pressure increases lead to a release of heat. For extruders and plasticizing, z. B. of blown film systems, this can lead to significant temperature peaks. Depending on the type of plastic granules, these can lead to thermal damage to the granulate. Extruders or plasticizing cylinders (hereinafter collectively referred to as extruders) therefore often require, in addition to heating, additional local cooling at the endangered areas.
Für die Beheizung bzw. Kühlung von Extrudern sind unterschiedliche Techniken bekannt. Das sogenannte Heizband, als elektrische Heizung ist die geläufigste Möglichkeit Extruder zu beheizen. Die elektrische Beheizung von Extrudern hat den Nachteil einer energetisch ineffizienten Regelung. Denn es muss insbesondere ein Überschwingen der Temperatur während des Heizvorganges vermieden werden. Um ein solches Überschwingen zu vermeiden, kann z. B. eine Fluidkühlung vorgesehen sein, wobei die elektrische Heizung gegen die Temperatur des Fluids als Konstante geregelt wird.For the heating or cooling of extruders different techniques are known. The so-called heating tape, as electric heating is the most common way to heat extruder. The electric heating of extruders has the disadvantage of an energy-inefficient control. Because it must be avoided in particular an overshoot of the temperature during the heating process. To avoid such overshoot, z. B. a fluid cooling may be provided, wherein the electric heater is controlled against the temperature of the fluid as a constant.
Insofern ist auch bereits z. B. eine Flüssigkeitstemperierung bekannt, die insbesondere dann zum Einsatz kommt, wenn hohe Kühlleistungen benötigt werden und es auf eine gleichmäßige Temperatur am Zylinder ankommt. Eingesetzt werden hierbei sowohl Wasser als auch spezielle Thermoöle. Zur Temperierung mittels Fluiden sind häufig wendelförmige Kanäle zur Zwangsförderung des Temperiermediums in das Innere der Zylinderbuchse gefräst. Mittels eines Fluides kann der Extruder somit nicht nur an verschiedenen Stellen beheizt, sondern auch gekühlt werden. In einem Zusammenhang ist z. B. aus der
Relevant für die Temperierung des Extruders, also für die örtliche Kühlung und Beheizung des Extruders ist eine im Wesentlichen gleiche Wärmestromdichte über die zu beheizende bzw. zu kühlende Fläche. Denn nur durch eine im Wesentlichen gleiche Wärmestromdichte kann sichergestellt werden, dass das Granulat nicht geschädigt wird bzw. der Kunststoff eine gleichmäßige Qualität erhält.Relevant to the temperature of the extruder, so for the local cooling and heating of the extruder is a substantially same heat flux density over the surface to be heated or to be cooled. Because only by a substantially same heat flux density can be ensured that the granules are not damaged or the plastic receives a uniform quality.
Zur Erzielung einer über die Fläche im Wesentlichen gleichen Wärmestromdichte, das heißt, der Menge an Wärme, die durch eine bekannte Fläche des Extruders bei einem gegebenen Temperaturunterschied fließt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Mäander der mäanderförmig gebogenen Rohrschlange zum Fluidtransport überbogen ausgebildet sind. Durch eine solche überbogene Ausführung der Mäander der mäanderförmig gebogenen Rohrschlange wird erreicht, dass eine größere Fläche von der mäanderförmig gebogenen Rohrschlange überdeckt wird.In order to achieve a heat flow density substantially the same over the surface, that is, the amount of heat flowing through a known surface of the extruder at a given temperature difference, it is proposed according to the invention that the meanders of the meandering curved tube coil are designed to be over-arched for fluid transport. By such an over-arched design of the meander of the meandering curved tube coil is achieved that a larger area is covered by the meandering curved coil.
Ein jeder Mäander weist zwei Schenkel auf, die durch einen Steg verbunden sind, wobei die Schenkel im Bereich ihres Übergangs zum Steg des benachbarten Mäanders aufeinander zulaufend ausgerichtet sind. Hieraus wird deutlich, dass ein überbogener Mäander ein solcher ist, der in Richtung des Verlaufs des Mäanders gestaucht ist.Each meander has two legs, which are connected by a web, wherein the legs are aligned in the region of their transition to the web of the adjacent meander converging. From this it becomes clear that an over-arched meander is one that is compressed in the direction of the course of the meander.
Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass die einzelnen Mäander in unterschiedlichem radialem Abstand zum Extruder oder zum Plastifizierzylinder angeordnet werden.This can also be achieved by arranging the individual meanders at different radial distances from the extruder or the plasticizing cylinder.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schenkel einzelner Mäander durch thermische Isolierelemente voneinander getrennt sind. Durch die thermische Trennung einzelner Mäander und in der Folge nur eines minimalen Wärmeaustauschs, wird erreicht, dass über die Länge des Extruders unterschiedliche Temperaturen gefahren werden können.According to a further feature of the invention, it is provided that the legs of individual meanders are separated from each other by thermal insulation elements. Due to the thermal separation of individual meanders and consequently only a minimal heat exchange, it is achieved that different temperatures can be run over the length of the extruder.
Dies kann auch dadurch erreicht werden, dass die einzelnen Mäander in unterschiedlichem radialen Abstand zum Extruder oder zum Plastifizierzylinder angeordnet werden.This can also be achieved by arranging the individual meanders at different radial distances from the extruder or the plasticizing cylinder.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere mäanderförmig gebogene Rohrschlangen im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Das heißt, dass beispielsweise bei zwei parallel zueinander verlaufenden mäanderförmig gebogenen Rohrschlangen, in denen ein Fluid zum Kühlen oder Beheizen geführt ist, eine wesentlich höhere Wärmestromdichte erzielt werden kann, als mit einem einzigen Mäander, da die eingebrachte Wärmemenge in den Extruder wesentlich größer sein kann. Auch wird ein sehr homogenes Temperaturfeld erzeugt. Für den Betrieb der mäanderförmig gebogenen Rohrschlangen, das heißt den Durchsatz des Temperiermediums, beispielsweise einem Thermoöl oder Wasser gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann beispielsweise vorgesehen sein, die mäanderförmig gebogene Rohrschlange mit einem Fluid im Kreuzgleichstrom oder auch im Kreuzgegenstrom bezogen auf die Flussrichtung des Granulats im Extruder oder Plastifizierzylinder zu betreiben. Als besonders vorteilhaft hat sich insbesondere auch herausgestellt, dass die Rohrschlangen gegenüber der Umgebung optimal isoliert werden können.According to a further advantageous feature of the invention, it is provided that a plurality of meander-shaped curved tube coils run substantially parallel to one another. This means that, for example, in the case of two mutually parallel meandering curved tube coils in which a fluid is conducted for cooling or heating, a significantly higher heat flux density can be achieved than with a single meander, since the amount of heat introduced into the extruder can be substantially greater , Also will be a very homogeneous temperature field generated. For the operation of the meandering curved coils, that is, the flow rate of the tempering, for example, a thermal oil or water, there are several possibilities. Thus, for example, be provided to operate the meandering curved coil with a fluid in the cross-flow or in cross-counterflow relative to the flow direction of the granules in the extruder or plasticizing. In particular, it has also been found to be particularly advantageous that the coils can be optimally insulated from the environment.
Besonderes Merkmal dieser Temperierelemente ist, dass sie gegen die Umgebung ideal isoliert werden können.A special feature of these tempering elements is that they can be ideally insulated against the environment.
Bei mindestens zwei mäanderförmig gebogenen Rohrschlangen, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die mindestens eine Rohrschlange im Kreuzgleichstrom und die mindestens eine weitere Rohrschlange im Kreuzgegenstrom betrieben wird. Die Anströmung aus zwei verschiedenen Richtungen sorgt für ein homogenes Temperaturfeld bei verhältnismäßig hoher Wärmestromdichte über die gesamte mit der Rohrschlange belegten Fläche.In at least two meandering curved coils, which are substantially parallel to each other, is provided according to a further feature of the invention, that the at least one coil in the cross-DC and the at least one further coil is operated in cross-counterflow. The flow from two different directions ensures a homogeneous temperature field at a relatively high heat flux density over the entire surface occupied by the coil.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Vorrichtung mindestens eine Halbschale zur Aufnahme mindestens einer mäanderförmig gebogenen Rohrschlange mit überbogenen Mäandern aufweist. Hierbei bilden zwei Halbschalen eine Manschette. Solche Manschetten können dann als einzelne Bauteile in Kontakt mit dem Plastifizierzylinder bzw. dem Extruder gebracht werden, und dort für die erforderliche Kühlung bzw. Beheizung des Extruders dienen. Der Einsatz von solchen Heiz- oder Kühlmanschetten hat den großen Vorteil, dass diese bedarfsgerecht und variabel auf dem Extruder bzw. Plastifizierzylinder angebracht werden können. Die Manschetten bestehen aus einem gut wärmeleitfähigen Material, z. B. Aluminium. Die bereits zuvor angesprochenen thermischen Isolierelemente können hierbei in die Manschette eingebracht werden, das heißt, sie sind Bestandteil der Manschette.It has proven to be particularly advantageous if the device has at least one half-shell for receiving at least one meander-shaped curved tube coil with over-arched meanders. Here, two half shells form a cuff. Such sleeves can then be brought as individual components in contact with the plasticizing cylinder or the extruder, where they serve for the required cooling or heating of the extruder. The use of such heating or cooling sleeves has the great advantage that they can be mounted on demand and variably on the extruder or plasticizing cylinder. The sleeves are made of a good thermal conductivity material, eg. As aluminum. The previously mentioned thermal insulation elements can be incorporated into the sleeve, that is, they are part of the sleeve.
Als vorteilhaft hat sich insbesondere auch herausgestellt, dass die Rohrschlangen gegenüber der Umgebung ideal isoliert werden können.In particular, it has also proven to be advantageous that the coils can be ideally insulated from the environment.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.With reference to the drawings, the invention will be explained in more detail below by way of example.
Gemäß
Aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Extruder oder PlastifizierzylinderExtruder or plasticizing cylinder
- 22
- Fließrichtung des GranulatsFlow direction of the granules
- 44
- halbschalenförmige Manschetteshell-shaped cuff
- 88th
- Rohrschlangecoil
- 99
- Mäandermeander
- 1010
- Schenkel des MäandersThighs of the meander
- 1212
- Steg des MäandersFootbridge of the meander
- 1515
- Pfeilarrow
- 2020
- Isolierelementinsulating
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 61-36347 [0004] JP 61-36347 [0004]
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DE202014005708U1 true DE202014005708U1 (en) | 2014-08-20 |
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DE202014005708.7U Expired - Lifetime DE202014005708U1 (en) | 2014-07-12 | 2014-07-12 | Device for controlling the temperature of an extruder or a plasticizing cylinder |
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DE (1) | DE202014005708U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021129015A1 (en) | 2021-11-08 | 2023-05-11 | Sebastian Pütter | Temperature control device for a plasticizing screw and/or a plasticizing cylinder of a plasticizing unit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6136347A (en) | 1984-07-27 | 1986-02-21 | Du Pont Mitsui Polychem Co Ltd | Polymeric composition |
-
2014
- 2014-07-12 DE DE202014005708.7U patent/DE202014005708U1/en not_active Expired - Lifetime
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JPS6136347A (en) | 1984-07-27 | 1986-02-21 | Du Pont Mitsui Polychem Co Ltd | Polymeric composition |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102021129015A1 (en) | 2021-11-08 | 2023-05-11 | Sebastian Pütter | Temperature control device for a plasticizing screw and/or a plasticizing cylinder of a plasticizing unit |
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140925 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
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