DE2419393A1 - Controlled rolling temp. distribution along extrusion cylinder - by providing two axially spaced heat exchangers interconnected by a water line - Google Patents

Controlled rolling temp. distribution along extrusion cylinder - by providing two axially spaced heat exchangers interconnected by a water line

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Abstract

Plastics extruders are provided along their extrusion cylinder which has locations of high and low temp. with correspondingly spaced heat exchangers which are interconnected with a closed water recirculation pipeline, to transfer heat from the high temp. location to the low temp. location. Unwanted heat which would normally be wasted is transferred to a location at which it can be put to good use.

Description

Vorrichtung an Kunststoff-Schneckenpressen zur Nutzung der Wärme von Stellen zu hoher Temperatur an Stellen zu niederer Temperatur" Die Verarbeitung gewisser Kunststoffe, wie PVC, auf Schneckenpressen, erfordert einerseits eine intensive Durcharbeitung der Materialien zum Zwecke der Plastifizierung und Homogenisierung sowie anderseits die Einhaltung ungefährlicher Temperaturhöhen. Diese beiden Forderungen stehen von einer gewissen Leistungsgröße der Schneckenpressen an in natürlichem Widerspruch. Um dennoch die gefährlichen Temperaturgrenzen nicht zu überschreiten, ist es üblich, sowohl die Schnecke als auch den Schneckenzylinder dort zu kühlen, wo gefährliche Temperaturwerte nicht überschritten werden dürfen. Solche Kühlung erfordert konstruktiven Aufwand und führt, vom Verfahren her gesehen, zur Vergeudung von Energien. Device on plastic screw presses to use the heat from places too high temperature to places too low temperature "The processing Certain plastics, such as PVC, on screw presses, on the one hand, requires intensive Working through the materials for the purpose of plasticization and homogenization and, on the other hand, compliance with safe temperature levels. These two demands are available from a certain capacity size of the screw presses in natural Contradiction. In order not to exceed the dangerous temperature limits, it is common practice to cool both the screw and the screw barrel there, where dangerous temperature values must not be exceeded. Such cooling requires constructive effort and, from the point of view of the process, leads to waste of energies.

Zum Abbau der Wärme an Stellen zu hoher Temperatur von Kunststoff-Schneckenpressen ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die sich durch Sonderwärmeleiter zwischen den Stellen mit zu hoher Temperatur und den Stellen mit zu niederer Temperatur auszeichnet. Ein solcher Sonderwärmeleiter kann beispielsweise in Form einer in Längsrichtung des Extruders unterbrechungsfrei verlaufenden Ausnehmung innerhalb des Schneckenzylinders ausgebildet sein, die am Anfang und am Ende verschlossen und teilweise mit Wasser gefüllt ist. Bei dieser Vorrichtung ist der Wärmeträger ruhend angeordnet und der Wärmetransport erfolgt insbesondere durch Verdampfen und Kondensieren eines Teiles des Wärmeträgers.To dissipate the heat in places where the temperature of plastic screw presses is too high a device is already proposed been going through Special heat conductor between the places with too high a temperature and the places with too low temperature. Such a special heat conductor can, for example in the form of a recess running without interruption in the longitudinal direction of the extruder be formed inside the screw cylinder, which are closed at the beginning and at the end and is partially filled with water. In this device is the heat carrier arranged resting and the heat transport takes place in particular by evaporation and Condensation of part of the heat carrier.

Auch vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Wärmeenergie, die an bestimmten Stellen unbrauchbar ist, nutzbringend zu verwerten. Dabei soll die Verwertung günstiger erfolgen, als dies bei der früher vorgeschlagenen Vorrichtung der Fall ist.The present invention also aims to generate heat energy at certain Place is unusable, to be used profitably. The recovery should be cheaper take place than is the case with the previously proposed device.

Das erstrebte Ziel wird bei einer Vorrichtung an Kunst stoff-Schneckenpressen zur Nutzung der Wärme von Stellen zu hoher Temperatur an Stellen zu niederer Temperatur erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schneckenzylinder in den Bereichen zu hoher Temperatur und in den Bereichen zu niederer Temperatur als Wärmetauscher ausgebildet ist, und daß diese Wärmetauscher derart miteinander verbunden sind, daß der Wärmeträger, vornehmlich Wasser, sie in geschlossenem Kreislauf durchlaufen kann.The desired goal is a device on plastic screw presses to use the heat from places too high temperature in places too low temperature according to the invention achieved in that the screw cylinder in the areas to high temperature and designed as a heat exchanger in the areas where the temperature is too low is, and that these heat exchangers are connected to one another in such a way that the heat carrier, primarily water, it can pass through in a closed circuit.

Auf diese Weise wird der Wärmeträger im Kreislauf von den temperaturgefährdeten Stellen des Schneckenzylinders nach solchen Stellen geführt, die ohnehin aufgeheizt werden müssen, um sodann an die Ausgangsstellen zurückgeleitet zu werden. Es ergibt sich so der Fortfall oder die Verkleinerung der Bauteile, welche für die aktive Kühlung des Schneckenzylinders von außen bislang benötigt werden, und außerdem wird die Energie genutzt, die früher vergeudet wurde.In this way, the heat transfer medium in the circuit is removed from the temperature-endangered ones Places of the screw cylinder led to those places that are already heated must then be returned to the starting points. It results So the elimination or the reduction in size of the components, which for the active Cooling of the screw cylinder from the outside have so far been required, and moreover will uses the energy that was previously wasted.

Die Kreislaufbewegung des Wärmeträgers kann mit Vorteil nach dem Thermosyphonprinzip bewirkt werden. Dabei läßt sich die Geschwindigkeit der Kreislaufbewegung des Wärmeträgers durch eine verstellbare Drossel oder durch ein einstellbares Ventil ändern.The circulation movement of the heat transfer medium can advantageously be based on the thermosyphon principle be effected. The speed of the circulatory movement of the heat transfer medium can be determined change by an adjustable throttle or by an adjustable valve.

Die Kreislaufbewegung des Wärmeträgers kann aber auch mit Vorteil durch eine Pumpe bewirkt werden. Bei solcher Ausbildung läßt sich die Geschwindigkeit der Kreislaufbewegung des Wärmeträgers durch änderung der Förderleistung der Pumpe in einfacher Weise ändern.The circulatory movement of the heat transfer medium can also be advantageous be effected by a pump. With such a training, the speed the circulation movement of the heat transfer medium by changing the delivery rate of the pump change in a simple way.

Bei Anwendung der Erfindung kann die Auslegung derart erfolgen, daß jegliche Kühlung des Schneckenzylinders von außen entbehrlich wird, so daß die Temperaturführung der Schneckenpresse allein durch Wärme zufuhr bewirkt werden kann.When applying the invention, the design can be such that any cooling of the screw cylinder from the outside is unnecessary, so that the temperature control the screw press can be effected solely by supplying heat.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Schneckenpresse im Längsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.The invention is explained below with reference to the drawing, which an embodiment illustrated schematically. They show: FIG. 1 a screw press in longitudinal section, FIG. 2 a section along the line II-II in FIG. 1.

In den Innenraum des Zylinders 1 der dargestellten Doppelschneckenpresse führt der Einfülltrichter 2. Das über diesen eingegebene Kunststoffgranulat oder -pulver wird durch die nichtgezeigten Schnecken zu dem Austrittsende 3 gefördert, wobei der Kunststoff homogenisiert und plastifiziert wird.In the interior of the cylinder 1 of the illustrated twin screw press the feed hopper 2. The plastic granulate or -powder is conveyed by the not shown screws to the outlet end 3, whereby the plastic is homogenized and plasticized.

Insbesondere im Bereich des Austrittsendes 3 wird durch die Reibung in hohem Maße Wärme erzeugt. Diese Wärme muß, soweit sie überflüssig und schädlich ist, beseitigt werden. Bislang wird hierzu in dem mit 4 bezeichneten Zylinderbereich von außen her gekühlt. Unmittelbar hinter der Einzugszone, also in der Zone 5 muß der Schneckenpresse Wärme zugeführt werden. Bislang wird hierzu nur Fremdenergie, insbesondere mit Hilfe elektrischer Heizelemente, herangezogen.In particular in the area of the outlet end 3, the friction generates a large amount of heat. This heat must insofar as it is superfluous and harmful is to be eliminated. So far this has been done in the cylinder area labeled 4 from cooled on the outside. Immediately behind the feed zone, that is in zone 5, heat must be supplied to the screw press. So far this is only external energy, especially with the help of electrical heating elements, is used.

Bei der dargestellten Schneckenpresse ist der Schneckenzylinder 1 in dem Bereich 4 mit zu hoher Temperatur und in dem Bereich 5 mit zu niederer Temperatur als Wärmetauscher ausgebildet. Dies wird dadurch erreicht, daß in den Zylinder 1 sowohl im Bereich 4 als auch im Bereich 5 Nuten 6 bzw. 7 und 6' bzw. 7t vorgesehen sind, die ein Wärmeträger, beispielsweise Wasser, durchfließen kann. Die Nuten 6 bilden einen Wärmetauscher und die Nuten 6' bilden einen weiteren Wärmetauscher.In the illustrated screw press, the screw cylinder is 1 in the area 4 with too high a temperature and in the area 5 with too low a temperature designed as a heat exchanger. This is achieved in that the cylinder 1 Grooves 6 or 7 and 6 'or 7t are provided both in area 4 and in area 5 are that a heat transfer medium, such as water, can flow through. The grooves 6 form a heat exchanger and the grooves 6 'form a further heat exchanger.

Desgleichen bilden die Nuten 7 sowie die Nuten 7' einen Wärmetauscher. Eine Leitung 8 verbindet die Wärmetauscher 6 und 7 miteinander, und analog sind die Wärmetauscher 6' und 7' über eine Leitung 9 miteinander verbunden. Außerdem stehen die Wärmetauscher 6 und 6' über eine Leitung 10 und die Wärmetauscher 7, 7 über eine Leitung 11 miteinander in Verbindung.Likewise, the grooves 7 and the grooves 7 'form a heat exchanger. A line 8 connects the heat exchangers 6 and 7 to one another, and are analogous the heat exchangers 6 'and 7' are connected to one another via a line 9. aside from that are the heat exchangers 6 and 6 'via a line 10 and the heat exchangers 7, 7 via a line 11 in connection with one another.

Wenn als Wärmeträger Wasser dient, dann wird dieses im Zylinderbereich 4 erwärmt und aufgrund des Thermosyphonprinzips im Sinne des Pfeiles P über die Leitung 8 in den Bereich 5 fließen. Dabei wird Wärme aus den Nuten 6 nach den Nuten 7 gefördert. Außerdem gelangt der Wärmeträger über die Leitung 11 zu dem Wärmetauscher 72. Er durchläuft hier die Nuten, wobei er Wärme abgibt und strömt dann über die Leitung 9 in Richtung des Pfeiles R nach dem mittels der Nuten 6 gebildeten Wärmetauscher, von wo das hier erwärmte Wasser über das Rohr 10 zu den Nuten 6 gelangt und schließlich den Kreislauf wiederholt.If water is used as the heat transfer medium, then this is in the cylinder area 4 heated and due to the thermosiphon principle in the direction of arrow P over the Line 8 flow into area 5. Thereby, heat is generated from the grooves 6 after the grooves 7 funded. In addition, the heat transfer medium reaches the heat exchanger via line 11 72. It passes through the grooves here, giving off heat and then flowing over the Line 9 in the direction of arrow R after the heat exchanger formed by means of the grooves 6, from where the water heated here reaches the grooves 6 via the pipe 10 and finally repeated the cycle.

Insgesamt wird dabei Wärme aus dem Bereich 4 nach dem Bereich 5 transportiert, so daß im Bereich 4 Kühlung und im Bereich 5 Erwärmung erfolgt.Overall, heat is transported from area 4 to area 5, so that cooling takes place in area 4 and heating in area 5.

Wenn bei Anwendung des Thermosyphonprinzips die Geschwindigkeit der Kreislaufbewegung des Wärmeträgers änderbar gehalten werden soll, dann kann in wenigstens eine der Verbindungsleitungen 8, 9 eine einstellbare Drossel oder ein einstellbares Ventil eingebaut werden.If, when using the thermosyphon principle, the speed of the Circulation movement of the heat transfer medium is to be kept changeable, then can in at least one of the connecting lines 8, 9 is an adjustable throttle or an adjustable one Valve to be installed.

In manchen Fällen mag es sich empfehlen, die Kreislaufbewegung des Wärmeträgers mittels wenigstens einer Pumpe zu bewirken, die in eine der Leitungen 8, 9 eingebaut wird. In diesem Fall läßt sich die Geschwindigkeit der Kreislaufbewegung des Wärmeträgers durch Änderung der Förderleistung der Pumpe verändern.In some cases it may be advisable to increase the circulatory movement of the To effect heat transfer medium by means of at least one pump in one of the lines 8, 9 is installed. In this case the speed of the circulatory movement can be reduced of the heat transfer medium by changing the delivery rate of the pump.

Die Auslegung kann gegebenenfalls so intensiv erfolgen, daß an keiner Stelle des Zylinders 1 mehr von außen gekühlt werden muß und daß somit die Temperaturführung an allen Stellen allein durch Energiezufuhr, die leicht gesteuert werden kann, bewirkbar ist.The interpretation can be done so intensively that none Place of the cylinder 1 must be cooled more from the outside and that thus the temperature control can be brought about at all points solely by supplying energy, which can be easily controlled is.

Claims (6)

Ansprii che Claims ,.n Vorrichtung an Kunststoff-Schneckenpressen zur Nutzung der Wärme von Stellen zu hoher Temperatur an Stellen zu niederer Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenzylinder (1) in den Bereichen (4) zu hoher Temperatur und in den Bereichen (5) zu niederer Temperatur als Wärmetauscher (6,6';7,7') ausgebildet ist und daß diese Wärmetauscher derart miteinander verbunden sind, daß der Wärmeträger, vornehmlich Wasser, sie im geschlossenen Kreislauf durchlaufen kann., .n Device on plastic screw presses to utilize the heat from places too high temperature to places too low temperature, characterized by that the screw cylinder (1) in the areas (4) too high temperature and in the Areas (5) too low temperature is designed as a heat exchanger (6,6 '; 7,7') and that these heat exchangers are connected to one another in such a way that the heat carrier, primarily water, it can pass through in a closed circuit. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislaufbewegung des Wärmeträgers nach dem Thermosyphonprinzip bewirkt wird. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the circulatory movement of the heat carrier is effected according to the thermosiphon principle. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Kreislaufbewegung des Wärmeträgers durch eine verstellbare Drossel oder ein einstellbares Ventil änderbar ist. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the speed the circulation movement of the heat transfer medium through an adjustable throttle or a adjustable valve is changeable. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreislaufbewegung des Wärmeträgers mittels wenigstens einer Pumpe bewirkt wird. 4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the circulatory movement of the heat carrier is effected by means of at least one pump. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Kreislaufbewegung des Wärmeträgers durch Änderung der Förderleistung der Pumpe einstellbar ist. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the speed the circulation movement of the heat transfer medium by changing the delivery rate of the pump is adjustable. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch die Auslegung derart, daß jegliche Kühlung des Schneckenzylinders (1) von außen entbehrlich wird. 6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized by the design such that any cooling of the screw cylinder (1) can be dispensed with from the outside.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1254756A2 (en) * 2001-01-21 2002-11-06 Milacron Inc. Temperature control of an extrusion cylinder using closed cavities in the cylinder wall
EP1256435A2 (en) * 2001-01-21 2002-11-13 Milacron Inc. Temperature control of an extrusion cylinder using closed cavities on the periphery of the cylinder

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EP1254756A3 (en) * 2001-01-21 2004-06-09 Milacron Inc. Temperature control of an extrusion cylinder using closed cavities in the cylinder wall

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