DE2635147C3 - Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen durch Auspressen von flüssigen oder viskosen Massen durch Düsen und Erstarrenlassen der an den Düsen austretenden Einzelvolumina, wobei den Düsen eine Kammer mit steuerbar veränderlichem Volumen vorgeschaltet ist.

Es sind Vorrichtungen bekannt(DE-AS 12 59 302 und DE-AS 11 98 793), die zur Erzeugung fester Teilchen pulsierende Druckschwankungen in der Schmelze durch einen in einem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben erzeugen, der dabei unmittelbar mit der zu verpressenden flüssigen oder viskosen Masse in Berührung kommt Hierbei entstehen Dichtungsprobleme, die sich insbesondere dann äußern, wenn es sich bei der zu verarbeitenden flüssigen oder viskosen Masse um ein Produkt handelt das Gase oder Sublimate bildet Diese flüchtigen Bestandteile können nach außen dringen und zu Genichsbelästigungen und Verschmutzungen führen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht in dem Verschleiß und der Verschmutzung der mit der zu verarbeitenden Masse direkt in Berührung kommenden Teile, insbesondere Kolben und Zylinder. Bei einem Wechsel des zu verarbeitenden Produkts ist stets eine aufwendige Reinigung dieser Teile erforderlich.

Es wurde auch bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen (DE-OS 25 57 531), bei der die pulsierenden Druckschwankungen in der zu verarbeitenden Masse dadurch erzeugt werden, daß in der Zuführeinrichtung für die zu verarbeitende Masse eine Kammer zwischengeschaltet ist deren Wände unter Einwirkung einer äußeren Betätigungsvorrichtung elastisch verformbar sind. Als Kammer mit veränderlichem Volumen dient hierbei ein als Faltenbalg ausgebildeter Kompensator. Bei diesem älteren Vorschlag werden die Nachteile bekannter Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art vermieden, d. h. es kommt nicht zu einer Berührung der Produktschmelze mit beweglichen Teilen, wie Stößeln oder Nadeln. Es kann somit nicht zum Verschleiß entsprechender Teile kommen. Auch das Dichtungsproblem wird bei der Vorrichtung nach dem älteren Vorschlag weitestgehend gelöst

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine noch bessere Lösung des Dichtungsproblems zu finden.

Darüber hinaus ist es ein wesentliches Anliegen der vorliegenden Anmeldung, die Reinigung der Vorrichtung, etwa bei Produktumstellung, noch weiter zu erleichtern, indem eine Berührung der zu verarbeitenden Schmelze mit den die pulsierenden Druckschwankungen erzeugenden Teilen weitestgehend vermieden wird.

Die Erfindung besteht bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art darin, daß die Kammer an ihrer den Düsen gegenüberliegenden rückwärtigen

so Stirnseite durch eine von einem pulsierenden Druckschwankungen ausgesetzten Druckmittel beaufschlagte elastische Trennwand begrenzt ist und daß zwischen den Düsen und der Trennwand in die Kammer führende, seitliche Zuführungen vorgesehen sind.

Die elastische Trennwand ist zweckmäßig als Membran ausgebildet und kann aus Metall oder Kunststoff bestehen.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: Das Produktvolumen zwischen der Zuführungsvorrichtung und den Düsenaustritten kann gering gehalten werden. Hierdurch ergibt sich ein geringer Füllstanddruck in der zu verarbeitenden Masse, der auch bei dünnflüssigen Produkten große Düsenquerschnitte erlaubt, ohne daß die Gefahr des Lufteindringens von

*>5 den Düsen her besteht. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die die pulsierenden Druckschwankungen erzeugenden Teile — mit Ausnahme der dem Produkt zugewandten Seite

der elastischen Trennwand — überhaupt nicht mehr mit dem zu verarbeitenden Produkt in Berührung kommen. Es ist daher auch keine Reinigung dieser Teile mehr erforderlich. Durch die elastische Trennwand wird im übrigen eine hermetische Abdichtung zwischen dem zu verarbeitenden Produkt und den die Druckschwankungen erzeugenden Teilen erzielt Da die die pulsierenden Druckschwankungen erzeugenden Teile nicht mehr selbst von dem zu verarbeitenden Produkt durchflossen werden, brauchen diese nicht mehr auf einer der zu verarbeitetien Schmelze entsprechenden Temperatur gehalten werden. Hierdurch kann Energie eingespart werden.

Hinsichtlich der Auswahl des auf die Rückseite der Trennwand einwirkenden Druckmittels sollen dem Fachmann an sich keine einengenden Vorschriften gemacht werden; es hat sich jedoch gezeigt, daß als Druckmittel zweckmäßigerweise eine inkompressible Flüssigkeit, vorzugsweise Hydrauliköl, verwendet werden sollte. Da das Druckmittel durch die elastische Trennwand von dem zu verarbeitenden Produkt hermetisch abgeschlossen ist, kann die die Düsen enthaltende Platte vorteilhaft ausgewechselt werden, ohne daß das Druckmittel abgelassen werden muß.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der auf der Rückseite der elastischen Trennwand liegende, das Druckmittel enthaltende Raum — zumindest teilweise — von einem Faltenbalg gebildet werden, der durch eine an ihm angreifende Betätigungsvorrichtung in Richtung seiner Längsachse hin- und herbewegbar ist, derart, daß periodisch eine Verkürzung und Vergrößerung seiner wirksamen Länge und damit eine entsprechende Änderung des Gesamtvolumens des das Druckmittel enthaltenden Raumes eintritt Ein solcher Faltenbalg hat gegenüber einem an sich ebenfalls zu verwendenden Zylinder mit darin hin- und hergehenden Kolben zur Erzeugung der Druckschwankungen den wesentlichen Vorteil, daß er in sich völlig abgeschlossen sein kann, wodurch Dichtungsprobleme entfallen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Vertikaischnittes durch eine Vorrichtung zur Herstellung von festen Teilchen durch Auspressen von flüssigen oder viskosen Massen durch Düsen dargestellt Hieraus und aus der nachstehenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispieles können weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung entnommen werden.

Die Zeichnung zeigt ein Plattenteil 10, in dem sich strichpunktiert angedeutete Düsenbohrungen 11 zum Auspressen des zu verarbeitenden Mediums befinden. Das Oberteil der gezeigten Vorrichtung bildet ein Verteilerstück IZ welches mit dem Plattenteil 10 verbunden ist Zur Verbindung der Teile 10,12 können in üblicher Weise Bolzen und Schraubenmuttern dienen, die in der Zeichnung lediglich schematisch durch strichpunktierte Linien 13 angedeutet sind. Das Verteilerstück 12 weist mehrere Durchtrittskanäle für ein Hydraulikmedium auf, von denen in der Zeichnung einer gezeigt und mit 14 beziffert ist Das Verteilerstück 12 trägt auf seiner Oberseite einen Faltenbalg 15, der mittels eines Flansches 16 und Schrauben 17 — die Kanäle 14 in gleichmäßigem Abstand umgebend — auf dem Verteilerstück 12 befestigt ist. Zum oberen Abschluß des Faltenbalges 15 dient ein weiterer Flansch 18 sowie ein Gegenflansch 19. Beide Flansche 18,19 sind ebenfalls durch Befestigungsschrauben 20 miteinander verbunden. Der obere Abschlußflansch 18 des Faltenbalges 15 weist einen verschließbaren Einfüllstutzen 21 für ein Druckmittel auf, der zugleich auch zur Entlüftung des Faltenbalges 15 dient

Faltenbalg 15 und Verteilerstück 12 schließen zwei durch die Kanäle 14 miteinander verbundene Räume 22, 23 ein, die nach unten durch eine als Membran ausgebildete elastische Trennwand 24 hermetisch abgeschlossen sind. Die elastische Trennwand 24 ist seitlich an einem Rahmenteil 25 befestigt, welches durch

ίο die erwähnten Befestigungsmittel 13 ebenfalls mit dem Verteilerstück 12 und der die Düsen 11 enthaltenden Platte 10 verbunden ist Der Spalt zwischen den Teilen 12, 25 kann durch geeignete Dichtmittel, z. B. 26, nach außen abgedichtet sein.

is Der ein in sich völlig abgeschlossenes System bildende Raum 22, 23 wird durch den erwähnten Einfüllstutzen 21 mit einer Flüssigkeit vorzugsweise Hydrauliköl, gefüllt Der Faltenbalg 15 übt nun eine Funktion als Kompensator zur Erzeugung von pulsierenden Druckschwankungen in dem in den Räumen 22, 23 befindlichen Druckmittel aus. Zu diesem Zweck wird der Faltenbalg 15 von einer an ihm angreifenden (nicht gezeigten) äußeren Betätigungsvorrichtung in Pfeilrichtung 27 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt Die hierdurch in dem Druckmittel erzeugten pulsierenden Druckschwankungen teilen sich entsprechend der elastischen Trennwand 24 mit, welche diese Druckschwankungen auf den zwischen ihrer Vorderseite und den die Düsen U erhaltenden Plattenteil 10 sich erstreckenden Raum 28 überträgt

Der Raum 28 ist bei Betrieb der gezeigten Vorrichtung mit der zu verarbeitenden flüssigen oder viskosen Masse gefüllt so daß sich die pulsierenden Druckschwankungen von der elastischen Trennwand 24 auf die zu verarbeitende Masse übertragen und den Abriß gleichmäßiger Tropfen an den Austritten der Düsen 11 bewirken.

Die zu verarbeitende flüssige oder viskose Masse wird — wie weiterhin aus der Zeichnung ersichtlich — von der Seite her in den Raum 28 eingeleitet Das die Düsen 11 enthaltende Plattenteil 10 ist zu diesem Zweck an seinem Rand 29 nach unten abgesetzt ausgebildet Zwischen dem nach unten abgesetzten Rand 29 des Plattenteils 10 und dem Rahmenteil 25 ist ein j Klemmflansch 30 angeordnet. Die Verbindung des Klemmflansches 30 mit den Teilen 10,12 und 25 erfolgt wiederum durch die bereits obenerwähnten Befestigungsbolzen 13. Der Klemmflansch 30 enthält Zuführbohrungen 31, durch die das zu verarbeitende Produkt

so über einen im Plattenteil 10 angeordneten Verbindungskanal 32 und einen Ringkanal 33 sowie über gleichmäßig auf dem Umfang des Ringkanals 33 verteilte Drosselbohrungen 34 seitlich in den Raum 28 eingeleitet wird. Die übrigen Teile der Produktzuführeinrichtung sind nicht gezeigt weil sie nicht den unmittelbaren Gegenstand der Erfindung bilden. Es sei nur erwähnt, daß das zu verarbeitende Produkt den Zuführbohrungen 31 mit einem bestimmten Druck zugeführt wird. Dieser Zuführungsdruck wird dann in den Drosselboh-

bo rungen 34 soweit abgebaut daß er innerhalb des Raumes 28 keinen nennenswerten Einfluß mehr auf die zu verarbeitende flüssige oder viskose Masse auszuüben vermag. Für das Ausfreiben derselben aus den Düsen 11 ist vielmehr lediglich der in den Räumen 22, 23 durch

fi den Kompensator (Faltenbalg 15) erzeugte periodisch an- und abschwellende Druck verantwortlich.

Innerhalb des Ringkanals 33 wird das zu verarbeitende Produkt, das aus den Drosselbohrungen 34 kommt,

gleichmäßig verteilt. Der Ringkanal 33, welcher unterhalb der Eintrittsöffnungen 35 der Düsen 11 liegt, füllt sich gleichmäßig von unten her mit dem zv verarbeitenden Produkt und verdrängt so automatisch alle in dem Raum 28 enthaltene Luft.

Zur Bildung des Ringkanals 33 sind zwei Plattenteile 10 und 10a vorgesehen, von denen der Teil 10 einen Verbindungskanal 32 von der Zuführbohrung 31 zum Ringkanal 33 und der Plattenteil 10a die Eintrittsöffnungen 35 der Düsen 11 aufweist Durch diese zweiteilige Ausgestaltung läßt sich eine leichte Reinigung des Ringkanals und der Zuführwege erreichen.

Für eine Entleerung der Räume 28, 33 ist in dem Plattenteil 10 eine entsprechende Entleerungsschraube 36 vorgesehen.
Da der Raum 28 zwischen den Düseneintritten 35 und der elastischen Trennwand 24 nur vergleichsweise niedrig gestaltet ist ergibt sich ein nur geringer statischer Füllstandsdruck des innerhalb des Raumes 28 befindlichen zu verarbeitenden Mediums. Dies bedeutet, daß die Querschnitte der Düsen 11 auch bei

to dünnflüssigen Produkten groß ausgebildet sein können, ohne daß die Gefahr des Lufteindringens von den Düsen U her besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung fester Teilchen durch Auspressen von flüssigen oder viskosen Massen durch Düsen und Erstarrenlassen der an den Düsen austretenden Einzelvolumina, bei der den Düsen eine Kanuner mit steuerbar veränderlichem Volumen vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (28) an ihrer den Düsen (11) gegenüberliegenden rückwärtigen Stirnseite durch eine von einem pulsierenden Druckschwankungen ausgesetzten Druckmittel beaufschlagte elastische Trennwand (24) begrenzt ist, und daß zwischen den Düsen (11) und der Trennwand (24) in die Kammer (28) führende seitliche Zuführungen (34,32,31) vorgesehen sind

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (24) als Membran ausgebildet ist und aus Metall oder Kunststoff besteht

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Rückseite der Trennwand (24) liegende, das Druckmittel enthaltende Raum (22, 23) zumindest teilweise von einem Faltenbalg (15) gebildet wird, der durch eine an ihm angreifende Betätigungsvorrichtung in Richtung (27) seiner Längsachse hin- und herbewegbar ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (22, 23) von einem die Trennwand (24) tragenden Rahmenteil (25), einem oben daran anschließenden Verteilerstück (12) mit Kanälen (14) für den Durchtritt des Druckmittels und einem auf der Oberseite des Verteilerstücks (12) angeordneten, die Kanäle umgebenden Faltenbalg (15) gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Düsen (11) enthaltendes Plattenteil (10) einen nach unten abgesetzten Rand (29) aufweist, und daß zwischen dem Rand des Plattenteiles (10) und dem Rahmenteil (25) ein mit einer zur Massenführung dienenden Zuführbohrung (31) versehener Klemmflansch (30) dichtend angeordnet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführbohrung (31) in einen Ringkanal (33) führt, der mit in die Kammer (28) mündenden Drosselbohrungen (34) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (33) über einen Verbindungskanal (32) mit der Zuführbohrung (31) in Verbindung steht, die im Plattenteil (10) angeordnet ist und daß der Ringkanal (33) in einem getrennten, aber mit dem Plattenteil (10) verbundenen Plattenteil (10a,) vorgesehen ist, der die Eintrittsöffnungen (35) der Düsen (U) enthält

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (33) unterhalb der Eintrittsöffnungen (35) angeordnet ist