DE2646309A1 - Unterwasser-granuliervorrichtung - Google Patents

Description

WERNER & PPLEIDERER Stat.-Feuerbach,

13. Oktober 1976 2> Pat.-Es/ep PE 7604

Unterwasser-Granuliervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Granuliervorrichtung für thermoplastische Kunststoffe mit einer in¹« Anschluß an die Düsenplatte eines Extruders angeordneten einen antreibbaren Schneidwerkzeugkopf konzentrisch umschließenden Haube, die zur Zu- und Ausleitung eines Wasserstromes mit Anschlüssen versehen ist.

Aus der DT-PS 1 037 116 ist eine Unterwasser-Granuliervorrichtung mit einer den Bereich der Düsenplatte beaufschlagenden Wasserzuführungseinrichtung bekannt. Hierbei sollen durch den aus Einzeldüsen oder der hohl ausgebildeten Antriebswelle des Schneidmesserkopfes ausströmenden Kühlwasserstrom die an der Düsenplatte abgeschnittenen Granulatkörner weggeschwemmt und einem Auslaß zugeführt werden. Die Propellerwirkung der Schneidwerkzeuge benachteiligt jedoch den vollständigen Abtransport der Granulatkörner aus dem Bereich des Schneidwerkzeugkopfes.

Die Unterwasser-Granulierung ist in besonderem Maße für die Verarbeitung solcher thermoplastischer Kunststoffe geeignet, die bei Temperaturen des Pereiches von 190° C - 260° C aus der Düsenplatte des Extruders austreten.

809816/0123

Bei höheren Temperaturen wie sie vor alleir bei der Verarbeitung von abgebauten thermoplastischen Kunststoffen wie z. B. abgebautem Polypropylen in einem Extruder Anwendung finden, erstarren die heiß abgeschlagenen Schmelzeteilchen weitaus langsamer als üblich, was zur Folge hat, daß ein Teil des Heißabschlages zur Klumpenbildung neigt oder sich im Bereich der Düsenplattenmitte und des Schneidmesserkopfes festsetzt.

Diese Nachteile treten insbesondere auch bei solchen Thermoplasten auf, die bei relativ niedriger Viskosität verarbeitet werden wie z. E. bei Polyamiden und Polyester.

Nach einer aus der DT-OS 2 455 75 7 bekannten Granuliervorrichtung für Kunststoffe bei der die aus der Lochplatte austretenden Schmelzestränge im Luftstrom heiß abgeschlagen und zur Kühlung einem in der Haube schraubenförmig zirkulierenden Wasserring zugeführt v/erden sind im Schneidmesserkopf Durchtrittsbohrungen für die Zuleitung eines gasförmigen Mediums in den Bereich zwischen Messerkopf und Düsenplatte vorgesehen.
Diese Zuleitung dient in ihrer zur Düsenplattenmitte gferich-

teten Anordnung dem Zweck einen Druckausgleich in dem durch den Schneidwerkzeugkopf und die Düsenplatte begrenzten Raum mit dem übrigen Kammerraum zu bewirken. Eine Spülwirkung in Bezug auf die Schneidwerkzeuge ist nicht erreicht, weil diese Zuleitungen nicht bis in den Bereich der Schneidebene

809816/0123

der Schneidwerkzeuge reichen. Außerdem ist für die Erzielung einer ausreichenden Gasströmung eine zusätzliche Förderquelle erforderlich. Da die Kunststoffschmelze bei dieser Vorrichtung trocken granuliert wird, ist diese Vorrichtung nicht für die Granulierung höher temperierter Schmelzen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Unterwasser-Granulierung von Kunststoffen zu schaffen die eine beschleunigte Abführung von abgeschlagenen Schmelzeteilchen und damit eine Verarbeitung von Kunststoffschmelzeströmen mit Austrittstemperaturen bis zu 350° C in ausreichendem Maße ermöglicht sowie Anklumpungen von Kunststoffteilchen zwischen der Düsenplatte und dem Schneidwerkzeugkopf v/irksam verhindert.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schneidwerkzeugkopf in Achsrichtung von einer zylindermantelförmigen stirnseitig mit der Wandung der Haube verbundenen rohrförmigen Manschette umgeben ist die mit diesem einen Ringraum einschließt der eintrittsseitig mit dem Zuleitungsanschluß der Haube verbunden ist und austrittsseitig zwischen den Schneidwerkzeugen angeordnete Durchtrittsöffnungen aufweist die entgegen der Drehrichtung des Schneidwerkzeugkopfes in einem Winkel zu dessen Schneidebene hin ausmünden.

809816/0123

Damit gelangt granulatfreies Frischwasser in den Einzugsbereich des Schneidwerkzeugkopfes, das selbsttätig durch
die erzielte Sogwirkung in kräftigen Einzelströmen auf
die Schneidwerkzeugkanten gespült wird. Die durch die Form der Schneidwerkzeuge bedingte wirbeiförmige Strömung wird
hierbei durch Strömungsüberlagerung so beeinflußt, daß die abgeschlagenen Schmelzeteilchen sich nicht festsetzen können und sofort aus dem Einwirkungsbereich der Schneidwerkzeuge gelangen.

Auch die aufgrund der Propellerwirkung der Schneidwerkzeuge üblicherweise zur Lochplattenmitte hin sich ausbildende Strömung wird auf diese Weise wirksam unterbunden. Gleichzeitig wird die Kühlung der Schneidwerkzeuge verbessert.

Eine vorteilhafte weitere Ausbildung der Erfindung sieht
vor, daß die Längsachse der im Querschnitt kreisförmigen
Durchtrittsöffnungen mit der Schneidebene des Schneidwerkzeugkopfes einen Winkel von 45° bildet und in radialer
Richtung gegen dessen Drehachse geneigt ist.
Damit ist sichergestellt, daß die Strömung des Kühlwassers überwiegend auf -die Schneidwerkzeuge gerichtet ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Hierbei zeigen:

809816/0123

26463U9

Fig. 1 die im Anschluß an die Masseaustrittsöffnungen (Düsenplatte) vorgesehene Granuliervorrichtung in¹ Längsschnitt

Fig. 2 eine Ansicht des Schneidwerkzeugkopfes der Granuliervorrichtung entsprechend Fig. 1.

Die Granuliervorrichtung ist gebildet aus der räumlich geschlossenen Haube 1 und dem innerhalb dieser Haube drehbar gelagerten Schneidwerkzeugkopf 2. In betriebsbereitem Zustand ist die Haube 1 flüssigkeitsdicht mittels Schraubverschlüssen 9 mit einer Stirnseite der Düsenplatte 3 des Extruders 4 verbunden.

Den ringförmig in der Düsenplatte 3 angeordneten Auspreßdüsen 5 sind die auf dem Schneidwerkzeugkopf 2 befestigten Schneidwerkzeuge 6 dicht vorgelagert.

Innerhalb der Haube 1 befindet sich eine rohrförmige Manschette 7 die mit der Wandung 8 der Haube 1 dicht verbunden ist und den Schneidwerkzeugkopf 2 konzentrisch umschließt. Die Anordnung der Manschette 7 ist dabei so getroffen, daß ihre offene Stirnseite unter geringem Spiel bis dicht an die Schneidwerkzeuge 6 und den äußeren Mantel des Schneidwerkzeugkopfes 2 heranreicht.

Zur Speisung des Innenraumes der Haube 1 mit Frischwasser befindet sich unterhalb der Düsenplatte ein Anschluß 10 für die Wasserzuführung. Dieser Anschluß 10 steht in Verbindung

809816/0123

3646309

mit einem Eintrittsstutzen 11 für die getrennte Wasserzuführung in den von der Manschette 7 umschlossenen Innenrauir 14. Damit ist erreicht, daß für die Spülung der Schneidwerkzeuge 6 granulatfreies Frischwasser Verwendung findet.

Die Ausleitung des Kühlwassers aus der Haube 1 das zugleich Transportmedium für das abgeschlagene Granulat ist, erfolgt über einen Anschluß 12 zu einem nicht näher dargestellten Granulat-Abschjfieider.

Der Schneidwerkzeugkopf 2 weist wie des näheren aus Fig. 2 ersichtlich ist zwischen den Schneidwerkzeugen 6 Durchtrittsöffnungen 13 auf. Diese ermöglichen einen Wasserdurchtritt aus dem durch die Manschette 7 gebildeten Ringraum. 14 zur Spülung und gleichzeitigen Kühlung der Schneidwerkzeuge 6. Dabei sind die vorzugsweise zylinderförmigen Durchtrittsöffnungen 13 ausgehend von der Auflagefläche der Schneidwerkzeuge 6 am Schneidwerkzeugkopf 2 in dessen Drehrichtung R in einem Winkel zur genannten Auflagefläche angeordnet, so daß bei Rotation des Schneidwerkzeugkopfes 2 eine Pumpwirkung entsteht. Damit gelangt durch dia Durchtrittsöffnungen 13 Frischwasser aus den von der Manschette 7 umschlossenen Ringraum 14 in den Bereich, jedes einzelnen Schneidwerkzeuges 6. Durch zusätzliche geringe Neigung der Durchtrittsöffnungen 13 in radialer Richtung zur Achsmitte des Schneidwerkzeugkopfas 2 kann eine Intensivierung der

809816/0123

Spülwirkung auf die Schneidwerkzeugkanten erreicht werden. Die Düsenplatte 3 ist dabei der direkten Einwirkung des Spülstromes entzogen, so daß deren direkte Abkühlung begrenzt bleibt.

Durch die Spülung jedes Schneidwerkzeuges 6 während des Granuliervorganges werden die an der Düsenplatte 3 abgetrennten Schmelzetropfen mit der Strömung sofort nach aussen getragen, so daß deren Festsetzen und Verschmieren an den Schneidwerkzeugen 6 wirksam verhindert ist. Auch Zusammenballungen der abgetrennten Schmelzetropfen zwischen der Düsenplatte 3 und dem Schneidwerkzeugkopf 2 werden weitgehend vermieden da die Spüiströme diese zusätzlich kühlen und eine Wanderung der Schmelzetropfen zur Lochplattenmitte hin ausschließen.

-Patentansprüche-

809816/0123

Le e rs e

ite

Claims (2)

1. 26A6309

   WERNER & PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,

   13. Oktober 1976 Pat.-Es/ep PE 7604

   Patentansprüche

   Jl.j Unterwasser-Granuliervorrichtung für thermoplastische Kunststoffe mit einer im Anschluß an die Düsenplatte eines Extruders angeordneten einen antreibbaren Schneidwerkzeugkopf konzentrisch umschließenden Haube, die zur Zu- und Ausleitung eines Wasserstromes mit Anschlüssen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidwerkzeugkopf (2) in Achsrichtung von einer zylindermantelförmigen, stirnseitig mit der Wandung der Haube (1) verbundenen rohrörmigen Manschette (7) umgeben ist die mit diesem einen Ringraum. (14) einschließt der eintrittsseitig mit dem Zuleitungsanschluß (10) der Haube (1) ver-. bunden ist und austrittsseitig zwischen den Schneidwerkzeugen (6) angeordnete Durchtrittsöffnungen (13) aufweist, die entgegen der Drehrichtung des Schneidwerkzeugkopfes (2) in einem Winkel zu dessen Schneidebene hin ausmünden.
2. 2. Unterwasser-Granuliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der im Querschnitt kreisförmigen Durchtrittsöffnungen (13) mit der Schneidebene des Schneidwerkzeugkopfes (2) einen Winkel von 45° bildet und in radialer Richtung gegen dessen Drehachse geneigt ist.

   809816/0123