DE2725832A1 - Thermoplastic film tubing blowing head - where outer cooling air ring has replaceable tool producing turbulence to suit production - Google Patents
Thermoplastic film tubing blowing head - where outer cooling air ring has replaceable tool producing turbulence to suit productionInfo
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Abstract
Description
Blaskopf für die Herstellung von Schlauch- Die head for the production of hose
folien aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Blaskopf für die Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischem Kunststoff, - mit Ringspaltdüse für den thermoplastifizierten Kunststoff, innerer Blasluftzuführungseinrichtung zum Aufblasen der Folienblase (Stützluftverfahren) bzw. innerer Blasluftaustauscheinrichtung zum Aufblasen und Kühlen der Folienblase (Luftaustauschverfahren) und äußerer Kühlluftzuführungseinrichtung für die Kühlung des Folienschlauches bzw. der Folienblase, wobei die äußere Kühlluftzuführungseinrichtung einen ringförmig umlaufenden Kühlluftverteiler mit einer abgehenden Kühlluftzuführungseinrichtung, Kühlluftaustrittsringspalt und einen an diesen anschließenden, umlaufenden Leitkragen aufweist. thermoplastic films The invention relates to generically on a blow head for the production of tubular films made of thermoplastic Plastic, - with an annular gap nozzle for the thermoplastic plastic, inner Blown air supply device for inflating the film bubble (supporting air method) or internal blown air exchange device for inflating and cooling the film bubble (Air exchange method) and external cooling air supply device for cooling the film tube or the film bubble, the external cooling air supply device a ring-shaped circumferential cooling air distributor with an outgoing cooling air supply device, Cooling air outlet gap and an adjoining, circumferential guide collar having.
- Der Kühlluftaustrittsringspalt ist bei solchen Blasköpfen verhältnismäßig breit im Vergleich zu dem Spalt der Ringspaltdüse für den thermoplastifizierten Kunststoff. Der häufig auch als Lippe bezeichnete Leitkragen erstreckt sich in Austrittsrichtung des Folienschlauches bzw. der Folienblase und damit in Strömungsrichtung der Kühlluft, während der Folienschlauch sich in Abzugsrichtung hinter dem Leitkragen zur Folienblase erweitert. Es versteht sich von selbst, daß dem Blaskopf eine Kunststoffschneckenpresse zugeordnet ist und daß der Abzug der hergestellten Schlauchfolie kontinuierlich erfolgt.- The cooling air outlet gap is proportionate in such blow heads wide compared to the gap of the annular gap nozzle for the thermoplasticized Plastic. The guide collar, often also referred to as a lip, extends in the exit direction of the film tube or the film bubble and thus in the direction of flow of the cooling air, while the film tube moves in the withdrawal direction behind the guide collar to the film bubble expanded. It goes without saying that the die head is a plastic screw press is assigned and that the withdrawal of the tubular film produced continuously he follows.
Bei den (aus der Praxis) bekannten Blasköpfen der beschriebenen Gattung definiert der Kühlluftaustrittsringspalt zusammen mit dem Leitkragen einen einzigen, gleichsam schlauchförmigen Kühlluftstrom, der auf den Folienschlauch bzw. die Schlauchfolie trifft. Zwar ist es bekannt, mehrere konzentrische Leitkragen, auch solche unterschiedlicher Höhe, vorzusehen, das dient jedoch nur der Verbesserung der Strömungsleitung der Kühlluft und verändert nicht deren aerodynamische Struktur und Kühlwirksamkeit. Im übrigen lassen sich die Verhältnisse nicht ohne weiteres unterschiedlichen Betriebsverhältnissen (= unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen, unterschiedlichen Aufblasverhältnissen des Folienschlauches bzw. der Folienblase, unterschiedlichen Abzugsgeschwindigkeiten zum Zwecke der Längsverstreckung) anpassen. Es müssen vielmehr zur Anpassung verschiedene Leitkragen eingesetzt werden. Selbst bei statistischen Schwankungen der Parameter, die einen bestimmten Betriebszustand definieren, treten zuweilen Störungen auf. Eine autogene Anpassung an solche Schwankungen oder unterschiedliche Betriebsverhältnisse ist nicht gegeben. Die häufigste Störung besteht darin, daß die stabilisierende Wirkung, die der Kühlluftstrom auf den Folienschlauch bzw. die Folienblase ausübt, und der in Wechselwirkung mit dem Innendruck funktioniert, verlorengeht und Flattererscheinungen in der Wandung der Folienblase auftreten. Das gilt insbes. dann, wenn zu große Kühlluftmengen zugeführt werden oder zugeführt werden müssen, weil die Anlage mit großer Produktleistung gefahren werden soll. Das Ergebnis ist häufig eine Reduzierung der Leistung der Anlage insgesamt.In the blown heads of the type described known (from practice) the cooling air outlet gap together with the guide collar defines a single, as it were tubular cooling air flow, which on the film tube or the tubular film meets. It is known to have several concentric guide collars, including those of different types Height to be provided, but this only serves to improve the flow conduction of the Cooling air and does not change its aerodynamic structure and cooling effectiveness. In addition, the conditions can not easily be different operating conditions (= different thermoplastics, different inflation ratios of Film tube or the film bubble, different take-off speeds for the purpose of longitudinal stretching). Rather, it must be different to adapt Guide collar are used. Even with statistical fluctuations in the parameters, which define a certain operating state, malfunctions sometimes occur. An autogenous adaptation to such fluctuations or different operating conditions is not given. The most common disorder is that of the stabilizing Effect that the cooling air flow exerts on the film tube or the film bubble, and which works in interaction with the internal pressure, is lost and flutter phenomena occur in the wall of the film bubble. This is especially true when there is too much cooling air be fed or have to be fed because the plant has a large product output should be driven. The result is often a reduction in the performance of the Plant overall.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Blaskopf so weiter auszubilden, daß in weitem Maße unterschiedliche Betriebsverhältnisse ohne weiteres beherrscht werden und ohne Schwierigkeiten eine Anpassung an stark unterschiedliche Betriebsverhältnisse möglich ist, daß fernerhin die Anlage insgesamt stets mit hoher und sehr hoher Leistung gefahren werden kann.In contrast, the invention is based on the object of a generic To train blow head so that to a large extent different operating conditions be easily mastered and adapt to strong without difficulty different operating conditions are possible that furthermore the system as a whole can always be driven with high and very high performance.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Leitkragen außenseitig von einer umlaufenden Stabilisierungsringkammer umgeben ist, die über Verzweigungskanäle an die Kühlluftzufuhrungseinriditung angeschlossen ist, und daß die Stabilisierungsringkammer eine obere Austrittsringfläche aufweist, in der ein Turbulenzerzeuger angeordnet ist. In der Formulierung Austrittsringfläche kommt zum Ausdruck, daß die Ringspaltdüse, aus der der thermoplastifizierte Kunststoff austritt einerseits, der Kühlluftaustrittsringspalt vor dem Leitkragen, andererseits sehr viel schmaler sind als der Austrittsbereich der Stabilisierungsringkammer. Gegenüber der Spaltbreite der Ringspaltdüse macht der Breitenunterschied mehrere Größenordnungen aus, gegenüber dem Kühlluftaustrittsringspalt liegt die Breitendifferenz im allgemeinen im Bereich einer Größenordnung. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Austrittsringfläche an den oberen Rand des Leitkragens angeschlossen. Der Turbulenzerzeuger ist im einfachsten Falle als Sieb oder Rost, z. B. Drahtsieb, Lochblech, Roststabanordnung o. dgl., ausgebildet.To solve this problem, the invention teaches that the guide collar Is surrounded on the outside by a circumferential stabilizing ring chamber, which over Branch channels is connected to the Kühlluftzufuhrungseinriditung, and that the Stabilization ring chamber has an upper exit ring surface, in which a turbulence generator is arranged. In the formulation exit ring area expresses the fact that the annular gap nozzle, from which the thermoplastic plastic exit on the one hand, the cooling air exit ring gap in front of the guide collar, on the other hand are much narrower than the exit area of the stabilizing ring chamber. Compared to the gap width of the annular gap nozzle, the difference in width makes several Orders of magnitude, compared to the cooling air outlet gap is the difference in width generally on the order of an order of magnitude. According to a preferred embodiment According to the invention, the exit ring surface is connected to the upper edge of the guide collar. The turbulence generator is in the simplest case as a sieve or grate, z. B. wire screen, Perforated plate, grate bar arrangement or the like., Formed.
Erfindungsgemäß wird die äußere Kühlluftzuführung in zwei Teilströme unterschiedlicher Strömungsstruktur aufgeteilt.According to the invention, the external cooling air supply is divided into two partial flows divided into different flow structures.
Der äußere Teilstrom, der die Stabilisierungsringkammer und den Turbulenzerzeuger passiert hat, ist großvolumig, strömt verhältnismäßig langsam und besitzt eine eingeprägte, bei Verwendung eines Siebes im allgemeinen homogene, isotrope Turbulenz mit durch die Siebstruktur wählbarem Turbulenzspektrum, welches in Strömungsrichtung abklingt. Der andere Teilstrom ist gleichsam kleinvolumig, besitzt eine hohe Geschwindigkeit und strömt im allgemeinen laminar, jedenfalls aber mit einer anderen Turbulenz und auch mit sonst von dem äußeren Teilstrom stark unterschiedlichen Strömungsparametern.The outer partial flow, the stabilization ring chamber and the turbulence generator has happened, is large in volume, flows relatively slowly and has an embossed, when using a screen, generally homogeneous, isotropic turbulence with through the screen structure selectable turbulence spectrum, which subsides in the direction of flow. The other partial flow is, as it were, small in volume and has a high speed and flows in general laminar, but in any case with a different turbulence and also with flow parameters that are otherwise very different from the outer partial flow.
Volumen meint bei dieser Darstellung primär nicht Mengen. Die Mengen pro Zeiteinheit können gleich und unterschiedlich, aber auch einstellbar sein. Der Turbulenzgrad ist einstellbar, indem mit unterschiedlichen Turbulenzerzeugern oder auch unterschiedlichen Strömungsmengen und damit Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet wird. - Überraschenderweise wirkt die Kühlluftmischung, die aus den beiden Teilströmen aufgebaut ist, auf die Folienblase bzw. den Folienschlauch in anderer Weise als die übliche, äußere Kühlluftzuführung. Der Stabilisierungseffekt ist weitgehend unabhängig von den Betriebsparametern, für die die Anlage insgesamt gefahren wird. Im allgemeinen kann der erfindungsgemäße Blaskopf über den gesamten Produktionsbereich einer zugeordneten Anlage ohne Eingriffe wie Leitkragenänderungen u. dgl. stabil arbeiten.In this representation, volume does not primarily mean quantities. The quantities per time unit can be the same and different, but also adjustable. Of the Turbulence level is adjustable by using different turbulence generators or also different flow rates and thus flow velocities worked will. - The cooling air mixture, which comes from the two partial flows, acts surprisingly is built on the film bubble or the film tube in a different way than the usual, external cooling air supply. The stabilizing effect is largely regardless of the operating parameters for which the system is operated as a whole. In general, the blow head according to the invention can be used over the entire production range an assigned system without interventions such as guide collar changes and the like. Stable work.
Im einzelnen läßt sich die Lehre der Erfindung auf verschiedene Weise weiter ausbilden. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsringfläche die Breite der Stabilisierungsringkammer aufweist.In detail, the teaching of the invention can be in various ways further training. Thus, a preferred embodiment of the invention is characterized in that that the exit ring surface has the width of the stabilizing ring chamber.
Bezeichnet man als Flächenvektor einen Pfeil, der auf einer Fläche senkrecht steht, so empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Austrittsringfläche mit ihrem Flächenvektor schräg auf die Folienblase weist. Das führt zu einem besonders günstigen Geschwindigkeitsprofil und zu einer besonders günstigen Turbulenzstruktur in der Außenkühlluft. Der Turbulenzerzeuger ist im einfachsten Falle ein ebenes, in die Austrittsringfläche eingepaßtes Ringscheibenelement. Es kann auswechselbar angeordnet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Turbulenzerzeuger bezüglich Strömungswiderstand und damit auch Turbulenzwirkung verstellbar zu machen, indem beispielsweise mit Roststäben gearbeitet wird, die radial angeordnet sind, um ihre Stablängsachse drehbar sind und mehr oder weniger tragflügelförmiges Profil aufweisen. Die Verstellung verändert dann den Strömungswiderstand und das Abreißen der Strömung an den turbulenzbildenden Kanten. Der Turbulenzerzeuger kann aber auch als zur Folienblase hin konvexes oder auch konkaves Ringelement ausgeführt sein. Zweckmäßigerweise besitzt auch die Strömung, die über die Stabilisierungsringkammer geführt wird, eine Komponente, die auf die Folienblase gerichtet ist.An arrow pointing to a surface is called a surface vector is perpendicular, it is advisable to make the arrangement so that the exit ring surface with its surface vector at an angle to the film bubble. That leads to one special favorable velocity profile and a particularly favorable turbulence structure in the outside cooling air. In the simplest case, the turbulence generator is a flat, Ring disk element fitted into the exit ring surface. It can be interchangeable be arranged. Within the scope of the invention it lies, the turbulence generator to make it adjustable with regard to flow resistance and thus also the effect of turbulence, by working, for example, with grate bars that are arranged radially, are rotatable about their rod longitudinal axis and more or less airfoil-shaped profile exhibit. The adjustment then changes the flow resistance and the tear-off the flow at the turbulence-forming edges. The turbulence generator can also be designed as a convex or concave ring element towards the film bubble. The flow expediently also has that over the stabilizing ring chamber is guided, a component that is directed towards the film bubble.
Das erreicht man im einfachsten Falle dadurch, daß die Verzweigungskanäle im Bereich der oberen Kanäle des Leitkragens auf den Turbulenzerzeuger gerichtet sind. Die Stabilisierungsringkammer selbst kann grundsätzlich beliebigen Querschnitt aufweisen. Zu einer besonders gleichmäßigen Turbulenzverteilung, bei Verwendung eines Siebes im Sinne der obigen Ausführungen zu sehr homogener und isotroper Turbulenz kommt man dadurch, daß die Stabilisierungsringkammer im wesentlichen rechteckigen Ringquerschnitt aufweist und die Verzweigungskanäle im Bereich der äußeren Ringquerschnittecke, über den Umfang verteilt, in die Stabilisierungsringkammer einmünden.In the simplest case, this is achieved in that the branch channels directed towards the turbulence generator in the area of the upper channels of the guide collar are. The stabilizing ring chamber itself can in principle have any cross-section exhibit. For a particularly even distribution of turbulence when used of a sieve in the sense of the above explanations to very homogeneous and isotropic turbulence comes from the fact that the stabilizing ring chamber is substantially rectangular Has ring cross-section and the branch channels in the area of the outer ring cross-section corner, Distributed over the circumference, open into the stabilizing ring chamber.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Blaskopf im Vertikalschnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 und Fig. 3 den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1 in wesentlich vergrößertem Maßstab.In the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation Fig. 1 shows a blow head according to the invention in vertical section, Fig. 2 is a plan view on the object of Fig. 1 and 3 shows section A from the object of FIG. 1 on a much larger scale.
Der in den Figuren dargestellte Blaskopf 1 dient für die Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischem Kunststoff.The blow head 1 shown in the figures is used for production of tubular films made of thermoplastic material.
Zum grundsätzlichen Aufbau eines solchen Blaskopfes 1 gehören zunächst die Bauteile, die eine Ringspaltdüse 2 für den thermoplastifizierten Kunststoff aufweisen, aus der der thermoplastifizierte Kunststoff als Folienschlauch 3 auftritt, um danach zur Folienblase 4 aufgeblasen zu werden. Das ist in der Fig. 1 angedeutet worden. Zum Blaskopf 1 gehört eine innere Blasluftzuführungseinrichtung 5 zum Aufblasen des Folienschlauches 3 zur Folienblase 4 und eine äußere Kühlluftzuführungseinrichtung 6, für die stabilisierende Führung des sehr weichthermoplastischen Folienschlauches 3 und zur Kühlung des Folienschlauches 3 sowie der Folienblase 4. Die äußeren Kühlluftzuführungseinrichtungen 6 besitzen einen ringförmig umlaufenden Kühlluftverteiler 7. Von diesem gehen Kühlluftzuführungseinrichtungen 6 ab, die zu dem Kühlluftaustrittsringspalt 8 führen, an den ein umlaufender Leitkragen 9 angeschlossen ist. Der so definierte Strömungsweg insgesamt ist in den Fig. 1 und 2 durch glatte Pfeile angedeutet worden.The basic structure of such a blow head 1 initially includes the components that have an annular gap nozzle 2 for the thermoplastic plastic have, from which the thermoplastic material occurs as a film tube 3, in order to then be inflated to form a film bubble 4. This is indicated in FIG. 1 been. An inner blowing air supply device 5 for inflating belongs to the blow head 1 of the film tube 3 to the film bubble 4 and an external cooling air supply device 6, for the stabilizing guidance of the very soft thermoplastic film tube 3 and for cooling the film tube 3 and the film bubble 4. The external cooling air supply devices 6 have a ring-shaped circumferential cooling air distributor 7. Cooling air supply devices go from this 6, which lead to the cooling air outlet ring gap 8 to which a circumferential guide collar 9 is connected. The overall flow path thus defined is shown in FIG. 1 and 2 have been indicated by smooth arrows.
Der Leitkragen 9 ist außenseitig von einer umlaufenden Stabilisierungsringkammer lo umgeben. Diese ist über Verzweigungskanäle 11 an die Kühlluftzuführungseinrichtung 6 angeschlossen.The guide collar 9 is on the outside of a circumferential stabilizing ring chamber lo surrounded. This is via branch channels 11 to the cooling air supply device 6 connected.
Die Stabilisierungsringkammer lo besitzt eine obere Austrittsringfläche 12 und in dieser ist ein Turbulenzerzeuger 13 angeordnet. Die Zweigströmung, die über diese Stabilisierungsringkammer lo und den Turbulenzerzeuger 13 geführt ist, ist in den Fig. 1 und 3 ebenfalls durch Pfeile deutlich gemacht, jedoch insgesamt durch schlangenlinienförmig geführte Pfeile, wobei oberhalb des Turbulenzerzeugers 13 zusätzlich Turbulenzpfeile dargestellt worden sind.The stabilizing ring chamber lo has an upper exit ring surface 12 and in this a turbulence generator 13 is arranged. The branch flow that via this stabilization ring chamber lo and the turbulence generator 13 is performed, is also made clear in Figs. 1 and 3 by arrows, however, as a whole by serpentine arrows, with above the Turbulence generator 13 have also been shown turbulence arrows.
Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Austrittsringfläche 12 an den oberen Rand 14 des Leitkragens 9 angeschlossen. Der Turbulenzerzeuger 13 mag im Ausführungsbeispiel als Lochblech ausgebildet sein.In the exemplary embodiment and according to a preferred embodiment of the invention the exit ring surface 12 is connected to the upper edge 14 of the guide collar 9. The turbulence generator 13 may be designed as a perforated plate in the exemplary embodiment.
Die Austrittsringfläche 12 besitzt die gesamte Breite B der Stabilisierungsringkammer lo, so daß der Teilstrom, der über die Stabilisierungsringkammer lo geführt wird, ein sehr großvolumiger Teilstrom ist, und zwar im Verhältnis zu dem kleinvolumigen Teilstrom, der über den Kühlluftaustrittsringspalt 8 an dem Leitkragen 9 vorbeigeführt ist. Die Austrittsringfläche 12 weist in der dargestellten Ausführungsform mit ihrem Flächenvektor schräg auf die Folienblase 4. Im übrigen ist der Turbulenzerzeuger 13 im Ausführungsbeispiel als ebenes, in die Austrittsfläche eingepaßtes Ringscheibenelement ausgeführt.The exit ring surface 12 has the entire width B of the stabilizing ring chamber lo, so that the partial flow that is passed through the stabilization ring chamber lo, is a very large volume partial flow, in relation to the small volume Partial flow that is guided past the guide collar 9 via the annular cooling air outlet gap 8 is. The exit ring surface 12 has in the illustrated embodiment with its Area vector at an angle to the film bubble 4. Otherwise, it is the turbulence generator 13 in the exemplary embodiment as a flat annular disk element fitted into the exit surface executed.
Man erkennt unmittelbar, daß ein solches Ringscheibenelement 13 leicht ausgewechselt werden kann. nas Ringscheibenelement 13 könnte aber auch zur Folienblase 4 hin konvex oder konkav ausgeführt sein.It can be seen immediately that such an annular disk element 13 is easy can be exchanged. nas annular disk element 13 could also be used as a film bubble 4 can be made convex or concave.
Damit die aus der Stabilisierungsringkammer lo austretende, mit einer Turbulenzstruktur versehene Luftströmung eine Komponente aufweist, die auf die Folienblase 4 gerichtet ist, ist die Anordnung so getroffen, daß die Verzweigungskanäle 11 im Bereich der oberen Kante oder Rand 14 des Leitkragens 9 auf den Turbulenzerzeuger 13 gerichtet sind. Die Stabilisierungsringkammer lo besitzt im wesentlichen rechteckigen Ringquerschnitt. Die Verzweigungskanäle 11 münden im Bereich der äußeren Ringquerschnittecke 15, über den Umfang verteilt, unten in die Stabilisierungsringkammer lo ein. - Es versteht sich von selbst, daß die Verzweigungskanäle 11, aber auch die Kanäle 16 der zum Kühlluftaustrittsringspalt 8 führenden Kühlluftzuführungseinrichtung 6 mit Schiebern, Klappen oder ähnlichen Stellelementen versehen sein können, so daß die Mengen einstellbar oder regelbar sind.So that exiting from the stabilization ring chamber lo, with a Air flow provided with a turbulent structure has a component that acts on the film bubble 4 is directed, the arrangement is made so that the branch channels 11 in area the upper edge or edge 14 of the guide collar 9 is directed towards the turbulence generator 13 are. The stabilizing ring chamber lo has a substantially rectangular ring cross-section. The branch channels 11 open in the area of the outer annular cross-section corner 15, Distributed over the circumference, enter the stabilization ring chamber lo below. - It understands of itself that the branch channels 11, but also the channels 16 of the for Cooling air outlet gap 8 leading cooling air supply device 6 with slides, Flaps or similar adjusting elements can be provided so that the quantities can be adjusted or are adjustable.
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Legal Events
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OD | Request for examination | ||
OHN | Withdrawal |