DE2813332A1 - Thermoplastic strand granulator - with side stream of coolant on perforated plate, revolving flow removing cut granules - Google Patents
Thermoplastic strand granulator - with side stream of coolant on perforated plate, revolving flow removing cut granulesInfo
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Abstract
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere zum Granulieren unter Wasser.Device for granulating thermoplastics. Field of application of the invention The invention relates to a device for granulating thermoplastics Plastics, in particular for granulating under water.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, die im plastischen Zustand aus den Düsenbohrungen einer Lochplatte austretenden Kunststoff-Stränge durch ein Kühlmittel zu kühlen und dadurch ein Schneiden durch rotierende Messer zu gleicOnäßigem Granulat zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird das Granuliergehäuse über einen Eintrittsstutzen vollständig unter Wasser gesetzt und das geschnittene Granulat mit aem wasserstrom durch einen Austrittsstutzen einer Trenn- und Granulattrockeneinrichtung zugeführt. Wie z, Bo in der DE-AS 1 454 754 dargestellt, erfolgt die Zuführung des .Kühlmittelstromes dabei axial durch die als Hohlwelle ausgebildete den Lfesserkopf tragende Antriebswelle direkt an der Lochplatte oder durch einen tangential an der der Lochplatte zugekehrten Seite des Granuliergehäuses angeordneten Eintrittsstutzen. Beide Einrichtungen haben den Nachteil, daß durch die unmittelbare Zuführung des Kühlmittels an die Lochplatte eine starke Abkühlung derselben eintritt, was ein Erfrieren der Kunststoffstränge in den Düsenbohrungen zur Folge haben kann und eine hohe Zuführung von Heizenergie in die Lochplatte erfordert.Characteristics of the known technical solutions It is known which emerge in the plastic state from the nozzle bores of a perforated plate Plastic strands are cooled by a coolant and this causes a cutting through Rotating knife to allow the same granulate. To this end, will the pelletizer housing is completely submerged in water via an inlet nozzle and the cut granules with aem water flow through an outlet nozzle Separation and granulate drying device supplied. As z, Bo in DE-AS 1 454 754 The coolant flow is supplied included axially through the drive shaft which is designed as a hollow shaft and which supports the Lfesserkopf directly on the perforated plate or through a tangential one on the one facing the perforated plate Side of the granulating housing arranged inlet nozzle. Both institutions have the disadvantage that the direct supply of the coolant to the perforated plate a strong cooling of the same occurs, causing the plastic strands to freeze in the nozzle bores and a high supply of heating energy requires in the perforated plate.
Außerdem verbleibt der von der Lochplatte weggespülte Granulatstrom durch eine ungünstige Anordnung der Austrittsstutzen in größerer Entfernung von der Lochplatte am Granuliergehäuse unnötig lange Zeit in diesem, was häufig die Ursache von Verstopfungen durch Granulatablagerungen ist.In addition, the flow of granules washed away from the perforated plate remains due to an unfavorable arrangement of the outlet nozzle at a greater distance from the perforated plate on the pelletizer housing unnecessarily long in this, which is often the The cause of blockages is through granulate deposits.
Ungewollte Granulatablagerungen, insbesondere bei Granulaten niederer Dichte, führen zur Agglomeration des Granulates und damit zu größeren Ablagerungen.Unintentional granulate deposits, especially with lower granulates Density, lead to agglomeration of the granulate and thus to larger deposits.
Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, unter Beibehaltung des Prinzips des Granulierens von Kunststoffsträngen unter Wasser eine übermäßige Abkühlung und damit einen Produktionsausfall der Lochplatte zu vermeiden und das geschnittene Granulat ohne Verzug aus dem Granuliergehäuse zu transportieren, um Verstopfungen durch Agglomeration zu vermeiden.OBJECT OF THE INVENTION The aim of the invention is, while maintaining the Principle of the granulation of plastic strands under water excessive cooling and thus to avoid a loss of production of the perforated plate and the cut To transport granules out of the granulation housing without delay to avoid blockages to be avoided by agglomeration.
Darlegung des Eisens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Granulieren von thermoplastischen Kunststoffsträngen unter Wasser zu schaffen, deren Lochplatte vom zugeführten Kühlmittelstrom nicht direkt berührt wird und deren Kühlmittelaustritt so gestaltet ist, daß möglichst kurze Verweilzeiten des Granulat-Kühlmittelgemisches im Granuliergehäuse auftreten.Statement of the Iron of the Invention It is an object of the invention based on a device for granulating thermoplastic strands to create under water, whose perforated plate is not affected by the supplied coolant flow is directly touched and the coolant outlet is designed so that as possible short residence times of the granulate-coolant mixture in the granulating housing occur.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein be kanntermaßen die Schneideinrichtung umgebendes Granuliergehäuse mittels einer Trennwand in eine Granulatauffangkammer und eine Kühlmittelzuführkaminer unterteilt ist.According to the invention the object is achieved by a known the granulating housing surrounding the cutting device by means of a partition into a Granulate collecting chamber and a coolant supply chamber is divided.
Die Kühlmittelzuführkammer ist mit einem in liotationsrichtung der Schneideinrichtung tangential angeordneten Eintrittsstutzen und die Granulatauffangkammer auf der der Lochplatte zugekehrten Seite mit einem ebenfalls in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung tangential angeordneten Austrittsstutzen versehen. Mittels radial verlaufender und in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung schräger, paralleler oder in Richtung der Granulatauffangkarlmer konisch sich verjüngender Schlitze in der Trennwand ist die Kühlmittelzuführkammer mit der Granulatauffangkammer verbunden, Außerdem ist die Kühlmittelzuführkainmer über Kanäle sowie einem ringförmigen Verteilerraum und einem auf dem Messerträger der Schneideinrichtung angeordneten Flügelkranz mit in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung schrägen Leitflügeln mit der Granulatauffangkammer verbunden, Die Summe der Querschnittsflächen der Austritte der Schlitze in der Trennwand und die der Kanäle ist dabei kleiner als die Querschnittsfläche des Eintrittsstutzens für das Kühlmittel.The coolant supply chamber is in the direction of liotations Cutting device tangentially arranged inlet nozzle and the granulate collecting chamber on the side facing the perforated plate with a likewise in the direction of rotation the cutting device provided tangentially arranged outlet nozzle. Means more radially and more obliquely in the direction of rotation of the cutting device, more parallel or in the direction of the granulate collecting cartridges in conical tapering slots the partition wall connects the coolant supply chamber with the granulate collecting chamber, In addition, the coolant supply chamber is via channels and an annular distribution chamber and a wing ring arranged on the knife carrier of the cutting device in the direction of rotation of the cutting device inclined guide vanes with the granulate collecting chamber connected, The sum of the cross-sectional areas of the outlets of the slots in the partition and that of the channels is smaller than the cross-sectional area of the inlet connection for the coolant.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Das Kühlmittel wird über den tangentialen Eintrittsstutzen der Kühlmittelzuführkammer zugeleitet und über die Schlitze in der Trennwand sowie über die Kanäle zum Verteilerraum und von dort über den ;lügelkranz der Granulatauffangkamrier getrennt zugeführt. Durch die eie Querschnittsfläche der Schlitze und Kanäle gegenüber der des Eintrittsstutzens tritt infolge der Druckerhöhung der Kühlmittelstrom mit einer hohen Geschwindigkeit durch die genannten Öffnungen in die Granulatarffangkammon ein und bringt auf Grund der in totationsrichtung der Schneideinrichtung schrägen Ausführung der Schlitze in der Trennwand und Leitflügel des ilügel kranzes den in die Granulatauffngkammer gepreßten T; ühlmittelstrom in eine schnelle Rotation.The mode of operation of the device according to the invention is as follows: The coolant is supplied via the tangential inlet nozzle of the coolant supply chamber and via the slots in the partition and the channels to the distribution room and from there fed separately to the granulate collecting chamber via the wing wreath. Due to the cross-sectional area of the slots and channels compared to that of the inlet connection As a result of the pressure increase, the coolant flow occurs at a high speed through the openings mentioned in the granulate collecting chamber and brings it to the bottom the oblique execution of the slots in the direction of rotation of the cutting device in the partition and guide vanes of the wing wreath into the granulate collecting chamber pressed T; coolant flow in a rapid rotation.
Die aus den Düsenbohrungen austretenden Kunststoffstränge werden mittels der Schneideinrichtung zu feinen Granulaten geschnitten, in den rotierenden Kühlmittelstrom abgeleitet und danach durch den direkt an der Lochplatte angeordneten Austrittsstutzen vom Kühlmittelstrom unverzüglich aus der Granulatauffangkammer befördert.The plastic strands emerging from the nozzle bores are made using cut into fine granules by the cutting device in the rotating coolant flow and then through the outlet connection located directly on the perforated plate immediately transported from the granulate collecting chamber by the coolant flow.
Für ein sicheres Freispülen der Lochplatte bzw. der Schneidmesser von Granulaten sorgt dabei der aus dem Flügelkranz austretende Teilstrom, der synchron mit der Schneideinrichtung rotiert.For a safe flushing of the perforated plate or the cutting knife of granules is provided by the partial flow emerging from the wing ring, which is synchronized rotates with the cutter.
Duch eine strömungstechnisch günstige Gestaltung des Austrittsbereiches des Kühlmittels aus dem Flügelkranz wird erreicht, daß der Teilstron zwar das geschnittene Granulat erfaßt und in den rotierenden Kühlmittelstrom in der Granulatauffangkammer ableitet, dabei aber nicht direkt auf die Lochplatte trifft und diese unterkühlt.Thanks to a fluidically favorable design of the outlet area of the coolant from the wing rim is achieved that the Teilstrron although the cut Granulate captured and in the rotating coolant flow in the granulate collecting chamber dissipates, but does not hit the perforated plate directly and cools it down.
Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden, Die zugehörige Zeichnung zeigt: Fig. 1: Schnitt A-A durch das Granuliergehäuse Fig. 2: Schnitt BIB durch das Granuliergehäuse Fig. 3: Schnitt C-C durch die Schlitze der Trennwand Fig. 4: Ansicht von X auf die Leitflügel des Flügelkranzes Fig. 5: Draufsicht auf das Granuliergehäuse Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einer vor dem Extruderaustritt angeordneten Lochplatte 1 mit Düsenbohrungen 20 Vor der Lochplatte 1 befindet sich eine Schneideinrichtung, bestehend aus den Schneidmessern 3, dem Messerträger 18 und einer Antriebswelle 4o Diese Einrichtung ist von einem in zwei Kammern unterteilten Granuliergehäuse 5 umgebene Das Granuliergehäuse 5 besteht aus der Granulatauffangkammer 6 und der Kühlwasserzuführkmner 7, die durch eine Trennwand 8 voneinander getrennt sind, Das Granuliergehäuse 5 ist gemäß Figuren 1 und 5 an der Kühlwasserzuführkammer 7 mit einem tangential angeordneten Eintrittsstutzen 9 für den Kühlmitteleintritt und an der Granulatauffangkammer 6 mit einem ebenfalls tangential angeordneten Austrittsstutzen 10 für den Austritt des Kühlmittels mit dem geschnittenen Granulat versehene Dabei sind gemäß Fig. 2 der Eintrittsstutzen 9 und der Austrittsstutzen 10 tangential so am Granuliegehause 5 angeordnet, daß das I.ühlmibtel die Kammern des Granuliergehäuses 5 in Rotationsrichtung R der Messerträger 18 passiert. Die Größe der Differenz der Querschnitte von Eintrittsstutzen 9 und Austrittsstutzen 10 ist abhängig von der vorgesehenen Durchsatzleistung der Granuliereinrichtung.Exemplary embodiment The invention is intended to be based on an exemplary embodiment The accompanying drawing shows: Fig. 1: Section A-A through the granulating housing Fig. 2: Section BIB through the granulating housing Fig. 3: Section C-C through the slots in the partition wall Fig. 4: View from X of the guide vanes of the Wing rim Fig. 5: Top view of the granulating housing. The device according to the invention According to FIG. 1, there is a perforated plate 1 arranged in front of the extruder outlet with nozzle bores 20 In front of the perforated plate 1 there is a cutting device, consisting of the cutting knives 3, the knife carrier 18 and a drive shaft 4o This device consists of a granulating housing divided into two chambers 5 The granulating housing 5 consists of the granulate collecting chamber 6 and the Kühlwasserzuführkmner 7, which are separated from one another by a partition 8, Das According to FIGS. 1 and 5, the granulating housing 5 is attached to the cooling water supply chamber 7 a tangentially arranged inlet connection 9 for the coolant inlet and at the granulate collecting chamber 6 with an outlet connection also arranged tangentially 10 provided with the cut granules for the outlet of the coolant Included According to FIG. 2, the inlet connection 9 and the outlet connection 10 are tangential so arranged on the Granuliegehause 5 that the I.ühlmibtel the chambers of the Granuliergehäuses 5 passes in the direction of rotation R of the knife carrier 18. The size of the difference in Cross-sections of inlet connection 9 and outlet connection 10 depends on the intended throughput of the granulating device.
Die Trennwand 8 ist, wie die Figuren 2 und 3 zeigen, mit ralehreren in Rotationsrichtung R des Messerträgers 18 schrägen Schlitzen 11 versehen. Die Kühlmittelzuführkammer 7 ist durch Kanäle 12 mit einem ringförmigen Verteilerraum 13 verbunden.The partition wall 8 is, as FIGS. 2 and 3 show, with ralehreren In the direction of rotation R of the knife carrier 18 inclined slots 11 are provided. the Coolant supply chamber 7 is through channels 12 with an annular distribution space 13 connected.
Auf der Antriebswelle 4 befindet sich ein Flügelkranz 14, mit wiederum in Rotationsrichtung R der Messerträger 18 schräg algeordneten Leitflügeln 15, gemäß Fig. 4.On the drive shaft 4 there is a wing ring 14, with in turn in the direction of rotation R of the knife carrier 18 obliquely arranged guide vanes 15, according to Fig. 4.
Der äußere Ring des FlügelIanzes 14 ist durch einen Kragen 16 verlängert und überdeckt damit einen Ringstutzen 17 am Verteilerraum 13.The outer ring of the wing lance 14 is extended by a collar 16 and thus covers an annular connector 17 on the distributor space 13.
Der Messerträger 18 ist im Kühlmittelaustrittsbereich 19 des Flügelkranzes 14 strömungstechnisch so gestaltet, daß im Zusammenwirken mit dem äußeren Ring des Flügelkranzes 14 der austretende Kühlmittelatrom von der Lochplatte abgeleitet wird.The knife carrier 18 is in the coolant outlet area 19 of the wing ring 14 fluidically designed so that in cooperation with the outer ring of the Wing ring 14, the exiting coolant atom is derived from the perforated plate.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Wirkungsweise: Das Kühl- bzw. Fördermittel, im besonderen Wasser, wird über den Eintrittsstutzen 9 der Kühlwasserzuführkammer 7 zugeleitet. Der so eintretende Kühlmittelstrom teilt sich in einen größeren Anteil der über die Schlitze 11 in der Trennwand 8 und in einen kleineren Anteil, der über die Kanäle 12, den Verteilerraum 13 und den Flügelkranz 14 in die Granulatauffangkammer 6 geleitet wird.The device according to the invention has the following mode of operation: The cooling or funding, in particular water, is via the inlet connection 9 of the cooling water supply chamber 7 forwarded. The coolant flow entering in this way is divided into a larger proportion the over the slots 11 in the partition 8 and in a smaller portion that over the channels 12, the distributor space 13 and the wing ring 14 in the granulate collecting chamber 6 is directed.
Durch die im freien Querschnitt geringere Fläche der Schlitze 11 und Kanäle 12 gegenüber dem Querschnitt des Eintrittsstutzens 9 tritt der Kühlmittelstrom durch die Druckerhöhung mit einer hohen Geschwindig keit durch die genannten Öffnungen in die Granulatauffangkammer 6 und bringt auf Grund der schrägen Anordnung der Öffnungen nach kurzer Zeit den in die Granulatkammer 6 gepreßten Kühlmittelstroa in schnelle 1otati on.Due to the smaller area of the slots 11 and in the free cross section The coolant flow occurs through channels 12 opposite the cross section of the inlet connection 9 by increasing the pressure at a high speed through the openings mentioned in the granulate collecting chamber 6 and brings due to the inclined arrangement of the openings after a short time the coolant stream pressed into the granulate chamber 6 in rapid 1otation.
Infolge der in Rotationsrichtung R des L'iesserträgers 1 schräg angeordneten Schlitze 11 und dem in gleicher Richtung angeordneten Leitflügel 15 des Flügelkranzes 14 rotiert das Kühlmittel in der gleichen Richtung. wie der Messerträger 18.As a result of the inclined arrangement in the direction of rotation R of the L'iesserträgers 1 Slots 11 and the guide vane 15 of the vane ring arranged in the same direction 14 the coolant rotates in the same direction. like knife holder 18.
Die aus den Düsenbohrungen 2 der Lochplatte 1 austreten den Kunststoffstränge werden mittels der rotierenden Schneidmesser 3 zu feinen Granulaten geschnitten, in den rotierenden Sühlmittelstrom abgeleitet und unmittelbar danach durch den Austrittsstutzen 10 aus der Granulatauffangkammer 6 befördert.The plastic strands emerge from the nozzle bores 2 of the perforated plate 1 are cut into fine granules by means of the rotating cutting knife 3, diverted into the rotating coolant flow and immediately thereafter through the outlet nozzle 10 conveyed out of the granulate collecting chamber 6.
Da besonders bei hohen Durchsatzleistungen die Freispülung der Lochplatte 1 bzw. der Schneidmesser 3 von Granulaten wichtig ist, erfolgt die zusätzliche Zuführung eines Teilstromes des Kühlmittels durch die Kanäle 12, den Verteilerraum 13 und den Flügelkranz 14, der durch die Anordnung derleitflügel 15 auf eine Rotation in gleicher Richtung des Messerträgers 18 gebracht wird, Durch die strömungstechnische Gestaltung des M-esserträgers 18 und des äußeren Ringes des Flügelkranzes 14 trifft der hier austretende Teilstrom des Kühlmittels nicht direkt auf die Lochplatte 1 wodurch ein Einfrieren der Kunststoffstränge in den Düsenbohrungen 2 verhindert wird und dient vorwiegend der Ableitung des geschnittenen Granulates zu dem rotierenden Kühlmittelstrom, Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht zur weiteren Geschwindigkeits und Druckerhöhung des Kühlmittels eine konisch sich verjüngende Ausführung der Schlitze 11 in der Trennwand 8 in Richtung der Granulatauffangkammer 6 vor.There is the flushing of the perforated plate, especially at high throughputs 1 or the cutting knife 3 of granules is important, the additional feed takes place a partial flow of the coolant through the channels 12, the distributor space 13 and the wing ring 14, which by the arrangement of the guide wings 15 to a rotation in the same direction of the knife carrier 18 is brought, by the fluidic Design of the knife carrier 18 and the outer ring of the wing ring 14 meets the partial flow of coolant exiting here does not directly hit the perforated plate 1 thereby preventing the plastic strands from freezing in the nozzle bores 2 is and mainly serves to divert the cut granulate to the rotating one Coolant flow, An advantageous embodiment of the device sees a conical shape to further increase the speed and pressure of the coolant tapered design of the slots 11 in the partition 8 in the direction of the granulate collecting chamber 6 before.
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