DE2825287A1

DE2825287A1 - Einrichtung zum granulieren von kunststoffschmelzen

Info

Publication number: DE2825287A1
Application number: DE19782825287
Authority: DE
Inventors: Dietmar Anders
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Berstorff GmbH
Priority date: 1978-06-09
Filing date: 1978-06-09
Publication date: 1979-12-13
Also published as: NL7904483A; CA1120677A; IT7921745V0; FR2427892A1; GB2022504B; SU837312A3; JPS54161665A; GB2022504A

Description

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Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und ähnl. Massen mit einem senkrecht austretende Bohrungen aufweisenden Spritzkopf und diesem koaxial vorgelagerten rotierenden Schneidmessern, die mit einer mit Flüssigkeit durchströmten dem Spritzkopf zugeordneten Granulierkammer umgeben sind. j

Aus der DE-PS 16 79 803 ist eine gattungskäßige" Granuliereinrichtung bekannt. Bei dieser Einrichtung wird der Kühlwasserzulauf für das von den Messern des Messerkopfes abgeschlagene Granulat von oben her zentral durch einen Spritzkopf auf ein Leitorgan geführt, welches die Flüssigkeit radial in die Schneidebene umlenkt. Durch die radiale Umlenkung der zentral eingeführten Kühlflüssigkeit kann nicht verhindert werden, daß das Kühlwasser mit der Lochscheibe in Berührung kommt, wodurch diese abkühlt und wodurch sich der Kunststoff in der Lochscheibe festsetzt. Wenn Kühlwasser mit der Lochscheibe in Berührung kommt, treten sogenannte Einfrierungserscheinungen der Lochplatte auf, d. h. die Löcher setzen sich mit dem heruntergekühlten und erstarrenden Kunststoff zu. :

Weiterhin ist es aus der DE-AS 14- 54 888 bekannt, eine Kühlflüssigkeit entgegen der Schwerkraft in ein ringförmiges horizontal angeordnetes Granulatorgehäuse hineinzupressen, um den ringförmigen Innenmantel des Granulatorgehäuses mit einem Wasserfilm zu bedecken. Damit ein ausreichend dicker Wasserfilm an der Innenseite des Gehäuses vorhanden ist, muß die Kühlflüssigkeit mittels eines großen Druckes entgegen der Schwerkraft in das Granulatorgehäuse hineingepreßt werden. Eine der artige Verfahrensweise erfordert erhebliche Energiekosten und

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ist darüber hinaus nur für einen relativ geringen Ausstoß der Granuliereinrichtung einsetzbar.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wurde in der DE-PS 20 35 035 vorgeschlagen, das horizontal angeordnete,zylindrische Granulier gehäuse um seine Längsachse drehbar auszubilden, um weniger

Druck und somit weniger Energiekosten für den auf der Innenwand des Gehäuses zum Abtransport und zur Vermeidung des Zusammenbackens der Granulate, notwendigen Kühlwasserfilm aufwenden zu müssen. Durch den zusätzlichen Antrieb für die Gehäuserotation entstehend zusätzliche Kosten. Der größte Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß auch bei dieser Konstruktion das Kühlwasser mit der Lochscheibe des Spritzkopfes in Berührung kommt, wodurch es zu Einfrierungserscheinungen der Lochplatte und somit zu totalen Betriebsunterbrechungen kommt.

Der Erfindung liegt', feie Aufgabe zugrunde, eine Granuliereinrichtung zu schaffen, die einen sehr hohen Ausstoß ermöglicht und , bei der sichergestellt wird, daß keine Agglomerierungserscheinungen der abgeschnittenen Granulate stattfinden können. Dar- : über hinaus soll erfindungsgemäß sichergestellt werden, daß die ■ Lochscheibe nicht durch Abkühlung einfriert und sich somit zusetzt und daß die !Funktionsfähigkeit der Granuliereinrichtung überwacht und erhalten bleibt.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Granuliereinrichtung der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des - Anspruchs 1 und der weiteren Ansprüche niedergelegten Lehre gelöst.

Dadurch, daß am oberen Band um den Umfang des Gehäuses der Granulierkammer herum die Kühlwasser abgebende Einrichtung angeordnet ist, beispielsweise in Form eines am oberen Band umlaufenden Eohres, welches nach unten mit Längsschlitzen für den Kühlwasseraustritt versehen ist, wird erreicht, daß die Innenseite des Gehäuses ständig mit einem Wasserfilm bedeckt ist,

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dessen Dicke je nach, den Granulat abmessungen bzw. Granulatorausstoß variiert werden kann, indem mehr oder weniger Kühlwasser eingeleitet wird. ι

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird in den Raum, gebildet zwischen Außenmantel und Innenmantel der Granulierkammer, die Kühlflüssigkeit eingeleitet, steigt nach oben, bis sie über den oberen Rand des Innenmantels übertritt und an der Innenseite des Innenmantels herunterläuft und diesen mit einem Wasserfilm bedeckt. Wenn nun in diese Granulierkammer hin eingranuliert •wird, trifft das Granulat, welches durch die Schneidmesser eine radiale Bewegung erfährt, auf den mit einem Vasserfilm bedeckten Innenmantel und wird somit zur Unterseite der Granulierkammer gefördert, aus der es durch einen Auslaß heraustritt.

Da die in den Raum zwischen dem Innen- und Außenmantel des Granulatorgehäuses eingeführte Kühlflüssigkeitsmenge beliebig gesteigert werden kann, wird eine Anpassung des Granulators an jede Ausstoßmenge gewährleistet, weil mit erhöhter Fließgeschwindigkeit des Wasserfilmes auf den Innenmantel mehr Granulat weggefördert wird, ohne daß einzelne Granulate beim Auftreffen auf den Wasserfilm sich berühren können und somit zusammenkleben.

Um sicherzustellen, daß das in das Granulatorgehäuse eingeleitete Kühlmedium, wenn diesem durch den Ringraum eingeführt wird, mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit über die Überlaufkante des Innenmantels tritt und diesen an seiner Innenseite mit einer gleichmäßig dicken Wasserschicht benetzt, sind in dem Ringraum zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel strömungsvergleichmäßigende Widerstandselemente in Form von in den Ring eingebrachten Lochreihen angeordnet, wodurch jegliche Wirbelbildung in diesem Raum vermieden wird und wodurch, ein gleichmäßiges Übertreten des Kühlmediums an der Oberseite des Inneneantels erreicht wird. :

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Der Kühlwasseraustritt aus den dafür vorgesehenen Einrichtungen am oberen Hand des Granulatorgehäuses wird überwacht, um sicherzustellen, daß sich auf der Innenwand des Gehäuses ständig ein Wasserfilm befindet. Zu diesem Zweck wird in unmittelbarer Nähe der Kühlwasser abgebenden Einrichtung eine dem Fachmann geläufige Sensoreinrichtung angeordnet, die bei fehlendem Kühlwasser über Regeleinrichtungen eine Abschaltung der Granuliereinrichtung bzw. des Extruders bewirkt und somit eine Verklebung der Innenwand mit Kunststoff wirkungsvoll vermeidet. ;

Auch der Kühlwasserablauf mit dem abgeschnittenen Granulat wird ; durch eine Sens or einrichtung überwacht, die bei Verstopfungen ; der Abflußleitung eine Abschaltung des Granulators bzw. des Extruders sicherstellt. j

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. Im folgenden wird die Erfindung durch zwei Ausführungsbeispiele ₍ im Zusammenhang mit Zeichnungen näher erläutert.

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I Fig. 1 zeigt eine mehrwandige Granulierkammer.

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: Fig. 2 zeigt eine einwandige Granulier kammer. ^:

Von einem Extruder 1 mit einer Schnecke 2 gemäß Fig 1 wird ' Kunststoff in einen Umlenkkopf J gefördert. Der Umlenkkopf 5 hat an seiner Unterseite eine nicht gezeigte Lochscheibe, über die Schneidmesser 4 unmittelbar hinweglaufen. Die Schneidmesser 4 werden von einem Messerträger 5» der auf einer Messerwelle 6 angeordnet ist, gehalten. Die Messerwelle 6 führt durch den Umlenkkopf J hindurch und wird von einem Motor 7 angetrieben.Durch einen Flüssigkeitszulauf 8 gelangt eine Kühlflüssigkeit in ein Granulatorgehäuse 9· Das Granulatorgehäuse 9 besteht aus einem Außenmantel 11 und einem Innenmantel 10, der mit Abstand zum Außenmantel 11 und in einer Granulierkammer 12 angeordnet ist. Der Innenmantel 10 ist im Durchmesser kleiner bemessen als der Außenmantel 11 und oben offen, so daß das durch den Kühlflüssigkeitszulauf 8 eintretende Kühlmedium über die obere Kante 1? des

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Innenmantels 10 überläuft und somit auf der Innenseite des Innenmantels einen Kühlflüssigkeitsfilm bildet.

Der durch die Schnecke 2 des Extruders 1 in den Umlenkkopf 3 hineingeförderte Kunststoff gelangt über ein nicht gezeigtes Verteilerkanalsystem zu einer nicht gezeigten Lochplatte, aus der der Kunststoff in Strangform herausextrudiert wird. Unmittelbar am Austritt der Lochplatte werden die Stränge durch die umlaufenden Messer 4 zu Granulate abgeschlagen. Die Flugbahnen der einzelnen abgeschnittenen Granulate von der Lochscheibe zu dem auf dem Innenmantel 10 sich befindenden Wfcsserfilm kreuzen sich nicht und das überlaufende, den Vasserfilm bildende Kühlmittel transportiert die in kurzen zeitlichen Abständen ankommenden Granulate rasch weg. Ein ZusammenkÄen einzelner Granulatkörnchen wird vermieden.

Die gezeigte Konstruktion hat insbesondere den Vorteil, daß das Kühlmittel, welches für die Abkühlung des Granulates notwendig ist und ein Zusammenbacken der einzelnen Körner verhindert, nicht mit der Lochscheibe, aus der die einzelnen Granulatstränge austreten in Berührung kommt. Es wir somit wirkungsvoll vermieden, daß die Lochscheibe durch das Kühlmittel abgekühlt werden kann und sich der durch Abkühlung erstarrende Kunststoff in den Löchern absetzt, was zu einer Verstopfung und zu einem totalen Zusammenbruch der Granulatorfunktion führen würde.

In dem Ringraum 16 befinden sich strömungsvergleichmäßigende Widerstandselemente 18, 19, beispielsweise in Form von, in einem waagerecht angeordneten Ring eingebrachten Lochreihen.

In Fig. 2 wird eine einwandige Granulierkammer 109 gezeigt mit am oberen Rand auf seinem Umfang angeordneter Leitung 117» die in Richtung auf die Innenwand eingebracht, nicht gezeigte öffnungen aufweist. Über einen Kühlflussigkeitszulauf 108 gelangt das Kühlmedium in die ringförmige Leitung 117 und läuft durch erwähnte öffnungen an der Innenwand des Granulatorgehäuses 109

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herunter.

Das zu granulierende Material wird durch den Extruder 101 mit der Schnecke 102 in den Umlenkkopf 103 gefördert und tritt durch eine nicht gezeigte, ringförmige Scheibe mit darin eingebrachten Lochreihen aus dem Kopf 103 aus. Unmittelbar nach dem Austreten der Stränge aus den Lochreihen werden diese, durch die rotierenden, vom Motor 107 über die Uelle 106 angetriebenen Schneidmesser 104, zu einzelnen Granulaten abgeschnitten. Die Granulate erfahren durch die Schneidmesser 104 eine radiale Bewegung und treffen auf den auf dem Außenmantel 110 ablaufenden Wasserfilm, der eine Weiterförderung des Granulates zu dem unten in der Kammer angeordneten Kühlwasserablauf 115 bewirkt.

In unmittelbarer Mähe der das Kühlmedium abgebenden Leitung 117 bzw. der Überlaufkante 17 des Innenmantels (Fig. 1) ist eine, den Kühlwasseraustritt überwachende Sensoreinrichtung 20 bzw. 120 angeordnet, die bei evtl. Unterbrechungen der Kühlmittelzufuhr bzw. bei Unterschreiten einer vorgegebenen Kühlmittelfilmdicke über eine nicht gezeigte Regeleinrichtung eine Abschaltung des Granulators bzw. des Extruders 1, 101 bewirkt, wodurch vermieden wird, daß die abgeschnittenen Granulate auf nicht mit Kühlwasser benetzte Teile des Granulators auftreffen und dort haften bleiben.

Eine weitere Sensoreinrichtung 21 bzw. 121 zeigt an, wenn die Kühlwasserablaufstutzen 15» 115 verstopft sind. Bei in der Granulierkammer 12, 112 ansteigendem Kühlwasserspiegel über ein zulässiges Maß hinaus, wird durch Sensoreinrichtungen 21,121 über nicht gezeigte Regeleinrichtungen erreicht, daß der Granulator bzw. der Extruder 1 abgeschaltet wird. Somit wird vermieden, daß durch eine Verstopfung des Kühlflüssigkeitsablaufs 15i 115 die gesamte Granula;orfunktion in Frage gestellt wird.

Das in der Zeichnung gezeigte Granulatorgehäuse 9 ist zylindrisch ausgebildet. Die Funktionsweise des Grantilators ist Jedoch ebenfalls möglich mit einer viereckigen oder sechseckigen Form des

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Granulat orgeliäus es.

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Claims

Unser Zeichen: 78/5 ' Harm over, den 7. Juni 1978 by/su 338 HERMANN BERSTOEFF Maschinenbau GmbH An der Breiten Wiese 3/5 D-3OOO Hannover 61 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und ähnl. Massen mit einem senkrecht austretende Bohrungen aufweisenden Spritzkopf und diesem koaxial vorgelagerten rotierenden Schneidmessern, die mit einer mit Flüssigkeit durchströmten-, dem Spritzkopf zugeordneten Granulierkammer umgeben sind,

dadurch. gekennzeichnet,

daß an dem oberen Rand eines vertikal angeordneten Granulatorgehäuses (10, 110) eine Kühlwasser abgebende und auf der Innenseite des Gehäuses (10, 110) einen Wasserfilm erzeugende Einrichtung (8, 16, 17» 108, 11?) angeordnet ist.

2. Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und ähnl. Massen nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kühlwasser abgebende und den Wasserfilm erzeugende Einrichtung aus einem Kühlflüssigkeitszu-

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lauf (108) und aus einem umlaufenden Rohr (117) ait an seiner Unterseite darin eingebrachten öffnungen besteht.

3. Einrichtung zum Granulieren von Kunststoff schmelzen und . Massen nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kühlwasser abgebende und den Wasserfilm erzeugende Einrichtung aus einem Kühlflüssigkeitszulauf (8), einem Saum (16) und aus einer Überlaufkante (17) besteht.

4-. Einrichtung zum Granulieren von Kunststoff schmelzen und ähnl. Massen nach den Ansprüchen 1 und 3»

dadurch gekennzeichnet,

daß in der vertikal angeordneten Granulierkammer (12) ein im Durchmesser und in seiner Höhe kleiner bemessener zylinderförmiger Innenmantel (10) angeordnet ist und daß der Kühlflüssigkeitszulauf (8) an dem umfangsmäßig oben offenen Raum 16, gebildet zwischen dem zylinderförmigen Außenmantel (11) und Innenmantel (10), angeschlossen ist.

5« Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und ähnl. Massen nach den Ansprüchen 3 und 4,

dadurch. gekennzeichnet,

daß in dem durch den Außenmantel (11) und dem Innenmantel (10) gebildeten Baum (16) ströenngsvergleichBäßigen-

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"de Widerstandselemente in Form von in einen Ring eingebrachten Lochreihen angeordnet sind.

6. Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und ähnl. Massen nach den Ansprüchen 3 bis 5»

dadurch gekennzeichnet,

daß das Granulatorgehäuse (9) vertikal verfahrbar ausgebildet ist.

\ 7· Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen ι und ähnl. Massen nach den Ansprüchen 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

j daß in unmittelbarer Nähe der Kühlwasser abgebenden

'' Einrichtung (17» 117) eine den Kühlwasseraustritt überwachende Sensoreinrichtung (20, 120) angeordnet ist, ; die bei fehlendem Kühlwasser über Regeleinrichtungen

eine Abschaltung der Granuliereinrichtung bzw. des Extruders bewirkt.

j 8* Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen ^; und ähnl. Massen nach den Ansprüchen 1 bis 6,

'. dadurch gekennzeichnet,

daß im Kühlflüssigkeitsablauf (15) eine überwachende Sensoreinrichtung (21, 121) angeordnet ist, die bei ihrer Aktivierung über Regeleinrichtungen die Granuliereinrichtung' bzw. den Extruder abschaltet.

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