DE3026998A1

DE3026998A1 - EXTRUDER HEAD

Info

Publication number: DE3026998A1
Application number: DE19803026998
Authority: DE
Inventors: Daniel Bouveresse; Jean Machuque; Jean Paufique
Original assignee: DIEPAL
Current assignee: DIEPAL
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1981-02-12
Also published as: AU538140B2; IT8023580A0; FI802285A; FR2461574B2; IT1131745B; FR2461574A2; AU6064080A; BE884269R

Description

15/315/3

Firma DIEPAL, 383, rue Philippe Heron, Villefranche-sur-Saone,DIEPAL, 383, rue Philippe Heron, Villefranche-sur-Sao ne,

Rhone, FrankreichRhone, France

Extruderkopf
(Zusatz zu P 28 10 853.4-16)Extruder head
(Addition to P 28 10 853.4-16)

Gegenstand des Patentes (-anmeldungSubject of the patent (application

P 28 10 853.4-16) ist ein Extruderkopf für einen Extruder mit mindestens einer Schnecke, bei dem zwischen der oder den Schneckenspitzen und der Druckausgleichskammer ein Verteilergitter angeordnet ist, das bezüglich der Düsenachse gleichabständig und symmetrisch angeordnete Kanäle aufweist. Auf seiner Außenseite, die der Druckausgleichskammer zugewandt ist, ist das Verteilergitter dabei ebenwandig ausgebildet. Schnecken-P 28 10 853.4-16) is an extruder head for an extruder with at least one screw, in which between the screw tip or tips and the pressure equalization chamber, a distributor grille is arranged, which with respect to the nozzle axis has equally spaced and symmetrically arranged channels. On its outside, facing the pressure compensation chamber, the distributor grille is flat-walled. Snail

^-0 sei tig hat das Gitter eine konische Ausnehmung, deren Öffnungswinkel der gleiche ist wie der Winkel der Schneckenspitze. Das dort vorgesehene Verteilergitter hat eine doppelte Funktion. Einerseits bricht das Verteilergitter die der pastösen Masse durch die Schnecke^ -0 sideline, the grid has a conical recess whose The opening angle is the same as the angle of the screw tip. The distribution grid provided there has a double function. On the one hand, the distribution grid breaks that of the pasty mass through the screw

^•5 des Extruders auferlegte Drehbewegung und wandelt diese Drehbewegung in eine lineare translatorische Bewegung durch die Auslaßöffnungen, im Hauptpatent durch eine Düse gebildet, um. Andererseits ist durch die dort geschilderte spezielle Anordnung der Kanäle im gleichen Abstand zur Achse der Düse und symmetrisch^ • 5 rotary motion imposed by the extruder and converts this rotary movement into a linear translational movement through the outlet openings, in the main patent formed by a nozzle to. On the other hand, the special arrangement of the channels described there at the same distance from the axis of the nozzle and symmetrically

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zur Düsenachse und Mittel ebene der Düse, wobei dort speziell die Kanäle alle auf einem Kreisbogen lie-gen, erreicht, daß die lineare Geschwindigkeit, die den verschiedenen durch die verschiedenen Kanüle tretenden pastösen Bändern erteilt wird, konstant ist, da eile Kanäle in Zonen gleichen Druckes liecen.to the nozzle axis and the central plane of the nozzle, being there especially the channels all lie on an arc, achieves that the linear velocity that the various entering through the various cannula pasty ribbons is given, is constant because hurry Channels are located in zones of equal pressure.

Beim Gegenstand des Patentes (-cnmoiduncThe subject of the patent (-cnmoidunc

P 28 10 853.4-16) vereinigen sich die pastösen Bänder nach dem Durchtritt durch die Kanäle untereinander in der Kammer, die nach dem Verteilergitter folgt, und bilden ein homogenes Gesamtband, das nach der Extrusion zu einem gleichförmigen Produkt führt.P 28 10 853.4-16) the pasty bands unite with one another after passing through the channels in the chamber that follows the distributor grille and form a homogeneous overall band that follows the Extrusion leads to a uniform product.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Extruderkopf dahingehend weitersubilden, daß mit ihm ein Granulat erzeugt werden kann.The present invention is based on the object of further developing such an extruder head to the effect that that a granulate can be produced with it.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Verteilergitter mit seiner ebenen Außenseite direkt auf eine Rakeleinrichtung mündet, die zur Umwandlung der pastösen Bänder in ein Granulat unmittelbar an den Auslaßöffnungen der Kanäle angeordnet ist.The solution according to the invention is that the Distribution grid with its flat outside opens directly onto a doctor blade device, which is used for conversion of the pasty strips is arranged in a granulate directly at the outlet openings of the channels.

Mit dieser Rakeleinrichtung lassen sich die einzelnen pastösen Bänder vor ihrer Vereinigung in einfacher Weise in ein Granulat umwandeln. Das Zertrennen der Bänder unmittelbar nach ihrem Austritt aus den Kanälen des Verteilergitters geschieht bei noch nicht expandierter Masse, so daß erst nach diesem Zertrennen und dank der Druckdifferenz, die zwischen dem Inneren des Extruderkopfes und der Umgebung herrscht, die Expansion geschieht. Haben die Kanäle des Verteiler-With this squeegee device, the individual pasty strips can be easily combined before they are combined Way to convert into a granulate. The severing of the ligaments immediately after they exit the canals of the distribution grid happens when the mass is not yet expanded, so that only after this separation and thanks to the pressure difference that exists between the interior of the extruder head and the environment prevails, the expansion happens. Have the channels of the distributor

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DiEF^LDiEF ^ L

-A--A-

gitters dabei einen kreisförmigen Querschnitt, ergeben sich gleichförmige Körner mit rundem Außenmantel. Die Dimensionen der Körner des Granulates lassen sich dabei in einfacher Weise durch Beeinflussung sowohl der Austrittsgeschwindigkeit der pastösen Bänder aus den Kanälen wie auch der Geschwindigkeit der Rakeleinrichtung auf die gewünschte Größe einstellen.lattice result in a circular cross-section uniform grains with a round outer jacket. The dimensions of the grains of the granules can be easily done by influencing both the exit speed of the pasty bands from the channels as well as the speed of the squeegee device to the desired Adjust size.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann den Kanälen des Verteilergitters eine unterschiedliche Querschnittsform gegeben werden, beispielsweise dreieckig, rechteckig, sternförmig, buchstabenförmig u.dgl., so daß sich Granulate unterschiedlicher Formen erzeugen lassen.In a further embodiment of the invention, the channels of the distributor grille can have a different Cross-sectional shape are given, for example triangular, rectangular, star-shaped, letter-shaped and the like. So that granules of different shapes can be produced.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Kanäle in Form von Kegelstümpfen ausgebildet, deren kleinere Basis auf der stromabwartigen Seite des Gitters liegt. Hierdurch läßt sich der Druckgradient der pastösen Masse in Richtung auf die Auslaßöffnung steigern, wodurch ein Ansammeln der Paste in den Kanälen, was zu deren Verstopfung führen könnte, mit Sicherheit vermieden wird.According to a further embodiment, the channels are designed in the form of truncated cones, the smaller ones Base is on the downstream side of the grid. This allows the pressure gradient of the pasty mass to be increased in the direction of the outlet opening, which is sure to cause the paste to build up in the ducts, which could lead to their clogging is avoided.

Die Rakeleinrichtung kann mechanisch oder pneumatisch ausgebildet sein.The doctor blade device can be designed mechanically or pneumatically.

Ausführungsbeispiele eines derartigen Extruderkopfes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigenEmbodiments of such an extruder head are described in more detail below with reference to the drawing.
Show it

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Fig. 1
und 2 schematisierte Längsschnitte durch zweiFig. 1
and 2 schematic longitudinal sections through two

Ausführungsformen derartiger Extruderköpfe, Embodiments of such extruder heads,

Fig. 3 eine Stirnansicht eines Verteilergitters mit kreisförmigen Kanälen,3 shows an end view of a distributor grid with circular channels,

Fig. 4 eine Stirnansicht eines Verteilergitters mit Kanälen einer anderen Formgestaltung,4 shows an end view of a distributor grille with channels of a different shape,

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Extruderköpfe 2 haben ein Verteilergitter 4, das vor der Spitze einer der Schnecken 5 des Extruders 3 angeordnet ist, wobei unmittelbar an der Auslaßöffnung der Kanäle 7 des Verteilergitters 4 eine Rakeleinrichtung 6 angeordnet ist.The extruder heads 2 shown in FIGS. 1 and 2 have a distribution grille 4 which is arranged in front of the tip of one of the screws 5 of the extruder 3, wherein A doctor device 6 is arranged directly at the outlet opening of the channels 7 of the distributor grille 4 is.

Die stromabwärtige Außenseite des Verteilergitters 4 weist eine ebene Außenfläche auf, während die stromaufwärtige Seite eine konische Ausnehmung hat, deren Öffnungswinkel gleich dem Winkel der Spitze der Schnecke 5 ist.The downstream outer side of the distributor grille 4 has a flat outer surface, while the upstream Side has a conical recess, the opening angle of which is equal to the angle of the tip of the Snail 5 is.

Das Verteilergitter 4 weist zwei Reihen von Kanälen 7 auf, die achsparallel zueinander sind und die bezüglich der Mittellängsachse gleichabständig und symmetrisch angeordnet sind. Sie sind insbesondere, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, symmetrisch in Kreisbogenform angeordnet.The distribution grid 4 has two rows of channels 7, which are axially parallel to one another and with respect to the central longitudinal axis are equally spaced and symmetrical. They are particularly like from the 3 and 4 can be seen, arranged symmetrically in a circular arc shape.

Der Strom der pastösen Masse wird durch die Drehbewegung, die ihm von der Schnecke 5 erteilt wird, in denThe flow of the pasty mass is due to the rotary movement that is given to him by the screw 5 in the

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DIEPALDIEPAL

Raum gedruckt, der sich zwischen dem vorspringenden Konus am Ende der Schnecke 5 und dem einspringenden Konus des Verteilergitters 4 befindet, wobei dieser Raum die Kompressionskammer 8 bildet. Die Spitze der Schnecke 5 erlegt somit dem pastösen Massestrom im Bereich dieser Druckkammer 8 einen gewissen Druck auf, wobei die isobaren Kurven konzentrische Kreise sind, deren Mittelpunkt die Achse der Schnecke 5 ist. Die in den Zonen A und B befindlichen Kanäle 7 des Verteilergitters 4 nehmen alle pastöse Masse auf, die unter einem Druck steht, der in der Praxis bei etwa 150 bar liegt. Da die Wege, die von den Massebändern in den Kanälen durchlaufen v/erden, identisch sind, sind die Druckverluste für alle Bänder die gleichen.Space printed between the projecting cone at the end of the screw 5 and the re-entrant The cone of the distributor grille 4 is located, this space forming the compression chamber 8. The top of the Screw 5 thus imposes a certain pressure on the pasty mass flow in the area of this pressure chamber 8 where the isobaric curves are concentric circles, the center of which is the axis of the screw 5. The channels 7 of the distribution grid 4 located in zones A and B take up all the pasty mass, which is under a pressure which in practice is around 150 bar. Because the paths leading from the ground straps in the channels traversed v / earth, are identical, the pressure losses for all bands are the same.

Die von der Schnecke 5 der pastösen Masse erteilte Drehbewegung wird im Verteilergitter gebrochen und in eine lineare Bewegung transformiert. Die lineare Geschwindigkeit, die jedem Masseband, das aus den Kanälen 7 austritt, erteilt wird, ist für alle Bänder die gleiche und in den Auslaßzonen A₁ und B.. an den Auslaßöffnungen der Kanäle unterliegen die Bänder alle dem gleichen Druck und der gleichen Geschwindigkeit. The rotary movement imparted to the pasty mass by the screw 5 is broken in the distributor grid and transformed into a linear movement. The linear velocity given to each mass band exiting the channels 7 is the same for all bands and in the outlet zones A ₁ and B .. at the outlet openings of the channels the bands are all subject to the same pressure and the same speed .

Alle mit der gleichen Geschwindigkeit austretenden Massebänder werden nun unmittelbar an der Auslaßöffnung der Kanäle 7 der Wirkung einer Rakeleinrichtung 6, die mit konstanter Geschwindigkeit umläuft, unterworfen, die die pastösen Massebänder in ein Granulat von Körnern gleichförmiger Dimensionen zertrennt. All earth straps exiting at the same speed are now directly at the outlet opening the channels 7 the effect of a doctor blade device 6, which rotates at constant speed, subjected, which separates the pasty mass tapes into a granulate of grains of uniform dimensions.

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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rakeleinrichtung 6 ist eine mechanische Rakeleinrichtung, die ein oder mehrere Rakelmesser 9 aufweist, die drehend von einem Motor 11 angetrieben werden.The squeegee device 6 shown in FIGS. 1 and 2 is a mechanical squeegee device, the one or has a plurality of doctor blades 9 which are rotatably driven by a motor 11.

Es kann jedoch in Abweichung hiervon auch eine pneumatisch arbeitende Rakeleinrichtung eingesetzt werden. In deviation from this, however, a pneumatically operating doctor blade device can also be used.

Aufgrund der beträchtlichen Differenz, die zwischen dem Druck der Kompressionskammer 8 und dem Umgebungsdruck herrscht, geschieht eine eventuelle Expansion des Granulates in dem Augenblick, in dem es mit der Umgebungsluft in Berührung kommt, d.h. unmittelbar nach seiner Zertrennung durch die Rakeleinrichtung.Due to the considerable difference that exists between the pressure of the compression chamber 8 and the ambient pressure prevails, a possible expansion of the granulate happens at the moment in which it with the Ambient air comes into contact, i.e. immediately after it has been separated by the doctor blade device.

Durch Veränderung sowohl der Austrittsgeschwindigkeit der Massebänder wie auch der Umlaufgeschwindigkeit der Rakeleinrichtung können dem Granulat unterschiedliche Dimensionen gegeben werden.By changing both the exit speed of the ground straps and the speed of rotation the squeegee device can be given different dimensions to the granulate.

Haben die Kanäle 7 des Verteilergitters 4 einen runden Querschnitt, wie in Fig. 3 dargestellt, erhält man nach der Expansion ein gleichförmiges Granulat mit Körnern mit rundem Außenmantel.If the channels 7 of the distributor grid 4 have a round cross-section, as shown in FIG. 3, one obtains after expansion a uniform granulate with granules with a round outer jacket.

Durch die Veränderung des Querschnittes der Kanäle 7 des Verteilergitters 4 kann man die Form des Granulates nach Wunsch variieren. So ist es mit der Ausgestaltung nach Fig. 4 möglich, ein Granulat rechteckigen Querschnittes zu erreichen. Man kann auch Granulate buchstabenförmigen Querschnittes, ringförmigen Querschnittes oder jeder anderen Geometrie erreichen, indem man den Querschnitt der Kanäle 7 entsprechend auslegt.By changing the cross section of the channels 7 of the distributor grid 4, the shape of the granulate can be determined vary as desired. So it is with the design 4 possible to achieve granules of rectangular cross-section. You can also use letter-shaped granules Cross-section, annular cross-section or any other geometry can be achieved by interprets the cross section of the channels 7 accordingly.

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Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Kanäle durch Kegelstumpfabschnitte gebildet, deren kleinere Basis auf der stromabwärtigen Seite des Verteilergitters an den Auslaßöffnungen liegt. Dank dieser Ausgestaltung steigert sich der Druckgradient der pastösen Masse in dem Maße, in dem sie sich der Auslaßöffnung nähert. Man vermeidet somit eine Anhäufung der pastösen Masse in den Kanälen, die zu einem Verstopfen führen könnte.According to the embodiment of FIG. 2, the channels are formed by truncated cone sections, their smaller base on the downstream side of the distribution grille is at the outlet openings. Thanks to this configuration, the pressure gradient increases pasty mass to the extent that it approaches the outlet opening. This avoids an accumulation the pasty mass in the channels, which could lead to clogging.

Es versteht sich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens zahlreiche äquivalente Abwandlungen möglich sind. Dies betrifft insbesondere die Ausgestaltung der eingesetzten Rakeleinrichtung sowie die Anzahl, die Verteilung und die Querschnittsform der Kanäle im Verteilergitter. Selbstverständlich können bei Extrudern mit zv/ei Schnecken auch beide Schnecken mit einem derartigen Extruderkopf ausgerüstet sein.It goes without saying that within the scope of the inventive concept numerous equivalent modifications are possible. This applies in particular to the design of the used Squeegee device and the number, distribution and cross-sectional shape of the channels in the distributor grid. Of course, in the case of extruders with two / one screws, both screws can also be used with one be equipped such an extruder head.

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Claims

3026398 "T Patentanwälte DIEPaL n r \ ι LL Dr. O. Loesenbeck Dipl.-Ing. Stracke Dipl.-Ing. L.esenbeck 48 Bielefeld. Harford Strefje patent claims

1. Extruder head for an extruder with at least one screw, in which on the downstream side of the screw tip there is an externally planar distributor _{grille, which has symmetrically spaced and symmetrical cannula with respect to the central longitudinal axis, according to patent ...:} .... (- registration P 28 10 853.4-16), characterized in that the flat outside of the distributor grille (4) opens directly onto a squeegee device (6) which is arranged directly at the outlet openings of the channels (7) to convert the pasty bonders into granules.

2. Extruder head according to claim 1, characterized in that the channels (7) are formed from truncated cone sections whose small base is on the downstream side of the distribution grille (4).

3. Extruder head according to claim 1 or 2, characterized in that the channels (7) varying, in particular circular, triangular, rectangular, star-shaped, have letter-shaped cross-sectional shapes can.

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