DE3116117C2

DE3116117C2 - Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und anderen plastischen Massen

Info

Publication number: DE3116117C2
Application number: DE3116117A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Ing.(Grad.) 3000 Hannover Anders; Jürgen Ing.(grad.) 3101 Wathlingen Voigt
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 1981-04-23
Filing date: 1981-04-23
Publication date: 1983-07-14
Also published as: JPH0212165B2; NL8201422A; GB2100176A; IT1153485B; FR2504444A1; GB2100176B; FR2504444B1; US4410306A; JPS57182404A; IT8220755A0; DE3116117A1

Abstract

Auf einer konusförmig sich nach unten erweiternden Innenwandung eines Granulatauffanggehäuses soll ein gleichmäßig dicker und schnell kreisender Wasserfilm geschaffen werden. Erreicht wird dieses Ziel durch die Anordnung eines Ringkanales um die zylindrisch oder kegelförmig ausgebildete Granulatauffangkammer, der eine tangentiale Wassereinspeisung aufweist, wobei an der Oberseite des Ringkanales ein sich kreisförmig nach innen erstreckender, flacher, waagerechter Beschleunigungsraum angeordnet ist. Ringkanal und Beschleunigungsraum werden durch eine kreisförmige Öffnung an der Außenseite des Ringkanals miteinander verbunden und der Beschleunigungsraum steht mittels einer an seinem Innendurchmesser angeordneten, kreisförmigen Öffnung mit der Granulatauffangkammer in Verbindung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und anderen plastischen Massen mit einer in einer waagerechten Ebene liegenden Lochplatte zum Abgeben vertikaler Masse· stränge und einem der Platte vorgelagerten, aus einem Messerhalter und Schneidmessern bestehenden, mehrflügeligen, rotierenden Schneidwerkzeug, das von einer sich nach unten konisch erweiterenden Granulatauffangkammer umgeben ist, deren Wände von einer Kühlflüssigkeit bespült werden, die in die Granulatauffangkammer an der Oberseite eintritt und an der Unterseite zusammen mit dem Granulat die Kammer verläßt

Aus der US-PS 4245 972 des Anmelders ist eine Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen bekannt, bei der die abgeschnittenen Granulate in einen Wasserfilm geschleudert werden, der mittels drucklosem Überlauf auf einer senkrecht angeordneten Innenwand des Auffanggehäuses geschaffen wird.

Da die abgeschnittenen Granulate durch die mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Messer eine hohe zentrifugale Beschleunigung erfahren, werden die Granulate zur Gehäusemitte reflektiert. Durch den harten Aufprall in dem Wasserfilm und der dahinter liegenden Wand erfahren die Granulate Deformationen, die ihre Rieselfähigkeit beeinträchtigen können.

Eine nach unten und außen geneigte und umlaufende Innenwandung des Granulatauffanggehäuses ermöglicht einen entsprechend großen Reflexionswinkel der abgeschnittenen Granulate, so daß die Gefahr der Deformation beim Aufprall sehr gering ist Auf der anderen Seite ist es sehr schwierig auf einer entsprechend geneigten Fläche einen die abgeschnittenen Granulate auch noch schnell wegtransportierenden gleichmäßig dicken Wasserfilm zu erzeugen.

Es ist die Aufgäbe der Erfindung, einen effektiveren Abtransport der abgeschnittenen Granulate vorzusehen. Insbesondere ist das Ziel der Erfindung, bei einem Granulatauffanggehäuse mit einem nach außen und unten geneigten Innenmantel und somit einem entsprechend großen Reflexionswinkel der Granulate zu erreichen, daß auf dem Innenmantel ein gleichmäßig dicker, an der Wand anliegender und schnell kreisender Wasserfilm geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst
Durch die Ausbildung des Granulatauffanggehäuses entsprechend der Lehre des Anspruchs 1 entsteht der entscheidende Vorteil, daß auf dem nach unten und außen geneigten, umlaufenden Innenmantel ein sehr gleichmäßig dicker, an der Wand anliegender, mit hoher Geschwindigkeit kreisender Wasserfilm erzeugt wird.

Das tangential in den Ringkanal eingespeiste Kühlwasser erfährt eine hohe Zentrifugalbeschleunigung. Von diesem sjch sehr schnell drehenden Wasserreservoir wird 'Wasser abgenommen, und zwar an dem Außenumfang, an dem es die größte

Geschwindigkeit aufweist

Das mit dieser grsßen Geschwindigkeit rotierende Kühlwasser gelangt durch die kreisringförmige Öffnung an der Außenseite des Ringkanales in den tellerartig, kreisringförmig ausgebildeten waagerechten Beschleunigungsraum, der flach und nach der Art einer Ringdüse ausgebildet ist

In dem kreisringförmigen, flachen Beschleunigungsraum erfährt das Kühlwasser eine Winkelbeschleunigung, weil sich die Winkelgeschwindigkeit durch den sich verkleinernden Radius des Deschltcnigungsraumes erhöht bei gleichbleibender absoluter Geschwindigkeit des Kühlwassers.

Das derart beschleunigte und eine große Zentrifugalkraft aufweisende Kühlwasser tritt dann über die innere

Kante des kreisringförmigen Beschleunigungsraumes

auf die an dieser Kante sich anschließende umlaufende

Innenwandung, die nach unten und außen geneigt

ausgebildet ist

Da das Kühlwasser eine hohe Zentrifugalbeschleuni-

gung aufweist hat es das Bestreben, wieder nach außen zu fließen und bedeckt somit die nach unten und außen geneigte Innenwandung mit einem gleichmäßig dicken und schnell kreisenden Wasserfilm, der sich an die zurückweichende innenwand anlegt

Durch die nach unten und außen geneigte kegelförmig ausgebildete Innenwandung wird insbesondere sichergestellt daß sich ein großer Reflexionswinkel der Granulate ergibt wodurch einer Deformation der Granulate stark entgegengewirkt wird. Die Granulate werden direkt in den auf dem Gehäuseboden rotierenden und wegtransportierenden Wasserstrom gelenkt, Reflexionen in den mittleren Bereich werden vermieden.
In zweckmäßiger Weise kann in der Granulatauffangkammer koaxial ein mit seiner Spitze nach oben auf den Mittelpunkt des rotierenden Schneidwerkzeuges zeigender, kegelförmiger Verdrängerkörper angeordnet sein, an dessen Spitze eine Auslaßöffnung vorgesehen

ist, an die eine Kfihiwasserleitang angeschlossen ist.

Durch den kegelförmig susgebildeten Verdrängerkörper wird der Abtransport der Granulate erheblich begünstigt, insbesondere wird erreicht, daß in der Mitte des Auffanggehäuses keine Granulatansammlung stattfinden kann, wodurch insgesamt der Abtransport sicherer und effektiver gestaltet wird.

Die Erfindung wird durch zwei Ausführungsbeispiele einer Granulatauffangkammer nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert

Es zeigt

Fig. 1 einen schematisierten Querschnitt durch eine Granulatauffangkammer,

F i g. 2 einen schematisierten Querschnitt durch eine Kammer mit einem kegelförmigen Verdrängerkörper,

Fig.3 einen Querschnitt durch eine Kammer entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig.2 zwecks Verdeutlichung der Zentrifugalkraft des Kühlwassers.

Bei dar in F i g. 1 gezeigten Einrichtung wird durch eine nicht dargestellte Extrusionseinheit Kunststoff in einem schmelzflüssigen Zustand versetzt und durch Düsen in der Lochplatte 1 gepreßt

Durch die rotierenden Schneidmesser 2, die an dem Messerhalter 3 befestigt sind, werden von den ausgedüsten Strängen jeweils kurze Granulate abgeschlagen. Die Granulate erfahren durch die Messer 2 eine Zentrifugalbeschleunigung, so daß sie auf die untere, kegelförmig ausgebildete Wand 4 geschleudert werden. Von dieser mit einem Kühlwasserfilm benetzten Wand 4 werden die Granulate entsprechend ihres Aufprallwinkels reflektiert, so daß sie in den auf dem Boden 5 der Granulatauffangkammer 6 rotierenden, auf den Austritt zulaufenden Kühlwasserstrom eintreffen und ausgetragen werden.

Das Kühlwasser wird durch eine tangential die Granulatauffangkammer bzw. den Ringkanal 7 anschneidende Wassereinspeisung 8 unter Druck eingedüst

Das Kühlwasser erfährt in dem Ringkanal eine hohe zentrifugale Beschleunigung. Von dem Wasserreservoir im Ringkanal 7 gelangt Wasser, welches am äußeren Umfang des Ringkanals am schnellsten strömt, durch eine kreisringförmige öffnung 15 in den flachen kreisringartig und tellerförmig ausgebildeten Beschleunigungsraum 9. Das Kühlwasser wird am äußeren Umfang, also an einer Stelle höchster Geschwindigkeit abgenommen und durch den kreisringförmigen, ringdiisenartig ausgebildeten Beschleunigungsraum 9 nach innen geleitet, wodurch sich die Winkelgeschwindigkeit vergrößert bei gleichbleibender absoluter Geschwindigkeit.

Des Kühlwasser weist also nach dem Passieren des Beschleunigungsraumes 9 eine wesentlich erhöhte Zentrifugalkraft auf, wodurch es nach außen gepreßt wird,

Die Durchmesserreduzierung des kreisenden V^asserstromes vom Ringkanal 7 zum Beschleunigungsraum 9 bewirkt also eine erhebliche Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit des Kühlwassers, so daß ein sehr schnell kreisender Wasserstrom erzeugt wird, wodurch ipsbe-

sondere eine kreisrfagförtnige,. seljr . gleichmäßige Verteilung des Wasserstromes auf. der. äußeren brw. unteren Wand 4 des Ringkanals 7 erzeugt wird,

Da das dem Beschleunigungsraum, 9 durch die Ringöffnung 16 austretende Wasser eine sehr jiohe

Zentrifugalbeschleunigung hat, paßt es, sich der_ nash außen geneigten Innenmantelform der Granulatauffangkammer an.

Darüber hinaus hat der kreisende Wasserfilm aiif der Wand 4 den gleichen Drehsinn wie die abgeschnittenen Granulate, die eine Zentrifugalbeschleunigung durcii die Schneidmesser erfahren. . .

Durch Pfeile 10 und 11 wird dfc Hauptflugrichtung der abgeschnittenen Granulate dargestellt Nachdem einzelne Granulate auf die Waiid 4 geprallt sind, werden

sie reflektiert entsprechend ihres Aufpraliwinkefe in den unteren kreisenden Hauptwasserstrom 12. ,

Durch die Anordnung des mit seiner Spitze nach oben auf den Mittelpunkt des rotierenden Schneidwerkzeuges zeigenden kegelförmigen Verdräiigerköfpers Ϊ3

wird vermieden, daß einzelne evtL zur Mitte, hin reflektierte Granulate dort liegenbleiben und eine Störung des Betriebsablaufes verursachea Durch die Auslaßöffnung 17 mit dstran angeschlossener Kühlwasserleitung 18 wird erreicht, daß auch der kegelförmige

J5 Verdrängerkörper mit einem Wasserfilm bedeckt ist und somit auch hochklebrige Materialien granuliert werden können.

In F i g. 3 wird insbesondere die Zentrifugalbeschleunigung des Wasserstromes erkennbar.

Das aus dem Ringkanal in die kreisringförmige öffnung 15 eintretende Kühlwasser weist eine hohe Zentrifugalkraft auf und erfährt in dem flachen Beschleunigungsraum eine Winkelbeschleunigung, die die Zentrifugalkraft wesentlich erhöht Nachdem das Kühlwasser zum inneren Durchmesser des Beschleunigungsraumes 9 gelangt ist, passiert es die kt aissingförmige öffnung 16 und kann entsprechend seiner Beschleunigungsrichtung wieder nach außen an der nach unten geneigten umlaufenden Wand 4 kreisen.

>o Dieser Vorgang wird durch Pfeile 19 verdeutlicht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Einrichtung zum Granulieren von Kunststoffschmelzen und anderen plastischen Massen mit einer in einer waagerechten Ebene liegenden Lochplatte zum Abgeben vertikaler Massestränge und einem der Platte vorgelagerten, aus einem Messerhalter und Schneidmessern bestehenden, mehrflügeligen, rotierenden Schneidwerkzeug, das von einer sich nach unten konisch erweiternden Granulatauffangkammer umgeben ist, deren Wände von einer Kühlflüssigkeit bespült werden, die in die Granulatauffangkammer an der Oberseite eintritt und an der Unterseite zusammen mit dem Granulat die Kammer verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß um die sich nach unten konisch erweiternde Granulatauffangkammer (6) ein Ringkanal (7) angeordnet ist, der eine tangentiale Wassereinspeisung (8) aufweist, und daß an der Oberseite des Ringkanales (7) ein die Form eines flachen Kreisrings aufweisender, waagerechter Beschleunigungsraum (9) ausgebildt ist, der an seinem Außenumfang über eine kreisringförmige öffnung

(15) mit dem Ringkanal (7) und an seinem Innenumfang über eine kreisringförmige öffnung

(16) mit der Granulatauffangkammer (6) in Verbindung steht
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden der Granulatauffangkammer (6) koaxial ein mit seiner Spitze nach oben auf den Mittelpunkt des Schneidwerkzeuges gerichteter kegelförmiger Verdrängcikörpe' ,13) angeordnet ist und daß sich an der Spitze des Verdrängerkörpers (13) eine Auslaßöffnung (17) einr- Kühlwasserleitung (18) befindet