DE4405464C1

DE4405464C1 - Process and apparatus for cooling the parison of thermoplastic melt extruded from a film blowing head

Info

Publication number: DE4405464C1
Application number: DE4405464A
Authority: DE
Inventors: Klemens Dipl Ing Sensen; Gerd Dipl Ing Kasselmann; Guenter Schmitt
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2014-02-22
Also published as: ITBZ950007A1; DK18695A; GB2286555A; CZ302894A3; IT1282297B1; FR2716404A1; GB9425597D0; HUT71306A; CA2142179A1; ITBZ950007A0; JPH07251449A; HU9500256D0

Abstract

In a method for cooling the tubular web of a thermoplastic synthetic melt 3 extruded from a film blowing head 12, cooling primary air is blown in the direction towards the tubular web 3 out of at least one annular gap 8 surrounding the annular nozzle gap 2 of the blowing head. The primary cocling air flow is preferably at a temperature of less than 0 DEG C and this cooling air flow is surrounded by a secondary air flow of dry air at a temperature of at least 0 DEG C. A second annular gap 14 is provided for the secondary air. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung des aus einem Folienblaskopf extrudierten Schlauches aus thermoplastischer Kunststoffschmelze, bei dem aus mindestens einem den ringförmi gen Düsenspalt des Blaskopfes oder den Schlauch einfassenden Kühlring mit ringförmigem Austrittsspalt Kühlluft in Richtung auf den und/oder parallel zu dem Schlauch ausgeblasen wird.The invention relates to a method for cooling the from a Foil die head extruded tube made of thermoplastic Plastic melt, in which at least one of the ring-shaped the nozzle gap of the blow head or the hose Cooling ring with an annular outlet gap cooling air in the direction is blown onto and / or parallel to the hose.

Die Leistung von Blasfolienanlagen läßt sich mit Erhöhung der pro Zeiteinheit ausgeblasenen Kühlluftmenge und auch dadurch erhöhen, daß die Temperatur der Kühlluft abgesenkt wird.The performance of blown film lines can be increased amount of cooling air blown out per unit of time and thereby increase that the temperature of the cooling air is lowered.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angege benen Art zu schaffen, durch das sich die Leistung von Blasfo lienanlagen durch Verwendung kälterer Kühlluft erhöhen läßt.The object of the invention is to provide a method of the beginning to create the kind that defines the performance of Blasfo line systems can be increased by using colder cooling air.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß der Schlauch mit einem primären Kühlluft strom mit einer Temperatur unter 0°C angeblasen und dieser Kühl luftstrom von einem Sekundärluftstrom aus trockener Luft mit einer Temperatur von über 0°C eingehüllt wird. Wird zur Erhö hung der Ausstoßleistung von Blasfolienanlagen die Temperatur der Kühlluft abgesenkt, kann es in dem Bereich in dem die Kühl luft mit der Umgebungsluft in Berührung kommt oder verwirbelt wird, aufgrund des Kondensierens des Wasserdampfes der Außenluft zur Bildung von Tröpfchen, Schnee oder Eiskristallen kommen, die sich auch auf dem extrudierten Schlauch bzw. der aufgeblasenen Folienblase niederschlagen und dort zu Beschädigungen führen kön nen. Die Gefahr des Auskondensierens von Wasser aus der Außen luft ist insbesondere dann groß, wenn der primäre Kühlluftstrom tiefkalt ist, also Temperaturen von minus 10°C und darunter auf weist. Um die Gefahr des unerwünschten Auskondensierens von Was ser aus der Außenluft bei Verwendung von sehr kalter Kühlluft zu vermeiden, wird erfindungsgemäß der kalte primäre Kühlluftstrom von einem Sekundärluftstrom aus trockener Luft mit einer Tempera tur von über 0°C eingehüllt. Dieser die Kühlluft einhüllende Sekundärluftstrom verhindert, daß der kalte Kühlluftstrom früh zeitig zu einem Zeitpunkt mit der Umgebungsluft in Berührung kommt, zu dem er noch eine so tiefe Temperatur aufweist, daß Was ser aus der Umgebungsluft auskondensiert wird. Dieser sekundäre Luftstrom schirmt zunächst den Kühlluftstrom von der Umgebungs luft ab, so daß der Kühlluftstrom aus dem Sekundärluftstrom keine Feuchtigkeit auskondensieren kann, da dieser aus trockener Luft besteht, und in dem Grenzbereich zwischen dem Sekundärluft strom und der Umgebungsluft ebenfalls keine Feuchtigkeit auskon densiert wird, weil der trockene Sekundärluftstrom eine gewisse Menge von Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnehmen kann und eine Vermischung des Kühlluftstroms und des diesen einhüllenden Sekundärluftstroms mit der Umgebungsluft erst zu einem Zeitpunkt eintritt, zu dem sich der Kühlluftstrom soweit erwärmt hat, daß er Feuchtigkeit in einem gefährlichen Ausmaß aus der Umgebungs luft nicht mehr auskondensieren kann. Aufgrund des erfindungs gemäß verwendeten, den Kühlluftstrom einhüllenden trockenen Sekundärluftstroms kann die Temperatur des Kühlluftstroms zur Leistungserhöhung auf sehr tiefe Temperaturen abgesenkt werden. Vorzugsweise liegt die Temperatur des primären Kühlluftstroms im Bereich von minus 10° bis minus 25°C.This task is carried out in a method of the generic type solved in that the hose with a primary cooling air blown electricity at a temperature below 0 ° C and this cooling airflow from a secondary airflow from dry air with a temperature of over 0 ° C is enveloped. Will increase the output of blown film lines the temperature the cooling air is lowered, it can be in the area where the cooling air comes into contact with the ambient air or swirls due to the condensation of water vapor from the outside air to form droplets, snow or ice crystals that also on the extruded tube or the inflated one Knock down the film bubble and cause damage there nen. The danger of water condensing out from the outside Air is particularly large when the primary cooling air flow is extremely cold, i.e. temperatures of minus 10 ° C and below points. To avoid the risk of unwanted condensation of what water from the outside air when using very cold cooling air to avoid, according to the invention, the cold primary cooling air flow from a secondary air flow from dry air with a tempera over 0 ° C. This envelops the cooling air Secondary airflow prevents the cold cooling airflow from occurring early in contact with the ambient air at a time comes to which it is still so low that what water is condensed out of the ambient air. That secondary Airflow initially shields the cooling airflow from the surroundings exhaust air, so that the cooling air flow from the secondary air flow no moisture can condense out, as it is dry Air exists, and in the border area between the secondary air electricity and the ambient air also no moisture is densified because the dry secondary air flow has a certain Amount of moisture can absorb from the ambient air and a mixture of the cooling air flow and the envelope enveloping it Secondary airflow with the ambient air only at one point in time occurs to which the cooling air flow has heated up so far that he moisture to a dangerous extent from the environment air can no longer condense. Because of the fiction according to the used, dry, enveloping the cooling air flow Secondary airflow can be the temperature of the cooling airflow Power increase can be lowered to very low temperatures. The temperature of the primary cooling air flow is preferably in Range from minus 10 ° to minus 25 ° C.

Die Temperatur des trockenen Sekundärluftstroms ist derart zu wählen, daß einerseits der Kühlluftstrom wirksam vor der Umge bungsluft geschützt und andererseits eine Kondensatbildung zwi schen dem Sekundärluftstrom und der Umgebungsluft vermieden ist. Zweckmäßigerweise liegt die Temperatur des sekundären Luftstroms im Bereich von 5° bis 15°C und vorzugsweise bei etwa 10°.The temperature of the dry secondary air flow is too high choose that on the one hand the cooling air flow effective before the reverse Ambient air protected and on the other hand condensation between secondary air flow and ambient air is avoided. The temperature of the secondary air stream is expediently in the range of 5 ° to 15 ° C and preferably at about 10 °.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Sekundärluftstrom von dem Primärluftstrom abgespalten und auf die höhere Temperatur des Sekundärluftstroms erwärmt wird. Durch diese Abspaltung von Luft von dem Primärluftstrom geht zwar ein Teil der Kühlluft verloren. Andererseits wird durch die Erwär mung der von dem Kühlluftstrom abgespaltenen Luft ein trockener Sekundärluftstrom erhalten, der die an diesen zu stellenden Anforderungen erfüllt.In a further embodiment of the invention it is provided that the Split secondary airflow from the primary airflow and open the higher temperature of the secondary air flow is heated. By this separation of air from the primary air stream does occur Part of the cooling air lost. On the other hand, the Erwär tion of the air separated from the cooling air flow is a dry one Obtained secondary airflow, the to be placed on this Requirements fulfilled.

Eine Vorrichtung mit einem Folienblaskopf und Kühlringen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß ein unterer Kühlring mit einem ringförmigen Austrittsspalt für den kalten primären Kühlluft strom und ein darüber liegender Kühlring mit einem ringförmigen Austrittsspalt für den wärmeren sekundären Luftstrom vorgesehen ist. Beide Austrittsspalte sind dabei so zu angeordnet, daß der wärmere sekundäre Luftstrom den inneren Kühlluftstrom konzen trisch einfaßt.A device with a film die head and cooling rings for Implementation of the method according to the invention is distinguished according to the invention in that a lower cooling ring with a annular outlet gap for the cold primary cooling air current and an overlying cooling ring with an annular Outlet gap is provided for the warmer secondary airflow is. Both exit gaps are arranged so that the warmer secondary airflow concentrates the internal cooling airflow bordered trically.

Nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich tung ist vorgesehen, daß Leitungen zum Abspalten eines Teils des kalten primären Kühlluftstroms und zum Zuführen des abgespalte nen Kühlluftstroms zum ringförmigen Austrittsspalt für den wärmeren Luftstrom vorgesehen sind und daß mindestens eine den Austrittsspalt für den wärmeren Luftstrom begrenzende Wandung beheizt ist. Durch diese beheizte Wandung wird der abgespaltene Kühlluftstrom auf die gewünschte Temperatur des sekundären Luft stroms erwärmt.According to another embodiment of the device according to the invention device is provided that lines for splitting off part of the cold primary cooling air flow and to supply the split off NEN cooling air flow to the annular outlet gap for the warmer air flow are provided and that at least one of the Outlet gap for the wall that limits the warmer air flow is heated. The split wall is separated by this heated wall Cooling air flow to the desired temperature of the secondary air electricity heated.

Vorzugsweise bestehen die Leitungen zum Abspalten eines Teils der Kühlluft aus den die Luftströme voneinander trennenden Ring durchsetzenden Bohrungen.The lines are preferably for splitting off a part the cooling air from the ring separating the air flows penetrating holes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die obere den Austrittsspalt für die wärmere Luft begrenzende Wan dung durch einen mit Heizelementen versehenen Ring gebildet ist.In a further embodiment of the invention it is provided that the upper pan delimiting the outlet gap for the warmer air is formed by a ring provided with heating elements.

Nach einer erfinderischen Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Folienblaskopf mit einem den extrudierten Schlauch einfassenden zylindrischen Rohrabschnitt versehen ist, der mit einem diesen erwärmenden Heizelement und einer gelochten Wandung versehen ist. Diese beheizte und mit Durchbrüchen versehene zylindrische Wandung bildet gleichsam ein Heizgitter, durch das Umgebungsluft von dem Kühlluftstrom angesaugt wird, wobei die Umgebungsluft soweit getrocknet wird, daß kein Wasser aus dieser mehr auskon densiert wird.According to an inventive development, it is provided that Foil blowing head with a surrounding the extruded tube cylindrical pipe section is provided with this heating element and a perforated wall is. This heated and perforated cylindrical Wall forms a heating grille, as it were, through which ambient air is sucked in by the cooling air flow, the ambient air as far as drying that no more water from this is densified.

Zweckmäßigerweise besteht der zylindrische perforierte rohrför mige Abschnitt aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Kupfer.The cylindrical perforated pipe is expediently Section of good heat-conducting material, for example Copper.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das den sekundären Luftstrom erwärmende ringförmige Element in Ring sektoren unterteilt ist, deren Temperatur sich einzeln steuern läßt. Auf diese Weise läßt sich das den extrudierten Folien schlauch umgebende Temperaturprofil beeinflussen.According to a preferred embodiment it is provided that annular element in ring heating the secondary air flow sectors, the temperature of which can be controlled individually leaves. In this way, the extruded films influence the surrounding temperature profile.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der ringförmige Austrittsspalt für den kalten Primärluft strom in einzelne Austrittssegmente unterteilt ist, deren Aus trittsquerschnitte sich einzeln steuern lassen. Durch entspre chende Steuerung der Austrittsquerschnitte läßt sich also eben falls ein gewünschtes Temperaturprofil über den Umfang des extrudierten Folienschlauches erzeugen.According to a further preferred embodiment, that the annular outlet gap for the cold primary air current is divided into individual outlet segments, the off step cross-sections can be controlled individually. By correspond Adequate control of the outlet cross-sections can be done if a desired temperature profile over the scope of the produce extruded film tube.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtEmbodiments of the invention are described below with reference to the Drawing explained in more detail. In this shows

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Folienblaskopfes, Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a first embodiment of a film die,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Folienblaskopfes und Fig. 2 is a partial longitudinal section through a second embodiment of a film die and

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Folienblaskopfes. Fig. 3 is a partial longitudinal section through a third embodiment of a film die.

Aus Fig. 1 ist ein Folienblaskopf 1 ersichtlich, der üblicher Bauart ist und mit einem ringförmigen Düsenspalt 2 versehen ist, aus dem der Schlauch 3 aus Kunststoffschmelze austritt, der zu einer Folienblase aufgeblasen wird, aus der dann durch übliche Abquetschwalzen der flachgelegte Folienschlauch abgezogen wird.From Fig. 1 a film blowing head 1 can be seen, which is of conventional design and is provided with an annular nozzle gap 2 , from which the hose 3 emerges from plastic melt, which is inflated to a film bubble, from which the flattened film hose is then pulled off by conventional squeezing rollers .

Auf dem Außenring 4 des Folienblaskopfes 1 ist über einem Iso lierspalt 5 ein erster Kühlring 6 aus vorzugsweise schlecht wärmeleitendem Material montiert, der mit einem zweiten Kühlring 7 einen im wesentlichen in Richtung des extrudierten Folien schlauches 3 weisenden ringförmigen Austrittsspalt 8 für den stark gekühlten primären Kühlluftstrom begrenzt. Dem Austritts spalt 8 ist eine ringscheibenförmige Kammer 9 vorgeschaltet, der über einen vertikalen Anschlußstutzen 10 die trockene kalte Kühl luft zugeführt wird.On the outer ring 4 of the film die 1 , a first cooling ring 6 , preferably made of poorly heat-conducting material, is mounted over an insulating gap 5 , which with a second cooling ring 7 has an essentially in the direction of the extruded film tube 3 pointing annular outlet gap 8 for the strongly cooled primary cooling air flow limited. The outlet gap 8 is an annular disk-shaped chamber 9 upstream, the dry cold cooling air is supplied via a vertical connecting piece 10 .

Der Kühlring 7, der in der dargestellten Weise mit einer mittle ren Halte- und Trennplatte 11 der Außenkühleinheit 12 ver schraubt ist, bildet mit einem oberen Kühlring 13 einen eben falls im wesentlichen in Richtung des extrudierten Folienschlau ches 3 weisenden Austrittsspalt 14 für die wärmere trockene Sekundärluft. Der ringförmige Austrittsspalt 14 weist einen größeren Durchmesser auf als der ringförmige Austrittsspalt 8 für die primäre Kühlluft, so daß in Draufsicht der ringförmige Austrittsspalt 14 den ringförmigen inneren Austrittsspalt 8 konzentrisch einfaßt. Dem Austrittsspalt 14 wird die wärmere Sekundärluft über eine diesem vorgeschaltete ringförmige Kammer 16 zugeführt. Die ringförmige Kammer ist mit einem horizontalen Einlaßstutzen 17 für die wärmere trockene Sekundärluft versehen.The cooling ring 7 , which is screwed ver in the manner shown with a holding and separating plate 11 of the external cooling unit 12 , forms an upper cooling ring 13 with a discharge gap 14 for the warmer dry one, which also points essentially in the direction of the extruded film wrap 3 Secondary air. The annular outlet gap 14 has a larger diameter than the annular outlet gap 8 for the primary cooling air, so that, in plan view, the annular outlet gap 14 concentrically surrounds the annular inner outlet gap 8 . The warmer secondary air is supplied to the outlet gap 14 via an annular chamber 16 connected upstream thereof. The annular chamber is provided with a horizontal inlet port 17 for the warmer dry secondary air.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht der Folien blaskopf 1 der Ausgestaltung nach Fig. 1. Auf den Außenring 4 des Folienblaskopfes 1 ist ein erster Außenkühlring 20 aus schlecht wärmeleitendem Material über einen Isolierspalt 21 befestigt. Der Kühlring 20 begrenzt mit einem oberhalb von diesem angeordneten zweiten Kühlring 22 einen in Richtung des extrudierten Folienschlauches 3 weisenden ringförmigen Austritts spalt 23 für die stark gekühlte Kühlluft. Auf dem Kühlring 22 ist ein dritter Ring 24 befestigt, der mit Heizelementen 25 ver sehen ist und mit dem mittleren Kühlring 22 einen in Richtung des extrudierten Folienschlauches 3 weisenden Austrittsspalt 26 begrenzt. Die dem Austrittsspalt 26 vorgeschaltete ringförmige Kammer ist durch den Kühlring 22 senkrecht durchsetztende Boh rungen 27 mit einer ringförmigen Kammer 28 verbunden, über die dem inneren Austrittsspalt 23 die stark gekühlte primäre Kühl luft zugeführt wird. Die Austrittsspalten 23 und 26 sind in gleicher Weise konzentrisch zueinander angeordnet wie die Aus trittsspalten 8 und 14 nach Fig. 1.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the film blow head 1 corresponds to the embodiment according to FIG. 1. On the outer ring 4 of the film blow head 1 , a first outer cooling ring 20 made of poorly heat-conducting material is fastened via an insulating gap 21 . The cooling ring 20 defines with a second cooling ring 22 arranged above it, an annular outlet gap 23 pointing in the direction of the extruded film tube 3 for the strongly cooled cooling air. On the cooling ring 22 , a third ring 24 is attached, which can be seen with heating elements 25 and with the central cooling ring 22 limits an outlet gap 26 pointing in the direction of the extruded film tube 3 . The upstream of the outlet gap 26 annular chamber is through the cooling ring 22 vertically penetrating Boh stanchions 27 connected to an annular chamber 28 through which the greatly cooled primary cooling air is supplied to the inner outlet gap 23 . The exit columns 23 and 26 are arranged concentrically to one another in the same way as the exit columns 8 and 14 according to FIG. 1.

Durch den beheizten Ring 24 wird die durch die Bohrungen 27 von dem kalten Primärluftstrom abgespaltene Luftmenge erwärmt, so daß aus dem ringförmigen Spalt 26 ein wärmerer, den aus dem ring förmigen Spalt 23 austretenden Kühlluftstrom einhüllender Luft strom austritt.Through the heated ring 24 , the amount of air separated by the bores 27 from the cold primary air stream is heated, so that a warmer, the cooling air stream emerging from the annular gap 23 enveloping air stream emerges from the annular gap 26 .

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der den abgespaltenen Kühlluftstrom erwärmende obere Ring 24 einen zylindrischen Abschnitt 30 aus gut wärmeleitendem Material trägt, der in seinem Mantel siebartig mit Bohrungen 31 versehen ist. Weiterhin ist ein mit einem Heizelement versehener Ring 32 vorgesehen, der sowohl den zylindrischen Abschnitt 30 als auch den Ring 24 erwärmt.The embodiment according to FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 2 essentially in that the upper ring 24 , which heats up the split-off cooling air flow, carries a cylindrical section 30 made of a good heat-conducting material, which is provided with holes 31 in its shell in a sieve-like manner. Furthermore, a ring 32 provided with a heating element is provided, which heats both the cylindrical section 30 and the ring 24 .

Durch die Bohrungen 31 wird aufgrund des Strahlpumpenprinzips durch die konzentrischen Luftströme, die aus den Ringspalten 23 und 26 austreten, Umgebungsluft angesaugt, die sich erwärmt und getrocknet wird, so daß Luftströme oberhalb des zylindrischen Abschnitts in einem Bereich und mit Temperaturen miteinander verwirbeln, die Kondensatbildungen verhindern.Due to the jet pump principle, the concentric air flows that emerge from the annular gaps 23 and 26 draw in ambient air through the holes 31 , which is heated and dried, so that air flows swirl with one another above the cylindrical section in an area and at temperatures, the condensate formation prevent.

Claims

1. A method for cooling the extru-founded from a blown film tube from a thermoplastic plastic melt, in which at least one is, and / blown the annular nozzle gap of the blowing head or the tube enclosing cooling ring with an annular outlet gap the cooling air in the direction of the or parallel to the tube, characterized characterized in that the hose is blown with a primary cooling air flow at a temperature below 0 ° C and this cooling air flow is enveloped by a secondary air flow from dry air at a temperature of above 0 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Temperature of the primary cooling air flow in the range of minus 10 ° to minus 25 ° C.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the secondary air flow in the range of 5 ° to 15 ° C and preferably about 10 °.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized records that the secondary airflow from the primary cooling split off the air flow and to the higher temperature of the Secondary air flow is heated.

5. Device for performing the method according to one of the Claims 1 to 4 with a film blowing head with cooling rings, characterized, that a lower cooling ring with an annular outlet gap for the cold primary cooling air flow and one above horizontal cooling ring with an annular outlet gap for the warmer secondary airflow is provided.

6. The device according to claim 5, characterized in that Lines to split off part of the cold primary Cooling air flow and for supplying the split cooling air flow to the annular outlet gap for the warmer Airflow are provided and that at least one is off gap for the wall that limits the warmer air flow is heated.

7. The device according to claim 6, characterized in that the Lines from which the cooling air flows separate from each other Ring penetrating holes exist.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized ge indicates that the upper the exit gap for warmer Air-limiting wall through a ver with heating elements see ring is formed.

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized ge indicates that the film die with the extru ver enclosed tube enclosing cylindrical section is seen with a heating element and this heating is provided with a perforated wall.

10. The device according to claim 9, characterized in that the cylindrical section made of a good heat-conducting material, for example copper.

11. The device according to one of claims 5 to 10, characterized ge indicates that the heating of the secondary air flow annular element is divided into ring sectors whose Temperature can be controlled individually.

12. Device according to one of claims 5 to 11, characterized ge indicates that the annular outlet gap for the cold primary air flow into individual outlet segments is divided, the outlet cross-sections are controlled individually to let.