DE7047959U - Spntzwerkzeug fur Unterwasser granul atoren - Google Patents

Description

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Spritzwerkzeuo für üntenvasserqranulatoren

Barmag

Banner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Die Neuerung bezieht sich auf ein Spritzwerkzeug an einem Unterwassergranulator zum Granulieren thermoplastischer Kunststoffe unter Verwendung von Granuliermessern, die gegenüber einer kühlmittelbespülten oder -besprühten Stirnfläche einer Düsenplatte bewegbar angeordnet sind, wobei die Düsenplatte mit Düsenbohrungen versehen ist, die mit einem Stoff geringer Wärmeleitzahl in Röhrchenfono ausgefüttert sind.

Um zu verhindern, daß aufgrund der Abkühlung der Schmelze auf dem Weg durch die Düsenplatte infolge der Einwirkung des Kühlmediums die Düsenbohrungenverstopfen, werden nach bekannten Lösungen die Düsenbohrungen intensiv beheizt. Die Beheizung soll hierbei so weit wie möglich bis zu der gekühlten Düsenplattenstirnflache wirksam werden, damit sich die Düsenquerschnitte nicht auf der Schmelzeaustrittsseite mit der Zeit zusetzen, wodurch Betriebsunterbrechnungen hervorgerufen we^ien.

Neben der Beheizung der Düsenplatte bis in die Nähe der gekühlten Düsenplattenstirnflache ist es auch bekannt, die

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Düsenbohrungen in der Düsenplatte thernisch so zu isolieren,

ausreichende Wämedärtr-iung wird dadurch erreicht, daS jede rvisenbohrung mit einem geeigneten Material geringer Wärmeleitzahl ausgefüttert ist. Die Materialien sind bevorzugt Quarz, Glas und keramische Massen. Die Ausfütterung liegt in Forn von auswechselbaren Futterröhrchen aus diesen Stoffen vor.

Es sind auch Ausgestaltungsfomen dieser Vorrichtung bekannt, nach denen beispielsweise nur die Zuleitungsabs'-^V -ier Diisenbohrungen mit Stoffen, die eine niedrige V.'ämele. jfweisen, ausgefüttert sind, während die kurzen Düsenbohrung:- .. .--iu in reicht ausgefütterten Teil der Düsenplatte vorgesehen sind.

Die Futterröhrchen liegen dabei entweder satt an den Düsenbohrung s wandung en an, oder jeder Futterröhrchen kasun Vorsprünge oder ein Zwischenstück aufweisen, um seine axiale und radiale Lage zur Düsenbohrung zu fixieren, bzw. um das Futterröhrchen mit geringem radialem Spiel in der Düsenbohrung anzuordnen.

j Bei den zuletzt genannten Vorrichtungen, die keine zusätzliche

j Beheizung der Düsenplatte erfordern, behält die Schmelze auf

ι dem Weg durch die Eüsenbohrung eine Temperatur, dit einerseits

• ausreicht, um die Erstarrung der Schmelze im Düsenquerschnitt

! zu verhindern, so daß die Schmelze zu jeder Zeit die Düsen-

. bohrung glatt durchströmen kann, und die andererseits ausreicht,

j daß die Schmelze beim Austritt aus der Dasenbohrung ohne Neigung

zum Verkleben riit der aus den benachbarten Düsenbohrungen ausgepreßten Schmelze in die gewünschte Granulatform und Qualität gebracht werden kann.

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In praktischen Betrieb dieser Granuliervorrichtungen hat sich gezeigt, rlaR die Futterr£hrchen der Düsenbohrungen aus Quarz oder Keramik bei kritischen Betriebsbedingungen nicht genügend betriebssicher sind. Sie neigen in-olge der Sprödigkeit der Werkstoffe, insbesondere bei der Reinigung, zur Rißbildurg und können dabei unter Umständen zersplittern vnd Betriebsstörungen zur Folge haben.

So ist es der Zweck der Neuerung, die Nachteile der bekannten Granulierverrichtung zu beseitigen und die Betriebssicherheit des Unter-w:.^sergranulators bei kritischen Betriebsbedingungen zu erhöher., 'ie zu lösende technische Aufgabe ist es hierbei, eine röhrchenfömige Ausfütterung der Düsenbohrungen bzw. der Zuleitungsabschnitte zu den Düsenbohrungeii vorzusehen, die insbesondere gegen Druck-, Sto^q- und Tenperaturbeanspruchungen unempfindlich und hoch verschleißfest sind. Da die hierfür zur Verfügung stehenden Werkstoffe jedoch eine wesentlich höhere Wämeleitzahl als Quarz, Glas oder keramische Materialien aufweisen, ist durch besonders geeignete Maßnahmen dafür zu sorgen, daß eine gegenüber der bekannten Isolierung vergleichbare WannedaiTdung erreicht wird.

Dies wird neuerungsgemaß dadurch erreicht, daß in jeder Düsenbohrung mindestens zwei, in wesentlichen konzentrisch angeordnete Futterröhrchen mit radialen Spiel vergesehen sind, von denen mindestens das innere Röhrchen ein MetalIröhrchen ist, das gegenüber einen ira Durchmesser kleineren Austrittsabschnitt der Düsenbohrung dichtend abgestützt ist, daß die Futterröhrchen in ihrer axialen Lage fixiert und mit radialem Spiel in der Düsenbohrung angeordnet sind, und daß zwischen der Düsenbohrungswandung und dem äußeren Futterröhr ~hen ein Wärmedäxamittel vorliegt.

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Die durch das radiale Spiel g r.ildeien Zwischenräume zwischen den einzelnen Futterröhrchen ur.d ^Jie Ringräurp.e zv/ischen den jeweils äußeren Futterröhrchen und den Wandungen der Düse;ibohrungen dienen zur Aufnahme eines geeigneten Wärmedänmittels. Es v/erden bevorzugt an sich bekannte Wärmedär_~ittel wie beispiels weise Gase und Gasgemische oder feste Materialien, v/ie beispielsweise Glaswolle oder Asbest vergesehen. Die Wärmedämmittel können dabei auch in einer pulvrigen Form vorliegen. Es kann jedoch auch durch Schmelze, die zwischen Futterröhrchen und Bohrungswand eindringt und erstarrt, eine die Wärme isolierende Schicht gebildet v/erden. Wärmedämmittel in fester Form, die beispielsweise als Isolierband, Asbestgewebe oder dergleichen vorliegen, können aber auch zum Abstützen oder zum Fixieren der radialen Lage der Futterröhrchen dienen.

Die Metallröhrchen weisen eine solche geringe Wandstärke auf, wie sie aus Fertigungsgründon einerseits υ aus Festigkeitsgründen andererseits vertretbar ist/ wobei der Außendurchmesser so bemessen ist, daß eine für die Wärmedämmung ausreichende Isolierschicht zwischen dem Metallröhrchen und der benachbarten Metallröhrchenwandung bzw. zwischen dieser und der Wandung der Düsenbohrung vorhanden ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsforsn sind mindestens zwei konzentrisch angeordnete Metallröhrchen miteinander gasdicht verbunden, und das gasförmige Wärmedämmittel im Ringraum zwischen den Metallröhrchen liegt unter einem geringeren Druck als dem Atmosphärendruck vor.

Eine für den Ein- und Ausbau besonders günstige Lösung bei der Verwendung von mehr als zwei Metallröhrchen liegt dann vor, wenn die Metallröhrchen und die zwischen ihren Ringräumen vorhandenem Wärmedämmittel eine austauschbare, in die Düsenbohrung

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leicht einsetzbare Baueinheit bilden. Hierbei ist es zweckmäßig, allen Metallröhrchen einan gemeinsamer Abstandsring zuzuordnen, der die radiale Lage der Metallröhrchen zueinander und die der ganzen Baueinheit gegenüber der Wandung der C';s erdbohrung fixiert. Die Metallröhrchen können dabei ir.it einem Preßsitz aufeinandergefügt, aufgeschrumpft, hart verlötet, verschweißt oder durch andere Maßnahmen miteinander verbunden sein.

Mehrere von Wärraedäiiünitteln umgebene Metallröhrchen bilden eine Ausfütterung des Zuleitungsabschnittes der Düsenbohrung einer Düsenplatte für eine Granuliervorrichtung, die einerseits aus einem verschleißfesten, gegen mechanische und thermische Beanspruchungen verschiedenster Art unempfindlichen Werkstoff hergestellt werden und so den Anforderungen des Betriebes genügen, und die andererseits äußerst v/irksame Wärmedäramittel darstellen, haben sich sehr gut bewährt.

In der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Neuerung dargestellt und erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Düsenplatte des Spritzwerkzeuges eines Granulators mit einer Düsenbohrung, in der - zwei konzentrisch angeordnete Metal?.röhrchen jeweils von einer gasförmigen Isolierschicht umgeben sind.

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführung mit innerem Stahlröhrchen und äußerem Quarzröhrchen, wobei beide Futterröhrchen von einer Isolierschicht umgeben sind.

Fig. 3 eine Ausführung mit drei konzentrisch angeordneten, je von einer Wärmedämmschicht umgebenen Stahlröhrchen.

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Fig. ^ine Ausführung nit Dreipunktabstützung für die Futterröhrchen gegenüber der Düsenbohrung und einer Zentriersitzabstützung des inneren Metallröhrchens.

Die beheizte Düsenplatte 1 eines (nicht dargestellten) Spritzwerkzeuges in einer Untervassergranuliervorrichtung weist eine Anzahl Düsenbohrungen 2 auf, von denen aus zeichnerischen Gründen nur jeweils eine Düsenbohrung dargestellt ist.

Der im Querschnitt wesentlich kleiner ausgebildete Austrittsabschnitt der Düsenbohrung 2 ist mit 3 bezeichnet. Er endet an der kühlmittelbespül ten. bzw. -besprühten Stirnfläche 4 der Düsenbohrung und ist verhältnismäßig kurz bemessen gegenüber der Gesamtlänge der Düsenbohrung 2. An der gekühlten Stirnfläche 4 der Granuiiervorrichtung v/eräen (nicht dargestellte) Granuliermesser in engem Abstand vorbei bewegt, die die aus der Düsenöffnung austretende Kunststoffschmelze granulieren, wobei die Kühlung in Abhängigkeit vom Durchsatz der Kunststoffschmelze so eingestellt ist, daß die Oberfläche des ausgepreßten Kunststoffes so weit abkühlt und erstarrt, daß ein vorteilhafter Schnitt möglich ist.

Damit die Kunststoffschmelze mit der gewünschten Temperatur die Düsenbohrung 3 stets glatt und störungsfrei durchströmen, kann, ist es für einen möglichst geringen Kühlmittel verbrauch einerseits und für eine nöglichst geringe Heizleistung andererseits unbedingt erforderlich, die Düsenbohrung 2 gegenüber der Düseiiplatte 1 gut zu isolieren.

Zu diesem Zweck sind nach Fig.l zwei konzentrisch angeordnete

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Metal!röhrchen in einer Düsencohrung 2 vorgesehen. Das innere Futterrohrcner. 5_f das in wesentlichen auf seiner gesagten Läng^ von den: Metallröhrchen 6 umfaßt ist, weist etwa in Bereich seiner beider. Enden _aweils einen schnalen, radialen Blind 7 auf, dar als Sitz für "as aufsteckbar angerrdnete, äußere Met lI-r öhr''hen 6 dient. Zwischen 3en beiden Metallröhrchen 5 und 6 ist ein Ringraun 8 gebildet, der mit einen wirksamen War-iiedämittel, beispielsweise einen Gas, einezi Gasgemisch odex einem anderen wärneisolierenden Stoff, wie Glaswolle, Asbest oder dergleichen versehen ist. Es ist vorteilhaft, die beiden Meta 11 rohr ei er» niteinander zu verschweißen, wobei der Bingraua. ά zuvor nindestens teilv/eise evakuiert wird. Das den Ausfcrittaabschnitt 3 dei Msenbohrung 2 zugewandte Ende des inneren Futterröhrchens 5 ist auf der übergangsfIJ-^iie von der Düsen— bohrung 2 zu den verengten EKiser.quersch.tItt 3 direkt dichtend abgestutzt. Wahrend die Metallrohrchen durch die Bunde 7 radial zueinander fixiert sine", wird ihre axiale Lagefixierung dadurch erreicht, da3 sich das innere Futterröhrche'" nter Verwendung eines Abstandsringes 9, der beispielsweise die Form einer Lippendichtung aufweist, fest an der Wand der Düsenbohrung 2 abstützt. Der zwischen den äußeren Metallröhrchen 6 und der Wand der Düsenbohrung 2 entstehende freie Ringraun 10 ist ebenfalls Eit einem der vorerwähnten Wärneääanittel versehen.

Nach Fig. 2 ist das innere Futterröhrchen 5 konzentrisch von einen Isolierrohrchen 11 aus Quarz oder Keranik umfaßt. Die gebildeten freien Zwischenräume β und 10 sind zusätzlich mit je einen Wämedätinittel versehen. Zur axialen Lagefixierung der beiden Röhrchen gegenüber der Düsenbohrungswand ist das innere Futterröhrchen 5 mit dem radialen Bund 9' versehen.

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der beispielsweise gegenüber der Düsenbohrungswand mit Asbestschnur oder dergleichen verstemmt ist.

Die Ausführung nach Fig. 2 ist eine Sonderbauart. Da die zusätzliche Ausfütterung 11 aus Quarz oder Keramik fest an metallenen Träger in Fo_r.i des Futterröhrchens 5 abgestützt ist, ist die Neigung zur Rißbildung oder Zersplitterung praktisch beseitigt.

Nach "ig. 3 sind als Ausfütterung der Düsenbohrung 2 drei konzentrisch zueinander angeordnete Metallröhrchen vorgesehen. Sie sind mit 5, 6 und 6¹ bezeichnet. Das radiale Spiel zwischen den Metallröhrchen wird durch Distanz.ringe festgelegt. Die gebildeten freien Ringräume 8, 10 und 12 sind mit je einer Wärneisolierschicht versehen. Bei mehreren ineinar.dergesteckten Röhrchen ist bevorzugt eine Baueinheit gebildet. Diese kann frei in der Düsenbohru j 2 angeordnet oder aber auch mit der Düsenplatte 1 fest verbunden sein. Im zuletzt genannten Fall ist bei 13 eine Lot- oder Schweiß- bzw. eine Klebestelle vorgesehen.

Nach Fig. 4 ist das innere Metallröhrchen 5 in einem Zentriersitz 3¹ des Austrittsabschnittes 3 der Düsenbohrung 2 angeordnet. Die Abstützung gegenüber der Düsenbohrung 2 in dem dem Schmelzezulauf zugewandten Bereich erfolgt ferner durch einen Bund 14, der bevorzugt Dreiecksform aufweist, um Wärmebrücken zu vermeiden.

Die beschriebenen Mittel und Maßnahmen für eine wirksame und vorteilhafte ;färmedämir.ung zwischen den die Kunststoff schmelze führenden Futterröhrchen und der Düsenplattel sind nicht auf die Anwendung in einer Düsenplatte eines Unterwassergranulators beschränkt; sie können ebenso vorteilhaft bei Vorrichtungen zur

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Granulatherstellung nach der Heißabschlaorethodc?, bei der i~ wesentiicnen ein Luft-wasscr-Gcnisch vorliege, ancjc-.,enacc vre

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Claims (13)

Schutzanserüche:

1. Spritzwerkzeug ar. eineni ünterv.'assergranuiator zun Granulieren thernoplastischer Kunststoffe unter Verwendung vor,. Granulienr-essern, die gegenüber einer kühlmittel!: sspülter. odc-r -besprühten Stirnfläche einer Düsenplatte bewegbar angeordnet sind, wobei die Düsenplatte nit Duser.bohr-ar.ger. versehen ist, die nit einen Stoff geringer Wanneleitzahl in Röhrchenfom ausgefüttert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Düsenbchrung mindestens zwei, in. wesentlichen konzentrisch angeordnete Futterröhrchen (5, 6, 6' ....) mit radialen Spiel vorgesehen sind, von denen mindestens das innere Röhrchen (5) ein Metallröhrchen ist, das gegenüber einem in Durchmesser kleineren Austrittsabschnitt (3, 3¹) der Büsenbohrung (2) dichtend abgestützt ist, daß die Futterröhrchen in ihrer axialen Lage fixiert und nit radialem Spiel in der Düsenbohrung (2) angeordnet sind, und daß zwischen der Düsenbohrungsvaridur.g und den äußeren Futterröhrchen ein vrärr-.edärriittel vorliegt.

2. Spritswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Futterröhrchen ein zusätzliches WümedänEimittel vorliegt.

3. Spritzwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Metallröhrchen (5) in einem Zentriersitz

(3¹) des Austrittsabschnittes (3) der Düsenb<-' ung angeordnet i3t.

4. Spritzwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterröhrchen, insbesondere Matallröh:.chen, jeveils durch mehrere, bevorzugt drei, auf den Röhrchenunfang verteilte, radiale Nocken oder Stege gegeneinander abgestützt sind.

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5. Spritzwerkzeug nach Anspruch 1 b: *5 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterrc?^.rchen, insbesondere Metallröhrchen_E je—sils durch mindestens einen Abstandsring oder Ringbund (7) gegeneinander abgestützt sind.

6. Spritzv/erkzeug nach Ansp_ ich 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterrohrchen, Insbesondere Metallröhrchen, gasdicht mi^einander verbunden sind.

7. Spritzverkzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterrohrchen durch mehrere, bevorzugt drei, auf dem umfang de «> äußeren Futterrohrchens verteilte, radiale Nocken oder ^c.tege, gegenüber der Wandung der Düsenbob_nmg

(2) in ihrer Lage fixierbar sind.

8. Spritzverkzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterröhrchen durch einen Abstandsring (9_f 9') oder Ringbund (14) der an einen der Futterrohr^ »en vorgesehen ist, gegenüber der Wandung der Düsenbohrung (2) in ihrer Lage fixierbar sind.

9. Spritzverkzeug nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein elntrittsseitig angeordneter Abstandsring als Dichtring ausgebildet ist.

10. Spritzverkzeug nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmed&ncittel Glasvolle oder Asbest oder dergleichen Mittel vorliegt,

11. Spritzverkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als V.'äroedäztraittel ein Gas oder Gasgemisch vorliegt.

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12. Spritzwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zv/ci konzentriscli anaeordiwtp Moi-.iiir«>"-rhr"! (5, 6) miteinander gasdicht verbunden i;i.nd, und daß caz gasförmige Kärr.cdämnittol irn Ringraum zwi sehen den Mctallröhrchen unter einem geringeren Druck als den Atnosphürendruck vox

13. Spritzwerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterrohrchen (5,6,6V... J₁ insbesondere Metallröhrchen, und die zwischen ihren Ringräimen (8, 12·... ) vorgesehenen Wärmedämnittel eine austauschbare, in die Dür.enbohrung (2) leicht ei.isetzbare Baueinheit bilden,