WO2003035347A1 - Unterwassergranulator mit drehgelenkig gelagerter wasserrohrleitung - Google Patents

Unterwassergranulator mit drehgelenkig gelagerter wasserrohrleitung Download PDF

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underwater
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pelletizer
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Siegfried Chszaniecki
Gregor Chszaniecki
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Berstorff Gmbh
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    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/345—Extrusion nozzles comprising two or more adjacently arranged ports, for simultaneously extruding multiple strands, e.g. for pelletising

Definitions

  • the invention relates to an underwater granulator according to the preamble of claim 1.
  • a rotating knife tool of a cutting plate cuts a plurality of strands of cooled and solidified melt, which have been pressed out of an extruder through a perforated plate provided with nozzle bores, into short pieces which form a granulate.
  • the cutting plate is followed by a chamber filled with process water, which is used for further consolidation and for transporting the granulate.
  • the granulate-water mixture is transported to a separator via a drain pipe. In this the solidified granulate is separated from the process water and then dried.
  • the underwater pelletizer is coupled to the extruder during operation, usually flanged on.
  • the granulator must be dismantled from the extruder for maintenance work, for example changing the insert.
  • the invention has for its object to provide a generic underwater pelletizer, the assembly and disassembly of the extruder is easy to handle.
  • the underwater pelletizer according to the invention is distinguished from the known underwater pelletizers according to the prior art by the advantage that the supply and discharge pipe for process water for transporting and cooling granules no longer has to be detached when a pivotal underwater pelletizer can be swung open and opened Hose connections can be dispensed with.
  • the inlet and outlet pipes each have a swivel joint whose axis of rotation is coaxial with the swivel axis of the underwater pelletizer.
  • the inlet and outlet openings of the process water on the underwater pelletizer therefore describe the same circular arc as the pipe ends attached to it when the underwater pelletizer rotates. Due to this articulated guidance of the underwater pelletizer and the supply and discharge pipe around the same axis, there is no mutual inhibition, but the supply and discharge pipe and underwater pelletizer swivel together as one block.
  • the inlet and outlet pipe is pivoted in an S-shape between the swivel joint and the connection to the underwater pelletizer.
  • the offset between the pivot axis of the underwater pelletizer, ie the axis of rotation of the inlet and outlet pipe and the central axis of the inlet and outlet openings of the process water on the underwater pelletizer is compensated in a simple manner.
  • the inlet and outlet pipe is bent round in each case between the swivel joint and the connection to the underwater pelletizer. Large flow resistances in the supply and discharge pipes are thus avoided.
  • the inlet and outlet pipes run vertically and coaxially with one another at their connection to the underwater pelletizer.
  • the flow conditions in the underwater pelletizer are simple and the geometry of the connection of the process water of the existing underwater pelletizers can be adopted unchanged.
  • the underwater pelletizer is carried by the inlet and outlet pipe. In this way, a separate linkage of the underwater pelletizer can be dispensed with.
  • the swivel joint of the inlet and outlet pipe preferably has a roller bearing.
  • the underwater granulator is preferably used for the granulation of thermoplastic materials in compounding processes.
  • FIG. 1 is a perspective view of an underwater pelletizer connected to an extruder with a pivoted feed and discharge pipe for process water, the feed and discharge pipe each having a swivel joint between a pivoted pipe section and a straight pipe section,
  • FIG. 2 an underwater pelletizer according to FIG. 1 connected to an extruder in a view from above,
  • FIG. 3 shows an underwater pelletizer according to FIG. 1 pivoted away from an extruder in a view from above.
  • 1 shows an embodiment of the underwater pelletizer 1 according to the invention in a perspective view.
  • the underwater pelletizer 1 is connected to an extruder 2.
  • the latter is articulated on the extruder 2 via a frame 3 so that it can pivot about a pivot axis 4.
  • the underwater pelletizer 1 is held by the frame 3.
  • the underwater pelletizer 1 is pivoted to the extruder 2 and fastened.
  • a supply pipe 5 and a discharge pipe 6 for process water for cooling and transporting granules are connected to the underwater granulator 1.
  • the feed pipe 5 and the discharge pipe 6 each have an S-shaped pipe section 7, 8 and a straight pipe section 9, 10 below and above the underwater pelletizer 1.
  • a swivel joint 11, 12 is arranged, each of which enables the S-shaped pipe sections 7, 8 to be pivoted.
  • the pivot axis 4 of the underwater pelletizer 1 and the axes of the swivel joints 11, 12 coincide, the underwater pelletizer 1 and the S-shaped pipe sections 7, 8 are pivoted equally in the block without interfering with each other.
  • the distance between the pivot axis 4 and the extruder 2 is dimensioned to be large enough to ensure sufficient space for assembly work.
  • FIG. 2 shows a top view of an underwater granulator 1 according to FIG. 1 connected to an extruder 2. It can be clearly seen that the pivot axis 4 and the axis of rotation of the swivel joint 12 coincide. This coaxiality of the pivot axis 4 and the axis of rotation of the rotary joints 11 and 12 is a necessary condition in order to be able to design a water connection without flexible piping systems, which does not have to be removed when the underwater pelletizer 1 is removed.
  • the connection to the extruder 2 is detached for dismantling the underwater pelletizer 1 and the underwater pelletizer 1 and the piping system for the process water consisting of the supply pipe 5 and the discharge pipe 6 are swiveled to the right in one block as a whole.
  • 3 shows the underwater pelletizer 1 according to the invention in this disassembled state, in which the underwater pelletizer 1 and the piping system for process water have been pivoted away as a whole to the right in one block. In this disassembled state, there is sufficient space for assembly work on the underwater pelletizer 1 or extruder 2.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Unterwassergranulator (1) mit einer Schneidplatte (4) und einem Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) für Prozesswasser zum Transport und zur Kühlung von Granulat, wobei der Unterwassergranulator (1) gelenkig an einen Extruder (2) anschwenkbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) jeweils ein Drehgelenk (11, 12) aufweisen, dessen Drehachse Koaxial zur Schwenkachse (4) des Unterwassergranulators (1) ist.

Description

Unterwassergranulator mit drehgelenkig gelagerter Wasserrohrleitung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Unterwassergranulator gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem Unterwassergranulator zerschneidet ein rotierendes Messerwerkzeug einer Schneidplatte eine Vielzahl von aus einem Extruder durch eine mit Düsenbohrungen versehene Lochplatte ausgedrückten Strängen aus erkalteter und fest gewordener Schmelze in kurze Stücke, die ein Granulat bilden. An die Schneidplatte schließt sich eine Kammer gefüllt mit Prozeßwasser an, das zur weiteren Verfestigung und zum Transport des Granulat dient. Das Granulat-Wasser-Gemisch wird über eine Ablauf-Rohrleitung zu einer Abscheidevorrichtung transportiert. In dieser wird das erstarrte Granulat vom Prozeßwasser getrennt und anschließend getrocknet. Der Unterwassergranulator ist im Betrieb an den Extruder angekoppelt, in der Regel angeflanscht. Für Wartungsarbeiten, beispielsweise ein Schneidplattenwechsel, muß der Granulator vom Extruder abgebaut werden. Aus Gründen des schnellen An- und Abbaus hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Unterwassergranulator gelenkig an den Extruder anzubringen, so daß erzürn Abbau von dem Extruder nur abgeklappt und zum Anbau nur hingeklappt werden muß.
Bei einem derartigen Klappgranulator verbleibt aber das Problem, dass die Prozeßwasserzu- bzw. -ableitung vor dem Wegklappen des Unterwassergranulators gelöst werden müssen und nach dem Hinklappen nach der Wartung zur erneuten Aufnahme des Arbeitsbetriebs wieder angeschlossen werden müssen. Um diesen Montageaufwand zu vermeiden, wäre denkbar, die Prozeßwasserzu- bzw. -ableitung als flexiblem Schlauch auszugestalten. Eine flexible Leitung ließe sich auch mit Kompensatoren aufbauen. Eine Schlauchverbindung ist aber sicherheitsproblematisch, da das Wasser im Granulierprozeß bis zu 90°C heiß werden kann, und austretendes Heißwasser aus undichten oder geplatzten Schläuchen ein Gefahrenpotential darstellt. Außerdem wird die konstruktive Freiheit durch die großen Biegeradien von Schläuchen stark eingeschränkt, so daß ein konstruktiver Aufbau mit Schlauchanschlüssen des Prozeßwassers oft unförmig und, im Verhältnis zur gesamten Granulieranlage, zu groß ausfallen. Beim Hin- und Wegklappen des Unterwassergranulators werden die Anschlußschläuche auf Torsion beansprucht, da sich die Anschlußstellen am Unterwassergranulator beim Klappen drehen. Diese Torsionsbelastung durch die Drehbewegung des Klappgranulators sind aber auf Dauer für die Schläuche schädlich. Schläuche sind nicht für dauerhafte In-Sich-Verdrehbewegungen geeignet. Daher wird üblicher Weise bei den Klappgranulatoren gemäß dem Stand der Technik die Verbindung vom Granulator zum Rohrsystem vor dem Wegklappen gelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Unterwassergranulator zu schaffen, dessen Montage und Demontage am Extruder leicht zu handhaben ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Unterwassergranulator mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Unterwassergranulator zeichnet sich gegenüber den bekannten Unterwassergranulatoren gemäß dem Stand der Technik durch den Vorteil aus, dass das Zu- und Ableitungsrohr für Prozeßwasser zum Transport und zur Kühlung von Granulat beim Aufschwenken eines an- und abklappbaren Unterwassergranulators nicht mehr gelöst werden muß und dennoch auf Schlauchverbindungen verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß weisen das Zu- und Ableitungsrohr dazu jeweils ein Drehgelenk auf, dessen Drehachse koaxial zur Schwenkachse des Unterwassergranulators ist. Die Ein- und Austrittsöffnungen des Prozeßwassers am Unterwassergranulator beschreiben deshalb bei einer Drehung des Unterwassergranulators den gleichen Kreisbogen wie die daran befestigten Rohrenden. Durch diese gelenkige Führung des Unterwassergranulators und des Zu- und Ableitungsrohrs um dieselbe Achse, tritt keine gegenseitige Hemmung auf, sondern Zu- und Ableitungsrohr und Unterwassergranulator schwenken gemeinsam als ein Block.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Zu- und Ableitungsrohr jeweils zwischen Drehgelenk und Anschluß an den Unterwassergranulator s-förmig verschwenkt. Durch diese Verschwenkung wird in einfacher Weise der Versatz zwischen Schwenkachse des Unterwassergranulators, d. h. Drehachse des Zu- und Ableitungsrohrs und der Mittelachse der Ein- und Austrittsöffnungen des Prozeßwassers am Unterwassergranulator ausgeglichen. Vorzugsweise ist das Zu- und Ableitungsrohr jeweils zwischen Drehgelenk und Anschluß an den Unterwassergranulator rund gebogen. Große Strömungswiderstände in dem Zu- und Ableitungsrohr werden somit vermieden.
Vorteilhafter Weise laufen das Zu- und Ableitungsrohr jeweils an seinem Anschluß an den Unterwassergranulator senkrecht und koaxial zueinander ein bzw. aus. Auf diese Weise gestalten sich die Strömungsverhältnisse im Unterwassergranulator einfach und die Geometrie des Anschlusses des Prozeßwassers der bestehenden Unterwassergranulatoren kann unverändert übernommen werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Unterwassergranulator durch das Zu- und Ableitungsrohr getragen. Auf diese Weise kann auf eine gesonderte Anlenkung des Unterwassergranulators verzichtet werden.
Um das Zu- und Ableitungsrohr sicher und verschleißarm schwenken zu können, weist das Drehgelenk des Zu- bzw. Ableitungsrohrs vorzugsweise ein Wälzlager auf.
Der Unterwassergranulator wird vorzugsweise zur Granulierung von thermoplastischen Massen in Compoundierprozessen verwendet.
In Zeichnungen ist eine Ausgestaltung der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen an einem Extruder angeschlossenen Unterwassergranulator mit einem verschwenkten Zu- und Ableitungsrohr für Prozeßwasser, wobei das Zu- und Ableitungsrohr jeweils zwischen einem verschwenkten Rohrabschnitt und einem geraden Rohrabschnitt ein Drehgelenk aufweisen, in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2 einen an einem Extruder angeschlossenen Unterwassergranulator nach Fig. 1 in einer Ansicht von oben,
Fig.3 einen von einem Extruder weggeschwenkten Unterwassergranulator nach Fig. 1 in einer Ansicht von oben. In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterwassergranulators 1 dargestellt. In dieser Abbildung ist der Unterwassergranulator 1 an einem Extruder 2 angeschlossen. Um das Anschließen des Unterwassergranulators 1 an den Extruder 2 und die Demontage zu erleichtern, ist dieser über einen Rahmen 3 um eine Schwenkachse 4 schwenkbar an dem Extruder 2 angelenkt. Zum Entfernen des Unterwassergranulators 1 wird dieser nach dem Lösen einer Befestigung von dem Extruder 2 weggeschwenkt. Der Unterwassergranulator 1 wird dabei von dem Rahmen 3 gehalten. Zu seinem erneuten Anschluß wird der Unterwassergranulator 1 an den Extruder 2 angeschwenkt und befestigt. Durch seine schwenkbare Anlenkung an den Extruder 2 sind zur Montage bzw. Demontage des Unterwassergranulators 1 keine hohen Kräfte erforderlich. An den Unterwassergranulator 1 ist ein Zuleitungsrohr 5 und ein Ableitungsrohr 6 für Prozeßwasser zum Kühlen und Transportieren von Granulat angeschlossen. Das Zuleitungsrohr 5 und das Ableitungsrohr 6 weisen jeweils unterhalb und oberhalb des Unterwassergranulators 1 einen s-förmig verschwenkten Rohrabschnitt 7, 8 und einen geraden Rohrabschnitt 9, 10 auf. Zwischen dem s-förmig verschwenkten Rohrabschnitt 7, 8 und dem geraden Rohrabschnitt 9, 10 ist jeweils ein Drehgelenk 11 , 12 angeordnet, das jeweils ein Schwenken der s-förmig verschwenkten Rohrabschnitte 7, 8 ermöglicht. Da die Schwenkachse 4 des Unterwassergranulators 1 und die Achsen der Drehgelenke 11 , 12 zusammenfallen, werden der Unterwassergranulator 1 und die s-förmig verschwenkten Rohrabschnitte 7, 8 gleichermaßen im Block verschwenkt, ohne sich gegenseitig zu hemmen. Der Abstand der Schwenkachse 4 von dem Extruder 2 ist so groß bemessen, um hinreichenden Platz für Montagearbeiten zu gewährleisten.
In Fig. 2 ist eine Aufsicht von oben eines an einem Extruder 2 angeschlossenen Unterwassergranulators 1 nach Fig. 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass die Schwenkachse 4 und die Drehachse des Drehgelenks 12 zusammenfallen. Diese Koaxialität der Schwenkachse 4 und der Drehachse der Drehgelenke 11 und 12 ist eine notwendige Bedingung, um einen Wasseranschluß ohne flexible Rohrleitungssysteme ausgestalten zu können, der bei der Demontage des Unterwassergranulators 1 nicht entfernt werden muß. Soll bei dem erfindungsgemäßen Unterwassergranulator 1 beispielsweise ein Schneidplattenwechsel stattfinden, wird zur Demontage des Unterwassergranulators 1 die Verbindung zum Extruder 2 gelöst und der Unterwassergranulator 1 und das aus Zuleitungsrohr 5 und Ableitungsrohr 6 bestehende Rohrleitungssystem für Prozeßwasser wird in einem Block als Ganzes nach rechts weggeschwenkt. Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Unterwassergranulator 1 in diesem demontierten Zustand, bei dem der Unterwassergranulator 1 und das Rohrleitungssystem für Prozeßwasser in einem Block als Ganzes nach rechts weggeschwenkt sind. In diesem demontieren Zustand bleibt hinreichend Platz für Montagearbeiten am Unterwassergranulator 1 oder Extruder 2.
Unterwassergranulator mit drehgeienkig gelagerter Wasserrohrleitung
Bezuαszeichenliste
1 Unterwassergranulator
2 Extruder
3 Rahmen
4 Schwenkachse
5 Zuleitungsrohr
6 Ableitungsrohr
7 s-förmig verschwenkter Rohrabschnitt
8 s-förmig verschwenkter Rohrabschnitt
9 gerader Rohrabschnitt
10 gerader Rohrabschnitt
11 Drehgelenk
12 Drehgelenk

Claims

Patentansprüche
1. Unterwassergranulator (1) mit einer Schneidplatte (4) und einem Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) für Prozeßwasser zum Transport und zur Kühlung von Granulat, wobei der Unterwassergranulator (1) gelenkig an einen Extruder (2) anschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) jeweils ein Drehgelenk (11 , 12) aufweisen, dessen Drehachse koaxial zur Schwenkachse (4) des Unterwassergranulators (1) ist.
2. Unterwassergranulator (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) jeweils zwischen Drehgelenk (11 , 12) und Anschluß an den Unterwassergranulator (1) s-förmig verschwenkt ist.
3. Unterwassergranulator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) jeweils zwischen Drehgelenk (11 , 12) und Anschluß an den Unterwassergranulator (1) rund gebogen ist.
4. Unterwassergranulator (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) jeweils an seinem Anschluß an den Unterwassergranulator (1) senkrecht und koaxial zueinander ein- bzw. auslaufen.
5. Unterwassergranulator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er durch das Zu (5)- und Ableitungsrohr (6) getragen wird.
6. Unterwassergranulator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk (11 , 12) ein Wälzlager aufweist.
7. Verwendung eines Unterwassergranulators (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Granulierung von thermoplastischen Massen in Compoundierprozessen.
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