WO2015082068A1 - Vorrichtung und verfahren zum granulieren von schmelzematerial - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum granulieren von schmelzematerial Download PDF

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WO2015082068A1
WO2015082068A1 PCT/EP2014/003230 EP2014003230W WO2015082068A1 WO 2015082068 A1 WO2015082068 A1 WO 2015082068A1 EP 2014003230 W EP2014003230 W EP 2014003230W WO 2015082068 A1 WO2015082068 A1 WO 2015082068A1
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cooling medium
cutting chamber
perforated plate
granules
inflow
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PCT/EP2014/003230
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan DEIβ
Burkard Kampfmann
Reinhardt-Karsten MÜRB
Original Assignee
Automatik Plastics Machinery Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B29B9/065—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion under-water, e.g. underwater pelletizers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/20—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by expressing the material, e.g. through sieves and fragmenting the extruded length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0022—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04—Particle-shaped

Definitions

  • the invention relates to a device for granulating melt material, e.g. from a material or mixture of pharmaceutical active substance or e.g. a plastic melt material, such as a polymer melt material, into granules, in particular e.g. for the production of pharmaceutical products from a corresponding melting material, according to the preamble of claim 1 and a corresponding method according to the preamble of claim 7.
  • a device for granulating melt material e.g. from a material or mixture of pharmaceutical active substance or e.g. a plastic melt material, such as a polymer melt material
  • granules in particular e.g. for the production of pharmaceutical products from a corresponding melting material, according to the preamble of claim 1 and a corresponding method according to the preamble of claim 7.
  • melt material in general today, for example, processed by granulation.
  • extruders or melt pumps are generally used. These extruders or melt pumps push molten plastic feedstock through nozzles of a die plate into a cooling medium, e.g. Water.
  • a cooling medium e.g. Water.
  • the material emerging from the openings of the nozzles is separated there from a knife arrangement with at least one revolving knife, so that granules are formed.
  • Corresponding devices which carry out, for example, methods for underwater granulation are known as underwater granulation systems, for example under the product name SPHERO® of the company Automatik Plastics Machinery GmbH.
  • a molten polymer matrix is generally pressed through an array of one or more dies ending or ending in a planar surface swept by a knife assembly of one or more knives.
  • the emerging strand is from the one or the knives divided into small units, so-called granules, each of which is initially still molten.
  • the granules are brought by cooling below the solidification temperature of the polymer matrix, so that they solidify, thereby losing the melt's own stickiness and tendency to adhere to a surface or with each other.
  • the prior art is thereby further subdivided into such methods and machines using them, which use water or a similar liquid as a cooling medium, so-called underwater H Constant, and so-called dry hot strikes, these are those in which the cooling after the cut is carried out initially with the exclusion of a liquid medium only with gas (preferably air), or a mist, which consists of a mixture of a gas and liquid drops.
  • the latter group is further distinguished by the nature of a further process-related downstream cooling method, namely those methods and machines in which the more or less cylindrical to truncated cone wall of the cutting chamber is covered by a film of water, fall into the granules and with the they are transported out of the cutting device.
  • a further process-related downstream cooling method namely those methods and machines in which the more or less cylindrical to truncated cone wall of the cutting chamber is covered by a film of water, fall into the granules and with the they are transported out of the cutting device.
  • These are also called water ring pelletizers.
  • the size and the relative low cooling gas flow rate mean that it comes to internal turbulence, making part of the Granules may come in too early with the housing and other machine parts in contact and stick there. Furthermore, as the cooling gas is typically sucked in ambient air, which may already be loaded with dust and undesirable substances, and for which a control of the properties temperature, moisture content and dust-free only consuming if possible, is possible.
  • the cooling rate is primarily a function of the temperature differential and secondarily a function of the rapid exchange of volume elements of the gas with each other, which is referred to in the art as the degree of turbulence.
  • the Reynolds number can be used as a measure of the degree of turbulence.
  • the cooling effect depends primarily on the properties of the polymer melt (especially temperature, heat capacity, surface, thermal conductivity, particle size, specific surface) and the cooling gas itself (especially temperature, heat capacity, degree of turbulence, mass flow ratio cooling gas / polymer granules). Most of these factors are either material constants or process-related parameters, so that the cooling effect can only be influenced by a few possibilities in their intensity. Ultimately, the heat content of the polymer granules must be transferred to the cooling gas. Disregarding the heat exchanges with housing and other machine parts, the heat content difference of the melt material is equal to the heat content difference of the cooling gas.
  • the above-mentioned SPHERO® series of the company Automatik Plastics Machinery GmbH has under the name THA a granulator with a cooling and transport air supply, the cooling and transport air through a running around the perforated plate, directed to a bolt circle of nozzles, adjustable gap directed to the bolt circle.
  • THA a granulator with a cooling and transport air supply
  • the cooling and transport air through a running around the perforated plate, directed to a bolt circle of nozzles, adjustable gap directed to the bolt circle.
  • the cooling and transport air flow is directed precisely to the point at which the mass to be granulated, which has been heated to a temperature well above the melting point or the softening range, exits from the nozzle orifices giving the shape and is divided into granules by the rotating knives.
  • the surface of the granules in formation is to be cooled down so far that the typical materials in the molten state, the own stickiness suppressed as much as possible and by the also typical materials with temperature reduction, especially in the range just above the melting point own increase the viscosity, at least on the surface and in near-surface layers of the granules is solidified to the extent that the freshly produced granules largely retains its shape during removal by the cooling fluid in the form of cooling and / or transport air.
  • the surface of the perforated plate is cooled in the region of the circular circular sweeping across its surface and at least partially removed by the surface circular sweeping knife passing frictional heat and thereby adhering to a separating the to be formed granules between the surface of the perforated plate and the on the surface of the perforated plate resting, circularly across them passing knife-forming melt film largely prevented.
  • the effect may be that the perforated plate is cooled too far at the surface and in the near-surface layers and thereby from the hot region the mass flowing behind the perforated plate is cooled below the melting point or the softening area and thereby solidifies the nozzle bores already giving up before leaving the shape, thereby blocking or blocking the flow channels.
  • Another method for preventing freezing of the shape giving nozzle bores is the reduction of the mass flow of the cooling fluid, which in total also less heat is transferred to the perforated plate or withdrawn in the process of Querstromebenley the perforated plate.
  • the transport capacity of the inflowing cooling fluid go back so far that it can come to deposits of granules especially in the lower housing part, where the adjacent granules coming from each other from the supply cooling cooling fluid shield, so that the surface the granules, under the influence of heat flowing in from the inside, re-heat beyond the temperature threshold beyond which the surface becomes tacky, as a result of which adhesions of granules to one another and to the inner surfaces of the granulator can occur Hamper production of granules or bring the production process to a standstill.
  • the object of the invention is to provide a simple effective adjustability of the volume flow of the cooling fluid to a cutting chamber of a granulation device both for the supply of liquid and gaseous cooling fluid, for example water or process air.
  • One embodiment of the invention relates to an apparatus and a method for producing granules from a melt material.
  • the melt material exits from a perforated plate with nozzles disposed therein.
  • the perforated plate is arranged opposite a cutting arrangement with a cutter head with at least one knife and is driven by a knife shaft which can be connected to a motor.
  • the at least one knife sweeps circumferentially the nozzles in the perforated plate and thereby separates Granulatkömer of there emerging melt material.
  • the device has a cutting chamber in a housing which adjoins the perforated plate and which surrounds at least one knife of the cutting arrangement.
  • the cutting chamber is flowed through by a cooling medium which is introduced from an inflow device into the cutting chamber.
  • the granules are solidified from the melt material in the cooling medium.
  • the inflow nozzle arrangement is circumferentially surrounded by a separate inflow chamber in the rotation region of the at least one knife.
  • the inflow chamber is circumferentially arranged around the cutting chamber so that there the cooling medium is circumferentially from different sides radially from outside to inside or substantially radially from outside to inside introduced into the cutting chamber. In the rotation region, a centripetal or at least substantially centripetal flow of the cooling medium is thereby formed. Furthermore, the cooling medium and the granules therein are fed to an outlet of the cutting chamber.
  • a second is at least partially circumferential or a plurality of additional feed opening (s) are provided for an additional flow of cooling medium to the cutting chamber.
  • the second and second additional feed opening (s) has such an orientation that the additional flow of cooling medium from the through the second additional Zuströmdüsenanowski differs flow of the cooling medium at least in one of the following parameters: state of aggregation, direction, speed, pressure, temperature, density, flow rate, and / or composition.
  • a part of the housing which is directly adjacent to a preferably annular gap for cooling the perforated plate and granule surface and for transporting the granules produced, an additional opening or an arrangement of each other by a circulating channel or other in an appropriate extent uniformly or sufficiently uniformly distributed arrangement associated openings that at least partially spans the entirety of the housing circumference.
  • the adjustable gap entering different amount of cooling fluid can advantageously be made available for controlling the granulation process.
  • the first and the second amount of cooling fluid can differ in aggregate state, direction, speed, pressure, temperature, density, throughput, and / or composition.
  • cooling fluid quantities with different state of aggregation mean that the first amount of cooling fluid has, for example, cooling gases, while the second amount of cooling fluid can consist of cooling fluid and vice versa.
  • first and second amounts of cooling fluid may also be either cooling liquid / cooling liquids or cooling gas / cooling gases.
  • different-direction cooling fluid amounts it is to be understood that the supply nozzles of the first cooling fluid amount are aligned with the second cooling fluid amount supply nozzles different from the rotational axis of the cutting blades and / or the radius of the cutting chamber.
  • a different speed with respect to the first and second amounts of cooling fluid may be due to a different state of aggregation, a different delivery pressure on the cooling fluid amounts and / or different temperatures, densities and compositions of the cooling fluid amounts with the same structure of the supply nozzles of the first and the second amount of cooling fluid.
  • the exit velocity of the cooling fluid quantities can be further influenced.
  • a different throughput of cooling fluid quantities furthermore means a different amount of cooling fluid per unit time.
  • such variation possibilities of the first amount of cooling fluid, which emerges closer to the perforated plate advantageously causes the melt stream emerging from the die orifices of the perforated plate to be divided into granules in the phase in which it has not yet been divided by the rotating knives Therefore, potentially with a different, typically higher velocity is flown, be subjected to a local conditions adapted cooling intensity.
  • This adjusted cooling intensity allows the necessary temperature level to be maintained for the flow of the melt in the form of nozzle orifices of the orifice plate.
  • the second additional cooling fluid supply device which provides a different temperature, quantity, density and speed
  • the freshly formed granules which after a short acceleration phase, typically traveling at a speed approximating the speed of the cooling fluid surrounding it and thereby subjecting it to a comparatively low cooling intensity, in a suppression of production stickiness and a further solidification of useful temperature and a production inhibiting deposit be dissipated dissipating speed.
  • the first Zuströmdüsenan extract is designed as an annular, adjustable in its slot width slot nozzle, for example, in an antechamber of the Ringschlitzdüse adjustable blades, rotatable plates or other adjusting elements are arranged, which regulate the throughput through the Ringschlitzdüse.
  • the second additional supply nozzle openings may be constructed to be adjustable in a similar manner, so that the one additional feed nozzle opening is formed as an annular, adjustable in its slot width slot nozzle.
  • the adjustability of the Schlitzbreie can preferably be achieved by two mutually axially displaceable ring elements, between which forms the Ringschlitzdüse. In a collapse of the ring elements, the annular slot can be brought together to 0 and when moving apart of the ring elements, the slot width between the ring elements can be set precisely and reproducibly.
  • the one or more additional second (s) feed opening (s) is or are in fluid communication with an annular circumferential channel, so that with an evenly distributed over the circumference arrangement of the openings in an advantageous manner Ring from supply ports is available, which can be used and controlled independently of the firstdefluidzulite worn to optimize the course of the process.
  • the openings may be formed as bores or as radial or as axial or as obliquely aligned and limited slots.
  • a first inflow nozzle arrangement is arranged axially closer to the perforated plate than the one or more additional feed opening (s) of a second inflow nozzle arrangement.
  • the one or more second additional feed nozzle orifices may be located axially closer to the orifice plate than the first orifice nozzle assembly.
  • These alternative solutions show comparatively the attached Figures 1 and 5.
  • the one or more additional feed opening (s) are arranged in the area around the perforated plate and unfold advantageously a jet stream of cooling fluid, the detachment of the still sticky granules from the knife edges supported.
  • the one or more additional supply opening (s) of the second additional Zuströmdüsenan extract radially inwardly directed parallel to the plane of the perforated plate or at an angle of up to 30 ° from the plane of the perforated plate away from the cutting chamber is arranged radially inwardly inclined / are.
  • This additional axial acceleration component advantageously forces the cooling fluid with the separated Granules in a helically rotating flow direction up to a tangentially oriented outlet, which improves the transport efficiency of the granules and extends the residence time in the cutting chamber without wall contact.
  • the melt material is squeezed out of a perforated plate with nozzles arranged therein.
  • the perforated plate is circumferentially passed over by a cutting arrangement which is opposite the perforated plate and which has at least one knife on a cutter head, the knife being driven by a cutter shaft which interacts with a motor.
  • the melt material is separated at least from the one knife.
  • the melt strands from the nozzles of the perforated plate are exposed to the rotating blade in a cutting chamber in a housing, while at the same time a cooling medium flows through the cutting chamber.
  • This cooling fluid is provided by a first inflow device, so that the surfaces of the separated granules are solidified.
  • the cooling medium is supplied by a first separate inflow chamber, which circumferentially surrounds the cutting chamber in the rotation region of the at least one knife.
  • the granules of the melt material are solidified in the cooling medium at least at the surface.
  • cooling medium is introduced circumferentially from different sides radially from outside to inside or substantially radially from outside to inside the cutting chamber, wherein at least in the rotation region a centripetal or at least substantially centripetal flow of the cooling medium is formed and further the cooling medium and the therein Granules are fed to an outlet of the cutting chamber.
  • a second additional feed nozzle assembly spaced and separate from the first feed nozzle assembly, an additional flow of cooling medium is directed to the cutting chamber with such an orientation that the second additional flow of cooling medium is from the first flow of cooling medium through at least one of the following Parameter distinguishes: aggregate state, direction, velocity, pressure, temperature, density, flow rate, and / or composition.
  • Figure 1 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device for granulating melt material according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device for granulating melt material according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device for granulating melt material according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 4 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device for granulating melt material according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figure 5 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device for granulating melt material according to a fifth embodiment of the invention.
  • Figure 6 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device for granulating melt material according to a sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic partially cross-sectional view of a granulating device 10 for granulating melt material according to a first embodiment of the invention.
  • a perforated plate 2 with circularly arranged therein nozzles 1, from which melt material can escape.
  • a cutting arrangement with a cutter head 4 and knives 3, the cutter head 4 being driven by a cutter shaft 5 cooperating with a motor not shown here.
  • the knives on the rotating cutter head 4 are arranged so that they sweep the nozzles 1 in the perforated plate 2 circumferentially and thereby separate granules of the emerging there melt material.
  • Such a granulating device 10 has a cutting chamber 7 in a housing 6, which adjoins the perforated plate 2.
  • the housing 6 has annular elements 16, 17 and 18 towards the perforated plate.
  • the first ring element 16 is flanged to the extrusion head 14 and defines an annular first cavity, which serves as a first inflow chamber 8 for a cooling fluid, which can flow in via a first inlet 23.
  • the first inflow chamber 8 passes to the perforated plate 2 in a first Zuströmdüsenan angel 9, which is formed in this case as an annular slit nozzle and at an angle of between 30 and 90 °, preferably as shown in Figure 1 45 ° relative to an axis 15 of the rotating cutter head 4 is aligned with the perforated plate 2 and thus allows a first intensive cooling of the separated granules directly after the training of the same by the blades 3 of the cutter head 4.
  • a first Zuströmdüsenan angel 9 which is formed in this case as an annular slit nozzle and at an angle of between 30 and 90 °, preferably as shown in Figure 1 45 ° relative to an axis 15 of the rotating cutter head 4 is aligned with the perforated plate 2 and thus allows a first intensive cooling of the separated granules directly after the training of the same by the blades 3 of the cutter head 4.
  • the second ring element 17 has a second annular cavity in the form of a second one Inflow chamber 12 into which cooling fluid can flow via a second inlet 24 and flows through a second Zuströmdüsenan ever 13 in the cutting chamber 7.
  • the nozzle openings of the second Zuströmdüsenan instruct 13 are radially aligned in this first embodiment of the granulator 10 according to Figure 1, so that the precooled directly during the cutting process by first Zuströmdüsenan ever 9 granules are now ideally zentripetal accelerated in the direction of the axis of rotation 15 of the rotary head 4 and thus prevented be to touch the inner wall of the housing 6 prematurely.
  • the granules can consequently be kept longer in the cooling fluid before they strike the inner wall of the housing 6. In addition, they are still intensively cooled by the resulting turbulence and their adhesiveness advantageously further reduced. Due to the two independent cooling fluid flows, on the one hand from the first Zuströmdüsenan Aunt 9 and the other By varying the state of aggregation, direction, velocity, pressure, temperature, density, flow rate, and / or the composition of the cooling fluid into the cutting chamber 7, the process control can be controlled or regulated in an improved manner from the second inflow nozzle arrangement 13 arranged axially of the first inflow nozzle arrangement 9.
  • exit surface F s of the annular gap nozzle of the first Zuströmdüsenan instruct 9 with an annular gap width b and a ring nozzle diameter Ds and the outflow F D of the second Zuströmdüsenan instruct 13 of individual nozzle bores with a nozzle diameter D D and a nozzle number n both about have equal outflow total areas, so that
  • F s F D (sum of the individual nozzles) is a diameter of a single second inflow nozzle of 8 mm for a number of 4 to provide second inflow nozzles or 4 mm at 16 second inflow nozzles and about 3.2 mm at 24 second inflow nozzles.
  • the ring member 18 may be equipped with larger nozzle diameters D D , for example, so that a larger Bacausström formation for the second Zuströmdüsenan ever 13 with respect to the first Inflow nozzle assembly 9 results.
  • D D larger nozzle diameters
  • the cooling fluids of the first and seconddefluidzuström boots may also have different temperatures and different densities and different coolant compositions.
  • the ring members 16 and 17 determine the size of the annular inflow chambers 8 and 12, respectively, the gap widths b and the diameter D D are defined by the configuration of the ring member 18.
  • the geometry of the first inflow nozzle arrangement 9 and of the second inflow nozzle arrangement 13 can thus be varied.
  • the cutting chamber has an outlet 11 which is flanged tangentially to the housing 6 and which discharges the granulating-enriched rotating cooling fluid flow tangentially out of the granulating device 10.
  • the rotation of the cooling fluid flow is essentially caused by the rotating blades.
  • the rotation can be assisted by appropriate alignment of the inflow nozzles of the second inflow nozzle assembly 13 when they are provided with an additional tangential component to their radial orientation shown in FIG.
  • FIG. 1 A second embodiment of an apparatus for granulating melt material is shown with the granulator 20 of FIG. 1 .
  • Components having the same functions as in FIG. 1 are identified by the same reference numerals in the following figures and will not be discussed separately.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the granulating device 30 of the invention, in which the radial orientation of the additional second inflow nozzle arrangement 13 is maintained, but the orientation of the annular gap of the first Zuströmdüsenan extract 9 is now also limited to a radial component.
  • both the design of the ring element 18 and of the ring element 16 in the area of the first inflow nozzle arrangement 9 are adapted to the requirements of the radial orientation for a centripetal acceleration of the cooling fluid.
  • a granulating device 40 is presented which further varies the alignment of the first supply nozzle arrangement 9 in the form of an annular gap and imposes on the first cooling fluid flow a distinct axial component which is directed away from the perforated plate 2.
  • the contour of the ring member 16 in the region of the first feed nozzle assembly 9 is adapted.
  • FIG. 5 shows a further possibility in the form of a fifth embodiment of a granulating device 50 in which the positions of an annular gap nozzle opening for the cooling fluid and the arrangement of nozzle bores of an inflow nozzle arrangement with respect to the perforated plate 2 are interchanged.
  • the arrangement of the ring elements 16, 17 and 18 is changed to each other.
  • the ring element 18 is now fixed radially symmetrically between the ring elements 16 and 17 and only affects the gap width b of an annular gap nozzle, which is now used as a second inflow nozzle arrangement 13 and at the same time has a flow orientation which provides an axial component in this fifth embodiment of a granulation device 50 ,
  • the width of the annular gap nozzle can be adapted to different process requirements by replacing the ring element 18.
  • FIG. 6 shows a granulating device 60 in which the arrangement of the first inflow nozzle arrangement 9 and the second inflow nozzle arrangement 13 are retained as in FIG. 5, but an externally accessible actuating mechanism 25 is additionally provided, with which the gap width b of an annular gap nozzle for the second inflow nozzle assembly 13 can be varied without having to replace the ring member 18 as shown in FIG.
  • This adjusting mechanism 25 essentially has a further ring element in the form of an adjusting ring 21, which has an internal thread, which is in engagement with an external thread of an inner cylinder 26 of the housing 6.
  • the housing 6 has an outer adjusting slot 29, in which an actuating arm 27 is arranged.
  • the adjusting slot 29 allows a Pivoting the actuator arm 27, for example, up to 90 ° while rotating the adjusting ring 21 by a quarter turn, whereby a ring member 19, the width b of the annular gap nozzle of the second Zuströmdüsenan angel 13 changed.
  • a driver 28 couples the adjusting ring 21 with the ring member 19 in the form of a bayonet-type coupling 22, so that upon pivoting of the actuating arm 27, the gap width b can be reduced by rotating the adjusting ring 21 by means of the coupled ring member 19 and / or increased.

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Granulatkörnern aus einem Schmelzematerial, mit einer Lochplatte (2) mit darin angeordneten Düsen (1), wobei der Lochplatte eine Schneidanordnung mit einem Messerkopf (4) mit zumindest einem Messer (3) gegenüberliegt, wobei die Vorrichtung des weiteren eine Schneidkammer (7) in einem Gehäuse (6) aufweist, die von einem Kühlmedium, welches aus einer Zuströmeinrichtung (8, 9) in die Schneidkammer (7) eingeleitet wird, durchströmt wird, wobei zumindest abschnittsweise umfänglich zumindest im Rotationsbereich des zumindest einen Messers eine oder mehrere zusätzliche Zuführöffnung/en (12, 13) für einen zusätzlichen Strom von Kühlmedium zur Schneidkammer mit einer solchen Ausrichtung vorgesehen ist/sind, dass dieser zusätzliche Kühlmediumstrom sich von dem durch die Zuströmdüsenanordnung (9) zuströmenden Kühlmedium zumindest in einem der folgenden Parameter unterscheidet: Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder Zusammensetzung.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Granulieren von Schmelzematerial
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial, z.B. aus einem Material oder Materialmix von pharmazeutischem Wirkstoff oder z.B. einem Kunststoffschmelzematerial, wie etwa einem Polymerschmelzematerial, zu Granulatkörnern, insbesondere z.B. zur Herstellung von pharmazeutischen Erzeugnissen aus einem entsprechenden Schmelzematerial, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Schmelzematerial allgemein wird heute beispielsweise durch Granulierung be- und verarbeitet. Bei der Granulierung von Schmelzematerial, bisher insbesondere z.B. von Kunststoffen, kommen generell häufig Extruder oder Schmelzepumpen zum Einsatz. Diese Extruder oder Schmelzepumpen drücken geschmolzenes Kunststoffausgangsmaterial durch Düsen einer Lochplatte in ein Kühlmedium, z.B. Wasser. Dabei wird das aus den Öffnungen der Düsen austretende Material von einer Messeranordnung mit zumindest einem umlaufenden Messer dort abgetrennt, so dass Granulatkörner entstehen. Entsprechende Vorrichtungen, welche beispielsweise Verfahren zur Unterwassergranulierung ausführen, sind als Unterwassergranulierungsanlagen beispielsweise unter der Produktbezeichnung SPHERO® des Unternehmens Automatik Plastics Machinery GmbH bekannt.
Anlagen zur Durchführung eines Trockenheißabschlags in Luft als Kühlmedium gibt es auch schon sehr lange im Markt, da sie verhältnismäßig einfach zu konstruierende Maschinen zum Granulieren von strangextrudierten Thermoplasten darstellen. Dabei werden aus der Lochplatte austretende Schmelzestränge durch dichtest möglich an der Oberfläche rotierende Messer und durch die dem Strangmaterial innewohnende Trägheit in kleine Stücke zu Granulatkörnern zerhackt. Durch die Messerrotation wird aus der Umgebung bzw. dem Inneren des Gehäuses Luft angesaugt, welche die Granulatkörner mehr oder weniger frei und zentrifugal vom Schnittort wegleitet.
Bei dem Granulieren nach dem Trockenheißabschlagverfahren wird generell z.B. eine schmelzflüssige Polymermatrix durch eine Anordnung von einer Düse oder mehreren Düsen gepresst, die in einer planen Oberfläche endet oder enden, welche von einer Messeranordnung aus einem oder mehreren Messern überstrichen wird. Der austretende Strang wird von dem einen oder den Messern in kleine Einheiten, so genannten Granulatkörner unterteilt, die jedes für sich zunächst noch schmelzflüssig sind.
Die dabei auftretenden Probleme liegen in der schlechten Kühlung der Messer, die mit der Zeit überhitzen und verkleben können, sowie der Neigung zum allgemeinen Verkleben und Verstopfen solcher Anlagen insbesondere bei höheren Durchsätzen mit großen Stückzahlen von herzustellenden Granulatkörnem unter realen Produktionsbedingungen. Weiter neigen so hergestellte Granulatkörner, zumal wenn die Viskosität des Schmelzematerials relativ hoch ist, zu zylindrischen und irregulären Formen, wobei gerade bei pharmazeutischen Materialien in den Folgeanwendungen eher sehr viele kugelförmige Granulatkörner einheitlicher Größe benötigt werden.
Im Weiteren werden die Granulatkörner durch Abkühlung unter die Erstarrungstemperatur der Polymermatrix gebracht, so dass sie sich verfestigen und dabei die der Schmelze eigene Klebrigkeit und Neigung zum Anhaften an einer Oberfläche oder untereinander verliert. Dem Stand der Technik zu Folge wird dabei weiter unterteilt in solche Verfahren und sie anwendende Maschinen, die als Kühlmedium Wasser oder eine ähnliche Flüssigkeit verwenden, so genannten Unterwasser-Heißabschlägen, und so genannten Trocken-Heißabschlägen, das sind solche, bei denen die Kühlung nach dem Schnitt zunächst unter Ausschluss eines flüssigen Mediums nur mit Gas (bevorzugt Luft) vorgenommen wird, oder einem Nebel, der aus einem Gemisch aus einem Gas und Flüssigkeitstropfen besteht. Letztere Gruppe wird weiter unterschieden nach der Art einer weiteren, prozesstechnisch gesehen stromabwärts angeordneten Kühlungsart, nämlich solchen Verfahren und Maschinen, bei denen die mehr oder weniger Zylinder- bis kegelstumpfartige Wand der Schneidkammer von einem Wasserfilm überströmt wird, in den die Granulatkörner hineinfallen und mit dem sie aus der Schneidvorrichtung heraus transportiert werden. Diese werden auch Wasserringpelletizer genannt.
Sollen jedoch Produkte granuliert werden, bei denen der Kontakt mit Wasser unerwünscht ist, so werden Granulatoren eingesetzt, bei denen die frisch geschnittenen, noch schmelzflüssigen Granulatkörner ausschließlich durch das Kühl- und Transportgas gekühlt werden. Es ist aber typisch für die dem Stand der Technik entsprechenden Maschinen, dass zum Einen die frisch geschnittenen Granulatkörner durch die Fliehkraft der Messeranordnung radial nach außen beschleunigt werden, zum Anderen, dass der Kühlprozess relativ langsam verläuft und dadurch das Granulat einen relativ weiten Weg im freien Flug zurücklegen muss, bevor es mit einer Oberfläche in Kontakt kommen darf. Dadurch bauen solche Granulatoren auch bei geringen Durchsätzen bereits sehr groß. Die Größe und der im Verhältnis dazu geringe Kühlgasdurchsatz bringen mit sich, dass es zu internen Verwirbelungen kommt, wodurch ein Teil der Granulatkörner zu früh mit den Gehäuse- und sonstigen Maschinenteilen in Kontakt gerät und dort kleben bleiben kann. Ferner wird als Kühlgas typischerweise Umgebungsluft angesaugt, die für sich bereits mit Staub und unerwünschten Substanzen beladen sein kann, und für welche eine Kontrolle der Eigenschaften Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und Staubfreiheit nur aufwändig, wenn überhaupt, möglich ist.
Es wäre wünschenswert zur Erlangung eines möglichst störungsarmen Laufs einer Granulieranlage, dass die Granulatkörner hinreichend schnell abkühlen, so dass sie bereits über eine erstarrte Oberfläche verfügen, bevor sie mit Gehäuse- oder Messerteilen oder mit anderen Granulatkörnern in Kontakt geraten. Die Kühlgeschwindigkeit ist in erster Linie eine Funktion des Temperaturunterschieds und in zweiter Linie eine Funktion des schnellen Austausche von Volumenelementen des Gases untereinander, was in der Fachwelt mit dem Turbulenzgrad bezeichnet wird. Als Kennzahl für den Turbulenzgrad kann die Reynoldszahl herangezogen werden. Dabei hängt die Kühlwirkung primär von den Eigenschaften der Polymerschmelze (speziell Temperatur, Wärmekapazität, Oberfläche, Wärmeleitfähigkeit, Partikelgröße, spezifische Oberfläche) und des Kühlgases selbst (speziell Temperatur, Wärmekapazität, Turbulenzgrad, Massenstromverhältnis Kühlgas/Polymer-Granulatkörner) ab. Die meisten dieser Faktoren sind entweder Materialkonstanten oder prozesstechnisch vorgegebene Parameter, so dass die Kühlwirkung nur durch wenige Möglichkeiten in ihrer Intensität beeinflusst werden kann. Letztlich muss der Wärmeinhalt der Polymergranulatkörner auf das Kühlgas übertragen werden. Unter Vernachlässigung des Wärmeaustausche mit Gehäuse- und anderen Maschinenteilen gilt dabei, dass die Wärmeinhaltsdifferenz des Schmelzematerials gleich der Wärminhaltsdifferenz des Kühlgases ist.
Die oben erwähnte SPHERO® Serie des Unternehmens Automatik Plastics Machinery GmbH weist unter der Bezeichnung THA eine Granuliervorrichtung mit einer Kühl- und Transportluftzuführung auf, die durch einen rings um die Lochplatte laufenden, auf einen Lochkreis aus Düsen gerichteten, verstellbaren Spalt die Kühl- und Transportluft auf den Lochkreis richtet. Dadurch ist der Kühl- und Transportluftstrom genau auf die Stelle gerichtet, an dem die zu granulierende, auf eine Temperatur deutlich oberhalb des Schmelzpunktes oder des Erweichungsbereichs aufgeheizte Masse aus den Gestalt gebenden Düsenöffnungen austritt und durch die umlaufenden Messer in Granulate zerteilt wird.
Dabei soll die Oberfläche des in Entstehung befindlichen Granulate soweit herunter gekühlt werden, dass den typischen Materialien im schmelzflüssigen Zustand die eigene Klebrigkeit soweit als möglich unterdrückt und durch die ebenfalls den typischen Materialien bei Temperaturabsenkung speziell im Bereich knapp oberhalb des Schmelzpunktes eigene Erhöhung der Viskosität, zumindest an der Oberfläche und in oberflächennahen Schichten der Granulate soweit verfestigt wird, dass das frisch erzeugte Granulat beim Abtransport durch das Kühlfluid in Form von Kühl- und/oder Transportluft seine Gestalt weitgehend beibehält. Zugleich wird die Oberfläche der Lochplatte im Bereich der über ihre Oberfläche kreisförmig hinweg streichenden Messer gekühlt und die durch die Oberfläche kreisförmig hinweg streichenden Messer eingebrachte Reibungswärme zumindest teilweise entfernt und dadurch ein Anhaften eines sich beim Abtrennen der zu bildenden Granulate zwischen der Oberfläche der Lochplatte und den auf der Oberfläche der Lochplatte aufliegenden, kreisförmig über sie hinweg streichenden Messer bildenden Schmelzfilm weitgehend unterbunden.
Ist die kühlende Wirkung der durch den ringförmigen, auf die kreisförmige Anordnung der Gestalt gebenden Düsenbohrungen gerichteten Luftmenge zu intensiv, kann jedoch der Effekt eintreten, dass die Lochplatte an der Oberfläche und in den oberflächennahen Schichten zu weit abgekühlt wird und dadurch die aus dem heißen Bereich hinter der Lochplatte zuströmende Masse unter den Schmelzpunkt oder den Erweichungsbereich abgekühlt und dadurch bereits vor dem Verlassen der Gestalt gebenden Düsenbohrungen erstarrt und dadurch die Fließkanäle verstopft oder blockiert.
Dem kann begegnet werden, in dem die Temperatur des Kühlfluids angehoben wird, jedoch besteht dann die Gefahr, dass entweder die Oberfläche der Granulate nicht mehr hinreichend unter die Temperaturschwelle abgekühlt wird, oberhalb derer die Oberfläche klebrig wird, wodurch im Weiteren Anhaftungen von Granulaten aneinander und an den inneren Oberflächen des Granulators entstehen können, welche die Produktion von Granulaten behindern oder den Produktionsprozess zum Erliegen bringen können.
Eine weitere Methode zum Verhindern des Einfrierens der Gestalt gebenden Düsenbohrungen besteht in der Reduktion des Massenstroms des Kühlfluids, wodurch in Summe ebenfalls weniger Wärme auf die Lochplatte übertragen beziehungsweise im Verfahren des Querstromwärmetauschs der Lochplatte entzogen wird. Jedoch kann beim Unterschreiten einer bestimmten, kritischen Luftmengenzufuhr das Transportvermögen des zuströmenden Kühlfluids soweit zurückgehen, dass es zu Ablagerungen aus Granulaten speziell im unteren Gehäuseteil kommen kann, wo die benachbart zu liegen kommenden Granulate einander von der Zufuhr kühlenden Kühlfluids abschirmen, so dass sich die Oberfläche der Granulate unter dem Einfluss von innen nachströmender Wärme wieder aufheizt bis über die Temperaturschwelle hinaus, oberhalb derer die Oberfläche klebrig wird, wodurch im Weiteren Anhaftungen von Granulate aneinander und an den inneren Oberflächen des Granulators entstehen können, welche die Produktion von Granulaten behindern oder den Produktionsprozess zum Erliegen bringen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache wirkungsvolle Einstellbarkeit des Volumenstroms des Kühlfluids zu einer Schneidkammer einer Granulationsvorrichtung sowohl für die Zuführung von flüssigem wie auch von gasförmigem Kühlfluid, beispielsweise Wasser oder Prozessluft zu schaffen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. des nebengeordneten Anspruchs 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den anhängigen Ansprüchen.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Granulatkörnern aus einem Schmelzematerial. Das Schmelzematerial tritt aus einer Lochplatte mit darin angeordneten Düsen aus. Die Lochplatte ist gegenüber einer Schneidanordnung mit einem Messerkopf mit zumindest einem Messer angeordnet und wird von einer Messerwelle, die mit einem Motor verbindbar ist, angetrieben. Das zumindest eine Messer überstreicht umlaufend die Düsen in der Lochplatte und trennt dabei Granulatkömer des dort austretenden Schmelzematerials ab.
Die Vorrichtung weist eine Schneidkammer in einem Gehäuse auf, welche an die Lochplatte anschließt und das zumindest eine Messer der Schneidanordnung umgibt. Die Schneidkammer wird von einem Kühlmedium durchströmt, welches aus einer Zuströmeinrichtung in die Schneidkammer eingeleitet wird. Dabei werden die Granulatkörner aus dem Schmelzematerial in dem Kühlmedium verfestig. Die Zuströmdüsenanordnung ist von einer separate Zuströmkammer im Rotationsbereich des zumindest einen Messers umfänglich umgeben. Die Zuströmkammer ist umfänglich um die Schneidkammer so angeordnet, dass dort das Kühlmedium umfänglich von verschiedenen Seiten radial von außen nach innen oder im Wesentlichen radial von außen nach innen in die Schneidkammer einleitbar ist. Im Rotationsbereich wird dadurch eine zentripetale oder zumindest im Wesentlichen zentripetale Strömung des Kühlmediums ausgebildet. Im Weiteren wird das Kühlmedium und die darin befindlichen Granulatkörner einem Auslass der Schneidkammer zugeführt.
Im Rotationsbereich ist eine zweite zumindest abschnittsweise umfänglich oder sind mehrere zusätzliche Zuführöffnung(en) für einen zusätzlichen Strom von Kühlmedium zur Schneidkammer vorgesehen. Die zweite bzw. zweiten zusätzliche(n) Zuführöffnung(en) hat bzw. haben eine solche Ausrichtung, dass der zusätzliche Strom von Kühlmedium sich von dem durch die zweite zusätzliche Zuströmdüsenanordnung zuströmenden Strom des Kühlmediums zumindest in einem der folgenden Parameter unterscheidet: Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder Zusammensetzung.
Mit dieser Ausführungsform weist in vorteilhafter Weise ein Teil des Gehäuses, der einem die zur Kühlung der Lochplatten- und Granulatoberfläche und zum Abtransport der erzeugten Granulate zuführenden vorzugsweise Ringspalt direkt benachbart ist, eine zusätzliche Öffnung oder eine Anordnung von miteinander durch einen umlaufenden Kanal oder andere zur in geeignetem Maße gleichmäßig oder hinreichend gleichmäßig verteilenden Anordnung verbundenen Öffnungen auf, die zumindest abschnittsweise die Gesamtheit des Gehäuseumfangs umspannt.
Durch diese zweite zusätzliche Zuführdüseneinrichtung kann eine von dem ersten, rings um die Lochplatte laufenden, auf den Lochkreis gerichteten, verstellbaren Spalt eintretende Kühlfluidmenge verschiedene zweite Kühlfluidmenge in vorteilhafter Weise zur Steuerung des Granulierprozesses zur Verfügung gestellt werden. Dabei können sich zur Optimierung des Granulierprozesses die erste und die zweite Kühlfluidmenge in Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder Zusammensetzung unterscheiden.
In diesem Zusammenhang ist unter Kühlfluidmengen mit unterschiedlichem Aggregatszustand zu verstehen, dass die erste Kühlfluidmenge beispielweise Kühlgase aufweist, während die zweite Kühlfluidmenge aus Kühlflüssigkeit bestehen kann und umgekehrt. Es können allerdings erste und zweite Kühlfluidmenge auch entweder Kühlflüssigkeit/Kühlflüssigkeiten oder Kühlgas/Kühlgase sein. Unter Kühlfluidmengen mit unterschiedlicher Richtung ist zu verstehen, dass die Zuführdüsen der ersten Kühlfluidmenge in einem zur Rotationsachse der Schneidmesser und/oder zum Radius der Schneidkammer unterschiedlich zu den Zuführdüsen der zweiten Kühlfluidmenge ausgerichtet sind. Eine unterschiedliche Geschwindigkeit in Bezug auf die erste und zweite Kühlfluidmenge kann bei gleicher Struktur der Zuführdüsen der erste und der zweiten Kühlfluidmenge durch einen unterschiedlichen Aggregatszustand, einen unterschiedlichen Förderdruck auf die Kühlfluidmengen und/oder unterschiedliche Temperaturen, Dichten und Zusammensetzungen der Kühlfluidmengen zurückzuführen sein. Mit unterschiedlichen Strukturen der Zuführdüsen, wie engere oder weitere Düsenöffnungen, längere oder kürzere Düsenkanäle kann die Austrittsgeschwindigkeit der Kühlfluidmengen weiter beeinflusst werden. Unter einem unterschiedlichen Durchsatz von Kühlfluidmengen ist weiterhin eine unterschiedliche Kühlfluidmenge pro Zeiteinheit zu verstehen. Insbesondere wird durch derartige Variationsmöglichkeiten der ersten Kühlfluidmenge, die näher an der Lochplatte austritt, in vorteilhafter Weise bewirkt, dass der aus den Gestalt gebenden Düsenbohrungen der Lochplatte austretende Schmelzestrom in der Phase, in der er noch nicht durch die umlaufenden Messer in Granulate zerteilt ist und daher potentiell mit einer anderen, typischer Weise höheren Geschwindigkeit angeströmt wird, mit einer den örtlichen Verhältnissen angepassten Kühlintensität beaufschlagt werden. Diese angepasste Kühlintensität erlaubt es, dass das für den Fluss der Schmelze in den Gestalt gebenden Düsenbohrungen der Lochplatte notwendige Temperaturniveau aufrecht erhalten werden kann.
Gleichwohl kann aber eine Abkühlung und Verfestigung der Granulatoberfläche bereits eingeleitet werden. Im sich daran anschließenden Prozessschritt kann nach dem Abtrennen eines Teils des Schmelzestroms und der Bildung zu Granulaten durch die Einwirkung des Massenstroms aus der zweiten zusätzlichen Kühlfluid Zuführeinrichtung, welche eine andere Temperatur, Menge, Dichte und Geschwindigkeit bereit stellt, das frisch gebildete Granulat, welches sich nach einer kurzen Beschleunigungsphase typischer Weise mit einer der Geschwindigkeit der sie umgebenden Kühlfluidmenge angenäherten Geschwindigkeit fortbewegt und dadurch einer vergleichsweise geringen Kühlintensität unterliegt, in einer für die Unterdrückung einer die Produktion erschwerenden Klebrigkeit und einer der weiteren Verfestigung dienlichen Temperatur und einer die Entstehung von Produktion behindernden Ablagerungen unterbindenden Geschwindigkeit abtransportiert werden.
Um die oben aufgeführten Vorteile einer zweiten Kühlfluid-Zuführvorrichtung zu realisieren, werden im Folgenden weitere Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf eine neue Granuliervorrichtung im Detail erörtert.
Zunächst wird vorgeschlagen, wie oben bereits erwähnt, dass die erste Zuströmdüsenanordnung als ringförmige, in ihrer Schlitzbreite verstellbare Schlitzdüse ausgebildet ist, wobei beispielsweise in einer Vorkammer der Ringschlitzdüse verstellbare Schaufeln, verdrehbare Platten oder andere Verstellelemente angeordnet sind, die den Durchsatz durch die Ringschlitzdüse regeln. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auch die zweiten zusätzlichen Zuführdüsenöffnungen in ähnlicher Weise verstellbar aufgebaut sein, so dass die eine zusätzliche Zuführdüsenöffnung als ringförmige, in ihrer Schlitzbreite verstellbare Schlitzdüse ausgebildet ist. Die Verstellbarkeit der Schlitzbreie kann vorzugsweise durch zwei gegeneinander axial verschiebbare Ringelemente, zwischen denen sich die Ringschlitzdüse ausbildet, erreicht werden. Bei einem Zusammenfahren der Ringelemente kann der Ringschlitz bis auf 0 zusammengefahren werden und beim Auseinanderfahren der Ringelemente kann die Schlitzbreite zwischen den Ringelementen präzise und reproduzierbar eingestellt werden.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die eine oder mehrere zusätzliche(n) zweite(n) Zuführöffnung(en) mit einem ringförmig umlaufenden Kanal in Fluidverbindung steht bzw. stehen, so dass mit einer gleichmäßig über den Umfang verteilten Anordnung der Öffnungen in vorteilhafter Weise ein Ring aus Zuführöffnungen zur Verfügung steht, der unabhängig von der ersten Kühlfluidzuführeinrichtung zur Optimierung des Prozessverlaufs einsetzbar und steuerbar ist. Dazu können die Öffnungen als Bohrungen oder als radial oder als axial oder als schräg ausgerichtete und begrenzte Schlitze ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine erste Zuströmdüsenanordnung axial näher an der Lochplatte angeordnet ist als die eine oder mehreren zusätzliche(n) Zuführöffnung(en) einer zweiten Zuströmdüsenanordnung. Damit ist der Vorteil verbunden, dass im Bereich der Lochplatte eine deutlich verbesserte Steuerung des Wärmehaushalts der Lochplatte möglich ist, da die für den Abtransport der abgetrennten Granulate notwendigen Fluidmenge unabhängig durch die zweite zusätzliche Zuströmdüsenanordnung übernommen werden kann.
Alternativ ist es auch möglich, dass die eine oder die mehreren zweiten zusätzliche(n) Zuführdüsenöffnung(en) axial näher an der Lochplatte angeordnet ist/sind als die erste Zuströmdüsenanordnung. Diese alternativen Lösungen zeigen vergleichsweise die anhängenden Figuren 1 und 5. Dabei sind die eine oder mehreren zusätzlichen Zuführöffnung(en) im Bereich um die Lochplatte herum angeordnet und entfalten in vorteilhafter Weise einen Jetstream aus Kühlfluid, der das Ablösen der noch klebrigen Granulate von den Messerkanten unterstützt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die eine oder mehreren zusätzlichen Zuführöffnung(en) der zweiten zusätzlichen Zuströmdüsenanordnung radial parallel zur Ebene der Lochplatte nach innen gerichtet oder in einem Winkel von bis zu 30° von der Ebene der Lochplatte weg zur Schneidkammer hin radial nach innen geneigt angeordnet ist/sind. Durch den Winkel von bis zu 30 ° bzw. bis zu 6o° in Bezug auf die Rotationsachse des Messerkopfes erfährt das Transport- und Kühlfluid eine axiale Beschleunigungskomponente zusätzlich zu der zentripetalen Beschleunigung. Diese zusätzlich axiale Beschleunigungskomponente zwingt in vorteilhafter Weise das Kühlfluid mit den abgetrennten Granulaten in eine schraubenförmig rotierende Strömungsrichtung bis zu einem tangential ausgerichteten Auslass, was die Transporteffizienz der Granulate verbessert und die Verweilzeit in der Schneidkammer ohne Wandkontakt verlängert.
Darüber hinaus ist es zusätzlich möglich, anstelle von radial auf die Rotationsachse ausgerichtete Zusatzdüsenöffnungen, für eine Ausströmrichtung der Zusatzdüsenöffnungen eine tangentiale Komponente unter einem Winkel zwischen 90° und 60° in Bezug auf eine Tangente zur Wandung der Schneidkammer vorzusehen und damit von der rein zentripetalen Beschleunigung des zweiten Kühlfluidmediums bei 90° in Bezug auf die Tangente zugunsten einer verbesserten Transportausrichtung der Granulate in dem Kühlfluidmedium abzuweichen.
Für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Granulatkörnem aus einem Schmelzematerial ergeben sich nachfolgende Verfahrensschritte. Zunächst wird das Schmelzematerial aus einer Lochplatte mit darin angeordneten Düsen ausgepresst. Die Lochplatte wird dabei von einer der Lochplatte gegenüberliegenden Schneidanordnung die an einem Messerkopf zumindest ein Messer aufweist umlaufend überstrichen, wobei das Messer von einer Messerwelle die mit einem Motor zusammenwirkt, angetrieben wird. Dabei wird das Schmelzematerial zumindest von dem einen Messer abgetrennt.
Die Schmelzestränge aus den Düsen der Lochplatte werden in einer Schneidkammer in einem Gehäuse dem rotierenden Messer ausgesetzt, während gleichzeitig ein Kühlmedium die Schneidkammer durchströmt. Dieses Kühlfluid wird von einer ersten Zuströmeinrichtung bereitgestellt, so dass die Oberflächen der abgetrennten Granulate verfestigt wird. Das Kühlmedium wird von einer ersten separaten Zuströmkammer geliefert, welche die Schneidkammer im Rotationsbereich des zumindest einen Messers umfänglich umgibt. Die Granulatkörner aus dem Schmelzematerial werden in dem Kühlmedium zumindest an der Oberfläche verfestigt. Dazu wird Kühlmedium umfänglich von verschiedenen Seiten radial von außen nach innen oder im Wesentlichen radial von außen nach innen in die Schneidkammer eingeleitet, wobei zumindest im Rotationsbereich eine zentripetale oder zumindest im Wesentlichen zentripetale Strömung des Kühlmediums ausgebildet wird und im Weiteren das Kühlmedium und die darin befindlichen Granulatkörner einem Auslass der Schneidkammer zugeführt werden. Mit einer zweiten zusätzlichen Zuführdüsenanordnung, die beabstandet und getrennt von der ersten Zuführdüsenanordnung angeordnet ist, wird ein zusätzlicher Strom von Kühlmedium zur Schneidkammer mit einer solchen Ausrichtung geführt, dass der zweite zusätzliche Strom von Kühlmedium sich von dem ersten Strom von Kühlmedium durch mindestens einen der folgenden Parameter unterscheidet: Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder Zusammensetzung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beispielhaft erläuterten Ausführungsformen näher beschrieben werden.
Figur 1 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 4 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 5 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
Figur 6 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt eine schematische teilweise quergeschnittene Ansicht einer Granuliervorrichtung 10 zum Granulieren von Schmelzematerial gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dazu ragt aus einem Extrusionskopf 14 eine Lochplatte 2 mit darin kreisförmig angeordneten Düsen 1 heraus, aus welchen Schmelzematerial austreten kann. An der Lochplatte 2 ist eine Schneidanordnung mit einem Messerkopf 4 und mit Messern 3 angeordnet, wobei der Messerkopf 4 von einer Messerwelle 5 angetrieben wird, die mit einem hier nicht gezeigten Motor zusammenwirkt. Die Messer auf dem rotierenden Messerkopf 4 sind derart angeordnet, dass sie die Düsen 1 in der Lochplatte 2 umlaufend überstreichen und dabei Granulatkörner des dort austretenden Schmelzematerials abtrennen.
Eine derartige Granuliervorrichtung 10 weist eine Schneidkammer 7 in einem Gehäuse 6 auf, welches sich an die Lochplatte 2 anschließt. Das Gehäuse 6 weist zur Lochplatte hin Ringelemente 16, 17 und 18 auf. Das erste Ringelement 16 ist an den Extrusionskopf 14 angeflanscht und begrenzt einen ringförmigen ersten Hohlraum, der als erste Zuströmkammer 8 für ein Kühlfluid dient, das über einen ersten Einlass 23 einströmen kann. Die erste Zuströmkammer 8 geht zur Lochplatte 2 hin in eine erstem Zuströmdüsenanordnung 9 über, die in diesem Fall als ringförmige Schlitzdüse ausgebildet ist und in einem Winkel von zwischen 30 und 90° vorzugsweise wie in Figur 1 gezeigt 45° gegenüber einer Achse 15 des rotierenden Messerkopfes 4 auf die Lochplatte 2 zu ausgerichtet ist und damit eine erste intensive Kühlung der abgetrennten Granulate direkt nach der Ausbildung derselben durch die Messer 3 des Messerkopfes 4 ermöglicht.
Um die in der obigen Beschreibung aufgeführten Probleme bei einem Granulieren des Schmelzematerials, das durch die kreisringförmig angeordnete Düsen 1 in der Lochplatte 2 in die Schneidkammer 7 gepresst wird, besser steuern zu können, weist das zweite Ringelement 17 einen zweiten ringförmigen Hohlraum in Form einer zweiten Zuströmkammer 12 auf, in die über einen zweiten Einlass 24 Kühlfluid einströmen kann und über eine zweite Zuströmdüsenanordnung 13 in die Schneidkammer 7 einströmt. Die Düsenöffnungen der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 sind in dieser ersten Ausführungsform der Granuliervorrichtung 10 gemäß Figur 1 radial ausgerichtet, so dass die direkt beim Schneidvorgang durch erste Zuströmdüsenanordnung 9 vorgekühlten Granulate nun ideal in Richtung auf die Drehachse 15 des Drehkopfes 4 zentripetal beschleunigt werden und damit daran gehindert werden, die Innenwandung des Gehäuses 6 vorzeitig zu berühren.
Mit Hilfe der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 können die Granulate folglich länger im Kühlfluid gehalten werden, bevor sie auf die Innenwandung des Gehäuses 6 treffen. Außerdem werden sie durch die dabei entstehenden Turbolenzen weiterhin intensiv gekühlt und ihre Klebefähigkeit in vorteilhafter Weise weiter verringert. Durch die zwei unabhängigen Kühlfluidströme, zum einen den aus der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 und zum andern den aus der zweiten axial der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 angeordneten Zuströmdüsenanordnung 13, kann durch Variation von Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder der Zusammensetzung des Kühlfluids in die Schneidkammer 7 die Prozessführung verbessert gesteuert bzw. geregelt werden. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Austrittsfläche Fs der ringförmigen Spaltdüse der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 mit einer Ringspaltbreite b und einem Ringdüsendurchmesser Ds und die Ausströmfläche FD der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 aus einzelnen Düsenbohrungen mit einem Düsendurchmesser DD und einer Düsenanzahl n beide etwa gleichgroße Ausströmgesamtflächen aufweisen, so dass
FD = FS ist.
Mit
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und
FS = K DS -b ergibt sich für den Düsenöffnungsdurchmesser DD der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 ein Wert von
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so dass sich beispielsweise bei einer Spaltbreite b = 1mm und einem Ringspaltdurchmesser Ds = 32 mm ein Düsendurchmesser für die Zuströmdüsenöffnungen der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 von 8 mm bei einer Anzahl von 2 zweiten Zuströmdüsen, von 4 mm bei einer Anzahl von 8 zweiten Zuströmdüsen, von ungefähr 2,28 mm bei 24 zweiten Zuströmdüsen und von 3 mm bei einer Anzahl 32 von zweiten Zuströmdüsen, die auf dem Umfang des Ringelements 18 verteilt sein können, ergibt.
Wird die Spaltbreite b = 1mm beibehalten, aber der Durchmesser des Ringspalts Ds auf 64 mm erhöht, so sind für eine gleichgroße Ausströmgesamtfläche Fs = FD (Summe der Einzeldüsen) ein Durchmesser einer einzelnen zweiten Zuströmdüse von 8 mm für eine Anzahl von 4 zweiten Zuströmdüsen vorzusehen bzw. von 4 mm bei 16 zweiten Zuströmdüsen und etwa 3,2 mm bei 24 zweiten Zuströmdüsen. Soll jedoch ein überwiegender Kühlstrom aus der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 in die Schneidkammer 7 einströmen, so kann das Ringelement 18 beispielsweise mit größeren Düsendurchmessern DD ausgestattet werden, so dass sich eine größere Gesamtausströmfläche für die zweite Zuströmdüsenanordnung 13 gegenüber der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 ergibt. Andererseits ist es auch möglich, den Druck des Kühlmittelzustroms zwischen der ersten Zuströmöffnung 23 und der zweiten Zuströmöffnung 24 unterschiedlich zu gestalten und dadurch den Unterschied in der Kühlfluidmenge zu regeln. Die Kühlfluide der ersten und der zweiten Kühlfluidzuströmeinrichtungen können auch unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Dichten sowie unterschiedliche Kühlmittelzusammensetzungen aufweisen.
Während die Ringelemente 16 und 17 die Größe der ringförmigen Zuströmkammern 8 bzw. 12 bestimmen, werden die Spaltbreiten b und der Durchmesser DD durch die Gestaltung des Ringelements 18 definiert. Durch Einsatz unterschiedlicher Ringelemente 18 kann somit die Geometrie der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 und der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 variiert werden.
Die Schneidkammer weist schließlich einen tangential zum Gehäuse 6 angeflanschten Auslass 11 auf, der den mit Granulaten angereicherten rotierenden Kühlfluidstrom tangential aus der Granuliervorrichtung 10 abführt. Die Rotation des Kühlfluidstroms wird im Wesentlichen durch die rotierenden Messer verursacht. Andererseits kann die Rotation durch entsprechende Ausrichtung der Zuströmdüsen der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 unterstützt werden, wenn diese mit einer zusätzlichen tangentialen Komponente zu ihrer in Figur 1 gezeigten radialen Ausrichtung ausgestattet werden.
Eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Granulieren von Schmelzematerial wird mit der Granuliervorrichtung 20 der Figur 2 gezeigt. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Figur 1 werden mit gleichen Bezugszeichen in den nachfolgenden Figuren gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
In Figur 2 wird die Ausrichtung der ringförmigen Düse der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 beibehalten und die Ausrichtung der Zuströmdüsen der zusätzlichen zweiten Zuströmdüsenanordnung ist gegenüber der Rotationsachse 15 von der in Figur 1 gezeigten radialen Ausrichtung um einen Winkel bis zu 30° von der Lochplatte 2 weg geneigt, so dass zwar die zentripetale Beschleunigung des Kühlfluidstroms vermindert beibehalten wird, jedoch gleichzeitig der Kühlfluidstrom eine axiale Beschleunigungskomponente erhält, so dass ein Fluidstrom ausgebildet werden kann, der schraubenförmig in Richtung auf den in Figur 1 gezeigten Auslass 11 strömt.
Mit Figur 3 wird eine dritte Ausführungsform der Granuliervorrichtung 30 der Erfindung vorgestellt, bei der die radiale Ausrichtung der zusätzlichen zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 beibehalten ist, jedoch die Ausrichtung des Ringspalts der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 nun ebenfalls auf eine radiale Komponente eingeschränkt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Auswirkungen des Kühlfluids auf die Lochplatte 2 verringert wird und somit die Gefahr des Einfrierens des Schmelzematerials in den Düsen 1 der Lochplatte 2 vermindert ist, bei gleichzeitiger Erhöhung der Kühlwirkung des Kühlfluids auf die Schneidkanten der Messer 3 des Messerkopfes 4. In diesem Fall wird sowohl die Gestaltung des Ringelementes 18 als auch des Ringelementes 16 im Bereich der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 den Erfordernissen der radialen Ausrichtung für eine zentripetale Beschleunigung des Kühlfluids angepasst.
In Figur 4 wird mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung eine Granuliervorrichtung 40 vorgestellt, die das Ausrichten der ersten Zuführdüsenanordnung 9 in Form eines Ringspalts weiter variiert und dem ersten Kühlfluidstrom eine deutliche axiale Komponente, die von der Lochplatte 2 weggerichtet ist, aufprägt. Dazu wird nicht nur die Struktur des Ringelements 18 geändert, sondern auch die Kontur des Ringelements 16 im Bereich der ersten Zuführdüsenanordnung 9 ist anzupassen.
In Figur 5 wird eine weitere Möglichkeit in Form einer fünften Ausführungsform einer Granuliervorrichtung 50 gezeigt, bei der die Positionen einer Ringspaltdüsenöffnung für das Kühlfluid und die Anordnung von Düsenbohrungen einer Zuströmdüsenanordnung in Bezug auf die Lochplatte 2 ausgetauscht sind. Außerdem ist die Anordnung der Ringelemente 16, 17 und 18 zueinander geändert. Das Ringelement 18 ist nun zwischen den Ringelementen 16 und 17 radial symmetrisch fixiert und beeinflusst nur noch die Spaltbreite b einer Ringspaltdüse, die nun als zweite Zuströmdüsenanordnung 13 eingesetzt ist und gleichzeitig eine Strömungsausrichtung aufweist, die eine axiale Komponente in dieser fünften Ausführungsform einer Granuliervorrichtung 50 vorsieht. Die Breite der Ringspaltdüse kann durch Austausch des Ringelements 18 unterschiedlichen Prozessanforderungen angepasst werden.
Mit Figur 6 wird schließlich eine Granuliervorrichtung 60 vorgestellt, bei der die Anordnung der ersten Zuströmdüsenanordnung 9 und der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 wie in Figur 5 beibehalten sind, jedoch zusätzlich ein von außen zugänglicher Stellmechanismus 25 vorgesehen ist, mit dem die Spaltbreite b einer Ringspaltdüse für die zweite Zustromdüsenanordnung 13 variiert werden kann, ohne das Ringelement 18, wie es Figur 5 zeigt, austauschen zu müssen.
Dieser Stellmechanismus 25 weist im Wesentlichen ein weiteres Ringelement in Form eines Stellrings 21 auf, der ein Innengewinde aufweist, das mit einem Außengewinde eines Innenzylinders 26 des Gehäuses 6 in Eingriff steht. Dazu weist das Gehäuse 6 einen äußeren Stellschlitz 29 auf, in dem ein Stellarm 27 angeordnet ist. Der Stellschlitz 29 ermöglicht ein Schwenken des Stellarms 27 beispielsweise bis 90° unter Drehen des Stellring 21 um eine Viertelumdrehung, wodurch ein Ringelement 19 die Breite b der Ringspaltdüse der zweiten Zuströmdüsenanordnung 13 verändert. Ein Mitnehmer 28 koppelt den Stellring 21 mit dem Ringelement 19 in Form einer bajonettartigen Kopplung 22, so dass beim Schwenken des Stellarms 27 die Spaltbreite b unter Drehen des Stellrings 21 mit Hilfe des gekoppelten Ringelements 19 verkleinert und/oder vergrößert werden kann.
Obwohl zumindest beispielhafte Ausführungsformen in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurden, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Granuliervorrichtung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der Granuliervorrichtung zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Konstruktion der Granuliervorrichtung von in beispielhaften Ausführungsformen beschriebenen Komponenten der mehrteiligen Kühlfluid-Zufuhreinrichtungen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
Automatik Plastics Machinery GmbH
Bezugszeichenliste
1 Düse
2 Lochplatte
3 Messer
4 Messerkopf
5 Messerwelle
6 Gehäuse
7 Schneidkammer
8 erste Zuströmkammer
9 erste Zuströmdüsenanordnung
10 Granuliervorrichtung (1. Ausführungsform)
11 Auslass
12 zweite Zuströmkammer
13 zweite Zuströmdüsenanordnung
14 Extrusionskopf
15 Achse (des Messerkopfes)
16 Ringelement
17 Ringelement
18 Ringelement
19 Ringelement
20 Granuliervorrichtung (2. Ausführungsform)
21 Stellring
22 bajonettartige Kopplung
23 erster Einlass
24 zweiter Einlass
25 Stellmechanismus
26 Innenzylinder
27 Stellarm
28 Mitnehmer
29 Stellschlitz
30 Granuliervorrichtung (3. Ausführungsform) 40 Granuliervorrichtung (4. Ausführungsform) 50 Granuliervorrichtung (5. Ausführungsform)
60 Granuliervorrichtung (6. Ausführungsform) b Spaltbreite
DD Düsendurchmesser
Ds Ringdüsendurchmesser
FD Düsenöffnungsfläche
Fs Ringdüsenfläche
n Anzahl der Düsenöffnungen

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung von Granulatkörnern aus einem Schmelzematerial, mit einer Lochplatte (2) mit darin angeordneten Düsen (1), aus welchen das Schmelzematerial austritt, wobei der Lochplatte (2) eine Schneidanordnung mit einem Messerkopf (4) mit zumindest einem Messer (3), und einer Messerwelle (5), angetrieben von einem Motor, gegenüberliegt, so dass das zumindest eine Messer (3) die Düsen (1) in der Lochplatte (2) umlaufend überstreicht und dabei Granulatkörner des dort austretenden Schmelzematerials abtrennt, wobei die Vorrichtung eine Schneidkammer (7) in einem Gehäuse (6) aufweist, welche an die Lochplatte (2) anschließt, zumindest das zumindest eine Messer (3) der Schneidanordnung umgibt und von einem Kühlmedium durchströmt wird, welches aus einer Zuströmeinrichtung (8,9) in die Schneidkammer (7) eingeleitet wird, so dass dabei die Granulatkörner aus dem Schmelzematerial in dem Kühlmedium verfestigt werden, wobei die Zuströmeinrichtung eine separate Zuströmkammer (8), welche die Schneidkammer (7) im Rotationsbereich des zumindest einen Messers (3) umfänglich umgibt, und eine umfänglich um die Schneidkammer (7) angeordnete Zuströmdüsenanordnung (9) zwischen der Zuströmkammer (8) und der Schneidkammer (7) aufweist, so dass dort das Kühlmedium umfänglich von verschiedenen Seiten radial von außen nach innen oder im Wesentlichen radial von außen nach innen in die Schneidkammer (7) einleitbar ist, wobei zumindest im Rotationsbereich eine zentripetale oder zumindest im Wesentlichen zentripetale Strömung des Kühlmediums ausgebildet wird und im Weiteren das Kühlmedium und die darin befindlichen Granulatkörner einem Auslass (11) der Schneidkammer (7) zugeführt werden
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest abschnittsweise umfänglich zumindest im Rotationsbereich eine oder mehrere zusätzliche Zuführöffnung(en) (12, 13) für einen zusätzlichen Strom von Kühlmedium zur Schneidkammer mit einer solchen Ausrichtung vorgesehen ist, dass der zusätzliche Strom von Kühlmedium sich von dem durch die Zuströmdüsenanordnung (9) zuströmenden Strom des Kühlmediums zumindest in einem der folgenden Parameter unterscheidet: Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder Zusammensetzung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmdüsenanordnung (9) als ringförmige, in ihrer Schlitzbreite verstellbare Schlitzdüse ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehrere zusätzliche Zuführöffnung(en) (12, 13) als ringförmige, in ihrer Schlitzbreite verstellbare Schlitzdüse ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehrere zusätzliche Zuführöffnung(en) (12, 13) als ringförmig umlaufender Kanal mit gleichmäßig über den Umfang verteilter Anordnung damit in Fluidverbindung stehenden Öffnungen ausgebildet ist, wobei die Öffnungen als Bohrungen, oder als radial oder als axial oder als schräg ausgerichtete und begrenzte Schlitze ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuströmdüsenanordnung (9) axial näher an der Lochplatte (2) angeordnet ist als die eine oder mehreren zusätzliche(n) Zuführöffnung(en) (12, 13).
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren zusätzliche(n) Zuführöffnung(en) (12, 13) radial parallel zur oder räumlich geneigt zur Ebene der Lochplatte (2) bis zu einem Winkel von 60° in Bezug auf die Rotationsachse des Messerkopfs ist/sind und/oder unter einem Winkel zwischen 90° und 60° in Bezug auf einer tangentiale Ausrichtung zur Wandung der Schneidkammer (7) angeordnet ist/sind.
7. Verfahren zur Herstellung von Granulatkörnern aus einem Schmelzematerial, bei welchem das Schmelzematerial aus einer Lochplatte (2) mit darin angeordneten Düsen (1) austritt, von einer der Lochplatte (2) gegenüberliegenden Schneidanordnung mit einem Messerkopf (4) mit zumindest einem Messer (3), und einer Messerwelle (5), angetrieben von einem Motor, so dass das zumindest eine Messer (3) die Düsen (1) in der Lochplatte (2) umlaufend überstreicht abgetrennt wird, wobei eine Schneidkammer (7) in einem Gehäuse (6) vorgesehen wird, welche an die Lochplatte (1) anschließt, zumindest das zumindest eine Messer (3) der Schneidanordnung umgibt und von einem Kühlmedium durchströmt wird, welches aus einer Zuströmeinrichtung (8,9) in die Schneidkammer (7) eingeleitet wird, so dass dabei die Granulatkörner aus dem Schmelzematerial in dem Kühlmedium verfestigt werden, wobei als Zuströmeinrichtung eine separate Zuströmkammer (8), welche die Schneidkammer (7) im Rotationsbereich des zumindest einen Messers (3) umfänglich umgibt, und eine umfänglich um die Schneidkammer (7) angeordnete Zuströmdüsenanordnung (9) zwischen der Zuströmkammer (8) und der Schneidkammer (7) vorgesehen wird, so dass dort das Kühlmedium umfänglich von verschiedenen Seiten radial von außen nach innen oder im Wesentlichen radial von außen nach innen in die Schneidkammer (7) eingeleitet wird, wobei zumindest im Rotationsbereich eine zentripetale oder zumindest im Wesentlichen zentripetale Strömung des Kühlmediums ausgebildet wird und im Weiteren das Kühlmedium und die darin befindlichen Granulatkörner einem Auslass (11) der Schneidkammer (7) zugeführt werden
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest abschnittsweise umfänglich zumindest im Rotationsbereich eine oder mehrere zusätzliche Zuführöffnung(en) (12, 13) für einen zusätzlichen Strom von Kühlmedium zur Schneidkammer mit einer solchen Ausrichtung vorgesehen wird, dass der zusätzliche Strom von Kühlmedium sich von dem durch die Zuströmdüsenanordnung (9) zuströmenden Strom des Kühlmediums zumindest in einem der folgenden Parameter unterscheidet: Aggregatszustand, Richtung, Geschwindigkeit, Druck, Temperatur, Dichte, Durchsatz, und/oder Zusammensetzung.
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