WO2016169575A1 - Vorrichtung zur temperierung eines extruders oder eines plastifizierzylinders - Google Patents

Vorrichtung zur temperierung eines extruders oder eines plastifizierzylinders Download PDF

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Jens Hesselbach
Heiko Dunkelberg
Alexander SCHLÜTER
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Definitions

  • the invention relates to a device for controlling the temperature of an extruder or a plasticizing.
  • extruders or plasticizing cylinders are mainly heated electrically.
  • gas-heated plants or even those with a heat transfer medium such as a fluid.
  • a heat transfer medium such as a fluid.
  • high shear forces or pressure increases lead to a release of heat.
  • plasticizing cylinders e.g. As blow molding this can lead to significant temperature peaks.
  • Extruders or plasticizing cylinders (collectively referred to as extruders) therefore require, in addition to heating, additional local cooling at the endangered areas. For heating or cooling of extruders are
  • heating tape as electrical heating
  • the electric heating of extruders has the disadvantage of complex control. Because it must be avoided in particular an overshoot of the temperature during the heating process. To such a
  • a fluid cooling is provided, wherein the electric heater is controlled against the temperature of the fluid as a constant.
  • liquid temperature control is already known, which is used in particular when high cooling capacities are required and when uniform temperatures are reached at the cylinder. Both water and special thermal oils are used here.
  • helical channels are frequently milled to force-feed the temperature-control medium into the interior of the cylinder liner. By means of a fluid, the extruder can not only be heated at different points, but also be cooled.
  • Another way of cooling is to blow air to the extruder at certain locations.
  • blower cooling is particularly provided that at the points to be cooled of the
  • the individual control valves are already relatively expensive; The entire system is also made more expensive by the fact that the individual control valves are interconnected by a control electronics. That is, the
  • the object underlying the invention is therefore to provide a device for controlling the temperature of an extruder, which operates much more energy efficient than most previously known devices or methods and also cheaper in terms of purchase and allows easier installation.
  • a device for controlling the temperature of an extruder by means of a fluid or gas is inventively characterized in that the Device over the length of the extruder on the circumference of the extruder arranged at least one heating element and at least one cooling element, wherein the at least one heating element with at least one heating circuit and the at least one cooling element with at least one
  • Return accumulator are in communication with each other, wherein both the cooling circuit and the heating circuit have at least one bidirectional operating pump.
  • the return storage must not necessarily be a separate container here; Rather, it is also conceivable to use the collection and distribution lines as appropriate storage, as well as flow and cold storage.
  • the invention is based on the following idea.
  • An extruder may need heating at 5 different, clearly demarcated areas, and cooling in other clearly defined areas.
  • the transported for heating by the heating fluid or gas cools on the way to the return storage in the heating element.
  • the idea of the invention is now to supply both the fluid or gas required for heating, as well as the fluid or gas provided for cooling, to a single reservoir, namely the so-called reflux reservoir.
  • Receives heating of the corresponding heating elements is connected to the return storage as well in connection, such as a
  • Cooling device which is arranged in the cooling circuit between the return accumulator and the at least one cooling element.
  • Cooling device which is designed in particular as a cold storage, and therefore has a supply of, for example, cold medium to To further cool the fluid required from the return tank advantageously comprises a heat exchanger in the form of a cooler to optionally postcool the fluid.
  • a heat exchanger in the form of a cooler to optionally postcool the fluid.
  • the return accumulator is also connected to the supply reservoir, wherein the supply accumulator serves as a reservoir for a fluid or gas for heating the at least one heating element.
  • Return storage in the supply memory is not sufficient, it is possible to arrange between the supply reservoir and return storage a heater, which ultimately serves to heat the fluid or gas from the return storage in the supply reservoir.
  • bidirectional pump means that it is no longer necessary to use control valves, but instead it is sufficient if check valves are provided at the corresponding points in the line system which control the flow of the cooling or heating medium into the corresponding chambers control of the extruder.
  • check valves are provided at the corresponding points in the line system which control the flow of the cooling or heating medium into the corresponding chambers control of the extruder.
  • this pump further has the consequence that passes only via check valves as control means, the fluid for cooling or heating to the appropriate points of the extruder.
  • the regulation of the height of the temperature can be effected by the flow of the bidirectional pump is controlled accordingly. However, this is much easier and cheaper to accomplish, than if a plurality of control valves, as is the case in US Pat. No. 4,541,792 B, are regulated by complex control electronics.
  • Fig. 1 shows a combined heating and cooling circuit with also combined heating and cooling element, wherein the heating circuit is marked by arrows;
  • FIG. 2 shows an illustration according to FIG. 1, the cooling circuit being marked by arrows;
  • FIG. shows both a heating and a cooling circuit, each with a heating and a cooling element, which are heated and cooled in parallel; shows a representation according to FIG. 1, but wherein
  • Flow direction has been changed by fluids with respect to the heating element (countercurrent principle); shows a view according to Figure 4, wherein the flow direction has been changed with respect to the cooling element (countercurrent principle). shows a representation of three parallel heating and cooling elements that can be operated simultaneously.
  • the heating circuit of the heating element of the combined heating and cooling circuit is marked with arrows. Recognizable is one
  • Reheater 1 by a hydraulic balancing 2 with a Flow memory 3 is connected by the line 3b.
  • the warm fluid in particular a thermal oil, or a correspondingly heated gas through the line 3a and 3c with open check valve 4a and 4c closed check valve
  • the bidirectionally operating pump 5 communicates with the heating element 6, the fluid or gas cooled in the heating element 6 passing through the line 6 a when the check valve 4 b and 4 b are open
  • heated fluid is required in the supply accumulator 3, fed through the conduit 7b the reheater 1 at hydraulic balancing.
  • the fluid or gas is at the required temperature level
  • the cooling circuit according to FIG. 2 is as follows:
  • the fluid or gas is supplied to the cold storage 8 through the line 7a with open check valve 4d, where 0, the fluid or gas is cooled before it via the line 8a at
  • the heating circuit of FIG. 3 is configured similarly as in Fig. 1. Also Here, the fluid or gas from the feed tank 3 through the line 3a with open check valve 4a and the line 3c of the pump 5 is supplied from where it passes via the line 5a to the heating element 6, from there through the line 6a and the open check valve 4b in the return tank. 7
  • the cooling circuit is marked by a double arrow - is shown in FIG. 3 that the return tank 7 through the line 7a with open check valve 4 d, the fluid or gas is removed, the cold storage 8 is supplied there z. B. is cooled by means of water cooling, and is supplied through the line 8a with open check valve 4e through the line 16a to the cooling element 16, then to be supplied by the pump 15 with open check valve 4f turn the return accumulator 7.
  • the return storage 7 fluid or gas removed in the reheater 1 to then be supplied to the supply tank 3 through the line 3b.
  • FIGS. 4 and 5 differ from the representations according to FIGS. 1 and 2 solely in that here the direction of flow of the medium, that is to say, for example, is shown in FIG. B. a fluid or gas has been changed in each case. For this purpose, further valves 4g and 4h and 4i and 4j are provided.
  • closed valve 4h is the fluid or gas through the open Valve 4j and closed check valve 4g the character
  • Cooling element 6 is supplied to the valve 4i are then supplied to the bidirectional working pump 5, from where it finally enters the return accumulator 7, when the valve 4a is closed.
  • valves 4g to 4j are preferably controllable
  • Fig. 6 results in a graph in which two heating circuits and a cooling circuit are connected in parallel.
  • the element 60a serves as a cooling element, and the two
  • Elements with 60b and 60c work as heating elements. It can be seen from the circuit that while the element 60a functions as a cooling element, at the same time the elements 60b and 60c can operate as heating elements in parallel.
  • the cooling circuit K (black arrows) has the line system 10, the heating circuit H1 with the heating element 60b, the line system 11 and the heating circuit H2 with the heating element 60c, the line system 12. o Considering first the cooling circuit K with the designated 10 line system, so you can recognize the following:
  • the fluid is withdrawn from the return accumulator 7, fed through the open check valve 40m to the cold accumulator 8, from where it is fed through the opened non-return valve 40I with the check valve 40k closed to the cooling element 6a. From there, the fluid is supplied to the return accumulator 7 by the pump 50a with the check valve 40j open and the check valve 40i closed.
  • the heating circuit H1 (white double arrows) with the piping system 1 1 is to be described in relation to the flow direction as follows: The supply accumulator 3, fluid is withdrawn with the check valve 40e open and the check valve 40f closed by the pump 50b
  • the supply accumulator 3 is with the check valve 40a open and closed
  • both the heating circuits H1 and H2 and the cooling circuit K feed into the return accumulator 7.
  • appropriate circuit of the check valves and the cooling element 60a can act as a heating element, according to the
  • Heating elements as cooling elements. That is, it is possible to cool during operation of an extruder in places that were previously heated and vice versa.
  • the prerequisite for this is that the pumps 50a, 50b and 50c are designed as bidirectionally operating pumps.

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders oder Plastifizierzylinders mittels eines Fluides oder Gases, wobei die Vorrichtung über die Länge des Extruders auf dem Umfang des Extruders angeordnet mindestens ein Heizelement (6, 60b, 60c) und mindestens ein Kühlelement (6, 16, 60a) umfasst, wobei das mindestens eine Heizelement mit mindestens einem Heizkreislauf und das mindestens eine Kühlelement (6, 16, 60a) mit mindestens einem Kühlkreislauf in Verbindung steht, wobei der mindestens eine Heizkreislauf und der mindestens eine Kühlkreislauf durch einen gemeinsamen Rücklaufspeicher (7) miteinander in Verbindung stehen, wobei sowohl der Kühlkreislauf als auch der Heizkreislauf mindestens eine bidirektional arbeitende Pumpe (5, 50a, 50b, 50c) aufweisen.

Description

VORRICHTUNG ZUR TEMPERIERUNG EINES EXTRUDERS ODER EINES PLASTIFIZIERZYLINDERS
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders oder eines Plastifizierzylinders.
Bislang werden Extruder bzw. Plastifizierzylinder überwiegend elektrisch beheizt. Teilweise finden sich auch Konzepte für direkt gasbeheizte Anlagen oder auch solche mit einem Wärmeträgermedium, beispielsweise einem Fluid. Insbesondere im Eingangs- und Ausgangsbereich eines Extruders bzw. auch eines Plastifizierzylinders führen hohe Scherkräfte bzw. Druckerhöhungen zu einer Freisetzung von Wärme. Bei Extrudern und Plastifizierzylindern, z. B. Blasformanlagen kann dies zu erheblichen Temperaturspitzen führen. Diese sind stark werkstoffabhängig und können je nach Art des Kunststoffgranulates bis hin zu einer thermischen
Schädigung des Granulates führen. Extruder oder Plastifizierzylinder (nachstehend zusammengefasst als Extruder bezeichnet) benötigen daher neben einer Beheizung eine zusätzliche lokale Kühlung an den gefährdeten Bereichen. Für die Beheizung bzw. Kühlung von Extrudern sind
unterschiedliche Techniken bekannt. Das sogenannte Heizband, als elektrische Heizung, ist die geläufigste Möglichkeit, Extruder zu beheizen. Die elektrische Beheizung von Extrudern hat den Nachteil der aufwendigen Regelung. Denn es muss insbesondere ein Überschwingen der Temperatur während des Heizvorganges vermieden werden. Um ein solches
Überschwingen zu vermeiden, ist eine Fluidkühlung vorgesehen, wobei die elektrische Heizung gegen die Temperatur des Fluids als Konstante geregelt wird.
Insofern ist auch bereits eine Flüssigkeitstemperierung bekannt, die insbesondere dann zum Einsatz kommt, wenn hohe Kühlleistungen benötigt werden und es auf gleichmäßige Temperaturen am Zylinder ankommt. Eingesetzt werden hierbei sowohl Wasser als auch spezielle Thermoöle. Zur Temperierung mittels Fluiden sind häufig wendeiförmige Kanäle zur Zwangsförderung des Temperiermediums in das Innere der Zylinderbuchse gefräst. Mittels eines Fluides kann der Extruder nicht nur an verschiedenen Stellen beheizt, sondern auch gekühlt werden.
Eine weitere Möglichkeit der Kühlung besteht darin, den Extruder an bestimmten Stellen mit Luft anzublasen. Bei einer solchen Gebläsekühlung ist insbesondere vorgesehen, dass an den zu kühlenden Stellen des
Extruders der Extruder Kühlrippen zur Erhöhung der Oberfläche zur
Verbesserung des Wärmeaustausches aufweist. Nachteilig insbesondere an einer solchen Kühlung ist nicht nur der geringe Wirkungsgrad, sondern dass hierdurch die Hallentemperatur nicht unerheblich aufgeheizt wird. Allen vorbeschriebenen Verfahren ist gemein, dass erhebliche
Energiemengen sowohl für die Kühlung, als auch für die Beheizung, 5 beispielsweise eines Extruders aufgebracht werden müssen, gleichwohl es durchaus möglich ist, dass ein Extruder an verschiedenen Stellen zu gleicher Zeit sowohl beheizt, als auch gekühlt wird oder nacheinander beheizt und gekühlt wird. i o In diesem Zusammenhang ist aus der US 4,541 ,792 B die Kühlung bzw. die Beheizung eines Extruders bekannt, wobei der Extruder über seine Länge mehrere Kammern aufweist, die beheizt bzw. gekühlt werden. Die Beheizung oder Kühlung der einzelnen Kammern erfolgt schlussendlich über Regelventile, die durch eine Regelelektronik miteinander verschaltet
15 sind, um durch Mischen der unterschiedlich heißen Flüssigkeiten
entsprechende Temperaturen in den Kammern zu erreichen, um den Extruder an bestimmten Stellen zu Kühlen bzw. zu Beheizen. Die einzelnen Regelventile sind bereits verhältnismäßig teuer; verteuert wird die ganze Anlage auch noch dadurch, dass die einzelnen Regelventile durch eine0 Regelelektronik miteinander verschaltet sind. Das heißt, der
steuerungstechnische Aufwand als solcher, bedingt durch die Verwendung der Regelventile, ist ebenfalls nicht zu vernachlässigen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demzufolge darin,5 eine Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders bereitzustellen, die wesentlich energieeffizienter arbeitet als die meisten bislang bekannten Vorrichtungen bzw. auch Verfahren und auch günstiger in Bezug auf die Anschaffung ist und eine leichtere Montage zulässt. 0 Eine Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders mittels eines Fluides oder Gases zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Vorrichtung über die Länge des Extruders auf dem Umfang des Extruders angeordnet mindestens ein Heizelement und mindestens ein Kühlelement umfasst, wobei das mindestens eine Heizelement mit mindestens einem Heizkreislauf und das mindestens eine Kühlelement mit mindestens einem
5 Kühlkreislauf in Verbindung steht, wobei der mindestens eine Heizkreislauf und der mindestens eine Kühlkreislauf durch einen gemeinsamen
Rücklaufspeicher miteinander in Verbindung stehen, wobei sowohl der Kühlkreislauf als auch der Heizkreislauf mindestens eine bidirektional arbeitende Pumpe aufweisen. Der Rücklaufspeicher muss hierbei nichto notwendigerweise ein gesonderter Behälter sein; vielmehr ist auch denkbar die Sammel- und Verteilleitungen als entsprechenden Speicher zu verwenden, auch als Vorlauf- und Kältespeicher.
Die Erfindung geht von folgendem Gedanken aus. Ein Extruder kann an5 verschiedenen, klar abgegrenzten Bereichen eine Beheizung benötigen und anderen ebenfalls klar abgegrenzten Bereichen eine Kühlung. Das zur Beheizung durch die Heizelemente transportierte Fluid oder Gas kühlt sich auf dem Weg in den Rücklaufspeicher im Heizelement ab. Gleichzeitig also parallel kann es erforderlich sein, wie bereits ausgeführt, an verschiedeneno Stellen des Extruders eine Kühlung vorzusehen, wobei das Fluid bzw. Gas, das der Kühlung dient, bei der Kühlung im Heizelement erwärmt wird. Der Gedanke der Erfindung besteht nun darin, sowohl das zur Beheizung erforderliche Fluid oder Gas, als auch das zur Kühlung bereitgestellte Fluid oder Gas einem einzigen Speicher zuzuführen, nämlich dem sogenannten5 Rücklaufspeicher. Ein Vorlaufspeicher, der das Fluid oder Gas zur
Beheizung der entsprechenden Heizelemente aufnimmt, steht mit dem Rücklaufspeicher ebenso in Verbindung, wie beispielsweise eine
Kühleinrichtung, die in den Kühlkreislauf zwischen dem Rücklaufspeicher und dem mindestens einen Kühlelement angeordnet ist. Die
o Kühleinrichtung, die insbesondere als Kältespeicher ausgebildet ist, und demzufolge einen Vorrat an beispielsweise kaltem Medium aufweist, um das aus dem Rücklaufbehälter angeforderte Fluid noch weiter abzukühlen, weist vorteilhaft einen Wärmeübertrager in Form eines Kühlers auf, um das Fluid gegebenenfalls nachzukühlen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass das Heiz- und das Kühlelement ein und derselbe
Gegenstand sein können, das heißt, dass durch das Heizelement zunächst der Extruder beheizt, später an dieser Stelle der Extruder gekühlt wird.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass der Rücklaufspeicher ebenfalls mit dem Vorlaufspeicher in Verbindung steht, wobei der Vorlaufspeicher als Reservoir für ein Fluid oder Gas zur Erwärmung des mindestens einen Heizelementes dient. Für den Fall, dass die Temperatur aus dem
Rücklaufspeicher in den Vorlaufspeicher nicht ausreichend ist, so besteht die Möglichkeit zwischen Vorlaufspeicher und Rücklaufspeicher einen Erhitzer anzuordnen, der schlussendlich der Erwärmung des Fluides oder Gases aus dem Rücklaufspeicher in den Vorlaufspeicher dient.
Weiterhin ist es so, dass durch die Verwendung einer bidirektionalen Pumpe keine Regelventile mehr zum Einsatz gelangen müssen, sondern es vielmehr ausreichend ist, wenn an den entsprechenden Stellen im Leitungssystem Rückschlagventile vorgesehen sind, die den Fluss des Kühl- bzw. Heizmediums in die entsprechenden Kammern des Extruders steuern. Das heißt, dass die Verwendung einer bidirektionalen Pumpe zur Folge hat, dass einerseits durch Änderung der Flussrichtung von Kühlen zu Heizen und umgekehrt, umgeschaltet werden kann und dass die
Verwendung dieser Pumpe weiterhin zur Folge hat, dass lediglich über Rückschlagventile als Steuerungseinrichtungen das Fluid zum Kühlen bzw. zum Heizen an die entsprechenden Stellen des Extruders gelangt. Die Regelung der Höhe der Temperatur kann dadurch erfolgen, dass der Durchfluss der bidirektionalen Pumpe entsprechend geregelt wird. Dies ist allerdings wesentlich leichter und preiswerter zu bewerkstelligen, als wenn eine Mehrzahl von Regelventilen, wie dies bei der US 4,541 ,792 B der Fall ist, durch eine aufwendige Regelungselektronik geregelt werden.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen kombinierten Heiz- und Kühlkreislauf mit ebenfalls kombiniertem Heiz- und Kühlelement, wobei der Heizkreislauf durch Pfeile markiert ist;
Fig. 2 zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 1 , wobei der Kühlkreislauf durch Pfeile markiert ist; zeigt sowohl einen Heiz- als auch einen Kühlkreislauf, mit jeweils einem Heiz- und einem Kühlelement, die parallel beheizt und gekühlt werden; zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 1 , wobei jedoch die
Flussrichtung durch Fluids in Bezug auf das Heizelement geändert worden ist (Gegenstromprinzip); zeigt eine Darstellung gemäß Fig. 4, wobei die Flussrichtung in Bezug auf das Kühlelement geändert worden ist (Gegenstromprinzip); zeigt eine Darstellung mit drei parallel geschalteten Heiz- und Kühlelementen, die gleichzeitig betrieben werden können.
Gemäß der Fig. 1 ist der Heizkreislauf des Heizelementes des kombinierten Heiz- und Kühlkreislaufes mit Pfeilen markiert. Erkennbar ist ein
Nacherhitzer 1 , der durch einen hydraulischen Abgleich 2 mit einem Vorlaufspeicher 3 durch die Leitung 3b verbunden ist. Aus dem Vorlaufspeicher 3 wird das warme Fluid, insbesondere ein Thermalöl, oder auch ein entsprechend erwärmtes Gas durch die Leitung 3a und 3c bei geöffnetem Rückschlagventil 4a und geschlossenem Rückschlagventil 4c
5 der bidirektional arbeitenden Pumpen 5 zugeführt. Durch die Leitung 5a steht die bidirektional arbeitende Pumpe 5 mit dem Heizelement 6 in Verbindung, wobei das in dem Heizelement 6 abgekühlte Fluid oder Gas durch die Leitung 6a bei geöffnetem Rückschlagventil 4b und
geschlossenem Rückschlagventil 4c dem Rücklaufspeicher 7 zugeführt i o wird. Aus dem Rücklaufspeicher 7 wird das Fluid oder Gas, wenn
erwärmtes Fluid im Vorlaufspeicher 3 benötigt wird, durch die Leitung 7b dem Nacherhitzer 1 bei hydraulischem Abgleich zugeführt. Im Nacherhitzer wird das Fluid oder Gas auf das erforderliche Temperaturniveau
angehoben.
15
Der Kühlkreislauf gemäß Fig. 2 stellt sich wie folgt dar:
Aus dem Rücklaufspeicher 7 wird durch die Leitung 7a bei geöffnetem Rückschlagventil 4d das Fluid oder Gas dem Kältespeicher 8 zugeführt, wo 0 das Fluid oder Gas abgekühlt wird, bevor es über die Leitung 8a bei
geöffnetem Rückschlagventil 4e über die Leitung 6a dem nunmehrigen Kühlelement 6 zugeführt wird. Aus dem Kühlelement 6 erfolgt der Transport des Fluides oder Gases mittels der bidirektional arbeitenden Pumpe 5 durch die Leitung 5a und durch die Leitung 3c bei geschlossenem
5 Rückschlagventil 4a und geöffnetem Rückschlagventil 4c wiederum in den Rücklaufspeicher 7. Das heißt, das Element 6 ist einmal Kühl- und einmal Heizelement.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 3 ergibt sich nun die parallele Beheizung0 und Kühlung jeweils eines oder mehrerer Heiz- und Kühlelemente 6, 16.
Der Heizkreislauf gemäß Fig. 3 ist ähnlich ausgestaltet wie in Fig. 1. Auch hier wird das Fluid oder Gas aus dem Vorlaufbehälter 3 durch die Leitung 3a bei geöffnetem Rückschlagventil 4a und die Leitung 3c der Pumpe 5 zugeführt, von wo es über die Leitung 5a zum Heizelement 6 gelangt, von dort aus durch die Leitung 6a und das geöffnete Rückschlagventil 4b in den Rücklaufbehälter 7.
In Bezug auf die Kühlung - der Kühlkreislauf ist durch einen Doppelpfeil markiert - ist der Fig. 3 zu entnehmen, dass dem Rücklaufbehälter 7 durch die Leitung 7a bei geöffnetem Rückschlagventil 4d das Fluid oder Gas entnommen wird, dem Kältespeicher 8 zugeführt wird, dort z. B. mittels Wasserkühlung abgekühlt wird, und durch die Leitung 8a bei geöffnetem Rückschlagventil 4e durch die Leitung 16a dem Kühlelement 16 zugeführt wird, um dann durch die Pumpe 15 bei geöffnetem Rückschlagventil 4f wiederum dem Rücklaufspeicher 7 zugeführt zu werden. Auch hier ist vorgesehen, genauso wie bei dem Heizkreislauf gemäß Fig. 1 , dass durch die Leitung 7b dem Rücklaufspeicher 7 entnommenes Fluid oder Gas in dem Nacherhitzer 1 erwärmt wird, um dann dem Vorlaufbehälter 3 durch die Leitung 3b zugeführt zu werden.
Die Figuren 4 und 5 unterscheiden sich von den Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 allein dadurch, dass hier die Flussrichtung des Mediums, also z. B. eines Fluides oder Gases jeweils geändert worden ist. Hierzu sind weitere Ventile 4g und 4h sowie 4i und 4j vorgesehen.
Betrachtet man nunmehr zunächst die Fig. 4, und geht davon aus, dass das Heizelement 6 im Gegenstrom betrieben werden soll, dann wird das Ventil 4g geschlossen, das Ventil 4i geöffnet, wobei gleichzeitig das Ventil 4j geöffnet ist und das Ventil 4h geschlossen. Im Wesentlichen das Gleiche ergibt sich in Bezug auf die Darstellung gemäß Fig. 5, die erkennen lässt, dass das Kühlelement 6 im Gegenstrom betrieben wird. Bei
geschlossenem Ventil 4h wird das Fluid oder Gas durch das geöffnete Ventil 4j und geschlossenem Rückschlagventil 4g dem nunmehrigen
Kühlelement 6 zugeführt, um dann bei geöffnetem Ventil 4i der bidirektional arbeitenden Pumpe 5 zugeführt werden, von wo es schlussendlich in den Rücklaufspeicher 7 gelangt, wenn das Ventil 4a geschlossen ist. Die
5 Ventile 4g bis 4j sind hierbei vorzugsweise als steuerbare
Absperreinrichtungen ausgebildet.
Aus Fig. 6 ergibt sich ein Schaubild, bei dem zwei Heizkreisläufe und ein Kühlkreislauf parallel zueinander geschaltet sind. Im vorliegenden Fall ist i o vorgesehen, dass das Element 60a als Kühlelement, und die beiden
Elemente mit 60b und 60c als Heizelemente arbeiten. Aus der Schaltung ergibt sich, dass während das Element 60a als Kühlelement fungiert, zu gleicher Zeit also parallel die Elemente 60b und 60c als Heizelemente arbeiten können.
15
Der Kühlkreislauf K (schwarze Pfeile) weist das Leitungssystem 10 auf, der Heizkreislauf H1 mit dem Heizelement 60b das Leitungssystem 11 und der Heizkreislauf H2 mit dem Heizelement 60c das Leitungssystem 12. o Betrachtet man zunächst den Kühlkreislauf K mit dem mit 10 bezeichneten Leitungssystem, so erkennt man folgendes:
Das Fluid wird dem Rücklaufspeicher 7 entnommen, durch das geöffnete Rückschlagventil 40m dem Kältespeicher 8 zugeführt, von wo aus es durch5 das geöffnete Rückschlagventil 40I bei geschlossenem Rückschlagventil 40k dem Kühlelement 6a zugeführt wird. Von dort aus wird das Fluid durch die Pumpe 50a bei geöffnetem Rückschlagventil 40j und geschlossenem Rückschlagventil 40i dem Rücklaufspeicher 7 zugeführt. o Der Heizkreislauf H1 (weiße Doppelpfeile) mit dem Leitungssystem 1 1 ist in Bezug auf die Flussrichtung wie folgt zu beschreiben: Dem Vorlaufspeicher 3 wird Fluid entnommen, bei geöffnetem Rückschlagventil 40e und geschlossenem Rückschlagventil 40f durch die Pumpe 50b dem
Heizelement 60b zugeführt, von wo es bei geschlossenem
Rückschlagventil 40h und geöffnetem Rückschlagventil 40g wiederum dem Rücklaufspeicher 7 zugeführt wird.
In Bezug auf den Heizkreislauf H2 (weißer Pfeil) mit dem Leitungssystem 10 ergibt sich in Bezug auf den Durchfluss folgendes: Dem Vorlaufspeicher 3 wird bei geöffnetem Rückschlagventil 40a und geschlossenem
Rückschlagventil 40b durch die Pumpe 50c Fluid dem Heizelement 60c zugeführt, von wo es bei geschlossenem Rückschlagventil 40d und geöffnetem Rückschlagventil 40c dem Rücklaufspeicher 7 zugeführt wird.
Es wird deutlich, dass bei parallelem Betrieb sowohl die Heizkreisläufe H1 und H2 als auch der Kühlkreislauf K in den Rücklaufspeicher 7 einspeisen. Bei entsprechender Schaltung der Rückschlagventile kann auch das Kühlelement 60a als Heizelement fungieren, entsprechend die
Heizelemente als Kühlelemente. Das heißt, es besteht die Möglichkeit im laufenden Betrieb eines Extruders an Stellen zu kühlen, die zuvor beheizt wurden und umgekehrt. Voraussetzung hierfür ist, dass die Pumpen 50a, 50b und 50c als bidirektional arbeitende Pumpen ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste:
5
1 Erhitzer
2 Hydraulischer Abgleich
3 Vorlaufspeicher
3a-3c Leitung
4a-4f Rückschlagventile
4g- 4j Ventile (Absperreinrichtungen)
5 bidirektional arbeitende Pumpe
5a Leitung
6 Heizelement
6 Kühlelement
6a Leitung
7 Rücklaufspeicher
7a, 7b i Leitung
8 Kühleinrichtung
8a Leitung
10 Leitungssystem (Kühlung)
1 1 Leitungssystem (Heizung)
12 Leitungssystem (Heizung)
16 Kühlelement
16a Leitung
40a-m Rückschlagventile
50a-c bidirektional arbeitende Pumpe
60a Kühlelement
60b Heizelement
60c Heizelement
K Kühlkreislauf Heizkreislauf Heizkreislauf

Claims

Ansprüche:
5 1. Vorrichtung zur Temperierung eines Extruders oder
Plastifizierzylinders mittels eines Fluides oder Gases, wobei die Vorrichtung über die Länge des Extruders auf dem Umfang des Extruders angeordnet mindestens ein Heizelement (6, 60b, 60c) und mindestens ein Kühlelement (6, 16, 60a) umfasst, wobei daso mindestens eine Heizelement mit mindestens einem Heizkreislauf und das mindestens eine Kühlelement (6, 16, 60a) mit mindestens einem Kühlkreislauf in Verbindung steht, wobei der mindestens eine Heizkreislauf und der mindestens eine Kühlkreislauf durch einen gemeinsamen Rücklaufspeicher (7) miteinander in Verbindung5 stehen, wobei sowohl der Kühlkreislauf als auch der Heizkreislauf mindestens eine bidirektional arbeitende Pumpe (5, 50a, 50b, 50c) aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
0 dadurch gekennzeichnet,
dass im Kühlkreislauf zwischen Rücklaufspeicher (7) und Kühlelement (6, 16) eine Kühleinrichtung (8) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
5 dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühleinrichtung (8) als Kältespeicher ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
o dass der Heizkreislauf einen Vorlaufspeicher (3) umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rücklaufspeicher (7) mit dem Vorlaufspeicher (3) durch einen Erhitzer (1) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Heiz- und das Kühlelement (6, 16, 60a, 60b, 60c) als Wärmeübertragermanschette ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Heizkreislauf in einen Kühlkreislauf umschaltbar ist und umgekehrt.
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