CH686176A5

CH686176A5 - Anordnung zur Kuhlung von fortlaufend stranggepressten Kunststoff- oder Gummiwerkstoffen.

Info

Publication number: CH686176A5
Application number: CH397592A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Gessner
Original assignee: Rudolf Gessner
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1996-01-31
Also published as: DE4200273C2; FI930065A; DE4200273A1; FR2688735B1; FR2688735A1; FI930065A0

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Anordnung zur Kühlung von fortlaufend strangge-pressten Kunststoff- oder Gummiwerkstoffen, bei der das stranggepresste Gut in einer Kühlwasser aufnehmenden Kühlrinne geführt ist.

Üblicherweise werden stranggepresste Werkstoffe, die bei Kabeln z.B. als Mantel oder Isoliermaterialien verwendet werden, aus denen aber auch Rohre oder Profile beliebiger Art bestehen können, in sogenannten Kühlrinnen von der Press- oder Ex-trusionstemperatur auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei die Kühlrinnen entweder mit Wasser geflutet werden oder in denen Sprühdüsen angeordnet sind, die auf diesem Wege das Kühlwasser an die Oberfläche des durchlaufenden Gutes heranbringen. Während man früher nach dem Kühlungsprozess das erwärmte Wasser in die Kanalisation einleitete oder wieder dem Erdreich oder den Flüssen zuführte, verfügen modernere Anlagen über Rückkühleinrichtungen, die nach dem Verdunstungsprinzip arbeiten bzw. mit zentralen Kühlaggregaten ausgestattet sind. Um Schrumpfeffekt im oder am zu kühlenden Gut zu unterbinden, hat man auch schon das Kühlwasser in einzelnen Bereichen der Kühlstrecke unterschiedlich erwärmt, die Erwärmung erfolgte auf elektrischem Wege. Innerhalb der Kühlrinnen bekannter Bauart wird das stranggepresste Gut über Rollen, Gleitbleche oder Profile geführt, die dann jeweils einzeln dem durchlaufenden Gut, beispielsweise dem Kabel oder dem Rohr, angepasst werden müssen.

Nachteilig bei diesen bekannten Kühlsystemen ist der anlagenbedingte hohe Wasser- und Energieverbrauch, nachteilig ist aber auch, dass die Fertigungsqualität bei schwankenden Umgebungstemperaturen negativ beeinflusst wird.

Ausgehend von diesen gängigen Kühlsystemen für das Abkühlen von extrudierten Werkstoffen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine den heutigen Qualitätsanforderungen entsprechende Kühleinrichtung zu schaffen, die zudem durch Einsparung von Energie und Herabsetzung des Kühlwasserbedarfes wirtschaftlich arbeitet.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch, dass die durch die Kühlrinne vorgegebene Kühlstrecke in Einzelabschnitte unterteilt ist, von denen jeder in einer Teilkühlrinne Sprühdüsen für das Kühlwasser aufweist, die aus einem von den benachbarten Einzelabschnitten unabhängigen, in sich geschlossenen Kühlwasserversorgungssystem gespeist werden. Diese Unterteilung der Gesamtkühlstrecke in für sich einzeln Steuer- oder regelbare einzelne Kühlabschnitte lässt eine optimale Anpassung der Kühlung an die gewünschte Produktqualität zu. Je nach äusseren Abmessungen, Werkstoffzusammensetzung sowie Eigenschaftsbild des fertigen Produktes können längs der Kühlstrecke unterschiedliche Kühlbedingungen geschaffen werden. Der kompakte Aufbau jeder Teilkühlstrecke ermöglicht eine gute Isolierung, grössere Energieverluste sind vermieden.

Die Anlage nach der Erfindung arbeitet umweltfreundlich, an Energie wird erheblich eingespart, es sind lediglich die durch Verdunstung verlorengehenden Wassermengen, die in einem solchen Kühlsystem ergänzt werden müssen.

Für die Erfindung ist wesentlich, dass die Oberfläche des stranggepressten Gutes, das beispielsweise ein elektrisches Kabel sein kann, intensiv gekühlt wird. Voraussetzung hierfür schaffen die nach einem weiteren Erfindungsgedanken um das stranggepresste Gut herum verteilt angeordnete Sprühdüsen. Diese Sprühdüsen sorgen für eine ständige intensive Wärmeabfuhr vom stranggepressten Gut, die Wärmeabstrahlung behindernde Wasserfilme, die sich bei einer Führung des stranggepressten Gutes in einer mit Wasser gefüllten Kühlrinne ergeben, sind von vornherein ausgeschlossen.

In der Kühlrinne selbst wird das zu kühlende Gut mit Hilfe von Rollen, Gleitblechen oder sonstigen Profilen geführt, die dem jeweiligen Durchmesser des stranggepressten Gutes anzupassen sind, will man Beschädigungen an der Oberfläche des durchlaufenden Gutes vermeiden. Hier schafft die Erfindung eine weitere Verbesserung, indem die Teilkühlrinnen einschliesslich der Sprühdüsen sowie der Führung für das stranggepresste Gut jede für sich höhenverstellbar sind. Damit ist von Teilabschnitt zu Teilabschnitt eine gleichmässige Anpassung an die geometrischen Abmessungen des zu kühlenden Gutes möglich. Entsprechend dem jeweiligen Durchmesser des stranggepressten Gutes kann jeder Teilabschnitt z.B. abgesenkt werden, wenn es sich um grosse Durchmesser handelt, oder der Teilabschnitt wird angehoben, wenn es um die Kühlung von stranggepresstem Gut kleineren Durchmessers geht.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist jedem Einzelabschnitt ein Sensor zur Temperaturmessung der Oberfläche des Gutes zugeordnet. Wird, wie weiterhin vorgesehen, die Intensität der Kühlung in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des stranggepressten Gutes gesteuert, dann kann die Temperatur des Kühlwassers über Temperaturregler optimal eingestellt werden.

Das jedem Einzelabschnitt zugeordnete Kühlwasserversorgungssystem besteht vorteilhaft aus einem Kühlwasservorrat, einer Umwälzpumpe sowie einem Wärmetauscher. Die Einzelabschnitte der Kühlstrek-ke bilden demnach ein in sich geschlossenes System, lediglich an den Enden der Kühlrinne verdunstendes Kühlwasser muss ergänzt werden.

Verunreinigungen, die beim Strangpressen oder Extrudieren der Kunststoff- oder Gummiwerkstoffe in das Kühlwasser gelangen, werden durch jedem Kühlwasserversorgungssystem zugeordnete gesonderte Filtereinrichtungen ausgeschieden. Zweckmässig sind diese Filtereinrichtungen grossflächige, schnell auswechselbare Filter, die im zurückströmenden Kühlwasser angeordnet sind. Gegebenenfalls nachgeschaltete Feinfilter verhindern das Zusetzen der Sprühdüsen. Die zur Rückkühlung des Kühlwassers in den einzelnen in sich geschlossenen Kühlwasserversorgungssystemen angeordneten Wärmetauscher sind im Kühlwasserauffangbecken angeordnet, hierzu können bekannte Einrichtungen verwendet werden. Desgleichen ist es möglich, die bei der Rückführung der Temperatur des Kühlwas-

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sers gewonnene Energie zur Warmwasseraufbereitung oder Raumbeheizung zu nutzen. Auch diese Massnahme trägt zur weiteren Verbesserung der Wärmebilanz der Kühlvorrichtung nach der Erfindung bei.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Einzelabschnitt, der zusammen mit entsprechend aufgebauten Einzelabschnitten die Kühlstrecke bildet.

Fig. 2 veranschaulicht einen Schnitt durch den Einzelabschnitt nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine entsprechende Draufsicht.

Fig. 4 veranschaulicht die Bildung einer Kühlstrecke aus Teilabschnitten gemäss Fig. 1.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, besteht jeder Einzelabschnitt der Kühlstrecke aus einem raumfest gelagerten Behälter 1 mit einem .Kühlwasservorrat 2, einer Umwälzpumpe 3 für das Kühlwasser sowie einem Wärmetauscher 4. Zu jedem Einzelabschnitt der Kühlstrecke, der nach der Erfindung in kompakter Bauweise ausgeführt ist, gehört auch ein Kühlrinnenabschnitt 5. An der Stelle 6 ist der Kühlrinnenabschnitt 5 unterbrochen, das stranggepresste oder extrudierte Produkt ist hier frei geführt, um die Möglichkeit zu geben, die Oberflächentemperatur des Produktes mittels des Sensors 7, der beispielsweise auf Infrarotbasis arbeitet, zu messen. Abgeschlossen nach aussen ist der Kühlrinnenabschnitt durch einen nicht näher bezeichneten Deckel, der es gestattet, das stranggepresste Gut von oben her in den Kühlrinnenabschnitt 5 einzuführen und auf die Führungen 8, die Rollen, Walzen, Profile oder Gleitbleche sein können, aufzulegen.

Die Teilkühlrinne 5 ist höhen verstellbar gelagert, hierzu dienen die beidseitig des Behälters 1 angeordneten VerStelleinrichtungen 9 und 10, die z.B. von Hand bewegt für eine Bewegung der Teilkühlrinne 5 in Pfeilrichtung sorgen, zweckmässig kann es jedoch sein, diese Verstellung zur Anpassung der Führungen 8 an den jeweiligen Durchmesser des stranggepressten oder extrudierten Gutes automatisch durchführen zu lassen und die Verstellhöhe in der einen oder anderen Richtung über ablesbare Mikrometer anzuzeigen.

Die Umwälzpumpe 3 saugt über den Anschlussstutzen 11 das Kühlwasser aus dem Wasservorrat 2 an und fördert es in die Spritzdüsen 12, von denen in der Fig. 2 innerhalb der Teilkühlrinne 5 vier um das stranggepresste Gut herum verteilt angeordnet sind. Das überschüssige vom stranggepressten Gut erwärmte Kühlwasser wird an der Stelle 6 aus der Kühlrinne nach aussen und zum Wasservorrat zurückgeleitet. Hierzu durchströmt das überschüssige Kühlwasser zunächst einen Grobfilter 13, wird dann über den Wärmetauscher 4 geleitet und schliesslich vor dem Rückfluss in den eigentlichen Wasservorrat 2 noch einmal über einen Feinfilter 14 geführt, der ebenso wie der Filter 13 grossflächig ausgeführt ist. Angeschlossen an den Wärmetauscher 4 ist eine Wärmepumpe 15, die geeignet ist, die im Wärmetauscher 4 aufgenommene Wärmemenge einer weiteren Nutzung zuzuführen.

Die kompakte Ausführung der Kühleinrichtung nach der Erfindung sieht einen geschlossenen Kühlwasserkreislauf vor, lediglich durch Verdunstung verbrauchtes Kühlwasser muss ergänzt werden. Zur regelmässigen Kontrolle des Kühlwasserstandes dient eine Schwimmermessvorrichtung 16, die in bekannter Weise ausgebildet ist und Verlustmeldungen an Kühlwasser durch Steuerung der entsprechenden Zuflussmenge an neuem Wasser kompensiert.

Die Fig. 2, eine Schnittzeichnung durch die Kühlvorrichtung nach Fig. 1, veranschaulicht die Kühlrinne mit einem nach oben abnehmbaren Deckel 17. Im Innern dieser Kühlrinne 5, die nur ein Teilstück der Gesamtkühlstrecke ausmacht, sind in Abständen längs dieses Kühlrinnenabschnittes angeordnet die Führungen 8, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Gleitbleche ausgebildet sind. Die Versteilvorrichtung 9 weist zusätzliche Stützelemente 18 für den Kühlrinnenabschnitt 5 auf, eine schwal-benschwanzförmige Verbindung 19 zur Führungsplatte 20 des Kühlrinnenabschnittes 5 sorgt für den notwendigen Kraftschluss zur Verstellung in Pfeilrichtung.

Ansaugstutzen für das Kühlwasser, Umwälzpumpe und Wärmepumpe für den Wärmetauscher weisen die gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 auf, wo deren Funktion ausführlich beschrieben ist.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der erfindungsge-mässen Einrichtung. Sie verdeutlicht vor allem die räumliche Zuordnung des erfindungsgemäss aufgebauten kompakten Kühlsystems mit dem im Behälter 1 zur Teilkühlrinne 5. Der Behälter 1 mit dem zur Durchführung der Erfindung wesentlichen Aggregaten ist seitlich neben der Kühlrinne angeordnet, das hat wesentliche Vorteile bei der Installation der Anlage aber auch bei der Kontrolle und Wartung der erfindungsgemässen Einrichtung. Die Fig. 3 macht zudem die Anordnung der Führungen 8 längs der Kühlrinne deutlich, die Anpassung an den jeweiligen Durchmesser z.B. eines Kabels oder Rohres erfolgt durch die beschriebenen VerStelleinrichtungen 9 bzw. 10. Mit Hilfe dieser VerStelleinrichtungen wird bei grossem Kabeldurchmesser die Kühlrinne abgesenkt, bei einem Kabel mit kleinem Durchmesser aber entsprechend angehoben, um jeweils optimale Kühlverhältnisse zu gewährleisten.

Die Fig. 4 schliesslich macht deutlich, worauf es bei der Erfindung ankommt, nämlich eine Kühlstrek-ke beliebiger Länge systematisch in Teilkühlstrek-ken aufzuteilen, wobei jede Teilkühlstrecke als geschlossenes System arbeitet, um so optimale Bedingungen für den Strangpress- oder Extrusionsvor-gang zu gewährleisten. Dabei sind die Energieverluste auf ein Minimum reduziert, eine Anpassungsmöglichkeit an beliebige Durchmesser des stranggepressten Gutes sowie an die für jeden Werkstoff unterschiedliche Voraussetzung zur Optimierung des Fertigungsablaufes sind gegeben.

Längs der Gesamtkühlstrecke in Reihe angeordnet sind die Behälter 1, 1', 1" usw. mit den entsprechenden Teilkühlrinnen 5, 5' und 5" usw. Jede einzelne Teilkühlrinne ist wiederum höhenverstellbar gelagert, wie die entsprechenden und mit den gleichen Bezugszeichen versehenen Verstelleinrichtun-

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gen verdeutlichen. Jede Einheit besitzt den Wasservorrat 2, 2', 2" usw. sowie die für den geschlossenen Wasserkreislauf erforderlichen Aggregate, wie Ansaugstutzen, Umwälzpumpe, Wärmetauscher, Filter usw. Vorteilhaft für die Erfindung ist ferner, dass auch jede einzelne Teileinrichtung mit Sensoren 7, 7' bzw. 7" ausgestattet ist, um Abschnitt für Abschnitt die jeweilige Aussentemperatur des stranggepressten Gutes zu ermitteln, um danach die an der betreffenden Stelle der Kühlstrecke optimalen Kühlbedingungen einzustellen.

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Kühlung von fortlaufend stranggepressten Kunststoff- oder Gummiwerkstoffen, bei der das stranggepresste Gut in einer Kühlwasser aufnehmenden Kühlrinne geführt ist, dadurch gekennzeichnet dass die durch die Kühlrinne vorgegebene Kühlstrecke in Einzelabschnitte unterteilt ist, von denen jeder in einer Teilkühlrinne Sprühdüsen für das Kühlwasser aufweist, die aus einem von den benachbarten Einzelabschnitten unabhängigen, in sich geschlossenen Kühlwasserversorgungssystem gespeist werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen um das stranggepresste Gut herum verteilt angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkühlrinnen einschliesslich Sprühdüsen und Führungen für das stranggepresste Gut jede für sich höhenverstellbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Einzelabschnitt ein Sensor zur Temperaturmessung der Oberfläche des Gutes zugeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Kühlung in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des stranggepressten Gutes steuerbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jedem Einzelabschnitt zugeordnete Kühlwasserversorgungssystem aus einem Kühlwasservorrat, einer Umwälzpumpe sowie einem Wärmetauscher besteht.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher im Auffangbehälter für das rückströmende Kühlwasser angeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass jedes Kühlwasserversorgungssystem eine gesonderte Filtereinrichtung im Kühlwasserkreislauf aufweist.

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