CN102294765A - 用于水下造粒机的模板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于水下造粒机的模板(1，1a)，模板(1，1a)具有用于通过塑料熔融物的贯通孔(3)和***到贯通孔(3)中的喷嘴(2)，在贯通孔(3)的出口侧端分别设有突入到相应的贯通孔(3)中的相应的肩部(5)。喷嘴(2)在外部横剖面上在它们的出口侧端变窄，且所形成的前表面(4)置靠在贯通孔(3)的肩部(5)上。喷嘴(2)的前表面(4)特别可以构形成基本上球形的，从而接触表面(7)以及因此喷嘴(2)和模板(1，1a)之间的热流动为最小。

Description

用于水下造粒机的模板

技术领域

本发明涉及一种用于水下造粒机的造粒机头部的模板，用于水下造粒机的造粒机头部的喷嘴，所述喷嘴特别适合于与这种模板一起使用，以及带有这种模板和/或这种喷嘴的水下造粒机。

背景技术

水下造粒机用来制造塑料颗粒(或球或者丸)。为此目的，塑料受到挤压通过造粒机头部(或机头)的模板进入到水腔室中。借助于转动的切割头将从所述模板的贯通孔排出的塑料流股割断，其中这样制造出的塑料颗粒由注入经过水腔室成流股的冷却水引导开去。

塑料熔融物在贯通孔的出口端处的温度是特别重要的，因为塑料熔融物(或熔融的塑料)必定在刚排出之后就***固化。熔融物在所述贯通孔中就已经***导致了不规则的熔融物流或甚至导致熔融物流的中断。由于这种干扰，可能需要关闭整个造粒***。特别是在开动所述造粒***时，必须防止这种现象的出现，而这种现象也称为“冻结”。

当开动所述水下造粒机时，必须注意到同时发生的冷却水进入所述水腔室中的流股流入和塑料熔融物的排出。如果冷却水在所述模板周围形成流股太早，结果就会是喷嘴的强冷却，这样造成进入喷嘴的熔融物立刻***固化。如果在另一方面塑料熔融物排出所述喷嘴而没有立刻冷却，那么所述模板和所述切割头就会被粘抹上塑料熔融物。因此，通常为冷却水设置旁路管，从而当开动机器时，已经流过所述旁路管的冷却水就必须被转移到水腔室中，且因而这在适当的时候是有效的。由于某些问题，在操作期间，熔融物流的中断而没有排出所述冷却水通常是不可接受的，因为，在喷嘴中的塑料熔融物同样会立刻***固化。

在操作期间各个喷嘴的阻塞有颗粒长度变化的缺陷，可能产生不均匀的颗粒且造粒机头部中的压力比发生变化。由于较高的流率或流速所述压力增加，且非牛顿流体的粘度以较高的剪切速率增加。

在挤压机产生接触压力的情况下，当头部压力增加时，熔融物的后续长度增加，且产品可能受热损坏。

各个喷嘴的阻塞结果对塑料熔融物和造粒加工过程具有不利的影响。

在本技术领域中，提出了不同的解决方案，这些方案以这样的方式来引导贯通孔或喷嘴中的塑料熔融物，就是熔融物实际上在排出的时刻之前具有熔融温度。为此目的，通常对模板进行加热，然而这导致了在模板与冷却水接触的出口侧具有强烈的热梯度。

为了防止热(或热量)从所述喷嘴传递(或传导)到与水接触的模板，就是喷嘴经过邻近的冷却水的冷却，专利文件AT505845B1建议在模板的贯通孔中以非接触形式支撑这些喷嘴，其中，通过弹性密封材料防止喷嘴与模板的直接接触。所述密封材料置放在喷嘴的前侧且保持抵靠贯通孔的出口侧端部处的肩部，所述肩部突伸入所述贯通孔中。而且喷嘴每个在其内部具有突伸到前表面之外的杆，为的是防止成流股的通过喷嘴的热的塑料熔融物与密封材料接触。而且，喷嘴在它们的出口方向上被缩窄，以便它们与贯通孔的内侧没有侧向接触。

这样，从喷嘴流动或传导到模板的热以这种方式被减少，就是上面提到的问题明显地得到克服。特别是在这种构造类型中，用于冷却水的旁通管不再是强制性的，因为所述冷却水在所述塑料熔融物排出进入到水腔室之前不久已经能够让冷却水进入水腔室中，没有喷嘴的过度冷却，因此，在操作期间简短地中断熔融物流动而没有喷嘴的冻结重新起动它也是可能的。

然而，为此目的需要的弹性的高温密封是相对昂贵的且具有有限的热阻。

模板必须频繁地进行清洁，这通常在加热条件下进行(例如通过热解炉)。

由于弹性密封件无法抵御清洁(或清理)温度，所以本领域技术人员必须拆下模板，对其进行清理并在清理之后为它装备上新的密封件。这种***的维修因而是相当复杂的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于水下造粒机的模板和喷嘴，这使得所述模板和所述喷嘴之间的热流动为最小，且在这种情况下具有可靠的密封效果，然而，这种布置比已知的设备更容易维护且成本更低。

本发明的目的通过按照独立权利要求所述的用于所述造粒机的造粒机头部的模板和喷嘴来实现的。进一步的扩展和有利的实施例将在从属于独立权利要求的权利要求中进行具体的说明。

根据本发明，提供有置放在贯通孔的肩部上带有相应的前表面的喷嘴，所述相应的前表面通过使所述喷嘴在它们的出口侧端处在外部横截面上变窄而形成。在这种方式中，不需要单独的密封材料，因为通过所述喷嘴与所述贯通孔的所述肩部的直接接触形成了密封。因而最为简单的情况下，所述喷嘴和所述贯通孔的所述肩部之间产生了金属接触。由于在外部横截面上看这些喷嘴在它们的出口端处变窄，并且仅以它们的前表面与模板进行接触，接触面是小的，使得所述喷嘴和所述模板之间的热流动或热传递很少，其中，所述模板与所述冷却水接触。因此防止了在文件开始所描述的缺陷，特别是喷嘴的冻结。而且，使得维修变得方便，因为不需要处理任何单独的密封材料，且也不必按照需要对其进行更换。由于取消了密封材料，所以能够降低花费。

有利地，喷嘴的出口侧的前表面是倾斜的，使得与所述贯通孔的所述肩部的接触的表面最小。“倾斜的”意味着所述喷嘴的所述前表面与所述模板的所述出口侧的面不平行，其中，所述切割头在所述模板上方旋转。理论上，所述喷嘴和所述肩部只在呈环形的线上彼此相互接触。由于非常小的接触表面，所以使从所述模板流动到所述喷嘴的热最小，从而能够防止在所述喷嘴中的塑料熔融物的***固化。而且，通过倾斜的出口侧的前表面，所述喷嘴和所述肩部之间的密封效果得到改善。因为由于最少的接触表面，所述喷嘴受压抵靠所述肩部的力每单位接触表面区域内是非常大的。

优选地，所述喷嘴的所述前表面是凸起的，其特别优选地构形成基本上的球形，这意味着所述前表面不是线性地被斜切，但是在横截面(或剖面)上观察，它基本上遵循着曲线。例如，所述喷嘴的所述前表面基本上对应于半球形的表面。然而，所述前表面还可以对应于任何所希望的球形段(或球形部分)的表面，所述球形段的表面必定总是被所述喷嘴的所述出口孔来中断。通过提供基本上球形的前表面，所述密封效果能够得到进一步的改善，因为所述喷嘴在它们的相应的出口孔周围的区域的前表面的梯度是相当平的，且因此前表面以非常平的角度与所述肩部接触是可能的。与成线性倾斜的前表面相比，前表面的凸起或特别是基本上的球形构形(或构造)还加强了喷嘴顶部(或前部)的稳定性。

所述前表面的轴向上最前面的区域然而也可构形成平的。例如，在这些喷嘴的出口侧端使所述喷嘴变平可能是有利的，为的是使所有的喷嘴呈现均匀的长度。如果这个区域相应地保持为小的，形成的线接触基本上得以保持。如果所述肩部同时被构形成在所述接触区域至少与所述喷嘴同样的程度，就是与所述喷嘴的平的最前面的前表面区域平行，有利的在径向方向上的相对移动是可能的，所述相对移动可以例如补偿由于温度变化而引起的变形。

然而优选地，不仅所述喷嘴的所述前表面具有凸起，优选为基本上球形形状，而且所述贯通孔的所述肩部的所述表面也具有内凹，优选为基本上球形形状。在这种方式中，理论上存在有确定的沿环形线的线性接触，所述喷嘴的凸起的前表面与所述贯通孔的所述肩部的内凹的表面以相对平的角度彼此相遇。也由此，当保持所述密封效果的同时，能够适应所述喷嘴相对于所述模板的小的径向位移，其中，所述径向位移可能例如由于热运动而发生。

通过将所述肩部构形成内凹的形状，实质上增加了所述肩部的稳定性，使得能够将所述肩部在通道的横截面上的厚度相应地变小。特别是，所述喷嘴的所述前表面和所述肩部具有不同的曲率半径，当然，所述喷嘴的所述前表面的曲率半径小于所述肩部的曲率半径。

所述喷嘴优选地支撑在所述喷嘴板中，方式是它们相对于所述模板是可轴向调整的。特别是所述喷嘴可以借助于螺纹旋拧到所述模板中。由此，每个喷嘴能够单个地被压靠在所述贯通孔的所述肩部上，从而对于每个所述贯通孔中的每个所述喷嘴来说，密封效果得到了保证。因此与所述喷嘴和所述模板的尺寸有关的轴向公差以容易的方式得到补偿，使得可以消除，为公差补偿的目的，使所述喷嘴在出口端变平。在这种方式中，所述喷嘴和所述模板之间实现了轴向上理想的线性压紧。保证了各个部件的互换性。

在优选的实施例中，所述模板由用于安置所述喷嘴的所述喷嘴板和在所述喷嘴板前面安装在其出口侧的所述切割板形成，所述肩部在所述切割板上构形成。所述切割板用来保护造粒机头部防止通过转动的切割头的强烈的磨损，并其构形成相当的薄。所述切割头在其上转动的所述切割板的表面可以另外设置磨损保护层。特别地在所述切割板和所述喷嘴板之间可以设置间隙，所述间隙用来隔绝所述造粒机头部防止通过所述模板使热或热量扩散到所述水下造粒机的冷却水中。

此外，为至少所述模板或切割板的所述贯通孔的所述肩部设置涂层是有利的，其中，所述涂层包括比所述模板/所述切割板本身要软的材料或者由所述材料制成。只涂敷所述肩部就足够了，但是例如为了生产技术上的原因，也可以设置成从一侧将整个模板/切割板涂敷这种涂层。尽管所述软性材料处在与所述喷嘴接触的接触表面的区域内，但能够进一步改善轴向密封。这种涂层也可以适应径向上的热运动。作为材料，例如比所述模板/切割板的材料软的金属或也可以是塑料都在考虑的范围内。

在操作过程中，所述切割板可能朝向外面拱起，例如朝水腔室的方向拱起。这可能在所述喷嘴由于它们的加热在轴向上比所述喷嘴板和/或在所述切割板和所述喷嘴板之间的固定螺栓或螺丝更强烈地伸展时发生。由于所述喷嘴板通过所述贯通孔的所述肩部与所述切割板接触，所以它们相应地压靠在所述切割板上。然而在所述切割板的外侧边上转动所述切割头，为的是产生颗粒。因为因拱起导致所述切割头的压力增加，所以磨损也增加了。

为了降低或防止抵靠所述转动的切割头的切割板的拱起，将所述切割板朝所述喷嘴板的方向对中地夹紧可能的是有利的。在这种方式中，防止了所述切割板朝切割头部的方向拱起，而通常所述切割板仅固定在边缘处。因而所产生的热桥是可以忽略的，因为所述喷嘴通常在距所述模板或切割板的中心足够的距离处以环形排列设置。所述切割板的中间(或中央)固定因而对所述喷嘴中的熔融物流动没有负面作用。

另一方案或者另外可以将所述切割板的入口侧构形成使得它是凸起的。由于轴向伸展的喷嘴引起可能发生的拱起通过因较大的材料强度引起凸起度或凸状来补偿。

为了适应所述喷嘴的轴向伸展，也可以设置成在轴向上弹簧加载的方式支撑抵靠所述肩部的喷嘴。所述切割板可以抵靠弹簧，例如盘形弹簧，旋拧到所述喷嘴板上。在这种情况下，所述弹簧优选地设置在所述螺栓(或螺丝)头部下方。为了实现所述喷嘴的轴向热膨胀(thermal extension)的良好补偿，所述弹簧可以通过螺栓旋拧入到所述喷嘴中进行预张紧。弹簧常数优选选择低的，从而在所述喷嘴的长度的因热诱导出现变化的情况下，变化的弹簧行程对弹簧力没有任何显著的影响。由于弹簧力的变化因此是小的，因此防止了在操作期间所述切割板抵靠所述切割头的拱起，从而降低了刀的磨损。

所描述的模板和喷嘴特别适合于使用在水下造粒机中。在所述喷嘴和所述模板之间在低热流动的同时实现了很好的密封性。特别是先前所描述的所述喷嘴的冻结的问题得到了遏制。

本发明的这些和其它特点能够从下面的描述和作为简要说明的附图中得到更清楚的理解。

附图说明

下面参照附图通过示例描述本发明的这些或其它特点。这些附图简要说明如下：

图1是水下造粒机的造粒机头部的顶视图；

图2是图1中所示的造粒机头部的剖视图；

图3a和3b是喷嘴和贯通孔的肩部之间的接触区域的两个实施例的细节的剖视图；

图4是带有螺纹的喷嘴的剖视图；以及

图5是与图4中所示的类似的带有导热销的喷嘴的剖视图。

具体实施方式

图1示出了一种用于水下造粒机的造粒机头部(或机头)10的顶视图。在水下造粒机运行期间造粒机头部10的所示出的这侧与冷却水(或冷水)接触，所述冷却水将塑料颗粒运送走。模板由喷嘴板1和切割板1a形成，且被加热带16所包围，所述加热带将热能供给到所述模板。为的是将所述模板保持在一定的温度。与加热筒(或加热载体)相比较，加热带的使用具有这样的优点，在需要将所述模板从造粒机头部10移开的维修或养护工作中，能够容易地将所述加热带移走。

所述模板具有五个环形布置(或配置)的出口孔(或排出孔)6，塑料熔融物(或熔融体)或熔融的塑料经过这些出口孔排入到(未示出的)水腔室中。特别地出口孔6在这里被形成在切割板1a上，在所述切割板上转动或旋转切割块体，为的是产生出颗粒。切割板1a包括一种材料，所述材料使所述切割板比喷嘴板1受到更好的保护来防止磨损，而所述切割块体在所述切割板之上滑动，或者所述切割板由所述材料制成。切割板1a通过连接部件18，例如螺栓或螺钉，连接到喷嘴板1上，所述喷嘴板又通过连接部件19，例如螺栓或螺钉，连接到(在图1中未示出的)所述造粒机头部的基座部件(或底座部件)。在连接部件18的下方，设置有弹簧，特别是盘簧，使得所希望的张力是可调整的。切割板1a具有中间(或中央)固定装置17，所述中间固定装置防止所述切割板朝所述切割块体的方向拱起。

在图2中，以剖面图示出了图1中所示的造粒机头部10。塑料熔融物(或熔化的塑料)首先在造粒机头部10的入口侧借助于锥形体(或锥形部分或者圆锥体)14被分成几部分流股.这些熔融物流股通过基座部件13上的通道3a达到所述模板上的贯通孔(或通孔)3，所述模板由喷嘴板1和切割板1a形成。基座部件13借助于加热筒15来进行加热，以便在通道3a中的塑料熔融物不会***(或凝固或者固化)。可选地，可以将锥形体14在三个位置以鱼雷的方式固定到基座部件13上，从而形成一个成节段的环形通道，而不是单个的通道3a。

所述模板布置或配置在底座部件13上，如已经结合图1所描述的，所述模板被加热带16包围住。为了保护所述模板防止磨损，切割板1a布置在有出口孔6的区域内。在贯通孔3内，布置有喷嘴2，在本实施例中，所述贯通孔经过喷嘴板1和切割板1a，塑料熔融物被导引经过在那里布置的所述喷嘴。切割板1a借助连接部件18(参见图1)被安装到喷嘴板1上，并被支撑在轴承或支承件25上，从而在喷嘴板1和切割板1a之间保留有间隙26。轴承25可以由例如陶瓷制成，诸如氧化锆等制成。从所述模板到冷却水的热流动(或热传递)通过间隙26和轴承25被减少，所述冷却水接触切割板1a。

在图3a和3b中，示出了喷嘴2的前表面4和贯通孔3的肩部5之间的接触区域的细节。肩部5形成在切割板1a上并突伸入贯通孔3中。由于喷嘴2的所选择的外径，所述外径在喷嘴的出口端变窄，所以在喷嘴2的外周边(或外周向部分)和贯通孔3之间不存在任何接触。最终出现的间隙20提供了热绝缘，使得在这种方式下没有任何热或热量被从喷嘴2传导到与冷却水接触的切割板1a上。

在图3a中所示出的实施例中，喷嘴2的前表面4和贯通孔3的肩部5的以球状的方式构形成(或将它们的形状制成球形状)。仅以理论上的线性接触表面7的形式生成接触，使得喷嘴2和切割板1a之间热流动(或热传导)是最小的。特别是为此目的，在喷嘴2的出口处的通路直径小于在切割板1a上的出口孔6的与之相邻的直径。因而可以防止在喷嘴2的通路开口8中的塑料熔融物的硬化(或凝固)。而且，流入(传递)到冷却水中的热量的减少还节省了能量，因为有较少量的热输出损失。

万一熔融物由于熔融物流股的中断在出口孔6仍然硬化，这种阻塞由于其尺寸小而完全可被流动的塑料熔融物推出。肩部5的厚度例如在出口孔6的区域内可以仅达到1mm。尽管肩部5的精巧的端部，但保证了高的机械稳定性，因为当距出口孔6的距离增大时肩部5在横截面上由于球形形状显著地增加。

由于一方面喷嘴2的前表面4和另一方面肩部5的球形设置，且由于共同接触表面7的区域内相关联的平角，实现了带有极大密封力的良好密封效果。为了进一步改善密封效果，在肩部5的区域内可以设置或提供涂层21，或者因制造上的原因，在整个表面上设置所述涂层，所述涂层包括比切割板1a的更软的材料，例如软的金属或者也可以是阻热塑料，或者所述涂层由这些材料制成。此外，喷嘴2的前表面4也可设置涂层22。特别是因此能够适应由于热运动(或温度变化)引起的轴向位移。0.1mm厚度的涂层完全足以适应例如通过模板的冷却在例如0.01mm的区域的热变形。此外，在切割板1a上可以设置防磨损层23，以便保护切割板3防止所述切割块体在其上滑动。

图3b示出了喷嘴2的球形前表面4和切割板1a的球形肩部5中每一个具有平的区域9或11的实施例。通过提供平行于径向平面的平的区域，使得喷嘴2在肩部5上的滑动成为可能，从而能够更好地适应径向位移。平的区域9，11例如可以具有0.2-0.3mm的宽度，所述区域邻接喷嘴2的前表面4和肩部5上的通路开口8和贯通孔6。此外，图3b中所示的实施例的其它部分对应于图3a的那些部分。

图4最后示出了具有螺纹12的喷嘴2。借助于螺纹12，能够将喷嘴2旋拧到所述喷嘴板上且因而用其前表面4压靠在所述模板的相应的贯通孔3中的肩部5上。喷嘴2例如可以有用于进行旋拧入的六角窝24。以这种方式可以在例如维修工作中或者在装配造粒***时单个地调整每个喷嘴2，从而，克服较小的公差，特别是克服与喷嘴2的轴向尺寸有关的公差，并可以在前表面4上施加所希望的接触压力。

图5表示图4中所示喷嘴2的球形实施例，导热销27伸展到喷嘴2的通路开口8中，所述导热销在熔融物刚好离开喷嘴的出口之前加热喷嘴2中的熔融物。

Claims (15)

1.一种用于进行塑料造粒的水下造粒机的造粒机头部(10)的模板，所述模板具有用于通过塑料熔融物的贯通孔(3)和***到所述贯通孔(3)中的喷嘴(2)，其中，所述贯通孔(3)在它们的出口侧端分别具有突入到贯通孔(3)中的肩部(5)，而所述喷嘴(2)在外部横截面上在所述喷嘴的出口排出侧端变窄同时形成前表面(4)，其特征在于，带有它们的前表面(4)的所述喷嘴(2)置靠在所述贯通孔(3)的所述肩部(5)。

2.按照权利要求1所述的模板，其特征在于，所述喷嘴(2)的所述前表面(4)倾斜地构形成，优选地构形成凸起的且更为优选地构形成基本上球形的。

3.按照权利要求2所述的模板，其特征在于，所述前表面(4)的轴向上最前面的区域(9)构形成平的。

4.按照权利要求2或3所述的模板，其特征在于，所述喷嘴(2)的所述前表面(4)和所述贯通孔(3)的所述肩部(5)分别基本上构形成球形的，且所述前表面(4)和所述肩部(5)的曲率半径是不同的。

5.按照权利要求1-4中任一项所述的模板，其特征在于，所述贯通孔(3)的所述肩部(5)具有平行于径向平面的中间表面部分(11)。

6.按照权利要求1-5中任一项所述的模板，其特征在于，所述模板(1，1a)上的所述喷嘴(2)以这样的方式进行支撑，特别是以旋拧入的方式进行支撑，所述方式使得所述喷嘴相对于所述模板(1，1a)可轴向上调整。

7.按照权利要求1-6中任一项所述的模板，其特征在于，所述模板(1，1a)在所述贯通孔(3)的所述肩部(5)上至少具有涂层(21)，所述涂层由比所述模板(1，1a)的更软的材料制成。

8.按照权利要求1-7中任一项所述的模板，其特征在于，所述模板(1，1a)具有用来容纳所述喷嘴(2)的喷嘴板(1)和切割板(1a)，所述切割板(1a)安装在所述喷嘴板(1)前面在它的出口侧，且所述肩部(5)形成在所述切割板(1a)上。

9.按照权利要求8所述的模板，其特征在于，所述切割板(1a)适于朝所述喷嘴板(1)的方向对中地被夹紧(17)。

10.按照权利要求8或9所述的模板，其特征在于，所述切割板(1a)构形成在入口侧为凸起的。

11.按照权利要求1-10中任一项所述的模板，其特征在于，所述喷嘴板以轴向上弹簧加载的方式被支撑抵靠所述肩部(5)。

12.一种用于水下造粒机的用来通过塑料熔融物的造粒机头部(10)的喷嘴，其特征在于，在出口侧所述喷嘴的前表面(4)构形成凸起的，优选地构形成基本上球形的，如果需要，在所述前表面(4)的轴向上最前面的区域(9)构形成平的。

13.一种用于水下造粒机的用来通过塑料熔融物的造粒机头部(10)的喷嘴，优选地按照权利要求12的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴(2)适合于相对于水下造粒机的造粒机头部(10)的模板(1，1a)进行轴向上调整。

14.按照权利要求13所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴(2)具有用于轴向调整的螺纹(12)。

15.一种用于进行塑料造粒的水下造粒机，所述水下造粒机包括按照权利要求1-11中任一项所述的模板(1，1a)和/或按照权利要求12-14中任一项所述的喷嘴(2)。

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