DE202014003601U1

DE202014003601U1 - Autothermal cylinder temperature control

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Publication number: DE202014003601U1
Application number: DE202014003601.2U
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Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-05-04
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2024-05-05

Abstract

Vorrichtung zum Temperieren von Zylindern zur Verarbeitung von Kunststoffen oder sonstigen plastischen Massen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlänge mindestens 22 mal dem Bohrungsdurchmesser entspricht und mit einem geschlossenen, autothermen System temperiert wird und hierfür eine Flüssigkeit eingesetzt wird, deren Siedepunkt max. 80% der Verarbeitungstemperatur der zu verarbeitenden Masse entspricht.Device for temperature control of cylinders for processing plastics or other plastic masses, characterized in that the cylinder length corresponds to at least 22 times the bore diameter and is temperature controlled with a closed, autothermal system and a liquid is used for this, the boiling point of which is max. 80% of the processing temperature of the mass to be processed.

Description

Kunststoffe werden in der Regel mit sogenannten Schneckensystemen verarbeitet. Dabei dreht sich eine Förder- bzw. Plastifizierschnecke in einem Zylinder und transportiert und plastifiziert damit den zu verarbeitenden Kunststoff.Plastics are usually processed with so-called screw systems. In this case, a conveyor or plasticizing screw rotates in a cylinder and thus transports and plasticises the plastic to be processed.

Stand der TechnikState of the art

Der zum Verarbeitungssystem gehörende Zylinder wird in der Regel elektrisch beheizt bzw. muss gekühlt werden. Neben der Luftkühlung wird alternativ eine Flüssigkeitskühlung eingesetzt. Die eingesetzte Flüssigkeit, im wesentlichen Wasser oder Öl, wird durch Rohrleitungen gepumpt, die radial um den Zylinder angelegt sind und arbeiten mit Wärmetauschern.The cylinder belonging to the processing system is usually heated electrically or has to be cooled. In addition to the air cooling liquid cooling is alternatively used. The liquid used, essentially water or oil, is pumped through pipelines that are radially arranged around the cylinder and work with heat exchangers.

Die Antriebsenergie für die Plastifizierschnecke dient zum einem zur Förderung und zum Druckaufbau für den Kunststoff und zum Anderen wird hierüber Friktionsenergie in den Kunststoff eingebracht. Diese Friktionsenergie heizt den Kunststoff auf. In den ersten Bereichen der Schnecke, den Einfüll und Vorwärmbereich, in dem der Kunststoff noch kalt ist, ist diese Energieeintrag über Friktion neben der Zylinderbeheizung von außen erwünscht und gewollt. Wenn jedoch die Verarbeitungstemperatur erreicht ist, kann sich zusätzliche Friktionsenergie nachteilig auf die Massetemperatur auswirken und den Verarbeitungsprozeß begrenzen. Daher ist eine Zylinderkühlung in den Bereichen eines Energieüberschusses durch Friktionsenergie unbedingt notwendig.The drive energy for the plasticizing screw is used for a promotion and pressure build-up for the plastic and on the other hand friction energy is introduced into the plastic. This friction energy heats up the plastic. In the first areas of the screw, the filling and preheating area, in which the plastic is still cold, this energy input via friction in addition to the cylinder heating from the outside is desired and desired. However, when the processing temperature is reached, additional frictional energy may adversely affect the melt temperature and limit the processing process. Therefore, a cylinder cooling in the areas of energy surplus by friction energy is absolutely necessary.

Bei Einschneckenextrudern werden die Schnecken in der Regel massiv und ohne Bohrung hergestellt, selten wird eine Schneckentemperierung eingesetzt.In single-screw extruders, the screws are usually made solid and without bore, rarely a screw temperature is used.

Es ist Stand der Technik, dass bei gegenlaufenden Doppelschneckenextrudern die Schnecken mit Öl in einem offenen System oder in einem geschlossenen System temperiert werden. Geschlossene Systeme haben sich in den letzten Jahren vermehrt durchgesetzt. Das geschlossene Schneckentemperiersystem wird ausgeführt in Form einer zentralen Bohrung, die mit Einbauten versehen ist und teilweise mit Wasser befüllt wird. Alternativ zu dem letztgenannten sind sogenannte Wärmeleitrohre, die mit einer leicht siedenden Flüssigkeit im Vakuum gefüllt sind, im Einsatz. Diese Systeme haben sich in den rotierenden gegenlaufenden Doppelschnecken bewährt.It is state of the art that in counter-rotating twin-screw extruders the screws are tempered with oil in an open system or in a closed system. Closed systems have become increasingly popular in recent years. The closed screw tempering system is designed in the form of a central bore, which is provided with internals and is partially filled with water. As an alternative to the latter, so-called heat pipes, which are filled with a low-boiling liquid in vacuum, in use. These systems have proven themselves in the rotating counter-rotating twin screws.

Bei der Zylindertemperierung ist es Stand der Technik bei Einschneckenextrudern ebenso wie bei gegenlaufenden Doppelschneckenextrudern, eine elektrische Beheizung einzusetzen. Überschüssige Friktionsenergie wird durch Gebläsekühlung aus dem Zylinder entfernt. Bei gegenlaufenden Doppelschneckenextrudern hat die Kühlfunktion im Kompressionsbereich und Meteringbereich mit radial angeordneten Öl- bzw. Wasserrohren noch eine Bedeutung. Diese Rohrsysteme werden in am Zylinder eingebrachte Nuten montiert und sind an Wärmetauschersystem außerhalb des Zylinders angeschlossen.In cylinder temperature control, it is state of the art in single-screw extruders, as well as in counter-rotating twin-screw extruders, to use electrical heating. Excessive friction energy is removed from the cylinder by fan cooling. With counter-rotating twin-screw extruders, the cooling function in the compression area and metering area with radially arranged oil or water pipes is still important. These piping systems are mounted in cylinder-mounted grooves and are connected to the heat exchanger system outside the cylinder.

Für Schneckentemperierungen gab es intensive Entwicklungsarbeiten, die zu guten und umweltfreundlichen Systemen geführt haben. Die Entwicklung der Zylindertemperierungen basiert im wesentlichen auf Radialsysteme, die eine bestimmte Zone besonders gut beheizen bzw. besonders gut kühlen können. Die Systeme sind jedoch alle auf der Außenseite des Zylinders angebracht, bzw. in die Oberfläche durch radiale Nuten unterstützt. Systeme zur Wärmerückgewinnung wurden untersucht, wobei diese sich als aufwendig und nur bedingt geeignet und wirtschaftlich/umweltfreundlich erwiesen.For screw tempering, there was intensive development work, which has led to good and environmentally friendly systems. The development of cylinder temperature control is based essentially on radial systems, which can heat a particular zone particularly well or cool particularly well. However, the systems are all mounted on the outside of the cylinder, or supported in the surface by radial grooves. Systems for heat recovery have been studied, which proved to be expensive and only partially suitable and economical / environmentally friendly.

So ist z. B. in DE4103221 A1 ein System beschrieben, bei dem ein Wärmeübertragungselement einen Extruderzylindermantel in Umfangsrichtung zumindest teilweise umfasst und mit zumindest einem Konvektionselement verbunden ist, welches das Wärmeübertragungselement in radialer Richtung überragt. Dieses System hat den Nachteil, aufwendig zu sein und keinen geschlossenen Kreislauf in axialer Richtung von den Bereichen mit Energieüberschuß zu den Bereichen mit Energiedefiziten aufzubauen.So z. In DE4103221 A1 a system is described in which a heat transfer element comprises an extruder barrel shell in the circumferential direction at least partially and is connected to at least one convection element, which projects beyond the heat transfer element in the radial direction. This system has the disadvantage of being expensive and of not building a closed circuit in the axial direction from the energy surplus areas to the energy deficient areas.

In EP 0 123 034 A2 wird eine Anordnung zum Temperieren von Kunststoffverarbeitungszylindern beschrieben, bei dem Wasser sowie Kalt- und Warmöl eingesetzt werden. Dieses serviceaufwendige System mit Pumpen- und Ventilsteuerungen ist kostenintensiv und führt nur bedingt zu einer umweltfreundlichen und energiesparenden Zylindertemperierung.In EP 0 123 034 A2 An arrangement for controlling the temperature of plastic processing cylinders is described in which water and cold and hot oil are used. This service-consuming system with pump and valve controls is cost-intensive and leads only to a limited extent to environmentally friendly and energy-saving cylinder temperature control.

In EP 1132192 B1 wird eine Zylindertemperierung mit einem Ölkreislauf beschrieben, bei dem die Ölmenge in Abhängigkeit vom Kühlbedarf geregelt wird. Auch dieses System vernichtet Energie, ist serviceintensiv und durch den Öleinsatz bedingt umweltfreundlich.In EP 1132192 B1 describes a cylinder temperature control with an oil circuit, in which the oil quantity is controlled depending on the cooling demand. This system also destroys energy, is service-intensive and environmentally friendly due to the use of oil.

Eine Öltemperierung ist immer wartungsintensiv, Ventile „verbrennen” mit der Zeit, Öl vercrackt, Leitungen verstopfen oder der Fließquerschnitt verringert sich mit der Laufzeit, so dass nach temperatur- und systemabhängigen Laufzeiten bei diesen Systemen Wirkungseinschränkungen auftreten. Viele Firmen erlauben aus Umweltgründen bereits kein Temperieröl in und an ihren Fertigungsanlagen.Oil tempering is always maintenance-intensive, valves "burn" with time, oil cracks, clogging pipes or the flow cross-section decreases with the running time, so that according to temperature- and system-dependent run times with these systems, performance limitations. For environmental reasons, many companies already do not permit tempering oil in and at their production facilities.

Das System mit der Luftkühlung mit entsprechenden Gebläsen ist zwar deutlich wartungsärmer, jedoch ist die Intensität der Kühlwirkung teilweise begrenzt und grundsätzlich wird durch den Luftstrom Staub aufgewirbelt. Luftkühlung hat ebenso wie Öltemperierung einen schlechten Wirkungsgrad und vernichtet im Prozess überschüssige Energie, die an die Umwelt abgegeben wird.The system with the air cooling with appropriate blowers is indeed much less maintenance, However, the intensity of the cooling effect is partially limited and in principle is whirled up by the air flow dust. Air cooling, like oil tempering, has a poor efficiency and destroys excess energy in the process that is released to the environment.

Betrachtet man den Wärmebedarf entlang der Zylinderlänge, so zeigt sich, daß in der Regel im Einzugsbereich Temperatur benötigt wird, während in den Bereichen der Kompressionszonen und der Austrags- bzw. Meteringzone Temperaturenergie abgeführt werden muss. Wie oben beschrieben, kann diese Temperierung auf unterschiedlichste Art und Weise gelöst werden.Looking at the heat requirement along the cylinder length, it is found that temperature is usually required in the catchment area, while in the areas of the compression zones and the discharge or metering zone temperature energy must be dissipated. As described above, this temperature can be solved in a variety of ways.

Alle am Markt befindlichen Systeme zur Temperierung von Zylindern von Kunststoffverarbeitungsmaschinen sind nicht in sich geschlossen, fahren nicht in einem geschlossenen Kreislauf, sind nur bedingt umweltfreundlich in Verbindung mit dem Einsatz von offenen Temperiersystemen wie Ölkreisläufe und einer guten Energieausnutzung, sie verbrauchen Energie und geben Energie an die Umwelt ab.All marketed systems for controlling the temperature of cylinders of plastic processing machines are not self-contained, do not run in a closed circuit, are only environmentally friendly in conjunction with the use of open temperature control systems such as oil circuits and good energy efficiency, they consume energy and give energy the environment.

Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik, wie es in vielen Bereichen seit über 50 Jahren Anwendung findet, besteht die erfinderische Aufgabe darin, eine Temperierung für Kunststoffverarbeitungszylinder so weiterzuentwickeln, dass diese autotherm und wartungsfrei arbeitet. Ziel ist es außerdem, dass dieses System selbstregulierend ist, das heißt bei unterschiedlichen Anforderungen des Wärmetransports die Transport- und Übertragungsintensität selber optimieren kann.Based on the above-described prior art, as it has been used in many areas for over 50 years, the inventive task is to further develop a temperature for plastic processing cylinder so that it works autothermally and maintenance-free. The aim is also that this system is self-regulating, that is, can optimize the transport and transmission intensity itself for different requirements of heat transport.

Diese Aufgabe gemäß der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Zylinderwand Längsbohrungen eingebracht werden, diese mit einer Flüssigkeit befüllt und verschlossen werden und mit dem System Wärmeenergie von den Bereichen mit Wärmeüberschuss in den Bereichen mit Wärmebedarf transportiert wird. Ideal ist ein geschlossenes System, bei dem in einem Kreislauf überschüssige Energie durch eine „endotherme Reaktion” von einem Medium aufgenommen und zu den Bereichen des Energiebedarfs transportiert wird und dort in Form einer „exothermen Reaktion” zur Erwärmung des zu verarbeitenden Kunststoffes wieder abgegeben wird.This object according to the invention is achieved in that longitudinal bores are introduced into the cylinder wall, these are filled with a liquid and sealed and transported with the system heat energy from the areas with excess heat in the areas with heat demand. Ideal is a closed system in which excess energy is taken up in a cycle by an "endothermic reaction" of a medium and transported to the areas of energy demand and is released there in the form of an "exothermic reaction" for heating the plastic to be processed again.

Im folgenden wird dieses geschlossene Zylindertemperiersystem, in dem die Verdampfungsenergie und die Kondensationsenergie einer Flüssigkeit genutzt werden, als autotherme Temperierung bezeichnet und das System der Zylindertemperierung als A-Systeme bzw. deren Ablaufort als A-Rohre bezeichnet.In the following, this closed Zylindertemperiersystem, in which the evaporation energy and the condensation energy of a liquid are used, referred to as autothermal temperature and called the system of Zylindertemperierung as A-systems or their expiration location as A-tubes.

In den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4 wird die Erfindung näher erläutertIn the embodiments of the 1 to 4 the invention will be explained in more detail

1 Erfindungsgemäße Zylindertemperiervorrichtung mit Angabe der zu kühlenden bzw. der zu heizenden Bereiche 1 Cylinder tempering device according to the invention indicating the areas to be cooled or the areas to be heated

2 Seitendarstellung zu 1 der erfindungsgemäßen Zylindertemperiervorrichtung mit beispielhafter Anordnung der Bohrungen in der Zylinderwand bei Einschneckenzylindern 2 Page view too 1 the Zylinderemperempervorrichtung invention with exemplary arrangement of the holes in the cylinder wall in single-screw cylinders

3 Erfindungsgemäße Zylindertemperiervorrichtung mit Angabe der zu kühlenden bzw. der zu heizenden Bereiche mit Entgasung 3 Cylinder tempering device according to the invention with specification of the areas to be cooled or the areas to be heated with degassing

4 Seitendarstellung zu 3 der erfindungsgemäßen Zylindertemperiervorrichtung mit beispielhafter Anordnung der Bohrungen in der Zylinderwand bei Doppelschneckenzylindern 4 Page view too 3 the Zylinderemperempervorrichtung invention with exemplary arrangement of the holes in the cylinder wall in twin-screw cylinders

Bei der in 1 dargestellten Vorrichtung ist ein Kunststoffverarbeitungszylinder 1 dargestellt, in dem eine Kunststoffverarbeitungsschnecke 2 den eigentlichen Kunststoff transportiert und plastifiziert. Der Kunststoff wird in Form von Pulver oder Granulat über den Trichter 3 zugeführt und verlässt den Zylinder in der Regel über ein hier nicht dargestelltes Werkzeug an der Anschlussseite 4 des Zylinders. Eine Heizung 5 zeigt exemplarisch den Ort, an dem in der Regel Heizenergie benötigt wird und die Heiz-/Kühlkombination 6 den Bereich, in dem in der Regel gekühlt werden muss. Sogenannte A-Bohrungen 8 sind als Sacklochbohrungen dargestellt, die natürlich an den Produktionsanlagen verschlossen werden, hier nicht dargestellt. Zwischen der A-Bohrung und der Innenwand des Zylinders muss eine in den Ansprüchen festgelegte Mindestwanddicke 7 vorhanden sein.At the in 1 The device shown is a plastic processing cylinder 1 represented in which a plastic processing screw 2 transported and plasticized the actual plastic. The plastic is in the form of powder or granules over the funnel 3 fed and leaves the cylinder usually via a not shown here tool on the connection side 4 of the cylinder. A heater 5 shows an example of the place where heating energy is usually needed and the heating / cooling combination 6 the area where cooling is usually required. So-called A-holes 8th are shown as blind holes, which are of course closed at the production facilities, not shown here. There must be a minimum wall thickness defined in the claims between the A bore and the inner wall of the cylinder 7 to be available.

In der Seitendarstellung (2) der 1 sind exemplarisch 4 A-Bohrungen entsprechend 8 dargestellt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die A-Bohrungen unterschiedlich tief gebohrt werden, wie in 8 und 9 dargestellt, ausgeführt werden.In the page view ( 2 ) of the 1 are exemplary 4 A holes accordingly 8th shown. In an advantageous embodiment, the A-holes can be drilled at different depths, as in 8th and 9 shown, executed.

3 zeigt ein Doppelschneckensystem mit Trichter 19, Zylinder 10 und eine Plastifizierschnecke 11. Eine im Doppelschneckenbereich übliche Entgasung ist in 15 dargestellt. Im Einzugsbereich ist eine Heizung 13 gezeigt und im Bereich vor der Entgasung 12 und in der Meteringzone 14 sind Heiz-/Kühlkombinationen angebracht. Der Zylinder 10 exemplarisch dargestellt wird durch die A-Bohrungen 17 und 18 temperiert. 3 shows a twin-screw system with funnel 19 , Cylinder 10 and a plasticizing screw 11 , A usual in twin screw degassing is in 15 shown. In the catchment area is a heater 13 shown and in the area before degassing 12 and in the metering zone 14 Heating / cooling combinations are appropriate. The cylinder 10 is exemplified by the A-holes 17 and 18 tempered.

Im Zwickelbereich ist bei Doppelschnecken eine Kühlung durch die große Wanddicke des Stahls üblicherweise schwierig. Die Seitendarstellung 4 verdeutlicht die Anordnung einer Zwickeltemperierungen mit den A-Bohrungen 17 und 18, die in diesem Bereich eine ideale Temperierung erlauben.In the gusset area, cooling by the large wall thickness of the steel is usually difficult with twin screws. The page presentation 4 illustrates the arrangement of a Zwickeltemperierungen with the A-holes 17 and 18 , which allow ideal temperature control in this area.

Der Kreislauf zur Temperierung durchläuft grundsätzlich immer die gleichen Phasen, wie sie im folgenden beschrieben werden. Dabei befindet sich eine Flüssigkeit entsprechend der Anspruchsbeschreibung in den A-Bohrungen. The circulation for temperature always always passes through the same phases, as described below. This is a liquid according to the claim description in the A-holes.

Phase 1Phase 1

Es entsteht im Plastifizierzylinder ein Wärmeüberschuss. Die Wärmemenge ist ausreichend, um in diesem Bereich eine Flüssigkeit in der A-Bohrung zu verdampfen. Zur Verdampfung wird eine Verdampfungsenergie benötigt, welche dem Plastifizierzylinder entnommen wird und gleichzeitig zur Temperaturreduzierung in diesem Bereich führt. Die Verdampfung führt zum Druckaufbau in der A-Bohrung. Umfangreiche Versuche haben gezeigt, dass die Verdampfungswärme von Wasser sehr gut zur Temperierung von Zylindern eingesetzt werden kann.There is a surplus of heat in the plasticizing cylinder. The amount of heat is sufficient to evaporate a liquid in the A-bore in this area. For evaporation, an evaporation energy is needed, which is taken from the plasticizing and at the same time leads to temperature reduction in this area. The evaporation leads to pressure build-up in the A-bore. Extensive tests have shown that the heat of evaporation of water can be used very well for the temperature control of cylinders.

Phase 2Phase 2

Es entwickelt sich ein Kreislauf, in dem der Dampf in den Bereichen transportiert wird, die eine kältere Oberfläche ausweisen. Das bedeutet, die verdampfte Flüssigkeit zieht in Richtung des Einfüllbereiches.It develops a cycle in which the steam is transported in the areas that identify a colder surface. This means that the vaporized liquid moves in the direction of the filling area.

Phase 3Phase 3

Sobald der Heißdampf mit der kühlen Wand in Berührung kommt, kondensiert der Dampf in den flüssigen Zustand. Bei der Kondensation wird Energie frei, entsprechend der Energie die in Phase 1 zur Verdampfung benötigt wurde. Diese Kondensationsenergie wird an den Zylinder abgegeben, wodurch der darin zu transportierende Kunststoff aufgeheizt wird.As soon as the superheated steam comes into contact with the cool wall, the steam condenses into the liquid state. During the condensation, energy is released, corresponding to the energy required for evaporation in phase 1. This condensation energy is released to the cylinder, whereby the plastic to be transported therein is heated.

Phase 4Phase 4

Das Kondensat als Flüssigkeit oder übersättigter Dampf wird zu den Bereichen transportiert, in denen der A-Bohrung Energie zugeführt wird bzw. ein Energieüberschuss im Zylinder vorhanden ist, um dort den steten Kreislauf des Energietransportes durch Verdampfen und Kondensieren weiter zu führen.The condensate as liquid or supersaturated steam is transported to the areas in which the A-bore energy is supplied or an excess of energy in the cylinder is present, there to continue the steady cycle of energy transport by evaporation and condensation on.

Umfangreiche Versuche haben gezeigt, das der Einbau eines Rohres die Effektivität des Systems deutlich steigert. Mit einem Leitrohr in der A-Bohrung, wie in den Ansprüchen dargestellt, wird die verdampfte Flüssigkeit in dem Rohr in Richtung des Trichters geleitet und kondensiert sofort nach dem Austritt aus diesem Rohr und gibt die Energie gezielter frei.Extensive tests have shown that the installation of a pipe significantly increases the effectiveness of the system. With a draft tube in the A-bore as set out in the claims, the vaporized liquid in the tube is directed towards the funnel and condenses immediately upon exiting this tube, releasing the energy more efficiently.

Versuche haben zudem ergeben, dass das Einbringen von einem aufgerollten Siebgitter mit kleiner Gitterweite in die A-Bohrung anstatt eines Rohrsystems ebenfalls einen positiven Einfluss auf den Energietransport hat.Experiments have also shown that the introduction of a rolled mesh screen with a small grid in the A-hole instead of a pipe system also has a positive impact on the energy transport.

In einer erfinderischen Ausgestaltung werden Rohrleitungssysteme entsprechend der Anforderungen der A-Bohrung am bzw. in der Zylinderoberfläche montiert und zu einem System verbunden. Hierbei kann eine Pumpe zum Einsatz kommen und einen Wärmekreislauf erzeugen, der auch geregelt werden kann.In an inventive embodiment piping systems are mounted according to the requirements of the A-bore on or in the cylinder surface and connected to a system. Here, a pump can be used and generate a heat cycle, which can also be controlled.

Da Kunststoffverarbeitungszylinder auch nach langer Gebrauchszeit einer Wärmebehandlung unterzogen werden können, z. B. einem Nachnitrieren bei ca. 500°C, ist es sinnvoll, ein Überdruckventil bzw. eine Berstvorrichtung zur Abdichtung der A-Bohrungen einzusetzen. Um insbesondere bei einer Vielzahl an A-Bohrungen die Funktionsfähigkeit der Zylinderkühlung zu überwachen, kann an jedem der A-Bohrungen oder Kreisläufe eine Drucküberwachung bzw. -anzeige eingesetzt werden. Ein gleichmäßiger Druck in den Systemen zeigt an, dass die Kühlung gleichmäßig in jedem System erfolgt.Since plastic processing cylinder can be subjected to a heat treatment even after a long period of use, z. B. a Nachnitrieren at about 500 ° C, it makes sense to use a pressure relief valve or a bursting device for sealing the A-holes. In order to monitor the functionality of the cylinder cooling, especially in the case of a multiplicity of A holes, a pressure monitoring or display can be used at each of the A holes or circuits. Uniform pressure in the systems indicates that cooling is consistent across each system.

Es hat sich gezeigt, das unterschiedliche Drücke bei Raumtemperatur nach dem Befüllen innerhalb der A-Bohrungen zu unterschiedlichen Wärmetransportleistungen der Systeme führen. Unterdruck z. B. reduziert die Verdampfungstemperatur, Überdruck erhöht diese. In einer erfinderischen Variante kann eine Druckregelung zur Temperaturregelung bzw. -steuerung des Zylinders eingesetzt werden.It has been found that different pressures at room temperature after filling within the A-holes lead to different heat transfer performance of the systems. Negative pressure z. B. reduces the evaporation temperature, overpressure increases this. In an inventive variant, a pressure control for temperature control or control of the cylinder can be used.

Zusätzlich zu den hier beschriebenen autothermen Temperiersystemen ist es notwendig, zumindest für den Anfahrprozess den Plastifizierzylinder von außen zu beheizen. Es kann auch notwendig sein und soll nicht im Widerspruch zur autothermen Temperierung stehen, wenn am Gesamtplastifiziersystem auch externe Kühlelemente zur Anwendung kommen.In addition to the autothermal temperature control systems described here, it is necessary to heat the plasticizing cylinder from the outside at least for the starting process. It may also be necessary and should not be in conflict with the autothermal tempering if external cooling elements are also used in the overall plasticizing system.

Sinnvoll ist auch die Isolierung des Gesamtzylindersystems von außen, um die optimale Energieausnutzung bei der Verarbeitung zu erreichen und Verlustleistung durch Wärmeabstrahlung zu minimieren.It is also sensible to isolate the entire cylinder system from the outside in order to achieve optimum energy utilization during processing and to minimize power loss due to heat radiation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4103221 A1 [0008] DE 4103221 A1 [0008]
EP 0123034 A2 [0009] EP 0123034 A2 [0009]
EP 1132192 B1 [0010] EP 1132192 B1 [0010]

Claims

Vorrichtung zum Temperieren von Zylindern zur Verarbeitung von Kunststoffen oder sonstigen plastischen Massen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderlänge mindestens 22 mal dem Bohrungsdurchmesser entspricht und mit einem geschlossenen, autothermen System temperiert wird und hierfür eine Flüssigkeit eingesetzt wird, deren Siedepunkt max. 80% der Verarbeitungstemperatur der zu verarbeitenden Masse entspricht.Device for controlling the temperature of cylinders for processing plastics or other plastic masses, characterized in that the cylinder length corresponds to at least 22 times the bore diameter and is tempered with a closed, autothermal system and for this purpose a liquid is used, the boiling point of max. 80% of the processing temperature of the mass to be processed corresponds.

Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung mindestens 2 A-Bohrungen eingebracht werden, deren Abstand von der Oberfläche der Zylinderbohrung mindestens 5 mm beträgt und deren Durchmesser mindestens 10% und maximal 40% der Zylinderbohrung betragen.Apparatus according to claim 1, characterized in that in the axial direction at least 2 A holes are introduced, whose distance from the surface of the cylinder bore is at least 5 mm and whose diameter is at least 10% and not more than 40% of the cylinder bore.

Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der A-Bohrungen mindestens 17× dem Zylinderbohrungsdurchmesser entsprechen.Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the length of the A holes correspond to at least 17 × the cylinder bore diameter.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass in den A-Bohrungen je ein Rohr eingeführt wird, das einen Rohröffnungsquerschnitt zwischen 40% bis 80% der Fläche der A-Bohrung besitzt sowie mindestens 75% der A-Bohrungslänge lang ist.Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that in the A-holes each a tube is introduced, which has a pipe opening cross section between 40% to 80% of the area of the A-bore and at least 75% of the A-bore length is long.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass in den A-Bohrungen je ein Einsatz eingeführt wird, der die autotherme Funktion unterstützt.Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that in the A-holes each insert is introduced, which supports the autothermal function.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass A-Bohrungen mindestens 15% und maximal 70% mit einer Flüssigkeit befüllt sind.Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that A-holes are filled at least 15% and not more than 70% with a liquid.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass A-Bohrungen druckdicht mit einem Verschlusssystem abgedichtet werden.Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that A-holes are sealed pressure-tight with a closure system.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass A-Bohrungen bereits bei Raumtemperatur mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt werden.Apparatus according to claim 1 to 7, characterized in that A-holes are already applied at room temperature with positive or negative pressure.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Druck innerhalb der A-Bohrungen gemessen und angezeigt wird.Apparatus according to claim 1 to 8, characterized in that the pressure within the A-holes is measured and displayed.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Druck innerhalb der A-Bohrungen gemessen und zur Temperaturführung geregelt wird.Apparatus according to claim 1 to 9, characterized in that the pressure within the A-holes measured and regulated for temperature control.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere A-Bohrungen miteinander zu einem Temperiersystem verbunden sind.Apparatus according to claim 1 to 10, characterized in that a plurality of A-holes are connected to a temperature control system.

Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass achsparallele Temperierkanäle in die Zylinderoberfläche eingearbeitet und durch einen Mantel druckdicht verschlossen werden.Apparatus according to claim 1, characterized in that axially parallel Temperierkanäle be incorporated into the cylinder surface and sealed pressure-tight by a jacket.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein autotherm arbeitendes Rohrsystem von außen mit dem Zylinder verbunden bzw. eingearbeitet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an autothermic working pipe system is connected or incorporated from the outside with the cylinder.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass A-Bohrungen mit einer externen Pumpe verbunden sind.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that A-holes are connected to an external pump.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der autotherme Wärmetransport über Stellglieder in dem A-Bohrungssystem oder Rohrsystem eingebaut und geregelt werden.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the autothermal heat transfer via actuators in the A-bore system or pipe system are installed and controlled.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindersystem mit A-Bohrungen von außen beheizt oder gekühlt wird.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a cylinder system with A-holes is heated or cooled from the outside.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindersystem mit A-Bohrungen von außen so isoliert wird, dass entweder eine max. Temperatur außen am Zylinder von 35% der Verarbeitungstemperatur und/oder eine Temperatur entsprechend der Umgebungstemperatur plus maximal 40 K nicht überschritten wird.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a cylinder system with A-holes from the outside is isolated so that either a max. Temperature outside the cylinder of 35% of the processing temperature and / or a temperature corresponding to the ambient temperature plus a maximum of 40 K is not exceeded.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung eine Einfachbohrung für Einschneckenplastifiziereinheiten ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cylinder bore is a single bore for Einschneckenplastifiziereinheiten.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung eine sich überschneidende Doppelbohrung für Doppelschneckenplastifiziereinheiten ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cylinder bore is an overlapping double bore for Doppelschneckenplastifiziereinheiten.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bei Doppelschneckenplastifiziereinheiten im Zwickelbereich A-Bohrungen eingesetzt werden.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that A holes are used in Doppelschneckenplastifiziereinheiten in the gusset area.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die A-Bohrungen mit einem Überdruckventil oder einer Berstvorrichtung verschlossen werden.Device according to at least one of the preceding claims, characterized that the A holes are closed with a pressure relief valve or a bursting device.