DE2236823C3

DE2236823C3 - Lochplatte zum Granulieren von Kunststoffen

Info

Publication number: DE2236823C3
Application number: DE2236823A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7000 Stuttgart Lambertus
Original assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Current assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1972-07-27
Publication date: 1980-06-19
Also published as: FR2236629B1; DE2236823A1; BE801378A; GB1421500A; FR2236629A1; NL7310379A; JPS4969775A; IT995064B; JPS5625365B2; DE2236823B2; US3867082A; CH548834A

Description

Die Ki findung betrifft eine Lochplatte zum Granulieren von Kunststoffen, insbesondere zum Granulieren unter Wasser, mit einer austritisscitigcn von .Sehneidmessern überstriehenen, gekühlten Stirnfläche, mil mehreren in axialer Richtung verlaufenden Düsenbohrungen und einer im austrittsseitigen Bereich der Düsenbohrungen sich radial erstreckenden Isolierschicht wobei die Düsenbohrungen in ihrer Längsrichtung von einem Spalt für die Aufnahme einer Wärmeisolierung umgeben sind.

Bei derartigen Lochplaticn ist eine möglichst gleichmäßige Tcmpcralurverteilung im Bereich sämtlicher Düsenbohrungen von ausschlaggebender Bedeutung. Eine ungleichmäßige Abkühlung der Kunststoffschmelze in einzelnen Düsenbohrungen hat zur F^:olgc, daß die Schmelze wegen ihrer unterschiedlichen Viskosität verschieden schnell fließt und dadurch die Stränge ungleichmäßig werden oder sich einzelne Bohrungen ganz zusetzen.

Die austrittsscitige Stirnfläche der Lochplatte wird vom zum Abführen und Kühlen des Granulats erforderlichen Wasserslrom stark gekühlt. Um ein zu starkes Abkühlen der Düsenbohrungen zu vermeiden, ist bei einer aus der DE-OS 16 04 344 bekannten Lochplat te zwischen dem eintrittsscitigcn und auslrittssciligen Bereich der Düsenbohrungen eine radial sicherstrekkende Isolierschicht vorgesehen, wobei sämtliche Diisenbohningen außerdem auch in Längsrichtung einzelner mit einer Wärmeisolierung ausgefüttert sind.

Diese bekannte Ausbildung offenbart jedoch Maßnahmen zur Isolierung einzelner Düscnbohmngen. Diese ermöglichen aber nur eine auf die jeweilige Düsenbohrung beschränkte Wärmedämmung. Unter der Vielzahl der benachbarten Düsenbohrungcn ergibt sich ein Temperaturgefälle, das sich nachteilig auf die Qualität des Granulats auswirkt. Dieses Tcmpcraturgcfällc, das besonders zwischen den inneren und den äußeren Diisenbohriingen der Lochplatte vorhanden ist, ist vielfach Ursache auftretender Unregelmäßigkeilen beim Beirieb der Granuliervorrichtung.

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55 Aus der DE-AS 12 63 275 sind Maßnahmen zur Wärmedämmung einer Lochplatte bekannt, die jedoch in Längsrichtung der Düsenbohrungen zu wünschen übriglassen.

Auch bei den aus der US-PS 34J6 449 bekannten Maßnahmen bleibt die Wärmedämmung auf die eii.-zelnc Düsenbohrung beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lochplatte zu schaffen, die bei geringem konstruktivem Aufwand und bei geringem Verbrauch an Heizenergie eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Bereich sämtlicher Düsenbohrungen gewährleistet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Isolierung ein einz.iger zusammenhängender, sich sowohl radial als auch in Längsrichtung der Düscnbohrungen erstreckender Spalt vorgesehen ist, der zumindest mehrere benachbarte Düsenbohrungen um-, schließt und durch den Körper der Lochplatte einerseits und einen Einsatz andererseits begrenzt ist

Durch den Einschluß einer Vielzahl von Düsenbohrungen innerhalb einer zusammenhängenden Isolierschicht ist vorteilhaft die Ausbildung eines gleichmäßigen Temperaturfeldcs ermöglicht. Dieses Temperaturfeld ist gegenüber der gekühlten Stirnseite der Lochplatte wirksam abgeschirmt, da die zusammenhängende Isolierschicht den Wärmefluß in breitem Bereich unterbricht. Daraus folgt eine weitgehende Unempfindlichkcil der Lochplatte gegen ein Verstopfen einzelner Bohrungen.

Dabei ist der Wärmefluß zwischen den Düsenbohrungen und der gekühlten Lochplatten-Stirnseite durch die Verwendung mittels des Isolicrspaltes getrennter Bauteile wirksam unterbrochen. Die damit erzielbare gleichmäßige Temperaturverteilung über sämtliche Düsenbohrungcn erlaubt es, den Durchsatz durch die Lochplatte, wenn erforderlich, wesentlich herabzusetzen, ohne daß dabei der austretende Kunststoff in den Bohrungen erstarrt. Ferner können die Düsenbohrungcn dichter beieinander ausgeführt werden als bei bekannten Lochplattcn, was einen höheren Durchsatz pro Flächeneinheit zur Folge hai. Die Erfindung ermöglicht zudem eine kürzere Ausbildung der Düsenbohrungen, wodurch ein geringerer Druckverlust in der Lochplatte erzielbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung durch Ausführungsbeispielc näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zur Granulierung unter Wasser mit einer erfindungsgcmäßen Lochplatte,

F i g. 2 eine Teilansicht der Austrittsscile einer Lochplatte mit ringscheibenförmigcm Einsatz auf der Ausirittsscite,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie lll-lll durch die Lochplatte gemäß F i g. 2,

F i g. 4 eine Teilansicht der Auslritlsscite einer anderen Ausführung der Lochplatte, mit als Ringsegmente ausgebildeten Einsätzen auf der Eintrittsscile.

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V durch die Lochplatte gemäß F i g. 4,

F i g. b eine Tcilansicht der Austritlsseite einer weiteren Ausführung der Lochplatte, mit mehreren zylinderförmigen Einsätzen auf der Eintrittsseile und

F i g. 7 einen Schnitt entlang der Linie VIIVII durch die Lochplatte gemäß F" i g. 6.

Aus einem hier (F i g. I) nicht dargestellten Extruder oder aus einer beliebigen Fördereinrichtung ausgepreßte Kunslstoffschmelze strömt durch Kanäle I in einem Vcrtcilerslück 2 und durch eine Zwischenfalle 1

einer Lochplatte 4 zu. Pfeile A zeigen die Strömungsrichtung an. Die Lochplatte 4 weist eine Reihe von Düsenbohrungen 5 auf, durch die die Schmelze gedrückt wird. Kanäle 6 erlauben den Durchfluß e^:nes Heizmediums. Einzelheiten der Lochplatte werden weiter unten beschrieben.

Nach Austritt aus den Düsenbohrungen 5 werden die einzelnen Kunststoffstränge von rotierenden Messern 7 erfaßt und in Granulatkörper zerschnitten. Dami; die austretenden Stränge die notwendige Festigkeit erhalten und um zu vermeiden, daß die abgeschnittenen Körner zusammenkleben, erfolgt der Granuüervorgang unter einer Kühlflüssigkeit, im Normalfall unter Wasser. Ein kräftiger Kühlmittelstrom durchströmt eine Granulierhaube 8, die einen mit den Messern 7 bestückten Schneidkopf 9 umschließt. Ein Pfeil Bdeutet den Eintritt des Kühlmittels in die Granulierhaube an und ein Pfeil Cden Austritt des Kühlmittels samt dem mitgeführten Granulat aus der Haube.

Der Schneidkopf 9 ist auf einer Welle iO befestigt, deren Durchgang durch eine Verstärkung 11 der Granulierhaubenwandung mit Dichtungen 12 versehen ist. Ein nur teilweise gezeigtes Gehäuse 13 enthält Lagerungen 14 für die Welle 10 des Schneidkopfes und schließt an einen nicht dargestellten Antrieb für den Schneidkopf an.

Die in F i g. 2 und 3 ausschnittsweise gezeigte kreisrunde Lochplatte 4 besitzt eine Anzahl auf konzentrischen Kreisen angeordneter Düsenbohrungen 5. Diese Bohrungen weisen zwei Bereiche auf. Auf der Seite des Kunststoffeintritts (Pfeil D in F i g. 3) verlaufen sie durch den Lochplattenkörper, während sie auf der Seite des Kunststoffaustritts (Pfeile E) einen abnehmbaren Einsatz 16 durchstoßen. Zwischen dem die Düsenbohrungen enthaltenden Bereich der Lochplatte 4 und dem Einsatz 16 verbleibt ein Isolierspalt 17. Dieser Spalt ist mit einem schlecht wärmeleitenden Stoff gefüllt. Im einfachsten Fall ist es der verarbeitete Kunststoff selbst, der beim ersten Betrieb der Granuliervorrichtung in den Isolierspalt 17 eindringt und sich dort festsetzt.

Im Normalfall haben die Düsenbohrungen S im eintrittsscitigen Teil einen größeren Durchmesser als auf der Austrittsseite. Der konische Übergang /wischen beiden Durchmessern liegt direkt vor dem Isolicrspalt «7.

Falls zu befürchten ist, daß ein Teil des Isolierstoffes in den Kunststnffstrom zurückkehrt und ihn verunreinigt, wird in den Isolicrspalt ein Glasfaservlies eingelegt, um die Haftung zu verbessern. In anderen Fällen haben sich aushärtende Kunststoffe als geeignete Isoliermittel erwiesen. Andere wärmedämmende Stoffe, wie beispielsweise Asbestfasermatten, können ebenfalls verwendet werden, wobei der jeweils günstigste Stoff mit einfachen Versuchen ermittelt wird.

Die austrittsseitigc Stirnfläche der Lochplatte 4 wird durch den Kühlmittelstrom stark abgekühlt. Durch die Anordnung des Isolierspalts 17 wird es ηι·η vermieden, daß die an der Stirnfläche abgeführte Wärme aus der Umgebung der Düsenbohrungen nachströmt. Diese Wärme strömt vielmehr bc'njht ausschließlich aus den Hei/kanälen 6 nach, die über Einlaßbohrungen 18 und nicht sichtbare da/u symmetrische Auslaßbohrungen mit einem llci/medium beschickt werden. Über einen Cicwindcanschluß tä wird die F.inlaßbohrung 18 an eine Zuführleitung angeschlossen.

Der die Düsenbohrungen 5 umschließende Isolierspalt 17 muß soweit in Richtung auf die Eintrittsseite der Lochplatte reichen, daß die an der Austrittsseile abgeführte Wärme auf dem Wege des geringeren Widerstandes von dem Heizkanal 6 an die Stirnfläche nachfließt und nicht von dem den eintrittsseitigen Teil der Düsenbohrung 5 enthaltenden Bereich der Lochplatte 4. In diesem Bereich wird die Lochplatte durch

ίο die im Kunststoff enthaltene Wärme und zusätzlich durch die aus dem Heizkanal stammende Wärme auf der nötigen hohen Temperatur gehalten. Beim Durchtritt durch den Teil der Düsenbohrungen, der durch den Einsat/ 16 führt, fangen die Kunststoffstränge an, oberflächlich abzukühlen, ohne aber zu erstarren und die Bohrungen zu verstopfen.

Aus Fertigungsgründen wird der Spalt 17 im Innern der Lochplatte 4 durch einen vom Einsatz 16 getrennten Ring 20 begrenzt. Der Einsatz 16 wird mit Schrauben 21 an der Lochplatte befestigt und kann somit schnell ausgewechselt werden. Da an Lochplatten für die Unterwassergranuüerung der Verschleiß durch die Messerflügel ganz erheblich sein kann, ist eine leichte Auswcchselbarkeit der Verschleißteile sehr vorteilhaft.

Der ringscheibenförmige Einsatz 16 wird /weckmäßigcrweise aus verschleißfestem Material hergestellt. Bohrungen 22 dienen zum Aufnehmen von Befestigungsschrauben für die Lochplatte.

In der in Fig.4 und 5 gezeigten Ausführung der Lochplatte wird der Isolierspalt 17 durch den Körper der Lochplatte 4 einerseits und durch einen ringförmigen Einsatz 24 andererseits begrenzt. Dieser Einsatz 24 enthält den eintrittsseitigen Teil der Düsenbohrungen 5 und wird dementsprechend in eine Ausnehmung 25 auf der Eintrittsseite der Lochplatte eingesetzt, während der austrittsseitigc Teil der Düsenbohrungen im Lochplattenkörper selbst verläuft. Der Einsatz 24 ist zwecks leichterer Montage in zwei oder mehr Segmente 24', 24" unterteilt. Eine Befestigung durch Schrauben ist hier nicht nötig. Die weiteren Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie bei F i g. 1 bis 3.

Bei der Lochplattenausführung gemäß F i g. 6 und 7 sind jeweils Gruppen von Düsenbohrungen 5 zusammengefaßt. Der Isolierspalt 17 wird gebildet von zylinderförmigen Einsätzen 26 die von der Eintrittseite der Lochplatte 4 her in entsprechende Bohrungen 27 eingesetzt werden. Der austrittseitige Teil der Düsenbohrungen 5 verläuft hier wie bei den F i g. 4 und 5 im L.ochplattenkörper.

Bei allen beschriebenen Ausführungen der Lochplatte sind die Querschnittsform des Isolierspalts, seine Lage in bezug auf die Stirnflächen und Düsenbohrungen und seine Stärke oder Dicke im wesentlichen gleich. Es ist anzustreben, den Isolierspalt so eng wie möglich zu halten, um einen Austausch zwischen dem Isoliermaterial im Spult und dem durch die Düsenbohrungen strömenden Kunststoff zu verhindern. Die untere Grenze der Spaltdicke ist durch die erforderliche Isolierwirkung gegeben. Versuche haben ergeben, daß Spaltdicken von einigen zehntel Millimetern im Regelfall vollkommen ausreichen und daß im Einzelfall noch darunter geblieben werden kann. Im zur Strömungsrichtung parallelen Teil des Isolierspalts wird die Spaltdicke zweekmiißigerweise etwas größer gewählt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Lochplatte zum Granulieren von Kunststoffen, insbesondere zum Granulieren unter Wasser, mit einer austrittsseitigen von Schneidmessern fiberstrichenen, gekühlten Stirnfläche, mit mehreren in axialer Richtung verlaufenden Düsenbohrungen und einer im austrittsseitigen Bereich der Düsenbohrungen sich radial erstreckenden Isolierschicht, wobei die Düsenbohrungen in ihrer Längsrichtung von einem Spalt für die Aufnahme einer Wärmeisolierung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierung ein einziger zusammenhängender, sich sowohl radial als auch in Längsrichtung der Düsenbohrungen (5) erstreckender Spalt (17) vorgesehen ist, der zumindest mehrere benachbarte Düsenbohrungen (5) umschließt und durch den Körper der Lochplatte (4) einerseits und einen Einsatz (16, 24, 26) andererseits begrenzt ist