Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Granulieren von Kunststoffen, die einen Messerflügel aufweist, der in einer flüssigkeitsdurchströmten Granulierhaube angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Granulieren von Kunststoffen, bei dem die Granulierung in einer Flüssigkeit von einem Granuliermesser durchgeführt wird und bei dem die Flüssigkeit das Granuliermesser umströmt.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung werden beispielsweise in der DE-AS 26 46 309 beschrieben. Gemäß dem Stand der Technik sind die Messerflügel mit Spülbohrungen versehen, und eine Teilmenge des von unten in die Granulierhaube einströmenden Granulierwassers wird zentral auf die Messerflügel geleitet.

In der DE-AS 23 28 019 wird eine weitere Granuliervorrichtung für Kunststoffe beschrieben, bei der der Granuliervorgang unter Einwirkung eines Kühlflüssigkeitsstromes erfolgt. Die Kühiflüssigkeit wird gemäß dieser Druckschrift über eine Messerwelle zugeführt und von der Messerwelle auf die Messerflügel geleitet. Sowohl gemäß der DE-AS 26 46 309 als auch gemäß der DE-AS 23 28 019 erfolgt die Förderung des Granulierwassers über eine spezielle Förderpumpe.

Aus der GB-PS 1 049 232 ist es für die Granulierung von Kunststoffen bekannt, eine Wasserzufuhr in den Bereich der Granulierhaube zentral von unten vorzunehmen und die Wasserströmung in Teilströme zu separieren.

Gemäß dem Stand der Technik ist es nicht in ausreichender Weise möglich, dafür Sorge zu tragen, daß eine entsprechend den jeweiligen aktuellen Einsatzanforderungen optimal angepaßte Kühlwasserströmung erfolgt. Dies führt dazu, daß ein Einklemmen der Granulate im Bereich des Granuliermessers nicht ausgeschlossen werden kann. Ebenfalls können durch den Stand der Technik noch nicht alle Anforderungen an einen energiesparenden Betrieb erfüllt werden.

Ebenfalls kann durch den Stand der Technik nicht ausgeschlossen werden, daß geschnittene Granulate in der Granulierhaube kollidieren und Agglomerate (Mehrfachkörner) bilden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß in einfacher Weise eine belastungsorientierte Kühlung erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Messerflügel als Fördereinheit für die Flüssigkeitsdurchströmung ausgebildet ist.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß die Strömungssicherheit verbessert und der Energieverbrauch vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß spätestens nach Abschluß einer Anlaufphase die Strömung der Flüssigkeit mindestens überwiegend durch den Messerflügel erzeugt wird.

Durch die Verwendung des Messerflügels als Fördereinrichtung für die Flüssigkeitsdurchströmung besteht eine unmittelbare Kopplung zwischen den jeweiligen Arbeitsbedingungen des Granuliermessers und der Flüssigkeitsdurchströmung. Hierdurch kann in jeder Arbeitssituation eine optimale Umströmung der Granuliermesser hervorgerufen werden. Durch die bereitgestellten großen Querschnitte für den Wasserzulauf kann eine relativ große Wassermenge mit relativ geringem Energieaufwand zugeführt werden. Durch die Wasserströmung werden die entstehenden Granulate sofort vom Granuliermesser wegtransportiert. Ein Einklemmen der Granulate zwischen dem Granuiiermesser und einer vor dem Granuliermesser angeordneten Lochplatte ist somit nicht möglich. Ebenfalls können sich keine Granulate zentrisch zwischen der Lochplatte und den Messerfiügeln ansammeln. Bei der Granulation von Kunststoffen, die zur Agglomeration neigen, kann eine gemäß dem Stand der Technik erforderliche Granuiierwassermenge reduziert werden.

Zur Bereitstellung einer ausreichenden Strömung an Granulierflüssigkeit in einer Anlaufphase der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß die Granulierhaube mit einer zusätzlichen Granulierwasserumwälzpumpe als Anlaufunterstützung verbunden ist.

Zur Bereitstellung eines großen Strömungsquerschnitts zur Ermöglichung einer Förderung einer großen Menge an Granulierflüssigkeit mit relativ geringem Energieaufwand ist es vorteilhaft, daß sich durch ein Granulierkopfgehäuse hindurch in Richtung auf die Granulierhaube ein Granulierwasserkanal erstreckt, der mit einer Strömungsrichtung im wesentlichen in Richtung einer Mittellinie der Messerwellenlagerung angeordnet ist.

Eine gleichmäßige Zuführung von plastifiziertem Kunststoff kann dadurch erfolgen, daß im Bereich des Granulierkopfgehäuses als Schmelzekanal für plastifizierte thermoplastische Kunststoffe ein Ringspalt angeordnet ist, der den Granulierwasserkanal im wesentlichen konzentrisch umgibt.

Eine zweckmäßige räumliche Orientierung besteht darin, daß das Granulierkopfgehäuse mit einer Schmelzezuführung derart gekoppelt ist, daß im Anschluß an eine Einströmöffnung des Granulierkopfgehäuses eine Schmelzeumleitung in den Schmelzekanal um etwa 90° vorgesehen ist.

Ein besonders hoher Wirkungsgrad bei der Strömungserzeugung kann dadurch realisiert werden, daß der Messerflügel relativ zu einer radialen Richtung schräggestellte Granuliermesser aufweist.

Zur Gewährleistung sowohl eines guten Partikelabtransportes im Bereich der Messerfiügel als auch eines effektiven Abtransportes des Granulates aus dem Bereich der Granulierhaube wird vorgeschlagen, daß eine geteilte Granulierwasserzuführung für die Granulierhaube vorgesehen ist.

Eine Überleitung der Kunststoffschmelze in den Bereich der Messerfiügel erfolgt dadurch, daß im Bereich einer Überleitung des Granulierkopfgehäuses in die Granulierhaube eine Lochplatte angeordnet ist.

Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die Lochplatte im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und eine zentral angeordnete Durchströmungsausnehmung für das Granulierwasser aufweist.

Ein besonders hoher energetischer Wirkungsgrad kann dadurch erreicht werden, daß nach Erreichen eines Betriebszustandes die Strömung an Granulierflüssigkeit ausschließlich vom Granuliermesser erzeugt wird.

Ein vorteilhafter Granulierablauf wird dadurch bereitgestellt, daß der Granuliervorgang in einer Wasserströmung durchgeführt wird.

Zur optimalen Anpassung an jeweils aktuell vorliegende Betriebsbedingungen wird vorgeschlagen, daß bei zunehmender Belastung des Granuliermessers eine zunehmende Strömung der Flüssigkeit zum Abtransport von sich verfestigenden thermoplastischen Kunststoffpartikeln erzeugt wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht einer Granuliervorrichtung und

Fig. 2 eine Frontalansicht eines Messerflügels.

Gemäß Fig. 1 ist vorgesehen, eine im wesentlichen horizontal ausgerichtete Schmelzezuführung in ein Granulierkopfgehäuse 2 in rechtwinkliger Richtung von der Seite einmünden zu lassen. Die Schmelzezuführung 1 dient dabei zur Verbindung mit einem Extruder, einer Zahnradpumpe oder einem Filter. Es ergibt sich hierdurch eine Schmelzeeinlaufrichtung 3.

In der Granulierhaube 6 ist rotationsfähig ein Messerflügel 7 geführt. In Richtung auf das Granulierkopfgehäuse 2 vor dem Messerflügel 7 ist eine Lochplatte 8 angeordnet. In einer Wandung 9 des

Granulierkopfgehäuses 2 erstreckt sich im wesentlichen in horizontaler Richtung ein Schmelzekanal 10, der die aus dem Bereich der Schmelzezuführung 1 in den Bereich des Granulierkopfgehäuses 2 gelangende Kunststoffschmelze in Richtung auf die Lochplatte 8 leitet.

Bei einem Austritt aus der Lochplatte 8 wird die Kunststoffschmelze durch den Messerflügel 7 zerkleinert. Eine Abkühlung sowie eine Förderung der Granulate erfolgt durch das Granulierwasser, das den Messerflügel 7 umströmt.

Im Anschluß an die Granulierhaube 6 sind eine Messerwellenlagerung 11 sowie ein Antrieb 12 im Bereich eines Gestells 13 angeordnet. Der Antrieb 12 ist über eine Welle 14 mit dem Messerflügel 7 gekoppelt.

Aus der teilweisen Querschnittdarstellung des Granulierkopfgehäuses 2 in Fig. 1 ist insbesondere erkennbar, daß der Schmelzekanal 10 als ein Ringspalt ausgebildet ist, der im wesentlichen konzentrisch einen Kühlwasserkanal 15 umgibt. Zur Bereitstellung einer möglichst gleichmäßigen Verteilung der Kunststoffschmelze im Schmelzekanal 10 erweitert sich ein Überleitungsbereich 16 zur Umleitung der Kunststoffschmelze aus der Schmelzeeinlaufrichtung 3 in die Strömungsrichtung 5, ausgehend von einer der Schmelzezuführung 1 zugewandten Einströmöffnung in eine der Einströmöffnung 17 abgewandte Richtung. Zur gleichmäßigen Verteilung der Kunststoffschmelze ist daran gedacht, den Überleitungsbereich 16 mit einer ausreichend großen Querschnittfläche 18 zu versehen.

Die in Fig. 1 vorgesehene Anordnung der Bauelemente in horizontaler Richtung stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, grundsätzlich sind jedoch auch andere Orientierungen im Raum möglich. Bevorzugt beträgt aber auch bei anderen Orientierungen im Raum ein von der Schmelzeeinlaufrichtung 3 und der Strömungsrichtung aufgespannter Winkel etwa 90°.

Fig. 2 zeigt eine Frontalansicht des Messerflügels 7. Der Messerflügel 7 besteht aus der Messerscheibe 21 und dem Granuliermesser 19.

Die Messerscheibe 21 weist eine Aufspannfläche 20 und eine Verbindung zur Welle 14 auf.

Die Granuliermesser19 sind auf der Aufspannfläche 20 gehaltert.

Die Messer 19 sind bezüglich einer radialen Richtung schräg gestellt. Bezüglich einer Rotationsrichtung 22 erfolgt die Schrägstellung der Messer 19 derart, daß bezüglich einer radialen Orientierung die auf der Aufspannfläche gehalterten Enden der Messer 19 weiter in Rotationsrichtung 22 orientiert sind als die der Aufspannfläche 20 abgewandten Enden. Hierdurch kann die Schneidwirkung verbessert werden.

Durch die Schrägstellung der Messer 19 wird eine turbinenartige Gestaltung des Messerflügels 7 bereitgestellt, der in Kombination mit dem Kühlwasserkanal 15 eine turbinenartige Wirkung entsprechend einer Kreiselpumpe entfaltet.

Bei einem Anfahren der Vorrichtung ist insbesondere daran gedacht, während der Anlaufphase eine zusätzliche Granulierwasserumwälzpumpe einzusetzen, um auch bei geringer Rotationszahl des Messerflügels 7 bereits eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit der Granulierflüssigkeit zu gewährleisten. Nach Erreichen eines Betriebszustandes wird die Granulierwasserumwälzpumpe abgeschaltet, und die Förderung des Granulierwassers erfolgt ausschließlich durch die Saugwirkung des Messerflügels 7. Die Förderung des Granulierwassers kann hierdurch

ohne zusätzlichen Energieaufwand für den Betrieb der Granulierwasserumwälzpumpe erfolgen. Durch die Strömung erfolgt ebenfalls ein Abtransport der sich verfestigenden thermoplastischen granulierten Kunststoffpartikel.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ebenfalls daran gedacht, die Strömung des Granulierwassers vor der Granulierhaube 6 zu teilen. Der eine Teil der Granulierwasserströmung würde wie bei der Ausführungsform in Fig. 1 zentral in die Granulierhaube 6 eingeleitet werden, der andere Strömungsanteil würde von unten oder von der Rückseite in die Granulierhaube geleitet werden. Die Förderung der Teilmengen des Granulierwassers erfolgt aufgrund der Saugwirkung der Messerflügel 7. Grundsätzlich gilt hierbei, daß eine hohe Rotationsdrehzahl beziehungsweise eine hohe Anzahl von Messern 19 eine hohe Saugwirkung und eine niedrige Drehzahl beziehungsweise eine geringere Anzahl von Messern 19 eine geringere Saugwirkung zur Folge haben.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die vorgesehene Strömungsführung auftretende Druckunterschiede an dem Messerflügel 7 relativ gering ausfallen und hierdurch im Bereich des Granuliermessers 9 angreifende Axialkräfte vermindert werden. Hierdurch kann eine verlängerte Lebensdauer unterstützt werden.