Düsenplatte eines Unterwassergranulators

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düsenplatte eines Unterwassergranulators, die an einer mit einem oder mehreren Schmelzekanälen versehenen Rückwand lösbar befestigt ist, welche Schmelzekanäle in Zuführungen in der Düsenplatte zu den Düsen münden.

Eine derartige Düsenplatte für einen Unterwassergranulator ist in der DE 103 12 187 Al beschrieben und dargestellt. Die Düsenplatte ist mittels Schrauben an einer Rückwand lösbar befestigt, in der Schmelzekanäle verlaufen, durch die der Rückwand zugeführte Schmelze eines Kunststoffmaterials den Düsen in der Dü- senplatte zugeführt wird. Um die die Rückwand und die Düsenplatte durchströmende Schmelze auf der erforderlichen Temperatur zu halten, sind Heizpatronen vorgesehen, die als Wärmequellen in die Rückwand eingelassen sind.

Eine ähnliche Gestaltung ist in der DE 196 42 389 Al beschrieben, bei der eben- falls eine Beheizung vorgesehen ist. Hier sind Heizpatronen in die Düsenplatte eingelassen. Diese direkte Beheizung der Düsenplatte ist zwar für den Wärmeübergang im Bereich der Düsenplatte, der beim Unterwassergranulieren ständig Wärme entzogen wird, eine sinnvolle Gestaltung, jedoch bereitet die regelmäßig notwendige Vornahme einer Reinigung der Düsenplatte mit den in ihr enthaltenen Heizpatronen insofern Schwierigkeiten, als hierzu die Heizpatronen von einem Fachmann abgeklemmt und später wieder angeklemmt werden müssen, was den Reinigungsprozess wegen den damit verbundenen Produktionsunterbrechungen behindert. Abgesehen davon bewirken die Heizpatronen eine stark räumlich kon-

zentrierte und damit ungleichmäßige Beheizung der Düsenplatte, besonders bei mehrreihig angeordneten Düsen.

Das deutsche Patent DE 38 09 735 Cl betrifft eine Lochplatte zur Unterwasser- granulierung von Kunststoffsträngen, wobei den dortigen Einlaufkanälen der Kunststoffschmelze Heizkanäle zugeordnet sind, welche mit in einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen der der Einlaufkanäle verlaufenden Zubringerkanälen verbunden sind, welche einzeln jeden der Einlaufkanäle unmittelbar im Mündungsbereich zu den Strangaustrittsdüsen mittels eines Ringkanals umschließen.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 100 64 035 Al betrifft eine Form zur Herstellung von Harzpellets, welche in ihrer Außenfläche eine Anzahl von Düsenmündungen aufweist, die in der Außenfläche der Form mit einer Mehrzahl von Heizkanalreihen versehen ist, die in der Nähe der Außenfläche der Form in einer die dortigen Harzkanäle kreuzenden Richtung verlaufen und entlang der Harzkanäle angeordnet sind. Mindestens ein Einlass- und Auslasspfad für das Heizmedium sind vorgesehen.

Die EP 0 151 390 A2 betrifft einen Extrusionskopfaufbau für Kunststoff- Pelletiereinrichtungen. Der Extrusionskopfaufbau weist um die Durchgänge für das geschmolzene Kunststoffmaterial herum angeordnete Heizfluid-Durchgänge auf, welche über seitlich dort herausgeführte Verbindungsleitungen mit Heizfluid durchströmt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung von Rückwand mit lösbar daran befestigter Düsenplatte so zu gestalten, dass die Beheizung der Düsenplatte und gegebenenfalls ihre Kühlung die Abnahme der Düsenplatte von der Rückwand und ihre Wiederanbringung unproblematisch macht und somit die Reinigung der Düsenplatte von irgendwelchen Nebenarbeiten praktisch unabhängig macht.

Erfmdungsgemäß geschieht dies dadurch, dass die Rückwand von Leitungen für ein Temperiermedium durchsetzt ist, die mit einem Ein- und Auslass in der Düsenplatte für die Durchleitung des Temperiermediums durch die Düsenplatte in Verbindung stehen und die außerhalb der Rückwand über Absperrventile geführt sind.

Mit der Abnahme der Düsenplatte, z.B. zu ihrer Reinigung, ergibt sich bei dieser Gestaltung automatisch eine Auftrennung der Durchleitung des Temperaturmediums bzw. Temperiermediums durch die Düsenplatte, wozu lediglich die außerhalb der Rückwand vorgesehenen Absperrventile zu schließen sind. An der Düsenplatte selbst sind für die Auftrennung der Durchleitung des Temperiermediums keinerlei Manipulationen vorzunehmen, da sich mit der Abnahme der Düsenplatte die Auftrennung für die Durchleitung des Temperiermediums automatisch ergibt. Ein- und Auslass in der Düsenplatte für die Durchleitung des Temperiermediums werden mit der Abnahme der Düsenplatte von den in der Rückwand geführten Leitungen für das Temperiermedium automatisch abgetrennt. Bei Wiederanbringung der Düsenplatte erfolgt dann neben dem Anschluss der Düsenplatte an die Schmelzekanäle an der Rückwand auch die Verbindung der Leitungen für das Temperiermedium mit dem Ein- und Auslass in der Düsenplatte, wobei die Ein- und Ausschaltung der Absperrventile erfolgt.

Eine gute Zugänglichkeit der Absperrventile erhält man dann, wenn die Leitungen für das Temperiermedium radial zu dem Schmelzekanal in die Rückwand eindringen und in der Rückwand in Richtung zu dem Ein- und Auslass abbiegen. In die- sem Falle lassen sich die Absperrventile in ausreichendem Abstand von der Düsenplatte anbringen, deren Abnahme und Wiederanbringung durch die Absperrventile nicht gestört wird. Dabei ergibt sich zwischen den Schmelzekanälen und den Düsen sowie den Leitungen für das Temperiermedium und dem Ein- und Auslass in der Düsenplatte die notwendige Lageübereinstimmung, um sowohl die betreffende Schmelze als auch das Temperiermedium richtig durch diese Platte zu führen.

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Um in der Düsenplatte die Düsen und ihre Zuführungen intensiv temperaturmäßig beeinflussen zu können, führt man Ein- und Auslass einer Düsenplatte zu einem Kanalsystem in der Düsenplatte, das einen Ringkanal, der den Bereich der Zufüh- rung für die Schmelze und der Düsen in der Düsenplatte umgibt, und einen Innenraum im Bereich innerhalb der Zuführungen der Düsen enthält. Auf diese Weise wird die von den Zuführungen und den Düsen geführte Schmelze direkt der notwendigen Temperierung unterworfen, und zwar gleichmäßig von allen Seiten.

Als Temperiermedium wird zweckmäßig im Falle einer notwendigen Beheizung der Düsenplatte ein flüssiges oder dampfförmiges Temperiermedium verwendet, das über die Leitungen in der Rückwand und über den Ein- und Auslass in der Düsenplatte geführt wird.

Zumindest eine der Leitungen für das Temperiermedium kann außerhalb der Rückwand und parallel zum entsprechenden Absperrventil über ein Entleerungsventil geführt sein. Somit ist, falls gewünscht, eine Entleerung der Düsenplatte vor der Abnahme einfach möglich.

Auch kann zumindest eine der Leitungen für das Temperiermedium außerhalb der Rückwand über ein Spülventil absperrbar mit einer Zufuhrleitung für ein Spülmittel in Verbindung stehen. Die Düsenplatte kann somit gegebenenfalls einfach mit dem Spülmittel, z.B. mit Stickstoff, gespült werden.

Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, beim Einsatz einer neuen oder gereinigten Düsenplatte die Leitung für das Temperiermediums durch die Düsenplatte zu entlüften, um eine gleichmäßige Temperierung der Düsenplatte zu gewährleisten.

In den Figuren sind Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die Düsenplatte eines Unterwassergranula- tors mit Rückwand, bei der die Düsenplatte durch ein besonderes Klemmstück an die Rückwand angedrückt wird;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II aus Fig. 1

Fig. 3 eine Abwandlung der Gestaltung gemäß Fig. 1, bei welcher die

Düsenplatte direkt an der Rückwand lösbar befestigt ist.

In der Fig. 1 ist der für die Zuleitung einer Kunststoffschmelze in einem Unterwassergranulator notwendige Teil, nämlich eine Rückwand 1 und eine an dieser befestigte Düsenplatte 2, dargestellt. Die Rückwand 1 enthält den Schmelzekanal 3, dem z.B. von einem nicht dargestellten Extruder eine Kunststoffschmelze zugeführt wird und der diese über Zuführungen 4 und 5 den Düsen 6 und 7 zuleitet. Die Düsenplatte 2 ist mittels des Klemmstücks 8 an der Rückwand 1 befestigt, und zwar mittels der Schrauben 9 und 10, die das Klemmstück 8 an die Rückwand 1 andrücken, wobei das Klemmstück 8 mit einer konischen Innenfläche 11 auf den dazu passenden Gegenkonus an der Düsenplatte 2 drückt, womit die Düsenplatte 2 an der Rückwand 1 befestigt ist. Durch Lösen der Schrauben 9 und 10 lässt sich die Düsenplatte 2 zusammen mit dem Klemmstück 8 von der Rückwand 1 abnehmen, beispielsweise um die Düsenplatte 2 zu reinigen. Sofern hier und im Folgenden im Zusammenhang mit der/den beispielhaft gezeigten bevorzugten Ausführungsform(en) der Erfindung von konisch, Konusring, Gegenkonus usw. die Rede ist, so können die entsprechenden Elemente auch allgemein eine andere zweckmäßige Geometrie aufweisen, z.B. zylindrisch.

In der Rückwand 1 sind außerdem die beiden Leitungen 12 und 13 vorgesehen, die radial zu dem Schmelzekanal 3 von außen in die Rückwand 1 eindringen und

in dieser in Richtung auf die Düsenplatte 2 abbiegen. Die Leitungen 12 und 13 gehen in den Einlass 14 und den Auslass 15 in der Düsenplatte 2 über, wobei Ein- lass 14 und Auslass 15 mit einem Ringkanal 16 in Verbindung stehen, der die Zuführungen 4 und 5 in der Düsenplatte 2 umgibt. Der Ringkanal 16 steht über die Abzweigungen 23, 24 mit dem Innenraum 25 der Düsenplatte 2 in Verbindung. Dabei ist der Leitung 12 das Absperrventil 17 und der Leitung 13 das Absperrventil 18 zugeordnet. über die beiden Ventile 17 und 18 lässt sich somit eine Strömung in den Leitungen 12 und 13 sowie in dem Ringkanal 16 mit dem Innenraum 25 ein- und ausschalten. Bei dem die Leitungen 12 und 13 und den Ringka- nal 16 durchströmenden Medium handelt es sich um ein Temperiermedium, das entweder zum Beheizen der Düsenplatte 2 oder zu deren Kühlung dient. Ein Entleerungsventil 26 ist parallel zum Absperrventil 17 angeordnet und der Leitung 12 für das Temperiermedium außerhalb der Rückwand 1 zugeordnet. Das Entleerungsventil 26 gestattet, falls gewünscht, die besonders einfache Entleerung bzw. Entlüftung des Ringkanals 16. über ein Spülventil 27 steht eine Zufuhrleitung 28 für ein Spülmittel, z.B. Stickstoff, absperrbar mit der Leitung 13 für das Temperiermedium außerhalb der Rückwand 1 in Verbindung.

Aus dem in der Fig. 2 dargestellten Schnitt gemäß der Linie II - II aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Ringkanal 16 einen ringförmigen Kranz von Zuführungen 4 und 5 umgibt, die in Blickrichtung der in der Fig. 1 eingezeichneten Pfeile in den

Düsen 6 und 7 enden. Befestigt ist die Düsenplatte 2 über dem Konusring 8 an der in Fig. 2 nicht sichtbaren Rückwand 1. Die Abzweigungen 23 und 24 durchsetzen als radiale Bohrungen die Düsenplatte 2 und stellen die Verbindung zwischen dem Ringkanal 16 und dem Innenraum 25 her, womit sich eine gleichmäßige

Temperierung der in den Zuführungen 4, 5 und den Düsen 6, 7 fließenden

Schmelze ergibt.

In der Fig. 3 ist eine Abwandlung der Anordnung gemäß Fig. 1 dargestellt, bei der es sich darum handelt, die Düsenplatte 19 direkt an der Rückwand 1 lösbar zu befestigen, und zwar durch die beiden Schrauben 21 und 22, die die Düsenplatte

19 durchsetzen und in die Rückwand 1 eindringen. Der von den Leitungen 12 und 13 gespeiste Ringkanal 20 besitzt hier rechteckigen Querschnitt und umgibt ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ringförmig die Zuführungen 4 und 5 mit den Düsen 6 und 7. Von dem Ringkanal 20 wird der Innenraum 25 über die Abzweigungen 23, 24 gespeist.

Bei den beiden in Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ergibt sich hinsichtlich der Abtrennung der Düsenplatte 2 bzw. 19 von der Rückwand 1 jeweils der gleiche Effekt der Abtrennung des Ringkanals 16 bzw. 20, ohne dass es, abgesehen von der Schließung der Absperrventile 17 und 18 und/oder gegebenenfalls -falls gewünscht- der Betätigung des Entleerungsventils 26 und/oder des Spülventils 27, zu einer sonstigen Manipulation an der Düsenplatte 2 bzw. 19 kommen muss, um diese von der Rückwand 1 zu entfernen und gegebenenfalls zu reinigen. Beim Wiederansetzen der Düsenplatte 2 bzw. 19 an der Rückwand 1 ergibt sich dann automatisch die Verbindung des jeweiligen Ringraums 16 bzw.

20 mit den Leitungen 12 und 13, ohne dass es hierfür einer weiteren Manipulation zur Herstellung eines Temperiereffektes in der Düsenplatte bedarf.

Die Ringkanäle 16 bzw. 20 können, wie eingangs geschildert, entweder ein Heiz- medium oder ein Kühlmedium führen. Insbesondere ist als Heizmedium Diphyl ein übliches Medium.