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Verfahrenstechnik 6/2019

Verfahrenstechnik 6/2019

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME Warm und flexibel Elektrisch beheizte Höchstdruckschläuche in der Co-Extrusion was die effiziente und schnelle Anbindung verschieden großer Werkzeuge mit unterschiedlichen Anschlusspunkten betrifft. Man kann auch sagen, dass durch den Einsatz von Heizschläuchen die Rüstzeit bei einem Werkzeugwechsel extrem verkürzt wird. Neben diesem Effekt ergibt sich jedoch noch ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil. Die räumliche Platzierung des Co- Extruders zum Hauptextruder kann somit optimiert werden. Der Co-Extruder kann dadurch parallel zum Hauptextruder platziert werden, da durch den Heizschlauch eine biegbare 90°-Verbindung zum Extrusionswerkzeug hergestellt wird. Der hierdurch erzielbare Raumgewinn in der Produktionshalle ist immens. Durch diesen Raumgewinn besteht, je nach Größe der Fertigungshalle, die Möglichkeit, eine oder mehrere zusätzliche Fertigungslinien aufzustellen. In der Praxis gibt es auch Anwender, die einen kleinen Co-Extruder über dem Hauptextruder montieren. Der zusätzliche Raumgewinn hierbei ist nochmal größer. Überall dort, wo im industriellen Bereich eine flexible und beheizte Verbindung notwendig ist, werden elektrisch beheizte Schlauchleitungen eingesetzt. Der Heizschlauch ist in vielen Fällen ein Bindeglied in einem thermischen Prozess, dem der Anwender sehr viel Aufmerksamkeit widmen sollte. Ein Heizschlauch fungiert in vielen Fällen als bewegliche Verbindung, die sowohl temperatur- als auch druckbeständig sein muss. Die maximal zulässige Betriebstemperatur für solche Schlauchleitungen wird i. d. R. von der geforderten Haltetemperatur des Mediums, das durch den beweglichen Heizschlauch durchfließt, vorgegeben. Hier ist zu beachten, dass neben der maximal zulässigen Betriebstemperatur auch die Autor: Manfred Baumgart, Vertriebsleiter, Hillesheim GmbH, Waghäusel chemische Beständigkeit der Schlauchinnenwandung in Bezug auf das durchzuleitende Produkt beachtet werden muss. In der Praxis haben sich hier seit vielen Jahren Schlauchleitungen aus PTFE und FEP durchgesetzt. Der Hauptgrund für den Einsatz dieser beiden Materialien liegt in der Tatsache, dass Schläuche aus diesen Werkstoffen eine hohe maximal zulässige Betriebstemperatur besitzen und eine extrem gute chemische Beständigkeit aufweisen. Aber es gibt auch Einschränkungen, die den Einsatz dieser Fluorkunststoffe begrenzen. Die Wichtigste ist wohl die maximale zulässige Dauerbetriebstemperatur von + 250 °C für PTFE. Rüstzeit verkürzen, Platz gewinnen Zum Einsatz kommen Heizschläuche in der Kunststoffanwendung vor allem bei der Co-Extrusion und hierbei hauptsächlich in Verbindung mit dem flexiblen Transport thermoplastischer Kunststoffe. Die Aufgabe eines beheizten Schlauches ist es, den Co- Extruder mit einem Profilextrusionswerkzeug flexibel zu verbinden. Durch diese bewegliche beheizte Verbindung gewinnt der Anwender ein hohes Maß an Flexibilität, Speziell angepasste Heizschläuche … Jeder in der Kunststoffindustrie eingesetzte Heizschlauch ist ein speziell den jeweiligen Bedürfnissen angepasstes Produkt, da sehr viele Prozesse unterschiedliche Anforderungen an solch einen Heizschlauch stellen. Neben der bereits erwähnten Betriebstemperatur kommen zusätzlich noch zwei weitere wichtige Faktoren ins Spiel. Zum einen ist dies der geforderte bzw. benötigte Betriebsdruck und zum anderen die prozessnotwendige Schlauchnennweite. Diese drei Faktoren – maximale Betriebstemperatur, benötigter Betriebsdruck und notwendige Schlauchnennweite – sind die fundamentalen Merkmale, um einen Heizschlauch für die Co-Extrusionsanwendung auslegen zu können. Unter diesem Gesichtspunkt kann man eine relativ einfache Faustformel heranziehen. Je höher die notwendige Betriebstempe-ratur und umso größer die gewünschte Schlauchnennweite, desto niedriger wird der maximal zulässige Betriebsdruck für einen Heizschlauch sein. In der Praxis werden solche Heizschläuche meist zwischen + 150 und + 250 °C eingesetzt. 30 VERFAHRENSTECHNIK 6/2019

Anschlussarmatur Schlauchendkappe Außenschutzgeflecht Thermische Isolation Anschlussleitung Heizleiter Metallumflechtung Temperatursensor Steckerverbindung Innenseele Heizschläuche werden in der Kunststoffindustrie hauptsächlich für den flexiblen Transport thermoplastischer Kunststoffe eingesetzt Bei fast allen Kunststoffanwendungen kommt ein glatter PTFE-Höchstdruckschlauch mit zwei Wickel- und einer Klöppellage Stahldraht als Druckträger zum Einsatz. Dieser Höchstdruckschlauch ist von Nennweiten DN6 bis DN32 verfügbar. Es gibt zwar auch PTFE-Glattschläuche in den Nennweiten DN40 und DN50, diese sind jedoch bei weitem nicht so hochdruckgeeignet wie eben dieser dreifach umflochtene Schlauch. … in Absprache mit dem Anwender Heizschläuche werden, wie die meisten Druckschläuche auch, mit angepressten Anschlussarmaturen hergestellt. Standard ist hierbei, dass der Schlauch beiderseits mit einer drehbaren metallischen Überwurfmutter, meist mit zölligem oder metrischem Innengewinde ausgestattet ist. Neben der Art des Gewindes ist auch die Dichtungsform von großer Bedeutung. In den meisten Fällen wird von den Anwendern der flachdichtende Bundnippel BDN, entweder mit zölliger oder metrischer Überwurfmutter gefordert. Des Weiteren kommt aber auch noch der sogenannte Universaldichtkegel mit Überwurfmutter zum Einsatz. Welche dieser Dichtungsformen verwendet wird, hängt im Wesentlichen von den mechanischen Gegebenheiten an der Extruderund der Werkzeugseite ab. Auch von großer Bedeutung ist die richtige Auswahl des Werkstoffs der Armaturen. Hier muss der zu fördernde Kunststoff in Bezug auf die Materialbeständigkeit der Metallarmatur beachtet werden. Grundsätzlich können Heizschläuche mit Armaturen aus Stahl passiviert, in Edelstahl 1.4541/1.4571 oder für die Anwendung im PVC-Bereich auch in Werkstoff 1.2316 angeboten werden. Neben diesen Standardanschlussarten können gemeinsam mit dem Anwender auch Sonderverbindungssysteme realisiert werden. Hierbei wurden in der Vergangenheit bereits verschiedenste, der Anwendung angepasste Systeme realisiert. Der Fokus bei solchen Sonderverbindungsversionen liegt hauptsächlich in der Reduzierung des mechanischen Verschleißes des Gewindes an der Überwurfmutter, der Verringerung der „Kältebrücke“ im Bereich des Anschlusses am Extruder und am Werkzeug. Außerdem geht es darum, verschlissene Armaturen schnell und einfach zu ersetzen. Der Heizschlauch selbst muss bei dieser Anwendung immer über einen auf den Heizschlauch abgestimmten Temperaturregler betrieben werden. Hierzu können, nach Absprache mit dem Anwender, in dem Heizschlauch alle gängigen Thermoelemente oder Widerstandsfühler verbaut werden. Fotos: Hillesheim www.hillesheim-gmbh.de

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