183650. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő egység, különösen műanyagfeldolgozó géphez alkalmazható temperáló berendezésekhez
1 183 650 2 A találmány tárgya hőcserélő egység, különösen műanyagfeldolgozó gépekhez alkalmazható, folyékony hőhordozós temperáló berendezésekhez, amely egy merülőszivattyút, hevítőszerkezetet és hűtőt tartalmazó tartályban van elhelyezve. Az ilyen jellegű temperáló berende- 5 zések az ipar számos ágában és részterületén, olyan gépekhez alkalmazhatók előnyösen, ahol a technológiai folyamat pontosan betartandó hőmérsékletek biztosítását igényli. így például a vegyipari reaktorokban, lepárlókban, élelmiszeripari pl. tejpasztörizálókban, csokoládé- iq masszafőzőüstökben, vagy például textilipari festőfürdőkben és lépcsős szárítókban egyaránt igény van pontos hőmérséklettartás iránt, és a tárgyi temperáló berendezések széles körben elteijedten fellelhetők az említett területeken. Ezen túlmenően temperáló be- 15 rendezéssel biztosítható pontos és egyenletes hőméiséklettartás mérőérzékelőkhöz, valamint kényes gépalkatrészek üzemi hőmérséklettartományban végzendő végső méretremunkálásához, így például fűtött köpenyű kalanderhengerek melegköszörüléséhez is. 20 Temperáló berendezések különösen nagy és előnyös alkalmazási területét képezik a különböző műanyagfeldolgozó gépek, ezenbelül az ilyen gépek adagolóhengerei, extrudercsigái, melegcsatomás szerszámai. Nem véletlen tehát, hogy ezen utóbbi alkalmazás ill. felhasználás 25 céljára számos temperáló berendezés kialakítása vált ismertté. A 3 950 118 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás műanyagsajtoló berendezésekhez, amelyeknél a gép optimális működése szempontjából rendkívül fontos a megmunkálás során uralkodó hőmérséklet 30 ellenőrzése és pontos betartása, olyan temperáló berendezést ismertet, amelynél folyékony hőhordozóként vizet alkalmaznak, és ezt egy csőrendszer útján vezetik a temperálandó géptartományokba. A víz egy spirális alakú csövön jut be a feldolgozógépbe, és a csőbe egy szabá- 35 lyozószelep van beépítve. Amennyiben egy ellenőrző hőmérő azt jelzi, hogy a hőmérséklet a beállított, technológiailag ideális értéket meghaladta, úgy a szelep kinyit, és mindaddig hideg vizet enged be a feldolgozótérbe, amíg a kívánt hőmérséklet ismételten beáll. Egy másik, a 40 3 998 574 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásból megismerhető megoldás hasonló elven működik, itt azonban a szabályozás pneumatikus rendszerű, és a túlhevülést hideg levegő időszakos behívásával akadályozza meg. További,lényegében ismert termosztát- 45 szabályozást megvalósító megoldásokat tartalmaznak a 3 981662 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli és a 2 311717 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírások. Ezeknél a temperáló hőhordozóközeg, különösen víz túlhevülését egy hőérzékeny lemezelem, 50 előnyösen membrán elmozdulásával indikálják, és a lemezelem elmozdulását egyben vezérlő-szabályozó beavatkozásra használják fel. Egy a találmányunk szerintihez legközelebb álló, a 2 501986 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szaba- 55 dalmi leírásból megismerhető szerkezeti megoldású temperáló berendezés lényegében egy motorral egybeépített merülőszivattyút tartalmazó tartályból áll, abolis a tartályban egy hőmérsékletvezérelt motorindító kapcsoló érzékelőeleme is el van helyezve. A berendezés a keringe- 60 tőszivattyú motorjának ki- ill. bekapcsolása útján a temperálóközeg hőmérsékletét lényegében szabályozott, állandó értéken tartja. Az összes említett ismert berendezéstípus, de különösen ezen utóbbi, merülőszivattyús megoldás hiányossága, hogy részterheléses üzemmódban, 65 tehát olyankor, amikor csupán igen csekély mennyiségű hőhordozóközeget kell a temperálandó gép járataiban keringetni, a hőhordozóközeget tároló tartályon is csupán ezen kis mennyiségű hőhordozóközeg áramlik át, a tartályban tehát lényegében pangó folyadék van. Számottevő áramlási sebességek hiányában így a tartálytérben egyáltalán nem lép fel örvénylő, átkeveredést okozó turbulens folyadékmozgás, aminek következtében a hőhordozóközeg az egyes tartály tartományokban eltérő hőmérsékletű, mivel a pangó folyadékban kedvezőtlenek a hőátadási viszonyok. További hátrány, hogy az olyan ismert berendezésekben, ahol az említett részterheléses üzemmódot, tehát a csupán kis mennyiségű folyadékcirkuláltatást a fogyasztóhoz, azaz a temperálandó géphez elmenő, vagy abból visszatérő vezetékág szelepes keresztmetszetszűkítésével, tehát fojtással érik el, a keringetett folyadékmennyiség a szivattyú megengedett legkisebb szállítása alá csökkenhet, és ezáltal a szivattyú tartós károsodását, kiesését okozhatja. Különösen fennáll ennek veszélye olyan fogyasztókhoz, tehát feldolgozógépekhez kapcsolt temperáló berendezéseknél, ahol a temperáló folyadékszükséglet jelentős időbeni ingadozást mutat, ami különösképpen többmunkahelyes vagy többzónás műanyagfeldolgozógépek üzemmódjára jellemző. Egyidejűleg, a keringés kiesése, vagy nem kielégítő mennyisége esetén bizonyos tartományokban teljesen ellenőrizhetetlen hőmérsékletek léphetnek fel, amelyek, különösen a tartály pangó folyadékterébe benyúló hevítők környezetében erős helyi túlhevülést eredményeznek, aminek következtében a hőhordozó, maga a hevítő károsodhat, és tűzveszély léphet fel. A találmány célja az ismert fenti szerkezeti megoldások hátrányaitól és hiányosságaitól mentes olyan temperáló berendezés kialakítása, amely hely takarékos, nagy üzembiztonságú anélkül, hogy az ismertekhez képest jelentős többletráfordítással járna. A találmány alapját annak felismerése képezi, hogy a kitűzött cél az ismert szerkezeti egységet tartalmazó temperáló berendezések olyan cirkulációs hőcserélő egységgel való kiegészítése ill. tökéletesítése útján érhető el, amelynek révén a temperáló berendezés tartályában egy további, a szivattyú üzemelése esetén állandóan működő belső hőhordozó-cirkulációt létesítünk és tartunk fenn, függetlenül attól, hogy a berendezéssel kiszolgálandó fogyasztó, tehát a mindenkori feldolgozógép mennyi hőhordozóközeget igényel éppen. A kitűzött célt a fentiek értelmében olyan tárgyi hőcserélő egység kialakításával érjük el, amelynek a hőhordozót tartalmazó tartályban elrendezett merülőszivattyúja, hevítője és hűtője van, és a hűtő a találmány szerint egy a merülőszivattyú nyomócsonkjára csatlakoztatott, belső terében mérőérzékelőt tartalmazó belső keringtető csővel ellátott zárt hűtőházba beépített módon van a tartályban elhelyezve, és a keringtető csőnek egy a hűtőházba nyíló nyitott vége, és egy a hűtőházból a tartály folyadékterébe benyúló, furatokkal ellátott zárt vége van. Előnyösnek bizonyultak a találmány szerinti hőcserélő egység olyan kiviteli alakjai, amelyekahűtőházhoz csatlakoztatott kivezető csővel vannak ellátva. A találmány szerinti hőcserélő egységes megoldásnak az az előnye az ismert temperáló berendezésekhez képest, hogy a temperáló berendezésben a hőhordozó hőmérséklete független a szükséges fűtő-, vagy hűtő teljesítmény nagyságától, és a temperáló körből a felhasználón keresztül áramló hőmennyiségtől függetlenül állan-2
