ТРУБКА Российский патент 2015 года по МПК B29B17/04 B29B13/00 

Изобретение относится к способу в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, а также к устройству в соответствии с пунктом 8 формулы изобретения.

Многочисленные варианты вторичного использования полимеров имеют в качестве недостатков проблемы при загрузке, а именно высокую остаточную влажность, значительные колебания плотности, слишком большие загрузочные порции и т.д. Вследствие этого оказывается негативное воздействие на эффективность функционирования подключенного далее экструдера или снижается рентабельность способа. В результате таких условий загрузки оказывается негативное воздействие на работу экструдера, что приводит к снижению и колебаниям производительности, к неравномерному расплавлению, к снижению качества продукции, при известных условиях, к повышению износа и, в целом, к снижению производительности.

Особенно неприятным является то обстоятельство, что летучие вещества вместе с обрабатываемым материалом выводятся из приемного резервуара и попадают в подсоединенный напрямую или косвенно к приемному резервуару экструдер, так как в этом случае имеется опасность того, что в экструдированном материале имеются газовые включения различного типа, что существенно снижает качество получаемого на выходе экструдера материала. Эта опасность не может быть полностью устранена лишь посредством предусмотренного в экструдере дегазатора. К тому же, наличие такого рода летучих субстанций или примесей, в большинстве случаев, невозможно предотвратить заранее, так как речь идет о водяном паре, выкрашиваниях из обрабатываемого материала, газообразных или парообразных компонентах охлаждающего средства и т.д. В частности, во влажном исходном материале такого рода летучие примесные компоненты могут присутствовать в значительной степени.

В качестве примесных субстанций следует рассматривать, в принципе, все материалы, которые выделяются из обрабатываемого материала или высвобождаются из загруженного материала или, при определенных обстоятельствах, даже загружаются вместе с материалом, и которые в дальнейшем могут оказать негативное воздействие на процесс обработки. Примеси могут снаружи прилипать к поверхностям подготавливаемого материала, что имеет место, в частности, в случае с моечной водой, поверхностными покрытиями и т.д., а затем испаряться, сублимироваться, отделяться от поверхности и т.д. Примеси могут находиться, однако, и в матрице материала или внутри материала, а затем в процессе обработки диффундировать наружу и испаряться, сублимироваться и т.д. На это следует обращать внимание, в частности, при работе с органическими добавками, к примеру, с пластификаторами, однако, в матрице могут присутствовать также вода, мономеры, газы или парафины. В случае с удаляемыми примесями речь может идти, таким образом, и о сублимирующихся твердых веществах или о пыли.

Из уровня техники, к примеру, из WO 00/74912 А1 известны устройства с двумя расположенными друг над другом смесительными инструментами в режущем уплотнителе, которые частично решают данную проблему. Такого рода устройства зарекомендовали себя для подготовки, в частности, термопластичного полимерного материала. Несмотря на это, такого рода устройства, в большинстве случаев, не в состоянии полностью удалить все примесные субстанции, следствием чего оказывается негативное воздействие на процесс подготовки или обработки. При этом проблемы имеются, в частности, у полимерных материалов с высокой наружной влажностью, таких, к примеру, как полиолефиновая стиральная крошка и т.д. Материалы с высокой внутренней влажностью, такие, к примеру, как полиамидные волокна, также являются проблематичными. В этом случае между дисками или смесительными инструментами, к примеру, ввиду наличия насыщенного влагой воздуха, может происходить конденсация или выпаривание, что опять же, наряду с уже упомянутыми недостатками, приведет к повышению энергопотребления системы.

Для дальнейшего частичного решения данной проблемы из ЕР 2117 796 А1 известно устройство, в котором газ ниже уровня образующегося смесового тромба вводится во внутреннее пространство режущего уплотнителя, а обогащенный примесями газ выше уровня смесового тромба снова выводится. Газ в данном устройстве подается через днище, через боковые стенки или по смесительным инструментам. Имеющиеся в материале влажность или примеси, таким образом, эффективно удаляются.

Задачей предложенного на рассмотрение изобретения является создание предпочтительного, экономичного и эффективного способа, благодаря которому по возможности полностью удаляются нежелательные примеси, которые оказывают негативное воздействие на процесс подготовки или дальнейшей обработки материала.

Кроме того, задачей изобретения является создание простого в конструктивном исполнении и стабильного устройства, посредством которого продувочная среда может эффективно вводиться.

Эта задача решается посредством способа ранее упомянутого типа с помощью отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения. При этом в соответствии с изобретением предусмотрено, что продувочная среда вводится в приемный резервуар посредством, по меньшей мере, одного подающего средства, которое расположено, по меньшей мере, на одной входящей от боковой стенки приемного резервуара во внутреннее пространство приемного резервуара трубке.

В ходе проведенных опытов неожиданным образом выяснилось, что расположение в соответствии с изобретением подающих средств на входящих во внутреннее пространство трубках оказывает несомненное положительное воздействие на процесс прохождения продувочной среды через материал и, вследствие этого, на процесс удаления примесных субстанций. Продувочная среда вводится, таким образом, не только по наружной кромке приемного резервуара или смесового тромба - когда это имеет место, если продувочная среда вводится через отверстия в днище или боковой стенке - но и далее во внутреннее пространство резервуара, благодаря чему она может быть также лучше и равномернее распределена. Кроме того, продувочная среда вводится через фиксированные или неподвижные элементы - в отличие от варианта введения продувочной среды посредством вращающихся смесительных инструментов. Таким образом, дозирование продувочной среды осуществляется конструктивно очень просто и, тем не менее, продувочная среда может быть введена и в те зоны, которые расположены внутри приемного резервуара. Если при введении продувочной среды посредством смесительных инструментов ограничиваются положением смесительных инструментов, то трубки в соответствии с изобретением могут располагаться в приемном резервуаре на любой высоте и в любом количестве. Благодаря этому, могут быть приняты во внимание особенности смесового тромба или характеристики движения частиц и выбрана наиболее благоприятная точка дополнительной подачи. Входящая во внутреннее пространство трубка имеет преимущество в том, что материал должен проходить мимо трубки, и на хлопья со всех сторон и напрямую воздействует продувочная среда, в то время как при введении через боковую стенку продувочная среда оказывает непосредственное воздействие лишь на наружный слой потока хлопьев.

Способ в соответствии с изобретением приводит, таким образом, к простому в конструктивном исполнении и очень эффективному удалению примесных субстанций, при одновременном незначительном использовании продувочной среды.

Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения описываются в последующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Существенным является то, что продувочная среда всегда вводится на высоте ниже уровня материала, причем дополнительно предпочтительным является, если продувочная среда вводится в приемный резервуар в зоне нижней трети высоты приемного резервуара. Вследствие закачивания продувочной среды снизу происходит, к тому же, разрыхление массы материала, посредством чего обеспечивается еще более качественная подготовка материала. В этой зоне осуществляется, тем самым, интенсивное перемешивание и хорошее распределение продувочной среды в материале.

В связи с этим предпочтительным является, если предусмотрено, что продувочная среда в зоне ниже следующего за днищем смесительного инструмента вводится в приемный резервуар. Именно в этой зоне с относительно небольшим перемешиванием примесные субстанции в большинстве случаев крепко сцепляются друг с другом и, таким образом, также эффективно выводятся из этой чувствительной зоны.

В предпочтительном варианте не предусмотрено вхождение подающих средств в зону кромок несущих дисков или смесительных инструментов, а предусмотрено, что продувочная среда при наличии двух или более, расположенных друг над другом, смесительных инструментов в зоне между смесительными инструментами вводится в приемный резервуар, вследствие чего и в этой зоне происходит эффективное очищение.

Надежный вариант осуществления изобретения предусматривает, что продувочная среда вводится в ту зону резервуара, в которой движущиеся и вращающиеся в приемном резервуаре частицы материала оказывают максимальное давление на боковую стенку приемного резервуара.

В связи с этим предпочтительным является, если продувочная среда является газообразной средой, в частности, воздухом или инертным газом.

В предпочтительном варианте продувочная среда, прежде чем она попадает в приемный резервуар, нагревается и/или осушается посредством предвключенного нагревательного устройства или устройства для осушки газов. Таким образом, на процесс удаления примесей или на ход осуществления способа может быть оказано воздействие или же этот процесс может быть управляем.

Полимерный материал находится в приемном резервуаре постоянно в кусковой или гранулированной форме и в размягченном или слегка тестообразном состоянии, в котором отдельные частицы оказываются склеенными, однако, не расплавленными. За счет движения смесительных инструментов склеенные частицы остаются, однако, текучими и кускообразными.

По истечении соответствующего времени обработки предусмотрено, что полимерный материал выводится посредством шнека, корпус которого посредством питающего отверстия присоединен к разгрузочному отверстию приемного резервуара, в предпочтительном варианте посредством экструдера, причем разгрузочное отверстие расположено в боковой стенке вблизи поверхности днища приемного резервуара.

Вышеуказанная задача решается далее посредством устройства ранее указанного типа, у которого в соответствии с изобретением предусмотрено, что на боковой стенке приемного резервуара расположена, по меньшей мере, одна входящая от боковой стенки во внутреннее пространство трубка и подающее средство расположено на трубке.

Благодаря этому, с конструктивной точки зрения возможно очень простое и несложное решение по подаче газа или продувочной среды в приемный резервуар. Кроме того, продувочная среда может быть введена не только лишь снаружи, но и в дальние внутренние зоны приемного резервуара, и там может быть хорошо распределена, вследствие чего, ускоряется и улучшается эффективность процесса очистки.

В соответствии с простым с конструктивной точки зрения и стабильным вариантом осуществления изобретения предусмотрено, что трубка выровнена параллельно смесительному инструменту или перпендикулярно оси, и/или что трубка ориентирована, в основном, радиально вовнутрь или слегка со смещением или с наклоном к вертикали в направлении вовнутрь.

Стабильный и благоприятный с точки зрения гидродинамических характеристик вариант осуществления изобретения предусматривает, что трубка имеет, в основном, форму пластины со сравнительно небольшой толщиной, с обращенной вверх, в случае необходимости, параллельно поверхности днища, верхней поверхностью и обращенной вниз, противолежащей, выровненной в предпочтительном варианте параллельно верхней поверхности, нижней поверхностью. Таким образом, хлопья проходят мимо трубки с обеих сторон.

В связи с этим, с точки зрения характеристик трения и гидродинамики предпочтительно трубка или верхняя поверхность имеет форму «плавника акулы», с ориентированной в направлении перемещения или вращения смесительного инструмента, изогнутой и предпочтительно закругленной передней кромкой и с расположенной по ходу движения потока, прямой или изогнутой задней кромкой, причем передняя кромка и задняя кромка в предпочтительном варианте сходятся в вершине.

Простой с конструктивной точки зрения вариант осуществления изобретения предусматривает, что подающие средства выполнены в виде отдельных отверстий или фильер, с соответствующим диаметром от 10 до 30 мм и/или, в предпочтительном варианте, примерно 20 мм.

Во избежание залипания подающих средств, предпочтительно подающие средства выполнены заподлицо с наружной поверхностью трубки.

Для того чтобы хлопья проходили мимо трубки с обеих сторон, благоприятным является, если подающие средства расположены как на верхней, так и на нижней поверхностях. Таким образом, мощность очистки может быть повышена или удвоена.

При использовании некоторых материалов предпочтительным может являться осуществление или расположение подающих средств, в случае необходимости, исключительно в задней кромке или на задней кромке, на которой имеется лишь небольшое давление подпора проходящих в противоположных направлениях материалов или же даже не имеется такого давлении вообще.

Для повышения эффективности очистки предпочтительно на каждой трубке располагают несколько подающих средств, предпочтительно в параллельных передней кромке или задней кромке рядах. При использовании такого простого конструктивного решения во внутреннее пространство приемного резервуара может быть закачано больше газа.

В предпочтительном варианте на каждой трубке предусмотрено от 3 до 8 отверстий, причем общая поверхность всех выполненных на одной или на всех трубках отверстий в предпочтительном варианте составляет от 380 мм² до 6000 мм².

Именно в зоне ниже следующего за днищем смесительного инструмента зачастую собираются примесные субстанции, вследствие чего предпочтительно располагать трубку именно там.

Если трубка расположена в зоне нижней трети высоты приемного резервуара, то масса эффективно перемешивается и эффективность очистки возрастает.

Следующий предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает, что в приемном резервуаре предусмотрены, по меньшей мере, два расположенных друг над другом смесительных инструмента, и трубка расположена в зоне, предпочтительно посередине, между смесительными инструментами.

Далее предпочтительно располагать трубку в той зоне боковой стенки резервуара, в которой движущиеся или вращающиеся в резервуаре частицы материала оказывают максимальное давление на боковую стенку резервуара.

Для повышения эффекта очистки предусмотрены несколько трубок, расположенных на одинаковой высоте по периферии боковой стенки приемного резервуара, в предпочтительном варианте с равномерным распределением.

Подающие средства могут располагаться снаружи на поверхности трубки и через специальные каналы могут снабжаться продувочной средой.

Особо предпочтительный вариант осуществления, разумеется, предусматривает, что трубка выполнена полой, или что в трубке образован канал или полость, которая соединена с зоной вне приемного резервуара для прохождения среды, благодаря чему продувочная среда может быть введена и направлена к подающему средству. Это простое в конструктивном плане решение обеспечивает надежную подачу газа.

В альтернативном варианте возможно также использование трубки в форме стержня, к примеру, полой трубочки.

Для того чтобы ввести продувочную среду максимально далеко во внутреннее пространство приемного резервуара, предпочтительным является, если трубка проходит, по меньшей мере, на длину более 10%, предпочтительно 20%, радиуса приемного резервуара.

В связи с этим, особенно предпочтительно установленное внутри дальше других подающее средство каждой трубки имеет радиальный зазор относительно боковой стенки более 10%, предпочтительно 20%, радиуса приемного резервуара. Таким образом, продувочная среда равномерно распределяется в полимерных хлопьях.

Так как форма и пути, по которым полимерные частицы, обусловленные смесительными инструментами, перемещаются в приемном резервуаре, зависят от материалов и числа оборотов и, тем самым, не всегда идентичны, предпочтительным является, если трубка с возможностью вращения закреплена на боковой стенке, и, соответственно, угол наклона, или угол установки трубки, или угол верхней поверхности относительно поверхности днища могут регулироваться. Уровень регулировки должен быть задан при этом, по меньшей мере, в диапазоне ±45° относительно горизонтального центрального положения. Таким образом, может быть выставлено положение, благоприятное с точки зрения гидродинамических характеристик, или такое положение, при котором подача продувочной среды к частицам наиболее эффективна.

Для предотвращения выноса частиц материала посредством слишком сильного отсоса предпочтительно располагать средства отведения как можно дальше от материала. В частности, предпочтительным является при этом, если в приемном резервуаре выше уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре материала или выше уровня смесового тромба предусмотрено, по меньшей мере, одно средство отведения для выхода обогащенной или насыщенной примесями продувочной среды из приемного резервуара, к примеру, отверстие в крышке резервуара или в стенке резервуара.

Стабильный в конструктивном плане и надежный вариант осуществления изобретения предусматривает, что приемный резервуар образует, в основном, цилиндр с плоской поверхностью днища и ориентированной вертикально к нему, имеющей форму боковой поверхности цилиндра, боковой стенкой, и/или ось вращения совпадает с центральной осью приемного резервуара, и/или ось вращения или центральная ось ориентированы вертикально или перпендикулярно к поверхности днища.

Для того чтобы по истечении определенного времени обработки вывести материал из приемного резервуара, предусмотрен, по меньшей мере, один шнек, предпочтительно экструдер, для отведения материала из приемного резервуара, корпус которого посредством питающего отверстия, к примеру, радиально или по касательной, присоединен к разгрузочному отверстию приемного резервуара, причем разгрузочное отверстие расположено в боковой стенке, вблизи поверхности днища приемного резервуара.

Подающие средства могут быть осуществлены как пассивные подающие средства, к примеру, просто как проходные отверстия, через которые продувочная среда лишь пассивно, к примеру, посредством понижения давления в режущем уплотнителе, закачивается во внутреннее пространство режущего уплотнителя. Подающие средства могут быть осуществлены, однако, также как активные подающие средства, к примеру, как фильеры или нечто подобное, через которые продувочная среда, к примеру, посредством насосов, компрессоров и т.д., под высоким давлением может активно вдуваться, подаваться через фильеры или закачиваться во внутреннее пространство режущего уплотнителя.

Средства отведения могут быть осуществлены также как пассивные средства отведения, через которые продувочная среда лишь посредством избыточного давления ускоряется или проводится в приемном резервуаре, или как функционируемые, к примеру, через вакуумные насосы активные средства отведения.

Для регулировки подачи или отведения продувочной среды подающие средства и/или средства отведения могут быть выполнены, по меньше мере, частично, с возможностью закрывания или регулировки.

Изобретение описывается далее на основании особо предпочтительных, однако, не ограничивающих примеров осуществления, схематично представленных на чертежах, на которых показано:

фиг.1 - вертикальный разрез устройства в соответствии с изобретением согласно первому примеру осуществления изобретения,

фиг.2 - следующий вариант осуществления изобретения, на виде сверху,

фиг.3 - фрагмент следующего варианта осуществления изобретения, в увеличенном масштабе,

фиг.4 - следующий пример осуществления изобретения, в вертикальном разрезе.

В варианте осуществления изобретения в соответствии с фиг.1 устройство имеет приемный резервуар или режущий уплотнитель, именуемый далее резервуаром 1, для перерабатываемого, в частности, термопластичного полимерного материала, который вводится в данный резервуар 1 сверху, посредством не изображенного транспортирующего устройства, к примеру, транспортерной ленты. Подаваемый полимерный материал может быть предварительно измельчен и/или подсушен.

Резервуар 1 имеет форму цилиндрического сосуда с вертикальными боковыми стенками 2 и горизонтальной плоской поверхностью 3 днища с круглым поперечным сечением. Резервуар 1 может сверху плотно закрываться и выполняться с возможностью откачки или может быть открыт. Вал 4, установленный герметично, проходит через поверхность 3 днища и имеет вертикальную ось 8, совпадающую с осью резервуара. Вал 4 приводится во вращение посредством расположенного ниже поверхности 3 днища двигателя 5 с приводом 6.

В резервуаре 1 с валом 4 посредством трубного ключа соединены ротор 7 и расположенный над ним несущий диск 9. Ротор 7 образован посредством круглоцилиндрического блока, протяженность h которого в аксиальном направлении (высота) существенно больше протяженности (высоты) плоского несущего диска 9, а протяженность d которого в радиальном направлении (диаметр), однако, существенно меньше протяженности (диаметра) несущего диска 9. Таким образом, ниже несущего диска 9 образуется свободное пространство 10, которое соединено с расположенным выше несущего диска 9 пространством 26 резервуара 1 с возможностью свободного прохождения потока обрабатываемого материала через кольцевой зазор 11, который располагается между периферией несущего диска 9 и боковой стенкой 2 резервуара 1. Через этот свободный кольцевой зазор 11 обрабатываемый полимерный продукт может беспрепятственно попадать из верхнего пространства 26 в расположенное под ним кольцеобразное пространство 10.

Верхний несущий диск 9 имеет на своей верхней стороне неподвижно расположенные верхние смесительные инструменты 21, которые перемешивают и/или измельчают, и/или нагревают находящийся в пространстве 26 резервуара 1 материал. Для эффективного измельчения инструменты 21 могут иметь режущие кромки 22, которые могут быть выполнены изогнутыми или под углом относительно направления вращения несущего диска 9 (стрелка 23), как это имеет место, к примеру, в варианте осуществления в соответствии с фиг.2 или 3, с целью получения вытянутого разреза.

В процессе работы при вращении несущего диска 9 под действием инструментов 21 приводится во вращение введенная в резервуар 1 полимерная масса, причем обрабатываемый материал в пространстве 26 поднимается вверх вдоль боковой стенки 2 резервуара 1 (стрелка 24), а в зоне оси резервуара снова опадает вниз (стрелка 25). Образующийся таким образом смесовой тромб перемешивает загруженный материал, вследствие чего создается хороший эффект перемешивания.

Веденный в резервуар 1 и измельченный там, в случае необходимости, материал постепенно попадает через кольцевой зазор 11 в расположенное ниже несущего диска 9 пространство 10 и обрабатывается там посредством нижних, близко расположенных к поверхности 3 днища, других смесительных инструментов 12, закрепленных с возможностью поворота на роторе 7 посредством вертикальных болтов 13 в кольцевых пазах 14 ротора 7, так что эти инструменты 12 могут свободно вращаться вокруг осей болтов 13. Свободные концы нижних инструментов 12 расположены на расстоянии от боковой стенки 2 резервуара 1. Эти нижние инструменты 12 за счет своего ударного воздействия способствуют дополнительному перемешиванию, и/или дроблению, и/или нагреванию находящегося в пространстве 10 материала.

Под действием центробежного усилия, действующего на материал посредством этих нижних, близко расположенных к днищу, инструментов 12, материал перемещается в разгрузочное отверстие 15 резервуара 1, которое располагается приблизительно на высоте дополнительных нижних инструментов 12, и соединяет пространство 10 резервуара 1 с питающим отверстием 27 корпуса 16 шнека, в котором с возможностью вращения установлен шнек 17, который на одной своей торцевой стороне приводится во вращение посредством двигателя 18 с приводом 19, а поданный к нему полимерный материал выталкивается на другой торцевой стороне, к примеру, с помощью экструзионной головки 20. При этом речь может идти о простом шнеке, о спаренном шнеке или о многозаходном шнеке. Очевидно, что корпус 16 шнека приблизительно по касательной присоединен к резервуару, так что отклонения пластифицированного посредством шнека 17 полимерного материала в зоне его выхода из корпуса 16 предотвращаются. В противоположность этому, шнек 17 может быть также чисто транспортирующим шнеком, который подает подготовленный в резервуаре 1 материал для последующего применения, к примеру, на экструдер.

В процессе работы, по окончании короткого времени установки, устанавливается равновесное состояние между отводимым от шнека материалом и материалом, входящим через кольцевой зазор 11 сверху в пространство 10. Вследствие этого появляется большая вероятность того, что помещенная в резервуар 1 полимерная частица не попадет в корпус 16 шнека, не проведя предварительно достаточного для обработки времени в резервуаре 1. Благодаря этому гарантируется достаточная степень обработки всех полимерных частиц посредством смесительных инструментов 12, 21, так что отведенный от шнека 17 материал имеет, по меньшей мере, примерно равномерную структуру, в частности, касательно температуры и величины полимерных частиц. Это означает, что производимая шнеком 17 или присоединенным к нему экструзионным шнеком работа по пластификации сравнительно невелика, так что отпадает необходимость в воздействии на полимерный материал посредством опрыскивания при высоких температурах в процессе пластификации. Благодаря этому, имеет место бережное обращение с полимерным материалом и существенная экономия энергии в процессе работы привода шнека 17 или экструзионного шнека.

Как уже упоминалось ранее, помешенный в резервуар 1 материал, как правило, не является абсолютно сухим и/или имеет загрязнения, которые при обработке в резервуаре выделяют летучие субстанции, к примеру, водяной пар, выкрашивания из обрабатываемого материала, парообразные охлаждающие вещества, летучие субстанции из окрашивающего или набивного материала и т.д. Для эффективного удаления этих примесных субстанций или для предотвращения накопления этих летучих субстанций, к примеру, в пространстве 10 ниже верхнего несущего диска 9 и, вследствие этого, затруднения прохождения обрабатываемого материала из пространства 26 в пространство 10 и/или попадания во внутреннее пространство корпуса 16 шнека, в нижней зоне боковой стенки 2 приемного резервуара 1 располагается выходящая во внутреннее пространство сосуда 1 трубка 70. На этой трубке 70 расположено несколько подающих средств 50 в форме отверстий или фильер, через которые продувочная среда, к примеру, газ, из зоны вне резервуара 1 может закачиваться под давлением во внутреннее пространство резервуара 1. Подающие средства 50 выполнены в виде единичных отверстий на верхней поверхности 83 трубки 70 и имеют, соответственно, диаметр примерно 20 мм. Более детально трубка 70 описывается на основании фиг.3.

Трубка 70 стационарно располагается в боковой стенке 2 в зоне ниже верхних смесительных инструментов 21 или верхнего несущего диска 9 и входит, таким образом, в нижнюю часть внутреннего пространства 10.

Трубка 70 располагается на такой высоте или на таком расстоянии от поверхности 3 днища, что постоянно находится ниже заданного в соответствии со способом уровня заполнения находящихся в режущем уплотнителе 1 или вращающихся частиц материала, или уровня образованного в процессе движения или вращения частиц материала смесового тромба. Трубка 70 располагается, к тому же, в зоне нижней трети общей высоты режущего уплотнителя 1.

В варианте осуществления в соответствии с фиг.1 трубка 70 проходит от боковой стенки 2 до внешних свободных концов смесительных инструментов 12.

Дополнительно, на той же высоте, могут быть образованы и другие трубки 70, в частности, с равномерным распределением по периферии.

В зоне выше уровня материала предусмотрено средство 51 отведения в форме активного газоотсоса или отсасывающего насоса 53. В альтернативном варианте средство 51 отведения может быть осуществлено также в виде пассивного средства отведения.

Таким образом, с помощью подающих средств 50 сухой, нагретый воздух под давлением закачивается во внутреннее пространство резервуара 1. Этот воздух посредством возникающего принудительного течения выводится вверх вместе с движущимся материалом и поглощает имеющуюся влажность или выводит примеси. Через отсос 51 насыщенный примесями воздух выходит из приемного резервуара 1. Остается практически освобожденный от примесей остаточный материал. Таким образом, посредством предпочтительного синергического взаимодействия газопровода 50, 51, обоих смесительных инструментов 12, 21 и, в случае необходимости, прорези 36, материал может быть практически полностью освобожден от примесных субстанций.

Фиг.2 демонстрирует устройство, очень похожее на устройство с фиг.1. Правда, нижние, близкие к днищу смесительные инструменты 12 располагаются не так близко и плотно друг к другу и трубка 70, вследствие этого, может частично находиться между двумя расположенными друг над другом плоскостями смесительных инструментов 12 или частично выступать за их габариты. Обозначенный штриховой линией передний участок трубки 70 на виде сверху с фиг.2 частично закрыт верхним несущим диском 9. Благодаря этому, трубка 70 может проходить дальше во внутреннее пространство, в представленном варианте осуществления она имеет длину, равную примерно 20% радиуса. Трубка 70 выходит, таким образом, за внешний рабочий контур смесительных инструментов 12, вследствие чего продувочная среда может подаваться во внутреннее пространство еще дальше, чем это представлено на фиг.1.

Фиг.3 демонстрирует фрагмент следующего предпочтительного варианта осуществления изобретения в увеличенном масштабе. Трубка 70, в том виде, в котором она представлена в данном случае, может быть использована во всех устройствах с фиг.1, 2 или 4.

Представленная на фиг.3 трубка 70 выполнена, в основном, в форме пластины с относительно небольшой толщиной. Трубка 70 имеет направленную вверх верхнюю поверхность 83 и направленную вниз, в направлении поверхности 3 днища, нижнюю поверхность 84. Верхняя поверхность 83 параллельна нижней поверхности 84 и выровнена с поверхностью 3 днища. Трубка 70, если смотреть сверху, имеет форму «плавника акулы» или Shark-Fin. Обращенная к идущему навстречу материалу передняя кромка 80 имеет дугообразную форму. Расположенная по ходу течения задняя кромка 81 на фиг.3 проходит по прямой, однако, может также, как в случае с «плавником акулы», иметь дугообразную форму. Передняя кромка 80 и задняя кромка 81 сходятся в вершине 82.

Передняя кромка 80 не является тупоносой или прямой, а выполнена закругленной, для обеспечения уменьшенного сопротивления потоку перемещающихся навстречу, в направлении стрелки, 23 частиц.

Трубка 70 примерно на 30-35% длины, измеренной от боковой стенки 2 до вершины 82, входит во внутреннее пространство приемного резервуара 1. Расположенное, внутри, а именно на расстоянии от боковой стенки, на фиг.3 правое, подающее средство 50 располагается относительно боковой стенки 2 с радиальным зазором примерно от 20 до 25% радиуса резервуара. Таким образом, продувочная среда или газ могут быть введены глубоко внутрь.

Трубка 70 может быть при этом с возможностью вращения закреплена на боковой стенке 2 для регулировки угла наклона и для оптимального приведения в соответствие с особыми условиями течения потока.

Трубка 70 ориентирована не совсем радиально вовнутрь или выровнена таким образом, что воображаемое продолжение трубки в направлении вовнутрь проходит мимо оси 8 вращения.

Трубка 70 находится ниже несущего диска 9, на котором расположены смесительные инструменты 21. Ввиду этого, передняя часть трубки закрыта несущим диском 9 и обозначена штриховой линией.

На верхней поверхности 83 трубки 70 образованы три подающих средства 50, расположенные в ряду, в основном, параллельном передней кромке 80. При этом речь идет о находящихся на расстоянии друг от друга отверстиях или фильерах, которые заканчиваются заподлицо с верхней поверхностью 83. На противолежащей нижней поверхности 84 также образованы подающие средства 50. Трубка 70 является полой внутри или же имеет канал или полость, соединенную с зоной вне приемного резервуара 1. Через этот канал или полость продувочная среда вводится во внутреннее пространство трубки 70 и попадает к подающим средствам 50, и далее во внутреннее пространство приемного резервуара 1.

Альтернативный вариант осуществления изобретения в соответствии с фиг.4 отличается от варианта в соответствии с фиг.1 и 2, прежде всего, тем, что нижние, расположенные вблизи днища смесительные инструменты 12 подвешены не с возможностью осуществления вращательного движения, а неподвижным образом располагаются на следующем нижнем несущем диске 29, который расположен соосно несущему диску 9, и может приводиться во вращение посредством того же вала 4. Благодаря этому ротор 7 может выполняться более тонким, или в качестве продолжения вала 4 может вообще отсутствовать. Так же, как и в вариантах осуществления изобретения в соответствии с фиг.1 и 2, нижние смесительные инструменты 12 расположены на высоте разгрузочного отверстия 15 резервуара 1, для осуществления возможности действенного продвижении находящегося в пространстве 10 обрабатываемого полимерного материала в питающее отверстие 27 корпуса 16 шнека. Зона под нижним несущим диском 29 очень невелика.

Как представлено на фиг.1 и 2, трубка 70 располагается между несущими дисками 9, 29 или между верхними и нижними смесительными инструментами 21, 12 и входит в данном случае в большее свободное пространство 10. Трубка 70 входит во внутреннее пространство на глубину примерно 20% радиуса.

Целесообразно производить контроль температуры перерабатываемого в резервуаре 1 материала. Для этого, как показано на фиг.4, в верхней части 26 чертежа выше несущего диска 9 предусмотрен блок 30 для измерения температуры и устройство 33 охлаждения. Удаление попадающих в верхнее пространство 26 летучих субстанций может быть поддержано посредством устройства 51 отведения. На пути выходящего из резервуара 1 газа расположено измерительное устройство 56, с помощью которого может устанавливаться температура выходящего газа, и/или его влажность, и/или содержание примесей в этом газе. Посредством схематично представленного устройства 58 управления устройство или его отдельные элементы могут быть настроены или отрегулированы. В предложенном на рассмотрение случае устройство 58 управления соединено со средствами 51 отведения и подающими средствами 50. На пути подаваемого газа находятся нагревательное устройство 54, а также устройство 55 для осушки газа и насосное или воздуходувное устройство 52. Посредством данных устройств, а также устройства 58 управления, могут быть отрегулированы количество, или температура, или давление подаваемого газа. Возможно также использовать данные температуры или влажности выходящего газа для регулировки температуры, и/или количества, и/или давления вводимого газа.

На фиг.4 несущий диск 9 имеет дополнительно, по меньшей мере, одну, в предпочтительном варианте, однако, несколько прорезей 36, соединяющих пространство 26 над несущим диском 9 с расположенным под ним пространством 10. Через эти прорези 36 запертые в пространстве 10 летучие субстанции сквозь несущий диск 9 могут улетучиваться наверх и, таким образом, выводиться из резервуара 1, к примеру, посредством отсоса 51. Прорези 36 являются дополнительной функцией и способствуют дополнительной очистке, однако, могут также отсутствовать. Прорези 36 могут быть образованы посредством круглых или шлицевых отверстий. По меньшей мере, некоторые из этих прорезей 36 расположены вблизи оси 8 резервуара 1, и притом непосредственно за инструментами 21, так что прорези 36, если смотреть в направлении вращения (стрелка 23) несущего диска 9, располагаются смежно с убегающими краями или кромками инструментов 21. Возникающий при вращении инструментов 21 на их убегающей кромке всасывающий эффект помогает процессу отсасывания летучих субстанций через прорези 36 в направлении вверх.

Следующий предпочтительный, однако, не представленный вариант осуществления изобретения имеет резервуар 1, в котором предусмотрен лишь один единственный несущий диск 9, 29 со смесительными инструментами 12, 21 в нижней зоне сразу над поверхностью 3 днища, на высоте разгрузочного отверстия 15. Смесительные инструменты 12, 21 создают движение частиц материала или смесового тромба 25. В боковой стенке 2 сосуда 1, а именно на высоте, на которой за счет подвижных частиц материала на боковую стенку 2 воздействует максимальное давление, расположена трубка 70, через которую продувочный газ вдувается внутрь резервуара 1.

Изобретение относится к способу подготовки и очистки полимерного материала. Кусковой и не расплавленный полимерный материал в приемном резервуаре (1) перемещается и нагревается посредством по меньшей мере одного смесительного и/или дробильного инструмента (12, 21). Для удаления нежелательных примесей, которые препятствуют процессу подготовки или дальнейшей обработки материала, в зону ниже уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре (1) материала или ниже уровня образующегося смесового тромба во внутреннее пространство приемного резервуара (1) вводится продувочная среда. Продувочная среда с образованием принудительного потока проводится по меньшей мере через часть материала. Затем обогащенная или насыщенная примесями продувочная среда в зоне выше уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре (1) материала или выше уровня смесового тромба выводится из приемного резервуара (1). Продувочная среда вводится в приемный резервуар (1) посредством по меньшей мере одного подающего средства (50), которое расположено по меньшей мере на одной входящей от боковой стенки (2) приемного резервуара (1) во внутреннее пространство приемного резервуара (1) трубке (70). Технический результат, достигаемый при использовании способа по изобретению, заключается в том, чтобы обеспечить эффективный способ, благодаря которому по возможности полностью удаляются нежелательные примеси. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ подготовки и очистки полимерного материала, причем кусковой и не расплавленный полимерный материал в приемном резервуаре (1) перемещают и нагревают посредством по меньшей мере одного смесительного и/или дробильного инструмента (12, 21) и для удаления нежелательных примесей, препятствующих процессу подготовки или дальнейшей обработки материала, в зону ниже уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре (1) материала или ниже уровня образующегося смесового тромба во внутреннее пространство приемного резервуара (1) вводят продувочную среду, причем продувочную среду с образованием принудительного потока проводят по меньшей мере через часть материала и затем обогащенную или насыщенную примесями продувочную среду в зоне выше уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре (1) материала или выше уровня смесового тромба выводят из приемного резервуара (1), причем продувочную среду вводят в приемный резервуар (1) посредством по меньшей мере одного подающего средства (50), расположенного по меньшей мере на одной, входящей от боковой стенки (2) приемного резервуара (1) во внутреннее пространство приемного резервуара (1), трубке (70), отличающийся тем, что трубка (70) имеет пластинообразную форму с обращенной вверх, в случае необходимости, параллельно поверхности (3) днища, верхней поверхностью (83) и обращенной вниз, противолежащей, выровненной в предпочтительном варианте параллельно верхней поверхности (83), нижней поверхностью (84).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продувочную среду в зоне нижней трети высоты приемного резервуара (1) вводят в приемный резервуар (1) и/или продувочную среду в зоне ниже следующего за днищем смесительного инструмента (12, 21) вводят в приемный резервуар (1) и/или продувочную среду при наличии двух или более расположенных друг над другом смесительных инструментов (12, 21) в зоне между смесительными инструментами (12, 21) вводят в приемный резервуар (1).

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что продувочную среду вводят в ту зону резервуара (1), в которой движущиеся и вращающиеся в приемном резервуаре (1) частицы материала оказывают максимальное давление на боковую стенку (2) приемного резервуара (1).

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что продувочная среда является газообразной средой, в частности воздухом или инертным газом, и/или ее перед подачей нагревают и/или осушают, и/или что полимерный материал находится в приемном резервуаре (1) в форме термопластичных полимерных частиц или хлопьев, и полимерный материал, постоянно находящийся в кусковой или гранулированной форме, размягчают, однако не расплавляют.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полимерный материал выводят посредством шнека (17), корпус (16) которого посредством питающего отверстия (27) присоединен к разгрузочному отверстию (15) приемного резервуара (1), в предпочтительном варианте посредством экструдера, причем разгрузочное отверстие (15) расположено в боковой стенке (2) вблизи поверхности (3) днища приемного резервуара (1).

6. Устройство для осуществления способа по любому из пп. 1-5, по меньшей мере, с одним приемным резервуаром (1), в котором расположен по меньшей мере один, выполненный с возможностью вращения вокруг оси (8), смесительный инструмент (12, 21), посредством которого в процессе работы имеющийся внутри приемного резервуара (1) полимерный материал перемещается, перемешивается, нагревается и, в случае необходимости, дробится, причем в приемном резервуаре (1) ниже уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре (1) материала или ниже уровня образующегося в процессе работы смесового тромба предусмотрено по меньшей мере одно подающее средство (50) для входа продувочной среды во внутреннее пространство приемного резервуара (1), причем на боковой стенке (2) приемного резервуара (1) расположена по меньшей мере одна входящая от боковой стенки (2) во внутреннее пространство трубка и подающее средство (50) расположено на трубке (70), отличающееся тем, что трубка (70) имеет пластинообразную форму небольшой толщины, с обращенной вверх, в случае необходимости, параллельно поверхности (3) днища, верхней поверхностью (83) и обращенной вниз, противолежащей, выровненной в предпочтительном варианте параллельно верхней поверхности (83), нижней поверхностью (84).

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что трубка (70) расположена параллельно смесительному инструменту (12, 21) или перпендикулярно оси (8) и/или ориентирована, в основном, радиально вовнутрь.

8. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что трубка (70) или верхняя поверхность (83) имеет форму «плавника акулы», с ориентированной в направлении перемещения или вращения смесительного инструмента (12, 21), изогнутой и предпочтительно закругленной, передней кромкой (80) и с расположенной по ходу движения потока, прямой или изогнутой задней кромкой (81), причем передняя кромка (80) и задняя кромка (81) предпочтительно сходятся в вершине (82).

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что подающие средства (50) выполнены в виде отдельных отверстий или фильер, в предпочтительном варианте с диаметром, соответственно, от 10 до 30 мм, и/или что подающие средства (50, 50а, 50b) выполнены заподлицо с наружной поверхностью трубки (70) и/или подающие средства (50) выполнены или расположены как на верхней поверхности (83), так и на нижней поверхности (84).

10. Устройство по любому из пп. 6, 7, 9, отличающееся тем, что подающие средства (50) выполнены или расположены, в случае необходимости, исключительно в или на задней кромке (81) и/или на каждой трубке (70) выполнены или расположены несколько подающих средств (50), предпочтительно в параллельных передней кромке (80) или задней кромке (81) рядах, в частности, от 3 до 8 отверстий, причем общая поверхность всех, выполненных на одной или на всех трубках, отверстий в предпочтительном варианте составляет от 380 мм² до 6000 мм².

11. Устройство по любому из пп. 6, 7, 9, отличающееся тем, что трубка (70) расположена ниже самого нижнего, следующего за днищем, смесительного инструмента (12) и/или трубка (70) расположена в зоне нижней трети высоты приемного резервуара (1) и/или в приемном резервуаре (1) предусмотрены по меньшей мере два расположенных друг над другом смесительных инструмента (12, 21) и трубка (70) расположена в зоне, предпочтительно посередине, между смесительными инструментами (12, 21) и/или трубка (70) расположена в той зоне боковой стенки (2) резервуара (1), в которой движущиеся или вращающиеся в резервуаре (1) частицы материала оказывают максимальное давление на боковую стенку (2) резервуара (1).

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что предусмотрено несколько трубок (70), которые расположены на одинаковой высоте по периферии боковой стенки (2) приемного резервуара (1), в предпочтительном варианте с равномерным распределением.

13. Устройство по любому из пп. 6, 7, 9, 12, отличающееся тем, что трубка (70) является полой или в трубке (70) образован канал или полость, соединенная с зоной вне приемного резервуара (1) для прохождения среды, при этом продувочная среда может вводиться и направляться к подающему средству (50).

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что трубка (70) проходит по меньшей мере на длину более 10%, предпочтительно 20%, радиуса приемного резервуара (1) и/или установленное внутри дальше других подающее средство (50) каждой трубки (70) имеет радиальный зазор относительно боковой стенки (2) более 10%, предпочтительно 20%, радиуса приемного резервуара (1).

15. Устройство по любому из пп. 6, 7, 9, 12, 14, отличающееся тем, что трубка (70) с возможностью вращения закреплена на боковой стенке (2), и, соответственно, угол наклона, или угол установки трубки (70), или угол верхней поверхности (83) к поверхности (3) днища могут регулироваться.

16. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в приемном резервуаре (1) выше уровня находящегося в процессе работы в приемном резервуаре (1) материала или выше уровня смесового тромба предусмотрено по меньшей мере одно средство (51) отведения для выхода обогащенной или насыщенной примесями продувочной среды из приемного резервуара (1), к примеру, отверстие в крышке резервуара или в стенке резервуара.

17. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что приемный резервуар (1) является, по существу, цилиндрическим с плоской поверхностью (3) днища и ориентированной вертикально к нему, имеющей форму боковой поверхности цилиндра, боковой стенкой (2) и/или ось (8) вращения совпадает с центральной осью приемного резервуара (1) и/или ось (8) вращения или центральная ось ориентированы вертикально или перпендикулярно поверхности (2) днища.

18. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что предусмотрен по меньшей мере один шнек (17), предпочтительно экструдер, для отведения материала из приемного резервуара (1), корпус (16) которого посредством питающего отверстия (27), к примеру, радиально или по касательной, присоединен к разгрузочному отверстию (15) приемного резервуара (1), причем разгрузочное отверстие (15) расположено в боковой стенке (2), вблизи поверхности (3) днища приемного резервуара (1).