УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВСПЕНИВАЕМОГО ПЛАСТИКОВОГО ГРАНУЛЯТА, А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B29C44/34 B29B9/06 

Изобретение относится к установке для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята, а также к способу получения вспениваемого пластикового гранулята в соответствии с предварительной описывающей частью независимого пункта формулы изобретения соответствующей категории.

Способ, а также установка для изготовления вспениваемого пластикового гранулята хорошо известны на современном уровне техники, например, из публикации ЕР 0668139 А1. Что касается специального примера способа, соответствующего публикации ЕР 0668139 А1, то импрегнированный полимерный расплав разделяют на куски в подводном грануляторе с использованием профиля, обеспечивающего затвердевание. Расплав экструдируют через литьевые отверстия; пряди, которые получают данным образом, закаливают водой и переводят в форму гранулята в результате измельчения под действием вращающихся ножей. В данном способе полимерный расплав перед введением в гранулятор предварительно охлаждают во избежание вспенивания прядей во время экструдирования. Мероприятия, проводимые для охлаждения импрегнированного расплава до температуры, которая находится на несколько градусов Цельсия выше температуры затвердевания расплава, проблематичны. Это обуславливается очень большой трудностью в обстоятельствах, таких как данные, обеспечить протекание идентичного качества расплава через все литьевые отверстия гранулятора, которые располагаются параллельно. Появляется нестабильность течения расплава, которая может привести к закупориванию отдельных литьевых отверстий расплавом, затвердевающим в них.

Между тем, данные проблемы отчасти разрешались в изобретении, соответствующем публикации ЕР 1702738 А2, обеспечивающем непрерывное изготовление вспениваемого пластикового гранулята, при этом расплав пластика импрегнируют при использовании текучего пенообразователя, а импрегнированный расплав гранулируют. Способ, соответствующий публикации ЕР 1702738 А2, реализуют при использовании установки, которая включает следующие далее компоненты: по меньшей мере, один создающий давление питающий аппарат для расплава, который, в частности, может представлять собой питающий аппарат с объемной подачей насосом, дозирующий аппарат для пенообразователя, контактный и гомогенизирующий аппарат для импрегнирования расплава, по меньшей мере, один холодильник для импрегнированного расплава, подводный гранулятор и блок контроллера установки.

Гранулирование проводят при использовании жидкости, которую используют в грануляторе в качестве охлаждающей и транспортирующей среды для гранулята. Жидкость, в частности, представляет собой воду или рассол (или растворители). Под действием жидкости, использующейся во время гранулирования, создают повышенное давление, благодаря чему вспенивающее действие пенообразователя в еще не затвердевшем грануляте, по меньшей мере, частично подавляется. Регулирование параметров, подстраиваемых для гранулирования, а именно температуры и давления импрегнированного расплава, осуществляют на впускном отверстии гранулятора. При данном регулировании проводят измерения названных параметров, а также сопоставляют измеренные значения с желательными значениями и отклонения от желательных значений используют в контроллере установки для оказания воздействия на поглощение тепла от импрегнированного расплава холодильником или холодильниками.

Поскольку настоящее изобретение относится к улучшенному аппарату, а также к улучшенному способу для изготовления вспениваемых пластиковых гранулятов, для лучшего понимания изобретения и более ясного его разграничения с предшествующим уровнем техники соответствующий уровень техники и проблемы, связанные с ним, должны быть кратко разъяснены в последующем изложении при помощи фиг.1 и фиг.2. Фиг.1 демонстрирует один схематический пример хорошо известной установки для изготовления вспениваемых пластиковых гранулятов, где при помощи схематической фиг.2 разъясняется основной принцип хорошо известного подводного гранулятора для более детальной демонстрации его функционирования.

Пожалуйста, обратите внимание на то, что в настоящем описании изобретения для разграничения предшествующего уровня техники и настоящего изобретения те признаки, которые относятся к установке или к компонентам установки, известным на предшествующем уровне техники, снабжены штрихом, в то время как признаки, соответствующие изобретению, обозначены номерами позиций, не имеющими штриха.

Хорошо известный способ непрерывного изготовления вспениваемых пластиковых гранулятов G' вплоть до настоящего времени реализовали при использовании, например, установки 1', как это схематически проиллюстрировано на фиг.1. В данной компоновке расплав пластика F' импрегнируют текучим пенообразователем В' и, в заключение, расплав F', который подвергли обработке данным образом, гранулируют. Установка 1' в данном конкретном примере включает следующие далее компоненты: один создающий давление питающий аппарат 200', при использовании которого проводят объемную подачу расплава F', полученного из источника пластика 2'; источник BS' для пенообразователя B', который подают в расплав F' при использовании дозирующего аппарата; контактный и гомогенизирующий аппарат 3' для импрегнирования расплава F'; по меньшей мере, один холодильник 31' для импрегнированного расплава FB'; дополнительный гомогенизирующий аппарат 32', который является необязательным; подводный гранулятор 4'; а также контроллер установки 100'. Гранулят G', который получили, в конечном счете, доступен в качестве продукта в контейнере С'.

Источник пластика 2' может состоять из полимеризационного реактора для изготовления пластика из материала источника мономера, а также дегазирующего аппарата для полимера. Источник пластика 2' также может представлять собой рецикловый аппарат для рециклового термопласта одного типа, а также включает расплавляющий аппарат, в частности обогреваемый экструдер. Источник пластика 2' также может представлять собой просто расплавляющий аппарат, в котором ожижают гранулированный термопласт.

Гранулирование проводят при использовании жидкости, предпочтительно воды, например, также и рассола или растворителей, которые используют в грануляторе 4' в качестве охлаждающей и транспортирующей среды для гранулята G'. Под действием жидкости, использующейся во время гранулирования, создают повышенное давление, благодаря чему раздувающее действие пенообразователя B' в еще не затвердевших гранулах подавляется, по меньшей мере, частично.

Регулирование параметров, подстраиваемых для гранулирования на впускном отверстии гранулятора 4', а именно температуры и давления импрегнированного расплава, осуществляют при использовании контроллера установки 100'. При данном регулировании проводят измерения названных параметров, а также сопоставляют измеренные значения с желательными значениями. Отклонения от желательных значений используют для оказания воздействия на поглощение тепла от импрегнированного расплава холодильником или холодильниками 31', 32'.

Параметры, подстраиваемые для гранулирования, регулируют при помощи электронных приспособлений с использованием контроллера установки 100'. Данные приспособления имеют соединительные элементы для передачи сигналов 101', 102', 103' и 104' к источнику пенообразователя BS', к питающему аппарату 200', к холодильнику 31' или ко множеству холодильников 31', 32' и к гранулятору 4', соответственно.

К импрегнированию относятся следующие далее подстраиваемые параметры: температура, давление и время пребывания. Требуемое время пребывания зависит от количества пенообразователя B', подаваемого для импрегнирования. Для каждой предварительно определенной пропорции пенообразователя B' при помощи контроллера установки задают фиксированное соотношение между расходом пенообразователя и расходом расплава. Данные расходы, которые могут быть переменными, получают в результате проведения объемной подачи. С гранулированием связаны параметры температура и давление на впускном отверстии гранулятора 4'.

До, во время и/или после импрегнирования расплава F' может быть добавлена, по меньшей мере, одна добавка А'. Точки подачи добавок А' продемонстрированы на фиг.1 в виде ромбов A1', A2', A3' и A4'.

Питающий аппарат 200' в выгодном варианте представляет собой шестеренный насос, однако, он также может представлять собой и экструдер. В установке, соответствующей изобретению, могут быть использованы дополнительные питающие аппараты (насосы, экструдеры, шнековые транспортеры). Возможные точки для дополнительных питающих аппаратов продемонстрированы на фиг.1 в виде небольших кружков 201', 202' и 203'.

Пожалуйста, обратите внимание на то, что каждый отдельный компонент описанной выше установки 1', в частности, например, источник пластика 2', создающий давление питающий аппарат 200', гомогенизирующий аппарат 3, холодильники 31', 32', подводный гранулятор 4', контроллер установки 100' и тому подобное, может (но необязательно должен) составлять часть установки 1, соответствующей настоящему изобретению. В данном конкретном отношении специалист в соответствующей области техники понимает то, что приведенное выше описание отдельных компонентов, установленных в установке 1' и известных на современном уровне техники, а также принципов их функционирования также образует соответствующую часть описания настоящего изобретения.

Способ функционирования подводного гранулятора 4' описывается при помощи фиг.2а и фиг.2b, соответственно. Фиг.2а представляет собой схематическую иллюстрацию, демонстрирующую существенные признаки подводного гранулятора 4' и его основные принципы функционирования. Фиг.2b демонстрирует один предпочтительный вариант осуществления, соответствующий фиг.2а. Опять-таки, как необходимо недвусмысленно отметить, гранулятор 4', хорошо известный на современном уровне техники, также может быть в особенности выгодным образом использован в установке, соответствующей настоящему изобретению.

Импрегнированный расплав F' гранулируют в механическом аппарате 4', который, например, представляет собой подводный гранулятор 4', приводимый в действие двигателем 400'. Сначала расплав проходит через распределитель 404' (который формирует впускное отверстие гранулятора 4') на фильерную плиту 405', при этом расплав экструдируют литьевые отверстия 4051' фильерной плиты 405'. Дополнительное питающее приспособление на впускном отверстии, а именно шнековый транспортер 407', является необязательным. Множество литьевых отверстий 4051' скомпонованы в кольцеобразном рисунке на фильерной плите 405'. Пряди пластика, покидающие литьевые отверстия 4051', поступают в камеру 403', заполненную водой (или другой жидкостью), где экструдированный материал переводят в форму гранулята в результате измельчения под действием вращающихся ножей 404'. Ножи 404' посажены на держатель, который скомпонован на валу 600', ведущем к двигателю 4000'. Воду под действием насоса 40' направляют через впускной соединительный элемент 401' при повышенном давлении (например, 10 бар) в камеру 403', из которой вода вымывает гранулят G', при одновременном охлаждении гранулята G', в разделяющий аппарат 411' через выпускные патрубки 402'. Гранулят G' в разделяющем аппарате 411' отделяют от воды и выгружают в контейнер C'. Вода перетекает через охлаждающий аппарат 412', в котором она отдает тепло, поглощенное из свежеполученного гранулята G', окружающей среде. В случае уменьшения давления воды в разделяющем аппарате 411' до давления окружающей среды водяной насос 40' будет скомпонован по ходу технологического потока до охлаждающего аппарата 412'. В случае использования, например, рассола вместо воды охлаждение гранулята G' может быть проведено при меньших температурах (< 0°C, например).

Вышеупомянутому современному уровню техники свойственны определенные недостатки, в частности недостатки, связанные с гранулятором. Как уже разъяснялось, в связи с получением гранулятов, в частности микрогранулятов, с применением гранулятора, в особенности подводного гранулятора, используют фильерную плиту, имеющую литьевые отверстия, характеризующиеся очень небольшими диаметрами отверстий. Тем самым, при запуске гранулятора в связи с данными фильерными плитами могут возникать определенные проблемы. Помимо прочего, может происходить замораживание отверстий или присутствие пенообразователя или другой добавки, такой как средство нуклеации, может привести к избыточному пенообразованию и/или избыточному разложению в случае стационарного материала в трубах при временном простое установки, в частности, при использовании термочувствительных добавок, например, таких как антипирены. Что касается установок предшествующего уровня техники, например, описанных выше, то сначала в таких случаях компоненты установки должны быть прочищены для подготовки к приему нового материала, свободного от добавки. Но данная методика приводит к значительной потере материала и простою установки или слипанию материала продукта, что не соответствует требуемым техническим условиям. В случае установок, характеризующихся высокой пропускной способностью в связи с установками, требующими параллельную эксплуатацию множества грануляторов, вышеупомянутая методика будет невозможна. Это, в частности, составит большую проблему в случае централизованного проведения дозирования добавки и распределения импрегнированного расплава по множеству грануляторов. В случае выхода одного конкретного гранулятора из строя вследствие поломки и, таким образом, необходимости его перезапуска во многих случаях всю установку сначала необходимо будет эксплуатировать при использовании расплава, свободного от добавки. Само собой разумеется то, что такая методика является чрезвычайно неэффективной, времязатратной, а в результате чрезвычайно дорогостоящей.

Поэтому, начиная с предшествующего уровня техники, одна цель изобретения заключается в предоставлении новой установки для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята, позволяющей избежать появления вышеупомянутых проблем, известных для соответствующих установок предшествующего уровня техники, а также способа эксплуатации установки и непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята.

Предметы изобретения, удовлетворяющие данным целям, характеризуются признаками независимых пунктов 1 и 15 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к особенно выгодным вариантам осуществления изобретения.

Таким образом, изобретение относится к установке для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята. Установка включает источник расплава пластика для получения расплава пластика, импрегнирующее устройство для получения импрегнированного расплава пластика в результате импрегнирования расплава пластика пенообразователем, подаваемым из источника пенообразователя, и гранулятор для получения гранулята из импрегнированного расплава пластика при использовании гранулятора, при этом гранулятор через текучую среду соединен с импрегнирующим устройством. В соответствии с изобретением предусматривается переключающее приспособление таким образом, чтобы расплав пластика мог бы быть подан в гранулятор при обходе импрегнирующего устройства по байпасу.

То есть изобретение, в частности, относится к новой компоновке компонентов предшествующего уровня техники и их соединению при использовании переключающего приспособления таким образом, чтобы сделать возможным непрерывную подачу расплава, свободного от добавки, в один или множество грануляторов. В данном отношении важно иметь наименьшее мертвое пространство, достижения которого можно добиться, где в данном мертвом пространстве при обычной эксплуатации расплав находится «в состоянии покоя». В соответствии с изобретением в противоположность современному уровню техники часть установки, в которой добавку добавляют в расплав, сформирована в виде так называемой «петли». Расплав, свободный от добавки, сначала подают непосредственно мимо грануляторов до того, как его подадут в смеситель, которым, например, является статический смеситель, для добавления или импрегнирования добавок. В одном специальном варианте осуществления через клапан, которым, в частности, является многоходовой клапан, грануляторы соединяются как с впускной трубой, подающей расплав, свободный от добавки, так и с трубой продукта для подачи по трубе расплава, свободного от добавки, в грануляторы.

В связи со специальным вариантом осуществления трубу расплава, идущую от источника расплава, соединяют через переключающее приспособление, которое в одном простом варианте осуществления представляет собой Т-образный соединительный элемент, как с многоходовым клапаном, так и со смесительным устройством, которым может являться импрегнирующее устройство, для того чтобы расплав, в частности полимерный расплав, в особенности полистирольный расплав, мог бы быть подан непосредственно в грануляторы и/или в смесительное устройство в зависимости от рабочих условий.

В особенности выгодно то, что расплав, свободный от добавки, и/или расплав, импрегнированный добавкой, могут быть независимо поданы во все грануляторы без исключения. Быстрое переключение установки во время функционирования делает возможными запуск всех грануляторов без исключения независимо от других грануляторов, например, при использовании расплава, свободного от добавки, а после этого переключение в режим производства при использовании полимерного расплава, импрегнированного добавкой, преимуществом чего является независимость и непрерывность эксплуатации других грануляторов, так что в результате надежность эксплуатации значительно увеличивается.

В случае выхода гранулятора из строя по техническим причинам его отсоединяют от импрегнирующего устройства и труба от клапана до соответствующего гранулятора может быть полностью прочищена при использовании расплава, свободного от добавки, из источника расплава во избежание осаждения и разложения продукта в горячих трубах во время простоя соответствующей части установки.

Одно дополнительное важное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что вследствие возможности непосредственной подачи расплава, свободного от добавки, в гранулятор при обходе технологической стадии добавления добавки гранулировать также можно и пока еще не импрегнированный расплав пластика. Таким образом, при использовании установки, соответствующей изобретению, вместо вспениваемого полистирола, который зачастую сокращенно обозначают как ВПС, также можно получать, например, и совершенно прозрачный полистирольный гранулят.

Конкретная конструкция клапана может быть различной. В первом варианте осуществления клапаном может быть клапан в сочетании с несколькими переключателями, например, так называемый «перепускной клапан», то есть клапан, имеющий перпендикулярно направляемые поршни с двумя и более положениями поршней. Или в другом варианте осуществления это компактный многоходовой клапан. Таким образом, это в особенности важно для избегания появления мертвых пространств или, по меньшей мере, для уменьшения мертвых пространств до абсолютного минимума. Если этого не будет, то тогда, как нужно будет ожидать, полимерный расплав, в частности, в случае его импрегнирования термочувствительной добавкой, в данных мертвых пространствах будет разлагаться, что в результате приводит к получению пониженного качества продукта или вызывает коррозию в соответствующих частях установки.

Установка, соответствующая изобретению, может быть в особенности выгодно использована в случае кратности производственной мощности источника расплава пластика мощности одного гранулятора. Как правило подводные грануляторы для получения микрогранулятов имеют ограничения в отношении своей производственной мощности, так что для переработки большого количества расплава пластика необходимо параллельно эксплуатировать множество грануляторов. В таких случаях в особенности важно, чтобы отдельные грануляторы не оказывали бы воздействия друг на друга в случае выхода одного из них из строя. Этого добиваются в результате направления потока продукта от источника расплава, по меньшей мере, отчасти не через часть установки, в которой проводят импрегнирование расплава пластика, а в результате подачи соответствующей части потока продукта от источника расплава непосредственно в гранулятор. В связи с этим может быть предусмотрен дополнительный гранулятор для создания возможности запуска дополнительного гранулятора при использовании переключающего приспособления или клапана, соответственно, в случае выхода другого гранулятора из строя. Для реализации такого режима эксплуатации необходимо ответвить часть потока от источника расплава при помощи переключающего приспособления.

Что касается одного специального варианта осуществления изобретения, то дополнительным гранулятором является так называемый «резервный гранулятор», включающий фильерную плиту, имеющую литьевые отверстия, характеризующиеся отверстиями, имеющими равный или увеличенный диаметр в сопоставлении с диаметром литьевого отверстия, использующегося в других грануляторах для получения гранулята. Резервный гранулятор в случае наличия у него того же самого диаметра литьевых отверстий, что и у другого гранулятора, может без задержки и прерывания производства заменить гранулятор, который вышел из строя по какой-либо причине, в случае соединения его для приема импрегнированного расплава пластика через переключающее приспособление, что позволит избежать каких-либо потерь. В альтернативном варианте, в случае наличия у резервного гранулятора увеличенных литьевых отверстий он может производить неимпрегнированный гранулят, который может быть либо отправлен на рецикл в установку, либо продан в качестве коммерческой марки невспениваемого полимера, что, таким образом, позволит избежать каких-либо потерь материала. В одном специальном варианте осуществления диаметр литьевых отверстий резервного гранулятора доходит, например, вплоть до 2 мм и более. Увеличенные отверстия обеспечивают то, что даже, например, в случае присутствия в полимерном расплаве загрязнений, подобных частицам, например «черных пятен» или агломератов твердых добавок, резервный гранулятор легко может быть запущен без проблем. Он может быть разработан обеспечивающим работу с большим расходом, чем у других грануляторов.

В очень специальных случаях установка, соответствующая изобретению, может быть разработана при компоновке ее компонентов линейным образом, как это в принципе продемонстрировано на фиг.1, а не в виде «петли», как это описывалось выше и схематически продемонстрировано на фиг.4. В случае компоновки установки, соответствующей изобретению, линейным образом предусматривается байпасное приспособление, в частности, в виде байпасной трубы, что обеспечивает обход по байпасу импрегнирующего устройства и/или устройств предварительной обработки. В случае использования байпаса в особенности выгодным является принятие надлежащих мер для сведения к минимуму мертвого пространства и/или времени пребывания расплава в байпасной трубе.

Что касается одного специального варианта осуществления настоящего изобретения, то расплав пластика может быть подан в импрегнирующее устройство и/или в гранулятор, в частности попеременно в импрегнирующее устройство или гранулятор.

В частности, для параллельной одновременной переработки большего количества расплава пластика предусматриваются, по меньшей мере, первый гранулятор и второй гранулятор, где выгодным образом предусматривается первое распределяющее приспособление таким образом, чтобы расплав пластика мог бы быть подан в первый гранулятор и/или во второй гранулятор.

Что касается одного дополнительного варианта осуществления, то предусматривается второе распределяющее приспособление таким образом, чтобы импрегнированный расплав пластика мог бы быть подан в первый гранулятор и/или во второй гранулятор попеременно или одновременно в зависимости от режима эксплуатации установки.

Предпочтительно первое распределяющее приспособление и/или второе распределяющее приспособление представляют собой многоходовой клапан, скомпонованный и разработанный таким образом, чтобы расплав пластика и/или импрегнированный расплав пластика могли бы быть поданы в первый гранулятор и/или во второй гранулятор.

В особенности выгодным является то, что дополнительно предусматривается резервный гранулятор, где первый гранулятор, и/или второй гранулятор, и/или резервный гранулятор представляют собой подводный гранулятор, и/или подводный стренговый гранулятор, и/или стренговый гранулятор, и/или водокольцевой гранулятор.

Как это продемонстрировано на фиг.2b и на фиг.5, первый гранулятор, и/или второй гранулятор, и/или резервный гранулятор включают принимающую камеру и камеру экструдирования, разделенные фильерной плитой, имеющей множество литьевых отверстий, скомпонованных на фильерной плите таким образом, что прядь пластика из расплава пластика и/или импрегнированного расплава пластика может быть экструдирована из принимающей камеры в камеру экструдирования.

Предпочтительно диаметр литьевого отверстия гранулятора и/или резервного гранулятора является большим, чем диаметр литьевого отверстия первого гранулятора и/или второго гранулятора.

Что касается одного дополнительного варианта осуществления изобретения, который является очень важным на практике, то предусматриваются устройство предварительной обработки, и/или устройство импрегнирования добавкой, и/или импрегнирующее устройство и/или устройство предварительной обработки и/или устройство импрегнирования добавкой включают смеситель, и/или холодильник, и/или экструдер, в частности динамический экструдер, для перемешивания и/или охлаждения расплава пластика и/или импрегнированного расплава пластика.

Тем самым, импрегнирующее устройство, и/или устройство предварительной обработки, и/или устройство импрегнирования добавкой могут включать статический смеситель в качестве контактного и гомогенизирующего аппарата, и в особенности статический смеситель может быть разработан в виде охлаждающего устройства, в частности разработан в виде теплообменной трубы.

В большинстве случаев на практике источник добавки через текучую среду соединен с установкой, в частности с устройством импрегнирования добавкой, в некоторых случаях с импрегнирующим устройством и/или с устройством предварительной обработки, для добавления в режиме эксплуатации добавки в расплав пластика и/или импрегнированный расплав пластика.

В одном очень специальном варианте осуществления дополнительно предусматривается байпасное приспособление для обхода по байпасу импрегнирующего устройства, и/или устройства предварительной обработки, и/или устройства импрегнирования добавкой, в частности, в случае компоновки компонентов установки, соответствующей изобретению, линейным образом, а не в виде петли.

В дополнение к этому, изобретение относится к способу эксплуатации установки, соответствующей изобретению, а также к способу получения гранулята при использовании установки, соответствующей изобретения.

Изобретение будет более подробно разъяснено в следующем далее изложении при помощи схематических чертежей, которые демонстрируют:

Фиг.1 - один пример установки, известной на современном уровне техники;

Фиг.2а - подводный гранулятор в схематической иллюстрации;

Фиг. 2b - один специальный вариант осуществления, соответствующий фиг.2а;

Фиг.3 - первый вариант осуществления установки, соответствующей изобретению;

Фиг.4 - второй вариант осуществления установки, соответствующей изобретению;

Фиг.5 - один вариант осуществления резервного гранулятора изобретения.

Фиг.1, фиг.2а и фиг.2b демонстрируют примеры установки и подводного гранулятора, соответственно, известных на современном уровне техники. Как уже упоминалось, для разграничения предшествующего уровня техники и настоящего изобретения те признаки, которые относятся к установке или к компонентам установки, известным на предшествующем уровне техники, снабжены штрихом, в то время как признаки, соответствующие изобретению, обозначены номерами позиций, не имеющими штриха.

Вне зависимости от наличия или отсутствия штриха у номеров позиций на фиг.1, фиг.2а, фиг.2b каждый отдельный компонент установки 1' фиг.1, в частности, например, источник пластика 2', создающий давление питающий аппарат 200', гомогенизирующий аппарат 3, холодильники 31', 32', подводный гранулятор 4', контроллер установки 100' и тому подобное, может (но необязательно должен) составлять часть установки 1, соответствующей настоящему изобретению. В данном конкретном отношении специалист в соответствующей области техники должен понимать то, что приведенное выше описание отдельных компонентов, установленных в установке 1' и известных на современном уровне техники, а также принципов их функционирования также образует соответствующую часть описания настоящего изобретения. Как также уже упоминалось, необходимо отметить то, что гранулятор 4', также хорошо известный на современном уровне техники и описанный при помощи фиг.2а и фиг.2b, также может быть в особенности выгодным образом использован в установке, соответствующей настоящему изобретению.

Поскольку фиг.1, фиг.2а и фиг.2b уже достаточно подробно обсуждались выше, описание чертежей продолжится для фиг.3.

Фиг.3 демонстрирует схематическую иллюстрацию первого варианта осуществления установки 1 для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята G исходя из расплава пластика F, который в настоящем примере представляет собой полистирол.

Установка 1, соответствующая фиг.1, включает источник расплава пластика 2 для получения расплава пластика F, импрегнирующее устройство 3 для получения импрегнированного расплава пластика FB в результате импрегнирования расплава пластика F пенообразователем В, подаваемым из источника пенообразователя BS. В настоящем примере пенообразователем могут быть любые известные пенообразователи или порообразователи, признанные на современном уровне техники, в частности Н₂О, СО₂, N₂, низкокипящий углеводород, в частности пентан. Также предусматривается гранулятор 4 для получения гранулята G из импрегнированного расплава пластика FB при использовании гранулятора 4, 41, 42, через текучую среду соединенного с импрегнирующим устройством 3. В соответствии с изобретением предусматривается переключающее приспособление 5 таким образом, чтобы расплав пластика F мог бы быть подан в гранулятор 4 при обходе импрегнирующего устройства 3 по байпасу. Переключающее приспособление 5 может представлять собой, например, клапан, в частности многоходовой клапан 5, в зависимости от сложности установки 1, в частности в зависимости от количества грануляторов 4, использующихся в установке 1.

На фиг.4 демонстрируется второй вариант осуществления установки 1, соответствующей изобретению. Вариант осуществления, соответствующий фиг.4, определен в виде петли и является очень важным на практике.

Установка 1 в виде петли, соответствующая фиг.4, включает источник расплава пластика 2 для получения расплава пластика F, импрегнирующее устройство 3 для получения импрегнированного расплава пластика FB в результате импрегнирования расплава пластика F пенообразователем В, подаваемым из источника пенообразователя BS, а также гранулятор 4, 41, 42 для получения гранулята G из импрегнированного расплава пластика FB. Грануляторы 4, 41, 42 через текучую среду соединены с импрегнирующим устройством 3, где гранулятором 42 в одном специальном варианте осуществления изобретения является резервный гранулятор GS. В соответствии с изобретением переключающее приспособление 5, которое в настоящем примере представляет собой просто Т-образный соединительный элемент 5, предусматривают таким образом, чтобы расплав пластика F мог бы быть подан в гранулятор 4 при обходе импрегнирующего устройства 3 по байпасу в случае неисправности гранулятора 41. То есть расплав пластика F может быть попеременно подан в импрегнирующее устройство 3 или в грануляторы 4, 41, 42, GS.

Как уже упоминалось и ясно продемонстрировано на фиг.4, предусматриваются первый гранулятор 41 и второй гранулятор 42, GS для получения гранулята G, и при этом грануляторы 41, 42, GS сочленены через первое распределяющее приспособление 6, 61, 62 как с переключающим приспособлением 5, так и с устройством импрегнирования добавкой 3А таким образом, чтобы расплав пластика F мог бы быть подан в первый гранулятор 41 и/или во второй гранулятор 42, GS.

Что касается специального варианта осуществления фиг.4, то в дополнение к импрегнирующему устройству 3 для добавления пенообразователя В в расплав пластика F в качестве важных компонентов установки 1 предусматриваются два устройства предварительной обработки 31, 32, последовательно скомпонованных между импрегнирующим устройством 3 и устройством импрегнирования добавкой 3А. Оба устройства предварительной обработки 31, 32 включают смеситель, в частности статический смеситель, где данный смеситель одновременно представляет собой холодильник для охлаждения импрегнированного расплава пластика FB.

Тем самым, источник добавки А через текучую среду соединен с установкой, в частности с устройством импрегнирования добавкой 3А, но в еще одном варианте осуществления он также может быть соединен с импрегнирующим устройством 3 и/или с устройством предварительной обработки 31, 32 для добавления в режиме эксплуатации добавки А в расплав пластика F и/или импрегнированный расплав пластика FB, соответственно.

На фиг.5 демонстрируется один специальный вариант осуществления резервного гранулятора GS изобретения. Резервный гранулятор GS, соответствующий фиг.5, по существу является идентичным тому, который описывается при помощи фиг.2b.

Резервный гранулятор GS, продемонстрированный на фиг.5, является подводным гранулятором GS, включающим принимающую камеру и камеру экструдирования 403, разделенные фильерной плитой 405, имеющей множество литьевых отверстий 4051, 4052. Литьевые отверстия на фильерной плите 405 скомпонованы таким образом, чтобы прядь пластика из расплава пластика F и/или прядь пластика из импрегнированного расплава пластика FB могли бы быть экструдированы из принимающей камеры в камеру экструдирования 403.

Отличие от гранулятора 4', продемонстрированного на фиг.2b, заключается в том, что диаметр, по меньшей мере, одного литьевого отверстия 4052 резервного гранулятора GS является большим, чем диаметр литьевого отверстия 4051 первого гранулятора 41 и/или второго гранулятора 42, где в одном предпочтительном варианте осуществления все литьевые отверстия резервного гранулятора GS имеют больший диаметр, чем литьевые отверстия 4051 грануляторов 4, использующихся для получения гранулята G.

Необходимо понимать то, что помимо полистирола в качестве расплава пластика также может быть использован и другой термопластичный полимер, например ПМК. Примерами являются стирольные сополимеры, полиолефины, в частности полиэтилен, а также полипропилен, или смесь данных названных веществ.

В качестве пенообразователя могут быть использованы Н₂О, СО₂, N₂, низкокипящий углеводород, в частности пентан, или смесь названных веществ. Могут быть получены различные формы гранулята (в зависимости от поперечного сечения литьевых отверстий, от скорости вращения ножей и от давления воды в камере). В частности, гранулят может быть получен в форме «гранул» или «бисерин» или в виде частично вспененного гранулята.

Группа изобретений относится к установке (1) для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята (G) и к способу получения гранулята (G) при использовании установки (1) по изобретению. Установка (1) включает источник расплава пластика (2) для получения расплава пластика (F), импрегнирующее устройство (3) для получения импрегнированного расплава пластика (FB) в результате импрегнирования расплава пластика (F) пенообразователем (B), подаваемым из источника пенообразователя, и гранулятор (4, 41, 42) для получения гранулята (G) из импрегнированного расплава пластика (FB) при использовании гранулятора (4, 41, 42). При этом гранулятор (4, 41, 42) через текучую среду соединен с импрегнирующим устройством (3). В установке предусматривается переключающее приспособление (5) таким образом, чтобы расплав пластика (F) мог быть подан в гранулятор (4, 41, 42) при обходе импрегнирующего устройства (3) по байпасу. Способ получения гранулята использует установку по изобретению. Технический результат, достигаемый при использовании установки и способа по изобретению, заключается в повышении эффективности и непрерывности качественного изготовления вспениваемого пластикового гранулята. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Установка для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята (G), содержащая источник расплава пластика (2) для получения расплава пластика (F), импрегнирующее устройство (3) для получения импрегнированного расплава пластика (FB) в результате импрегнирования расплава пластика (F) пенообразователем (В), подаваемым из источника пенообразователя (BS), и гранулятор (4, 41, 42) для получения гранулята (G) из импрегнированного расплава пластика (FB) при использовании гранулятора (4, 41, 42), через текучую среду соединенного с импрегнирующим устройством (3), отличающаяся тем, что она содержит переключающее приспособление (5) для подачи расплава пластика (F) в гранулятор (4, 41, 42) в своей не импрегнированной форме (F) при обходе импрегнирующего устройства (3) по байпасу.

2. Установка по п. 1, в которой расплав пластика (F) может быть подан в импрегнирующее устройство (3) и/или в гранулятор (4, 41, 42), в частности попеременно в импрегнирующее устройство (3) или гранулятор (4, 41, 42).

3. Установка по п. 1, содержащая по меньшей мере первый гранулятор (41) и второй гранулятор (42).

4. Установка по п. 3, содержащая первое распределяющее приспособление (61) таким образом, чтобы расплав пластика (F) мог бы быть подан в первый гранулятор (41) и/или во второй гранулятор (42).

5. Установка по п. 3, содержащая второе распределяющее приспособление (62) таким образом, чтобы импрегнированный расплав пластика (FB) мог бы быть подан в первый гранулятор (41) и/или во второй гранулятор (42).

6. Установка по любому из пп. 1-5, которая дополнительно содержит резервный гранулятор (GS).

7. Установка по п. 4 или 5, в которой первое распределяющее приспособление (61) и/или второе распределяющее приспособление (62) представляют собой многоходовой клапан (6), выполненный и расположенный с возможностью подачи расплава пластика (F) и/или импрегнированного расплава пластика (FB) в первый гранулятор (41) и/или во второй гранулятор (42).

8. Установка по п. 7, которая дополнительно содержит резервный гранулятор (GS).

9. Установка для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята (G), содержащая источник расплава пластика (2) для получения расплава пластика (F), импрегнирующее устройство (3) для получения импрегнированного расплава пластика (FB) в результате импрегнирования расплава пластика (F) пенообразователем (В), подаваемым из источника пенообразователя (BS), и гранулятор (4, 41, 42) для получения гранулята (G) из импрегнированного расплава пластика (FB) при использовании гранулятора (4, 41, 42), через текучую среду соединенного с импрегнирующим устройством (3), отличающаяся тем, что она содержит переключающее приспособление (5) для подачи расплава пластика (F) в гранулятор (4, 41, 42) в качестве не импрегнированного расплава пластика при обходе импрегнирующего устройства (3) по байпасу, по меньшей мере первый гранулятор (41) и второй гранулятор (42), а также дополнительно содержит резервный гранулятор (GS), при этом первый гранулятор (41) и/или второй гранулятор (42) и/или резервный гранулятор (GS) представляют собой подводный гранулятор и/или подводный стренговый гранулятор и/или стренговый гранулятор и/или водокольцевой гранулятор.

10. Установка по п. 9, в которой первый гранулятор (41), и/или второй гранулятор (42), и/или резервный гранулятор (GS) включают принимающую камеру и камеру экструдирования (403), разделенные фильерной плитой (405), имеющей множество литьевых отверстий (4051, 4052), расположенных на фильерной плите (405) таким образом, что прядь пластика из расплава пластика (F) и/или импрегнированного расплава пластика (FB) может быть экструдирована из принимающей камеры в камеру экструдирования (403).

11. Установка по п. 10, в которой диаметр литьевого отверстия (4052) гранулятора (41, 42) и/или резервного гранулятора (GS) является большим, чем диаметр литьевого отверстия (4051) первого гранулятора (41) и/или второго гранулятора (42).

12. Установка по п. 1 или 9, которая содержит устройство предварительной обработки (31, 32) и/или устройство импрегнирования добавкой (3А) для добавления добавки в расплав пластика (F, FB), и/или где импрегнирующее устройство (3), и/или устройство предварительной обработки (31, 32), и/или устройство импрегнирования добавкой (3А) включают смеситель, и/или холодильник, и/или экструдер, в частности динамический экструдер, для перемешивания и/или охлаждения расплава пластика (F) и/или импрегнированного расплава пластика (FB).

13. Установка по п. 12, в которой импрегнирующее устройство (3) и/или устройство предварительной обработки (31, 32) и/или устройство импрегнирования добавкой (3А) включают статический смеситель в качестве контактного и гомогенизирующего аппарата, при этом статический смеситель, по существу, выполнен в виде охлаждающего устройства, в частности в виде теплообменной трубы.

14. Установка по п. 12, в которой источник добавки (А) через текучую среду соединен с установкой, в частности с устройством импрегнирования добавкой (3А), и/или с импрегнирующим устройством (3), и/или с устройством предварительной обработки (31, 32), для добавления в режиме эксплуатации добавки (А) в расплав пластика (F) и/или импрегнированный расплав пластика (FB).

15. Установка по п. 12, которая содержит байпасное приспособление (7) для обхода по байпасу импрегнирующего устройства (3), и/или устройства предварительной обработки (31, 32), и/или устройства импрегнирования добавкой (3А).

16. Способ непрерывного получения гранулята (G), в котором используют установку (1) в соответствии с любым из предшествующих пунктов, в котором гранулят представляет собой вспениваемый пластиковый гранулят (G), когда расплав пластика (F) импрегнируют с пенообразователем (В), подаваемым из источника пенообразователя (BS) в импрегнирующее устройство (3) для образования импрегнированного вспененного пластика (FB) до его подачи в гранулятор (4, 41, 42), и в котором гранулят представляет собой не вспениваемый пластиковый гранулят (G), когда расплав пластика (F) подают в гранулятор (4, 41, 42) в своей не импрегнированной форме (F) при обходе импрегнирующего устройства (3) по байпасу.