專利名稱：具有鈍刃刀片的大角度切割器輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及到一種用于造粒機的旋轉(zhuǎn)切割器輪轂和刀片組件，造 粒機中融化的聚合物被擠壓成穿過模具板的孔的多股，并且該多股被切割 刀片切割成顆粒。本發(fā)明中，切割刀片是大致平行六面體的截面，并且相 對于模具面成大角度裝配在切割器輪轂上。每一個刀片的前側(cè)或者前邊緣 表面傾斜，從而表現(xiàn)出鈍的、大致為垂直的前邊緣或切削刃或表面，以便 沿模具面接觸并切割擠出的股。
背景技術(shù)：
在水下或其他造粒機中使用的、與模具板的模具面相關(guān)聯(lián)的、裝配有多個刀片的切割器輪轂的使用廣為人知。美國專利No. 4,123,207揭露了支 撐多個可替換切割刀片的切割器輪轂的初始發(fā)展，該刀片具有和水下造粒 機的模具面相關(guān)聯(lián)的切削刃，用于將擠出的多股聚合物切割成顆粒，其中 的切割器輪轂被驅(qū)動軸支撐并旋轉(zhuǎn)，模具面、切割器輪轂和關(guān)聯(lián)的刀片被 定向在水箱中。各種各樣其后發(fā)布的專利揭露了類似的造粒結(jié)構(gòu)。如圖lla所示，商業(yè)上提供的具有相對傾斜切削刃的矩形構(gòu)造的切割 刀片，其中相對的刀片切削刃傾斜角大約是與模具面成49。角。傾斜的切 削刃典型地形成在刀片相對末端的邊緣上，使得兩個末端邊緣都可用作與 造粒機模具面相關(guān)聯(lián)的切削刃。這種類型的刀片裝配在切割器輪轂的臂 上，相對于水下造粒機的模具面將刀片支撐在標準角位。已發(fā)布的美國專利申請No. US 2005-0220920-A1揭露了大角度的切 割器輪轂和刀片組件，其中切割刀片相對模具面以大約75°的優(yōu)選角裝 配，該專利由快速申請的代理人擁有，并且該專利的揭露清楚明白地根據(jù) 參考包含在本說明書中，如同在此處充分地闡述其全體。已發(fā)布的美國專 利申請No. US 2003-0102395-A1也揭露了一種水下造粒機的切割器輪轂， 該輪軸具有相對于模具面大致成垂直關(guān)系裝配在臂上的分離體或者切割刀片。該發(fā)布中，可以在沖擊斜板或者分離體指向切割頭的邊緣上切出斜 面。這兩種之前的技術(shù)構(gòu)造分別顯示于附圖中的圖llb和圖llc。然而，這些之前的技術(shù)結(jié)構(gòu)不能夠提供一種用于造粒機的切割器輪轂 和刀片組件，其中的切割刀片具有底部表面的接觸區(qū)域，該底部表面的接 觸區(qū)域可以被調(diào)整和縮減而不顧刀片厚度，可以提供鈍的或者大致垂直的 前邊緣來切割擠出的股成顆粒，可被用于現(xiàn)有的切割器輪轂，并且可以更 加容易地倚靠模具面裝配，尤其是己經(jīng)使用過和輕微磨損的模具面。發(fā)明內(nèi)容為了克服以上技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的切割器輪轂和鈍刃刀片組件包括 具有多個沿圓周形間隔并從鎖定在驅(qū)動軸上的輪軸向外輻射的支撐臂的 切割器輪轂。每一個切割器輪轂臂以相對于模具面的大角度支撐大致為矩 形的刀片(平面圖中)，并且每一個刀片具有至少一端形成鈍的切削刃或 表面。刀片包括相對平行的平坦表面以便在每一個刀片形成前邊緣或前側(cè) 以及尾部或后側(cè)。側(cè)邊緣優(yōu)選為垂直于這些平坦表面。每一個刀片的前邊 緣或前側(cè)傾斜一定角度從而在刀片的切削刃處形成大致垂直的前邊緣鈍 刃或者表面。在本發(fā)明的第一個實施例中，刀片末端邊緣具有平行于模具 擠出表面的底部表面的接觸區(qū)域。在本發(fā)明的第二個實施例中，刀刃的尾 部或者后側(cè)也傾斜從而在切割刀片上形成狹窄尖端的鈍刃相對于模具面以大角度支撐刀片的切割器輪轂臂最優(yōu)選地以大約75 °的刀片支撐角支撐刀片。切割刀片的前邊緣或前側(cè)平坦表面和切割刀片 的鈍前邊緣或表面之間的斜角優(yōu)選為大約15° 。該大約75°的刀片支撐 角和大約15°的斜角因而使得切割刀片的鈍前邊緣或表面在逼近擠出的 股時定向在近似垂直于模具面的平面內(nèi)。同樣地，本發(fā)明為切割刀片的切 削刃提供了與模具面成大約90。角(鈍刃角)的鈍的前邊緣或表面，同時 提供了一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的底部表面的接觸區(qū)域可被調(diào)整和縮減而不顧刀 片厚度。該大約75°的切割刀片支撐角還允許本發(fā)明的刀片和前述己發(fā)布 的美國專利申請No. 2005/0220920 Al中的切割器輪轂一起使用，而不需 要分離的切割器輪轂。本發(fā)明切割刀片的傾斜部分或者鈍前邊緣表面應當沿刀片延伸充分的高度或長度，最少10%并且優(yōu)選為15%至35%，取決于刀片支撐角。對 應優(yōu)選75°的刀片支撐角，鈍前邊緣表面的高度大約是刀片長度的25%。 因為底部表面的接觸區(qū)域可以根據(jù)擠壓造顆粒的需要進行調(diào)整和縮 減，本發(fā)明的鈍刃刀片在研磨和裝配至模具面時更加方便和快捷。另外， 本發(fā)明第二個實施例中的狹窄尖端邊緣刀片提供了新刀片至模具板表面 更快的裝配，因為初始切割刀片的切削刃或尖端僅有非常小的部分接合模 具面。當依照本發(fā)明的切割器輪轂上的切割刀片的支撐角最優(yōu)選為大約75 °時，該支撐角可以從低至60。到高至79°變化，優(yōu)選為大約72。至大 約76° 。為了生成大致垂直的鈍前邊緣或表面，斜角應當?shù)扔?0。減去 支撐角的差額。從而，斜角可以在大約11°至大約30°之間變化，優(yōu)選 為大約14°至大約18° ，最優(yōu)選為大約15° 。鈍刃角也可稍稍偏離卯 ° ，但應當不小于85。不大于95° 。依照本發(fā)明的切割刀片的斜的或者鈍的前邊緣應當縮減底部表面的 接觸面積，最少為刀片對比橫截面面積的25%,優(yōu)選為大約50%和75% 之間，并且在實施例中通過將刀片的尾部或后側(cè)也傾斜形成狹窄尖端邊緣 的切割刀片，可以縮減更多。該接觸面積的縮減有助于研磨和裝配刀刃到 模具面上，減少了切割動作中擠出物的涂抹，還減少了碎粒產(chǎn)生的可能性。因此，本發(fā)明的目的是提供一種造粒機尤其是水下造粒機用的切割器 輪轂和刀片組件，其中，切割刀片以大角度支撐在切割器輪轂，并且在前 側(cè)的下端部分傾斜以形成大致垂直于模具面的鈍前邊緣或表面。本發(fā)明另外的目的是提供和前述目的一致的切割器輪轂和刀片組件， 其中，刀片在平面圖中具有矩形的外形，在橫截面具有平行六面體構(gòu)造， 刀片兩端相對地傾斜從而提供刀片上的兩個鈍切削刃，從而使得刀片能夠 倒轉(zhuǎn)并且在更換前使用兩個切割周期。本發(fā)明的另一個目的是提供和前述目的一致的切割刀片，該刀片具有 底部表面的接觸區(qū)域，該底部表面的接觸區(qū)域可根據(jù)造粒應用的需要進行 調(diào)整和縮減而不顧刀片厚度。本發(fā)明另一個目的是提供和前述目的一致的切割刀片，該刀片可適用 于現(xiàn)有的例如在前述已發(fā)布的美國專利申請No. US 2005-0220920-A1中己揭露的切割器輪轂，而不需要分離的切割器輪轂，并由此提供了如同前 述申請中揭露的具有角度切削刃的或者是如同本申請中揭露的具有垂直 切削刃的切割器輪轂和刀片組件。本發(fā)明的另一個目的是提供和前述目的一致的切割刀片，該刀片將更 加容易地倚靠在模具面研磨和裝配，尤其是相對己經(jīng)使用過的和/或輕微 磨損的模具面。本發(fā)明的另一個目的是提供和前述目的一致的切割器輪轂和刀片組 件，其中，刀片的鈍切削刃不完全覆蓋住模具板中的擠出孔，從而減少了 粘附在顆粒上在隨后工序中可脫離的碎粒的產(chǎn)生。本發(fā)明的另一個目的是提供和前述目的一致的切割器輪轂和刀片組 件，其中， 一個實施例中的切割刀片具有縮減的平行于模具面的底部表面的接觸區(qū)域，該區(qū)域面積至少比刀片對比橫截面面積少25%，并且優(yōu)選為 縮減大約50%至大約75%。本發(fā)明的另一個目的是提供和前述目的一致的切割器輪轂和刀片組 件，其中，另外一個實施例中的刀片鈍切削刃還沿尾部或后側(cè)傾斜以便在 切割刀片上形成狹窄尖端邊緣。此處闡述的本發(fā)明最后的目的是提供和前述目的一致的用于水下造 粒機的切割器輪轂和刀片組件，為了生產(chǎn)的簡便和經(jīng)濟性，該切割器輪轂 和刀片組件可由易獲得的材料和熟知的部件容易地生產(chǎn)，并且在操作和使 用中堅固持久。雖然本發(fā)明的描述主要針對作為本發(fā)明優(yōu)選應用的水下造粒機，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員將認識到本發(fā)明可適用于所有面切割造粒機，包括但不限于 干面、氣刀和水環(huán)造粒機。同樣，計劃中，本發(fā)明可同等適用于所有面切 割造粒機。隨著此后更完全地描述和權(quán)利要求，以上目的和其他將在隨后變得明 顯的目的和優(yōu)點蘊藏在結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)的細節(jié)中，參考和附圖一起形成了其中 的一部分。附圖僅僅是為了用于說明本發(fā)明，而不應當被認為是限制范圍。


圖l是顯示依據(jù)本發(fā)明和水下造粒機典型的模具板相關(guān)聯(lián)的具有代表性的切割器輪轂和刀片組件的斷片截面圖。圖2是依據(jù)本發(fā)明的切割器輪轂和刀片的第一個實施例的全景圖，顯 示刀片和切割器輪轂以及模具面的關(guān)聯(lián)情況。圖3是圖2所示的切割器輪轂和刀片放大比例的側(cè)視圖。 圖4是依據(jù)本發(fā)明的切割器輪轂和切割刀片的第二個實施例的全景圖，類似關(guān)于第一個實施例的圖2。圖5是圖4所示的切割器輪轂和刀片放大比例的側(cè)視圖。 圖6是依據(jù)本發(fā)明第一個實施例的切割刀片的前視圖。 圖7是沿圖6中剖面線7-7截取的縱向截面圖，顯示第一個實施例的切割刀片上面大的刀片支撐角和鈍前邊緣。圖8是依據(jù)本發(fā)明第二個實施例的切割刀片的前視圖。 圖9是沿圖8中剖面線9-9截取的縱向截面圖，顯示第二個實施例中切割刀片大的刀片支撐角和鈍前邊緣。圖10類似于圖5，顯示依據(jù)本發(fā)明第二個實施例的切割器輪轂和切割刀片，但每一個刀片僅有一端具有鈍切削刃。圖lla-lld作比較地顯示了圖lla-llc所示的以前技術(shù)的刀片和圖lld所示的依據(jù)本發(fā)明中切割刀片的第一個實施例的不同之處。圖12a-12i顯示了以前技術(shù)的刀片從擠出的股切割顆粒的順序。 圖13a-13d顯示了本發(fā)明第一實施例的切割刀片從擠出的股切割顆粒的順序，類似于圖12a-12i。圖14是本發(fā)明第一實施例的切割刀片的斷片透視圖，該切割刀片相關(guān)于模具面被裝配，其上具有磨損槽。圖15是類似圖14的透視圖，顯示裝配至模具面槽里的切割刀片。
具體實施方式
前述的描述和圖應當被認為僅是對本發(fā)明原理的解說。本發(fā)明的眾多 應用將被本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易地想到。因此，此處不期望將本發(fā)明限制 在所顯示和所描述的優(yōu)選實施例中或者是該實施例的精確結(jié)構(gòu)和操作中。 更適宜地，所有合適的修改和相等的動作都可歸納于、屬于本發(fā)明的保護 范圍?？蛇m用于本發(fā)明的切割器輪轂和刀片組件通常由標號IO表示，并且 按照其使用中的樣式顯示在圖1中。這種全面的結(jié)構(gòu)在美國專利No. 4， 123， 207和No. 4， 251, 198中有更詳細的揭露，這些專利的揭露清楚 明白地依據(jù)參考包含在本說明書中，如同在此處充分地闡述其全體。水下 造粒機包括驅(qū)動軸12，繞軸12的軸線驅(qū)動切割器輪轂和刀片組件10，從 而切割刀片14在水箱20中沿著模具板18的表面16按照技術(shù)中廣為所知的方式運動。本發(fā)明的切割器輪轂和刀片組件的第一個實施例在圖2和圖3中顯示， 并且通常由標號22表示。第一實施例的刀片通常由標號24表示，并在圖6 和圖7中詳細顯示。如圖6和圖7所示，本發(fā)明的每一個切割刀片24包括矩 形的剛性金屬體26，該體26具有平行相對的，分別處于前面或者前邊緣的 平坦表面28和后面或者尾部的平坦表面30，并且平行的側(cè)邊緣32和34也相 互平行。通過移除另一種平行六面體構(gòu)造的三角形部分44，通常由標號36 和38所表示的切削刃被傾斜從而形成鈍的前邊緣表面40和42。每一個切割 刀片24從支撐臂46被支撐，該支撐臂和切割器輪轂48剛性地在一起，每一 個支撐臂46設置有傾斜表面50，平坦表面30接合緊靠在該表面上，從而切 削刃36接合模具面16。鎖緊裝置，例如螺栓52，旋轉(zhuǎn)進支撐臂46將刀片24 鎖緊在位置上，同時鈍切削刃36接合模具面16。刀片24的鈍切削刃36變得足夠破舊時，可取出螺栓52并倒轉(zhuǎn)刀片24。 倒轉(zhuǎn)后，平坦表面28接觸臂表面50并被其支撐，從而未使用過的鈍切削刃 38接合模具面16。這樣，在刀片24每一端具有的鈍切削刃36和38有效地加倍了每一個刀片的使用壽命。如圖2和圖3所示，刀片24以大角度支撐在切割器輪轂臂46上，該大角 度由傾斜表面50的傾斜度或者角度定義。這個由傾斜表面50定義的支撐角 可以從低至60。到高至79°變動，優(yōu)選為大約72。至大約76° ，最優(yōu)選為 圖2和圖3中所示的大約為75。的支撐角。如圖7所示，為了產(chǎn)生大致垂直 的鈍前邊緣，斜的表面40和42應當具有等于90。減去支撐角的差額角度的 傾斜角。因此，斜角可以在大約ir和大約30°之間變動，優(yōu)選為大約14 °至18° ，最優(yōu)選為如圖7所示的15。。當鈍表面40和42垂直于模具面時 的鈍刃角90。為優(yōu)選時，可容許在兩個方向內(nèi)有士5。的角度變動。同樣最優(yōu)如同圖7所示的，本發(fā)明切割刀片24中斜的或者鈍刃36應當 具有縮減的底部表面的接觸區(qū)域54，該區(qū)域至少比刀片對比橫截面小25%, 優(yōu)選為小大約50%至大約75%。如圖7中虛線55所示，通過測量平行于底部 表面54并且穿過刀片處于斜表面40和42之間部分的橫截面面積，刀片對比 橫截面面積被測定。該接觸區(qū)域的縮減有助于刀片切削刃36和38的打磨以 及裝配至模具面16，并且減少了切割動作中可能的壓出物的涂抹。還減少 了下文中描述的碎粒產(chǎn)生的可能性。如同圖6和7所示，每一個鈍前導表面40和42大致延伸刀片高度或長度 的一部分。為了確保以上所描述的底部表面的接觸區(qū)域足夠的縮減，該部 分應當至少為刀片長度的10%，優(yōu)選為大約15%至大約35%，取決于刀片支 撐角度。伴隨著優(yōu)選為大約75°的刀片支撐角度和優(yōu)選為大約15°的斜 角，鈍前邊緣表面40和42的高度大約是刀片長度的25%。本發(fā)明的切割器輪轂和刀片組件的第二實施例顯示于圖4和圖5中，并 且通常由標號60表示。第二實施例的刀片通常由標號62表示，并且詳細地 顯示于圖8和圖9中，第二實施例的每一個切割刀片62和第一實施例中的切 割刀片24本質(zhì)上相同，除了鈍切削刃64和66的后部或者尾部，如在68和70 處，也被傾斜或者砍掉，以便在切割刀片62的相對端上以鋒利尖端76和78 的形式形成狹窄的切削刃，如圖9所示。第二實施例的刀片62可以按照前 述第一實施例中刀片24相同的方法倒轉(zhuǎn)。此外，與第一實施例中一樣，第二實施例的切割刀片62被支撐在支撐 臂80中，傾斜支撐角從60。至79° ，優(yōu)選為大約72。至大約76° ，并且最 優(yōu)選為大約75。。第二實施例的切割刀片的前邊緣斜角和第一實施例中一 樣，從而為切割刀片提供鈍前邊緣或表面，該切割刀片大致垂直于模具面 或者與模具面成大約90。角以便處理擠出的股。后邊緣切去部分和模具面 之間的夾角82應當優(yōu)選為最少10。以便提供必需的清除，并且不超過大約 40° ，優(yōu)選為大約14。至大約34°之間，最優(yōu)選為大約30。，取決于鈍前 邊緣64和66的斜角。本發(fā)明的切割器輪轂和刀片組件可提供僅具有一半長度并且不具備可倒轉(zhuǎn)的第二切削刃的刀片。這一點由圖io所示的切割器輪轂和刀片組件90說明，其中，刀片92具有切削刃94，但在其頂部96被切除從而提供了充分縮短的高度。通過提供縮短的刀片高度，圖io所示的切割器輪轂和刀片 組件90在水箱20內(nèi)的水中更加符合空氣動力學，從而減少了電動機上驅(qū)動 軸12的載荷以及水箱20內(nèi)水湍流和氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣明顯地是當切割刀片92相比前述的例如刀 片24和62的雙刃刀片僅具有大約一半長度時，前邊緣或者表面93的刀片高 度或者長度的百分比可以顯著更高，比前述的幾乎翻倍。因此，鈍前導表 面93的高度應當至少為刀片92的20%，優(yōu)選為大約25%至大約60%，最優(yōu)選 為大約40%，以便將容納螺栓95的一點額外高度計算在內(nèi)。如圖lla至llc所示的以前的技術(shù)，展示了刀片角度和倚靠在模具面的 刀片底部表面的接觸區(qū)域之間的關(guān)系。圖lla和llb顯示了因為刀片104相 對于模具面的角度從49。(圖lla)改變到75。(圖llb)而導致的由矩形 100和102所表示的底部表面的接觸區(qū)域的減小。如圖llc所示，底部表面 區(qū)域還可以如同矩形108中一樣通過增加刀片角度至90。而進一步減小。 然而，進一步的縮減是最小限度的。人們知道，在水下造粒機中，當新刀片被裝配時，他們通常是首先相 對于模具面"就座"。只要模具面是完美地平坦，比如是新的，該"就座" 程序不是至關(guān)緊要，但在大多數(shù)情況下必須將刀片"就座"在比切割刀片 多運轉(zhuǎn)很多時間的模具面上，并且作為結(jié)果模具面具有一些磨損導致的槽 110 (如圖14和15所示)。模具面16上的磨損發(fā)生為聚合物股112 (見圖 lla-lld，例如)研磨作用的結(jié)果，該聚合物股112離開模具孔洞114并且 被切割和或被涂抹穿過模具面16的表面106。該磨損同樣也發(fā)生在刀片24 的鈍切削刃36上，該鈍切削刃36首先撞擊聚合物股112并開始切割該股112 成顆粒116的程序。另外，股112磨損刀片24的切削刃36的底部。該效應使 得刀片24的前側(cè)鈍化并且在刀片上形成槽，作為結(jié)果，在新刀片的底部邊 緣和模具面16之間產(chǎn)生了空隙110。隨著刀片繼續(xù)運轉(zhuǎn)剪斷聚合物股成顆 粒，并且隨著發(fā)生在刀片底部表面的磨損和成槽，該空隙趨向于隨時間加 寬。此外，許多不同的聚合物以及添加劑和/或填充物的組合具有不同的 性質(zhì)和磨損水準。例如，眾所周知，高密度的聚乙烯比聚丙烯更加容易切割而且干凈。 實際上，為了終端使用的產(chǎn)品，許多等級的聚丙烯在化學上被設計地更加抗剪，并且更加堅韌，對過早斷裂更加有抗性，例如抗扯的膠巻。像韌性、 抗扯性和抗剪性這樣同樣的性質(zhì)在水下造粒的過程中也要面對。許多不同的添加劑，例如礦物和玻璃填充物，比如氧化鈦(Ti02)、 碳酸鈣(CaC03)和玻璃纖維，在水下造粒機的向上流動工序中被復合進 聚合物。這些添加劑以及他們的百分比含量對刀片、磨具和任何其他與之 接觸的部件的磨損率有著顯著的影響。磨損量或者磨損率可從輕微地磨損 到非常劇烈地磨損之間極大地變化。因此，當切割刀片磨損時，刀片切割 表面和模具面表面之間的空隙將擴大，并最終在某點影響顆粒的形狀和質(zhì)同樣為人所知的是， 一旦顆粒的形狀或質(zhì)量改變，刀片需要作調(diào)整。 該調(diào)整通過朝向或遠離模具面移動切割軸、切割器輪轂和切割刀片而完 成。切割軸可以如同美國專利No.4，728，276的說明手動調(diào)整，或是如同美 國專利No. 5,059， 103的說明由彈簧力調(diào)整，或是由復雜的可編程的邏輯控 制器(PLC' S)根據(jù)時間方程、或安培反饋回路、或壓力測量、或者所有 這些來控制的氣動或液壓調(diào)整。例如，參見已發(fā)布的美國專利申請No.US 2004-0009254-Al。為了閉合空隙并且使刀片重新變鋒利，關(guān)于空隙的刀 片調(diào)整，無論是手動、彈簧、氣動、或是液壓的方法，最常見的結(jié)果是將 刀片研磨至通常為更硬、更耐磨的材料構(gòu)成的模具面。該程序通常在造粒 機運轉(zhuǎn)時完成，并因此隨著空隙閉合和刀片重新變得鋒利，顆粒的形狀和 質(zhì)量都被保持為正?；蛘呋氐秸！Ｍ瑯拥?，磨損的過程再次重新開始或是繼續(xù)，并因此空隙開始再次擴 大。于是磨損的過程繼續(xù)再次循環(huán)反復。從而，周期性按照逐步的程序或 是更合適的通過自動裝置連續(xù)調(diào)節(jié)刀片的需要，都起到了在模具面研磨和 改變槽的作用。刀片的底部表面區(qū)域基本上需要倚靠模具和模具面的槽區(qū) 域被研磨掉。該裝配程序在圖14和15中顯示， 一旦新的刀片已經(jīng)根據(jù)模具 面的情況裝配好，那么通常不再需要再次裝配刀片，直到安裝另一個不同 的模具板或是在刀片完全磨損后需要裝配另外一套新的刀片。如果刀片24 底部邊緣54和模具面16接觸的表面積縮減，需要用于研磨刀片24并且某種 程度上磨損模具面16的切割軸力，直接按照比例縮減。從而，因為模具面 上更少的磨損、更少的能量消耗、軸承裝置上更少的磨損和撕扯、更好的全面控制、在刀片和/或模具面構(gòu)造的重要冶金中產(chǎn)生更少的熱量、以及 刀片和/或其裝配硬件過早斷裂的風險更小，協(xié)助裝配刀片和減少模具面 磨損所必要的研磨力減少是顯著的。如同以上聯(lián)系圖1 la-1 lc所描述的，通過利用平行于軸或垂直于模具 面裝配的刀片，如圖llc，以前技術(shù)中和模具面接觸的表面區(qū)域面積已經(jīng) 得到縮減。之前技術(shù)中進一步縮減表面面積的唯一方法是使得刀片更薄， 該方法受限于模具擠出孔的直徑或是模具面不同的模具擠出孔的設計。從 而，刀片厚度取決于模具孔。使刀片更薄的方法受限于刀片需要的力，該 力受多個參量復雜綜合的影響，例如刀片長度、研磨力、刀片構(gòu)造的材料 等等。另外，如果刀片角度小于90。，例如圖lla所顯示的49。，那么存 在有撓曲(彎曲)和傾斜的風險。該風險隨著角度趨向于O而增加。然而， 即使在90° ，對于懸臂力來說刀片也是非常脆弱的。依據(jù)本發(fā)明，有角度刀片的前邊緣如圖lld所顯示的那樣傾斜。這樣， 通過在角部切除刀片厚度，制造更薄的具有圖lld中矩形120所表示的更小 的底部表面的接觸區(qū)域的刀片的目標完成了。具有了更小的底部表面的接 觸區(qū)域，刀片24將更快并且更容易地裝配到模具面，伴隨著模具面上更小 的力和磨損。然而，因為刀片相對于旋轉(zhuǎn)方向和刀片切割器輪轂的角度， 刀片獲得最大程度的支撐用于防止彎曲、撓曲、傾斜、露尖或者甚至是過 早斷裂引起的失效。本發(fā)明還非常有利于如同提到過的具有絕對最薄、最小底部表面面積 的刀片的初始啟動，更容易地減少完成良好的裝配所需要的時間和力，從 而進一步簡化和改進了裝配程序。本發(fā)明的切割器輪轂和刀片組件的另外一個優(yōu)點是和現(xiàn)有切割器輪 轂/刀片設計的互換性，以及能夠適用非常多種不同材料的能力，例如 聚合物樹脂、塑料以及他們許多不同種類和百分比的填充物、蠟、樹膠、 糧食、調(diào)色劑、粉末涂層、瀝青、熱融壓敏黏合劑、橡皮和彈性體以及其 他擠出穿過任何面切割型造粒模具用于形成任何股/球形或尺寸的物質(zhì)。 例如，本發(fā)明的切割刀刃可裝配到前述的己發(fā)布的美國專利申請No.US 2005-0220920-Al所示的切割器輪轂構(gòu)造中，反之亦然。和其他物質(zhì)相比，盡管某些物質(zhì)比其他物質(zhì)更容易切割或者更難切割，本發(fā)明的刀片盡可能干凈地切割材料股成顆粒。另外一個優(yōu)點是延長 了刀片和/或模具面的磨損壽命。本發(fā)明的另外一個結(jié)果是減少了碎粒的產(chǎn)生。水下造粒過程中碎粒生 成問題的發(fā)生是因為一些聚合物具有非常大的粘滯性或者在本質(zhì)上非常 堅硬，例如硬PVC。人們知道厚刀片相比薄刀片導致碎粒產(chǎn)生的增多?？梢岳斫?，如果刀片太厚，如圖lla-llc所示的刀片的底部表面區(qū)域能夠暫 時地完全覆蓋住模具擠出孔，如圖12c-12d所示。圖12a-12i顯示了底部表面的接觸區(qū)域厚度大于模具孔直徑的切割刀 片如何在顆粒上形成將在隨后斷裂成為碎粒的"尾巴"。圖12a-12d顯示了 刀片122是如何切割一般的顆粒116的順序。當時，伴隨著向上流動程序中 連續(xù)的聚合物流，對模具孔114完全的覆蓋(如圖12c和12d所示)導致了 瞬時的堵塞或是流動的停止。該堵塞轉(zhuǎn)而在聚合物流通路中產(chǎn)生了壓力。 如圖12e所示，隨著刀片122繼續(xù)越過孔上方，因為正在被解封，該孔在刀 片背面之后允許更大的噴射速度，從而改變聚合物流的形狀并產(chǎn)生顆粒形 狀。在顆粒外形上的效果是顆粒將具有薄弱連接的"尾巴"、"毛刺"或 者"皮膚"124。該尾巴、毛刺或皮膚124可在顆粒116進一步通過水/漿運 輸管道至干燥/除水單元時脫落。這些脫落的碎片或者碎粒通常停留在水 循環(huán)工序中并隨時間增多，導致問題的產(chǎn)生，例如在設備中遺留殘渣從而 污染后續(xù)運行的其他聚合物材料，和/或?qū)е略O備的堵塞。如圖13a-13d所示，本發(fā)明的刀片設計有更薄的底部邊緣從而避免了 完全覆蓋用于大粘滯性、堅硬聚合物的模具擠出孔直徑的絕大部分。于是， 碎粒產(chǎn)生的危險通過本發(fā)明的刀片被降低。前述的描述和圖應當被認為僅是對本發(fā)明原理的說明。如同解說的， 本發(fā)明可以構(gòu)造成不同的尺寸，并且不限于例證說明的尺寸。許多本發(fā)明 的應用將容易地被本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到，因此，此處并不希望將本發(fā)明 限制在己顯示和已描述的優(yōu)選實施例或精確的結(jié)構(gòu)以及操作中。更適宜 地，所有合適的修改和相等的動作都可歸納于、屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種切割器輪轂和刀片組件，該切割器輪轂和刀片組件用于面切割造粒機，在該造粒機中融化的聚合物被擠壓成穿過模具板的孔的多股，該切割器輪轂和刀片組件包括切割器輪轂和以大角度裝配在所述切割器輪轂上的多個切割刀片，用于沿模具板的模具面運動從而將通過模具孔擠出的材料股切割成顆粒，所述切割刀片具有斜的前邊緣以便形成鈍切削刃，該鈍切削刃具有大致垂直于所述模具面的表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述大角度是從大約60。至大 約79° ，優(yōu)選為大約72。至大約76° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的組件，其中，所述斜的前邊緣具有大約ir至大約30°的斜角，優(yōu)選為大約14。至大約1S。。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組件，其中，大角度是大約75°并且所述斜 角是大約15。。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組件，所述切割刀片還包括大致平行于并且 接觸所述模具面的底部接觸表面，該底部接觸表面的接觸面積至少比刀片 對比橫截面面積小25%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其中，所述接觸面積比刀片對比橫截 面面積小大約50。至大約75° 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其中，所述底部表面接觸區(qū)域的厚度 充分小于所述模具孔的直徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述鈍切削刃具有沿該鈍切削 刃的后邊緣傾斜的底部表面，以便形成鈍的狹窄尖端切削刃用于初始接觸 所述模具面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述刀片包括在刀片的相對端 處通過相對的斜表面形成的相對的切削刃。
10. —種面切割造粒機，該面切割造粒機包括模具板，所述模具 板具有限定在模具面中的擠出孔；被驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)切割器輪轂，該輪軸以相 對的關(guān)系被支撐到模具面；裝配在所述切割器輪轂上的多個切割刀片，該 多個切割刀片在緊靠并且大致平行于所述模具面的平面內(nèi)運動，以便將通過所述孔擠出的材料股切割成顆粒；包圍所述模具面、所述切割器輪轂和 所述切割刀片的切割腔，所述切割刀片具有斜的前邊緣以便形成相對于模具面具有大約85。 至大約95°的鈍刃角的鈍切削刃，并且所述切割刀片與模具面的接觸面積 小于每一個孔的面積，從而允許擠出的材料連續(xù)穿過所述孔。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的造粒機，其中，所述切割刀片以大約72 °至大約76°的大角度裝配在所述切割器輪轂上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的造粒機，其中，所述斜的前邊緣具有大 約14°至大約18°的斜角。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的造粒機，其中，所述刀片以大約75。角 裝配在所述切割器輪轂上，并且所述斜角是大約15。。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的造粒機，其中，所述接觸面積至少比刀 片對比橫截面面積小25%。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的造粒機，其中，所述接觸面積比刀片對 比橫截面面積小大約50%至大約75%。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的造粒機，其中，所述鈍切削刃具有沿該 鈍切削刃的后邊緣傾斜的底部表面，以便形成鈍的狹窄尖端切削刃用于初 始接觸所述模具面。
17. —種切割刀片，該切割刀片相對于水下造粒機的模具板的模具 面以大角度裝配在旋轉(zhuǎn)的切割器輪轂上，以便將通過所述模具板中的模具 孔擠出的材料股剪切成顆粒，該切割刀片包括平行六面體構(gòu)造，在橫截面 中具有斜的前邊緣以便形成鈍切削刃表面，該鈍切削刃表面至少延伸所述 刀片10%的長度并且大致垂直于所述模具面延伸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的切割刀片，還包括大致平行于并且接觸所述模具面的底部接觸表面，該底部接觸表面的接觸面積至少比刀片對比橫 截面面積小25%。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的切割刀片，還包括沿該刀片后邊緣傾斜 的底部表面，以便形成鈍的狹窄尖端切削刃用于初始接觸所述模具面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的切割刀片，其中，所述底部表面接觸區(qū) 域的厚度充分小于所述模具孔的直徑。
全文摘要
一種切割器輪轂和刀片組件，該切割器輪轂和刀片組件切割從造粒機中模具面擠壓出的聚合物股，切割刀片以大角度裝配在切割器輪轂上。該刀片沿其前邊緣的部分被斜切，以便在刀片上形成大致為垂直于模具面的鈍切削刃或表面。通過斜切以大角度支撐的刀片的前邊緣形成鈍切削刃，刀片和模具面接觸的底部表面面積顯著地縮減。該縮減的接觸面積提供了幾個優(yōu)點，包括干凈地切割顆粒以及當裝配刀片至模具面時更快地研磨刀片。
文檔編號B26D1/00GK101405114SQ200780009641
公開日2009年4月8日 申請日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者J·韋恩·馬丁, 宗(丹尼爾)城·常, 邁克爾·弗里德利 申請人:卡拉工業(yè)公司