專利名稱：連續(xù)打包工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般的講，本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及對顆粒打包的工藝及系統(tǒng)。具體的講，本發(fā)明的多種實(shí)施例涉及對可熔融的及/或可處理的聚合物，尤其是具有粘性的聚合物，進(jìn)行擠出、成粒、干燥以及打包的工藝進(jìn)行改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)對可熔融的及/或可處理的聚合物的連續(xù)性的擠出、成粒、干燥以及打包。2、對現(xiàn)有技術(shù)的描述對聚合物材料的一般性擠出、成粒、干燥以及打包的獨(dú)立工藝和應(yīng)用的設(shè)備都是公知的且已經(jīng)在多種場合進(jìn)行應(yīng)用。能夠?qū)哂姓承缘木酆衔?例如，熱熔膠粘劑以及熱熔壓敏膠粘劑)進(jìn)行有效擠出、成粒、干燥以及打包等加工的工藝和設(shè)備的需求與日俱增。 然而，現(xiàn)有技術(shù)中對此種材料的連續(xù)擠出、成粒、干燥以及打包的工藝(即，成粒后的材料繼續(xù)流轉(zhuǎn)直至最終打包的情形)的記載卻是空白。德國第DE2248046號(hào)專利公開了一種對熱塑性膠粘劑進(jìn)行成型以及包裝的方法。根據(jù)該專利的教導(dǎo)，熱熔膠粘劑被擠出成大致為枕形小塊，這些小塊繼而被冷卻并被裝入袋、盒等容器中包裝好。為了降低枕形小塊相互粘結(jié)的可能性，可以用如德國專利第 DE3327289號(hào)所記載的防粘物質(zhì)對枕形小塊進(jìn)行包衣。另一種對粘性化合物進(jìn)行包裝的方法包括將膠粘劑的大部分包裹或放置在諸如厚聚乙烯薄膜等塑料薄膜等材料中。但是，這些已經(jīng)存在的技術(shù)是有缺陷的，具體的講，在使用前，必須將這些粘性化合物從包裝材料上分離，這樣就必須對材料進(jìn)行額外的操作。另外，在清空后，包裝材料會(huì)被丟棄，這就造成了材料的浪費(fèi)以及處理這些用過的包裝材料的花費(fèi)。德國專利第DE313822號(hào)以及DE3234065號(hào)都公開了對伸長的熱熔融部的外周用聚烯烴薄膜進(jìn)行包衣以避免這些線型部分卷繞時(shí)相互粘連。這些部分繼而被切割形成具有渦形填充物的管(cartridge of cartouche fillings)，據(jù)此薄膜包在外周上并且會(huì)與膠粘劑一同熔化并使用。上述的這些方法都涉及通過為熱熔融部分或小塊單獨(dú)用聚合體薄膜包衣來防止它們之間相互粘連這一概念。然而，對于大規(guī)模生產(chǎn)的枕形熱塑性粘性化合物而言，這些工藝都是不實(shí)用的，原因在于，這些工藝對于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)而言實(shí)施成本非常高，有效的粘性化合物將會(huì)被包衣材料消弱，并且在擠出-切割工序中也不能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜對各枕形小塊的完整包衣。據(jù)此，需要一種能夠在盡量減少對一個(gè)或多個(gè)粘性化合物小塊進(jìn)行操作的前提下對其進(jìn)行包裝的方法。第Re36177號(hào)美國再頒發(fā)專利記載了這樣的方法。該專利記載了一種包裝材料，其能夠與粘性化合物一起熔融但不會(huì)對粘性化合物的特性產(chǎn)生負(fù)面影響。 即，該包裝材料可以混入粘性化合物中，并且在混入后不會(huì)降低粘性材料的性能。但是，第 Re36177號(hào)美國再頒發(fā)專利并沒有記載實(shí)現(xiàn)連續(xù)的對這些成?；衔镞M(jìn)行包裝所必須的加工條件。
4
對粘性化合物進(jìn)行包裝的其他一些方法也是被本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所熟知的。其中一種方法需要將處于熔融狀態(tài)的材料倒入一容器(例如塑料帶或特殊設(shè)計(jì)的紙板箱) 中。但無論是將熔融體倒入塑料袋還是紙板箱中，都要對其進(jìn)行冷卻。為了冷卻倒入容器中的熔融的聚合物，需要將該聚合物放入一盛有冷卻液的“浴缸”中。而這樣的浴缸則會(huì)占據(jù)很大的空間并且需要很大的能量才能對其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。為了能在一個(gè)箱子中對熔融聚合物進(jìn)行包裝，現(xiàn)有技術(shù)中的方法指出將其倒入諸如內(nèi)壁帶涂層的紙板箱等特殊設(shè)計(jì)的箱子中。而這樣的紙板箱成本一般比較高而且可能僅會(huì)使用一次。這種對熔融材料裝箱的方法并不實(shí)用，原因有多種，包括聚合物材料會(huì)受到污染、整個(gè)方法對環(huán)境不友好、難于從箱壁上移除聚合物材料，以及在操作中箱體易破裂及/ 或滲漏等。而且其對熔融體的冷卻方式也令這種工藝變得高成本但低效。制造商可以通過將滿載的箱子放在滾動(dòng)托盤上并送入冷凍箱中降溫而對箱中的熔融物進(jìn)行冷卻，但代價(jià)是高昂的電費(fèi)。還可以使用特殊的離型紙以及塑料模具對材料進(jìn)行包裝，但離型紙價(jià)格高且一般在取料時(shí)會(huì)被撕開因此只能一次性使用。用特殊的離型紙對材料進(jìn)行包裝時(shí)，需要先用前述低效的冷凍機(jī)方法對其進(jìn)行冷卻。此外，用塑料模具包裝的聚合物材料也需要用相關(guān)方法進(jìn)行冷卻。除了裝袋及包裝工藝外，對聚合物材料的擠出、成粒，以及干燥等工藝已另有記載。例如，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)使用多年的干燥設(shè)備，其已經(jīng)被多篇現(xiàn)有技術(shù)文檔公開，這些文檔包括專利號(hào)為 3，458，045，4，218，323，4，447，325，4，565，015，4，896，435， 5，265，347,5, 638，606,6, 138，375,6, 237，244,6, 739，457,6, 807，748,7, 024，794，以及7，171，762的美國專利，公開號(hào)為No. 2006/0130353的美國專利申請，公開號(hào)為DE 1953741，DE 2819443，DE 4330078，DE 9320744，以及 DE 19708988 的德國專利和專利申請，以及專利號(hào)為 EP 1033545, EP 1123480，EP 1602888, EP 1647788，EP 1650516，以及 EP 1830963的歐洲專利。類似的，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)使用多年的成粒設(shè)備，其已經(jīng)被多篇現(xiàn)有技術(shù)文檔公開，這些文檔包括專利號(hào)為 4，123，207，4，251，198，4，500，271，4，728，276，4，888，990， 5，059，103,5，624，688,6，332，765,6，551，087,6，793，473,6，925，741,7，033，152, 7，172，397，7，267，540，以及7，318，719.的美國專利。類似的，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)使用多年的沖模設(shè)備，其已經(jīng)被多篇現(xiàn)有技術(shù)文檔公開，這些文檔包括專利號(hào)為4，621，996， 5，403，176，6，824，371，以及 7，402，034 的美國專利。類似的，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)使用多年的其他設(shè)備和工藝也已經(jīng)被多篇現(xiàn)有技術(shù)文檔公開，這些文檔包括公開號(hào)為2007/132134，2009/0110833，以及2007/0284771 的美國專利申請，申請?zhí)枮?2/0 ，963的美國專利申請，公開號(hào)為WO 2007/064580以及 W02007/103509的國際申請，以及申請?zhí)枮镋P 012352. 6的歐洲申請。以上引用的專利以及專利申請均由本受讓人所擁有，本申請將其均全文引入以作參照。

發(fā)明內(nèi)容
簡要的講，本發(fā)明的各種實(shí)施例包括對已有的獨(dú)立工藝和裝置的改進(jìn)，并因此得到了高效的連續(xù)打包工藝及系統(tǒng)。
5
這些連續(xù)打包工藝和系統(tǒng)可以用在任意一種包含聚合物的配方上。這些工藝和系統(tǒng)還可以用在各種發(fā)粘或粘性的配方上，具體的講，這些工藝和系統(tǒng)用在發(fā)粘或粘性的包含聚合物的配方上時(shí)是有益的。此處用到的術(shù)語“發(fā)粘的”或“粘性的”，當(dāng)指配方時(shí)，包括那些當(dāng)處于固態(tài)時(shí)(例如，顆粒、微粒、粉末等)在室溫下發(fā)軟并且能夠至少部分的以固態(tài)的形式粘至其他物體上的配方。發(fā)粘的或粘性的配方的一些描繪性的實(shí)施例，無論是不是聚合物，包括，熱熔膠粘劑(HMAs)、壓敏膠粘劑(PSAs)，熱熔壓敏膠粘劑(HMPSAs)及其類似物；密封劑；包含浙青或柏油碎石的配方，包括但不局限于浙青混合料等；天然或合成橡膠；以及前述化合物的前體，例如聚酯、聚酰胺等。這些可熔融且可加工的粘性的及/或包含聚合物的配方的發(fā)粘性或粘性使得在對這些配方進(jìn)行擠出、成粒、干燥以及打包等操作時(shí)會(huì)遇到困難。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的困難之一當(dāng)顆粒從干燥器排出后，例如從離心式干燥器的出口排出后，就立即會(huì)發(fā)生。顆粒以非常高的速度被排出，當(dāng)這與它們的粘性或者發(fā)粘的本質(zhì)結(jié)合后，使得它們會(huì)與同它們接觸的任何物體發(fā)生粘連。在已經(jīng)存在的系統(tǒng)中，顆粒的主要掛起點(diǎn)就是那一個(gè)或多個(gè)在不同收集區(qū)域 (例如，廢料收集器、打包收集等)間對顆粒流進(jìn)行導(dǎo)向的顆粒導(dǎo)流閥。在對粘性的及/或包含聚合物的材料包裝的過程中(以及，如本申請所述，對這種材料打包的過程中)，一直渴望對進(jìn)入包裝內(nèi)的材料的數(shù)量進(jìn)行限制以達(dá)到一規(guī)范并盡可能減少材料浪費(fèi)?，F(xiàn)有的打包工藝是“非連續(xù)的”，因?yàn)檎承缘募?或聚合物材料經(jīng)過除水及/或干燥階段后，會(huì)被阻斷及/或逗留在打包階段前從而會(huì)聚集，例如，聚集在一送料斗中直至達(dá)到一預(yù)定的重量。一旦重量達(dá)到，就將材料釋放并打包。這種方法對于某些材料是有效的，但對于高粘性或高膠粘性的配方來說就不行了。如果將前述方法用于高粘性、高膠粘性的配方，可能無法對其進(jìn)行打包，因?yàn)轭w?？赡軙?huì)粘連在一起并在送料斗中形成結(jié)塊無法被繼續(xù)進(jìn)行加工。據(jù)此，本發(fā)明的一個(gè)方面包括提供一種連續(xù)加工方法，在該加工方法中，顆粒自成粒并從干燥器排出后就開始自由的流動(dòng)直至被送至一袋包內(nèi)進(jìn)行包裝為止。本發(fā)明的另一方面包括提供一種連續(xù)加工方法，在該加工方法中，對熔融材料進(jìn)行成粒、冷卻，至少部分硬化，以及干燥操作，并在此后將其包裝進(jìn)一匹配的袋包內(nèi)。本發(fā)明的另一方面包括提供一種連續(xù)加工方法，在該加工方法中，對熔融材料進(jìn)行成粒、冷卻，至少部分硬化，以及干燥操作，并在此后將其包裝進(jìn)一匹配的袋包內(nèi)，可對顆粒進(jìn)行包衣或不進(jìn)行包衣。本發(fā)明的另一方面包括提供一種(至少一種)顆粒導(dǎo)流閥，該顆粒導(dǎo)流閥通過提供一適當(dāng)大小的休止角極大地減小了及/或消除了顆粒在其內(nèi)的聚集。在本文中所述的術(shù)語“休止角”是指顆粒導(dǎo)流閥的出口的中軸線與顆粒導(dǎo)流閥的進(jìn)口的中軸線的夾角的補(bǔ)角 (即，兩互為補(bǔ)角的角之和為180度)。本發(fā)明的另一方面包括提供一種顆粒導(dǎo)流閥，該顆粒導(dǎo)流閥帶有一可移除的側(cè)壁板，通過該側(cè)壁板可方便的進(jìn)入顆粒導(dǎo)流閥內(nèi)部以便于對閥進(jìn)行清潔或維修。此外，可選的是，在閥內(nèi)安裝高度傳感器以實(shí)現(xiàn)對顆粒導(dǎo)流閥內(nèi)的顆粒聚集的檢測和報(bào)警。這些傳感器可以警告操作員設(shè)備誤動(dòng)作、可以激活導(dǎo)流功能，及/或能夠啟動(dòng)停車程序。本發(fā)明的另一個(gè)方面在于提供一種更加高效的打包方法，在該方法中，通過對各個(gè)成粒、干燥、導(dǎo)流、管路或風(fēng)道以及打包等設(shè)備進(jìn)行涂覆或表面處理，能夠減少顆粒掛起點(diǎn)以及顆粒聚結(jié)。而本發(fā)明的另一個(gè)方面包括提供一種單電子控制機(jī)構(gòu)以對各獨(dú)立的打包單元以及顆粒導(dǎo)流閥進(jìn)行控制從而改善對聚合物材料的連續(xù)打包。本發(fā)明的另一個(gè)方面包括提供一垂直成型、填充以及密封打包機(jī)，該打包機(jī)通過提供一帶有氣冷元件以及恒定熱量的垂直密封元件對成粒的粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包。在抓取齒內(nèi)嵌有一水平端部密封元件，該元件能夠提供恒定熱量的以及脈沖加熱，并具有一氣冷元件。該打包機(jī)還包括一切割元件，該切割元件可實(shí)現(xiàn)對袋包的輕松移除，其為雙面并且從雙向?qū)ΥM(jìn)行震動(dòng)切割從而可以提高刀刃的壽命。該打包機(jī)還包括一成型管以將薄膜成型為袋包。該成型管式雙壁的以將從密封元件來的到薄膜上的熱量降至最低，其還具有一可選的真空口或冷卻介質(zhì)口。該打包機(jī)還包括靜電消除器來消除薄膜在從輥上展開時(shí)產(chǎn)生的靜電、將薄膜從成型管上移開時(shí)產(chǎn)生的靜電，以及其他可能產(chǎn)生的靜電。本發(fā)明的另一個(gè)方面包括提供一種通過使用具有厚度小于約40密耳(即，1密耳等于0. 001英寸，0. 025毫米)的薄膜對已成粒的粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法和系統(tǒng)，該配方中還可以包含抗發(fā)泡劑以及其他成分。在一些實(shí)施例中，薄膜的厚度可以薄至0.5密耳。本發(fā)明的另一個(gè)方面允許在打包單元外圍放置一環(huán)境可控的罩以及各種通風(fēng)管路。這種罩可以幫助保持并優(yōu)化大氣環(huán)境，例如溫度、污染物、濕度等。在一種實(shí)施例中，提供了一種顆粒導(dǎo)流閥，其為一反Y形，具有一進(jìn)口，一第一出口以及一第二出口，以及一顆粒導(dǎo)流板，其中，該顆粒導(dǎo)流閥具有約15度至約60度的休止角。該顆粒導(dǎo)流閥可以進(jìn)一步包括一可拆卸的壁板，該壁板允許使用者對顆粒導(dǎo)流閥的內(nèi)部進(jìn)行清潔和維修。該可拆卸的導(dǎo)流板可以用透明的材料形成以令使用者能夠連續(xù)對顆粒導(dǎo)流閥的內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)控。還可以對顆粒導(dǎo)流閥的內(nèi)表面，包括顆粒導(dǎo)流板進(jìn)行表面處理，以減少腐蝕、侵蝕、磨蝕、有害粘連，及/或通道狹窄化的發(fā)生。該顆粒導(dǎo)流閥可以將顆粒倒流引入一個(gè)或多個(gè)打包機(jī)中進(jìn)行包裝。一種對顆粒進(jìn)行連續(xù)打包的系統(tǒng)可以包括材料準(zhǔn)備步驟，例如通過但不限于 W02007/103509以及WO 2007/064580所公開的工藝進(jìn)行的混合以及熔化，以及成粒部、干燥部、打包機(jī)，和顆粒導(dǎo)流閥。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括一控制器，例如可編程邏輯控制器 (PLC)，以對涉及材料準(zhǔn)備、擠出、成粒器、干燥器、顆粒導(dǎo)流閥以及打包機(jī)閥的一個(gè)或多個(gè)加工條件進(jìn)行控制。一種對顆粒連續(xù)打包的加工方法可以包括對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行成粒操作，對顆粒進(jìn)行干燥，通過導(dǎo)流閥將顆粒導(dǎo)流至一個(gè)或多個(gè)打包機(jī)，以及對顆粒進(jìn)行打包操作。根據(jù)一些實(shí)施方式，一種對粘性的及/或包含聚合物的配方材料進(jìn)行打包的系統(tǒng)可包括一供應(yīng)部，其被配置為接收該粘性的及/或包含聚合物的配方；一混合部，其被配置為從該供應(yīng)部接收該粘性的及/或包含聚合物的配方，對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行混合、融化，及/或攪拌；一成粒部，其被配置為從該混合部接收該粘性的及/或包含聚合物的配方，并對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行成粒操作；一干燥部，其被配置為從該成粒部接收該粘性的及/或包含聚合物的配方，并對經(jīng)成粒的粘性的及/或包含
7聚合物的配方進(jìn)行干燥；一顆粒導(dǎo)流閥，其包括一被配置為從該干燥部接收一顆粒入流的進(jìn)口 ；以及至少一個(gè)第一出口以及一個(gè)第二出口，每個(gè)出口都被配置為放出一顆粒出流； 以及分別與該顆粒導(dǎo)流閥的至少第一出口以及第二出口連通的至少一第一打包裝配體以及一第二打包裝配體；其中，至少該第一打包裝配體以及第二打包裝配體從該顆粒導(dǎo)流閥交替地接收一特定數(shù)量的顆粒，以允許對顆粒進(jìn)行連續(xù)打包。在一些例子中，該至少第一打包裝配體和第二打包裝配體均包括一垂直成型管， 該成型管具有一被配置為接收顆粒入流的進(jìn)口以及一被配置為放出顆粒出流的出口 ；一打包材料，其放置在成型管周圍和成型管下方，其中，該打包材料被配置為收集該特定數(shù)量的顆粒；以及一水平密封機(jī)構(gòu)，其被配置為將打包材料密封為用于容納該特定數(shù)量顆粒的獨(dú)立袋包。所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，還可以進(jìn)一步包括一可編程邏輯控制器，該可編程邏輯控制器與該顆粒導(dǎo)流閥中的至少一個(gè)或至少該第一打包裝配體及第二打包裝配體電連接；其中，該顆粒的特定數(shù)量由該可編程邏輯控制器來控制。該粘性的及/或包含聚合物的配方可以是粘性聚合物配方。特別的是，該粘性聚合物配方是熱熔融膠粘劑、壓敏膠粘劑、熱熔融壓敏膠粘劑、或浙青。該對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，還可以包括一設(shè)置在供應(yīng)部、混合部、成粒部、干燥部、顆粒導(dǎo)流閥，或打包裝配體的一個(gè)或多個(gè)與該粘性聚合物配方相接觸的表面上的內(nèi)表面涂層；其中，該內(nèi)表面涂層減少腐蝕、侵蝕及/或該粘性聚合物配方對該一個(gè)或多個(gè)表面的粘連的發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式
，一種對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法可以包括將該粘性的及/或包含聚合物的配方送至一供應(yīng)部；在一混合部對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行混合、融化，及/或攪拌；在一成粒部對該粘性的及/ 或包含聚合物的配方進(jìn)行成粒操作；在一干燥部對經(jīng)成粒的粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行干燥；連續(xù)的將一特定數(shù)量的顆粒導(dǎo)流通過一顆粒導(dǎo)流閥的至少一第一出口以及一第二出口，以及用一打包裝配體將該至少該特定數(shù)量的顆粒收集至一袋包中，其中，該打包裝配體設(shè)置在該顆粒導(dǎo)流閥的第一出口或第二出口之一的位置上。該方法中的打包裝配體包括一垂直成型管，該成型管具有一被配置為接收顆粒入流的進(jìn)口以及一被配置為放出顆粒出流的出口 ；一打包材料，其放置在成型管周圍和成型管下方，其中，該打包材料被配置為收集該特定數(shù)量的顆粒；以及一水平密封機(jī)構(gòu)，其被配置為將打包材料密封為用于容納該特定數(shù)量顆粒的獨(dú)立袋包。所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法可以進(jìn)一步包括用一與該顆粒導(dǎo)流閥中的至少一個(gè)、或該第一打包裝配體或第二打包裝配體電連接的可編程控制器對該顆粒的特定數(shù)量進(jìn)行控制。該方法中的該粘性的及/或包含聚合物的配方可以是粘性聚合物配方。在一些實(shí)施例中，該粘性聚合物配方是熱熔融膠粘劑、壓敏膠粘劑、熱熔融壓敏膠粘劑、或浙青。該對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，還可以包括在干燥后對粘性的及/或包含聚合物的配方的顆粒進(jìn)行粉末包衣。該對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，還可以包括對袋包施加真空以從袋包中移除空氣或不期望的材料。
8
該對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，還可以包括對袋包進(jìn)行穿孔。根據(jù)本發(fā)明的其他的一些實(shí)施例，一種連續(xù)打包裝配體裝置可以包括一垂直成型管，該成型管具有一被配置為接收一特定數(shù)量的顆粒的進(jìn)口以及一被配置為放出該特定數(shù)量的顆粒的出口 ；一打包材料，其放置在成型管周圍和成型管下方，其中，該打包材料被配置為收集該特定數(shù)量的顆粒；以及一水平密封機(jī)構(gòu)，其被配置為將打包材料密封為用于容納該特定數(shù)量顆粒的獨(dú)立袋包。該連續(xù)打包裝配體裝置，其進(jìn)一步包括以真空吸塵器，其被配置為將空氣和不期望的材料從各袋包中移除。該垂直成型管還包括一內(nèi)表面涂層，該涂層被配置為減少顆粒對成型管的粘連， 減輕對成型管的腐蝕，及/或?qū)Τ尚凸艿那治g。打包材料的熔點(diǎn)小于或大約等于顆粒的熔點(diǎn)。所述的連續(xù)打包裝配體裝置可以進(jìn)一步包括一可編程邏輯控制器，其被配置為對容納在各袋包中的該顆粒的特定數(shù)量進(jìn)行控制。該連續(xù)打包裝配體裝置可以進(jìn)一步包括一切割元件，其被配置為將各袋包從打包裝配體裝置上移除。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的連續(xù)打包工藝的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的離心干燥器的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖2中的離心干燥器的聚結(jié)物捕獲器的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖2中的垂直除水單元的示意圖。圖fe以及圖5c是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例顆粒導(dǎo)流閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖恥是現(xiàn)有技術(shù)中的一種顆粒導(dǎo)流閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的打包部的示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的雙壁成型管的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中，類似的附圖標(biāo)記表示類似的部件。貫穿整個(gè)說明書，各種組件可能會(huì)帶有具體的數(shù)值和參數(shù)，然而，這些條目僅作為示例性實(shí)施方式提供。實(shí)際上，由于其他類似的參數(shù)、尺寸、范圍及/或數(shù)值也是可以采用的，因此這些示例性的實(shí)施方式并不限制本發(fā)明的各方面和概念。術(shù)語“第一”、“第二” 等，“主”、“次”等并不表示順序、量級(jí)或重要性的差別，而是為了區(qū)分不同元件。另外，術(shù)語 “一”、“一種”、“該”并非對數(shù)量的限定，而僅為表達(dá)出現(xiàn)了 “至少一個(gè)”指代的項(xiàng)目。圖1示出了本發(fā)明的一種示例性的連續(xù)打包系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。雖然本發(fā)明的各種具體實(shí)施方式
可以囊括粘性的配方、包含聚合物的配方、粘性的包含聚合物的配方等，為便于描述，下文中的實(shí)施例將僅參照粘性的包含聚合物的配方進(jìn)行描述。在一些示例中，這類配方會(huì)被稱為聚合物材料。本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在下文中，本發(fā)明所針對的該粘性的包含聚合物的配方與所述其他類型的配方或材料具有互換性。圖1中的連續(xù)打包系統(tǒng)包括一(即至少一個(gè))供應(yīng)或填充部2，該供應(yīng)或填充部將聚合物材料(該聚合物材料在實(shí)施例中為粘性的包含聚合物的材料)供應(yīng)至一混合、熔化及/或攪拌部4。該混合部4耦接于一成粒部6，該成粒部繼而經(jīng)由一顆粒導(dǎo)流閥連接于一除水及/或干燥設(shè)備部8。將顆粒從干燥部8送出后被引至一顆粒導(dǎo)流部10。顆粒最終被供應(yīng)至打包設(shè)備部12。一種示例性的對粘性的包含聚合物的材料的連續(xù)打包工藝一般包括將該粘性的包含聚合物的材料從供應(yīng)或填充部2供應(yīng)至混合、熔化及/或攪拌部4。繼而對該粘性的包含聚合物的材料進(jìn)行混合、熔化及攪拌。該工序可以包括對該粘性的聚合物材料進(jìn)行擠出的操作。下一加工工序包括將該材料成粒(即在成粒部6中)。成粒后，通過一傳送系統(tǒng)將顆粒送至一除水及/或干燥設(shè)備8中進(jìn)行除水和干燥。干燥后，將顆粒從干燥部8送出后送入顆粒導(dǎo)流部10。經(jīng)干燥和轉(zhuǎn)移的顆粒最終被送入打包部12，在打包部12對其進(jìn)行打包以作后用?，F(xiàn)參照圖1所示的系統(tǒng)，供應(yīng)或填充部2以及混合、熔化及/或攪拌部4可采用本申請所述的領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知的任何等同物或方法。為了便于描述，該供應(yīng)或填充部2以及混合、熔化及/或攪拌部4可以是后續(xù)連有增壓泵、熔融泵、過濾篩、熱交換器以及帶側(cè)向泄壓的聚合物導(dǎo)流閥。公開號(hào)為WO 2007/123931及WO 2007/064580的國際專利申請都更加詳細(xì)的描述了此類系統(tǒng)的用途。本申請這些參考文件都全文并入，就如同已經(jīng)全文敘述了一變一樣。應(yīng)該明確，對于本申請所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，其他的一些部件也是可以被替換的而無需過度的勞動(dòng)。另外，盡管本發(fā)明的各種實(shí)施方式所涉及的圖1中的系統(tǒng)可以采用其他類型的成粒、干燥以及打包設(shè)備或方法，但為便于描述，這些實(shí)施例中的系統(tǒng)都會(huì)被描述為包括一水下成粒器、一離心干燥器以及一“豎直成型、填充以及密封”打包機(jī)。為了簡化描述(即，盡量減少對于那些能夠并入本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)和方法中的各不同類型的成粒、干燥以及打包設(shè)備和方法步驟及其組合的過度的文字描述)，應(yīng)該明確的是，通過延伸說明，任何對于水下成粒器、離心干燥器以及打包機(jī)的引用都意在包括其他類型的成粒器、干燥器以及打包機(jī)，無論是用來對本文中描述項(xiàng)目進(jìn)行替換還是與其結(jié)合使用。應(yīng)當(dāng)明確的是，對于本申請所涉及的領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，這種部件和方法步驟的替換都是無需過度的勞動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)一步的，盡管這些揭示可能僅突出了能夠?qū)嵤┯诒景l(fā)明的連續(xù)打包系統(tǒng)和工藝中的水下成粒器、離心干燥器及/或打包機(jī)的某些部件，但對于這些設(shè)備的部件的具體描述以及這些設(shè)備的應(yīng)用工藝的具體描述是可以在本發(fā)明的背景技術(shù)部分所列的由作為本申請的受讓人所擁有的一系列美國以及他國專利和專利申請中找到的。這些專利以及專利申請?jiān)诖硕既牟⑷?，就像完整的敘述了一遍一樣。再參照如圖1所示的連續(xù)打包系統(tǒng)，成粒部6適合的連接于混合、熔化及/或攪拌部4的聚合物導(dǎo)流閥的直接下游。為了簡明扼要，能夠應(yīng)用在本文所述的系統(tǒng)和工藝中的其他類型的成粒器包括節(jié)能型造粒機(jī)(!fillers)、旋轉(zhuǎn)成型機(jī)(roto-formers)、熱面造粒機(jī)(hot face pelletizers)、鋼絞線造粒機(jī)(strand pelletizers)，水環(huán)造粒機(jī)以及水下造粒機(jī)。
10
可將一旁路環(huán)路(未示出)作為成粒部6的一部分使用?？蓮囊怀?未示出)或者其他位置中獲取傳送液，傳送液通過一泵(未示出)向傳送液箱或水箱傳送。該泵具有這樣的設(shè)計(jì)及/或配置，即能夠提供足夠的通過一可選的熱交換器(未示出)以及一傳送管路直至該旁路回路中的液流。相似的，該熱交換器可以具有這樣的設(shè)計(jì)，即能夠?qū)魉鸵旱臏囟缺３衷谝贿m當(dāng)?shù)臏囟壬?，而在該溫度的傳送液的作用下，形成的顆粒的溫度也保持在恰當(dāng)?shù)臏囟壬弦灾劣陬w粒的外形、吞吐量以及質(zhì)量都合格而無尾料，并且還可以最大程度的避免諸如熔融材料包裹于切割機(jī)或切割面上、顆粒結(jié)塊、顆?？斩?，及/或顆粒在傳送液箱或水箱中堆積等現(xiàn)象的發(fā)生。傳送液的溫度、流速以及成分根據(jù)加工的材料或配方的不同而不同。傳送介質(zhì)即傳送液的溫度最好保持在低于聚合物的熔融溫度20°C左右。對于發(fā)粘的或粘性的聚合物而言，一般將傳送介質(zhì)即傳送液保持在低于該聚合物的熔融溫度30至250°C左右，該溫度一般為在10°C以下，以將顆粒與系統(tǒng)中的部件的粘連以及顆粒間的粘連的發(fā)生頻率降至最低。在一些示例中，可將傳送液的溫度維持在約-100°C至約90°C之間，或維持在約-50°C至約40°C，或維持在約-20°C至約10°C之間。根據(jù)希望的傳送介質(zhì)即傳送液溫度的不同，傳送介質(zhì)即傳送液可以是水、酒精(羥基乙醇、乙醇、二醇、三元醇以及多元醇)，及/或其他冰點(diǎn)低于加工過程所希望的溫度的液體。還可以將不同的液體混合后作為傳送液使用，例如，在一些實(shí)施例中，可將水與乙二醇混合作為傳送液使用。此外，還可在傳送液中添加加工助劑，流動(dòng)改性劑、表面改性劑、包衣、表面處理(例如，抗靜電組合物)，以及本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所熟知的其他各種添加劑。這些添加劑可用來壓低傳送液的冰點(diǎn)以使得特定傳送液組合物的使用溫度范圍得以延伸。 專利號(hào)為6，120,899,6, 238, 732,5,869, 555和5，942，569的美國專利，以及公開號(hào)為 W02007/0103509的國際專利申請都較詳細(xì)地公開了將不同的傳送液與這些添加劑結(jié)合使用的例子。這些專利以及專利申請?jiān)诖硕既牟⑷?，就像完整的敘述了一遍一樣。管路、閥門、以及旁路元件所具有的結(jié)構(gòu)需要保證能夠承受的住對顆粒傳送液組合物正常傳送時(shí)的溫度、化學(xué)成分、腐蝕性、侵蝕性及/或壓力。系統(tǒng)所需的壓力是由豎直及/或水平傳送距離、為了抑制成分的有害揮發(fā)或提前膨脹所需的壓力等級(jí)、以及顆粒-傳送液混合物流經(jīng)的閥、粗篩、輔助設(shè)備及/或檢測設(shè)備等決定的。類似的，顆粒-傳送液比應(yīng)該適當(dāng)以有助于消除或減輕前述復(fù)雜情況(例如，顆粒堆積、液流阻塞或阻斷，以及顆粒結(jié)塊等)為目的進(jìn)行改變。所需管路的直徑和距離取決于材料的吞吐量，也就取決于流速以及顆粒-傳送液比，以及將顆粒冷卻或硬化以避免發(fā)生有害揮發(fā)及/或提起膨脹所需的時(shí)間。例如，加大成粒器和干燥器之間的管路直徑和距離是為顆粒提供額外冷卻的手段。閥門、儀表或其他加工設(shè)備和檢測設(shè)備應(yīng)該具有足夠的流量和壓力額定值以及足夠大的直徑以避免遭受不適當(dāng)?shù)淖枞?、阻斷或其他過程改變從而產(chǎn)生額外的和不希望的壓力或加工中斷。傳送液及可選的添加劑成分應(yīng)該與顆粒配方的組分相匹配并且可選的能夠隨時(shí)被配方中的成分吸收或吸附。應(yīng)該能夠隨時(shí)從顆粒上將多余的傳送液及/或添加劑通過諸如浸洗、抽吸、蒸發(fā)、除水、溶液移除、過濾等方法以及其他本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所熟知的技術(shù)手段移除?？蓪Τ闪２?中使用的成粒設(shè)備進(jìn)行表面處理以降低侵蝕、腐蝕、銹蝕、磨蝕以及不希望有的粘連和管路狹窄化的發(fā)生頻率。此外，可對成粒設(shè)備進(jìn)行氮化、碳化、金屬燒結(jié)，
11及/或電鍍等。還可以將其他有助于改善表面特性、提高抗腐蝕和銹蝕性，提供耐磨性及/ 或減少聚塊、結(jié)塊以及管路狹窄化等發(fā)生的其他表面處理工藝應(yīng)用于成粒部6的成粒設(shè)備上。應(yīng)該理解的是，這種涂覆工藝還可以應(yīng)用于本文所述的系統(tǒng)或工藝所涉及的干燥器、傳送設(shè)備以及打包部中的各部件上。成粒完成后，傳送介質(zhì)將顆粒傳送至除水及/或干燥部8。為簡化說明，本文中的系統(tǒng)和工藝所涉及的除水及/或干燥部所使用的設(shè)備還包括，一個(gè)或多個(gè)離心干燥器、流化床干燥器、轉(zhuǎn)籠干燥器，及/或干燥劑干燥器。該部被設(shè)計(jì)為能夠?yàn)橹T如但不局限于片狀、丸狀、球狀、筒狀或具有其他外形的材料提供可控的濕度。這可通過但不局限于以下方式實(shí)現(xiàn)過濾、震動(dòng)過濾、離心干燥、強(qiáng)制或加熱空氣對流、轉(zhuǎn)動(dòng)干燥、真空干燥，及/或流化床干燥。同樣，對于本申請的公開而言，是參照離心干燥器進(jìn)行說明的。圖2示出了一示例性的離心干燥器200。如圖3所示，部6的水下成粒器以及其他可選的上游設(shè)備通過傳送管路302耦接于干燥器200上?？蓪魉凸苈?02連接于成粒部6以及聚結(jié)物捕獲器300上。圖3中的聚結(jié)物捕獲器300被視為圖2中的干燥器200的一部分。傳送管路302向聚結(jié)物捕獲器300 排出顆粒和傳送液漿(或稱濃縮漿)，聚結(jié)物捕獲器300繼而將聚結(jié)物捕獲、移除并通過排泄管304排出。聚結(jié)物捕獲器300包括一成角度設(shè)置的圓桿格柵、穿孔板，或篩306，該成角度設(shè)置的圓桿格柵、穿孔板，或篩306允許顆粒以及傳送液通過，但阻攔粘連的、結(jié)塊的，或稱聚結(jié)的顆粒并將其引入排泄管304中。此后，可選的且優(yōu)選的將顆粒和傳送液漿通過如圖3所示的輸送管308送入圖2所示的除水單元400中，該除水單元在圖4中有詳細(xì)描繪。 除水單元400包括至少一個(gè)垂直或水平有孔薄膜篩(foraminous membrane screen) 402。 該垂直或水平有孔薄膜篩402包括一個(gè)或多個(gè)隔板404以及一傾斜的有孔薄膜篩406，以允許液體向下流經(jīng)一微孔篩(未示出)到達(dá)一池(未示出)。除水單元400可與聚結(jié)物捕獲器300通過多種方式結(jié)合，但優(yōu)選固定連接于輸送管308的末端上。繼而將顆粒通過圖 2所示的顆粒進(jìn)入管236從除水單元400排入離心干燥器200的下部。顆粒進(jìn)入管236與除水單元400的端部連接。其可以是固定連接的也可以是可拆卸連接的。盡管顆粒進(jìn)入管236可以有多種形狀(例如，正方形、矩形、三角形、圓形、橢圓形等)，但其優(yōu)選為正方形。此外，顆粒進(jìn)入管236的管壁可以是實(shí)體的或者是穿孔的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，管壁238部分是實(shí)體的而部分是穿孔的。更優(yōu)選的是，顆粒進(jìn)入管236的管壁238是實(shí)體的。如圖2所示，干燥器200包括但不限于一整體為正方形的外殼202，該外殼具有一垂直設(shè)置的整體為筒形的篩204，而篩204的底部連接于一筒形篩支撐件206上，頂部連接于一筒形篩支撐件208上。該篩204繼而在外殼202內(nèi)與外殼202相對于外殼內(nèi)壁同心定位，并與外殼的內(nèi)壁在徑向上留有間距。在一些實(shí)施例中，在干燥器200的底部還包括一實(shí)體篩(即未穿孔金屬板)(未示出)。實(shí)體篩的使用可提供額外的冷卻作用并可減小裝置對顆粒的摩擦，原因在于，其允許傳送液停留在顆粒表面，因此能提供使顆粒與冷卻傳送液保持接觸的額外的時(shí)間。還安裝有一在篩204內(nèi)旋轉(zhuǎn)的垂直轉(zhuǎn)子210，該垂直轉(zhuǎn)子由一電機(jī)212驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)可安裝于或連接于干燥器200的底部或干燥器的頂部，但優(yōu)選安裝于或連接于干燥器的底部。電機(jī)212通過一驅(qū)動(dòng)帶輪214與轉(zhuǎn)子210連接，并通過軸承216與外殼的底部連接。干燥器底面218的內(nèi)側(cè)對轉(zhuǎn)子210進(jìn)行支撐并對轉(zhuǎn)子的底部的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。顆粒進(jìn)入管 236與篩204以及轉(zhuǎn)子210的底部通過下篩支撐部220在連接點(diǎn)222處相連通，而外殼以及轉(zhuǎn)子的上部通過上篩支撐部208中的連接點(diǎn)(未示出)在外殼的上部與顆粒排出管234相連通。如圖2所示，可選的干燥器200的自清潔結(jié)構(gòu)包括多個(gè)支撐在殼體202的內(nèi)部以及篩204的外部之間的噴嘴或噴頭組件224?？蛇x的且優(yōu)選的是，多個(gè)噴頭組件設(shè)置在聚結(jié)物捕獲器300中(如圖2、3所示)。圖2以及圖3還示出了噴頭組件224的一種設(shè)置方式。圖2中的噴頭組件2M支撐在噴管226的端部，噴管226向上延伸穿過殼體頂端的頂板228，且噴管226的上端暴露在外。軟管或硬管(未示出)將高壓液(即，水)以至少約 40加侖每分鐘(gpm)，優(yōu)選為約60gpm至約80gpm，更優(yōu)選為約80gpm或以上的流速供應(yīng)至噴嘴224?？蛇x的是，軟管可由安裝在干燥器200上的一單岐管(未示出)供液?？梢允褂玫霓D(zhuǎn)子裝配體以及升降器的結(jié)構(gòu)可以有很多。包括但不限于，分段式轉(zhuǎn)子裝配體，以及一體轉(zhuǎn)子裝配體等。顆粒從離心干燥器200的上端(顆粒排出管234處)排出后，其通過管路被送至一導(dǎo)流閥?？蛇x的是，導(dǎo)流閥(未示出)與顆粒排出管相耦接以將顆粒從上游導(dǎo)流至顆粒導(dǎo)流部10以及打包部12。如果顆粒導(dǎo)流部10及/或打包部12發(fā)生機(jī)械故障，或成粒的材料未達(dá)規(guī)范，或有原因?qū)е虏僮鲉T不希望對成粒的材料繼續(xù)加工，則操作員可利用導(dǎo)流閥將顆粒導(dǎo)流而不再進(jìn)行加工。圖如及5c示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的示例性的顆粒導(dǎo)流閥。顆粒導(dǎo)流閥500尤其是為了克服對粘性聚合物材料的成粒和干燥中的諸多問題所設(shè)計(jì)的。作為比較，圖恥示出了現(xiàn)有技術(shù)中的顆粒導(dǎo)流閥501。當(dāng)對粘性聚合物顆粒進(jìn)行導(dǎo)流時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于其顆粒導(dǎo)流板503與進(jìn)入的顆粒的角度的關(guān)系問題，現(xiàn)有技術(shù)中的顆粒導(dǎo)流閥501不適于在工況下高效的、可靠的對顆粒進(jìn)行導(dǎo)流。在現(xiàn)有技術(shù)中的顆粒導(dǎo)流閥501的運(yùn)行過程中，粘性顆粒將以能夠與導(dǎo)流板503 粘連的速度撞擊導(dǎo)流板503。繼而，其他的粘性顆?？赡軙?huì)繼續(xù)累積，造成顆粒排出管 234(見圖2)的堵塞并最終導(dǎo)致系統(tǒng)停車?，F(xiàn)參照附圖如和5(，本發(fā)明中的顆粒導(dǎo)流閥500特別針對操作粘性聚合物材料而設(shè)計(jì)。同樣，顆粒導(dǎo)流閥500也可以處理(即導(dǎo)流)其他材料。在運(yùn)行中，顆粒從進(jìn)口 502 進(jìn)入顆粒導(dǎo)流閥500，進(jìn)口 502與顆粒排出管234直接耦接或間接耦接(即，通過一中間設(shè)備)。在一種實(shí)施例中，顆粒導(dǎo)流閥500通過一延伸管可拆卸的連接于顆粒排出管234上。 當(dāng)顆粒進(jìn)入顆粒導(dǎo)流閥500后，顆粒將連續(xù)地流經(jīng)二個(gè)顆粒導(dǎo)流閥出口或出口管504、506 中的一個(gè)。而顆粒從哪個(gè)出口流出則取決于導(dǎo)流板508的位置。導(dǎo)流板508的位置可以手動(dòng)控制，但優(yōu)選通過一控制器(例如PLC)(未示出)來控制。導(dǎo)流板508的運(yùn)動(dòng)可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，包括手動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)、自動(dòng)或液動(dòng)中的一種或多種，且可選的是，導(dǎo)流板508由一 PLC控制。在一示例性的實(shí)施例中，導(dǎo)流板508 通過氣動(dòng)致動(dòng)器514控制，該氣動(dòng)致動(dòng)器由一電控電磁閥516控制，而該電磁閥由一 PLC控制。在一些例子中，當(dāng)用PLC來控制顆粒導(dǎo)流閥500時(shí)，電磁閥可包括針閥(未示出)， 該針閥可以用來控制導(dǎo)流板508的速度。在對導(dǎo)流板508的速度進(jìn)行控制的過程中，針閥
13可使得在導(dǎo)流板508和顆粒導(dǎo)流閥500的內(nèi)壁間捕獲一顆粒的概率降至最低。此外，針閥還降低了導(dǎo)流板在與這些壁碰撞時(shí)的影響，因此，就減緩了磨損速度，從而延長了顆粒導(dǎo)流閥500的壽命。壁板518可以是可拆卸的，以允許方便的接觸顆粒導(dǎo)流閥500的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外， 壁板的可拆卸性使得操作者能夠在最短的停車時(shí)間內(nèi)對顆粒導(dǎo)流閥500的內(nèi)表面進(jìn)行監(jiān)測、清潔及/或維修?？刹鹦兜谋诎?18可以由金屬或合金(例如不銹鋼)制成。可替換的是，壁板可由透明材料制成，其允許操作者連續(xù)的監(jiān)測并觀察顆粒導(dǎo)流閥500中的狀況。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可拆卸的壁板518可以設(shè)置在顆粒導(dǎo)流閥500的任意側(cè)壁上。為了進(jìn)一步的幫助操作者觀察顆粒導(dǎo)流閥500的內(nèi)部情況，該可拆卸的壁板、或顆粒導(dǎo)流閥的內(nèi)部或外部的其他部分可以裝配一可選的諸如閃光燈等光源，以對顆粒導(dǎo)流閥500的內(nèi)部進(jìn)行照明，及/ 或一攝像機(jī)以允許操作者觀察顆粒導(dǎo)流閥500的內(nèi)部以發(fā)現(xiàn)問題。應(yīng)該理解的是，顆粒導(dǎo)流閥500的尺寸可以根據(jù)工藝中使用的設(shè)備的容量、特定生產(chǎn)運(yùn)行的規(guī)模以及其他因素進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步的，顆粒導(dǎo)流閥500可以由能夠承受起將要處在的條件(例如，沖擊其內(nèi)壁的顆粒的速度、顆粒的溫度等)的任何材料制成。在示例性的實(shí)施例中，顆粒導(dǎo)流閥500由不銹鋼制成。顆粒導(dǎo)流閥500 —般可以為倒置的Y型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)具有一休止角，該休止角能夠減少或避免顆粒在導(dǎo)流板508上聚集這一問題。虛線520穿過顆粒導(dǎo)流閥進(jìn)口 502 中部，并且將作為后述角度的基礎(chǔ)的軸線。角522和5M是獨(dú)立的，并且可以設(shè)置在約0° 至約90°之間，優(yōu)選在約15°至約60°之間，更優(yōu)選在約25°至約45°之間，最優(yōu)選約為 30°。為了進(jìn)一步的提升顆粒導(dǎo)流閥500的效率，可對其所有的會(huì)與顆粒接觸的內(nèi)表面進(jìn)行涂覆以減少及/或避免腐蝕、侵蝕及/或粘連的發(fā)生。表面涂覆工藝在前文中已有敘述。在美國第11/932，067號(hào)專利申請中記載了其他有關(guān)于表面涂覆的例子，在此將該專利申請全文引用如同全文敘述了一遍一樣。，在一些例子中，顆?？勺銐蛘骋员ＷC形成粉末包衣。在其他的實(shí)施例中，可能希望對顆粒進(jìn)行粉末包衣。無論動(dòng)機(jī)如何，粉末包衣可以在顆粒從干燥器的排出管234中排出后且在進(jìn)入顆粒導(dǎo)流閥500之前進(jìn)行。這可以通過耦接一供應(yīng)器或多個(gè)供應(yīng)器(未示出) 實(shí)現(xiàn)。供應(yīng)器例如可以是體積型供應(yīng)器及/或重量型供應(yīng)器，其將粉末提供至排出管234 或排出管234與導(dǎo)流閥之間的管路(未示出)。當(dāng)顆粒穿過排出管234或排出管234與導(dǎo)流閥之間的管路時(shí)，供應(yīng)器將粉末釋放給顆粒。顆粒導(dǎo)流閥最優(yōu)選位于該供應(yīng)器或多個(gè)供應(yīng)器的直接下游。顆粒從顆粒導(dǎo)流閥出口 504及/或506排出后，其將在圖1中附圖標(biāo)記12所指示的打包部12內(nèi)被打包。打包部12可以包括一個(gè)或多個(gè)用于對顆粒進(jìn)行打包操作的打包機(jī)。 在一示例性的實(shí)施例中，該打包部12采用了兩個(gè)獨(dú)立的打包機(jī)。應(yīng)該注意到在本文所述的工藝和系統(tǒng)中也可以使用兩個(gè)以上的打包機(jī)，這是很重要的。為了采用兩個(gè)以上的打包機(jī)，需要在顆粒導(dǎo)流閥上提供額外的出口?？商鎿Q的是， 可在前述顆粒導(dǎo)流閥的下游增加額外的顆粒導(dǎo)流閥。例如，可將三個(gè)顆粒導(dǎo)流閥環(huán)鏈?zhǔn)竭B接(daisy-chained)以為進(jìn)口提供四個(gè)出口。該四個(gè)出口可以為四個(gè)不同的打包機(jī)供料。 在另一種實(shí)施方式中，七個(gè)顆粒導(dǎo)流閥環(huán)鏈?zhǔn)竭B接(daisy-chained)可為進(jìn)口提供八個(gè)出口。該八個(gè)出口可以為八個(gè)不同的打包機(jī)供料。只要顆粒的生產(chǎn)量有需要，這種菊鏈?zhǔn)竭B接的方式理論上可以無限擴(kuò)展。如果需要，顆粒導(dǎo)流閥出口 504和506可以具有不同的尺寸。優(yōu)選的是，它們具有相同的尺寸以使得顆粒在進(jìn)入顆粒導(dǎo)流閥500到達(dá)各自的打包機(jī)前走過的距離是相同的。 此外出口 504和506可以可拆卸的耦接于(直接或間接的)各自的打包機(jī)上。在一些實(shí)施例中，可在出口 504和506以及各自的打包機(jī)之間設(shè)置一溝槽，顆?？梢宰杂傻耐ㄟ^這些溝槽從出口 504和506流至各自的打包機(jī)中。從離心干燥器200自由流出后，顆粒流經(jīng)顆粒導(dǎo)流閥500進(jìn)入打包機(jī)的一成型管中。成型管在圖6中有描繪，其附圖標(biāo)記為602，其通過一漏斗將顆粒傾倒入袋包中，并且保持袋包的開口打開使得顆粒能夠進(jìn)入?？蓪Τ尚凸?02進(jìn)行熱處理以避免其遭受腐蝕、侵蝕，及/或粘連，正如本申請前文中已經(jīng)敘述過的針對系統(tǒng)和工藝中的其他各種元件那樣。幾個(gè)因素就可以確定有多少材料將流進(jìn)顆粒導(dǎo)流閥500并且有多少會(huì)從顆粒導(dǎo)流閥的出口 504和506流出。這些因素包括顆粒的生產(chǎn)率以及導(dǎo)流板508在位置510或 512處的時(shí)長，而導(dǎo)流板508在位置510和512處停留的時(shí)長則部分取決于希望裝入一特定袋包內(nèi)的顆粒的多少。一單一 PLC (未示出)可對顆粒導(dǎo)流閥500以及每個(gè)打包機(jī)(未示出)進(jìn)行控制。 該P(yáng)LC可能夠令顆粒導(dǎo)向閥500動(dòng)作以使得導(dǎo)流板508保持在位置510或512上相等或不等的時(shí)長。為了制造不同尺寸的經(jīng)打包的材料，PLC可以令導(dǎo)流板508在一個(gè)位置510或 512上保持的時(shí)間比另一個(gè)位置512或510保持的時(shí)間長，以使得例如一臺(tái)打包機(jī)生產(chǎn)一磅一包的顆粒，而另一臺(tái)打包機(jī)生產(chǎn)兩磅一包的顆粒。相似的，如果使用多于一個(gè)顆粒導(dǎo)流閥 500及/或兩個(gè)打包機(jī)，則PLC也可對這些元件中的每一個(gè)進(jìn)行控制。盡管打包部12具有一個(gè)控制所有打包機(jī)的PLC，但可替換的是，由一個(gè)PLC通過導(dǎo)流閥來對該工藝和系統(tǒng)中的每個(gè)元件進(jìn)行控制。打包部12中的每個(gè)打包機(jī)還可以分別具有單獨(dú)的PLC控制器而不是一個(gè)PLC控制所有的打包機(jī)。在一些情況下，還可以將多個(gè)單獨(dú)的PLC聯(lián)合使用來控制該工藝和系統(tǒng)中的打包工序。例如，可以由一個(gè)PLC控制何時(shí)由打包機(jī)準(zhǔn)備打包，而另一個(gè)PLC控制打包工序中的其他參數(shù)(例如，袋包的大小、密封的開始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，以及密封溫度等)。由于操作員有目前為止已經(jīng)描述過的各種可用選擇，最終的被打包的產(chǎn)品的尺寸會(huì)有很大不同，當(dāng)然，這也可能是由于重復(fù)制造時(shí)的誤差產(chǎn)生的。也就是說，經(jīng)填充和密封的袋包重量上可能有所不同，會(huì)比期望的重量重或輕。為了降低或抵消這種重復(fù)生產(chǎn)中的誤差，以及其在大量經(jīng)填充的袋包的總重量上的影響，可以且最優(yōu)選在打包單元的下游安裝一磅秤?？梢杂冒醭哟_認(rèn)每個(gè)袋包的最終重量，及/或用磅秤獲得一個(gè)或多個(gè)袋包的平均重量，并將該信息傳遞回PLC以對導(dǎo)流板508的運(yùn)動(dòng)的定時(shí)進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選的是，磅秤獲得兩個(gè)或多個(gè)袋包的平均重量，并將該信息傳遞回PLC。例如，如果希望制造五十個(gè)一磅重的袋包，而前三個(gè)加工的袋包的平均重量為每個(gè)1. 02磅，則磅秤能將該信息傳遞回PLC使得PLC能夠調(diào)整導(dǎo)流板508的定時(shí)。在此例中，PLC將將使導(dǎo)流板508動(dòng)作加快以使得包袋將減少張口接納顆粒流的時(shí)間，從而減少進(jìn)入袋包的顆粒的總量，這樣就可以達(dá)到或接近期望的重量以抵消以前的重量誤差。本發(fā)明所使用的磅秤可選的可以是可編程的，以確定袋包是來自哪個(gè)打包機(jī)。這種可選的設(shè)計(jì)使
15得磅秤能夠?qū)⒛男┐虬鼨C(jī)打包的袋包是大于或小于期望值的這一信息準(zhǔn)確的傳遞給PLC?？蛇x的是，當(dāng)用于抵消重復(fù)生產(chǎn)的誤差的調(diào)節(jié)沒能糾正誤差時(shí)，則PLC自動(dòng)觸發(fā)一報(bào)警系統(tǒng)以警告操作員。此外，可選的是，打包機(jī)還裝備有真空能力以從袋包中排除空氣。真空能力允許將逆向空氣移除以使得在顆粒裝入袋包內(nèi)后，封袋前能夠平順的移除空氣，并能夠移除諸如多余粉末、水分、灰塵以及其他碎塊。多余的粉末、灰塵以及其他碎塊可能會(huì)聚集在袋包的內(nèi)表面和外表面，并可能在密封過程中造成問題。真空是可以從打包部12的多個(gè)位置施加的。最優(yōu)選的是，真空是從成型箍701下成型管602外(如圖7所示)施加的，這樣，就可以從成型管中抽吸逆向空氣。 施加的真空量可以調(diào)節(jié)的，可選擇的是，其定時(shí)可以是可調(diào)節(jié)的或連續(xù)的。當(dāng)涉及粉末應(yīng)用時(shí)，優(yōu)選連續(xù)的施加真空。圖7所示的成型管602的雙璧結(jié)構(gòu)有助于消散來自密封機(jī)構(gòu)的熱量并且起到了熱屏障的作用以降低凝結(jié)的水珠的聚集。由于內(nèi)壁704會(huì)與顆粒材料接觸，其最好也附著涂層以避免粘連，腐蝕以及侵蝕。 前述真空能力也受益于成型管602的雙壁結(jié)構(gòu)。成型管602的外壁由標(biāo)記706指代。成型管602的進(jìn)口或出口 708可以位于成型管602的外壁706的任意位置上，但最好位于成型管602的上部。將成型管602內(nèi)的空氣及/或微粒抽出(由圖7中的箭頭指示)形成真空是可能的，但也可向成型管602內(nèi)吹空氣(由一箭頭指示)。這在顆粒開始相互粘連、與設(shè)備相粘連時(shí)，或希望對顆粒材料及/或設(shè)備進(jìn)行冷卻時(shí)是有益的。在薄膜形成袋包之前，可將薄膜穿孔。通過在薄膜上形成小孔，空氣以及水分可從袋中滲出。這一特點(diǎn)是很重要的，因?yàn)榧幢闶谴袃H存在很少量的水分也可能為后續(xù)的對顆粒的加工帶來麻煩(例如在熔融罐中熔化打包的材料的過程中)。可在任何時(shí)候?qū)Ρ∧みM(jìn)行穿孔，但最好是在其剛好要通過成型箍701之前穿孔。每個(gè)袋包上的穿孔數(shù)量可以不同。一般來說，大袋包上的穿孔數(shù)量最好較多。例如，在某種實(shí)施方式中，在約9. 25英尺長的薄膜上有約64個(gè)穿孔。這樣，一個(gè)使用了約9. 25英寸的一磅重的袋包上的穿孔數(shù)就為約64個(gè)。穿孔的尺寸可以不同，但其直徑優(yōu)選小于約0. 04英寸，但最優(yōu)選小于約0. 024英寸?？赏ㄟ^現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的方式在薄膜上形成穿孔。例如，可令薄膜在從薄膜輥運(yùn)動(dòng)至成型箍701的過程中滾過一帶有多個(gè)尖突起的輥而形成穿孔。圖6示出了打包部12中的打包機(jī)的一部分。打包機(jī)可以是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種類型。在一示例性的實(shí)施例中，打包機(jī)是被稱為“豎直成型、填充并密封”的打包機(jī)。隨著顆粒604向下掉落通過成型管進(jìn)口 606，顆粒接連落入一適當(dāng)?shù)姆胖迷诔尚凸?02周圍和下方的打包材料中。實(shí)線610代表打包材料608的底，該底由一適當(dāng)?shù)乃矫芊鈾C(jī)構(gòu)(未示出)形成。密封610可以通過已知的任何密封手段形成，但優(yōu)選通過一水平加熱元件將打包材料608熱熔至自身形成密封。點(diǎn)劃線612代表袋包614的頂，也即是連續(xù)袋包加工工藝中的下一袋包的底。對于點(diǎn)劃線612的密封可以通過與前述實(shí)線610的密封方式相同的方式實(shí)現(xiàn)。打包材料608可以是任何適合保持顆粒的材料。其優(yōu)選由諸如商業(yè)可用的“佩特洛賽恩(Petrothane)421”和“拉奎恩(Lacquene) ”等能夠與顆粒一同熔融并與熔融的顆?；衔锵嗷旌蠑嚢璧幕衔镏瞥?。打包材料608的化合物以及厚度的選擇要保證其與顆?；旌虾笃诓粫?huì)損害顆粒化合物的期望特性。打包材料608的熔融溫度應(yīng)該與顆粒的化合物的熔融溫度足夠接近，優(yōu)選低于顆粒的化合物的熔融溫度。否則，當(dāng)顆粒熔融后，打包材料 608將凝結(jié)并可能漂浮及/或在應(yīng)用設(shè)備中造成阻塞。在一些實(shí)施例中，打包材料608的厚度為約12. 0密耳(mil)至約0. 5密耳之間(1密耳等于0. 001英寸、0. 025毫米)，優(yōu)選為約6. 0密耳至約0. 7密耳之間，更優(yōu)選為約4. 5密耳至約0. 75密耳之間，最優(yōu)選為約2. 0 密耳至約0. 8密耳之間，這樣有助于使得打包材料608在整個(gè)混合或熔融的顆粒的化合物 (包含顆粒以及打包材料)中的比例盡量的低。打包材料608的配方可以包括各種添加劑以有助于對混合或熔融的化合物的加工。關(guān)于打包材料608的性能與顆粒材料性能的其他細(xì)節(jié)已在美國再頒發(fā)專利第 36，177號(hào)中有所描述，本文將該專利全文并入作參照就像已經(jīng)全文記載了該專利。此外，在使用這樣的薄膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生困難并且應(yīng)該考慮在對薄膜進(jìn)行密封以行形成袋包時(shí)的最優(yōu)的熱量大小。如果使用的熱量過高，則可能會(huì)燒壞薄膜從而無法形成充分密封；而如果使用的熱量過低，則不能形成有效密封。作為示例，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在270華氏度下可對1密耳厚的薄膜有效密封且不會(huì)燒壞薄膜。然而，應(yīng)該注意，使用非常薄的薄膜是有益的。通過減小必須使用的薄膜的總量， 可以節(jié)省成本。此外，在薄膜與顆粒一同熔化的情況下，如果使用了更薄的薄膜，則就會(huì)有更少的薄膜熔入顆粒中并與其混合，這樣就可減少諸如凝結(jié)、雜質(zhì)以及發(fā)泡等有害反應(yīng)以及其他有害反應(yīng)的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種對粘性的及/或包含聚合物的配方材料進(jìn)行打包的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 一供應(yīng)部，其被配置為接收該粘性的及/或包含聚合物的配方；一混合部，其被配置為從該供應(yīng)部接收該粘性的及/或包含聚合物的配方，對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行混合、融化，及/或攪拌；一成粒部，其被配置為從該混合部接收該粘性的及/或包含聚合物的配方，并對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行成粒操作；一干燥部，其被配置為從該成粒部接收該粘性的及/或包含聚合物的配方，并對經(jīng)成粒的粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行干燥； 一顆粒導(dǎo)流閥，其包括一被配置為從該干燥部接收一顆粒入流的進(jìn)口 ；以及至少一個(gè)第一出口以及一個(gè)第二出口，每個(gè)出口都被配置為放出一顆粒出流；以及分別與該顆粒導(dǎo)流閥的至少第一出口以及第二出口連通的至少一第一打包裝配體以及一第二打包裝配體；其中，至少該第一打包裝配體以及第二打包裝配體從該顆粒導(dǎo)流閥交替地接收一特定數(shù)量的顆粒以允許對顆粒進(jìn)行連續(xù)打包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，其中，該至少第一打包裝配體和第二打包裝配體均包括一垂直成型管，該成型管具有一被配置為接收顆粒入流的進(jìn)口以及一被配置為放出顆粒出流的出口 ；一打包材料，其放置在成型管周圍和成型管下方，其中，該打包材料被配置為收集該特定數(shù)量的顆粒；以及一水平密封機(jī)構(gòu)，其被配置為將打包材料密封為用于容納該特定數(shù)量顆粒的獨(dú)立袋包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括一可編程控制器，該可編程控制器與該顆粒導(dǎo)流閥中的至少一個(gè)或至少該第一打包裝配體及第二打包裝配體電連接；其中，該顆粒的特定數(shù)量由該可編程邏輯控制器來控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，其中，該粘性的及/或包含聚合物的配方是粘性聚合物配方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，其中，該粘性聚合物配方是熱熔融膠粘劑、壓敏膠粘劑、熱熔融壓敏膠粘劑、或浙青。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的系統(tǒng)，還包括一設(shè)置在供應(yīng)部、混合部、成粒部、干燥部、顆粒導(dǎo)流閥，或打包裝配體的一個(gè)或多個(gè)與該粘性聚合物配方相接觸的表面上的內(nèi)表面涂層；其中，該內(nèi)表面涂層減少腐蝕、侵蝕及/或該粘性聚合物配方對該一個(gè)或多個(gè)表面的粘連的發(fā)生。
7.一種對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，該方法包括 將該粘性的及/或包含聚合物的配方送至一供應(yīng)部；在一混合部對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行混合、融化，及/或攪拌； 在一成粒部對該粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行成粒操作； 在一干燥部對經(jīng)成粒的粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行干燥； 連續(xù)的將一特定數(shù)量的顆粒導(dǎo)流通過一顆粒導(dǎo)流閥的至少一第一出口以及一第二出口，以及用一打包裝配體將該至少該特定數(shù)量的顆粒收集至一袋包中，其中，該打包裝配體設(shè)置在該顆粒導(dǎo)流閥的第一出口或第二出口之一的位置上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，其中，該打包裝配體包括一垂直成型管，該成型管具有一被配置為接收顆粒入流的進(jìn)口以及一被配置為放出顆粒出流的出口 ；一打包材料，其放置在成型管周圍和成型管下方，其中，該打包材料被配置為收集該特定數(shù)量的顆粒；以及一水平密封機(jī)構(gòu)，其被配置為將打包材料密封為用于容納該特定數(shù)量顆粒的獨(dú)立袋包。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，其進(jìn)一步包括用一與該顆粒導(dǎo)流閥中的至少一個(gè)、或該第一打包裝配體或第二打包裝配體電連接的可編程控制器對該特定數(shù)量的顆粒進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，其中， 該粘性的及/或包含聚合物的配方是粘性聚合物配方。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，其中， 該粘性聚合物配方是熱熔融膠粘劑、壓敏膠粘劑、熱熔融壓敏膠粘劑、或浙青。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，還包括在干燥后對粘性的及/或包含聚合物的配方的顆粒進(jìn)行粉末包衣。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，還包括對袋包施加真空以從袋包中移除空氣或不期望的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對粘性的及/或包含聚合物的配方進(jìn)行打包的方法，還包括對袋包進(jìn)行穿孔。
15.一種連續(xù)打包裝配體裝置，包括一垂直成型管，該成型管具有一被配置為接收以特定數(shù)量的顆粒的進(jìn)口以及一被配置為放出該特定數(shù)量的顆粒的出口 ；一打包材料，其放置在成型管周圍和成型管下方，其中，該打包材料被配置為收集該特定數(shù)量的顆粒；以及一水平密封機(jī)構(gòu)，其被配置為將打包材料密封為用于容納該特定數(shù)量顆粒的獨(dú)立袋包。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的連續(xù)打包裝配體裝置，其進(jìn)一步包括以真空吸塵器，其被配置為將空氣和不期望的材料從各袋包中移除。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的連續(xù)打包裝配體裝置，其中，該垂直成型管還包括一內(nèi)表面涂層，該涂層被配置為減少顆粒對成型管的粘連，減輕對成型管的腐蝕，及/或?qū)Τ尚凸艿那治g。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的連續(xù)打包裝配體裝置，其中，打包材料的熔點(diǎn)小于或大約等于顆粒的熔點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的連續(xù)打包裝配體裝置，其進(jìn)一步包括一可編程邏輯控制器，其被配置為對容納在各袋包中的該顆粒的特定數(shù)量進(jìn)行控制。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的連續(xù)打包裝配體裝置，其進(jìn)一步包括一切割元件，其被配置為將各袋包從打包裝配體裝置上移除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對顆粒連續(xù)打包的工藝。顆粒可以由粘性的及/或包含聚合物的配方形成。部分的實(shí)施例還涉及對顆粒連續(xù)打包的系統(tǒng)。余下的實(shí)施例涉及對顆粒連續(xù)打包的系統(tǒng)和工藝的各個(gè)部件。
文檔編號(hào)B65B9/20GK102333701SQ201080010336
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者德維恩·弗雷, 杜恩·布斯, 杰夫·羅斯, 梅琳達(dá)·凱, 艾德·貝克納 申請人:戈拉工業(yè)公司