專利名稱：用于高粘度液體的交替分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高粘度液體的交替分配器，它包括一中間分配室(1)，一產(chǎn)品管線I(2)和兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)通到其中，其特征為，每個(gè)產(chǎn)品閥(3)包括一殼體(4)和一殼體擴(kuò)大部分(5)，連同一個(gè)帶有閥塊(8)的閥活塞(7)，和一任選的輔助閥(10)，其中，殼體構(gòu)成導(dǎo)向缸，其有沿側(cè)向分枝的產(chǎn)品管線II(6)，殼體擴(kuò)大部分在分枝的產(chǎn)品管線II(6)的對(duì)面?zhèn)龋y活塞可沿軸向在殼體中移動(dòng)，它在關(guān)閉位置與一閥座(9)接合，該閥座嵌入中間分配室(1)的壁中。特別是，本發(fā)明涉及用于將聚合物熔液交替分配至兩個(gè)交替操作的處理單元上的裝置，例如通過兩個(gè)聚合物過濾器或加工擠出機(jī)和?；?。
具有產(chǎn)品供應(yīng)管線和至少兩個(gè)可同時(shí)或交替操作的產(chǎn)品閥的產(chǎn)品分配器是已為人所知的(美國專利5269348和5499652)。這種產(chǎn)品分配器應(yīng)當(dāng)盡可能沒有死空間，因?yàn)楫a(chǎn)品在這種停滯區(qū)的較長的停留時(shí)間將造成產(chǎn)品品質(zhì)的受損，并且，在聚合物的情況下，還造成分解和交聯(lián)。這樣，按照美國專利5269348的產(chǎn)品分配器的閥有一殼體和一在閥塊上的蘑菇形頭部，殼體在一側(cè)擴(kuò)大并構(gòu)成導(dǎo)向缸，它們同時(shí)作用，產(chǎn)生在閥中沒有死空間的均勻流動(dòng)。為了防止在產(chǎn)品管線中停滯的情況，一部分產(chǎn)品必須轉(zhuǎn)向并連續(xù)送至收集罐或類似物中。在按照美國專利5499652的產(chǎn)品分配器中，中間分配室的體積通過一流動(dòng)置換器而減小得盡可能小。這兩種方案對(duì)于所有產(chǎn)品閥在其中基本常開的產(chǎn)品分配器來說是可以被接收的，但是對(duì)于其中兩個(gè)產(chǎn)品閥中的一個(gè)常閉的交替分配器來說，則是不合適的。
還進(jìn)一步知道，借助熱蒸汽的流動(dòng)，不參與操作的用于聚合物熔液的過濾裝置可以被清理(DE 19649013A)。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)在開始時(shí)說明的那樣類型的交替分配器，以便在即使有經(jīng)常交替關(guān)閉的產(chǎn)品閥的情況下產(chǎn)品流也可完全均勻地流過中間分配室和第二打開的產(chǎn)品閥，而不形成死空間，特別是在分配室中。此外，任何時(shí)候在閥關(guān)閉時(shí)，停留在閥中的產(chǎn)品的分解或交聯(lián)的情況應(yīng)當(dāng)盡可能避免。
按照本發(fā)明，此任務(wù)通過前述那種類型的交替分配器來解決，其特征為—兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)相對(duì)于產(chǎn)品管線I(2)成Y字形布置，其特征為，兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)的中心線彼此成100°～140°的角并與產(chǎn)品管線I(2)的中心線成50°～70°的角，—閥塊(8)有一蘑菇形置換器頭部(11)，它在閥關(guān)閉時(shí)完全位于中間分配室(1)中，相對(duì)于分配室壁而形成一間隙(i)，以允許產(chǎn)品流動(dòng)，它的軸部(12)在閥打開時(shí)位于分枝的產(chǎn)品管線II(6)的范圍處，—中間分配室(1)包括一位于其中的置換器頭部(11)，除去垂直于產(chǎn)品流而布置的表面或邊緣外，該分配室只有與產(chǎn)品流成鈍角的表面和邊緣。
優(yōu)選是，在殼體擴(kuò)大區(qū)(5)，產(chǎn)品閥殼體(4)有一閥座(13)，輔助閥(10)的閥活塞的閥塊在關(guān)閉位置與所述閥座接合，上述閥塊可在構(gòu)成導(dǎo)向缸的殼體中移動(dòng)，其特征為，輔助閥(10)的殼體可任選地與可密封的管線(15)連接，該管線(15)用于排氣和/或產(chǎn)品排放和/或用于供給輔助劑如空氣或氮?dú)饣蛘羝?br> 本發(fā)明的突出之處為，它避免了普通的切換或交替閥的缺點(diǎn)。交替分配器遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的閥。為了得到其卓越的性能，按照本發(fā)明，交替分配器具有下面的特定特征。
與已知的分配器相比，沒有表面或邊緣橫向放置成與流動(dòng)方向成90°。這樣，在任何能延長產(chǎn)品停留時(shí)間的表面上都不會(huì)產(chǎn)生堵塞。殼體壁沿產(chǎn)品流動(dòng)路徑的所有角度位置要如此固定，以使它們總是形成一鈍角或銳角，而且這樣就不會(huì)在流動(dòng)路徑中產(chǎn)生死空間。由于所選的公差，故沒有太大的死空間。殼體與活塞的形狀能產(chǎn)生一動(dòng)力流，該動(dòng)力流能均勻地掃過整個(gè)殼體空間。不管產(chǎn)品閥的活塞形狀如何，由于閥殼體在必需的地點(diǎn)擴(kuò)大，故分配器中總的壓力損耗較小。
在本交替分配器中，活塞和閥座要如此構(gòu)造，以便能得到一平滑的、無搖動(dòng)的開放流動(dòng)特性。閥的開放流動(dòng)特性使之能將分配器設(shè)計(jì)成全自動(dòng)地切換。除去閥殼體外，閥座也是平滑的開放流動(dòng)特性的有利的原因。分配器殼體中的有意加長的開口錐和所選的公差使閥能緩慢打開，而不會(huì)有突然的壓力增加。
關(guān)閉的閥的蘑菇形置換器頭部要如此設(shè)定，以使它越過中心線伸入相對(duì)的管子空間中。這樣，蘑菇頭對(duì)直而短的產(chǎn)品路徑產(chǎn)生阻力并迫使產(chǎn)品的大部分質(zhì)量沿殼體壁處的較長路徑滑動(dòng)。鈍角有利于此產(chǎn)品的導(dǎo)向。這樣，就產(chǎn)生很好的沖洗作用。為了減少蘑菇軸的比較高的壓力損耗，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)壁的沖洗特別有利的作用，軸根部的直徑減得盡可能小。這樣，比較大的蘑菇頭進(jìn)一步使流動(dòng)朝蘑菇的根部移動(dòng)。這種設(shè)計(jì)特征也用于改進(jìn)產(chǎn)品流沿殼體的較長的外壁的導(dǎo)向。
殼體要這樣設(shè)計(jì)，以使聚合物的流動(dòng)被導(dǎo)向。安裝好的閥活塞的壓力差要如此設(shè)計(jì)，以便能保證所有角落與邊緣的沖洗。產(chǎn)品閥彼此間的定位要如此優(yōu)化，以使聚合物經(jīng)分配器空間的流動(dòng)能保證最佳的流動(dòng)而無流動(dòng)靜止區(qū)。彼此間的優(yōu)選的120°的角度定位就分配器結(jié)構(gòu)的總產(chǎn)品而言是最佳的。可行的角度定位范圍為100°～140°。
產(chǎn)品閥可按原來已知的方式裝備以輔助閥，以用于排氣和/或排放和/或供給輔助劑。輔助閥最好如此布置，以便在操作以后它們可以流出。當(dāng)高粘度液體是容易碳化的聚合物熔液時(shí)，這是特別有益的。在很多情況下，輔助閥在產(chǎn)品閥上沿切向安裝是合適的。
按照本發(fā)明的交替分配器可以用于要從單個(gè)供應(yīng)管線交替地分配至兩個(gè)出口管線(或反過來分配)的任何粘性液體。優(yōu)選的應(yīng)用是聚合物熔液的分配。這種聚合物的例子有聚乙烯、對(duì)苯二甲酸酯、聚丙烯對(duì)苯二甲酸酯、聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯、聚酰胺6、聚酰胺6.6，聚碳酸酯、聚烯烴及其共聚物。在此情況下，分配器與聚合物管線必須用一個(gè)或更多的加熱套包住，在該套中有合適的傳熱介質(zhì)循環(huán)。同樣可以采用其它的加熱器例如帶式加熱器。
聚合物顯示出在熱的無壓力空間中分解為低粘度和高粘度物質(zhì)的不良性能。低粘度產(chǎn)品經(jīng)過一段時(shí)間變成氣體并消失在大氣中，而高粘度產(chǎn)品則碳化。碳的形成最終造成管線與閥的全部堵塞。如果交替分配器中的一個(gè)閥關(guān)閉，并且較長時(shí)間不用，則建議進(jìn)行加水分解作業(yè)，以清理閥。加水分解可防止產(chǎn)品在閥中碳化。在開始加水分解以前，聚合物必須完全排出。蒸汽不能把聚合物推出，因?yàn)樗鼉?yōu)選為1-2bar的絕對(duì)壓力，特別優(yōu)選為1.0-1.3bar。用于加水分解的蒸汽可有利地經(jīng)由裝在產(chǎn)品閥的基本結(jié)構(gòu)上的輔助閥而供給。采用這一措施，加水分解可直接在聚合物閥的閥座上開始。必須小心安全去掉蒸汽，它可能載有齊聚的加水分解產(chǎn)品。根據(jù)是輔助閥還是產(chǎn)品閥受到水解清理，蒸汽的去掉可經(jīng)由輔助閥上的排氣噴嘴或經(jīng)由產(chǎn)品管線II中的相應(yīng)的排空口而得到保證。
下面參考附圖更詳細(xì)地討論本發(fā)明

圖1和2示出按照本發(fā)明的交替分配器，它們分別不具有和具有輔助閥。
圖3示出中間分配室，它具有一個(gè)關(guān)閉的和一個(gè)打開的產(chǎn)品閥；以及圖4示出產(chǎn)品經(jīng)過圖3的中間分配室的流動(dòng)。
圖1示出交替分配器，它包括向中間分配室(1)打開的產(chǎn)品管線I(2)和兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)(未完全示出)。產(chǎn)品管線II(6)朝下，其角度可達(dá)90°。右面的產(chǎn)品閥(3)處于閥的關(guān)閉位置，而左面的產(chǎn)品閥則處于閥的打開位置。產(chǎn)品閥(3)本身對(duì)應(yīng)于美國專利5269348，只是蘑菇形置換器頭部(11)的幾何形狀不同。殼體(4)在與產(chǎn)品管線II(6)分枝相對(duì)的一側(cè)擴(kuò)大，這樣，在擴(kuò)大部分(5)與置換器頭部(11)的相互關(guān)系中，主產(chǎn)品流被偏轉(zhuǎn)并在閥的整個(gè)橫截面上均勻分配，因而在出口管線(6)的整個(gè)橫截面上均勻分配。在殼體(4)中傳輸?shù)拈y活塞(7)帶有閥塊(8)，其在關(guān)閉位置與帶有一細(xì)長開口錐的閥殼體座(9)相配合。閥塊(8)帶有在圖3中更詳細(xì)地示出的蘑菇形置換器頭部(11)，該頭部在閥關(guān)閉時(shí)完全位于分配室(1)中，在置換器頭部(11)與分配器室(1)的壁之間只留下足以用于產(chǎn)品流的間隙(i)。當(dāng)閥打開時(shí)，置換器頭部(11)如此處所示位于產(chǎn)品管線II(6)分枝的范圍處，以便在該處執(zhí)行其阻塞與分配功能。
圖2示出結(jié)構(gòu)與圖1相似的交替分配器。不過，在殼體擴(kuò)大部分(5)區(qū)，兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)各自都與一輔助閥(10)相連。輔助閥(10)可通過連接件(14)而用傳熱液體加熱。如果需要，可經(jīng)由連接器(15)供給用于水解聚合物殘?jiān)目諝饣虻獨(dú)饣蛘羝?br> 圖3示出了置換器頭部(11)的幾何形狀及其在分配室(1)中的位置。閥活塞(a)、閥座(b)、置換器頭部(11)的軸(c)和蘑菇頭(d)的直徑有這樣的比例a∶b∶c＝1∶(0.75-0.90)∶(0.4-0.5)，而d＝(0.90-0.99)*b。
閥塊(e)、軸(f)、蘑菇形置換器頭部(11)的蓋的下部(g)和上部(h)的高度，以及頭部和壁之間在閥關(guān)閉時(shí)的間隙的寬度(i)有這樣的比例e∶f∶g∶h∶i＝(0.6-0.8)∶(1.3-1.7)∶1∶(0.95-1.05)∶(0.2-0.35)，而d＝(0.9-1.1)*(g+h)e+f+g＝(1.0-1.05)*tt為產(chǎn)品管線II(6)在分枝處的直徑。
置換器頭部(11)的幾何形狀與分配室(1)的幾何形狀，以及生產(chǎn)管線I(2)和產(chǎn)品閥(3)的Y字形布置產(chǎn)生如圖4的箭頭所示的在整個(gè)橫截面上的產(chǎn)品的均勻流動(dòng)。特別是，分配室(1)不具有與產(chǎn)品流成直角的表面或邊緣，反而是，所有表面與邊緣與產(chǎn)品流成一銳角或鈍角。產(chǎn)品閥(3)的中心線彼此形成一100°-140°的角，最好是120°，而與產(chǎn)品管線I(2)的中心線則成50°-70°的角。產(chǎn)品管線II(6)最好構(gòu)造成有一個(gè)從水平至垂直向下達(dá)90°的取向。
權(quán)利要求
1.用于高粘度液體的交替分配器，它包括一中間分配室(1)，一產(chǎn)品管線I(2)和兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)通向其中，其特征為，每個(gè)產(chǎn)品閥(3)包括一殼體(4)和一殼體擴(kuò)大部分(5)，連同一個(gè)帶有閥塊(8)的閥活塞(7)，和一任選的輔助閥(10)，該殼體構(gòu)成導(dǎo)向缸，其具有沿側(cè)向分枝的產(chǎn)品管線II(6)，殼體擴(kuò)大部分在分枝的產(chǎn)品管線II(6)的對(duì)面?zhèn)?，閥活塞可沿軸向在殼體中移動(dòng)，它在關(guān)閉位置與一閥座(9)配合，該閥座嵌入中間分配室(1)的壁中，—上述兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)相對(duì)于產(chǎn)品管線I(2)成Y字形布置，其特征為，兩個(gè)產(chǎn)品閥(3)的中心線彼此成100°-140°的角并與產(chǎn)品管線I(2)的中心線成50°-70°的角，—閥塊(8)有一蘑菇形置換器頭部(11)，它在閥關(guān)閉時(shí)完全位于中間分配室(1)中，相對(duì)于分配室壁而形成一間隙(i)，以允許產(chǎn)品流動(dòng)，它的軸(12)在閥打開時(shí)位于分枝的產(chǎn)品管線II(6)的范圍處，—中間分配室(1)包括位于其中的置換器頭部(11)，除去垂直于產(chǎn)品流而布置的表面或邊緣外，該分配室只有與產(chǎn)品流成銳角或鈍角的表面和邊緣。
2.如權(quán)利要求1的交替分配器，其特征為，閥座(9)有一長的開口錐。
3.如權(quán)利要求1或2的交替分配器，其特征為，—閥活塞(a)、閥座(b)、置換器頭部的軸(c)和蘑菇頭(d)的直徑有這樣的比例a∶b∶c＝1∶(0.75-0.90)∶(0.4-0.5)，而d＝(0.90-0.99)*b?！y塊(e)、軸(f)、蘑菇形置換器頭部的蓋的下部(g)和上部(h)的高度，以及頭部和壁之間在閥關(guān)閉時(shí)的間隙的寬度(i)有這樣的比例e∶f∶g∶h∶i＝(0.6-0.8)∶(1.3-1.7)∶1∶(0.95-1.05)∶(0.2-0.35)而d＝(0.9-1.1)*(g+h)e+f+g＝(1.0-1.05)*tt為產(chǎn)品管線II在分枝處的直徑。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的交替分配器，其特征為，在殼體擴(kuò)大區(qū)(5)中，產(chǎn)品閥殼體(4)有一閥座(13)，輔助閥(10)的閥活塞的閥塊在關(guān)閉位置與該閥座接合，上述閥塊可在構(gòu)成導(dǎo)向缸的殼體中移動(dòng)，其特征為，輔助閥(10)可任選地與可密封的管線(15)連接，該管線(15)用于排氣和/或排放和/或用于供給輔助劑。
5.如權(quán)利要求4的交替分配器，其特征為，輔助閥(10)連至管線(15)上，以用于供給氣體或蒸汽。
6.如權(quán)利要求5的交替分配器，其特征為，當(dāng)輔助閥(10)打開時(shí)，氣體或蒸汽流過輔助閥的殼體和產(chǎn)品閥(3)的殼體，并經(jīng)由排空孔而再次出去。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的交替分配器，其特征為，交替分配器和任選的輔助閥是可加熱的。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的交替分配器，其特征為，高粘度液體任選地經(jīng)由產(chǎn)品管線I(2)而供應(yīng)，而經(jīng)由產(chǎn)品管線II(6)運(yùn)走，或經(jīng)由產(chǎn)品管線II(6)而供應(yīng)，而經(jīng)由產(chǎn)品管線I(2)運(yùn)走。
全文摘要
用于高粘度液體的交替分配器,它包括一產(chǎn)品管線I(2)和用于此目的的兩個(gè)產(chǎn)品閥(3),產(chǎn)品管線I排放至一中間分配室(1)中,該室沒有垂直于產(chǎn)品流的表面與邊緣,產(chǎn)品閥成Y字形布置,各自有一產(chǎn)品管線II(6)和一任選的輔助閥,其特征為,產(chǎn)品閥(3)的閥塊(8)有一蘑菇形置換器頭部(11、12),該頭部在閥關(guān)閉時(shí)位于分配室(1)內(nèi),而在閥打開時(shí)則位于產(chǎn)品管線II(6)的范圍處。
文檔編號(hào)B29C47/58GK1359326SQ00809375
公開日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2000年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者弗迪蘭德·芬克爾德爾, 沃爾特·施瑙斯 申請(qǐng)人:齊默爾股份公司