專利名稱：用于處理熱塑性合成塑料材料的裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于處理待回收的熱塑性合成塑料材料的裝置，包括供要處理的材料用的第一和第二容器，在這些容器中有用于混合和加熱材料的繞縱軸旋轉(zhuǎn)的刀具，其中材料從第一容器經(jīng)由連接管到達與抽真空裝置相連的第二容器，并且其中第一容器在上方具有一個供要處理的材料用的進料口，且連接管在第二容器中的開口的水平面高于在此容器內(nèi)旋轉(zhuǎn)的刀具，且其中處理過的材料由至少一個螺桿經(jīng)出料口帶出第二容器，借此此容器被真空密封。
已知EP632759B中有這樣一種裝置。通常，如果要處理的材料無特殊要求，特別是對空氣進入和/或過熱的敏感度和/或是否要避免分子鏈長度縮短，則這種裝置可以勝任工作。
本發(fā)明的目的在于改進最初所述類型的裝置，以使難以處理的材料特別是PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)也能溫和并連續(xù)地得到處理，而沒有此材料被過強的熱影響所破壞的危險。尤其對于PET來說，要力爭避免IV值(本征粘度)降低，如果可能，甚至是提高此值，這相當于提高了由回收的合成塑料材料所加工成的產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
本發(fā)明通過以下特征解決此任務在同樣與抽真空裝置相連的第一容器的進料口上連接一個閘，并且在兩個容器中都上下布置了至少兩套分別在不同水平面旋轉(zhuǎn)的刀具，其中在第一容器中進料口的位置高于在此容器中旋轉(zhuǎn)的最高的刀具，而第二容器中的出口的位置至少基本上位于在此容器中旋轉(zhuǎn)的最低的刀具的水平面上，并且其中在每個上述兩容器中，對于旋轉(zhuǎn)刀具的每個水平面，都有至少一個溫度傳感器，該傳感器的位置高于相應的水平面。這樣，提供給此裝置的要回收的合成塑料材料從其引入第一容器開始，直到被螺桿傳送出第二容器一直都處于真空下，從而避免了有害大氣的影響且材料如同在高壓釜中被進行處理一樣。通過在每個容器中不同高度上旋轉(zhuǎn)的刀具，對于每個容器，被處理材料在相應容器中都達到了足夠的停留時間，這對于使材料達到均質(zhì)化有很大幫助。在第一容器中，通過閘供應的材料從上方到達最高的旋轉(zhuǎn)刀具，并被這些刀具帶動進行攪拌漏斗形式的沿容器軸旋轉(zhuǎn)的運動。被位于第一容器上部的刀具處理過的材料逐漸到達這些刀具下方的區(qū)域，被位于下部的刀具帶起并同樣以攪拌漏斗的形式被此刀具旋轉(zhuǎn)。若在各個容器中有更多的刀具水平面，則重復此過程。如果對于高于相應的刀具水平面的每個這些水平面都布置一個溫度傳感器，則通過適當?shù)乜刂七@些溫度傳感器指示的值，就可以避免被處理材料的過熱，從而避免它在任何處遭到熱破壞。
在特殊情況下，在每個上述兩容器中至少向旋轉(zhuǎn)刀具的最低水平面提供一個溫度傳感器就已經(jīng)足夠，其中溫度傳感器的位置高于與之相應的水平。
處理過的材料經(jīng)過連接管從第一容器到達第二容器，并在此容器之內(nèi)同樣從上方供應到在此容器中旋轉(zhuǎn)的刀具上。被第二容器中這些刀具處理的方式與在第一容器中的類似，即材料首先被最高的刀具帶起并逐漸到達位于下方的刀具的區(qū)域。如此完全均勻化的材料最終被第二容器中最低的刀具壓入第二容器的出口并被與此出口連接的螺桿傳送走。此螺桿在真空密閉下工作，例如通過擠壓輸入其中的材料從而使第二容器內(nèi)部產(chǎn)生的真空在處理過的材料被傳送走時仍能保持。在螺桿的入口處得到一種結(jié)晶到期望程度、但一點也沒被熱破壞的完全均質(zhì)化的材料。出乎意料的是，已發(fā)現(xiàn)IV值甚至會增大，從而由如此獲得的回收材料可以制出具有期望的高穩(wěn)定性的產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，配備了抽真空裝置，以在兩個容器內(nèi)產(chǎn)生不同的真空條件，并在連接管內(nèi)設置了一個轉(zhuǎn)接閘。這樣，就可以在兩個容器之內(nèi)以不同的真空進行處理，而不會因為被處理的材料從第一容器到第二容器傳送而削弱壓力差。盡管有此真空閘，也可以實現(xiàn)連續(xù)處理方式，因為可以操作閘，使被處理過的材料從第一容器中保持連續(xù)地傳送出并同樣足夠連續(xù)地供應給第二容器。
為保持兩個容器之中的真空，有一個真空泵便已足夠。但是如果期望在兩個容器中有不同的真空條件，則更可取的是真空裝置中為每個容器配至少一個真空泵。此外在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，適宜的是在每個容器上都連有一個用來控制相應容器內(nèi)部的真空的裝置，此控制裝置可調(diào)地控制相應容器內(nèi)部的真空，從而在每個容器內(nèi)部都可以獲得各自期望的真空并加以保持。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，至少一個容器的刀具固定在疊加的盤形刀具架上，其中這些刀具架中至少有一個的盤緣象盤子一樣向上彎曲。通過這種盤形刀具架，確保了處理后的材料只能通過此刀具架的邊緣與相應的容器的內(nèi)壁之間的環(huán)形間隙從上面落至下面。這有利于保持每個單獨的塑料顆粒在相應容器內(nèi)的所需停留時間。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點可以從附圖
中簡略示意的示例性實施方案的說明中看出。
附圖所示的裝置包括通過連接管3彼此連接在一起的兩個容器1、2。要處理的熱塑性合成塑料材料，往往是PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，特別是以瓶子和瓶子前體、箔、纖維等等的粉碎材料的形式，即主要是處于預粉碎的形式，它的提供是通過由傳送帶4送入漏斗5進行的，在漏斗5的出口端連有一個可以設計為真空閘的閘6，從而其內(nèi)部7可以通過管線8與抽真空裝置9相連。閘6具有上下兩個真空密閉門10、11，它們可以由適合以水力或空氣控制的雙動式液壓缸12來移動。通過閘6，在不斷向容器1導入要回收的材料時也能在容器1內(nèi)保持足夠的真空，為此容器1的內(nèi)部通過管線13與抽真空裝置9的真空泵14相連。用真空測量裝置15不斷地測量此真空，并將測量值通過線17反饋給通過管線18與抽真空裝置9連接的控制裝置16，以使抽真空裝置9不斷地提供容器1內(nèi)期望的真空。
閘6的出口端與在容器1的上部區(qū)域或蓋20上的入口19相連，從而使導入的要回收的合成塑料材料從上方落在刀具21上，其中刀具21裝于刀具架22上，而刀具架22通過真空密閉地貫穿容器底23的豎軸24在馬達25的驅(qū)動下繞軸24的軸線沿箭頭26方向旋轉(zhuǎn)。在最高的刀具架22下彼此間隔地固定在軸24上的另一刀具架22上安裝了類似的刀具21。這些刀具架22中最低的一個位于緊挨容器1的底23的上方，使得所載的刀具21處于出料口27的水平，通過該出料口27螺桿29的殼28成切線連接在容器1上。此出料口27同時構(gòu)成螺桿殼28的入口。這樣，最低刀具架22上的旋轉(zhuǎn)刀具21一方面通過離心作用，另一方面，如果刀具21相應地安置刀具架22上，通過刮刀的方式將處理后的材料壓進螺桿29的螺環(huán)中。
每個刀具架22的刀具21使得被它們帶起的合成塑料材料繞容器1的軸旋轉(zhuǎn)，由此材料以攪拌漏斗30的形式升起。刀具架22上方，在容器1的側(cè)壁31上的攪拌漏斗區(qū)域間隔布置了溫度傳感器32。每個溫度傳感器32通過線33與控制裝置34相連。此控制裝置34通過線40控制驅(qū)動刀具21進行旋轉(zhuǎn)運動的馬達25的轉(zhuǎn)速，以避免容器1內(nèi)所處理的材料的過熱現(xiàn)象。
通過馬達35驅(qū)動的螺桿29將容器1內(nèi)處理的材料傳送到通過進料口37并入第二容器2的連接管3中，其中進料口37位于蓋36中或第二容器2的上部區(qū)域內(nèi)。在此容器2內(nèi)，旋轉(zhuǎn)刀具21以類似于容器1中的方式固定在刀具架22上，其中刀具架22位于進料口37之下并通過軸38在馬達39的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。此馬達39的轉(zhuǎn)速同樣由控制裝置41通過線42控制，以使由溫度傳感器32測得的容器2內(nèi)所處理的合成塑料材料的溫度不超出預定的溫度值。
刀具21也可以從上面驅(qū)動。在這種情形下，馬達25或39分別位于容器1或2各自的上方，而軸24或38也分別各自真空密閉地貫穿蓋20或36。
容器2也可以抽真空，為此它通過管43連接在抽真空裝置9的真空泵44上。容器1、2可以都用同一真空泵抽真空。不過，為了提高機器的通用性，優(yōu)選為兩個容器1、2提供獨立的真空泵14、44，因為這樣就可以以一種簡單的方式在兩個容器1、2中獲得和保持不同的真空條件。容器2內(nèi)的壓力由真空測量裝置45測量，并通過控制裝置46指示給抽真空裝置9，以使容器2內(nèi)以與容器1中類似的方式總具有期望的真空條件。
處理后的合成塑料材料通過螺桿47從容器2中排出，其中螺桿47的殼48以與容器1中所述類似的方式通過出料口49與容器2相連。此出料口49位于容器2的最低刀具架22所載的刀具21的高度上，因此螺桿47的填充與螺桿29的填充方式類似。螺桿47的核心直徑沿傳送方向(箭頭50)增大，因此通過出料口49供應給螺桿的材料首先被擠壓。由此，螺桿47與其殼48一起充當容器2的真空密封。在此擠壓區(qū)之后，螺桿47的核心直徑減小，從而產(chǎn)生了一個螺桿47傳送的材料的松馳區(qū)51。在此松馳區(qū)51可有至少一個排氣孔52穿透螺桿的殼48。孔52上連有用于傳走氣體的管53。此氣體的傳走可以由抽真空裝置9的一個真空泵54來協(xié)助完成。泵54所產(chǎn)生的真空可以通過真空測量裝置55控制。
如果需要，真空泵14、44、45可以分配給不同的抽真空裝置9，不過，通常產(chǎn)生真空的構(gòu)件都結(jié)合在同一抽真空裝置9中。
如果要在容器1和2內(nèi)保持不同的真空條件，而螺桿29和它的殼28也不在容器1、2之間構(gòu)成真空密封，則適宜的是在連接管3中提供一個轉(zhuǎn)接閘56，其閘室57由兩個門58、59限定，其中兩個門58、59以類似于閘6中所述的方式由液壓缸60移動。此外，傳送閘56的閘室57也通過管61與抽真空裝置9相連。
螺桿47由馬達64驅(qū)動，并適宜地構(gòu)成擠出機62的部件，其中擠出機62將螺桿47供應的線股形式的材料傳送給造粒裝置。此擠出機62可以是雙螺桿擠出機。不過，也有可能螺桿47僅僅純粹充當一個傳送螺桿，將其傳送的材料輸向進一步處理，例如(增塑后)提供給模壓裝置。
適宜的是向容器1、2進行抽真空用的管17、43中插入分塵器66，所述分塵器從吸出的空氣中過濾灰塵，其中的灰塵是分別在容器1、2中處理合成塑料材料時由摩擦產(chǎn)生的。
適宜的是賦予刀具架22具有環(huán)形橫截面的盤狀外形，從而在每個盤的邊緣和容器1、2各自的側(cè)壁31之間形成一個環(huán)形間隙63。材料只有通過此環(huán)形間隙63才能從上至下通過相應的環(huán)形刀具架22，這對于保證每個塑料顆粒分別在容器1、2之內(nèi)的足夠停留時間有很大幫助。這還有助于多個刀具架22的安置，因為每個刀具架與其刀具21又使從上方提供給它的塑料材料以攪拌漏斗30的形式被卷起。分別在容器1、2之內(nèi)疊置的刀具架的個數(shù)取決于所設想的應用領域，但是在容器1、2每個之內(nèi)都應有至少兩個疊置的刀具架22。
對于盤形刀具架22合適的是將盤緣65象盤子一樣向上彎曲或傾斜，因此這有助于產(chǎn)生一個向上的攪拌漏斗并阻礙塑料顆粒提早落下，穿過盤緣和容器壁之間存在的間隙。
如果將所述設備設計用來處理已經(jīng)預粉碎過的塑料材料，例如粉碎過的PET瓶，則刀具21不必再起粉碎作用，它們可以僅僅是起加熱所處理材料作用的混合刀具，從而提供給刀具的動能大部分轉(zhuǎn)化成傳遞給所處理材料的熱能。但是，如果需要對所處理的材料進行粉碎，則適宜的是給刀具21裝備切削刃，即作成刀的形式，由此這些切削刃的布置使得在刀具旋轉(zhuǎn)(箭頭26)時可以獲得拉切。
如已經(jīng)提及的，在兩個容器1、2中的溫度傳感器32位置都比相應的刀具架或刀具21高，其中傳感器32分別位于相應的刀具架或刀具21的攪拌漏斗區(qū)域。在很多情況下，安置傳感器的有利高度是位于相應攪拌漏斗30離開容器1或2各自的壁31的區(qū)域。
螺桿殼28或48不得成切向分別連接在相應的容器1或2上，此外可以是放射性布置或相對于容器成正割布置。不過，切向布置優(yōu)點在于驅(qū)動螺桿29或47的馬達35或64可以位于相應螺桿的一個前端，而螺桿的出口端位于相應螺桿殼的另一個前端。這避免了螺桿所傳送的物質(zhì)的側(cè)向偏移。
此前所記述的實施方案中在旋轉(zhuǎn)刀具21的每一平面都有一個溫度傳感器32。但是，如附圖中的第二容器2所示，在特殊情況下，至少為旋轉(zhuǎn)刀具的最低面提供這樣一個位置高于其相應平面的溫度傳感器32已經(jīng)足夠。
權(quán)利要求
1.用于處理待回收的熱塑性合成材料的裝置，包括供要處理的材料用的第一和第二容器(1、2)，在該容器(1、2)中各配有用于混合和加熱材料的繞縱軸旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，其中材料從第一容器(1)經(jīng)由連接管到達與抽真空裝置(9)相連的第二容器(2)，并且其中第一容器(1)在上方具有一個供要處理的材料用的進料口(19)，且連接管向第二容器(2)中的開口位置高于在容器(2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，且其中處理過的材料由至少一個螺桿(47)經(jīng)出料口(49)帶出第二容器(2)，借此使容器(2)真空密封，所述裝置的特征在于在同樣與抽真空裝置(9)相連的第一容器(1)的進料口(19)上連有一個閘(6)，并且在兩個容器(1、2)中都上下布置了至少兩套分別在不同水平面旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，其中向第一容器(1)中的進料口(19)的位置高于在此容器(1)中旋轉(zhuǎn)的最高的刀具(21)，而第二容器(2)的出口(49)的位置至少基本位于在此容器(2)中旋轉(zhuǎn)的最低的刀具(21)的高度上，并且其中在每個上述兩容器(1、2)中，旋轉(zhuǎn)刀具(21)的每個水平面都配有至少一個溫度傳感器(32)，該傳感器的位置高于其相應的水平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，特征在于配備了所述抽真空裝置(9)以在兩個容器(1、2)中產(chǎn)生不同的真空條件，并且在連接管(3)中安置了一個轉(zhuǎn)換閘(56)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，特征在于所述抽真空裝置(9)中對于每一容器(1、2)都有至少一個真空泵(14、44)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的裝置，特征在于在每個容器(1、2)上都連有一個用來控制相應容器(1、2)內(nèi)部的真空的裝置(16、46)，此控制裝置可調(diào)地控制相應容器(1、2)內(nèi)部的真空。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的裝置，特征在于至少一個容器(1、2)的刀具(21)固定在上下布置的盤形刀具架(22)上，且優(yōu)選這些刀具架中有至少一個的盤緣(65)象盤子一樣向上彎曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項所述的裝置，特征在于溫度傳感器(32)連接在用來控制刀具(21)的轉(zhuǎn)速的裝置(34、41)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項所述的裝置，特征在于每個抽真空裝置(9)都配有一個分塵器(66)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項所述的裝置，特征在于螺桿(47)是擠出機(62)的一個部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，特征在于有一個雙螺桿擠出機與出料口(49)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項所述的裝置，特征在于與出料口(49)相連的螺桿(47)的殼(48)至少有一個排氣孔(52)，在該孔上優(yōu)選連有一個真空泵(54)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一項所述的裝置，特征在于每個溫度傳感器(32)都位于容器(1、2)內(nèi)至少基本上在攪拌漏斗(30)離開容器(1、2)的側(cè)壁(31)的區(qū)域的水平面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一項所述的裝置，特征在于閘(6)或(56)是真空閘。
13.用于處理待回收的熱塑性合成材料的裝置，包括供要處理的材料用的第一和第一容器(1、2)，在該容器(1、2)中，各配有用于混合和加熱材料的繞縱軸旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，其中材料從第一容器(1)經(jīng)由連接管到達與抽真空裝置(9)相連的第二容器(2)，并且其中第一容器(1)在上方具有一個供要處理的材料用的進料口(19)，且連接管向第二容器(2)中的開口的位置高于在容器(2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，且其中處理過的材料由至少一個螺桿(47)經(jīng)出料口(49)帶出第二容器(2)，借此使容器(2)真空密封，該裝置的特征在于在同樣與抽真空裝置(9)相連的第一容器(1)的進料口(19)上連有一個閘(6)，并且在兩個容器(1、2)中都上下布置了至少兩套分別在不同水平面旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，其中向第一容器(1)中的進料口(19)的位置高于在容器(1)中旋轉(zhuǎn)的最高的刀具(21)，而第二容器(2)的出口(49)的位置至少基本位于在容器(2)中旋轉(zhuǎn)的最低的刀具的高度，并且其中在每個上述兩容器(1、2)中，至少旋轉(zhuǎn)刀具(21)的最低面配有一個溫度傳感器(32)，該傳感器的位置高于其相應的面。
全文摘要
一種用于處理必須要回收的熱塑性合成材料的裝置，包括供要處理的材料用的第一和第一容器(1、2)。在容器(1、2)中，都有用于混合和加熱材料的繞各自縱軸旋轉(zhuǎn)的刀具(21)。材料從第一容器(1)經(jīng)由連接管到達與抽真空裝置(9)相連的第二容器(2)。第一容器(1)在上方具有一個供要處理的材料用的進料口(19)，且連接管在第二容器(2)中的開口的水平面高于在此容器(2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的刀具(21)。處理過的材料由至少一個螺桿(47)經(jīng)出料口(49)帶出第二容器(2)，借此此容器(2)是真空密閉封閉的。在同樣與抽真空裝置(9)相連的第一容器(1)的進料口(19)上連有一個閘(6)。在兩個容器(1、2)中都上下布置了至少兩套分別在不同水平面旋轉(zhuǎn)的刀具(21)，其中在第一容器(1)中進料口(19)的位置高于在此容器(1)中旋轉(zhuǎn)的最高的刀具(21)。而第二容器(2)中的出口(49)的位置至少基本位于在此容器(2)中旋轉(zhuǎn)的最低的刀具的水平面上。在每個上述兩容器(1、2)中，可能對于旋轉(zhuǎn)刀具(21)的每個水平面都提供了至少一個溫度傳感器(32)，其中該傳感器的位置高于其相應的水平面，至少為旋轉(zhuǎn)刀具(21)的最低面提供了這樣一個溫度傳感器(32)。
文檔編號B29C47/76GK1659006SQ03813092
公開日2005年8月24日 申請日期2003年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月5日
發(fā)明者赫爾穆特·貝徹, 赫爾穆思·舒爾茨, 喬·溫德林 申請人:赫爾穆特·貝徹, 赫爾穆思·舒爾茨, 喬·溫德林