用于處理塑料材料的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種裝置以及一種方法，用于處理塑料材料，具有容納容器或切割壓縮器（1），要加工的材料可引入到所述容納容器中，在所述容納容器的下部區(qū)域中設(shè)有引出開口（10），已加工的材料可經(jīng)由所述引出開口從容納容器（1）例如引出到擠壓機(jī)（11）中。根據(jù)本發(fā)明，提出：容納容器（1）被分成至少兩個被每一個中間底（2′、2″…）分隔的腔室（6a、6b、6c…），其中在每個腔室（6a、6b、6c…）中都設(shè)有至少一個作用到材料上的混合或破碎工具（7a、7b、7c…），利用所述混合或破碎工具可使得材料處于軟化的但持久地呈塊狀或小塊狀的未熔化的狀態(tài)，其中設(shè)有機(jī)構(gòu)（5′、5″…），所述機(jī)構(gòu)引起或允許軟化的塊狀的未熔化的材料在分別直接相鄰的腔室（6a、6b、6c…）之間進(jìn)行交換或轉(zhuǎn)移。
【專利說明】用于處理塑料材料的方法和裝置
[0001]本申請是申請日為2008年08月14日、申請?zhí)枮?00880103345.2、發(fā)明名稱為“用于處理塑料材料的方法和裝置”的原申請的分案申請。
[0002]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的裝置以及一種根據(jù)權(quán)利要求17的方法。
[0003]用于加工和預(yù)處理塑料材料的裝置例如由EP 390 873已知。這種裝置通常工作友好，然而已表明，在有些情況下，通過螺桿排出的塑料材料的均勻度不夠，特別是這種塑料材料例如聚酯所能達(dá)到的干燥度不夠，所述塑料材料必須在塑化之前就已經(jīng)充分干燥，以避免分解過程。此外，比較厚的薄膜隨著厚度的增加所需要的干燥成本也上升，由此對于這種物料需要單獨的干燥過程，例如在專用干燥器中利用脫氫的空氣進(jìn)行干燥。這些干燥器的工作溫度范圍僅適合結(jié)晶的物料，而非晶態(tài)的物料則會粘結(jié)在一起。這意味著，在干燥過程之前必須先進(jìn)行結(jié)晶過程。但如果要加工的物料長久地在容器中被工具加工，則在裝置連續(xù)工作情況下會產(chǎn)生危險，即有些塑料小塊很早就被排出螺桿捕獲，而有些塑料小塊卻很晚。在這里，先被捕獲的塑料小塊仍然會比較涼，因此沒有得到充分的預(yù)處理、干燥、結(jié)晶化或者軟化，由此在被螺桿輸送給連接的工具例如擠壓機(jī)的材料中會出現(xiàn)不均勻性。
[0004]為了解決該問題，提出了例如由AT 396 900 B已知的裝置。利用這種裝置能夠改善材料的均勻性。這種裝置串聯(lián)地設(shè)有兩個或多個容器，要加工的塑料按順序地經(jīng)過這些容器。在第一容器中已經(jīng)產(chǎn)生碎化的經(jīng)過預(yù)加熱、預(yù)干燥和預(yù)壓縮的進(jìn)而預(yù)先均勻化的材料，所述材料被提供給后續(xù)容器。由此確保沒有未經(jīng)處理的即冷的、未壓縮的、未碎化或不均勻的材料直接輸送給排出螺桿或擠壓機(jī)。然而，具有多個容器的這種裝置容易堵塞，而且占用大量空間。構(gòu)造成本，特別是在容器連接方面的成本也比較大。
[0005]所有的處理方法都必須始終考慮，未經(jīng)處理或處理得有缺陷的塑料小塊在螺桿中會形成不均勻的塑料夾雜物，這種塑料夾雜物會對最終產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，如果要得到所希望的質(zhì)量保持均勻的最終產(chǎn)品，所述最終產(chǎn)品可能是粒料或擠壓成形的物體，則將處理得有缺陷的材料從容納容器中輸出的螺桿必須使得由其輸送的全部材料在螺桿出口達(dá)到所希望的質(zhì)量和溫度，以便能夠擠壓出具有所希望的均勻性的材料。所述出口溫度必須保持相對較高，以確保所有塑料小塊都得到充分的塑化。這又使得能耗增大，而且產(chǎn)生了如下危險，即由于出口溫度相對較高，恐怕會對塑料材料產(chǎn)生熱損害，例如分子鏈分解。
[0006]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)AT 407 970 B所披露的裝置，要加工的材料在同一容納容器中借助兩個上下設(shè)置的工具在兩個前后相繼的級中連續(xù)地被處理。在由上面的工具組實施的第一級中，材料被預(yù)破碎和/或預(yù)加熱和/或預(yù)干燥和/或預(yù)混合。在由下面的工具組實施的第二級中，對材料進(jìn)行同樣的處理，但強度不大。第一級和第二級之間的材料交換通過一個永久開口的環(huán)形間隙來實現(xiàn)，該環(huán)形間隙構(gòu)造在容器壁和盤形支架(Tdgerscheibe)之間。但由于在容器壁和盤形支架之間會出現(xiàn)材料摩擦，所以環(huán)形間隙不能有利地以及任意地縮小。另外，環(huán)形間隙的大小不能改變。因此，就這種結(jié)構(gòu)類型的較大的容器而言，這些級之間的整個敞開的面積大于所需要的面積，這導(dǎo)致材料滯留時間延長。[0007]因此，本發(fā)明的目的在于，對開頭部分所述類型的裝置予以改進(jìn)，并提出一種能量高效的裝置，這種裝置占用空間小，并能提供質(zhì)量均勻、良好的材料。本發(fā)明的目的還在于，提出一種有利的方法，采用這種方法能節(jié)省空間地且高效地處理塊狀的塑料材料。
[0008]所述目的通過權(quán)利要求1或17的特征部分的特征得以實現(xiàn)。
[0009]權(quán)利要求1以有利的方式確保避免剛引入的、未充分處理的或預(yù)處理的材料在沒有得到充分處理的情況下進(jìn)入到引出螺桿中，由此顯著地簡化了裝置及其運行。此點通過在容器中安裝的、并將該容器分成腔室的中間底得到保證，其中設(shè)有能實現(xiàn)或允許軟化的塊狀的未熔化的材料在分別直接相鄰的級或?qū)用婊蚯皇抑g進(jìn)行交換的機(jī)構(gòu)。對材料進(jìn)行破碎或干燥或預(yù)加熱所在的主要區(qū)因而與材料被壓入到螺桿傳動裝置外殼(Schneckengehause)中時所在的區(qū)相分隔。在這里，經(jīng)過短暫的運行時間之后，在這些區(qū)之間產(chǎn)生平衡。這有助于確保材料在容納容器中，特別是在容納容器的位于中間底上方的區(qū)域中停留足夠的時間。因而使得引入到容納容器的排出開口中的材料的溫度均勻化，因為基本上所有位于容器中的塑料部分都得到了足夠的預(yù)處理。進(jìn)入到螺桿傳動裝置外殼中的材料的近乎恒定的溫度導(dǎo)致，在很大程度上消除了在螺桿擠壓機(jī)中的不允許的塑料夾雜物，并由此保持螺桿長度短于公知的結(jié)構(gòu)，因為螺桿必須完成的工作比較少，以便使得塑料材料可靠地達(dá)到均等的塑化溫度。進(jìn)入到螺桿傳動裝置外殼中的塑料材料的恒定的溫度還導(dǎo)致材料在螺桿傳動裝置外殼中被均勻地預(yù)壓縮，這對擠壓機(jī)開口情況產(chǎn)生有利的影響，特別是得到均勻的擠壓機(jī)流量和在擠壓機(jī)出口得到均勻的材料質(zhì)量。
[0010]縮短的螺桿長度會實現(xiàn)節(jié)能，并實現(xiàn)在擠壓機(jī)中的加工溫度低于公知的結(jié)構(gòu)，因為在螺桿進(jìn)入端的平均進(jìn)入溫度要比公知的結(jié)構(gòu)均勻。根據(jù)本發(fā)明的主題，因而必須使得被加工的塑料材料一在整個加工過程中觀察一在低于其它結(jié)構(gòu)的溫度下被加工，以確保充分塑化。溫度峰值的下降導(dǎo)致開頭部分所述的節(jié)能，且避免了對被加工的材料造成熱損害。
[0011]另外，利用這種裝置能夠根據(jù)塑料的類型來控制或適配調(diào)節(jié)對材料的加工。因而例如對于PET有利的是，實現(xiàn)粘度(iV)的提高。對于其它塑料例如HDPE或聚碳酸酯而言，同樣有利的是，給塑料材料消毒或者去除揮發(fā)性組分，并將揮發(fā)性組分從材料流中除去。此點也可以有利地通過本發(fā)明的裝置得到保證。由于各個級或?qū)用婊旧舷嗷シ指?，所以能減小揮發(fā)性組分從一個層面過渡到另一個純凈的層面的可能性。如果在每個層面都將揮發(fā)性組分抽走或吸走，則通過該方法可以實現(xiàn)快速且簡單地提高材料純凈度。
[0012]此外，由于裝有中間底，材料柱在運動的工具或混合機(jī)構(gòu)上方的高度得到減小。一方面，由此減小了對工具的機(jī)械負(fù)荷，并延長了混合工具的維護(hù)周期及其壽命。而且，這導(dǎo)致改善了對能量引入到材料中的控制，由此能易于為要處理的材料考慮最大允許的溫度。在這里，在最大允許的溫度下，材料以軟化的黏稠的狀態(tài)存在，但尚未熔化。對該溫度的調(diào)節(jié)很敏感，因為溫度過高會導(dǎo)致熔化和粘結(jié)在一起。加熱通過混合和攪拌工具來進(jìn)行，特別是也由此得到控制。另外，通過混合和攪拌工具進(jìn)行能防止粘結(jié)的混合。因而有利的是，能盡可能快速且精確地調(diào)節(jié)溫度，這由于整個容器被分成了各個小的易于監(jiān)視的混合腔而有利地得到保證。通過對最大允許溫度的調(diào)節(jié)，并由于保證能夠保持溫度和快速地適配調(diào)節(jié)溫度，所以還會提高要去除的揮發(fā)性組分的擴(kuò)散速度，且會進(jìn)一步提高純凈度。
[0013]總而言之，由于裝有中間底，所以會減少沿著流動方向從一個層面到下一個層面的材料交換，由此延緩了塊狀材料的運動，并縮短了滯留時間。[0014]從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利改進(jìn)。
[0015]因此有利的是，這些腔室上下布置，且材料由于重力從上向下流動。通過這種方式，利用構(gòu)造簡單的交換機(jī)構(gòu)，或者甚至僅利用開口，而無需額外的輸送機(jī)構(gòu)，就足以實現(xiàn)目的。
[0016]另外有利的是，這些腔室具有不同的直徑和/或不同高度。根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，在這里，沿著塊狀材料的流動方向觀察，材料引入到其中的最上面的腔室相比于沿著流動方向觀察位于下面的腔室，具有最大的直徑，必要時也具有最小的高度。采用這種方式能有效地影響對未完全熔化的材料的加工。另外，最上面的容器的容納容積增大。最上面的腔室具有大的直徑還提供了如下優(yōu)點:通過這種方式能實現(xiàn)有效地且符合相應(yīng)狀況地對塑料材料進(jìn)行加工特別是破碎和預(yù)均勻化。
[0017]另一種有利的改進(jìn)涉及混合與破碎工具的設(shè)計。在此有利的是，所述混合與破碎工具經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計，使得材料由此運動、處于旋轉(zhuǎn)中、被混合、加熱、破碎和/或處于軟化的狀態(tài)，而不會使得材料熔化?；旌吓c破碎工具因而必須使得材料保持塊狀的或小塊狀的狀態(tài)，必要時還使得所述材料干燥和/或預(yù)結(jié)晶。
[0018]混合與破碎工具在相應(yīng)的腔室中可以不同地設(shè)計，和/或相互無關(guān)地通過一個或多個驅(qū)動機(jī)構(gòu)來控制或驅(qū)動，特別是以不同高度轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。采用這種方式，通過對正確轉(zhuǎn)速和正確工具的選擇，例如能將大量能量快速地引入到新的材料中。由此使得材料快速地被加熱，在任何情況下含有的濕氣能夠借助于真空或干燥的惰性氣體被去除。因而在下面的腔室中，必須將明顯少的能量引入到材料中，由此在該腔室中能夠使用其它設(shè)計的工具，該工具必要時以其它轉(zhuǎn)速運動。采用這種方式，能確保根據(jù)要處理的材料實現(xiàn)盡可能大的靈活性和最佳的過程，并使得材料盡可能地保持在軟化的、塊狀的、不熔化的狀態(tài)下。
[0019]在這里，一方面有利的是，混合與破碎工具設(shè)置在共同的轉(zhuǎn)桿上，因為這在有些情況下比較高效，且能確保充分的加工。另一方面有利的是，特別是考慮到上述可變的加工，使得混合與破碎工具能通過分開的驅(qū)動機(jī)構(gòu)而運動。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一種有利的設(shè)計，允許材料在腔室之間交換的機(jī)構(gòu)完全穿過相應(yīng)的中間底。采用這種方式能夠使得材料從沿著流動方向位于上游的腔室中導(dǎo)出，并引入到位于下游的下一個腔室中。處于構(gòu)造上的原因，特別有利的是，從最上面的腔室排出的材料直接穿過中間底導(dǎo)出。一方面，由此實現(xiàn)減小了需要占用的空間，另一方面，在中間底上的這種開口完全被容納容器包圍，由此確保溫度恒定。如果材料例如通過外部的管轉(zhuǎn)入到另一容器或另一腔室中，則有些情況下可能需要加熱所述管或輸送機(jī)構(gòu)，以便不會影響到對材料的加工。
[0021]在這里有利的是，例如對于具有相同直徑的腔室來說，使得材料從上面的腔室經(jīng)由中間底直接引入到下面的腔室中，并通過這種方式從上面的腔室落入到下面的腔室中。在該實施方式中，中間底是兩個腔室之間的水平的分隔壁，該分隔壁完全被交換機(jī)構(gòu)穿過。這些腔室之間的這種連通在構(gòu)造上很簡單、節(jié)省空間且高效。
[0022]特別是對于具有不同直徑的腔室來說，例如最上面的腔室的直徑大于其它位于下游的腔室，同樣有利的是，從最上面的腔室排出的材料并不是從上面，而是在旁側(cè)穿過位于下面的腔室的側(cè)壁被引入。采用這種方式能有利地實現(xiàn)在材料料位上面，或者改變地在材料料位下面進(jìn)行引入。[0023]交換機(jī)構(gòu)以有利的方式圍繞中央的轉(zhuǎn)桿，和/或在靠近容納容器的側(cè)壁的區(qū)域中構(gòu)造，或者在混合與破碎工具的徑向端部區(qū)域中構(gòu)造。所述機(jī)構(gòu)的位置取決于轉(zhuǎn)速和加工強度，且可以采用有利的方式來改變。為了能使得路徑長度最大和使得停留時間最長，有利的是，各個中間底上的機(jī)構(gòu)并不直接上下疊置，而是在對置的側(cè)面上彼此相隔最遠(yuǎn)的距離。
[0024]根據(jù)一種有利的設(shè)計，所述機(jī)構(gòu)是其凈寬能保證自由暢通的開口，這在構(gòu)造上很簡單，且很少需要維護(hù)。所述機(jī)構(gòu)也可以是能額外地延長材料停留時間的曲徑式機(jī)構(gòu)。為了能控制停留時間，有利的是，給機(jī)構(gòu)設(shè)置擋板或滑塊。采用這種方式能控制何時及以多大的量使得材料從一個腔室過渡到下一個腔室中。所述機(jī)構(gòu)也可以是實際的輸送和定量機(jī)構(gòu)，例如是螺旋輸送器，其當(dāng)然也適合于定量。采用這種方式也能對不同的原材料做出快速便捷的反應(yīng)。如果在事先主要對薄的薄片進(jìn)行加工之后，例如突然將厚的薄片引入到最上面的腔室中，則有利的是，縮小中間底上的引出開口，由此延長在最上面的腔室中的現(xiàn)在較粗的材料的停留時間，以確保充分的處理。這種裝置因而允許可變地控制過程。
[0025]作為備選方案，也可以對交換機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計，使得它們不穿過中間底，而是從位于上游的腔室，并不穿過中間底，而穿過該腔室的側(cè)壁，來保證材料流至位于下面的腔室。經(jīng)過處理的材料因而從最上面的腔室穿過側(cè)壁，要么在旁側(cè)要么從上面引入到位于下游的腔室中。交換機(jī)構(gòu)可以如前所述那樣來設(shè)計。
[0026]另外，可以有利地規(guī)定，優(yōu)選在每個腔室中都設(shè)置用于去除揮發(fā)性組分的抽吸裝置，和/或設(shè)有用于噴濺惰性氣體或反應(yīng)性氣體的裝置。同樣有利的是，整個裝置在中央被抽空。由此例如在處理時有利的是，在最高溫度下將最上面的腔室中的壓力調(diào)節(jié)得盡可能低，以便由此通過縮聚作用實現(xiàn)最佳的粘度提高。在這里，最上面的腔室通常設(shè)有潮濕的材料層，由此利用在溫度提高時產(chǎn)生的大量濕氣使得壓力出現(xiàn)較大的下降。針對整個容器使用唯一的真空泵，也能使得最下面的中間底中的壓力下降，由此在那里不會發(fā)生縮聚作用或者縮聚作用較小。就這方面而言，有利的是，每個區(qū)域或每個腔室都可通過自己的真空泵抽空。原則上也可以代替真空抽吸，而噴濺具有氮氣或二氧化碳的惰性氣體，由此不僅將濕氣抽走，而且將其它揮發(fā)性組分例如有氣味物質(zhì)抽走。
[0027]另外有利的是，優(yōu)選在每個腔室中都設(shè)有料位測量裝置，由此確保能更好地控制材料流量?？梢愿鶕?jù)相應(yīng)腔室中的料位來控制轉(zhuǎn)速或者對交換機(jī)構(gòu)的擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0028]根據(jù)權(quán)利要求15的有利的裝置的上面的腔室具有較大的直徑，這種裝置的優(yōu)點在于，采用這種方式能有效地影響對未完全熔化的材料的加工。此外由此可以采取簡單的措施來增大最上面的容器的容納容積。最上面的腔室具有大的或較大的直徑的優(yōu)點還在于，采用這種方式能更好地實現(xiàn)有效地且符合相應(yīng)情況地對塑料材料進(jìn)行加工，特別是進(jìn)行破碎和預(yù)均勻化。
[0029]權(quán)利要求16的特征進(jìn)一步強化了所述效果。
[0030]本發(fā)明的方法基本上能確保實現(xiàn)上述優(yōu)點，特別是由此能實現(xiàn)有效地加工或制備塑料材料。
[0031]本發(fā)明的其它優(yōu)點和改進(jìn)可由說明書和附圖得到。
[0032]本發(fā)明借助實施例在附圖中示意性地示出，下面對照附圖示例性的對其予以說明。
[0033]圖1示出本發(fā)明的裝置的第一種實施方式，其具有三個上下設(shè)置的直徑相同的腔室;
圖2示出第二種實施方式，其具有兩個上下設(shè)置的直徑不同的腔室；
圖3示出圖1的備選實施方式；
圖4示出一種示例性的裝置，其基本相應(yīng)于根據(jù)圖2的實施方式。
[0034]圖1中示出本發(fā)明的裝置的一種實施方式，其用于處理熱塑性的塑料材料，特別是回收物或者包裝廢物等，該裝置包括容納容器或切割壓縮器I。材料可從上方經(jīng)由引入開口 12引入到容納容器I中，并到達(dá)最上面的腔室6a中。該腔室6a為圓筒形，并配備有混合或破碎工具7a?；旌虾推扑楣ぞ?a通過轉(zhuǎn)桿9與驅(qū)動單元連接，且可以處于旋轉(zhuǎn)運動中?；旌虾推扑楣ぞ?a設(shè)置在最上面的腔室6a的底部區(qū)域中，且經(jīng)過適當(dāng)控制或設(shè)計，使得它對塑料物料施加混合、加熱或必要時的破碎作用。材料處于旋轉(zhuǎn)中，并形成混合旋卷(TiOmbe)。在這里，可以設(shè)有兩個垂直于整個裝置的縱軸14或者垂直于轉(zhuǎn)桿9的臂，這兩個臂設(shè)有作用到塑料物料上的工作邊棱13。這些工作邊棱13經(jīng)過適當(dāng)伸展，使得它們一方面對位于容納容器I的邊緣區(qū)域中的塑料材料進(jìn)行拉削，另一方面將破碎的材料盡可能輸送到引出開口 5'中。
[0035]還可以將其它液態(tài)的或固態(tài)的添加物質(zhì)或填充物質(zhì)添加到最上面的腔室6a中。所述添加可以通過引入開口 12進(jìn)行，或者也可以在腔室6a中的材料料位下面的區(qū)域中進(jìn)行。
[0036]在最上面的腔室6a的下面緊靠地設(shè)有另一中間的腔室6b。該中間的腔室6b具有與最上面的腔室6a相同的直徑。兩個腔室6a和6b在空間上通過中間底2'相互隔開，其中該中間底既形成最上面的腔室6a的下底，又形成中間的腔室6b的頂蓋。在腔室6a和6b之間設(shè)有一機(jī)構(gòu)5,，該機(jī)構(gòu)能實現(xiàn)使得軟化的、塊狀的、未熔化的材料從最上面的腔室6a輸入到其下面的腔室6b中。在最上面的腔室6a中經(jīng)過預(yù)先處理的材料因而可以利用重力或者在重力的作用下從最上面的腔室6a落入到另一腔室6b中。
[0037]在最上面的腔室6a中還設(shè)有抽吸裝置15，利用該抽吸裝置可以將揮發(fā)性的組分例如水蒸氣或氣味干擾的(geruchsst5rend)從材料中蒸發(fā)出來的化合物抽走。也可以利用抽吸裝置15引導(dǎo)惰性氣流經(jīng)過腔室6a。
[0038]在位于下面的或位于下游的中間的腔室6b中，也設(shè)有混合工具7b。在當(dāng)前情況下，所述混合工具是兩個上下疊置的混合機(jī)構(gòu)，這兩個混合機(jī)構(gòu)支撐在共同的轉(zhuǎn)桿8上，并使得腔室6b中的材料處于運動中，且以與在腔室6a中時相同的方式對所述材料進(jìn)行加工。但與轉(zhuǎn)桿8連接的驅(qū)動單元并不與最上面的腔室6a的轉(zhuǎn)桿9相同，而是設(shè)置在該裝置的相對端上。采用這種方式可以獨立于混合工具7a的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)混合工具7b的轉(zhuǎn)速。
[0039]在腔室6b的下面或下游，設(shè)有另一腔室6c。該最下面的腔室6c的大小和直徑與上面的兩個腔室6a和6b相同。在最下面的腔室6c中還設(shè)有混合工具7c，該混合工具7c如前所述工作。腔室6b通過中間底2"而在空間上與最下面的腔室6c分隔。為了確保實現(xiàn)材料流，在中間底2"上開設(shè)有機(jī)構(gòu)5"，該機(jī)構(gòu)能確保使得從中間的腔室6b排出的軟化的、塊狀的材料輸入到最下面的腔室6c中。
[0040]三個腔室6a、6b、6c因而大小相同，且直接上下疊置，并形成圓筒形的容納容器I。上下疊置的這些腔室的側(cè)壁4'、4"和4'''形成容納容器I的側(cè)壁4。通過兩個中間底2'、2"使得容納容器I分成三個腔室6a、6b、6c，盡管如此，仍然產(chǎn)生唯一的一致的節(jié)省空間的容納容器1，而不是例如多個相互連接的單個容器。
[0041]由于構(gòu)造有中間底2'、2"，能使得不受限定的原材料無妨礙地流至擠壓機(jī)。兩個機(jī)構(gòu)5'、5"并不上下對準(zhǔn)，而是構(gòu)造在中間底2'、2"的徑向相對的端部上。采用這種方式能延長材料的停留時間和經(jīng)過的路徑。兩個機(jī)構(gòu)5'、5"分別位于由混合和攪拌工具7a、7b限定成的半徑部分的端部區(qū)域中。
[0042]在腔室6b和6c中也設(shè)有抽吸裝置15，以便去除在最上面的腔室6a中尚未釋放的揮發(fā)性組分。采用這種方式能有效地清潔材料。
[0043]在最下面的腔室6c的側(cè)壁4'''上開設(shè)有引出開口 10。通過混合工具7c使得塑料材料刮鏟式地引入到引出開口 10中，該引出開口 10位于與混合工具7c基本相同的高度。在引出開口 10上后接有擠壓機(jī)11，材料在該擠壓機(jī)中壓縮和熔化。
[0044]要加工的塑料材料因此按照如下方式繼續(xù)運動:材料通過引入開口 12引入到最上面的腔室6a中，并在那里被混合工具7a加工。在這里，特別是使得材料破碎，以及利用通過混合工具7a引入的能量使得材料受熱。在最上面的腔室12a中還對材料進(jìn)行干燥處理，這對于PET而言至關(guān)重要。也可以使得材料預(yù)結(jié)晶。這里重要的是，最上面的腔室6a中的材料在任何時候都不熔化，而是僅僅處于軟化狀態(tài)，特別是臨近要處理的聚合物的維卡軟化溫度。所需要的溫度最好可以通過混合工具7a，特別是通過該混合工具的旋轉(zhuǎn)速度和/或其切割邊棱13的造型來調(diào)節(jié)。由于這些腔室相對較小，所以還可以實現(xiàn)快速地進(jìn)行調(diào)節(jié)或進(jìn)行溫度改變?；旌瞎ぞ?a還防止塑料小塊粘結(jié)在一起，由此使得材料具有流動性和松散性。
[0045]接下來，材料經(jīng)由中間底2'上的機(jī)構(gòu)5'，從腔室6a轉(zhuǎn)移到腔室6b中。根據(jù)本實施方式，在這里，機(jī)構(gòu)5'的形式為可封閉的開口或擋板。采用這種方式能實現(xiàn)對材料流進(jìn)行調(diào)節(jié)，和實現(xiàn)對材料在最上面的腔室6a中的停留時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。在腔室6b中，還要用混合工具7b對材料進(jìn)行處理，材料在這里同樣不熔化。
[0046]然后，材料經(jīng)由中間底2"上的機(jī)構(gòu)5"，繼續(xù)朝下游轉(zhuǎn)移到最下面的腔室6c中，并在那里被混合工具7c繼續(xù)處理。
[0047]接著，材料經(jīng)由引出開口 10從容器I中被吸出，經(jīng)過三級處理，然后被預(yù)均勻化，材料經(jīng)過優(yōu)化的在先熔化過程，在擠壓機(jī)中得到有利的預(yù)處理。
[0048]在圖2中規(guī)定了另一種備選的實施方式。該裝置包括容納容器或切割壓縮器1，材料可從上面經(jīng)由引入開口 12弓丨入到所述容納容器或切割壓縮器I中，該容納容器或切割壓縮器I也具有引出開口 10，材料可經(jīng)由所述引出開口 10根據(jù)后續(xù)加工朝向擠壓機(jī)11引出。不同于根據(jù)圖1的裝置，根據(jù)圖2的裝置只包括兩個上下布置的腔室6a和6b。在這兩個腔室6a和6b中設(shè)有混合和破碎工具7a、7b。然而，上面的腔室6a的直徑大于位于下面的下游的腔室6b的直徑。上面的腔室6a的側(cè)壁4'以及下面的腔室6b的側(cè)壁4"因而并不形成圓筒形的容納容器1，而是相應(yīng)地形成不同形狀的容納容器I。盡管如此，仍然得到唯一的一致的容納容器1，而不是例如兩個在空間上彼此分隔的容器。此點不會因腔室6a、6b的直徑不同而受到影響。
[0049]上面的腔室6a通過中間底2'而與下面的腔室6b相分隔，于是在該中間底2'的外半徑內(nèi)產(chǎn)生環(huán)形的區(qū)域，該環(huán)形區(qū)域超出下面的腔室6b的直徑的圓形面。在中間底2'的該環(huán)形的外部區(qū)域中設(shè)有機(jī)構(gòu)5'或孔，所述機(jī)構(gòu)5'或孔完全穿過中間底2'，但并不未如圖1中那樣在腔室6a和腔室6b之間建立起直接的豎直連通，在直接豎直連通情況下，材料從上方落入到下面的腔室6b中。不同于在根據(jù)圖1的裝置中，根據(jù)圖2的機(jī)構(gòu)5'經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計，使得材料首先從上方豎直落入到或引入到機(jī)構(gòu)5'中，然后經(jīng)過基本水平的形式為管或螺旋輸送器的轉(zhuǎn)移路徑，穿過下面的腔室6b的側(cè)壁4"，引入到該腔室6b中。采用這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)，根據(jù)機(jī)構(gòu)5，通入到腔室6b中時的高度來決定將腔室6b中的在材料料位上方的材料引入，還是將在材料料位下方的材料引入。也可以對流量進(jìn)行控制。
[0050]在圖2中，機(jī)構(gòu)Y緊靠地設(shè)置在上面的混合和破碎工具7a的半徑之外，由此可使得軟化的、塊狀的、未熔化的材料簡單地且有效地經(jīng)由機(jī)構(gòu)5 ^引入或落入。
[0051]不言而喻，也可以附加地設(shè)置其它機(jī)構(gòu)5'，其徑向向內(nèi)地構(gòu)造，且如在根據(jù)圖1的裝置中一樣，也完全穿過中間底2'，如根據(jù)圖1 一樣，也可使得材料從上面的腔室6a直接豎直地從上面引入到下面的腔室6b中。
[0052]與圖1類似，材料從腔室6a，經(jīng)由機(jī)構(gòu)5'流入到腔室6b中，但材料在腔室6a中僅經(jīng)過預(yù)處理，而不發(fā)生熔化，在腔室6b中對材料進(jìn)行后續(xù)處理。未處理的原材料因而不會直接進(jìn)入到螺桿擠壓機(jī)(Extruderschnecke) 11中。
[0053]在圖2中，不同腔室6a、6b的兩個混合工具7a、7b也可通過不同的驅(qū)動單元或轉(zhuǎn)桿8、9彼此分開地控制，其中這些驅(qū)動單元也設(shè)置在相對于裝置對置的位置處。
[0054]圖3中示出本發(fā)明的另一種設(shè)計。如同圖1中一樣，容納容器或切割壓縮器I也被分成三個上下布置的腔室6a、6b、6c，其中各個腔室的直徑相同，且側(cè)壁4'、4"、4'''形成一致的圓筒形容納容器I。與圖1不同，位于每個腔室6a、6b、6c中的混合裝置7a、7b、7c設(shè)置在共同的轉(zhuǎn)桿8上，因而只能以共同的或相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0055]腔室6a、6b、6c按 照通常的方式被中間底2'、2"分隔，并通過機(jī)構(gòu)5'、5"在材料流技術(shù)上相互連接。但相比于圖1，機(jī)構(gòu)5'、5"的設(shè)計不同。在最上面的腔室6a和中間的腔室6b之間設(shè)有機(jī)構(gòu)5'，該機(jī)構(gòu)5'在中央圍繞轉(zhuǎn)桿8設(shè)置。還設(shè)有附加的機(jī)構(gòu)5'，其與當(dāng)前的機(jī)構(gòu)不同，并不穿過中間底，而是僅僅穿過兩個上下疊置的腔室6a、6b的側(cè)壁4/、4"。材料因而可以穿過最上面的腔室6a的側(cè)壁4'從該腔室6a中排出，并經(jīng)由機(jī)構(gòu)5'，在當(dāng)前情況下為螺旋輸送或定量器，穿過位于下面的腔室6b的側(cè)壁4"，引入到該腔室6b中。該機(jī)構(gòu)5'因而位于腔室6a、6b之外，或者位于側(cè)壁4'、4"之外。在這種情況下，可以觀察該機(jī)構(gòu)5'中的溫度，或者最好可以為該機(jī)構(gòu)5'設(shè)置絕緣和/或加熱裝置。
[0056]中間的腔室6b和最下面的腔室6c之間的中間底2 "也具有機(jī)構(gòu)5 "，該機(jī)構(gòu)5 "在中央圍繞轉(zhuǎn)軸8設(shè)置。還設(shè)有另一機(jī)構(gòu)5"，它被構(gòu)造成可通過滑塊21調(diào)節(jié)的開口，并穿過中間底2"。該機(jī)構(gòu)5"位于混合工具7b的徑向外部區(qū)域中。
[0057]該裝置在其它方面的設(shè)計與圖1中相同。
[0058]最好通過控制裝置20例如回轉(zhuǎn)閥(Zellradschleuse)、滑塊系統(tǒng)或螺旋輸送系統(tǒng)，經(jīng)由引入裝置12輸送材料。
[0059]此外可以規(guī)定，優(yōu)選在每個腔室6a、6b、6c中都設(shè)有料位測量裝置16，以便確定在相應(yīng)腔室中的材料的相應(yīng)高度，并能通過對混合工具7的轉(zhuǎn)速的適配調(diào)節(jié)，或者通過對機(jī)構(gòu)5的開口寬度或通口的調(diào)節(jié)，隨時適配調(diào)節(jié)過程進(jìn)度。
[0060]容器I的外殼可以附加地設(shè)計成可加熱或可冷卻，例如通過加熱或冷卻盤管，或者通過雙層外殼來實現(xiàn)此點。這樣就能使得每個腔室6a、6b、6c的每個部分區(qū)域或每個側(cè)壁4,、4"、4'''彼此分開地加熱或冷卻?；旌瞎ぞ?a、7b、7c也可以分別設(shè)計成可加熱或可冷卻。
[0061]另外，也可以給每個腔室6a、6b、6c設(shè)置自己的引出開口 10，材料能經(jīng)由所述引出開口 10被引入到擠壓機(jī)11中。
[0062]圖4示出一種示例性的裝置，其基本相應(yīng)于根據(jù)圖2的實施方式。但混合和破碎工具7a、7b設(shè)置在共同的轉(zhuǎn)桿8上，或者通過唯一的驅(qū)動電機(jī)而運動，進(jìn)而同步運動地耦聯(lián)，或者同步化。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，用于處理特別是熱塑性的塑料材料，例如聚酯或聚乙烯，具有容納容器或切割壓縮器(1)，要加工的材料可引入到所述容納容器中，在所述容納容器的下部區(qū)域中設(shè)有引出開口(10)，已加工的材料可經(jīng)由所述引出開口從容納容器(I)例如引出到擠壓機(jī)(11)中，其中容納容器(I)被分成至少兩個被每一個中間底(2'、2"…)分隔的特別是圓筒形的腔室(6a、6b、6c...),其中在每個腔室(6a、6b、6c...)中都設(shè)有至少一個特別是可圍繞豎直的軸(8、14)旋轉(zhuǎn)的作用到材料上的混合或破碎工具(7a、7b、7c…)，利用所述混合或破碎工具可使得材料處于軟化的但持久地呈塊狀或小塊狀的未熔化的狀態(tài)，其中設(shè)有機(jī)構(gòu)(5'、5"…)，所述機(jī)構(gòu)引起或允許軟化的塊狀的未熔化的材料在分別直接相鄰的腔室(6a、6b、6c...)之間進(jìn)行交換或轉(zhuǎn)移，其特征在于，允許材料在相鄰的腔室(6a、6b、6c...)之間交換或轉(zhuǎn)移的機(jī)構(gòu)(5'、5"…)，從最上面的腔室(6a)或者位于稍遠(yuǎn)處的上方的每個腔室腔室延伸，完全穿過該腔室的相應(yīng)的側(cè)壁(4')，特別是在靠近中間底(2'、2"…)的較低的且接近底邊的區(qū)域中穿過，以及繞過或者不穿過中間底(2'、2"…)，形成與直接相鄰的沿著材料流方向位于下面的腔室(6b、6c…)的材料流連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，腔室(6a、6b、6c...)上下疊置，要處理的材料可引入到、特別是由于重力而引入到最上面的腔室(6a)中，材料流從所述最上面的腔室向下通入到后續(xù)的腔室(6b、6c…)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于,腔室(6a、6b、6c...)具有互不相同的直徑和/或互不相同的高度，其中最上面的腔室(6a)或者稍遠(yuǎn)處的上面的腔室優(yōu)選具有比沿著材料流方向分別位于下面的腔室(6 b、6 c…)大的直徑。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，混合或破碎工具(7a、7b、7c...)可經(jīng)過適當(dāng)控制或設(shè)計，使得要處理的材料運動、處于旋轉(zhuǎn)中或者形成混合卷、混合、受熱或必要時破碎，同時處于一種軟化的狀態(tài)下，但持久地保持塊狀或小塊狀而不熔化，和/或至少在最上面的腔室(6a)中使得材料干燥和/或結(jié)晶。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，混合或破碎工具(7a、7b、7c...)在相應(yīng)的腔室(6a、6b、6c...)中經(jīng)過不同的設(shè)計,和/或必要時設(shè)置在不同的轉(zhuǎn)桿(8、9)上，和/或可相互獨立地通過一個或多個驅(qū)動機(jī)構(gòu)來控制，特別是以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所有混合或破碎工具(7a、7b、7c…)都設(shè)置在共同的貫穿的轉(zhuǎn)桿(8)上，或者混合或破碎工具(7a、7b、7c...)被分在兩個或多個彼此獨立的且分別單獨驅(qū)動的轉(zhuǎn)桿(8、9)上，所述轉(zhuǎn)桿必要時從對置側(cè)伸入到容納容器(I)中。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，機(jī)構(gòu)(5'、5"...)被構(gòu)造成通過其凈寬確保自由暢通的、必要時設(shè)計成曲徑式機(jī)構(gòu)的、必要時可封閉的或可調(diào)節(jié)材料流量的開口或擋板，或者被構(gòu)造成輸送或定量機(jī)構(gòu)，特別是被構(gòu)造成螺旋輸送器。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，機(jī)構(gòu)(5'、5"...)被構(gòu)造成轉(zhuǎn)移區(qū)段，其中該轉(zhuǎn)移區(qū)段被構(gòu)造成通過其凈寬確保自由暢通的、必要時至少部分可封閉的管，或者被構(gòu)造成輸送或定量機(jī)構(gòu)，特別是被構(gòu)造成螺旋輸送器。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在至少一個優(yōu)選每個腔室(6a、6b、6c...)中，設(shè)有用于去除揮發(fā)性組分的抽吸裝置(15)和/或用于噴濺惰性氣體或反應(yīng)性氣體的裝置等，其中抽吸裝置(15)必要時構(gòu)造在混合或破碎工具(7a、7b、7c...)中。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在至少一個優(yōu)選每個腔室(6a、6b、6c…)中，設(shè)有料位測量裝置(16)。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，腔室(6a、6b、6c...)具有互不相同的直徑和/或互不相同的高度，其中最上面的腔室(6a)或者稍遠(yuǎn)處的上面的腔室優(yōu)選具有比沿著材料流方向分 別位于下面的腔室(6b、6c…)小的高度。
【文檔編號】B29B13/10GK103465391SQ201310294918
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2007年8月14日
【發(fā)明者】M.哈克爾, G.溫德林, K.費克廷杰 申請人:奧地利埃瑞瑪再生工程機(jī)械設(shè)備有限公司