用于制备合成材料的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对合成材料预处理并随后输送或者塑化的装置，具有容器(1)，该容器具有能够围绕转动轴线(10)转动的混合和/或拆碎工具(3)，其中在侧壁(9)中构造了开口(8)，通过该开口能够将合成材料取出，其中设置了输送器(5)，具有在壳体(16)中旋转的螺旋件(6)。本发明专利技术的特征在于，输送器(5)的纵轴线(15)的逆向于输送方向(17)的假想的延长部在转动轴线(10)处经过，其中纵轴线(15)在逸出侧相对于与纵轴线(15)平行的径向部(11)偏移了间距(18)，并且有效容器体积(SV)与容器或者说切割压缩机(1)的装料体积(BV)以V=SV/BV的比例关系(V)存在，其中4≤V≤30，其中有效容器体积(SV)以公式(Ⅰ)确定，并且D对应于容器(1)的内直径，并且其中装料体积(BV)按照公式(Ⅱ)确定，其中H对应于入料口(80)的高度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备合成材料的装置
本专利技术涉及一种按权利要求1的前序部分所述的装置。
技术介绍
由现有技术已知大量不同构造类型的类似装置，其包括接纳容器或者说用于将要回收的合成材料拆碎、加热、软化以及制备的切割压缩机以及连接在其上的用于将以如此方式预备的材料熔化的输送器或者说挤出机。其中的目的在于，获得质量尽可能高价值的、多为粒料形式的最终产品。因此例如在EP123771或者EP303929中描述了具有接纳容器和连接在其上的挤出机的装置，其中被供应给接纳容器的合成材料通过拆碎和混合工具的旋转得到拆碎并被带入到颤动循环中并通过加入的能量而通过得到加热。由此形成具有足够良好的热均匀性的混合物。该混合物在相应的停留时间之后从接纳容器移出、送到螺旋挤出机中并就此塑化或者说熔化。其中螺旋挤出机近似设置在拆碎工具的高度上。利用这种方式将软化的合成材料碎物通过混合工具主动地压入或者说塞入到挤出机中。大多这些长久以来已知的设计方案却在于螺旋件出口处获得的得到加工的合成材料的质量方面并且/或者在螺旋件的产量方面不尽人意。调查显示，对跟在容器之后的螺旋件、大多情况下为塑化螺旋件的在工作运转中的要求是不同的，并且这又归因于，有待加工的物料的单个的成分比其他成分更久地停留在容器中。材料在容器中的平均停留时间从每时间单元通过螺旋件的输出量分得的容器中的净重算出。平均停留时间则如已经提及的那样对于大部分要被处理的材料的而言在原则上不予给出，而是给出不规则的、从该平均值向上以及向下的关键偏差。所述偏差可以归因于先后置入到容器中的物料成分的不同特性，例如合成材料比如薄膜废料等等不同的特性或者强度，亦或归因于不可控制的偶然性。对于在热方面和机械方面均匀的材料而言，通常当螺旋件的测量区的螺槽深度非常大并且螺旋件转速保持得很低时在螺旋件的出口获得的物料出现质量改善。但是如果看重螺旋件的出料高度或者比如碎料机-挤出机组合的效率改善，则必须要提高螺旋件转速，这意味着，剪切力也要提高。由此却会使得由螺旋件所加工的材料在机械和热方面遭受负担，也就是说，存在合成材料的分子链受损的危险。作为另外的缺点会出现螺旋件及其壳体的增高的磨损，尤其在进行回收材料的加工时因包含在材料中的污物例如磨料碎物、金属碎物等等，它们对螺旋件或者说其支承件的一并滑动的金属部件有着强烈的侵蚀作用。不仅对于缓慢运转的并且深入切割的螺旋件(大落槽深度)而言而且对于迅速运转的螺旋件而言，已经提到过的单个的供应给螺旋件的材料成分的不同质量例如合成材料的不同的碎片尺寸以及/或者不同的温度关于在螺旋件出口处获得的合成材料的不均匀性是不利的。为了补偿不均匀性，在实践中提高挤出机的温度曲线，这意味着必须给合成材料供应附加的能量，这导致已经提到过的对合成材料的热损伤以及提高的能量需求。此外由此使得在挤出机出口处获得的合成材料在其粘度方面有所减小，也就是更为稀液，这对材料的继续加工而言带来了困难。由此可以看出，对于在螺旋件出口处获得良好的材料质量而言有利的工序参数是互相制约的。曾经尝试过如此解决这一问题，办法是增大切割压缩机的直径相对于螺旋件的直径的比例。通过这样将容器相对于传统尺寸增大能够实现的是，在容器中预处理的合成材料的机械和热均匀性被均化。原因在于，持续地添加的未加工的“冷”材料批料与在容器中存在的、已经部分得到加工的材料量的质量比相对于普通存在条件变低，并且合成材料在容器中的平均停留时间得到明显提高。质量比的降低对从容器中进入到螺旋件壳体中的材料的热和机械均匀性有利地影响并从而直接有利地影响在挤出机或者说聚结螺旋件的末端处的塑化率或者说聚结率的质量，因为已经将至少近似相同的机械和热均匀性的物料导送给了螺旋件并且因此这样的均匀性并不必须首先通过螺旋件实现。在容器中的所加工的合成材料的理论停留时间近似恒定。此外，这样的具有增大的容器的设备的在进料批料的精确性方面的可操作性与已知设备相比较不敏感。这样的设备能够基本良好地使用并且是有利的。尽管如此，具有带有大直径例如1500mm或者更大尺寸以及较长停留时间的容器或者说切割压缩机的设备尽管其具有良好的功能性和高的回收质量也不是最佳地节省空间和高效的。此外，这些设备对于材料的拉入以及螺旋件的配量装填来说经常遇有难题。对于这些已知设备而言进一步共同的是，混合以及拆碎工具的输送或者说转动方向并从而材料碎物在接纳容器中循环的方向以及挤出机的输送方向基本上相同或者说同向。这一刻意如此选择的布置方案源自于这样的期望，即尽可能地将材料塞入到螺旋件中或者说对其进行强制性喂料。这种将碎物沿着螺旋件输送方向塞入到输送器或者说挤出机螺旋件中的思想也是绝对显而易见的并对应于技术人员的普遍想法，因为碎物由此不必调换其运动方向并从而不需要为换向而耗费额外的力量。就此以及有源于此的进展始终都着眼于提供尽可能高的螺旋件填充度以及增强填塞效果。例如也尝试过将挤出机的入料区域锥状地进行扩展或者将拆碎工具镰形地弯曲，从而让它们能够将软化的材料刮抹式地喂入到螺旋件中。通过在进入侧将挤出机相对于容器从径向位置移入切向位置，进一步增强了填塞效果并且合成材料被环绕的工具更加用力地送入或者说压入到挤出机中。这样的装置即便伴有反复的问题，但基本能够满意地运行和工作。因此，例如对于具有微小的能量含量的材料例如PET纤维或者薄膜而言，或者对于具有过早的粘性或软化点的材料例如聚乳酸(PLA)而言，始终又要关注这样的效果，即，合成材料在压力下被刻意同向地塞入到挤出机或者输送器的入料区域中会导致材料直接在挤出机或者说螺旋件的入料区域后亦或在入料区域内过早熔化。由此一方面降低了螺旋件的输送效果，另外也还可能令熔化物部分地回流到切割压缩机或者说接纳容器的区域中，这将导致尚未熔化的碎片粘附在熔化物上，从而令熔化物再度冷却并部分僵化并且以这种方式由部分僵化的熔化物以及固态合成材料碎物形成疤瘤式的产物或者说结合体。由此阻塞入料并且混合以及拆碎工具粘连。作为进一步的结果，输送器或者说挤出机的通过率或者说出料量降低，因为螺旋件不再有足够的填充。另外就此而言混合以及拆碎工具会被滞住。原则上必须在这样的情况下将设备停机并彻底清洁。此外，对于这样的聚合物材料而言还出现这样的问题，即，其在切割压缩机中已然被加热到近似其熔化范围。如果就此而言入料区域被装满，那么材料就会熔化并且减少入料。而且对于大多伸长的、条形的、纤维式的具有一定程度的纵向延展性和微小厚度或者说刚度的材料即例如对于切成条的塑料膜而言也存在问题。这首先源自于长形材料在螺旋件的入料口的逸出侧末端被绊住，其中条的一个端部伸入到接纳容器中并且另一个端部在入料区域中。由于不仅混合工具而且螺旋件都同向运转或者说施加相同的输送方向和压力组分给材料，所以条的两端在相同方向上被拉力以及压力加载并且条不会再松开。这又导致材料在该区域中聚结、入料口的横截面变窄并且入料行为变差并进一步导致通过率受损。此外，由于提高了该区域中的装料压力而会发生熔化，从而又出现先前提到的问题。
技术实现思路
本专利技术因而基于的目的是，克服所提到的缺点并改进先前所述类型的装置，从而敏感的或者条形的材料也能毫无问题地由螺旋件纳入，并且对于高的材料质量而言尽可能节省空间地、时间高效地并且节省能源地并且伴有高通过率本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于出于回收目的对合成材料尤其热塑性废料预处理并随后输送、塑化或者聚结的装置，具有用于要被加工的材料的容器(1)，其中在容器(1)中设置了至少一个能够围绕转动轴线(10)转动的环绕的混合和/或拆碎工具(3)以用于混合、加热和视情况拆碎合成材料，其中在容器(1)的侧壁(9)中在所述混合和/或拆碎工具(3)的或者说在最下方的、最靠近底部的混合和/或拆碎工具的高度的范围内构造了开口(8)，通过该开口能够将预处理的合成材料从容器(1)的内部带出，其中设置了至少一个输送器(5)尤其挤出机(5)，以便接纳所述预处理的材料，具有至少一个在壳体(16)中旋转的尤其进行塑化的或者进行聚结的螺旋件(6)，其中壳体(16)具有位于其端侧(7)上或者其罩壁中的用于要被螺旋件(6)获取的材料的入料口(80)，并且入料口(80)处于与开口(8)的连接之中，其特征在于，输送器(5)的或者离入料口(80)最近的螺旋件(6)的中央纵轴线(15)的逆向于输送器(5)的输送方向(17)的假想的延长部在转动轴线(10)上不与之相交地经过，其中输送器(5)的纵轴线(15)或者离入料口(80)最近的螺旋件(6)在逸出侧或者说在混合和/或拆碎工具(3)的转动或者说运动方向(12)上相对于容器(1)的平行于纵轴线(15)的、从混合和/或拆碎工具(3)的转动轴线(10)沿着输送器(5)的输送方向(17)向外指向的径向部(11)偏移了间距(18)，并且有效容器体积(SV)与容器或者说切割压缩机(1)的装料体积(BV)以V=SV/BV的比例关系(V)存在，其中4≤V≤30优选5≤V≤25，其中有效容器体积(SV)以公式确定并且D对应于容器(1)的内直径并且其中装料体积(BV)按照公式确定，其中H对应于入料口(80)的高度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.14 AT A1510/20111.用于对合成材料预处理并随后输送、塑化或者聚结的装置，具有用于要被加工的材料的容器(1)，其中在容器(1)中设置了至少一个能够围绕转动轴线(10)转动的环绕的混合和/或拆碎工具(3)以用于混合、加热和拆碎合成材料，其中在容器(1)的侧壁(9)中在所述混合和/或拆碎工具(3)的高度的范围内构造了开口(8)，通过该开口能够将预处理的合成材料从容器(1)的内部带出，其中设置了至少一个输送器(5)，以便接纳所述预处理的材料，具有至少一个在壳体(16)中旋转的螺旋件(6)，其中壳体(16)具有位于其端侧(7)上或者其罩壁中的用于要被螺旋件(6)获取的材料的入料口(80)，并且入料口(80)处于与开口(8)的连接之中，其特征在于，输送器(5)的或者离入料口(80)最近的螺旋件(6)的中央纵轴线(15)的逆向于输送器(5)的输送方向(17)的假想的延长部在转动轴线(10)旁不与转动轴线(10)相交地经过，其中输送器(5)的纵轴线(15)或者离入料口(80)最近的螺旋件(6)在逸出侧或者说在混合和/或拆碎工具(3)的转动或者说运动方向(12)上相对于容器(1)的平行于纵轴线(15)的、从混合和/或拆碎工具(3)的转动轴线(10)沿着输送器(5)的输送方向(17)向外指向的径向部(11)偏移了间距(18)，并且有效容器体积(SV)与容器或者说切割压缩机(1)的装料体积(BV)以比例关系V=SV/BV存在，其中4≤V≤30，其中有效容器体积(SV)以公式确定并且D对应于容器(1)的内直径并且其中装料体积(BV)按照公式确定，其中H对应于入料口(80)的高度，其中对于与容器(1)处于连接之中的输送器(5)而言由切向于混合和/或拆碎工具(3)的径向最外部的点的飞圆或者说切向于在开口(8)处经过的合成材料以及垂直于容器(1)径向部(11)地取向的、沿着混合和/或拆碎工具(3)的转动或者说运动方向(12)指向的转动方向(19)的方向向量和输送器(5)的在各个单一点中或者说在开口(8)的整个区域中或者说在直接沿径向在开口(8)之前的输送方向(17)的方向向量的标积为零或者负数。2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在最下方的、最靠近底部的混合和/或拆碎工具的高度的范围内构造了所述开口(8)。3.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置设置用于出于回收目的对热塑性废料进行预处理并随后输送、塑化或者聚结。4.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输送器(5)是挤出机。5.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋件(6)设置用于塑化或者聚结。6.按权利要求1所述的装置，其特征在于，其中5≤V≤25。7.按权利要求1所述的装置，其特征在于，入料口(80)的高度H适用公式H=k1d，其中d是螺旋件(6)的直径并且k1是带有0.3≤k1≤1.5的常数。8.按权利要求7所述的装置，其特征在于，其中0.5≤k1≤1.15。9.按权利要求1所述的装置，其特征在于，容器(1)的装料体积(BV)与在入料口(80)区域中螺旋件体积(SE)以具有VS=BV/SE的比例(VS)存在，其中20≤VS≤700，其中螺旋件体积(SE)以公式确定并且L是沿着输送方向(17)延伸的、入料口(80)的有效长度且T是螺旋件(6)的螺槽深度。10.按权利要求9所述的装置，其特征在于，50≤VS≤450。11.按权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，L以公式L=k2d确定并且k2是带有0.5≤k2≤3.5的常数。12.按权利要求11所述的装置，其特征在于，1≤k2≤2.8。13.按权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，T以公式T=k3d确定，其中k3是带有0.05≤k3≤0.25的常数。14.按权利要求13所述的装置，其特征在于，0.1≤k3≤0.25。15.按权利要求14所述的装置，其特征在于，0.1≤k3≤0.2。16.按权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，有效长度(L)设有因子F并且适用于，其中0.85≤F≤0.95。17.按权利要求16所述的装置，其特征在于，F为0.9。18.按权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，混合和/或拆碎工具(3)的径向最外部的点的转动方向(19)方向向量和输送器(5)的输送方向(17)的方向向量围成大于或者等于90°并且小于或等于180°的角度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K菲奇廷格，M哈克尔，
申请(专利权)人：奥地利埃瑞玛再生工程机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT