[發明專利]用于制備塑料材料的裝置

有效

• 申請號: 201280050417.8
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN103958141B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: K.菲奇廷格;M.哈克爾
• 申請（專利權）人: 奧地利埃瑞瑪再生工程機械設備有限公司
• 主分類號: B29B13/10
• 分類號: B29B13/10;B29B17/04;B01F15/02;B02C18/08;B29C47/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 陳浩然,李婷

技術領域

本發明涉及一種用于預處理、接著輸送、塑化或聚結塑料的裝置。

背景技術

現有技術公開了大量具有不同構造形式的相似裝置，其包括容納容器或用于破碎、加熱、軟化和制備要被循環利用的塑料材料的切割壓緊裝置以及與其連接的輸送機或用于熔化如此準備的材料的擠出機。其目的在于獲得盡可能高品質的大部分為顆粒形的最終產品。

例如在EP 123 771或EP 303 929中就描述了具有容納容器和與其連接的擠出機的裝置，其中通過旋轉破碎和混合工具，輸送給容納容器的塑料材料被粉碎并被旋起環繞運動，通過加入的能量同時被加熱。由此形成了具有足夠好的熱均勻性的混合物。在經過相應的停留時間后，該混合物從容納容器中排出輸送到螺桿擠出機中，并被塑化或熔化。螺桿擠出機大致布置在破碎工具的高度上。通過這種方式，軟化了的塑料顆粒通過混合工具主動地壓入或塞入擠出機。

但在蝸桿的出口處獲得所加工塑料材料的質量方面以及/或者在蝸桿的輸出量方面，大多數上述這些很久之前就已公知的結構并不盡如人意。實驗表明，對于在容器之后的蝸桿(大多數情況下為塑化蝸桿)在工作過程中的要求是不一樣的，因為所要處理的物料的一部分在容器中停留的時間要比其他部分長。通過將容器中的填充重量除以蝸桿單位時間的排出量可以得到材料在容器中的平均停留時間。但如上所述，該平均停留時間通常對于所要處理材料的大部分都不適用，實際上會出現無規則的大幅向上或向下偏離該均值的情況。這種偏離情況是由于陸續輸入到容器中的物料部分具有不同的品質，例如是由于塑料材料、例如薄膜殘余物等等的不同品質或不同硬度，也可能是由于出現不可控的偶然性事件。

對于在熱量和機械方面均勻的材料來說，如果蝸桿的計量區域(Meteringszone)螺紋深度很大，并且蝸桿的轉速保持很小，那么通常可以改善在蝸桿出口處獲得的物料質量。但如果重視的是提高蝸桿的輸出量或改善破碎擠出機組的功率，那么必須提高蝸桿的轉速，而這意味著剪切變形也要提高。但這樣的話，所加工的材料在熱量和機械方面受到蝸桿的作用也越強，也就是說，存在塑料材料的分子鏈被損壞的危險。另一個缺點在于，蝸桿及其外殼的磨損會加大，尤其是在加工循環利用材料時，在該材料中含有的雜質如磨料顆粒、金屬部件等等會加大這種磨損，它們會嚴重磨損蝸桿或其支撐裝置的彼此鄰接引導的金屬部件。

無論是在運轉緩慢、深切的蝸桿(螺紋深度大)中還是在快速運轉的蝸桿中，輸送給蝸桿的各個物料部分的不同質量、如塑料材料的不同絮團粒度和/或不同溫度都會在蝸桿出口處獲得的塑料材料的不均勻性方面產生不良影響。為了彌補這種不均勻性，在實踐中會將擠出機的溫度場提高，這意味著，必須向塑料提供附加能量，而這會造成上述對塑料材料的熱損害，同時也會造成更高的能量需求。此外，這還會引起在擠出機出口處獲得的塑料材料的粘度變小，即塑料材料變得稀薄，而這會在繼續加工該材料時造成困難。

由此可見，利于在蝸桿出口處獲得較好的材料質量的各個工藝參數是彼此矛盾的。

首先嘗試通過相對于蝸桿的直徑增大切割壓緊裝置的直徑來解決該問題。通過將容器增大到比通常的尺寸大，可以使在容器中經過預處理的塑料材料在機械和熱量方面的均勻性得到均勻化。其原因在于，與通常存在的條件相比，不斷加入的未經處理的“涼的”材料部分與在容器中已經被部分加工的材料數量的質量比較小，塑料材料在容器中的停留時間得到顯著提高。質量比減小有利于從容器中進入到蝸桿外殼中的材料的在機械和熱量方面的均勻性，因此會直接影響到在擠出機蝸桿或造塊蝸桿的末端處塑料制品或結塊物的質量，因為已經向蝸桿提供了在機械和熱量均勻性方面至少近似相同的物料，由此不必通過蝸桿來獲得這種均勻性。被加工的塑料材料在容器中的理論停留時間是幾乎恒定的。此外，與已知的設備相比，這種具有增大容器的設備在物料加入的準確性方面的可操作性也更加不敏感。

這種設備基本上能夠良好地裝入并且是有優勢的。但具有較大直徑如1500mm或更大直徑的容器或切割壓緊裝置以及更長停留時間的設備盡管具有較好的功能，并且其生產的循環利用材料具有較高質量，但這種設備在占地面積和效率方面并不是很好，并且會散發大量熱量。