[發明專利]用于加工聚合物材料的機器

在審

• 申請號: 201480033232.5
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN105358243A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 朱塞佩·龐澤里
• 申請（專利權）人: 耐克秀查奈爾公司
• 主分類號: B01F7/00
• 分類號: B01F7/00;B29B7/52;B29C47/52
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

技術領域

本發明涉及一種用于加工聚合物材料的機器。

特別地，本發明涉及一種包括定子、可繞轉動軸旋轉的并與該定子連接的轉子和在所述定子和轉子之間用于加工所述聚合物材料的加工通道的機器。

背景技術

本發明通常涉及上述類型的機器，并配置為通過將至少兩種組分進行融化或混合或脫氣以加工聚合物材料，其中第一組分是粘性液體，而另一個第二組分是粘性液體或顆粒狀固體或氣體或上述成分的組合。

用于加工上述類型的聚合物材料的機器包括螺桿機或螺桿擠出機，其中螺桿在圓柱(cylinder)中是可旋轉的，從而限定螺旋狀加工通道。

所述螺桿機具有一些缺陷。

首先，所述螺桿機中的聚合物的流速受如下事實限制：通過流動通道的寬度是螺距的函數，相應地，螺距是螺桿的角度和螺紋的厚度的函數，以及受如下事實限制：聚合物材料的流動有兩個速度分量，其中只有一個速度分量有助于該材料流向輸出，決定排放流速。聚合物材料的流動具有平行于該螺紋且為螺旋角的余弦函數的速度分量，和垂直于該螺紋且為螺旋角的正弦函數的速度分量，其對所述通道內的材料朝向輸出的流動沒有貢獻。由于速度分量的這種分布，物理上不可能知道是哪些流體顆粒沿兩個路徑中的一個或另一個路徑行進。特別是，不可能知道是哪些顆粒沿著垂直于所述螺紋的環路行進，然而，在某些情況下，沿軌跡控制液體的速度剖面(speedprofile)和其變形將是特別感興趣的。

所述螺桿機還存在其他問題，例如不充分且低效的液體的延展分布，不充分的且低效的氣液二相混合物的脫氣，不充分的且低效的熱塑性固體物質的融化。

在前兩種情況下，加工問題與液體顆粒穿過位于螺紋和圓柱之間的間隙相關聯。在這些情況下，事實上，相當大量的液體顆粒沿著平行于螺紋的軌跡設置，而不是沿垂直于螺紋的環形軌跡設置，從理想的過程中溢出。為了彌補這個缺陷，已知的解決方案是通過加長所關注的段從而增加所述擠出機的局部環形流速。這增加了所有顆粒以理想的方式進行“變形”的概率。所需的流速增加通常是非常顯著的且范圍是從排放流速的理論最小值的4倍、6倍到20倍以上。然而，遠遠大于必須的混合或脫氣區域的設計，導致了相當大的缺陷，包括更高的投資、更大的占用空間、降低的能源效率和聚合物材料的降解風險。

最后，螺桿機要經受脫氣煙道區域中的污垢。在螺桿機中，脫氣經過形成于所述圓柱的表面上的液體薄膜、在液體/氣體交界面處發生。因為聚合物材料中的至少一部分，無論多小，必須要與圓柱和螺桿二者相接觸從而允許其供給，與圓柱和螺桿二者相接觸的這部分材料是強制性的，從而在脫氣煙道的前方經過，每一輪一次，并因此“弄臟”該煙道區域。

為了彌補上述缺陷，機器已被設想為使用環狀加工通道以加工聚合物材料，換句話說，不是螺旋狀的加工通道。

例如，在美國專利申請US5,200,204(DouglasJ.Horton)，US4,012,477(Beck)，US4,813,863(GranvilleJ.Hahn)，US4,501,543(Rutledge)，US3,880,564(Beck)中，已知一種機器包括圓柱形轉子、具有用于該轉子的底座的定子以及在該轉子與該定子之間形成的加工通道。環狀加工通道的形成是由于如下事實：該定子的底座的直徑大于轉子的直徑，該轉子相對于該底座以可旋轉的方式繞旋轉偏心軸安裝，或該底座具有橢圓形的形狀。

用于加工聚合物材料的機器的另一種類型如US4,194,841(Z.Tadmor)、US4,606,646(S.Metha)以及WO2008071782(G.Ponzielli)中所示。如上所述的所有專利都示出了具有形成在轉子中的環狀加工通道的擠出機。

如上所述的多種機器的主要缺陷在于如下事實：既不可能在某些情況下，也不僅在其他情況下，局部改變加工通道的高度并且因此根據特定的需要沿著路徑點對點限定加工通道。

發明內容

本發明的目的是提供一種如上所述類型的且不受已知的現有技術中的缺陷影響的機器。

根據本發明，提供了一種用于加工聚合物材料的機器，所述機器包括繞轉動軸可旋轉的轉子；與該轉子密封地連接的定子；至少一個環形凹槽，沿著小于360°的角度在所述定子中延伸并與該轉子形成用于所述聚合物材料的加工通道；至少一個輸入通道，用于將該聚合物材料供給到該加工通道；以及輸出通道，用于從所述加工通道排出該聚合物材料。

由于本發明，可以提供一種具有適合于加工類型的幾何特性的加工通道，必須設計用于該加工類型的且沒有特殊結構限制的機器。