CN100379540C - 由喷嘴喷出的热塑性塑料的粒化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由喷嘴喷出的热塑性塑料的粒化装置，上述喷嘴置于一个圆形状喷嘴圆盘之上，并且扫过上述喷嘴的刀片围绕着刀架轴旋转，同时支承在相对于径向具有一定倾斜位置的刀架上。上述刀架轴穿过圆形状装置的中心，并且冷却剂供应给喷嘴圆盘和刀片来冷却粒化的塑料。所述刀架随同刀架轴置于圆形状的壳体中，壳体延伸至喷嘴圆盘，供应的冷却剂以切向流入壳体中，从而在带有旋转刀架的壳体中形成环状流。冷却剂以一定的速度和旋转方向在壳体中旋转，且与刀架上流动通道的旋转速度和方向一致，通过这种方式，冷却剂供应给刀片。

Description

由喷嘴喷出的热塑性塑料的粒化装置

技术领域

本发明涉及一种由喷嘴喷出的热塑性塑料的粒化装置，上述喷嘴置于一个圆形状喷嘴圆盘之上，并且扫过上述喷嘴的刀片围绕着刀架轴旋转，同时支承在相对于径向具有一定倾斜位置的刀架上，上述刀架轴穿过圆形状装置的中心，并且冷却剂供应给喷嘴圆盘和刀片来冷却粒化的塑料。上述装置也能应用于所谓的热模具上，其中作用于从喷嘴喷出的塑料条的刀片直接置于喷嘴旁，同时塑料在熔融状态下也能应用上述装置。

背景技术

在文献US-PS3317957中描述过这种装置。该公开装置的特点在于，供应熔融的热塑性塑料的侧面与输送冷却剂的侧面相同，且都平行于贯穿通道的刀架轴，喷嘴位于圆形状装置内部的径向上。刀架的驱动也是从供应熔融塑料的-侧进行的，因此整个装置包括从驱动轴上供应熔融塑料的装置和供应冷却剂的装置，上述驱动轴即为刀架轴。特别是由于复杂结构的密封是必需的，因此冷却剂供给时支配的空间是有限的，即空间的截面相当小，同时供给时需要有大量的冷却剂的管道，这就必须实施巨大的压力给冷却剂。

通过热模具生产粒料的冷却也可选取另一种方法，即刀片安装在一封闭壳体内腔的刀架上，其中一喷嘴圆盘的壁面上有一平板，冷却液体可在内腔中流出和流进，这种结构相当于刀架轴上的管道。刀架的旋转使得冷却水和粒料一起在内腔中产生巨大的涡流，结果会导致水流完全不能控制，由于涡流的存在使得粒料形成后的粘合能力减弱。冷却水流入和流出的实施例在现有技术US-PS423207和DE-OS19842389中已经描述。

发明内容

本发明的目的在于装置中的冷却剂开始就在预定的轨迹上流动，从而在此轨迹上使均匀的水流具有更大的自由湍流。

根据本发明，带有刀架轴的刀架在圆形的壳体中一直延伸到喷嘴圆盘，冷却剂通过冷却剂导入管以切线方向流入到壳体中形成环状流，刀架在壳体中旋转，此时冷却剂在壳体中以一定的速度和旋转方向进行旋转，其转速和旋转方向符合其从刀架的流出口流出，从而使冷却剂冷却刀片。

通过这种结构，冷却剂以某种方式沿冷却剂流向对齐的切线方向流入，结果在圆形壳体中形成环状流，经由上述刀架的流出口，在壳体中旋转，然后冷却剂流送到刀片上，其中对于环状流的转速，不会进一步调整其速率和刀架上流出口的旋转方向。冷却剂在壳体中形成环状流，以均匀的速率旋转，从刀架上的开口流出，并且事实上冷却剂经由流出口时变成一种流向刀片的新环状流，具有相同的旋转速度和方向，因此合并为一种冷却剂流，其以旋转的方式到处流动，并且根据其速率的稳定性，能确保粒料在排出时形成自由湍流。

根据本发明目的，从刀片上冷却剂流出的位置到从壳体流出的位置上，冷却剂以相同切线方向流经旋转刀片的区域，同时带走粒料。

在刀片合适的区域上为壳体提供一个刀片环绕的内壁，在刀片和冷却剂流动方向上的内壁之间的螺旋型空间得以加宽，使得位于其中的冷却剂的实际流速保持不变。在这种结构中，一种位于刀架上刀片支撑部位和内壁之间的空间在刀架的旋转方向上均匀加宽，因此在加大直径的空间区域上冷却水的实际流速保持不变，这对于冷却水的自由湍流流动是必要的，使得粒料在离开刀片后随同排出的冷却剂具有相同的稳定性。

该装置具有在外部监测的功能，壳体上至少有一部分由透明的材料组成，特别是由普勒克西玻璃(Plexiglas)组成。

一种适合维修的结构，其壳体分为两个壳体分部，在刀片的区域上进行可分式拼合。

一种有利于刀架马达驱动的装置，其喷嘴位置避开安装的位置。在本发明中，马达不妨碍熔化液体分流的装置，通过马达的动力，喷嘴喷出熔融液体。

附图说明

本发明实施例如附图所示。其中：

图1A  总体装置的截面图，

图1B  沿图1中A-A的截面图，

图2   环状盘的俯视图，其上带有许多缝隙，用于镶嵌条状刀片，也就是由刀片组成的三个圆圈结构，

图3   相同的环状盘，其上带有许多用于镶嵌刀片的裂口，

图4   带有一个刀片的环状盘掠过喷嘴圆盘的示意图，

图5   图4中装置的俯视图，

图6   环状盘裂口上刀片的固定，

图7   带有承载弹簧刀片的环状盘的一部分截面图，

图8   图7中装置的变形结构，其中刀片通过一个液压活塞挤压移动，

图9   从刀架轴至环状盘的液体流动的输入通道，

图10  喷嘴圆盘的俯视图，带有一个由喷嘴组成的环状结构，

图11  图10中一些喷嘴的放大示图，其中带有刀片的示图，刀片在径向上的长度刚好超过喷嘴的直径。

具体实施方式

图1A示出了根据本发明装置的截面图，其中没有本发明其它组成部分，即删去了使熔融塑料流动的挤压机。本装置包括以公知方式置入的置入的液体分流器1，若干液体通道，此处有两个通道2和3。在液体分流器1上没有示出的紧固件通过法兰连接喷嘴圆盘4，液体从液体通道2和3中流入，并且从喷嘴5和6中喷出。通过驱动，熔融液体从喷嘴5和6中喷出来粒化热塑性塑料。喷嘴圆盘4上附着有喷嘴，其形成形状如图10所示的圆圈状。环状盘7相对于喷嘴盘4安装，刀片8和9(以及其它未示出的刀片)从环状盘中突出，并且以公知的方式从面向喷嘴圆盘4表面的环状盘7上伸出，这样才能对从喷嘴5和6中喷出的塑料条进行剪切。环状盘7上刀片8和9的相关的装置和轴承结构参阅图4至6所示。环状盘7上固定有一钟形结构的刀架10，其一端上安装有刀架轴11，在原理上所示的驱动马达12对刀架轴传递动力。动力从驱动马达12上驱动到刀架10上的刀架轴11，并且使带有刀片8和9的环状盘7旋转，其中刀片可从环状盘中伸出，这样就使流出的塑料条粒料化。

装置内部部件由壳体13包围着，盖14是壳体包围面的延伸，其覆盖的区域中有喷嘴5和6以及刀片8和9。对于塑料流出和粒化作用的两个相互配套的部件通过壳体13上法兰状的凸缘15和液体分流器上的凸缘16紧固，而且通过拧紧螺栓17来固定盖14，此时装置的所有部件包括由部件13和14组成的壳体以及液体分流器所在的部分。如图2所示，从下文的开头可知，图1的装置是旋转对称布置，意即带有盖14的壳体13外部有一个圆形的表面。喷嘴圆盘4是安装在支架39上必不可少的中心部件。

壳体13上的盖14在本发明中由普勒克西玻璃组成，这是为了可以透明地观察装置区域中液体的流动过程以及发生的粒化作用。

在壳体13及其区域中，以及发生粒化作用的过程中，为了冷却由刀片8和9剪切的粒料，这就需要一种冷却剂的流动，本发明使用的是冷却水，而且通过冷却剂导入管18流入。冷却剂导入管18的流入方向与壳体13中内腔19相切，通过该导管液体在壳体13中旋转流动，大量的水流能产生旋转速度。冷却水从内腔19流动到空腔24上的流出口20，21和22，上述空腔位于钟形状的刀架10上。由驱动马达12提供转速使带有空腔的刀架10旋转。此时冷却水在刀架10上的空腔24中的流出口20，21和22上流动，这样在内腔19中，冷却水在流出口20，21和22上就形成极大的自由湍流，内腔19中冷却水的流出速度和旋转速度就相当稳定，因此当流出口20，21和22旋转时，在流出口20，21和22区域上的内腔19中的冷却水以相同的旋转速度循环流动。这种方式就避免了不同转速的能量损失。也可以通过冷却剂导入管18的切向流向来调整转速。

如图所示，刀架10上的空腔24直接与刀片8和9以及喷嘴圆盘4的部分进行连接，在此处钟形状的刀架10相对于喷嘴圆盘可以打开，因此在刀架10上空腔24中冷却水能从刀片8和9旁流入，并从喷嘴圆盘4的表面流出。液体经由在喷嘴圆盘4和环状盘7之间的中间腔26，然后容易从相同的切线布置的冷却剂导出管25中流出去。在中间腔中，冷却水跟随着刀架10和刀片8和9循环旋转，而且在方向上直接与冷却剂导出管25的方向相切。对于冷却水从一个区域到另一区域每次流动的方向和历经的过程，冷却剂流动所需的阻力可能最小，同时相应降低驱动马达12产生的能量。

图1B是沿图1中A-A线的截面图，该截面也是沿刀片面向喷嘴圆盘4伸出的平面。

图1B中所示的是带有刀片8和9的环状盘7的俯视图。环状盘7置于刀架10上，其上有流出口20，21和22(第四个有标记流出口在图1中没示出)。此外，图1B中示出了盖14，此盖以螺旋的形式从冷却剂导出管25的位置环绕在环状盘7上，在带有刀片8和9的环状盘7之间的空间沿盖14的外壁逐渐变小，或者沿流动方向(箭头所示)逐渐变大，因此通过这种空间区域上直径的变化，使得冷却水的流速实际上保持不变，这对于冷却水的自由湍流流动是必要的，使得粒料在离开刀片后随同排出的冷却剂具有相同的稳定性。

图2中示出了固定在刀架上的单个环状盘7，其上没有刀片，而且俯视图上示出了安装刀片的孔。图2示出了开口为安装刀片的刀孔27，其作用在下文中进一步阐述。根据图2所示，环状盘上有三个圆圈状的装置28，29，30。

图3中示出了相同的环状盘7，其上也有安装刀片8的刀孔27。如图所示，突出的刀片8倾斜于环状盘7的表面，并且从刀孔27中以倾斜于旋转方向一定的角度伸出。刀片8在倾斜方向上的安装参考了旋转方向，这种安装是根据对环状盘旋转的倾斜方向使得冷却水的流动具有较小的阻力而选定的。冷却水由内到外流动(参见图1A)，其中冷却水的流动不是径直地流向外部，而是螺旋式的流出。在每个螺旋的角度上，每个刀片8上的倾斜方向要进行调整，这样经过喷出的冷却水才具有很小的流动阻力。环状盘7的旋转方向如所标记的箭头方向所示。

图4中示出了相对于带有喷嘴5的喷嘴圆盘4的刀片8的装置。刀片8插入到环状盘7的刀孔27中并且固定，其作用在下文进一步阐述。喷嘴圆盘位于钟形状的刀架10中，其通过点划线表示的刀架轴11固定。

图5示出了图4中环状盘7区域上带有刀片8的俯视图，刀片8从环状盘中突出。刀片8插入虚线表示的刀孔27中，其通过螺钉31固定在环状盘7上。

图6中示出的是图5的侧视图，其图示表明了刀片插入刀架7中的结构，而且插入到规定的刀孔27中。螺钉31夹紧刀孔27中的刀片8并将其固定。

类似于图6的结构，图7示出了带有刀孔27的环状盘7的一段截面，其中插有刀片8。此处刀片8的末端置于环状盘7的中部，刀片8的后部与螺旋弹簧32相连，弹簧由顶杆33支撑。螺旋弹簧32受挤压而产生移动，并且能重新调整安装在环状盘7上刀片8的位置，同时有一相应的压力使其紧靠在喷嘴圆盘4上。由于刀片8的磨损，刀片的长度就会缩短，螺旋弹簧32就会自动地向喷嘴圆盘4的方向上挤压刀片，刀片的磨损由于弹簧的伸长而得到补偿。

图8是图7示出实施例的一种变形，刀片8的后部由一活塞34支承，活塞在相应的钻孔35中移动。对于喷嘴圆盘4来说，钻孔35几乎是刀孔27后部的延伸。推动活塞35工作的压力要么由液体产生，要么由气体产生，其通过特定的进道36流入钻孔35中。刀片8上磨损的补偿量也以相同的方式实现，如上文中图7所述。

图9中示出了压力介质流入的通道，其正是图8中装置所需求的。压力介质沿分流器37中心的刀架轴10流动至钻孔38中，从而使压力介质在环状盘7上刀架10中流动。

图10示出了喷嘴圆盘4，此图仅示出了由喷嘴4、5组成的一个圆圈装置。喷嘴4、5具有相同的纵截面，贯穿带有圆形横截面的钻孔，如图11所示，由刀片8掠过其截面。

图11中示出了带有三个喷嘴5的喷嘴圆盘4的一段截面，其上有径向倾斜的装置的刀片8。刀片8在径向上的宽度R如图11所示。其中清楚示出了刀片的宽度比喷嘴5的直径D稍微大一点。这样使得刀片8恰好在喷嘴5的截面上剪切从中流出的熔融塑料，形成单独粒化并相互独立剪切，刀片在径向上的宽度R仅比直径D稍大一点，因此刀片8在旋转时相对于四周冲击的冷却水仅承受较小的阻力。

Claims (7)

1.一种由喷嘴(5，6)喷出的热塑性塑料的粒化装置，上述喷嘴(5，6)置于一个圆形状喷嘴圆盘(4)之上，并且扫过上述喷嘴的刀片(8，9)围绕着刀架轴(11)旋转，同时支承在相对于径向具有一定倾斜位置的刀架(10，7)上，上述刀架轴(11)穿过圆形状装置的中心，并且冷却剂供应给喷嘴圆盘(4)和刀片(8，9)来冷却粒化的塑料，其特征在于：带有刀架轴(11)的刀架(10，7)在圆形的壳体中一直延伸到喷嘴圆盘(4)，冷却剂通过冷却剂导入管(18)以切线方向流入到壳体(13)中形成环状流，刀架(10，7)在壳体中旋转，此时冷却剂在壳体(13)中以一定的速度和旋转方向进行旋转，其转速和旋转方向符合其从刀架(10)的流出口(20)流出，从而使冷却剂冷却刀片(8，9)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：冷却剂以一定的切向流经刀片(8，9)，并从壳体(13)上冷却剂导出管(25)流出，同时一起带走粒料。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在刀片(8，9)区域的壳体(13)上由一个刀片(8，9)环绕的内壁(40)，在刀片(8，9)和冷却剂流动方向上的内壁(40)之间的螺旋型空间得以加宽，使得位于其中的冷却剂的实际流速保持不变。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：壳体(13)上至少有一部分由透明的材料组成。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：壳体(13)由两个壳体分部组成，在刀片(8，9)的区域上进行可分式拼合。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括一用于驱动刀架轴(11)的马达(12)，该马达(12)设置在远离喷嘴圆盘(4)的一侧。

7.如权利要求4所述的装置，其特征在于：，透明的材料包括普勒克西玻璃(Plexiglas)。

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