CN103857502B - 用于预处理并且随后塑化塑料材料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于预处理并且随后输送或者塑化塑料材料的装置，其具有容器(1)，该容器(1)带有可围绕旋转轴线(10)旋转的拌和和/或粉碎工具(3)，其中在侧壁(9)中构造开口(8)，通过该开口可以将塑料材料取出，其中设置输送机(5)，其具有在壳体(16)中旋转的螺杆(6)，其中壳体(16)分成两个腔室(40、41)，其中前面的腔室(40)具有进料口(80)并且后面的腔室(41)具有至少一个排气孔(42)，其中所述两个腔室(40、41)通过通道(44)相互连接，在该通道中布置熔液过滤器(45)。本发明的特征在于，输送机(5)的纵轴线(15)的假想的延长线反向于输送方向(17)在边上通过旋转轴线(10)，其中纵轴线(15)在出口侧与平行于纵轴线(15)的径线(11)错开一段距离(18)，螺杆(6)进入前面腔室(40)的长度(L)在螺杆(6)名义直径(d)的10倍到40倍的范围内，并且从通道(44)通入后面腔室(41)中的汇入口(46)到排气孔(42)的距离在螺杆(6)名义直径(d)的1.5倍到15倍的范围内。

Description

用于预处理并且随后塑化塑料材料的装置
技术领域
本发明涉及一种用于预处理并且随后塑化塑料材料的装置。
背景技术
很久以来，由现有技术公开了类似形式的方法和装置。公开了应该回收的塑料材料首先在切碎压缩机中在温度升高时并且必要时在加载真空时进行准备，随后在挤出机中熔化并且过滤熔液，随后脱气并且最后例如粒化。用于实施这种方法的装置例如从EP 123771 B、EP 390 873 B或者AT 396 900 B中得到公开。
还存在大量方法以及装置用于优化各个步骤，例如对熔液进行脱气。例如可以在排气孔前面构造无压区，从而负责可靠地对塑料材料进行脱气。也存在大量的若干熔液过滤器的实施方式用于去除固态的异物和/或没有熔化的剩余聚合物。
所有这些首先用于提高最终产物的质量。
对于开头提高的已知的切碎压缩机或者说容器来说共同的是，拌和以及粉碎工具的输送或者说旋转方向以及由此材料粒子在容纳容器中旋转的方向与挤出机的输送方向基本上相同或者说同向。这意味着如此选择的装置通过意愿引导，使得材料很可能填塞到螺杆中或者说强制供给给螺杆。粒子沿着螺杆输送方向填塞到输送或者说挤出螺杆中的这个想法也由此接近并且相应于本领域技术人员常见的想法，因为由此粒子不必转换其运动方向并且由此不用额外的力用于方向转换。在此以及在由此出发的改进方案中总是根据以下情况进行考虑，即实现尽可能高的螺杆填充以及增强这种填塞效应。例如也尝试锥形地拓宽挤出机的进入区域或者镰刀状地弯曲粉碎工具，由此粉碎工具能够将软化的材料刮板状地填充到螺杆中。通过在入口侧将挤出机由径向移动到相对于容器切向的位置中，还进一步增强了填塞效应并且由旋转的工具更强烈地将塑料材料输入或者说压入挤出机中。
这种装置原则上是有效的并且工作得令人满意，虽然也具有反复出现的问题：
例如在具有很小内能的材料例如PET纤维或者PET层中或者在具有较早的发粘点或软化点的材料例如聚乳酸(PLA)中总是重复观察到所述效应，即塑料材料有意识地同向填塞到挤出机的入口区域中会在压力之下导致材料就在挤出机的入口区域后面或者就在入口区域里提早熔化。由此，一方面降低了挤出机的输送作用，此外也会出现所述熔液部分地回流到切碎压缩机或者说容纳容器的区域中，这导致还没熔化的薄片粘附到熔液上，由此再度冷却并且部分地硬化所述熔液并且以这种方式形成由部分硬化的熔液和固态的塑料材料粒子构成的肿瘤状的产物或者说混杂物。由此填塞了挤出机的入口并且黏住了拌和以及粉碎工具。随后降低了挤出机的通过量，因为不再足够地填充螺杆。此外，在此所述拌和以及粉碎工具会卡死。通常在这种情况下必须停止设备并且完全清洁设备。
此外，在这种聚合物材料中会出现以下问题，即切碎压缩机已经加热到接近其熔化区域。如果在此过度填充入口区域，那么材料熔化并且降低进入。
即使在大多数具有特定线膨胀以及较小厚度或者说刚性的伸展的有条纹的纤维状的材料中，也就是例如在条状切开的塑料材料层中产生了问题。其首先在于，长形的材料被绊在螺杆的入口的出口侧端部上，其中条纹的端部伸入容纳容器中并且另外的端部伸入进入区域中。因为不仅拌和工具而且螺杆都是同向运行或者说相同的输送方向分量以及压力分量施加到材料上，所以条纹的两个端部沿相同的方向进行拉力以及压力加载并且所述条纹不会再松开。这又使得材料积聚在该区域中，使得进入孔的横截面变窄并且引起更差的进入特性并且随后引起通过量丧失。此外，通过在该区域中的增加的供料压力会出现熔化，由此又会出现开头所提到的问题。
发明内容
本发明的任务是实现一种用于回收塑料材料的改善的装置，其提供高品质的最终产物，其中可以以较高的生产率以及较大的通过量来管理所述装置。
为此本发明提出一种用于预处理并且随后塑化塑料材料的装置，该装置具有用于有待处理的材料的容器，其中在容器中布置至少一个可围绕旋转轴线旋转运行的拌和和/或粉碎工具用于拌和、加热并且粉碎塑料材料，
其中在容器的侧壁中在最下面最靠近底部的拌和和/或粉碎工具的高度的区域中构造开口，通过该开口可以将预先处理的塑料材料从容器的内部取出，
其中设置至少一个挤出机或者说压缩机用于容纳预处理的材料，其具有至少一个在壳体中旋转的塑化的螺杆，其中壳体具有在其端侧上或者在其罩壁中的进料口用于由螺杆有待获取的材料，并且该进料口与开口连接，
其中壳体分成两个空间上相互分开的腔室或者存在两个在空间上相互分开的腔室，其中在上游的前面的腔室具有进料口并且在下游的后面的腔室具有至少一个排气孔用于漏出气体以及排出口用于对熔液进行净化以及脱气，
其中所述两个腔室通过至少一个通道相互连接，在该通道中布置至少一个熔液过滤器，熔液通过该熔液过滤器，
并且其中将每个排气孔沿挤出机的输送方向看在下游布置在后面腔室中每个通道的汇入口后面并且在上游布置在排出口前面，
其特征在于，
挤出机的或者在进料口后面的螺杆的中间的纵轴线的假想的延长线反向于挤出机的输送方向在边上通过旋转轴线而不会切割该旋转轴线，其中挤出机的或者在进料口后面的螺杆的纵轴线在出口侧或者说沿着拌和和/或粉碎工具的旋转或者说运动方向与容器的平行于纵轴线从拌和和/或粉碎工具的旋转轴线沿着挤出机的输送方向指向外的径线错开一段第一距离，
并且螺杆在前面腔室中的长度从进料口的沿螺杆的输送方向在下游的边缘起直到在最上游通向熔液过滤器的通道的构造在壳体中的汇出口进行测量，该长度处于螺杆名义直径的10倍到40倍的范围内，
并且从通道通入后面腔室中的汇入口到最上游的排气孔的第二距离在螺杆名义直径的1.5倍到15倍的范围内，其中为与容器连接的挤出机形成标积，该标积由切向于拌和和/或粉碎工具的径向最外面的点的回转圆或者说切向于在开口边上运动的塑料材料并且法向于容器的径线定向的指向拌和和/或粉碎工具的旋转或者说运动方向的旋转方向方向矢量以及挤出机的输送方向的方向矢量形成，该标积在开口的各个点或者说整个区域内或者说沿径向就在开口前面为零或者负数。
在此，首先提出，当挤出机具有仅仅一个唯一的螺杆时该挤出机的中间的纵轴线的假想的延长线、或者说当挤出机具有多个螺杆时在进入孔后面的螺杆的纵轴线反向于挤出机的输送方向在旋转轴线边上不与其相切地经过，其中当挤出机具有唯一一个螺杆时该挤出机的纵轴线或者在进入孔后面的螺杆的纵轴线在出口侧与纵轴线平行地与拌和和/或粉碎工具的旋转轴线沿着挤出机的输送方向沿着容器的指向外的径线错开一段距离。
由此，拌和工具的输送方向与挤出机的输送方向不再如现有技术中公开的那样同向，而是至少略微反向，由此降低了开头所提到的填塞效应。通过相对于至今为止公开的装置有意识地反转拌和以及粉碎工具的旋转方向降低了作用到入口区域上的供料压力并且降低了过度填充的危险。剩余的材料以这种方式不会以过度的压力填塞或者说填充到挤出机的入口区域中，而是正好相反，剩余的材料甚至按趋势再次远离那里，使得虽然总是有足够的材料在入口区域中，但是几乎是没有压力的或者说仅仅加载很小的压力。以这种方式可以足够地填充挤出机螺杆并且总是将足够的材料拉入，而不会过度填充螺杆或者后面引起局部的压力峰值，在该压力峰值下会熔化材料。
以这种方式防止在挤出机入口的区域内熔化材料，由此提高了企业效率，延长了维修间隔并且缩短了由可能的维修以及清洁措施引起的停机时间。
通过降低装料压力，可以用来以已知方式调整螺杆填充度的滑阀明显反应更敏感并且还可以更精确地调节螺杆的填充度。尤其在更重的材料中例如由高密度聚乙烯(HDPE)或PET构成的碾磨材料中可以轻易地找出设备的最佳运行点。
此外，证实惊人有利的是，已经快软化成熔液的材料在按本发明反向的运行中更好地拉入。尤其在材料已经处于粘稠或者说软化状态时，螺杆从靠近容器壁的粘稠的环中切割材料。在沿挤出机螺杆的输送方向的旋转方向中，所述环更容易推开并且不会由螺杆刮掉，由此减少进入。这通过按本发明反转旋转方向得到避免。
此外，在处理上面所描述的条纹的或者说纤维状的材料时所形成的涂覆或者说粘附可以更简单地解决或者说根本就不会形成，因为在开口的沿着拌和工具的旋转方向位于出口侧或者说下游的边缘上所述拌和工具的方向矢量与挤出机的方向矢量沿着几乎反向的或者至少略微反向的方向，由此长条纹不会围绕该边缘弯曲以及涂覆，而是由拌和旋风在容纳容器中再次撕碎。
总之，通过按本发明的设计方案改善了进入特性并且明显增加了通过量。由切碎压缩机和挤出机组成的整个系统由此更稳定并且更有能力。
此外提出，在前面腔室中螺杆的长度L，从入口的沿着螺杆输送方向位于下游的边缘开始测量直到通向熔液过滤器的最上游的通道的构造在壳体中的汇出口为止，其处于螺杆的平均额定直径d的10倍到40倍的范围内。
此外提出，从后面腔室中通道的入口到最上游的脱气孔的距离处于螺杆的平均额定直径的1.5倍到15倍的范围内。
惊人地指出，人们通过规定反向旋转的切碎压缩机可以在更高的温度下工作并且可以实现材料更好地均匀化。因此可以缩短到熔液过滤器的路程或者说更早地布置熔液过滤器。此外，通过提高温度改善了脱气，并且也可以缩短到第一脱气孔的路程。在切碎压缩机中在较高温度下处理材料能够使轻易逃脱的气体早已在该区域中离开材料。在这方面，这是特别有效的，因为大多数层状或者说碾磨材料状的粒子的表面是大的，并且由此湿气或者轻易逃脱的物质能够更简单地从材料中漏出，并且通过增强的拌和所述粒子总是再度出现在表面上或者说总是再度更换，并且因此气体能够轻易地离开容器。出于这个原因，基本没有逃脱的物质留在熔化的材料中并且由此更好地使熔液脱气。
由此，在熔液以及由此最终产物质量较高的情况下获得了装置的结构上的简化以及缩短。
本发明的其它有利的设计方案通过下面特征得到描述：
根据本发明的有利的实施方式提出，在下游在通道通入后面腔室的入口后面并且在最上游的脱气孔前面连接均匀化单元用于使过滤后的熔液均匀化。在此，熔液经受强烈的剪切应力以及拉伸应力并且强烈地加速。作为替代方案，所述螺杆在该区域内具有使得熔液均匀化的通道几何形状。
有利的是，均匀化的步骤只有在过滤之后然而在给熔液脱气之前实现，因为以这种方式不会通过可能粗糙的脏物或者固态的异物或者说非熔化的塑料材料窝影响均匀化，并且同时可以起作用并且有效地进行随后的脱气，其中气泡几乎可以完全从熔液中除去。以这种方式可以实现高品质的最终材料，其可以用于不同的后处理。
在上下文中有利的是，所述均匀化单元尤其螺杆具有优选上游的用于剪切熔液的区段以及另一优选在其下游的用于拌和熔液的区段。
均匀化的过程是相对复杂的过程。在此有利的是，所述材料不仅经受剪切而且经受后面的拌和，其中同时提高熔液的温度并且将剪切的部分与几乎不剪切的部分进行拌和。以这种方式可以实现带有精细分布并且非常小的干扰物质的均匀熔液，该干扰物质随后可以优化并且有效地进行脱气。
根据另一有利的方法实施，在均匀化期间然而至少在均匀化最后并且在脱气开始之前所述材料或者说熔液的温度至少与所有其它处理步骤中的温度一样，优选更高。
结构上有利的结构提出，容器、挤出机、腔室、熔液过滤器、均匀化单元以及脱气孔沿轴向相互前后布置，或者说在共同的纵轴线上，或者说围绕共同的纵轴线。由此，整个装置变得非常窄并且节省空间。
所述腔室相互间分开的有效方案提出，所述两个腔室通过设置在螺杆圆周上的回送螺纹分开。
在上下文中有利的是，通道的汇出口和汇入口紧接着在回送螺纹前面汇出或者说就在回送螺纹后面汇入。
为了改善脱气，通入后面腔室的通道的汇入口与最上游的脱气孔之间的螺杆具有引起优选伸到脱气孔的无压区的通道几何形状或者说构造成解压缩的。
根据本发明的有利的改进方案提出，所述挤出机如此布置在容纳容器上，使得由切向于拌和以及粉碎工具的径向最外面的点的回转圆或者说切向于掠过开口的塑料材料以及法向于容纳容器的径向定向的指向拌和和/或粉碎工具的旋转或者说运动方向的方向矢量(旋转方向的方向矢量)和挤出机的输送方向的方向矢量形成的标积在开口的各个点中或者说整个区域内或者说在沿径向就在开口前面的各个点中或者说整个区域内都为零或者负数。沿径向就在开口前面的区域定义为开口前面的材料就在通过开口前但是还没有通过开口的那个区域。以这种方式实现了开头提到的优点并且在进入口区域内有效地避免由填塞效应引起的积聚形成。在此，尤其也不用麻烦拌和工具以及螺杆的空间上的布置，例如旋转轴线不必法向于底面或者挤出机的纵轴线或者说螺杆进行定向。旋转方向的方向矢量与输送方向的方向矢量处于一个优选水平的平面内或者说处于法向于旋转轴线定向的平面内。
另一有利的设计方案通过以下方法获得，即拌和和/或粉碎工具的旋转方向的方向矢量与挤出机的输送方向的方向矢量围成大于或者等于90°并且小于或者等于180°的角度，其中在开口的相对于旋转或者说运动方向位于上游的边缘上、尤其在该边缘的最上游的点或者说开口中测量两个方向矢量的交点中的角度。由此描述了挤出机必须布置在容纳容器上从而实现有利作用的角度区域。在此，在开口的整个区域内或者说在开口的各个点中形成作用到材料上的力的至少略微反向的定向，或者说在极限情况下出现压力中性的横向定向。拌和工具以及螺杆的方向矢量的标积在开口的任何点上都不是正的，由此，不会在开口的部分区域内出现一次太大的阻塞作用。
本发明的另一有利的设计方案提出，旋转或者说运动方向的方向矢量与输送方向的方向矢量围成170°和180°之间的角度，在开口中间两个方向矢量的交点中测量。这种布置例如在挤出机切向地布置在切碎压缩机上时是合适的。
为了确保不出现太大的填塞作用，可以有利地提出纵轴线相对于径线的距离或者说偏差大于或者等于挤出机的壳体的或者说螺杆的内直径的一半。
此外，可以在这个构思中有利的是，纵轴线相对于径线的距离或者说偏差大于等于容纳容器的半径的7%，还有利地大于等于其20%。在具有延长的拉入区域或者说槽口或者拓宽的凹口的挤出机中可以有利的是，所述距离或者说偏差大于或者等于容纳容器的半径。这尤其适合于以下情况，即挤出机切向地连接到容纳容器上或者说切向于容器的横截面延伸。
在此，特别有利的是，所述挤出机或者说螺杆的纵轴线或者说在入口后面的螺杆的纵轴线或者壳体内壁或者螺杆的包络线切向于容器侧壁的内侧延伸，其中优选螺杆在其端侧上与驱动装置连接并且在其对置的端部上输送到布置在壳体端部上的出口处，尤其挤出机头部。
在径向错开然而非切向布置的挤出机中有利地提出，挤出机的纵轴线的假想的延长线反向于输送方向至少分段地作为割线穿过容纳容器的内部空间。
有利的是，所述开口非间接地并且直接地并且没有较长隔块或者转接距离例如输送螺杆地与入口连接。由此能够有效并且经济地转交材料。
在容器中旋转的拌和以及粉碎工具的旋转方向的反转决不能仅仅任意地或者过失地实施，并且-既不能在已知的装置中也不能在按本发明的装置中-轻易地沿反向旋转拌和工具，尤其因此不能反向旋转拌和工具，因为拌和以及粉碎工具以特定的方式非对称地或者说定向地进行布置，使得其只能在唯一一侧或者说沿着一个方向作用。如果有意识地沿着错误方向旋转这种设备，那么既不能形成良好的拌和旋风，也不能足够地粉碎或者加热所述材料。由此，每个切碎压缩机具有其固定预先给出的拌和以及粉碎工具的旋转方向。
在上下文中特别有利的是，拌和和/或粉碎工具的影响塑料材料的指向旋转或者说运动方向的前面的区域或者说前面边缘相对于沿旋转或者说运动方向后面的或者说尾随的区域不同地进行构造、弯曲、安置或者说布置。
在此，有利的布置方案提出，在拌和和/或粉碎工具上布置工具和/或刀具，其沿着旋转或者说运动方向以加热、粉碎和/或切割的方式作用到塑料材料上。所述工具和/或刀具要么可以直接固定在轴上，要么优选布置在尤其平行于底面布置的可旋转的工具架或者说载体板上，或者说构造在其中或者必要时一体地模制在其上。
原则上，所提到的效应不仅在强烈压缩的熔化的挤出机或者说积聚器中是重要的，而且在极少压缩的输送螺杆中也是重要的。在此也避免了局部的过度给料。
在另一特别有利的设计方案中提出，所述容纳容器基本上是带有平坦底面以及与之垂直定向的圆柱外罩状侧壁的圆柱体。此外结构上简单的是，旋转轴线与容纳容器的中间的中轴线重叠。在另一有利的设计方案中提出，所述旋转轴线或容器的中间的中轴线垂直地并且/或者法向于底面定向。通过这种特殊的几何形状，拉入特性在结构稳定并且简单构造的装置中是最优的。
在上下文中也有利地提出，将拌和和/或粉碎工具、或者在设置多个相互上下布置的拌和和/或粉碎工具时最下面的最靠近底部的拌和和/或粉碎工具以及与底面少许隔开的开口尤其布置在容纳容器的高度的最下面的四分之一的范围内。该距离在此定义为从开口或者说入口的最下面的边缘到容器的边缘范围内的容器底部并且由此进行测量。因为角边缘大多数构造成倒圆的，所以从开口的最下面的边缘沿着侧壁的假想的延长线向下一直到容器底部的假想的延长线的距离向外进行测量。良好合适的距离是10到400mm。
此外，对于处理来说有利的是，拌和和/或粉碎工具的径向最外面的边缘达到了侧壁上的紧密程度。
所述容器不必一定具有圆柱形的形状，虽然该形状出于实际以及制造技术的原因是有利的。不同于圆柱形的容器形状例如截锥体状的容器或者具有椭圆或者蛋形平面的柱形容器必须转换成相同获取容积的圆柱形容器，假设虚构的容器的高度等于其直径。在此显著超过调节的拌和旋风(在考虑安全距离的情况下)的容器高度保持不加考虑，因为多余的容器高度不会用到并且因此不再对材料处理产生影响。
挤出机的概念在本文中理解为用于完全熔化材料的挤出机。
在下面附图中描述的例子中示出了完全压缩的单轴挤出机或者说单螺杆挤出机。然而作为替代方案也可以设置双轴或者多轴挤出机，尤其具有多个相同的至少具有相同直径d的螺杆。
附图说明
本发明的其它特征以及优点从发明主题的下面不限制理解的实施例的描述中获得，所述实施例在附图中示意性地并且并非尺寸一致地示出：
图1示出了按本发明的具有大致切向连接的挤出机的装置的垂直切面。
图2示出了图1的实施方式的水平切面。
图3示出了具有最小偏移的另一实施方式。
图4示出了具有更大偏移的另一实施方式。
图5a、b、c示出了所述装置的替代实施方式的不同透视图。
容器、螺杆或者拌和工具在附图中既不是按比例也不是相互间成比例地示出。比如说，事实上所述容器大多数比这里示出的更大或者所述螺杆比这里示出的更长。
具体实施方式
在图1和图2中示出的有利的用于准备或者说回收塑料材料的切碎压缩机-挤出机-组合具有圆柱形的容器或者说切碎压缩机或者说撕碎机1，其带有平坦的水平的底面2以及标准朝其定向的垂直的柱形罩面状的侧壁9。
在与底面2略微隔开的地方，最多侧壁9高度-从底面2到侧壁9的最上面的边缘进行测量-的大约10到20%、必要时更小的地方布置了平行于底面2定向的平坦的载体板或者说工具架13，其可以围绕中间的旋转轴线10沿着用箭头12标记的旋转方向或者说运动方向旋转，该旋转轴线同时是容器1的中心的中轴。所述载体板13通过马达21进行驱动，该马达位于容器1下面。在载体板13的上侧上布置了刀具或者说工具14例如切割刀，所述刀具与载体板13共同地形成了拌和和/或粉碎工具3。
如示意性地示出，所述刀具14没有对称地布置在载体板13上，而是分开地构造、安装或者说布置在其沿着旋转方向或者说运动方向12指向的前面的边缘22上，从而能够对塑料材料产生特殊的机械影响。拌和以及粉碎工具3的径向最外面的边缘够到侧壁9的内表面附近大致容器1半径11的5%处。
所述容器1在上面具有进料口，通过该进料口例如借助于输送机沿着箭头方向投入有待加工的物品例如由塑料材料层制成的东西。作为替代方案可以提出，封闭所述容器1并且至少可以在技术真空上抽真空，其中通过闸门系统置入材料。所述物品由环绕的拌和和/或粉碎工具3获得并且以拌和旋风30的形式进行高速旋转，其中物品沿着垂直的侧壁9升高并且近似在起作用的容器高度H的范围内通过重力作用再次向内并且向下回落到容器中间的区域内。容器1的起作用的高度H近似等于其内直径D。在容器1中形成了拌和旋风30，其中材料不仅从上到下而且也沿着旋转方向12急速旋转。由此，这种装置可以由于拌和以及粉碎工具3或者说刀具14的特别布置仅仅以预先给出的旋转方向或者说运动方向12来运行，并且该旋转方向12不能轻易地或者不用进行额外改变地调转。
置入的塑料材料由旋转的拌和以及粉碎工具3粉碎、拌和，并且在此通过置入的机械摩擦能量进行加热并且软化，然而不是熔化。在容器1中确定的停留时间之后，均匀软化粘稠的然而不熔化的材料如下详细讨论地通过开口8从容器1中出去、置入挤出机5的进入区域并且在那里由螺杆6获取并且接下去进行熔化。
在这种情况下唯一的粉碎以及拌和工具3的高度上，在容器1的侧壁9中构造上述开口8，通过该开口可以将预处理好的塑料材料从容器1的内部取出。所述材料移交给切向布置在容器1上的切碎压缩机5，其中挤出机5的壳体16具有位于其外罩壁中的进料口80用于有待由螺杆6获取的材料。这种实施方式具有以下优点，即所述螺杆6可以由图纸中下面的端部通过仅仅示意性示出的驱动装置进行驱动，从而能够由驱动装置不阻塞螺杆6的在附图中上面的端部。这实现了用于由螺杆6输送、塑化或者凝聚的塑料材料的排出口布置在所述上面的端部上，例如没有示出的挤出机头部形式的端部上。因此，可以不用螺杆6转向地通过排出口输送塑料材料，这在按图3和4的实施方式中不能轻易实现。
所述进料口80与开口8处于材料输送连接之中或者说移交连接之中，并且在这种情况下直接、间接并且不用较长的中间件或者间隔件地与开口8连接。仅仅设置一个很短的移交区域。
在壳体16中，压缩的螺杆6围绕其纵轴线15可旋转地得到支承。该螺杆6和挤出机5的纵轴线15重合。该挤出机5沿着箭头17的方向输送材料。该挤出机5是已知的常规的挤出机，其中压缩软化的塑料材料并且由此将其熔化，并且该熔化物就在对置的一侧上在挤出机头部上出来。
所述拌和和/或粉碎工具3或者说刀具14位于和挤出机5的中间的纵轴线15近似相同的高度上或者说平面上。所述刀具14的最外面的端部与螺杆6的接片充分隔开。
在按图1和2的实施方式中，所述挤出机5如已经提到地切向连接到容器1上或者说切向于其横截面延伸。所述挤出机5或者说螺杆6的中间的纵轴线15的假想的延长线反向于挤出机5的输送方向17向后，在附图中引导通过旋转轴线10的边上，而不与之相交。挤出机5或者说螺杆6的纵轴线在出口侧与容器1的与纵轴线5平行的从拌和和/或粉碎工具3的旋转轴线10沿着挤出机5的输送方向17指向外的径线11错开一段距离18。在这种情况下，挤出机5的纵轴线15的假想的向后的延长线没有穿过容器1的内部空间，而是紧贴地在其边上通过。
所述距离18略微大于容器1的半径。由此，所述挤出机5略微向外偏移或者说进入区域略微更深。
“反向”、“反转”或者“相反”这些概念在此理解为相互间矢量的定向，其不是锐角的，如下面详细解释的那样。
换句话说，由旋转方向12的切向于拌和和/或粉碎工具3的最外面的点的回转圆或者说切向于在开口8上掠过的塑料材料定向的并且指向拌和和/或粉碎工具3的旋转方向或者说运动方向12的方向矢量19与挤出机5的输送方向的沿输送方向平行于中间的纵轴线15延伸的方向矢量17形成的标积在开口8的每个单独的点中或者说在沿径向就在开口8前面的区域内处处都是零或者负数，然而没有一处是正数。
在图1和2中的进料口中，旋转方向12的方向矢量19与输送方向的方向矢量17的标积在开口8的每个点上都是负的。
输送方向的方向矢量17与旋转方向19的方向矢量之间的角度α在开口8的朝旋转方向20在最上游的点20中测量地或者说在开口8的最上游的边缘上测量地几乎最大为大约170°。
如果沿着开口8在图2中向下也就是沿着旋转方向12继续前进，两个方向矢量之间的钝角越来越大。在开口8的中间，方向矢量之间的角度大致为180°并且标积最大为负数，继续往下，角度甚至>180°并且标积再度略微降低，然而总是保持负数。然而该角度不再称作角度α，因为其不再点20中测量。
旋转方向19的方向矢量以及输送方向17的方向矢量之间的在图2中没有绘出的在开口8的中间或者说中央测量的角度β大致为178°到180°。
按图2的装置是第一极限情况或者说极限值。在这种装置中实现了非常经济的填塞作用或者说特别有利的进料，并且这种装置尤其用于敏感的材料，所述材料在融化区域进行处理或者对于长条纹的物品有利。
实现材料熔化的区段特别明显地在图2中示出。类似的装置以侧面的剖视图在图5c中示出。
螺杆6在其中旋转的壳体16分成两个在空间上相互分开的并排的腔室40、41，所述腔室通过闭锁部件49例如回送螺纹(图5)在流动技术上相互分开。在更上游的容器1附近的前面的腔室40中存在螺杆6的第一螺杆段以及进料口80，材料从进料口由容器1进入螺杆6。在更下游的后面的腔室41中存在第二螺杆段，并且在那里构造至少一个用于漏出气体的排气孔42以及位于末端的排出口43，净化的以及脱气的熔液从该排出口离开挤出机5。
所述两个腔室40、41通过至少一个通道44在流动技术上相互连接。在该通道44中布置熔液过滤器45，熔液必须通过该熔液过滤器。排气孔42沿着挤出机5的输送方向看在下游布置在通入后面腔室41的通道44的入口46后面并且在上游布置在排出口43的前面。
从容器1进入螺杆6的材料在第一螺杆段或者说前面的腔室40中熔化，随后通过汇出口47进入通道44并且通过熔液过滤器45进行过滤。过滤后的熔液再通过入口46进入第二螺杆段或者说第二腔室41。
随后，熔液进入均匀化单元48。在此，通常涉及旋转体例如螺杆，其设计在剪切区域和拌和区域上具有特定的顺序。用于使聚合物均匀化的紧密的拌和通过旋转体或者说螺杆或者说相应螺杆段的内部复杂的流动情况实现。除了沿输送方向17的轴向流动，也出现了径向流动以及反向于输送方向17的轴向流动，所谓的泄漏流。在剪切区域中实现了熔液的温度提高，其中在拌和区域中将剪切的部分与基本上没有怎么剪切的部分进行拌和并且由此实现了一定的温度补偿。以这种方式粉碎、分开干扰部分，并且有效地均匀化所述熔液并且为脱气做好准备。
就在其后设置脱气单元，从而将可能的气泡以及夹杂气体从均匀化的熔液中去除。气体可以通过排气孔42漏出。
在通过所述排气孔42之后，塑料材料通过例如带有较小剪切功率排出螺杆形式的排出单元通向排出口43，没有示出的工具或者说后处理单元例如粒化装置可以连接到该排出口上。
所述腔室40、41的两个螺杆段有针对性地支承在壳体16的孔中，所述孔相互相对地同轴布置并且分别具有相同的直径。两个螺杆段以及均匀化器件48的同轴布置以简单的方式使这两个螺杆段结合成带有共同核心的结构体并且从一侧共同地驱动所述两个螺杆段，也就是从图2中下面或者说图5中左边一侧进行驱动。如果使用回送螺纹49，那么其在外面靠在唯一的螺杆6上，该螺杆从容器1连续地延伸到排出口43。
为了有利于对腔室41中加工过的塑料材料进行脱气，在入口46和排气孔42之间的区域内设置无压区，该无压区由螺杆6的减小的核心直径形成。在排气孔42后面，该减小的核心直径又过渡到排出单元的整个核心直径中，从而再将塑料材料保持在压力之下并且由此保持足够的塑化。这例如可以在按图5c的装置中看到。
在图2中仅仅示例性地绘出腔室40、41或者螺杆6的特征性长度以及区段。这同样像其余在附图中示出的特征仅仅是示意性的并且不是按比例的或者比例关系正确的，并且部分地通过断开来示意性地缩短。
图3和4示出了从切割压缩到挤出机5的过渡区域的细节并且首先用于说明挤出机5在旋转方向方面的连接方案。
在图3中示出了替代的实施方式，其中挤出机5不是切向地而是以其端侧7连接到容器1上。螺杆6以及挤出机5的壳体16在开口8的范围内配合容器1内壁的轮廓并且平齐地缩回。没有挤出机5的部件会穿过开口8伸入容器1的内部空间。
所述距离18在此相当于容器1的半径11的大约5到10%并且大致相当于壳体16的内直径d的一半。由此，该实施方式示出了具有最小可能的偏差或者说距离18的第二极限情况或者说极限值，其中拌和和/或粉碎工具3的旋转或者说运动方向12至少略微反向于挤出机5的输送方向17，更确切地说在开口8的整个表面上。
所述标积在图3中在极限值的最上游的点20中刚好为零，该点靠在开口8的最上游的边缘上。输送方向的方向矢量17与旋转方向19的方向矢量之间的角度α在图3的点20中测量刚好为90°。如果沿着开口8向下也就是沿着旋转方向12继续前行，那么方向矢量之间的角度越来越大并且形成>90°的钝角并且标积同时为负。然而，没有在开口8的哪个点上或者哪个区域中标积是正的或者角度小于90°。由此不能一次性在开口8的部分区域内实现局部的过度供给，或者说不会在开口8的哪个区域内出现有害的过高的填塞作用。
与纯粹的径向布置之间决定性的区别也在于此，因为在挤出机5的完全径向布置中在点20或者说在边缘20’中角度α<90°并且开口8的在附图中位于径线11上面或者说在其上游或者说在其入口侧的区域具有正的标积。由此能够在该区域内局部地收集熔化的合成物品。
在图4中示出了另一替代的实施方式，其中挤出机5在出口侧比在图3中偏移更多，然而不会像图1和2中那样切向。在这种情况下，如在图3中，挤出机5的纵轴线15的向后假想的延长线割线状地穿过容器1的内部空间。这会使得-沿容器1的圆周方向测量的-开口8比在按图3的实施方式中的更宽。所述距离18也相应地壁在图3中的更大，然而略微小于半径11。在点20中测量的角度α大约为150°，由此相对于图3的装置降低了填塞作用，这有利于特定的敏感的聚合物。从容器1看右边里面的边缘或者说壳体16的内壁切向地连接到容器1上，由此与图3不同的是没有构造钝的过渡边缘。在开口8的这个最下游的点中，在图4最左边，所述角度大致为180°。
在图5a、b和c中从不同的视角-以从侧面的侧视图(图5a)、从上面的剖视图(图5b)以及从侧面旋转90°的剖视图(图5c)-示出非常类似于图2的装置。对此类似地使用图2的实施方式。

Claims (37)

1.用于预处理并且随后塑化塑料材料的装置，该装置具有用于有待处理的材料的容器(1)，其中在容器(1)中布置至少一个可围绕旋转轴线(10)旋转运行的拌和和/或粉碎工具(3)用于拌和、加热并且粉碎塑料材料，
其中在容器(1)的侧壁(9)中在最下面最靠近底部的拌和和/或粉碎工具(3)的高度的区域中构造开口(8)，通过该开口可以将预先处理的塑料材料从容器(1)的内部取出，
其中设置至少一个挤出机或者说压缩机(5)用于容纳预处理的材料，其具有至少一个在壳体(16)中旋转的塑化的螺杆(6)，其中壳体(16)具有在其端侧(7)上或者在其罩壁中的进料口(80)用于由螺杆(6)有待获取的材料，并且该进料口(80)与开口(8)连接，
其中壳体(16)分成两个空间上相互分开的腔室(40、41)或者存在两个在空间上相互分开的腔室(40、41)，其中在上游的前面的腔室(40)具有进料口(80)并且在下游的后面的腔室(41)具有至少一个排气孔(42)用于漏出气体以及排出口(43)用于对熔液进行净化以及脱气，
其中所述两个腔室(40、41)通过至少一个通道(44)相互连接，在该通道中布置至少一个熔液过滤器(45)，熔液通过该熔液过滤器，
并且其中将每个排气孔(42)沿挤出机(5)的输送方向看在下游布置在后面腔室(41)中每个通道(44)的汇入口(46)后面并且在上游布置在排出口(43)前面，
其特征在于，
挤出机(5)的或者在进料口(80)后面的螺杆(6)的中间的纵轴线(15)的假想的延长线反向于挤出机(5)的输送方向(17)在边上通过旋转轴线(10)而不会切割该旋转轴线，其中挤出机(5)的或者在进料口(80)后面的螺杆(6)的纵轴线(15)在出口侧或者说沿着拌和和/或粉碎工具(3)的旋转或者说运动方向(12)与容器(1)的平行于纵轴线(15)从拌和和/或粉碎工具(3)的旋转轴线(10)沿着挤出机(5)的输送方向(17)指向外的径线(11)错开一段第一距离(18)，
并且螺杆(6)在前面腔室(40)中的长度(L)从进料口(80)的沿螺杆(6)的输送方向在下游的边缘(20’)起直到在最上游通向熔液过滤器(45)的通道(44)的构造在壳体(16)中的汇出口(47)进行测量，该长度处于螺杆(6)名义直径(d)的10倍到40倍的范围内，
并且从通道(44)通入后面腔室(41)中的汇入口(46)到最上游的排气孔(42)的第二距离在螺杆(6)名义直径(d)的1.5倍到15倍的范围内，其中为与容器(1)连接的挤出机(5)形成标积，该标积由切向于拌和和/或粉碎工具(3)的径向最外面的点的回转圆或者说切向于在开口(8)边上运动的塑料材料并且法向于容器(1)的径线(11)定向的指向拌和和/或粉碎工具(3)的旋转或者说运动方向(12)的旋转方向(19)方向矢量以及挤出机(5)的输送方向的方向矢量(17)形成，该标积在开口(8)的各个点或者说整个区域内或者说沿径向就在开口(8)前面为零或者负数。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置设置用于为了回收目的预处理并且随后塑化热塑性废弃塑料材料。
3.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述长度处于螺杆(6)名义直径(d)的15倍到30倍的范围内。
4.按权利要求1所述的装置，其特征在于，从通道(44)通入后面腔室(41)中的汇入口(46)到最上游的排气孔(42)的第二距离在螺杆(6)名义直径(d)的3倍到12倍的范围内。
5.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在下游在通道(44)通入后面腔室(41)的汇入口(46)后面并且在最上游的排气孔(42)前面连接均匀化单元(48)用于使过滤后的熔液均匀化，或者所述螺杆(6)在该区域内具有使熔液均匀化的通道几何形状。
6.按权利要求5所述的装置，其特征在于，熔液经受强化的剪切应力以及拉伸应力并且强烈加速。
7.按权利要求5所述的装置，其特征在于，所述均匀化单元(48)具有用于剪切熔液的区段以及另一用于拌和熔液的区段。
8.按权利要求7所述的装置，其特征在于，所述均匀化单元(48)是所述螺杆(6)。
9.按权利要求7所述的装置，其特征在于，所述用于剪切熔液的区段处在上游。
10.按权利要求9所述的装置，其特征在于，所述用于拌和熔液的区段处在所述用于剪切熔液的区段的下游。
11.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述容器(1)、挤出机(5)、腔室(40、41)、熔液过滤器(45)、均匀化单元(48)以及排气孔(42)沿轴向相互前后布置或者说在共同的纵轴线(15)上或者说围绕共同的纵轴线(15)。
12.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述两个腔室(40、41)通过设置在螺杆(6)圆周上的回送螺纹(49)分开。
13.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，通道(44)的汇出口(47)和汇入口(46)紧接着从回送螺纹(49)前面流出或者说流入回送螺纹(49)后面。
14.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述螺杆(6)在通道(44)通入后面腔室(41)的汇入口(46)与最上游的排气孔(42)之间具有引起无压区的通道几何形状或者说构造成解压缩的。
15.按权利要求14所述的装置，其特征在于，所述引起无压区的通道几何形状伸到排气孔(42)。
16.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述拌和和/或粉碎工具(3)的径向最外面的点的旋转方向(19)的方向矢量与挤出机(5)的输送方向的方向矢量(17)围成大于等于90°并且小于等于180°的角度(α)，其在两个方向矢量(17、19)在关于拌和和/或粉碎工具(3)的旋转或者说运动方向(12)位于上游的入口侧的开口(8)边缘上进行测量。
17.按权利要求16所述的装置，其特征在于，所述角度(α)在所述边缘或者说开口(8)的最上游的点(20)中进行测量。
18.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，旋转或者说运动方向(12)的方向矢量(19)与挤出机(5)的输送方向的方向矢量(17)围成170°和180°之间的角度(β)，其在两个方向矢量(17、19)于开口(8)中间的交点中测量。
19.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一距离(18)大于或者等于挤出机(5)的壳体(16)或者说螺杆(6)的内直径的一半，并且/或者大于等于容器(1)的半径的7%。
20.按权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一距离(18)大于等于容器(1)的半径的20%。
21.按权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第一距离(18)大于或者等于容器(1)的半径。
22.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述挤出机(5)的纵轴线(15)的假想的延长线反向于输送方向根据容器(1)横截面割线的形式进行布置并且至少分段地穿过容器(1)的内部空间。
23.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述挤出机(5)切向地连接到容器(1)上或者说切向地朝容器(1)的横截面延伸，或者说挤出机(5)的或者说螺杆(6)的纵轴线(15)或者说在进料口(80)后面的螺杆(6)的纵轴线或者壳体(16)的内壁或者螺杆(6)的包络线切向于容器(1)的侧壁(9)的内侧延伸。
24.按权利要求23所述的装置，其特征在于，所述螺杆(6)在其端面(7)上与驱动装置连接并且在其对置的端部上输送到布置在壳体(16)的端部上的出口处。
25.按权利要求24所述的装置，其特征在于，所述螺杆(6)在其对置的端部上输送到挤出机头部。
26.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述开口(8)紧挨着并且直接并且在没有间隔的情况下与所述进料口(80)相连接。
27.按权利要求26所述的装置，其特征在于，所述开口(8)在没有转交距离或者输送螺杆的情况下与所述进料口(80)相连接。
28.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述拌和和/或粉碎工具(3)包括刀具(14)，其沿着旋转方向或者说运动方向(12)以粉碎、切割以及加热的方式作用到塑料材料上。
29.按权利要求28所述的装置，其特征在于，刀具(14)构造或者布置在可旋转的工具架(13)上。
30.按权利要求29所述的装置，其特征在于，刀具(14)构造或者布置在平行于底面(2)布置的可旋转的工具架(13)上。
31.按权利要求30所述的装置，其特征在于，刀具(14)构造或者布置在载体板(13)上。
32.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述拌和以及/粉碎工具(3)的作用到塑料材料上的指向旋转或者说运动方向(12)的前面的区域或者说前面边缘(22)相对于沿着旋转或者说运动方向(12)后面或者说尾随的区域不同地构造、安置、弯曲和/或布置。
33.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述容器(1)基本上圆柱形地带有平坦的底面(2)以及与之垂直定向的柱形罩面状的侧壁(9)，并且/或者拌和和/或粉碎工具(3)的旋转轴线(10)与容器(1)的中间的中轴线重合，并且/或者旋转轴线(10)或中间的中轴线垂直并且/或者法向于底面(2)定向。
34.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，最下面的工具架(13)或者说最下面的拌和和/或粉碎工具(3)和/或开口(8)靠近底部地与底面(2)有间距地进行布置。
35.按权利要求34所述的装置，其特征在于，最下面的工具架(13)或者说最下面的拌和和/或粉碎工具(3)和/或开口(8)布置在容器(1)的高度的最下面的四分之一的范围内。
36.按权利要求35所述的装置，其特征在于，最下面的工具架(13)或者说最下面的拌和和/或粉碎工具(3)和/或开口(8)在与底面(2)隔开10mm到400mm的地方进行布置。
37.按权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述挤出机(5)是具有唯一一个压缩的螺杆(6)的单螺杆挤出机(6)或者是双螺杆或者多螺杆挤出机，其中各个螺杆(6)的直径d相互间一样大。
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