CN108726179B - 用于气动传送塑料颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于气动传送塑料颗粒的方法。当执行用于气动传送塑料颗粒的方法时，塑料颗粒以添加有液体的方式借助于运载气体通过传送线路从供给点传送到终点，其中，添加到塑料颗粒和/或运载气体的液体量使得在传送期间，运载气体至少在传送线路的区段中如此被液体过饱和，以使得定义传送线路中的传送条件的弗劳德数在沿传送线路的任何点处都小于45。

Description

用于气动传送塑料颗粒的方法
相关申请的交叉引用
德国专利申请No.DE 10 2017 206 842.6的内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及用于气动传送塑料颗粒的方法。
背景技术
用于气动传送塑料颗粒的方法在文献DE 198 40 502 C1中公开。
发明内容
本发明的目的在于改进塑料颗粒在其气动传送期间的传送性能。
这个目的根据本发明通过用于气动传送塑料颗粒的方法实现，将塑料颗粒以添加有液体的方式借助于运载气体通过传送线路从供给点传送到终点，其中，添加到塑料颗粒和/或运载气体的液体量使得在传送期间，运载气体至少在传送线路的区段中被液体过饱和，其中，定义传送线路中的传送条件的弗劳德数(Froude number)在沿传送线路的任何点处都小于45。
根据本发明发现，如果弗劳德数在沿从供给点到终点的传送线路的任何位置处都小于45，则塑料颗粒的传送性能将改进。弗劳德数定义为
Figure BDA0001634109160000011
其中v是在操作温度和操作压力下传送线路中的干燥运载气体的表面速度，D是传送线路的内径，且g是由于重力的加速度。干燥运载气体的质量沿传送线路是恒定的，换言之其被明确定义。弗劳德数可以对于沿传送线路的任何位置都是明确确定的。令人惊讶地，发现在弗劳德数小于45处，也即塑料颗粒的制品可以以可靠且安全的方式从供给点传送到终点。而且，在弗劳德数小于45处，需要较少能量的温和传送过程是可行的。发现不需要要求具有高运载空气速度、换言之具有高弗劳德数的大量能量的传送过程，但是也可以以不复杂的方式实施这个过程。在弗劳德数小于40处、且尤其在弗劳德数小于35处获得所需能量的进一步减少。而且，甚至更温和地传送制品。根据这种方法操作的装置因此可以变得更小且更易于实施。这种类型的装置的投资成本和操作成本也减小。可以以尤其经济的方式执行所述方法。待气动传送的塑料颗粒与添加到塑料颗粒的液体一起在其供给点处供给到传送线路。添加到塑料颗粒和/或运载气体的液体量足以确保待传送的运载气体至少在传送线路的区段中被液体过饱和。这意味着运载气体的相对湿度至少在传送线路的区段中大于100％。
相对湿度定义为包含在运载气体中的液体蒸汽的质量相对于运载气体在诸如压力和温度的给定条件下能够容纳的这种液体蒸汽的最大可能量的比率。在恰好100％的相对湿度下，运载气体被液体完全饱和。当添加甚至更多的液体时，这引起运载气体被过饱和。可以沿制品的传送方向在供给点的上游和/或下游在传送装置的一个或多个位置处执行将液体添加到运载气体。尤其借助于加湿器添加液体，以按目标方式加湿运载气体和/或塑料颗粒。加湿器可以如此配置，以使得湿润塑料颗粒被添加到湿度含量高达0.5％、即5000ppm的运载气体。因此可以省略经由单独的液体连接器的液体供应。湿润塑料颗粒可以是在例如水下造粒处理之后完全没有干燥或例如仅通过机械干燥部分干燥的聚烯烃颗粒。根据本发明的方法适用于塑料颗粒的稀相传送和密相传送。塑料颗粒具有2mm至5mm的微粒直径，尤其等同于具有相同体积的球体的直径。
利用水作为液体甚至更加简化方法。具体地，利用去矿物质水减小对方法和/或制品的负面作用。
添加液体的不完全蒸发仅在被添加时不完全蒸发，其中，尤其液体的未蒸发部分将在沿传送线路传送时继续蒸发，提供沿传送线路使运载气体过饱和的简化方式。具体地，附加加湿器不是必须的。
大于3的加载量确保有利的制品生产能力。加载量定义为传送线路中的制品质量流与干燥运载气体的质量流的比率。尤其有利的是加载量大于5且尤其大于7。
在供应空气的情况下，换言之当利用空气作为运载气体时，干燥运载气体的质量流可以借助于与传送系统关联的压缩空气发生器通过下述方式确定：借助于压缩空气发生器的操作点确定总湿润气体量。替换性地，能够设想到在吸入侧处或在排放侧处执行空气量测量。继而可以在选定测量点处通过压力和温度确定总湿润气体量。干燥气体、换言之干燥空气的质量流继而可以从气体在吸入条件下的液体含量和也即干燥空气的干燥气体的质量而被确定，吸入条件也即在压缩空气发生器上游的吸入点处占据的条件。
替换性地，在运载气体经由压力系统供应的情况下，干燥运载气体的质量流可以被确定，且可以按与在经由气体量调节单元供应空气的情况下执行的设定等同的方式设定气体量，尤其是拉伐尔喷嘴的气体量调节单元包括压力调节器，差异在于总湿润气体量并非从压缩气体发生器的操作点确定，而是从气体量调节单元的设定值确定。确定液体含量尤其不是在在吸入处、而是在气体量调节单元的上游压力系统或下游中实施。
干燥运载气体的质量流例如可以通过考虑到在旋转阀处的潜在泄漏而从总湿润气体量的如上文所描述确定的总体积流确定，换言之潜在泄漏被减去以获得湿润运载气体流。
用于沿传送线路气动传送塑料颗粒的供给压力确塑料颗粒的保可靠且能量优化的传送。供给压力等于供给点压力和终点压力之间的差压。差压是至少0.2bar、尤其至少0.3bar、尤其至少0.4bar、尤其至少0.6bar、且尤其至少0.8bar。
能够以有利且尤其不复杂的方式实施压力传送。在供给点处，存在的超压是至少0.2bar表压(＝barg)、尤其至少0.3barg、尤其至少0.4barg、尤其至少0.6barg、且尤其至少0.8barg。供给压力尤其依据塑料颗粒的特定制品特性、运载气体速度、流率和/或传送线路的等容。
抽吸传送允许与在压力传送中使用的差压相等的差压被实现。在抽吸传送期间，在终点处产生的相对于大气压力的负压是至少0.2barg、尤其至少0.3barg、且尤其至少0.4barg、尤其至少0.6barg、且尤其至少0.8barg。
塑料颗粒的湿度含量确保在气动传送之后，塑料颗粒在终点处不会不经意地包含大量液体。湿度含量定义为添加液体的质量相对于塑料颗粒的质量的比率。湿度含量是至多10％、尤其至多5％、尤其至多2.5％、尤其至多1.5％、且尤其至多0.5％。当传送HDPE颗粒和/或PP颗粒时大于2.5％的湿度含量是尤其有利的，颗粒温度是尤其至少60℃、尤其至少70℃、尤其至少80℃。
利用空气作为运载气体允许方法以不复杂的方式实施。替换性地，能够设想到使用氮作为运载气体。
在终点处60％和200％之间的运载气体的相对湿度确保沿传送线路的有利传送条件。具体地，确保运载气体至少在传送线路的区段中被过饱和。有利的是在终点处运载气体的相对湿度在80％和150％之间、且尤其在90％和100％之间。尤其有利的是运载气体在终点处被最大程度地完全饱和，导致分离湿润运载空气所需的工作减小。
经由沿传送线路在供给点和终点之间设置的至少一个加湿点添加液体，其中，尤其设置在管道弯折部的区域中、尤其在管道弯折部上游的加湿点允许尤其在沿传送线路的特定点处目标加湿运载气体。
附图说明
下文将借助于附图更详细地说明本发明的示例性实施方式，其中
图1示出用于实施根据本发明的方法的装置的示意图；
图2示出图1中的细节II的放大细节图，
图3示出用于稀相传送的相图的示意图。
具体实施方式
其整体由图1中的附图标记1代表的装置用于塑料颗粒的气动传送，所述装置适用于密相传送和稀相传送两者。
塑料颗粒存储在容器2中且在供给点5处借助于配置为旋转阀的供给和计量单元3供给到传送线路4。也能够设想的是提供多个容器2，每个容器经由单独的供给和计量单元3连接到传送线路4。塑料颗粒也能够在例如设置在挤出机下游的制粒机中的上游处理中以限定剂量生产。
在供给点5处，向供给到传送线路4的塑料颗粒供应形式为运载空气的运载气体。从压缩空气源6经由过滤器7和压缩机8提供运载空气。在供给点5处以相对于大气压力至少0.4barg的超压提供运载空气。装置1被配置用于压力传送。
根据示出的示例性实施方式，加湿器9设置在供给点5上游，以向运载空气供应液体。液体是水。当添加液体时，这引起运载气体如此被加湿以便形式为湿润运载气体可用于沿传送线路4传送塑料颗粒。传送线路4将供给点5连接到终点10，终点在示出的示例性实施方式中包括接收器11。接收器11是贮料筒仓。接收器11设有排放空气过滤器12，排放空气过滤器尤其在接收器的上前端处设置以允许排放空气排放到外界。也能够设想的是在终点10处设置多个接收器11，每个接收器尤其可以不同地配置。
传送线路4可以如此具有顺序和/或分叉的构型，以使得多个传送线路区段被设置且并列地和/或以菊链式构型连接到彼此。由多个传送线路区段形成的传送线路尤其用于将一个或多个容器2连接到一个或多个接收器11。
根据示出的示例性实施方式，沿传送线路4设置管道弯折部13，其允许塑料颗粒和运载气体的输送流动偏转。根据示出的示例性实施方式，管道弯折部13允许偏转90°。也能够设想到尤其范围在0°和180°之间的其他偏转角度。也能够设想的是借助于导流阀偏转输送流动。
在尤其管道弯折部13上游的管道弯折部13的区域中，设置后文将借助于图2更加详细说明的另一加湿器14。有利的是沿传送线路4设置多个加湿器9、14，尤其多于两个加湿器。这允许液体尤其以受控方式在多个位置处供应且尤其如此供应以便满足特殊要求，从而允许湿润运载空气的总数的过饱和总体降低。因此也可以减小在终点10处分离湿度和/或液体所需的工作。在尤其稀相传送期间发生的高传送速度处，塑料颗粒17的微粒被暴露到由在管道弯折部13中输送流动的偏转引起的高摩擦力和因此产生的离心力。由于这些摩擦力和/或在管道弯折部13的区域中的塑料颗粒17与传送线路4的外管壁15的接触，壁温增加，从而引起更多的灰尘和天使发丝生成。为了防止这种情况，附加加湿器用于在管道弯折部13上游添加形式为水的液体。水在外壁15的内表面上形成润滑膜16。润滑膜16减小在外壁15处的摩擦力。绝对再加速值被减小。塑料颗粒17的磨损被减小。
补充地，添加的水的蒸发给在管道弯折部13的区域中的塑料颗粒17表面和传送线路4的内壁提供冷却，因此也导致磨损减小。生成的水蒸汽借助于湿润运载气体18协助塑料颗粒17的再加速且尤塑料颗粒的传送。运载气体的流动方向18也等于塑料颗粒17的传送方向。水的流动方向由流动箭头19代表。
现在将参考图1至3更加详细地说明用于传送塑料颗粒的方法。借助于供给和计量单元，塑料颗粒经由其供给点5从容器2供给到传送线路4，且形式为运载空气的运载气体被供应到传送线路。借助于加湿器9，水被添加到运载空气，从而引起运载气体被加湿。借助于湿润运载空气沿传送线路4传送塑料颗粒。由于液体在添加到运载空气时的不完全蒸发，沿传送线路4可能发生液体的附加蒸发，导致运载空气至少在传送线路4的区段中过饱和，换言之运载空气具有大于100％的相对湿度。
根据本发明发现的是，装置1能够如此执行气动传送，以使得弗劳德数在沿传送线路的任何位置处小于45、加载量大于3、且塑料颗粒的湿度含量至多是2.5％。根据示出的示例性实施方式，在终点10处运载气体的相对湿度在90％和100％之间。
惊讶的是发现当执行用于传送塑料颗粒的方法时，如果适当地选择尤其是弗劳德数、加载量、供给压力的操作参数，则可以减小运载气体量和/或湿度含量。这通过在展示用于稀相传送的相图的图3中示出的示例阐释。在这个相图中，在恒定流率处供给压力pF与终速度v的相关性由实线代表。曲线20在其左手端处由所谓阻塞线22界定。如果运载空气量且因此终速度v进一步减小同时又维持恒定流率，则将引起传送线路变得堵塞。在阻塞线的右边，弯曲情况遵循展示在最小供给压力Min20下的示例性流率的弯曲线条。弯曲的曲线区段20也称为相位曲线。
曲线20的最小Min20定义在能量最优状态下的所谓操作点，换言之，传送所需的能量被减小到最小。
图3示出根据本发明的方法的由虚线示出的气动传送的另一相位曲线21。令人惊讶地，现在发现当实施根据本发明的方法时，可以将根据本发明的方法的相位曲线21移动到图表的左边，换言之朝向减小的终速度移动。这意味着当实施根据本发明的方法时，阻塞线23和也即操作点的最小压力损耗Min21朝向减小的终速度移动，其中Min21<Min20。根据本发明的方法因此能够以尤其经济的方式实施。

Claims (12)

1.一种用于气动传送塑料颗粒的方法，将塑料颗粒以添加有液体的方式借助于运载气体通过传送线路(4)从供给点(5)传送到终点(10)，其中，添加到塑料颗粒和/或运载气体中的液体量使得在传送期间至少在传送线路(4)的区段中运载气体被液体过饱和，
其中添加的液体在被添加时仅不完全蒸发，
其中液体的未蒸发部分在沿传送线路(4)传送时将继续蒸发，
其特征在于，
定义传送线路(4)中的传送条件的弗劳德数在沿传送线路(4)的任何点处都小于45，
传送线路(4)中的制品质量流与干燥运载气体的质量流的比率大于3，
塑料颗粒具有2mm至5mm的微粒直径，等同于具有相同体积的球体的直径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用的液体是水。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用的液体是去矿物质水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括用于沿传送线路(4)气动传送塑料颗粒的供给压力(pF)，其中，供给压力(pF)对应于供给点压力(pA)和终点压力(pZ)之间的差压，所述差压达到至少0.2bar。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于包括压力传送，其中，在供给点(5)处存在至少0.2barg的相对于大气压力的超压。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于包括抽吸传送，其中，在终点(10)处存在至少0.2barg的相对于大气压力的负压。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括至多10％的塑料颗粒的湿度含量(x)，其中，湿度含量(x)定义为添加液体的质量(mF)相对于塑料颗粒的质量(mG)的比率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用的运载气体是空气或氮。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在终点(10)处运载气体的相对湿度在60％和200％之间。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经由沿传送线路(4)在供给点(5)和终点(10)之间设置的至少一个加湿点添加液体。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，加湿点设置在管道弯折部(13)的区域中。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，加湿点设置在管道弯折部(13)上游。
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