CN109641370B - 用于生产染色和未染色的塑料熔体的装置和方法 - Google Patents

用于生产染色和未染色的塑料熔体的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于生产染色的塑料熔体(S1)和未染色的塑料熔体(S2)的装置(1)和方法，包括：多螺杆挤出机(2)、第一计量设备(3)和第二计量设备(4)以及用于在用于生产染色的塑料熔体(S1)的第一操作模式(B1)与用于生产未染色的塑料熔体(S2)的第二操作模式(B2)之间进行选择的控制设备(5)，其中，第一计量设备(3)用于通过第一进料口(16)将未染色的塑料材料(M)进给到多螺杆挤出机(2)的壳体(6)中，并且第二计量设备(4)用于通过第二进料口(17)将至少一种染料(F)进给到所述壳体(6)中。这旨在允许简单、灵活和经济的生产染色或未染色的塑料熔体。

Description

用于生产染色和未染色的塑料熔体的装置和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求欧洲专利申请EP 16 184 547.4的优先权，其内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种用于生产染色和未染色的塑料熔体的装置和方法。
背景技术
从DE 10 2004 002 401 A1已知一种由塑料熔体生产塑料颗粒的装置和方法。借助于螺杆挤出机生成的塑料熔体以塑料线料的形式挤出，并借助于水下造粒设备造粒。这种类型的装置或者专门用于生产染色的塑料颗粒，或者专门用于生产未染色的塑料颗粒，即天然颜色的塑料颗粒。选择性生产染色和未染色的塑料颗粒是不可能的，因为用于生产染色的塑料熔体的染色剂会污染随后生产的未染色的塑料熔体。
发明内容
本发明的目的是实现一种装置，该装置以简单、灵活和经济的方式能够选择性生产染色和未染色的塑料熔体。
该目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现。根据本发明已经认识到，多轴螺杆挤出机在至少两个壳体孔的区域中和设置在其中的至少两个处理元件轴的区域中具有足够的自清洁，但是必须分别将染色剂进给到至少两个壳体孔中，以避免残留的染色剂对未染色的塑料熔体造成任何污染。由于两个分开的进料口，用于分别提供或生产未染色的塑料熔体的未染色塑料材料和用于生产染色的塑料熔体的染色剂以严格相互分开的方式被进给到至少两个壳体孔中。由于借助于控制设备选择第一操作模式或第二操作模式，计量设备以这样的方式致动，即或者染色的塑料熔体能够在第一操作模式下生产，或者未染色的塑料熔体能够在第二操作模式下生产。因此，计量设备能够借助于控制设备以相互独立的方式操作。例如，控制设备以这样的方式配置，使得第一计量设备能够专门操作、或者第二计量设备能够专门操作、或者两个计量设备能够结合地操作。
在第一操作模式中，未染色的塑料材料借助于第一计量设备和/或借助于第二计量设备被进给到壳体孔中。此外，染色剂借助于第二计量设备通过第二进料口被进给到壳体孔中。染色的塑料熔体包括按重量计0.5％至按重量计10％之间、特别是按重量计1％至按重量计6％之间、特别是按重量计1.5％至按重量计4％之间的染色剂，以及按重量计90％至按重量计99.5％之间、特别是按重量计94％至按重量计99％之间、特别是96％至按重量计98.5％之间的未染色的塑料材料。此外，除染色剂之外的其它添加剂可以与染色的塑料熔体混合，所述添加剂不按上述重量比例考虑。例如，在第一操作模式中，塑料材料的第一部分借助于第一计量设备进给，未染色的塑料材料的第二部分借助于第二计量设备进给到至少两个壳体孔中。此外，染色剂与未染色的塑料材料的第二部分混合并通过第二进料口进给。第一比例或第二比例也可以为零，使得在第一操作模式中的整个未染色的塑料材料通过第二进料口或第一进料口进给。未染色的塑料材料和染色剂例如作为散装材料存在、特别是作为粉末和/或颗粒存在。染色剂例如分别作为母料颗粒、或彩色母料颗粒或彩色颗粒存在。例如，染色剂是炭黑。
在第二操作模式中，借助于第一计量设备仅将未染色的塑料材料通过第一进料口进给到至少两个壳体孔中。塑料材料例如被配置为散装材料、特别被配置为粉末和/或颗粒。
由于仅需要单个多轴螺杆挤出机，因此显著降低了机器技术方面的复杂性，使得可以以简单且经济的方式选择性生产染色和未染色的塑料熔体。至少两个处理元件轴特别可沿同一方向旋转驱动。多轴螺杆挤出机优选被配置为双轴螺杆挤出机。当首先生产未染色的塑料熔体时，由于染色的塑料熔体不被未染色的塑料熔体污染，因此随后可以以简单、快速和灵活的方式生产染色的塑料熔体。相反，当首先生产染色的塑料熔体时，为了生产未染色的塑料熔体，因为多轴螺杆挤出机进行自清洁，因此最初在过渡期产生不纯的塑料熔体。用于自清洁的至少两个处理元件轴被配置成以紧密的方式相互啮合并且刮擦壳体内壁。一旦在过渡期之后完成了自清洁，就可以在没有任何复杂的清洁措施的情况下生产出未染色的塑料熔体。例如，在过渡期中从多轴螺杆挤出机排出的不纯的塑料熔体被造粒，并且所生成的不纯的塑料颗粒与所生成的未染色的塑料颗粒和所生成的染色的塑料颗粒分离开。因此，该装置能够以简单、灵活和经济的方式选择性生产染色和未染色的塑料熔体。
根据权利要求2的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单选择性生产。在第一操作模式中，控制设备以这样的方式致动第二计量设备，使得至少所需的染色剂通过第二进料口被进给到至少两个壳体孔中。在第一操作模式中，所需的未染色的塑料材料借助于计量设备中的至少一个进给，优选借助于第一和第二计量设备进给。此外，除了染色剂之外的其它添加剂可以借助于计量设备中的至少一个进给到壳体孔中。在第二操作模式中，控制设备以这样的方式致动第一计量设备，使得所需的未染色的塑料材料仅通过第一进料口进给到至少两个壳体孔中。在第二操作模式中，第二计量设备以使得任何染色剂和未染色的塑料材料都不通过第二进料口进给的方式由控制设备致动。在第二操作模式中的第二计量设备优选地至少部分地、特别是完全停用。
根据权利要求3的装置保证了染色和未染色塑料熔体的简单、灵活和经济的选择性生产。由于包括进料挤出机的第二计量设备，染色剂以期望的方式以简单且灵活的方式被进给到至少两个壳体孔中。
根据权利要求4的装置借助于粉状染色剂保证了染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的生产。粉状染色剂和粉状未染色的塑料材料通过染色剂计量单元和塑料材料计量单元计量到进料挤出机中。进料挤出机被配置为单轴混合挤出机，其分别由染色剂和未染色的塑料材料生成均匀的混合物或粉末混合物。所生成的混合物借助于单轴混合挤出机通过第二进料口进给到至少两个壳体孔中。单轴混合挤出机以及染色剂计量单元和塑料材料计量单元优选地在第二操作模式中停用。
根据权利要求5的装置借助于彩色母料颗粒保证了染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的生产。由染色剂和塑料材料制成的颗粒混合物称为彩色母料颗粒。染色剂以浓缩形式存在于塑料材料中。以下彩色母料颗粒也称为彩色颗粒。彩色母料颗粒借助于母料计量单元被进给到进料挤出机。进料挤出机被配置为双轴螺杆挤出机，其以计量方式将彩色母料颗粒进给到至少两个壳体孔中。双轴螺杆挤出机特别被配置为侧进料螺杆挤出机。双轴螺杆挤出机特别可沿同一方向旋转驱动。在第二操作模式中，母料计量单元被停用。在第二操作模式中的双轴螺杆挤出机被停用或是空操作的。由于空的操作，分别存在于至少两个壳体孔中的未染色的塑料材料或未染色的塑料熔体被保持在至少两个壳体孔中。由于染色剂没有被结合在彩色母料颗粒中，因此双轴螺杆挤出机没有被污染，并且双轴螺杆挤出机由于自清洁而没有被残留的彩色母料颗粒污染。双轴螺杆挤出机被配置成紧密啮合并且紧密地刮擦壳体内壁。
根据权利要求6的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的选择性生产。由于至少两个处理元件轴被配置成以紧密的方式相互啮合，所述处理元件轴以简单的方式也是自清洁的。
根据权利要求7的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的选择性生产。由于至少两个处理元件轴刮擦壳体内壁，所述壳体内壁以简单的方式被至少两个处理元件轴清洁。
根据权利要求8的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的选择性生产。由于第二进料口被设置在第一进料口的下游，可以分别借助于未染色的塑料材料，或者未染色的塑料熔体以简单的方式进行处理元件轴的完全自清洁和壳体的壳体内壁的完全自清洁。此外，多轴螺杆挤出机的被染色剂污染的部分尽可能短。
根据权利要求9的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单选择性生产。由于作为处理元件的螺杆元件被专门设置成在进料口之间就旋转方面固定在轴上，因此在进料口之间的部分中机器技术方面的复杂性较小。通过第一进料口进给的未染色的塑料材料借助于螺杆元件仅在一个输送方向上被输送到第二进料口。在第一操作模式中，染色剂和可选地未染色的塑料材料以期望的方式通过第二进料口进给。在第二操作模式中，不通过第二进料口进行染色剂和未染色的塑料材料的进给。
根据权利要求10的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的选择性生产。由于捏合元件被配置成在进料口之间就旋转方面固定在轴上，通过第一进料口进给的塑料材料已经在第二进料口之前被加热、特别是至少部分地或完全熔化。在第一操作模式中，用于使染色剂和可选的另外的塑料材料在第二进料口下游熔化和均质化所需的附加的热输入是较小的。因此，在第二进料口下游的机器技术方面的复杂性特别小。捏合元件可以被配置为单独的捏合盘和/或捏合块。相应的捏合块包括多个整体互连的捏合盘。
根据权利要求11的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单、灵活和经济的选择性生产。螺杆元件和捏合元件能够以简单的方式使塑料材料熔化和/或使染色剂和塑料材料均匀化。捏合元件可以被配置为单独的捏合盘和/或捏合块。相应的捏合块包括多个整体互连的捏合盘。
根据权利要求12的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单和灵活的选择性生产。由于闭合元件，在第二操作模式中防止残留的染色剂，例如凭借振动，通过第二进料口进入至少两个壳体孔中并分别污染未染色的塑料材料、或者未染色的塑料熔体。
根据权利要求13的装置保证了染色和未染色的塑料熔体的简单和灵活的选择性生产。在从第一操作模式到第二操作模式或从第二操作模式到第一操作模式的转换中，闭合元件借助于闭合元件驱动器自动启动。闭合元件例如被设置成可在壳体上枢转，使得用于打开和关闭第二进料口的闭合元件驱动器使闭合元件围绕枢转轴线枢转。此外，例如借助于闭合元件驱动器，用于打开和关闭第二进料口的闭合元件可在至少一个方向上以线性方式重新定位。
根据权利要求14的装置保证了未染色的塑料熔体的简单生产。由于闭合元件的形状，保证了在第二操作模式中闭合壁的刮擦。因此，闭合壁由于该形状不会形成任何不期望的死空间，其中未染色的塑料材料或未染色的塑料熔体可能分别以不期望的方式积聚。根据闭合元件的布置，闭合壁具有壳体孔的形状或多个壳体孔的形状，特别是两个壳体孔的形状。
本发明的另一个目的是实现一种方法，该方法以简单、灵活和经济的方式能够选择性生产染色和未染色的塑料熔体。
该目的通过具有权利要求15的特征的方法来实现。根据本发明的方法的优点对应于根据本发明的装置的已经描述的优点。该方法特别还可以通过权利要求1至14中至少一项的特征进行改进。
附图说明
本发明的其它特征、优点和细节源自以下对多个示例性实施例的描述。
在附图中：
图1示出了根据第一示例性实施例的用于生产染色和未染色的塑料熔体的以部分剖面的方式示出的装置。
图2示出了图1中装置的多轴螺杆挤出机的局部剖视平面图；
图3示出了沿着图2中的剖面线III-III的多轴螺杆挤出机的剖视图；
图4示出了根据第二示例性实施例的装置的多轴螺杆挤出机的第二进料口区域的剖视图；
图5示出了根据第三示例性实施例的装置的多轴螺杆挤出机的第二进料口区域的剖视图；
图6示出了根据第四示例性实施例的装置的多轴螺杆挤出机的第二进料口区域的剖视图；
图7示出了根据第五示例性实施例的装置的多轴螺杆挤出机的第二进料口区域的剖视图；
图8示出了根据第六示例性实施例的用于生产染色和未染色的塑料熔体的以部分剖面的方式示出的装置；以及
图9示出了图8中装置的多轴螺杆挤出机的局部剖视平面图。
具体实施方式
下面借助于图1至3描述本发明的第一示例性实施例。用于生产染色的塑料熔体S1和未染色的塑料熔体S2的装置1包括多轴螺杆挤出机2、第一计量设备3、第二计量设备4和控制设备5。多轴螺杆挤出机2具有壳体6，在所述壳体中配置两个相互穿透的壳体孔7、8。处理元件轴9、10被设置成可围绕壳体孔7、8中的相关旋转轴11、12旋转。处理元件轴9、10借助于驱动马达13并且通过分动箱14可沿同一方向旋转驱动，从而沿相同方向旋转驱动。离合器15被设置在驱动马达13与分动箱14之间。
在壳体6中配置通向壳体孔7、8的第一进料口16和第二进料口17。第二进料口17在输送方向18上设置在第一进料口16的下游。第一计量设备3通向第一进料口16，并且用于将未染色的塑料材料M通过第一进料口16进给到壳体孔7、8中。例如，第一计量设备3被配置为重量计量单元。
第二计量设备4包括进料挤出机19、染色剂计量单元20和塑料材料计量单元21。第二计量设备4或进料挤出机19分别通向第二进料口17。未染色的塑料材料M和/或染色剂F能够借助于第二计量设备4通过第二进料口17被进给到壳体孔7、8中。
进料挤出机19被配置为单轴混合挤出机。进给挤出机19包括具有壳体孔23的壳体22，混合轴24可旋转地设置在所述壳体中。混合轴24可借助于驱动马达25旋转驱动。通向壳体孔23的染色剂计量单元20和塑料材料计量单元21被设置在进料挤出机19的上游。为此，例如，染色剂进料口26和塑料进料口27被配置在壳体22中。染色剂计量单元20用于将染色剂F计量到进料挤出机19中。因此，塑料材料计量单元20用于将未染色的塑料材料M计量到进料挤出机19中。例如，计量单元20、21被配置为重量计量单元。
螺杆挤出机2在输送方向18上依次具有引入区28、熔化和混合区29以及排出区30。壳体6在排出区30的端侧处具有排出口31。进料口16、17被设置在引入区28中。处理元件轴9、10分别包括相关的轴32、33、在输送方向18上成对设置的螺杆元件34、34'和捏合元件35、35'，以便就旋转方面固定在所述轴32、33上。螺杆元件34、34'被专门设置成在引入区28中就旋转方面固定在轴32、33上。螺杆元件34、34'和捏合元件35、35'被设置成在熔化和混合区29中就旋转方面固定在轴32、33上。螺杆元件34、34'依次被专门设置成在排出区30中就旋转方面固定在轴32、33上。捏合元件35、35'例如被配置为单独的捏合盘和/或具有多个整体互连的捏合盘的捏合块。
处理元件轴9、10被配置成以紧密的方式相互啮合并且刮擦壳体6的壳体内壁36。为此，处理元件轴9、10相互设置，使得当在横截面中观察时，由处理元件轴9、10限界的间隙37具有宽度A1，宽度A1与处理元件轴9、10的外径D的关系为：0.003≤A1/D≤0.05、特别是0.004≤A1/D≤0.035、特别是0.011≤A1/D≤0.02。
此外，处理元件轴9、10与壳体内壁36共同形成相应的间隙38，当在横截面中观察时，所述间隙38具有相关的宽度A2，宽度A2与外径D的比值为：0.004≤A2/D≤0.03、特别是0.005≤A2/D≤0.025、特别是0.012≤A2/D≤0.019。
控制设备5用于在用于生产染色的塑料熔体S1的第一操作模式B1与用于生产未染色的塑料熔体S2的第二操作模式B2之间进行选择。为此，控制设备5在信号方面连接到多轴螺杆挤出机2、第一计量设备3和第二计量设备4。控制设备5被配置成使得在第一操作模式B1中至少借助于第二计量设备4的染色剂F能够通过第二进料口17被进给到至少两个壳体孔7、8中和借助于第一计量设备3和/或第二计量设备4的未染色的塑料材料M能够通过第一进料口16和/或第二进料口17进给。此外，控制设备5还被配置成使得在第二操作模式B2中借助于第一计量设备3的未染色的塑料材料M能够通过第一进料口16被进给到至少两个壳体孔中。在第二操作模式B2中，没有染色剂F能够被进给到壳体孔7、8中。
设备1的功能模式如下：
借助于控制设备5可以在第一操作模式B1与第二操作模式B2之间进行选择。染色的塑料熔体S1的生产是在第一操作模式B1中进行的，而未染色的塑料熔体S2的生产是在第二操作模式B2中进行的。
在第一操作模式B1中，未染色的塑料材料M和染色剂F被进给到多轴螺杆挤出机2。引入区28中的未染色的塑料材料M和染色剂F进入到壳体孔7、8中，并在输送方向18上被输送到熔化和混合区域29中。塑料材料M熔化并且染色剂F在熔化和混合区29中与熔化的塑料材料M混合，从而生产出染色的塑料熔体S1。随后，染色的塑料熔体S1通过排出区30中的排出口31排出。随后，染色的塑料熔体S1以常规方式造粒，并且例如生成染色的塑料颗粒。
未染色的塑料材料M，即天然颜色的塑料材料M，是散装材料，并且被配置成例如粉状和/或颗粒状。因此，染色剂F作为散装材料存在，并且被配置成例如粉状和/或颗粒状。例如，染色剂F是粉状炭黑。染色的塑料熔体S1包括按重量计0.5％至按重量计10％之间、特别是按重量计1％至按重量计6％之间、特别是按重量计1.5％至按重量计4％之间的染色剂F，以及按重量计90％至按重量计99.5％之间、特别是按重量计94％至按重量计99％之间、特别是按重量计96％至按重量计98.5％之间的未染色的塑料材料M。此外，除染色剂之外的其它添加剂F可以与染色的塑料熔体S1混合，所述添加剂不按上述重量比例考虑。
在操作模式B1的第一变体中，未染色的塑料材料M既借助于第一计量设备3也借助于第二计量设备4进给。未染色的塑料材料M借助于第一计量设备3通过第一进料口16被进给到壳体孔7、8中。整个未染色的塑料材料M的按重量计40％至按重量计90％之间、特别是在按重量计45％至按重量计85％之间、特别是在按重量计50％和按重量计80％之间借助于第一计量设备3进给。借助于塑料材料计量单元21的残留的未染色的塑料材料M和借助于染料剂计量单元20的染色剂F被进给到进料挤出机19中并且在那里相互混合。为此，混合轴24以200rpm至3500rpm之间、特别是在350rpm至3000rpm之间、特别是在500rpm至2500rpm之间的旋转速度被旋转驱动。来自未染色的塑料材料M和染色剂F的混合物通过第二进料口17进给到壳体孔7、8中。
在操作模式B1的第二变体的情况下，第二计量设备4被专门操作，并且借助于塑料材料计量单元21的整个未染色的塑料材料M和借助于染色剂计量单元20的染色剂F被进给到进料挤出机19。由整个塑料材料M和染色剂F生成的混合物通过第二进料口17被进给到壳体孔7、8中。
在第一操作模式B1的第三变体的情况下，借助于第一计量设备3的整个未染色的塑料材料M通过第一进料口16进给，并且染色剂F仅通过第二进料口17进给。
当随后借助于控制设备5选择第二操作模式B2时，第二计量设备4被停用。为了使未染色的塑料熔体S2，即天然颜色的塑料熔体S2能够生产，多轴螺杆挤出机2仅借助于第一计量设备3进给未染色的塑料材料3。在第二操作模式B2中不进给染色剂F。多轴螺杆挤出机2的自清洁在转换之后的过渡期内进行。凭借处理元件轴9、10的紧密啮合配置以及凭借借助于处理元件轴9、10刮擦壳体内壁36，位于壳体孔7、8中，特别是位于处理元件轴9、10上和壳体内壁36上的残留的染色剂F从多轴螺杆挤出机2中去除。在所述过渡期中产生不纯的塑料熔体S3，其既不能用作染色的塑料熔体S1，也不能用作未染色的塑料熔体S2，因此所述不纯的塑料熔体S3必须分开。在过渡期之后完成自清洁，使得未染色的塑料熔体S2以期望的方式被生成，因为通过第一进料口16进给的塑料材料M被输送到熔化和混合区29，并且在那里熔化并随后在排出区30中排出。
从第二操作模式B2到第一操作模式B1的转换可以以简单的方式进行，因为不需要多轴螺杆挤出机2的自清洁来生产染色的塑料熔体S1。
下面借助于图4描述本发明的第二示例性实施例。与前述示例性实施例相反，装置1具有闭合元件39，所述闭合元件在第二操作模式B2中关闭第二进料口17并且在第一操作模式B1中打开所述第二进料口17。闭合元件39包括支撑部件40、闭合部件41和具有第一驱动马达43和第二驱动马达44的闭合元件驱动器42。支撑部件40具有两个通道开口45、46，其中，闭合部件41被设置成可在通道开口46中重新定位。借助于第一驱动马达42的支撑部件40可在水平方向上重新定位，使得或者自由通道开口45或者设置有闭合部件41的通道开口46与第二进料口17对齐。在第一操作模式B1中，借助于驱动马达43的支撑部件40被重新定位，使得自由通道开口45与第二进料口17对准，从而使得通过第二进料口17到壳体孔7、8中的进料是可能的。在向第二操作模式B2的转换中，借助于第一驱动马达43的支撑部件40在水平方向上重新定位，使得通道开口46与第二进料口17对准。随后，借助于第二驱动马达44的闭合部件41在垂直方向上重新定位，使得第二进料口17被闭合部件41关闭。闭合部件41具有闭合壁47，所述闭合壁成形为对应于壳体内壁36，并且在第二进料口17的区域中补充壳体内壁36，使得壳体孔7、8被壳体6和闭合部件41限界。在第二操作模式B2中，没有残留的染色剂F可以例如凭借振动通过第二进料口17进入到壳体孔7、8中。在向第一操作模式B1转换中，闭合部件41和支撑部件40以相反的顺序重新定位。在进一步的构造和进一步的功能模式方面，参考第一示例性实施例。
下面借助于图5描述本发明的第三示例性实施例。与前述示例性实施例相反，支撑部件40仅具有第一通道开口45，并且通过在通道开口45旁边的侧向区域配置闭合部件41。为了关闭和打开第二进料口17，借助于驱动马达43的支撑部件40在水平方向上侧向重新定位，使得或者闭合部件41或者通道开口45被设置在第二进料口17之上。在进一步的构造和进一步的功能模式方面，参考前述示例性实施例。
下面借助于图6描述本发明的第四示例性实施例。闭合元件39包括引导件48，借助于所述引导件，闭合部件41可以以引导的方式重新定位到第二进料口17中。引导件48仅在图6中示意性地示出。引导件48可以以任意方式配置，例如配置为枢转接头。为了打开和关闭第二进料口17，借助于驱动马达43的闭合部件41沿着引导件48重新定位。在进一步的构造和进一步的功能模式方面，参考前述示例性实施例。
下面借助于图7描述本发明的第五示例性实施例。闭合部件41是手动组装的，用于关闭第二进料口17，并且是手动拆卸的，用于打开第二进料口17。壳体6在第二进料口17的区域中配置用于闭合部件41的制动器49，使得处于组装状态的闭合部件精确定位。在进一步的构造和进一步的功能模式方面，参考前述示例性实施例。
下面借助于图8描述本发明的第六示例性实施例。与前述示例性实施例相反，第二计量设备4具有母料计量单元50，其设置在进料挤出机19的上游。进料挤出机19被配置为双轴螺杆挤出机。所述进料挤出机19包括壳体51，其具有配置在其中的两个相互穿透的壳体孔52、53、设置在所述壳体孔52、53中的两个螺杆轴54、55，以便可围绕相关的旋转轴56、57旋转。螺杆轴54、55借助于驱动马达58并且通过分动箱59在同一方向上被旋转驱动，从而在相同的旋转方向上被旋转驱动。在壳体51中配置进料口60，母料计量单元50通向所述进料口。
多轴螺杆挤出机2在输送方向18上依次配置第一引入区28'、熔化区29'、第二引入区28、熔化和混合区29以及排出区30。螺杆元件34、34'被专门设置成在第一引入区28'的区域中就旋转方面固定在轴32、33上。相反，捏合元件35、35'依次被专门设置成在熔化区29'中就旋转方面固定在轴32、33上。第二进料口17被配置成在第二引入区28中的第一进料口16的下游。因此，熔化区29'被设置在第一进料口16与第二进料口17之间。因此，螺杆元件34、34'和捏合元件35、35'被设置成在进料口16、17之间就旋转方面固定在轴32、33上。第二进料口17被侧向地配置在壳体6中。进料挤出机19被配置为双轴侧进料螺杆挤出机。
在第一操作模式B1中，未染色的塑料材料M借助于第一计量设备3通过第一进料口16被进给到第一引入区28'中。塑料材料M借助于捏合元件35、35'被输送到熔化区29'并在那里熔化。在第二引入区28中，借助于第二计量设备4，彩色母料颗粒G被进给到熔融塑料材料M。母料颗粒G包括塑料材料M和以浓缩形式存在于母料颗粒G中的结合染色剂F。借助于母料计量单元50的母料颗粒G被进给到进料挤出机19中，并且借助于所述进料挤出机通过第二进料口17被进给到壳体孔7中。母料颗粒G在熔化和混合区29中熔化，并且与作为熔体存在的塑料材料M共同均匀化。随后，染色的塑料熔体S1在排出区30中排出。染色的塑料熔体S1包括按重量计0.5％至按重量计10％之间、特别是按重量计1％至按重量计6％之间、特别是按重量计1.5％至按重量计4％之间的染色剂F，以及按重量计90％至按重量计99.5％之间、特别是按重量计94％至按重量计99％之间、特别是按重量计96％至按重量计98.5％之间的未染色的塑料材料M。此外，除了染色剂F之外的其它添加剂可以与染色的塑料熔体S1混合，所述添加剂不按上述重量比例考虑。
在第二操作模式B2中，没有染色剂F或没有母料颗粒G分别借助于第二计量设备4进给。在第二操作模式B2的第一变体中，第二计量设备4被停用并且进料挤出机19被拆卸。第二进料口17分别借助于闭合元件或闭合部件关闭。由于第二进料口17被侧向配置，因此闭合壁分别根据壳体孔7或8成形，并限界所述壳体孔7或8。根据图4至7的示例性实施例可以以与本示例性实施例类似的方式应用。借助于第一计量设备3的未染色的塑料材料M随后通过第一进料口16进给并且在熔化区29'中熔化，使得在过渡期中借助于熔融塑料材料M在第二引入区28中、在熔化和混合区29中以及在排出区30中进行自清洁。未染色的塑料熔体S2是在自清洁之后生产的。在第二操作模式B2的第二变体中，母料计量单元50被停用并且进料挤出机19被空操作，使得第二引入区28中的熔融塑料材料M被螺杆轴54、55保持在壳体孔7、8中。在第二变体的情况下，不需要拆卸进料挤出机19。在进一步的构造和进一步的功能模式方面，参考前述示例性实施例。
根据本发明的装置1使得能够仅通过单个多轴螺杆挤出机2选择性生产染色的塑料熔体S1和未染色的塑料熔体S2。因此，机器技术方面的复杂性相对较小。当第一操作模式B1转换到第二操作模式B2时，因此在过渡期中的自清洁期间产生不纯的塑料熔体S3。根据经济状况，由此生产的不纯的塑料颗粒被出售或在随后的染色的塑料熔体S1的生产中通过第二进料口17再次进给到多轴螺杆挤出机2并进一步加工。因此，装置1使得能够选择性地简单、灵活和经济的生产染色的塑料熔体S1和未染色的塑料熔体S2。

Claims (17)

1.一种用于生产染色和未染色的塑料熔体的装置，包括：
-用于提供塑料熔体(S1，S2)的多轴螺杆挤出机(2)，具有
--壳体(6)；
--配置在壳体(6)中的至少两个相互穿透的壳体孔(7，8)；
--第一进料口(16)和第二进料口(17)，其通向至少两个壳体孔(7，8)；
--至少两个处理元件轴(9，10)，其被设置成能够在壳体孔(7，8)中旋转驱动；
-第一计量设备(3)，用于将未染色的塑料材料(M)通过第一进料口(16)进给到所述至少两个壳体孔(7，8)中；以及
-第二计量设备(4)，用于将至少一种染色剂(F)通过第二进料口(17)进给到所述至少两个壳体孔(7，8)中；
其特征在于，
在处理元件轴(9，10)之间配有间隙(37)，并且间隙(37)的宽度A1与处理元件轴(9，10)的外径D的关系为：0.003≤A1/D≤0.05，
处理元件轴(9，10)与壳体(6)的壳体内壁(36)结合地配有间隙(38)，并且间隙(38)的宽度A2与处理元件轴(9，10)的外径D的关系为：0.004≤A2/D≤0.03，
所述装置(1)包括控制设备(5)，控制设备(5)用于在用于生产染色的塑料熔体(S1)的第一操作模式(B1)与用于生产未染色的塑料熔体(S2)的第二操作模式(B2)之间进行选择。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
控制设备(5)被配置成使得
-在第一操作模式(B1)中，至少染色剂(F)能够借助于第二计量设备(4)通过第二进料口(17)被进给到所述至少两个壳体孔(7，8)中，并且未染色的塑料材料(M)能够借助于计量设备(3，4)中的至少一个被进给；
-在第二操作模式(B2)中，未染色的塑料材料(M)能够借助于第一计量设备(3)通过第一进料口(16)被进给到所述至少两个壳体孔(7，8)中。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：
第二计量设备(4)包括通向第二进料口(17)的进料挤出机(19)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：
进料挤出机(19)被配置成单轴混合挤出机，其上游配有染色剂计量单元(20)和塑料材料计量单元(21)。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：
进料挤出机(19)被配置为双轴螺杆挤出机，其上游配有母料计量单元(50)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
宽度A1与外径D的关系为：0.004≤A1/D≤0.035。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
宽度A1与外径D的关系为：0.011≤A1/D≤0.02。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
宽度A2与外径D的关系为：0.005≤A2/D≤0.025。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
宽度A2与外径D的关系为：0.012≤A2/D≤0.019。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第二进料口(17)在输送方向(18)上设置在第一进料口(16)的下游。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：
所述至少两个处理元件轴(9，10)分别包括一个轴(32，33)，并且螺杆元件(34，34')被设置成在进料口(16，17)之间就旋转方面固定在轴(32，33)上。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于：
所述至少两个处理元件轴(9，10)分别包括一个轴(32，33)，并且捏合元件(35，35')被设置成在进料口(16，17)之间就旋转方面固定在轴(32，33)上。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个处理元件轴(9，10)分别包括一个轴(32，33)，并且螺杆元件(34，34')和捏合元件(35，35')被设置成在进料口(16，17)下游就旋转方面固定在轴(32，33)上。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括用于关闭第二进料口(17)的闭合元件(39)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：
闭合元件(39)能够借助于闭合元件驱动器(42)启动。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于：
闭合元件(39)具有闭合壁(47)，所述闭合壁成形为对应于壳体内壁(36)并限界壳体孔(7，8)中的至少一个。
17.一种用于生产染色和未染色的塑料熔体的方法，包括以下方法步骤：
-提供多轴螺杆挤出机(2)，具有
--壳体(6)；
--配置在壳体(6)中的至少两个相互穿透的壳体孔(7，8)；
--第一进料口(16)和第二进料口(17)，其通向所述至少两个壳体孔(7，8)；
--至少两个处理元件轴(9，10)，其被设置成能够在壳体孔(7，8)中旋转驱动；其中
---在处理元件轴(9，10)之间配有间隙(37)，并且间隙(37)的宽度A1与处理元件轴(9，10)的外径D的关系为：0.003≤A1/D≤0.05，
---处理元件轴(9，10)与壳体(6)的壳体内壁(36)结合地配有间隙(38)，并且间隙(38)的宽度A2与处理元件轴(9，10)的外径D的关系为：0.004≤A2/D≤0.03，
-提供第一计量设备(3)和第二计量设备(4)；
-借助于控制设备(5)在用于生产染色的塑料熔体(S1)的第一操作模式(B1)与用于生产未染色的塑料熔体(S2)的第二操作模式(B2)之间进行选择，其中
-在第一操作模式(B1)中，至少一种染色剂(F)借助于第二计量设备(4)通过第二进料口(17)被进给到所述至少两个壳体孔(7，8)中，并且未染色的塑料材料(M)借助于计量设备(3，4)中的至少一个进给；和
-在第二操作模式(B2)中，未染色的塑料材料(M)借助于第一计量设备(3)通过第一进料口(16)被进给到所述至少两个壳体孔(7，8)中；以及
-在选定的操作模式(B1，B2)中操作多轴螺杆挤出机(2)和计量设备(3，4)。
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